鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系长6层碳酸盐胶结物及形成机理

善鲁鬟曩兰薯羞曩蓑譬笑竺娶黧：；翥妻 （白２３９井２０９７．３５ｍ，×２００）；Ｆ：扫描电镜，颗粒溶蚀部分绢云母化（山１３９井，２ ０５５．７ ｒｉｌ ｘ６００）。
３碳酸盐胶结物形成机理讨论
自生碳酸盐胶结物的种类可以随埋藏深度增加 和地温的升高按一定序列有规律地出现。华庆地区
解石溶解一晚期铁方解石充填原生和次生孔隙一晚 期（铁）自云石充填或交代碎屑颗粒（图３）。现将研
地区砂体最发育、含油性最好的一个油层，其具有分 是较好的区域盖层（表１）。
布普结物形成机制的研究为了解成岩作用过
２碳酸盐胶结物主要类型及特征
程以及优质储层的分布提供了重要线索。
２．１碳酸盐胶结物的类型及分布特征
１ 地质概况
华庆地区长６储层中胶结物平均含量一般在 ４％～２３％之间，最高可达４０％，平均为９．２％。胶
三期，并对不同成岩阶段形成的碳酸盐胶结物特征及成因机理进行了探讨。长６储层中碳酸盐胶结物以铁方解
石、铁白云石为主要类型。沉积阶段和早成岩阶段Ａ期方解石胶结物的成因与铝硅酸盐矿物的水化作用有关。早
成岩阶段Ｂ期和中成岩阶段Ａ期形成的晚期碳酸盐胶结物的成因主要与酸性流体对长石等铝硅酸盐矿物的溶解
和粘土矿物转化有关。
干酪根的热演化，生成的大量有机酸和ＣＯ。降低了 地层水中的ｐＨ值，使地层水呈酸性。
华庆地区长６油层组砂岩绝大部分为长石砂 岩，其丰富的长石砂岩为碳酸盐胶结物的发育提供 了重要的物质基础。成岩过程中形成的酸性水随泥 岩压实进入相邻砂体中，造成砂体中不稳定的长石 等酸溶性组分的溶蚀，同时排出，Ｆｅ２＋、Ｃａ”、Ｍ９２＋ 等，形成碳酸盐胶结物重要的物质来源之一。钙长 石的溶解方程如下：
这些离子随孔隙流体运移时，由于酸碱度的变 化等物理化学条件的改变发生沉淀胶结，形成碳酸 盐胶结作用充填带（图４）。
４ 结论
（１）华庆地区长６储层砂岩中以碳酸盐胶结作 （下转第２６页）
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石油地质与工程
２０１０年第１期
来，并且形成具有碎屑流特征的异地型风暴粗颗粒 灰岩；重力流中的细粒的组分继续向前运动，在风暴 浪基面以下的浅海陆棚中沉积下来，形成风暴浊流灰 岩沉积；由于风暴流振荡簸选与风暴回流联合作用， 在风暴浪基面附近形成丘状交错层理灰岩（图４）。
解石、白云石和铁白云石，其中铁方解石、铁白云石
鄂尔多斯盆地延长组第三段长７为湖盆演化的
是主要类型。
袭１ 华庆地区上三叠统延长组第三段地层划分简表
２．２碳酸盐胶结物的矿物学，岩石学特征 华庆地区碳酸盐胶结物具有明显的多期次形成
特征嘲。可根据组构、赋存状态、占位关系等特征将 其划分为三期：第一期主要为早期方解石，第二期为 铁方解石，第三期则主要为（铁）白云石。其中第一
正常的海相碳酸盐岩和碳酸盐胶结物的艿１３Ｃ 分布在一４．０‰～４．０‰范围间，属于无机碳源［４］。 华庆地区碳酸盐胶结物的碳氧同位素分析表明，第
一期方解石的碳同位素（艿１３Ｃ）相对较重，为一０．３‰ ～一３．３‰，氧同位素（占１８ Ｏ）较轻，分布范围为 一１．９５％ｏ～一２２．１‰。说明它的形成与有机质的脱 羧基作用关系不大，而与湖泊的碳酸钙过饱和及沉 积时的碱性条件有关，因此形成时间大致在沉积阶 段与早成岩阶段Ａ期。其较轻的氧同位素特征可 能与方解石在成岩过程发生重结晶作用有关Ｅｓ］，镜 下可见该类方解石因重结晶而呈连晶状分布。
