碳酸盐岩成岩环境划分及成岩作用特征详解
碳酸盐岩
1、近地表成岩环境
2、地下成岩环境
近地表成岩 环境
1.海洋潜水带 2.混合带 3.淡水或大气潜水带 4.淡水或大气渗流带
●海洋潜水带 海洋潜水带指温暖浅海（水深<100m）， 其中的沉积物或岩石中的多余孔隙空间都 为正常海水所填充。 （1）活跃的海洋潜水带：水运动与其他作用 （如光合作用生物的呼吸，CO2去气，细 菌活动等）伴生，导致ห้องสมุดไป่ตู้结作用。胶结物 主要为镁方解石和文石。 （2）停滞的海洋潜水带：水通过沉积物的运 动相当缓慢，胶结作用很少发生。。
碳酸盐岩成岩环境标志
• 地貌特征标志：喀斯特地貌，多残留风化古土壤或陆源碎 屑充填洞穴 • 地层特征标志：淡水成岩作用地层上部发育大型不整合面 ，良好的地震剖面可以初步判定 • 微观薄片标志：淡水淋滤溶蚀成孔+亮晶方解石胶结（新 月形胶结） • 地球化学标志：碳氧同位素、包裹体方面寻找地球化学标 志
2、地下成岩环境 地下埋深的成岩环境中发生的主要成岩事件包括： （1）沉积物的压实作用和流体排出； （2）某些矿物和有机质的热成熟； （3）缝合作用； （4）白云岩化作用，尤其是沿断层和礁缘； （5）邻近缝合线的胶结作用； （6）裂隙作用； （7）沿缝合线的白云岩化作用和新生变形作用； （8）次生孔隙的形成； （9）石油运移
●淡水或大气渗流带 位于地表之下和潜水面之上的近地表带。隙空间既可以 以空气为主，也可以以水为主。该带的水通常是大气水（ 雨水），对CaCO3不饱和。溶解是渗流带的主要特征。 渗流带达到饱和后，就可以通过蒸发作用或CO2的去气作 用使方解石沉淀下来。 （1）溶解亚带 任何形式的碳酸钙都可以发生溶解。胶结作用主要发生于 空气与岩石界面处。 （2）沉淀亚带 位于渗流带的下部，以胶结作用为主。如果孔隙水以弯 月状分布于颗粒之间，那么胶结物将具有新月型的组构特 征。如果水以悬滴状挂在于颗粒的下面，那么将形成悬挂 型胶结物。该亚带的胶结物通常以细小等粒状的方解石为 主。
碳酸盐岩成岩与岩溶特征
碳酸盐岩成岩与岩溶特征碳酸盐岩是一种特殊的岩石，它主要由碳酸钙（CaCO3）以及其他辅助矿物组成。
碳酸盐岩在地质演化过程中经历了成岩和岩溶两个主要过程。
本文将探讨碳酸盐岩的成岩和岩溶特征，以及这些过程对地质环境的影响。
碳酸盐岩成岩是指碳酸盐岩在深部地壳发生的物理、化学和生物学变化过程。
成岩的主要过程包括压实作用、胶结作用和化学风化作用等。
首先，碳酸盐岩在地表或岩层之间的堆积压力下，发生了压实作用，使岩石的孔隙度减小，颗粒间接触面增加。
同时，岩石中的碳酸盐矿物开始溶解和再沉淀，形成胶结物，提高了岩石的强度和可溶性。
其次，碳酸盐岩受到周围环境中的水和气体的化学侵蚀作用，发生了化学风化作用。
化学风化作用使碳酸盐岩的矿物发生变化，产生新的矿物，如黄铁矾和铁锈等。
碳酸盐岩岩溶是指碳酸盐岩由于溶蚀作用而形成的地貌和地下溶洞。
碳酸盐岩是一种溶解性岩石，其主要成分碳酸钙可以与水中的二氧化碳反应生成溶解性的碳酸氢钙，从而发生岩溶作用。
岩溶作用主要有溶洞发育和地表溶蚀两种类型。
溶洞发育是指地下水沿着碳酸盐岩中的裂缝、节理或溶洞洞室流动，溶蚀矿物，形成洞穴和地下河道等地下空间。
地表溶蚀是指碳酸盐岩在地表受到地表水的侵蚀和溶解作用，形成了众多的溶蚀地貌，如喀斯特坑、溶蚀山和溶蚀平原等。
碳酸盐岩成岩和岩溶特征同时受到了地质构造、地貌和气候等因素的影响。
首先，地质构造对碳酸盐岩成岩和岩溶的发育起到了关键作用。
碳酸盐岩的裂缝、节理和岩层的倾角等地质构造特征，决定了地下水流动的路径和速度，进而影响了岩溶地貌的形成。
其次，地貌条件也对碳酸盐岩的成岩和岩溶产生了重要影响。
