碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化.ppt

2-4 海水潜流环境（海水潜流带）—如果在地下潜水面附 近或以下，受到海水的影响，则可出现海水潜流环境，此 时沉积物或岩石的全部孔隙空间为正常海水所充满。大多 数碳酸盐岩是沉积在海相环境，因而是碳酸盐经历的第一 个成岩环境（图）。
2-5 混合水成岩环境（淡水海水混合带）—淡水和海水混 合而成的半咸水为标志。混合带的胶结物很少，因为水处 于相对停滞状态。此带可发生混合白云化。 Badiozamani(1973)指出，大约10%的海水与90%的淡水混 合可以形成一种对方解石稍不饱和而对白云石过饱和的溶 液（图）。
2-2 大气潜流环境（淡水潜流带）—在地下潜水面附近或 以下，位于渗流带和混Βιβλιοθήκη Baidu带之间，全部孔隙为含有不等量 的溶解碳酸盐的大气水所充填。顶界是地下潜水面。淡水 潜流带的几何形态受地形、雨量以及岩石的孔隙度和渗透 率变化的控制。在一个理想的热带岛，淡水潜流带是典型 的透镜体，直接位于岛的下面（图）。
2-3 海水渗流环境（海水渗流带）—如果在海岸地下潜水 面以上的环境中，受到溅于海岸的海水的影响（包括由风 暴作用带到岸上的海水），则可出现海水渗流环境（图）。
二、碳酸盐主要成岩环境
碳酸盐的成岩作用主要取决于成岩环境的条件和物 理化学性质，成岩环境的主要类型有：
1、海底成岩环境
包括浅海成岩环境和深海成岩环境
（1）深海成岩环境中的主要成岩作用是方解石的溶 解作用和文石的溶解作用，胶结作用存在，但并不象其它 环境那样重要（图）。
（2）浅海成岩环境实际上就是后边将要说到的海水潜 流环境，主要的成岩作用是泥晶化作用，文石及镁方解石 的胶结作用
二、碳酸盐岩成岩作用与孔隙演化
碳酸盐岩与碎屑岩重要的差别之一是对于成
岩作用强烈的敏感性，这是碳酸盐矿物的晶体化 学和碳酸盐沉积的地球化学环境特征造成的。碳 酸盐岩的成岩变化直接影响孔隙发育，因此应当
予以重视。
控制油气聚集的主要条件是： （1）有利的储集相带 （2）有利的圈闭条件 （3）有利的成岩作用带 三者在不同情况下具不同的相对重要性。
一、成岩后生作用的阶段划分
1．准同生阶段 2．早期成岩阶段 3．晚期成岩阶段 4．后生阶段 5．表生阶段
1．准同生阶段
沉积物尚未脱离沉积盆地的底层水，同时又可以大 气淡水的作用，沉积物最表层与上述流体所发生的变化阶 段。
沉积物与底层盐水或与暴露大气下的表面蒸发盐水作 用，产生微晶白云石，沉淀盐类矿物等。
碳酸盐的成岩作用远比其沉积过程复杂
碳酸盐沉积物在一定环境中形成以后，即进入成岩阶 段。沉积物开始尽量适应新的各种物理、化学条件， 并与周围环境达到相对的平衡状态。但是沉积物中的 微观和宏观条件都在不断地、迅速地发生变化。在成 岩早期阶段，沉积物孔隙度很高，孔隙水运动很强， 生物作用较活跃，昼夜温差也大。所以相对平衡是短 暂的，错综复杂的成岩变化则在广泛地不断地进行着。 Larsen等（1979）总结出影响碳酸盐沉积物成岩变化 的有一系列因素，包括：地理，大地构造、地貌、区 域地球化学、沉积物聚集速率、沉积物初始组分、粒 度、沉积物纯度、灰岩与地表的联系程度、孔隙水和 气体、物理化学条件、前期成岩历史（如原先排出的 微量元素将决定以后的成岩作用）等。
