碎屑岩成岩作用研究方法综述

碎屑岩成岩作用的主要研究方法

确定矿物种类、形态、成分的方法

一、电镜扫描法

1.电镜扫描法的特点

分辨率高，放大倍数大（一般2000-5000倍），景深大，立体感强，制样简单。自1975 年开始用于石油地质。

2.电镜扫描法的原理

以扫描方式照射到实验样品的微区上，使样品产生各种不同的信息，然后分别收集和整理。

3. 主要应用

1) 观察微孔隙：普通显微镜对几十微米到几微米的孔隙不易研究，但是扫描电镜都可以做到。据国外研究，凡是>0.2微米的孔隙都能储油, 最近的研究发现0.1微米的微孔隙也可储油。

(2) 区别孔隙类型：原生、次生、孔隙全貌、溶蚀情况、裂缝、喉道分布

(3) 观察胶结物在砂岩中的分布方式

(4) 辨别胶结物

A. 粘土胶结

☞水云母－单体为片状、丝缕状、蜂窝状、羽毛状，集

合体为鳞片状、碎片状，蜂窝状，呈孔隙衬

垫，呈孔隙充填。

☞高岭石－假六方板状，集合体呈书页状；部分由长

石演变而来，一部分呈蠕虫状。

☞蒙脱石－单体为棉絮状，集合体为鳞片状、蜂窝状，

呈粒间充填

☞绿泥石－单体为针叶状，集合体为鳞片状、玫瑰花

状、绒球状，呈孔隙衬垫

☞埃洛石－针状、棒状、管状，集合体呈细管状，常由

水云母和蒙脱石转化而来

☞凹凸棒石－单体为纤维状，集合体束状或无规则缠绕

B. 沸石

☞斜方沸石－薄板状，板厚2-5微米，板长20-30微米，有的呈细长板条状，晶面上可见到球状硅质小晶粒，集合体呈束状

☞片沸石－基本同上

☞方沸石－等轴

☞浊沸石－板状，短柱状，有解理，形态类似长石

C. 硅质

☞方英石－5微米左右的球体，注意与绿泥石区别。自生石英加大

D. 硫化物

☞黄铁矿－莓球状和八面体；代表PH＝8-9还原环境

E. 碳酸盐：区分不同期次（晶形、大小、包体）

研究成岩变化（文石－方解石）

(5) 确定成岩顺序

如长石溶解形成高岭石沉淀，石英自生加大后再溶蚀

(6)石英颗粒表面特征－分析沉积相

各种撞击坑，溶蚀坑，擦痕

二、阴极发光法

1.阴极发光法

可以解决显微镜下不易观察的现象，阴极发光是用阴极射线管发出加速电子进行激发而产生的一种荧光。

2. 制样

抛光制成两片光薄片，厚度0.05-0.06mm，岩样抛光也可以

3. 阴极发光法的原理

用电子轰击样品，使之发光；根据矿物的发光特征来研究其成分，晶体形态和相互关系。

4. 主要应用

主要应用：区分碳酸盐、石英自生加大、孔隙、成岩顺序、微构造、物源

(1) 石英次生加大：加大边不发光

(2) 区分碳酸盐类型:

☞方解石－黄色、橙红

☞白云石－橙红、暗红

☞含铁方解石－亮橙黄

☞含铁白云石－橙褐色

☞铁方解石－褐色、桔红色

☞铁白云石－不发光(含铁量>6%)

☞菱铁矿－－不发光

(3) 区分碳酸盐成因：

A.方解石：

☞氧化环境：发光昏暗或不发光

☞淡水渗流环境：发光暗

☞重结晶、埋藏环境：发光明亮

B. 白云石

☞埋藏：亮红、玫瑰红、亮橙黄、橙红

☞准同生：黄、红、橘红、蓝、绿

☞混和水：亮蓝

☞淡水：褐色或者不发光

☞高温：深红

(4) 观察溶解作用及孔隙类型

☞碳酸盐和长石岩屑同时溶解

☞长石溶解具有选择性，蓝色的容易溶解并与蠕虫状高岭石伴生；红色的溶解较弱，杏黄色不易溶解。

☞石英溶解弱于长石，与易溶长石伴生的棕色石英易溶。

阴极发光可恢复原有的溶蚀结构，如湖北大冶下三叠统大冶群粉晶灰岩中见圆－椭圆形亮晶斑状，是被充填的溶孔、虫穴还是不均匀重结晶？在阴极发光下可见溶蚀边界十分清晰，亮晶斑块为早期溶孔。另外，有些孔隙在偏光镜下溶蚀特征明显，似为溶孔，但在阴极发光下却是受重结晶改造的生物介壳。

(5) 确定成岩顺序：根据交代关系确定先后顺序

☞氧化硅（浅棕色或不发光）和方解石（发光明亮）的交代作用

☞高岭石化作用：蓝色长石易高岭石化（蠕虫状、靛蓝色光）

☞粘土环边成分的确定：S→I/S → I

☞长石交代钾长石：长石发蓝色光，交代方解石发深红色光，充填方解石发橙黄色光

☞方解石、铁白云石、菱铁矿交代：橙黄－暗红－不发光

☞硬石膏：浅黄色、灰白色光、不发光或棕色

☞重晶石：亮蓝色－暗蓝色，发光不稳定

☞利用石英加大判断成岩顺序：石英加大早于晚期胶结，早于机械压实(6) 构造的恢复

☞恢复微沉积构造：收缩缝、缝合线、愈合构造

☞恢复由于重晶石和交代作用而消失的微裂缝

☞判断裂缝的性质、期次和产状

☞区别裂缝充填序列

(7) 物源区的判断

☞石英：蓝紫色光－火山岩、深成岩>573 ․C

棕色光－变质岩、300-573 ․C

不发光－沉积岩、<300 ․C

☞长石：发红色、蓝色、黄色、草绿色、杏黄色等光

☞发光强度：岩浆岩最大（含长石越多越大），变质岩最小

三、电子探针法

1. 电子探针的特点

☞元素分析范围广，能谱Na11－U92，波谱Be4U92

☞灵敏度高，为0.002%，精度高于X光荧光光谱、激光光谱、BA法误差1-5%，ZAF法误差为1%

☞对微细矿物分析研究有利，在同一块样品上可获得较全面的物理化学数据，不破坏样品，可多次重复分析。

☞能在光、薄片上进行分析（光面）

2.电子探针法的原理

高能电子束轰击固体样品表面时，电子与激发区内元素的原子核和核外电子发生弹性与非弹性碰撞，产生二次电子，背散射电子，透射电子，间歇电子及吸收电流，还产生X衍射，用这些信息进行物质组分、形态、及部分晶体表面构造的研究。

将电子枪发射的电子束经电磁透镜聚焦成直径0.1-1µm的微束作为X射线激