成岩作用与敏感性(一)
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成岩作用及研究进展一、成岩作用的概念:成岩作用diagenesis :是指使松散沉积物固结形成沉积岩石的作用。
形成岩石的各种地质作用的统称。
如岩浆成岩作用、变质成岩作用、沉积成岩作用、花岗岩化作用、混合岩化作用等。
通常所说的成岩作用是指沉积物沉积后至岩石固结,在深埋环境下直到变质作用之前发生的物理、化学的变化,以及埋藏后演示又被抬升至地表或接近地表的环境中所发生的一切物理、化学变化。
直到固结为岩石以前所发生的一切物理的和化学的(或生物)变化过程。
一般包括沉积物的压实作用、胶结作用、交代作用、结晶作用、淋滤作用、水合作用和生物化学作用等。
这些作用通常是在压力、温度不高的地壳表层发生的。
当成岩物质被覆盖之后,由于厌氧细菌的作用,有机质腐烂分解,产生H2S 、CH4、NH3和CO2等气体,促使碳酸基矿物溶解成重碳酸盐,高价氧化物还原成低价硫化物,酸性氧化环境变为碱性还原环境。
此时沉积物质发生重新分配、组合,胶体矿物脱水陈化、压缩胶结,最终固结为岩石。
成岩作用一词最早由德国学者C.W.冈贝尔(1868 )提出,各国学者对这一名词所赋予的含义并不完全一致。
压实作用(compaction)又称压固作用、压缩作用,压实作用是沉积物最重要的成岩作用之一。
指沉积物沉积后,由于上覆沉积物不断加厚,在重荷压力下所发生的作用。
通过压实作用沉积物发生脱水,孔隙度降低,体积缩小,密度增大,松软的沉积物变成固结的岩石。
例如泥炭,通过压实体积缩小(到1/20~1/30)后,便转变为坚硬的煤。
研究资料表明,碎屑沉积物在300米深处,受压实作用影响,其所含75%以上的水已被排出,石英砂岩由40%左右的原始孔隙降低至30%~10%。
胶结作用是沉积物在成岩过程中的一种变化。
沉积物的松散碎屑被胶结成坚硬岩石的作用。
其胶结物的成分不同,也可以和碎屑物成分相同。
前者如钙质胶结的钙质砂岩,后者如硅质胶结的石英砂岩。
常见的胶结物有泥质的、铁质的、硅质的和钙质的等。
第一章绪论第一节成岩作用的概念与研究历史一、成岩作用的概念成岩作用一词diagenesis(复数diageneses,形容词diagenetic)最先由德国人GÜmbel(1868)提出。
在国内一样以为,成岩作用是指碎屑沉积物在沉积后到变质作用之前,这一漫长时期所发生的各类物理、化学及生物转变。
而不是狭义的,仅指沉积物的石化和固结作用(郑浚茂,1989)。
成岩作用的这一概念是我国现代大多数地质家们所同意的概念。
二、研究历史①1868-1970:一样性的描述,岩石学方面的研究。
②1970-1995年:成岩作用与石油地质相结合,再加上大量新技术、新方式的引入,如X―衍射、铸体薄片、压汞、阴极发光显微镜、SEM、R o、Rork Ever、同位素、荧光显微镜、电子探针等使成岩作用的研究取得冲破性进展,最大的发觉确实是深层(>4000m)次生孔隙的发觉,并在其中发觉了工业油气流。
不仅具有理论意义,而且具有庞大的经济成效。
专门是成岩圈闭的发觉,令人们更进一步熟悉了成岩作用研究的重要性。
③1995~现今:显现了三个不同的研究方式和领域A、分析、化验、观看、描述:刘宝珺、孙永传、李忠、郑浚茂、应凤祥、赵澄林B、成岩作用物理模拟:赵澄林、孟元林C、成岩作用数值模拟:孟元林、应凤祥、何东博表1-1 成岩作用进展史(李忠,2006)第二节成岩作用的研究内容与意义一、成岩作用在石油地质中的地位(一)成岩作用对成藏要素的阻碍石油与天然气是一种沉积有机矿产,其形成和散布与沉积相和成岩作用紧密相关。
成岩作用可进一步分为早成岩时期A期、B期、中成岩时期A1、A2亚期、B期和晚成岩时期,他对石油地质的六大成藏要素生、储、盖、运、圈、保均有紧密关系(表1-1)。
表1-1 成岩作用对成藏要素的阻碍与操纵(二)对储层质量的阻碍成岩作用对六大成藏要素阻碍最严峻的是储层的质量。
研究说明,储层的物性要紧受沉积相、成岩作用和构造作用的阻碍与操纵。
地质成岩作用一、成岩作用及其分类成岩作用,指沉积物沉积后至岩石固结,在深埋环境下直到变质作用之前发生的物理、化学的变化,以及埋藏后岩石又被抬升至地表或接近地表的环境中所发生的一切物理、化学变化。
直到固结为岩石以前所发生的一切物理的和化学的(或生物)变化过程。
一般包括沉积物的压实作用、胶结作用、交代作用、结晶作用、淋滤作用、水合作用和生物化学作用等。
包括硬结成岩作用、岩浆成岩作用和变质成岩作用。
岩浆成岩作用分为侵入成岩作用和喷出成岩作用。
二、硬结成岩作用及其产物特征硬结成岩作用,也称沉积成岩作用,指松散沉积物在上覆沉积物的重荷压力作用下,孔隙减少,水分排除,碎屑颗粒间的联系力增强,或碎屑间隙中的充填物质黏结力增大,或因压力、温度的影响,沉积物部分溶解并重结晶,转变为坚硬岩石的过程。
一般而言,松散沉积物上覆沉积物越厚,重荷压力作用越强,孔隙减少程度越高,水分排除越完全,固结成岩作用越完全,碎屑颗粒间的联系力越强,或碎屑间隙中的充填物质黏结力越大,成岩后的岩石密度越大,空隙率越小,岩石中含水率越低,岩石越稳定,岩石抵抗风化作用的能力越强,越有利于隧道围岩的稳定;反之,重荷压力作用越弱,孔隙减少程度越低,水分排除越不完全,固结成岩作用越不完全,碎屑颗粒间的联系力越弱,或碎屑间隙中的充填物质黏结力越低,成岩后的岩石密度越小,空隙率大,岩石中含水率高,岩石越不稳定,岩石抵抗风化作用的能力越弱,越不利于隧道围岩的稳定。
压力、温度影响越大,沉积物溶解并重结晶的程度越高,成岩过程越完整,岩石越稳定,岩石抵抗风化作用的能力越强,越有利于隧道围岩的稳定;反之,沉积物溶解并重结晶的程度越低,成岩过程越不完整,岩石越不稳定,岩石抵抗风化作用的能力越低,越不利于隧道围岩的稳。
由于层间结合力较低,相较于由厚层、巨厚层岩石构成的隧道围岩岩体,由薄层岩石构成的围岩岩体稳定性较差。
三、岩浆成岩作用及其产物特征岩浆成岩作用,是指产生于地壳深部(至上地幔顶部)的高温高压熔融岩浆,沿地层岩石体中的断裂构造上升直至喷出地表冷凝固结成岩的整个地质作用过程。