例如，山地地貌比平原地貌更容易形成岩溶地貌，因为山地地形更加陡峭，地表水更容易流入地下，促进了地下水的流动和溶蚀作用。
最后，气候是影响碳酸盐岩成岩和岩溶的另一个重要因素。
在干旱的气候条件下，地表水很少，地下水流动缓慢，岩溶作用相对较弱。
而在湿润的气候条件下，水的溶蚀作用更为显著，容易形成岩溶地貌。
碳酸盐岩的成岩作用课件
探讨数值模拟在碳酸盐岩成岩作用研究中的重要性和应用前景，为未 来的研究提供指导和借鉴。
THANK YOU
感谢各位观看
02
碳酸盐岩的形成通常与生物活动 、化学沉淀和机械沉积等过程有 关。
碳酸盐岩的分布
碳酸盐岩广泛分布于世界各地的海洋 和湖泊环境中。
在一些地区，如北美的大陆架和欧洲 的石灰岩地区，碳酸盐岩的分布尤为 集中。
碳酸盐岩的组成
碳酸盐岩主要由方解石、白云石、泥灰石等碳酸盐矿物组成 。
此外，还可能含有少量的硅酸盐、硫酸盐和氯化物等矿物。
碳酸盐岩成岩作用过程中形成的次生 溶蚀孔隙和裂缝为石油和天然气提供 了储存空间。
烃源岩成熟
圈闭形成
成岩作用造成的地层抬升、剥蚀等可 以形成地形圈闭，有利于油气的聚集 。
成岩作用过程中，有机质成熟转化为 烃类，成为石油和天然气的来源。
对地下水的影响
地下水储层
碳酸盐岩的成岩作用可以形成良好的地下水储层 ，提供人类和动植物的用水需求。
沉积构造特征是碳酸盐岩的重要 特征之一。常见的沉积构造包括
叠层石、鲕粒、生物扰动等。
压实作用
01
02
03
压实机制
压实作用是通过上覆沉积 物的重力作用，使下伏沉 积物中的水分排出，使其 致密化。
压实效果
压实作用可以显著降低孔 隙度和渗透率，从而提高 碳酸盐岩的储油和储气能 力。
影响因素
压实作用受沉积物粒度、 沉积水深、埋藏深度和温 度等多种因素的影响。
通过控制不同的温度、压力、pH值、离子浓度等参数，研究多因素 耦合对碳酸盐岩成岩作用的影响。
探究碳酸盐岩成岩作用的动力学过程
通过实验手段，研究碳酸盐岩成岩作用过程中各种矿物和有机质的形 成与演化机制，揭示其动力学过程。
7 第三章碳酸盐岩成岩作用
二、成岩环境
环颗粒边缘的结壳/ 压实作用
大气水成岩环境的潜水带形成环颗粒 边缘的结壳胶结物（Circumgranular crustcement）
环颗粒边缘的结壳胶结物的形成早于压实 作用
二、成岩环境
方解石
硬石膏
方解石脉 环颗粒边缘的结壳/ 压实作用/方解石/ 硬石膏 / 方解石脉
二、成岩环境
可以恢复被溶解的尺度
一、 主要成岩作用方式
2、胶结作用 胶结作用是指从孔隙溶液中沉淀出矿物质（即胶结物），将松散的沉
积物粘结成坚硬岩石的过程，在碳酸盐岩中主要发生于粒屑灰岩中。 常见的胶结物有方解石（低镁方解石）、文石、镁方解石（高镁方解石）
和白云石
A 晶簇状胶结物 B 粒状胶结物 C 环边状胶结物
淋滤为下伏层位的沉积提供钙质胶结物。
一、 主要成岩作用方式
3、新生变形作用（进变、退变新生变形作用）
新生变形作用=交代作用+重结晶作用
矿物成分变化 + 矿物颗粒大小变化
现代碳酸盐沉积物往往是方解石和文石的混合物，最终均要
转变成方解石：
文石→方解石 多相转变作用
方解石微晶→方解石亮晶
重结晶作用
一、 主要成岩作用方式
在大气水渗流带底部，潜水带之上形成 microstalactitic cements
二、成岩环境
2、 大气水成岩环境---淡水潜水带
孔隙流体以稀释的孔隙流体为特征。 大气水对于方解石和白云石过饱和,对于文石和镁方解石不饱和。 大气水成岩环境中既可以形成次生孔隙，也可以形成致密的胶结层。 流体的流速较快
他认为，在埋藏过程中，礁体下部或礁体周围的沉积 物排除同生水。这些同生水受蒙脱石转变成 伊利石的影响 ，因而含有高的Mg/Ca。当这些同生水流经礁体时，便对礁 体产生了白云岩化作用
