成岩过程中长石、高岭石、伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成.

动力学

第５期黄思静等：成岩过程中长石、高岭石、伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成：来自鄂尔多斯盆地上古生界和川西凹陷三叠系须家河组的研究１ＯＯ石８０＿馨斜长石３１０４２～１０ｏＣ古地温以后长石溶解方式及控制因素３１该成岩阶段钾长石溶解和高岭石伊利石化的．６Ｏ—一主要控制因素当温度超过１０—１０℃以后，以认为地层已２４可褂４Ｏ－基本处于封闭状态，同时该温度将启动高岭石的伊自篓酸性利石化反应口那么钾长石溶解（引，提供钾离子）就成为高岭石伊利石化的必须伴随反应。然而，并不是所有的深埋藏地层都能满足这样的条件，除埋藏前２０－０Ｉ三延长组太原组石盒子组碎屑组成中需要有足够的钾长石（源因素）物以外，地层的初始物质中含膨胀层的粘土矿物（同期火如图４鄂尔多斯盆地延长组、太原组和石盒子组长石类型分布直方图Ｆｇ４Ｔｈｉｔｂｔｎｉｔｇａｏｅａｔｆｌｓａｙｅｉ．ｅｄｓｒｕｇｈｓｏｒｍｆｒｍｎｎｅｄｐｒｔｐｓｉｉｉｈｎｈｎｒｔｎ，ｔｅＴａｙｎＦｒｔｎａｄｎｔｅＹａｃａｇＦｏｍａｉｏｈｉｕａｏｍａｉｎｏｔｅＳｉｅｅＦｒａｉｎｏｄｓＢｓｎｈｈｈｚｏｍｔｆｔＯｒｏ

ａｉｏｈｅ山物质）应相对较少，否则，当成岩作用演化到该阶段时，地层中的钾长石是十分有限的，如鄂尔多斯盆地三叠系延长组和石盒子组砂岩中的残余长石就以钠长石或其他酸性斜长石为主（４，因为这两个图）延长组为３２个随机样品ＥＸ测试结果；太原组为１Ｄ４个随机样品ＥＤ测试结果；盒子组为２砂岩样品ｘ射线衍射分析结果。Ｘ石１个ＥＤｒｓｌｏ２ｓｍｐｅ＇ｍｅＹａｅａｇＦｒｔｎ１ａｌｓＸｕｔｆｒ３ａｌｓｆｅｓｉｏｔｎｈｎｏｍａｏ，４ｓｍｐｅｈｉｆｏｔｅＴａｙａｏｍａｉｎａｄ２１ｓｐｌｏｈｈｈｚｒｔｏ．ｒｍｈｉｕｎＦｒｔｎａｅｓｆｒｔｅＳｉｅｉＦｏｍａｎｏｍｉ地层都存在较多的同期火山物质，其在１０１０℃２４以前的成岩作用应按

（３）图ｂ的方式发生。尔多斯鄂盆地太原组的深埋藏砂岩在这方面具有得天独厚的条件：１地层中缺乏足够的同期火山物质，（）使得反

应不能按图３ｂ的方式发生；（）２作为海相地层的太该成岩温度范围内，鄂尔多斯盆地三叠系延长组，如上古生界上部和四川盆地三叠系须河组上部等，因而大量次孔隙都是在该成岩阶段形成的。根据前边的讨论，砂岩埋藏前组成可造成长石等铝硅酸盐矿原组砂岩在同生到埋藏成岩阶段初期受海源流体影响会造成钾长石的稳定和保存；３作为受煤系地层（）酸性流体影响的太原组砂岩会在同生到埋藏成岩作用的前期造成不稳定长石（长石）斜的溶解并形成高物不同的溶解方式：１如果砂岩骨架颗粒中缺乏钾（）长石但又存在较多的含膨胀层的粘土矿物时，则长石在该阶段的溶解将是非常有限的，与之有关的次生孔隙也是有限的，因为在这种情况下，酸性斜长石的溶解受到蒙皂石伊利石化反应的缓冲而难以溶解，而偏基性的斜长石在同生到埋藏成岩作用初期岭石（为这是一储存Ｈ的反应）为１０～１０℃认，２４以后高岭石的伊利石化提供物质基础。此时，反应（）反应（）２和４为成岩系统彼此依赖的伴生反应，反应（）即为它们加和反应。该反应不存在离子的带１进带出，高岭石向伊利石的转化可以仅仅依赖于本

地来源的钾，早成岩阶段储层的Ｈ离子在晚成岩阶（际上还包括风化作用阶段）已大量溶解，其实就且次生孔隙难以在以后的埋藏成岩过程中保存；２如（）果砂岩骨架颗粒中缺乏钾长石，但含膨胀层的粘土矿物数量较少，则该阶段形成的次生孔隙主要由酸段通过高岭石的伊利石化释放在成岩流体中。在这种成岩系统中，可能出现如图５所示的三种情况。引性斜长石溶解提供，与酸性斜长石溶解有关的次生孔隙通常都能较好保存；３如果砂岩骨架颗粒中存（）在较多的钾长石，同时又存在较多的含膨胀层的粘土矿物，则该阶段形成的次生孔隙主要由钾长石溶情况一经历相对浅埋藏的初始矿物中钾长石的含量多于高岭石，全部高岭石伊利石化，长石钾仅部分溶解，地层中会有较多的钾长石保存。情况二经历相对浅埋藏的初始矿物中钾长石的含