关键词：鄂尔多斯盆地；华庆地区；三叠系；碳酸盐胶结物
中图分类号：ＴＥｌｌ２．２３
文献标识码：Ａ
碳酸盐胶结物是一种广泛分布于碎屑岩中的成
鼎盛时期，沉积了一套生烃能力巨大的烃源岩。长
岩矿物，在我国和世界上不同类型沉积盆地的碎屑 ６期湖盆开始收缩，岩性以砂岩为主，是盆地主要的
岩沉积序列中屡见不鲜。长６是鄂尔多斯盆地华庆 储油层［１］。长４＋５以泥页岩为主［２１，既是生油层也
图４库鲁克塔格地区莫合尔山组风暴沉积模式
３ 结语
新疆库鲁克塔格地区寒武系莫合尔山组风暴沉 积形成了四种不同类型的岩石，分别是原地型风暴 粗颗粒灰岩、异地型风暴粗颗粒灰岩、丘状交错层理 灰岩和风暴浊积岩。
从四种风暴岩的颜色、沉积物的构成的差别可 以得出，这些风暴岩发育于台地前斜坡到浅海陆棚 的广阔的浅海环境中。风暴沉积物发育在两次晴好
天气沉积物中，晴好天气下的沉积物往往可以形成 良好的盖层，而风暴岩恰恰可以做为储集层。莫合 尔山组风暴岩和晴好天气下的沉积成套出现，可以 形成良好的储盖组合。
参考文献
ｎ ］ 刘鹏举，林小谷．河北省平泉奥陶世冶里组碳酸盐风暴 沉积［Ｊ］．吉林大学学报（地球科学版），２００４。３４（１）：１
—４
口 ］ 孟祥化，葛铭．内源盆地沉积研究［Ｍ］．北京：石油工业 出版社。１９９３：１３５—１５０
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图１ 华庆地区长６储层胶结物成分及含量饼状图
阴极发光下可见贫铁方解石由里向外发桔黄桔红色 光，很难占据长石溶解空间（图２一Ａ），说明其在长 石颗粒溶解之前形成，其形成时间较早，在之后的成 岩作用过程中已被部分溶蚀。研究区可见方解石表 面被溶蚀生成少量片状伊利石（图２一Ｂ）。
第二期铁方解石的沉淀发生于部分溶解作用之 后。铸体薄片下可见铁方解石呈嵌晶状胶结，充填 几乎所有孔隙，并交代碎屑、杂基（图２一Ｃ）。第三 期（铁）白云石发生在溶蚀作用之后，一般晶粒较大， 以孔隙充填为特征，呈不规则状分布在以线状和凹 凸状接触为主的碎屑颗粒之间。扫面电镜下可见长 石溶蚀孔隙内发育菱形状铁白云石（图２一Ｄ）。 ２．３地球化学特征
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石油地质与工程
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究区各种碳酸盐胶结物的成因机理按沉积序列进行
汰 研究。
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早期方■石肢结 矗期方■石鹰结
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图３华庆地区长６储层碳酸盐胶结物的沉积序列
３．１ 沉积阶段与早成岩阶段Ａ期 华庆地区长６油层组砂岩绝大部分为长石砂
期碳酸盐胶结物不如第二和ｉ期常见。 第一期方解石主要以泥晶状产出，嵌晶式胶结。
收稿日期：２００９—０７—３０；改回日期：２００９—０９—１５ 作者简介：张艳．１９８４年生，２００７年大学毕业，在职硕士研究生， 研究方向为沉积储层。
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张 艳等．鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系长６层碳酸盐胶结物及形成机理