同时，表生阶段也有深部地下水的交代作用及后生
矿物的生成，也可能被地下咸水沉淀的矿物充填（如白云 石、天青石、萤石等）。岩石进一步重结晶形成较粗大的 晶粒结构，可使原始沉积结构和构造遭到进一步的破坏。
6．构造阶段
构造应力最重要
形成具有一定方向和组系的裂隙，充填次生矿物，或
沿裂隙发生的溶蚀充填作用以及交代作用等。
5．表生阶段
淡水的古喀斯特作用 最重要
地下深埋的岩石经过地壳构造运动被抬升到地表附近
的淡水淋滤带，可在古侵蚀面之下数十米内发生大规模的 岩溶现象。如遇到夹有膏盐层的岩层或含膏盐层的岩层， 由于淡水淋滤溶解膏盐发生去膏盐化作用，产生次生溶蚀 孔洞及膏溶垮塌角砾岩层，与膏盐伴生的白云岩常发生去 白云石化。碳酸盐岩层处在古侵蚀面的构造裂缝发育带及 地下水泄水区，淡水循环良好，岩溶作用发育，可以形成 大量溶洞、溶缝及岩溶角砾岩等。表生阶段的古淋滤溶蚀 孔洞缝，是油气储集及固体矿产聚集的有利场所，我国已 有大量的实例。
绝，主要的孔隙水来源是上部或侧部渗透来的重盐水，
或者是由下伏沉积物压榨出来的上升盐水，这种孔隙水
可与颗粒或基质继续发生交代作用，形成菱形白云石，
或者由于孔隙水过饱和沉淀方解石，可以形成孔隙内相
对晚期充填胶结物。
4．后生阶段
温度、压力
最重要
随着岩石埋藏加深，由于上覆沉积的静压力增大，
使固结的岩石产生裂隙、或压溶缝合线，为深部地下水 打开通路。这种矿化度较高的水，可以沿裂缝产生粗大 的交代充填矿物。由于温压升高，成岩期矿物进一步重 结晶，按结晶力强弱，形成一系列粗大的斑晶或粗晶斑 块。如后生白云石。
2、近地表成岩环境
包括： 大气水渗流环境 大气水潜流环境 海水渗流环境 海水潜流环境 混合水成岩环境
2-1 大气渗流环境（淡水渗流带） —在地下潜水面以上，因而主要受大气降水影响（图）。 渗流带 位于潜水面以上的大气带。孔隙中同时可出现空气 和水。由于水的不均匀分布可发育特征的胶结物结构。渗 流带中的大气水未被CaCO3饱和，溶解作用是最主要的作 用。另外也有较少的胶结物，常呈新月形和悬挂形
2．早期成岩阶段
海水&大气水
沉积物埋藏浅，仍与海水联通，孔隙水开始过饱和 沉淀早期胶结物，或者富Mg2+孔隙盐水与颗粒或灰泥基 质发生选择性交代作用，形成粉晶白云石。在有淡水作 用的条件下，准稳定的沉积矿物文石及高镁方解石开始 向方解石转变。
3．晚期成岩阶段
孔隙水
沉积物继续埋藏。上覆沉积物加厚最，与重海要水逐渐隔
如四川东部建南构造，P2海绵礁气藏。位于构造 两端是礁体，但一个礁体白云石化，而另一个礁 既有白云石化又有去白云石化，晶间孔及菱形孔 隙较发育，后者产能高出数倍。这就说明同样的 有利相带及构造有利部位因受成岩变化控制的储 集孔隙空间发育情况不同，而产能可相差几倍。 这就提示我们，不仅要寻找有利储集相带及有利 圈闭条件，还要有一个有利于孔隙—裂隙发育的 成岩变化带。川东卧龙河构造T5C1高产气田，重 庆相国寺构造C2高产气田等，都能说明这个问题， 它们都与潮间带窗孔、溶孔、残余藻球的粉晶白 云岩有关