量等于高岭石，则几乎全部高岭石都伊利石化，而钾长石几乎全部溶解，地层中几乎没有钾长石保存。解提供，地层中会存在斜长石的钠长石化或自生钠长石的沉淀，与钾长石溶解有关的次生孔隙通常都能较好保存。情况三经历相对浅埋藏的初始矿物中钾长ＨＡＧｉｉｔＬ：ＭａｓｅｃａｇｓａｄｔｉｉｕｎｅｎｓｃｎａｙｏｏｉｆｒａｉｎｉｌｔｉｅｅｉＵＮＳ－ｎｅａｊｇｓｈｎｅｎｅｒｎｅｃｓｏｄｒｒｓｙｏｍｔｃｓｃａｎｓｘｈｆｌＯｅｐｔｏｎａｉｄｇｓ

物质守恒原理

第５期黄思静等：成岩过程中长石、高岭石、伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成：来自鄂尔多斯盆地上古生界和川西凹陷三叠系须家河组的研究间的物质交换对次生孔隙形成具有显著的控制作

反应还是一个减体积的反应，反应过程有约１．％０７额外空间产生，这也是鄂尔多斯盆地东部太原组和四川盆地三叠系须家河组二段砂岩次生孔隙的主要形成机制。用，砂岩埋藏前组成中长石的类型及相对含量、层地初始物质中含膨胀层的粘土矿物（同期火山物质）如的数量、系统的开放性与封闭性、流体中额外钾离子的存在与否直接控制了长石的溶解方式和次生孔隙的形成机制。（）２长石溶解作用实际上从风化作用就已开始，在以后的同生到埋藏成岩作用初期的低温开放或半开放的成岩环境中，在热力学上最不稳定且低温条件下更易溶解的偏基性斜长石已大量溶解，并伴随参考文献（ｅｒｎｅ）Ｒｆｅｃｓ：ｅ【】ＳｒａＲＣｏｓ１ｕｄｍ，ＢｅｅＳＷ，ＣｓｙＬＪｈｈｍｓｙｏｃｎａｙｏｅｒｓ．ＴｅｃｅｉｒｆｅｏｄｒｔｓｐｒｓｙＭ】ＡＰｍｉ３，１８：１７—１９ｏｏｉ【．ＡＧＭｅｏｒ７９４２ｔ４．（】Ｓｒａ，Ｃｓｅ，Ｈａｅ，Ｈａｌ．Ｏｇｎｃ２ｕｄｍＲＣｒｓｙＬＪｏｇｎＥＳｅｓｒＨＰｒａｉ—ｅｉｏａｉａｄｓｄｔｎｉｅｅｉ［】．ＡＰｕｌ９９３ｎｒ

ｎｃｎａｓｅｄａｎｓＪｇｎｏｇｓＡＧＢｌ，１８，７（）—２．１：１３【】ＳｒａＲＣＣｏｓｙＬＪＩｔｇａｄｄａｅｅｃｍｄｌｇＡ３ｕｄｍ，ｒｓ．ｎｅｒｔｉｎｔｏｅｎ：ｅｅｇｉｉｐｏｅｓｒｎｅｐｒａｈｆｌｓｃｓｓｍｓＪ．Ａｎｅａｔｒｃｓｏｉｔｄａｐｃｒｅｔｙｔ［］ｎｕＢｙＥｒ—ｅｏｏａｉｅｈＰａｅｅ，１８，１ｌｎｔＳｉ９７５：１１—１０．４７高岭石的沉淀，在受海源流体影响的砂岩（鄂尔但如多斯盆地太原组、四川盆地三叠系须家河组第二段）中，由于额外钾离子的影响，长石溶解会伴随伊利石的沉淀，本来在热力学上就已相对稳定的钾长石会更加稳定，成为保存时间最长的长石类型，并也是以后埋藏成岩过程中对次生孔隙贡献最多的长石类型。【】Ｓｏｓ

ｅ，Ｐｔａ．Ｓｃｎａｙｐｒｓｙｒｖｉ：Ｔｅ４ｔｓｌＲＫｉｍｎＥＤｅｏｄｒｏｉｅｉｔｅｌｔｏｔｓｅｄｈｃｅｓｒ

ｆｆｌｓａｉｓｌｔｎｙｃｒｏｙｉａｉｓａｄａｉｎｈｍｔｙｏｅｄｐｒｄｓｏｕｏｂａｂｘｌｉｉｃｃｄｎｏｓｎ【】Ｊ．ＡＡＧＢｌ９０４１）７５—１０．Ｐｕ，１９，７（２：１９ｌ８５【】黄思静，武文慧，刘洁，沈立成，黄成刚．大气水在碎屑岩次５生孔隙形成中的作用——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例【】Ｊ．地球科学，２０，２（）４９—４４０３８４：１２．ＨａｇＳ－ｎ，ＷｕＷｅ・ｕ，ＬｕＪ，ＳｅＬ—ｈｎ，ＨａｇｕｉｉｇｎｊｎｈｉｉｉｈｎｉｅｇｕｅｃｎＣｈｎ－ａｇＧｎｒｔｎｏｅｏｄｒｒｓｔｙｍｅｅｒｃｗａｅｅｇｇ．ｅｅａｉｆｓｃｎａｙｐｏｉｂｔｏｔｒｎｏｏｙｉｄｒｎｉｆｓｂｅｉｘｓｒ：ＡｎｅａｌｒｍｎｅａｇｕｉｇｔｍｅｏｕａｒａｅｐｕｅｌｏｘｍｐｅｆｏＹａｈｎ（）３在埋藏成岩作用初期到１０～１０℃古地温２４以前的成岩阶段中，地层初始物质中含膨胀层的粘土矿物（同期火山物质）如的数量成为控制长石溶解方式的主要因素，作为耗钾反应的蒙皂石一伊利石转化反应是克服埋藏成岩