碳酸盐岩成岩作用及成岩相
碳酸盐岩成岩作用及成岩相摘要：碳酸盐岩作为一种重要类型的储集层，非均质性强，储集空间以次生孔隙为主，受成岩作用控制明显。
碳酸盐岩成岩类型多样，根据对储层物性影响可以划分为建设性成岩作用，主要有白云岩化作用、古岩溶作用、溶解作用、破裂作用等；破坏性成岩作用，主要有胶结作用、充填作用、压实(溶)作用、去白云岩化作用等；复合性成岩作用主要有重结晶作用、交代作用、泥晶化作用等。
根据碳酸盐岩储层成岩作用的不同，碳酸盐岩将成岩相划分为 11 类最基本的单一成岩相，根据成岩环境的不同，将三类成岩相（溶蚀相、云化相、胶结相）划分为 8 类单一成岩亚相。
关键词：碳酸盐岩；储层类型；成岩作用；成岩相0引言碳酸盐岩分布面积占全球沉积岩总面积的20%，所蕴藏的油气储量占世界总储量的52%，世界碳酸盐岩储层的油气产量约占油气总产量的 60%。
中国至少有300×108t的海相碳酸盐岩油气资源量，是十分重要的勘探领域。
1碳酸盐岩储层类型储层分类是油气储层评价的关键环节。
碳酸盐岩储层分类方案多样，目前主要根据储层岩石类型、储集空间类型、储层发育主控因素分类。
目前对碳酸盐岩储层的分类方案主要基于3种标准：（1）按岩石特征和毛管压力参数分类；（2）按储层的孔渗类型分类，即根据孔渗空间种类及其组合特征分类；（3）按碳酸盐岩所经历的演化历史及其主要地质因素分类。
方案 1 的主要缺陷是与地质成因背景之间的联系比较薄弱；方案 2 主要是由于各类空隙空间与物性参数之间不存在严格的对应关系，既造成各类储层的物性参数变化相当大，也使得各类储层的测井及地震识别具有极大的不确定性；方案3尽管考虑了不同地质环境下储层演化以及对储层孔渗性的影响，但是忽略储层微观孔渗特征。
2碳酸盐岩储层主要成岩作用影响碳酸盐岩储层发育的因素主要包括岩性、沉积环境、成岩作用、构造作用等。
岩性和沉积环境是影响碳酸盐岩原生孔隙发育的主要因素。
沉积环境对碳酸盐岩储层的发育具有重要的控制作用，储层储集条件的好坏及后期变化均与沉积物类型和沉积环境有明显关系。
碳酸盐岩地层划分及类型识别方法
碳酸盐岩地层划分及类型识别方法碳酸盐岩是一种重要的沉积岩，能够记录地球历史以及古生物演化等相关信息。
因此，对碳酸盐岩地层的划分及类型识别是地质学研究中一项基础性工作。
下面将介绍碳酸盐岩地层划分和类型识别的方法。
碳酸盐岩地层划分主要依据沉积环境和地层特征，常采用塌陷盆地、隆升盆地和台地等划分体制。
对于古海平面变化较小的塌陷盆地，可以根据不同古水深条件下沉积体系特征进行地层划分。
例如，浅水碳酸盐岩沉积以滩洲、珊瑚礁、浅滩等为主，水深逐渐增加时，相应的沉积环境也会从浅水雲洲过渡到深水灰汤盆地。
而隆升盆地的地层划分则更多地依赖于构造运动，以构造隆升和侵蚀剥蚀为特征。
除了沉积环境和地层特征外，根据岩石组分和岩性特征也能够对碳酸盐岩地层进行划分。
根据碳酸盐岩中的不同成分比例，可以分为石灰岩、白云岩和长石石英砂岩等不同类别。
石灰岩主要由方解石和/或矿物质组成，通常呈灰色、白色或黄色，质地较硬。
白云岩则主要由高晶度的白云石组成，通常呈白色或灰色，纹理较细腻。
而长石石英砂岩则主要由长石和石英组成，通常呈白色或粉红色，质地稍软。
此外，根据溶蚀作用的程度，碳酸盐岩地层还可以分为台地与溶洞地形。
台地是由于溶蚀作用的不均一程度造成的，通常呈现为平坦的地形，地表上分布着溶洞、塌陷和溶洞堆积物等地貌特征。
而溶洞地形是由于溶蚀作用形成的地下空洞，通常呈现为洞穴和洞室，地表上则没有明显的地形特征。
碳酸盐岩地层类型的识别方法主要包括岩性特征分析、岩层测井和岩芯描述等。
岩性特征分析是通过对岩石中显微组分、颗粒组成和结构特征等进行观察和分析，从而确定岩石类型。