岩，其次为岩屑长石砂岩。岩屑成分以变质岩岩屑 为主，其次为火山岩岩屑。在沉积阶段及早成岩阶 段Ａ期主要发生铝硅酸盐骨架颗粒及同期火山物 质的水化作用生成早期方解石胶结物。
水化作用首先是铁镁暗色矿物的水化作用，之后 便是长石等浅色矿物的水化作用。浅色矿物水化首 先析出的是Ｋ＋、Ｎａ＋等碱金属离子，而后是Ｃａ２＋、 Ｍ９２＋等碱土金属离子。在研究区薄片中观察到的长 石表面的绢云母化（图２一Ｆ）与水化作用有关。 ３．２早成岩阶段Ｂ期
该反应提供的ｃａ２＋，Ｆｅ３＋和Ｍ矿＋离子是碳酸 盐胶结物，尤其是铁方解石和铁白云石胶结物的重 要物质来源。研究区铁方解石和铁白云石含量较 高，其成因可能与此有关。
华庆地区延长组上部长４＋５局部发育薄煤层 或者煤线（表１）。煤因压实或者氧化反应开始释放 出酸性流体，并造成其下地层中的溶蚀。该阶段末， 有机质逐渐成熟。研究区接近盆地沉降中心，深湖 区沉积了一套泥页岩地层，富含有粘土矿物与有机 质。随着研究区有机质进入低熟阶段，延长组长７ 巨厚的生油岩，以及长６富含有机质的暗色泥岩中
第二期铁方解石的碳同位素（８１３Ｃ）相对较轻， 为一３．２３％ｏ～一８．０２％ｏ，氧同位素（艿１８０）也较轻，分 布范围为一１９．７‰～一２２．９‰。说明铁方解石中有 一定量的有机碳参与，它的形成明显与有机质脱梭 基作用有关。其沉淀时间应该是早成岩阶段Ｂ一中 成岩阶段Ａ期。
第三期（铁）白云石碳同位素（８１３Ｃ）相对较重，为 一０．８４％ｏ～一１．９２％ｏ，氧同位素（８１８０）变化较大，分 布范围为一１２．６％～一２０．５％。其碳氧同位素组成 可能反映了在成岩流体中存在一定量的古代海相碳 酸盐岩溶蚀提供的无机碳［６］，研究区薄片下可见碳酸 盐岩屑边部溶解（图２一Ｅ）。（铁）白云石有机碳的加 入量比较有限，形成明显晚于铁方解石。结合其自形 程度较高、主要占据次生溶孔和普遍含铁的特点，可 以说明其形成时间大致在中成岩阶段Ａ期。
开始出现与埋藏成岩作用有关的碳酸盐和（含） 铁碳酸盐的沉淀作用。华庆地区多数砂岩中缺失高 岭石，而伊利石和绿泥石的含量相对较高，这可能是 成岩中消耗了高岭石，而有利于形成伊利石、高含量 的伊／蒙混层、绿泥石及钠长石，表现出具明显的由 蒙脱石和高岭石转化为伊利石的特征。该转化过程 所涉及的反应如下：
４．５Ｋ＋＋８Ａ１３＋＋ＫＮａＣａ２Ｍ甑Ｆｅ４Ａ１１４ Ｓｉ３８０１００ （ｏＨ）２０Ｈ２０（蒙脱石）·Ｋ５．５Ｍ９２Ｆｅｌ．５Ａ１２２Ｓｉ３５０１００ （０Ｈ）２０（伊利石）＋Ｎａ＋＋２Ｃａ２＋＋２．５Ｆｅ３＋＋ ２Ｍ９２＋＋３Ｓｉ４＋＋１０Ｈ２０
图２华庆地区长６储层碳酸盐胶结物
Ａ：阴极发光，方解石发桔黄桔红色光（白１１１井，２ １４０．１ ｍ，ｘ １００）；Ｂ：扫描电镜，方解石表面被溶蚀（白１６６ 井。２ １０３．８５ ｍ，×１０００）；Ｃ：铸体薄片，铁方解石呈嵌晶状胶结（白２２９井，２ ０３７．９ ｒｆｌ，单偏光。×１００）；Ｄ：扫描电 镜，长石溶蚀孔隙内发育菱形状铗白云石（里５２井，２ ２１５．６ ｍ，×１０００）；Ｅ：普通薄片，陆源碳酸盐岩屑边部溶解
华庆地区泥页岩地层在成岩过程中主要为成岩 流体排出带。其有机质热演化过程中生成了大量酸 性流体。成岩酸性流体向侧方运移时，对流经的长 石等酸溶性组分和陆源碳酸盐碎屑产生溶蚀，形成 溶蚀带次生溶孑Ｌ，同时排出Ｆｅ２＋、Ｃａ２＋、Ｍ９２＋等。 粘土矿物的转化过程中排出的Ｆｅ３＋、ｃａ”、Ｍ矿＋， 也为碳酸盐矿物的成岩期胶结提供了物源。