岩层测井则是通过测井曲线的分析，包括自然伽马测井、声波测井和电阻率测井等，来获得碳酸盐岩地层的物性参数，并进一步推断岩石类型。
岩芯描述则是通过对岩芯的取样分析，观察岩芯的颜色、结构、颗粒组成等特征，来确定岩石类型。
综上所述，碳酸盐岩地层划分和类型识别方法主要包括沉积环境和地层特征、岩石组分和岩性特征分析、岩层测井和岩芯描述等。
碳酸盐岩成岩阶段划分规范
技术标准目录汇编2002年6月11 日 10:17:26已访问次数：4次标准名称:碳酸盐岩成岩阶段划分规范文件目录：基础研究标准性质标准序号标准年代号专业ICS分类号采标情况SY/T547892发布日期实施日期1992年09月17日1993年03月01日关键词负责起草单位是否废标西南石油学院负责起草、四川石油管理局石油勘探开发研究院参加起草中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5478—92─────────────────────────────────碳酸盐岩成岩阶段划分规范1992—09—17发布 1993—02—01实施─────────────────────────────────中华人民共和国能源部发布中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5478—92碳酸盐岩成岩阶段划分规范────────────────────────────────────1 主题内容与适用范围本标准规定了碳酸盐岩成岩阶段的划分、命名、依据、标志和方法。
本标准适用于碳酸盐岩成岩阶段划分及特征研究。
2 成岩阶段的划分依据2.1 岩石学标志2.1.1 碳酸盐自生矿物的分布、组构特征及生成顺序。
2.1.2 非碳酸盐自生矿物的分布、组构特征及生成顺序。
2.2古温度R）与古温度的经验式计算。
根据碳酸盐自生矿物中包裹体均一温度、镜质体或沥青反射率（oR）。
2.3镜质体或沥青反射率（o2.4有机质成熟度。
3 成岩阶段与成岩环境的划分及对应关系3.1 成岩阶段的划分渐进的埋藏成岩过程可依次划分为同生成岩阶段、早成岩阶段及晚成岩阶段。
由于构造运动的多期性，碳酸盐岩可多次被抬升进入表生成岩阶段。
3.2 成岩环境的划分成岩环境可分为近地表的同生成岩环境（包括湖底、海底、潮上、大气淡水、混合水等成岩环境）、埋藏成岩环境（包括浅埋藏、中埋藏及深埋藏成岩环境），以及表生成岩环境。
3.3 成岩阶段与成岩环境的对应关系3.3.1同生成岩阶段—湖底、海底、潮上、大气淡水及混合水成岩环境。
碳酸盐岩的特征与应用
碳酸盐岩的特征与应用碳酸盐岩是由碳酸盐矿物组成的沉积岩，主要成分是方解石和白云石。
碳酸盐岩具有一些独特的特征和广泛的应用。
1.特征：（1）岩石组成：碳酸盐岩的主要成分是方解石和白云石，同时还含有少量的黄铁矿、硫化物、膨润土等。
（2）岩石结构：碳酸盐岩通常以晶粒或胶结体的形式存在，晶粒可以是细粒状、块状、针状等。
碳酸盐岩也常见于层状、柱状、块状等构造。
（3）岩石颜色：碳酸盐岩的颜色多样，有白色、灰色、黄色、棕色、绿色等。
这些颜色的变化与岩石中含有的杂质和氧化程度有关。
（4）溶解性：碳酸盐岩具有较强的溶解性，容易被地下水溶解形成洞穴、溶洞等地貌。
2.应用：（1）建筑材料：碳酸盐岩是一种常见的建筑材料，被广泛应用于建筑、装饰、纪念碑等。
其质地坚硬、耐久，色泽美观，可以制作出各种花纹和雕塑作品。
（2）石灰制品：碳酸盐岩中的方解石可以炼制成石灰石，并且经过煅烧反应制成石灰、石灰石粉等石灰制品。
石灰制品被广泛应用于建筑、冶金、化工、环保等领域。
（3）矿产资源：碳酸盐岩中常常夹带有金、银、铅、锌、铜等有价值的金属矿物，这使得碳酸盐岩成为一种重要的矿产资源。
同时，碳酸盐岩也是石油和天然气等石油类矿藏的顶盖岩层。
（4）地下水工程：由于碳酸盐岩的溶解性，形成了众多的地下洞穴和溶洞。
这些地下空间可以作为地下水的储集和流动区域，利用碳酸盐岩的特性可以开展地下水资源的调查、开采和利用。
（5）环境工程：碳酸盐岩在环境修复和废弃物处理方面具有重要应用。
例如，将二氧化碳（CO2）以固态形式储存在碳酸盐岩中，可以减少大气中的温室气体含量。
综上所述，碳酸盐岩具有广泛的应用领域，不仅可以作为建筑材料、石灰制品和矿产资源使用，还可以用于地下水工程和环境工程等方面。
对于碳酸盐岩的深入研究和开发利用，对于经济发展和环境保护都具有重要意义。
成岩作用
（2）．压溶作用
压溶构造主要表现为缝合线构 造。
二、成岩作用的环境
溶解-充填-再溶解
2、碳酸钙矿物的转化作用
包括两种情况：
一种是矿物的同质多象转化，这种转化仅 发生晶格和晶形的变化，并不发生化学成分的 变化，如文石转变为低镁方解石即属于这种类 型；
另一种变化有离子的带出，即有化学成分 的变化，如高镁方解石转化为低镁方解石时有 镁离子的带出，但无晶格和晶形的变化。
6、压实作用和压溶作用
（1）．压实作用
颗粒碳酸盐岩中常见的压实现 象有：颗粒点接触频率高、颗 粒定向和变形、颗粒间线状接 触或曲面接触、颗粒压平、颗 粒断裂或破裂、颗粒错断或分 离、颗粒表皮撕裂、颗粒表部 揉皱、颗粒内部构造形变、颗 粒在应力作用下发生粉碎性碎 裂和有机质破碎变形为不规则 细脉。
三种结晶形态，即泥晶、纤维晶和较粗 的粒状晶体。任何一种碳酸盐矿物都可以 构成泥晶胶结物；纤维状及针状是文石特 有的形态；镁方解石有时也呈纤维状；粒 状是白云石和方解石胶结物的特征形态， 可呈自形与半自形菱面体、叶片状或他形。
2．碳酸盐胶结物的世代
在古代石灰岩中，早期胶结物一般在颗 粒周围组成薄边胶结，常见为纤维状或马牙 状无铁方解石；后期胶结物多为粒状含铁方 解石，有时按含铁量递增或递减的顺序还可 组成多期胶结。早期方解石胶结物多为海水 成因的文石或高镁方解石经成岩变化而成， 后期的可能为淡水成因或从深埋的地下孔隙 水或原生水沉淀形成。
克称其为
“微泥晶”。这可能
就是罕见的一种“晶
体缩小”的重结晶现
象，即“退变新生变
形”作用。
4、胶结作用
研究胶结物的意义在于胶结物反 映了沉积作用以后的变化和特征。 组成碳酸盐岩胶结物的矿物很多， 但最主要的是碳酸盐类矿物。
碳酸盐岩的形成和特性
碳酸盐岩的形成和特性碳酸盐岩是一种广泛分布于地球表面的沉积岩，它由碳酸盐类物质在地质历程中形成，在不同的环境条件下具有不同的特性和构造特征。
碳酸盐岩的形成过程和特性因地质环境以及化学特性的不同而不同，下面就碳酸盐岩的形成和特性进行较详细的阐述。
一、碳酸盐岩的形成碳酸盐岩主要是由碳酸盐类物质在各种海陆环境中逐步沉积形成的，主要包括两种类型：一种是生物沉积，例如珊瑚礁、蓝藻池、海洋有孔虫等;另一种是非生物沉积，在海平面上升或萎缩、大气二氧化碳浓度变化、气温等自然因素影响下沉积形成。
碳酸盐岩形成的地理条件主要包括低纬度和浅水沉积，而碳酸盐岩的形成过程主要由三个阶段构成：1、原地沉积：碳酸盐岩是由最初的碎屑岩、红泥岩等沉积岩类物质，通过物理和化学作用沉积在低纬度浅海海底上，形成初始碳酸盐物质。
2、变成碳酸盐：在海洋流水的作用下，钙离子和碳酸根离子经过化学作用结合形成碳酸盐，例如方解石（CaCO3）或白云石（CaMg(CO3)2），这是产生碳酸盐矿物的依据。
3、成岩作用：经过上述两个过程后，碳酸盐岩同样会经历基质硬化过程。
例如在成岩作用过程中，物质和温度压力的变化、水、液体和气体等供体的作用下，基质可形成各种构造特点的碳酸盐岩。
二、碳酸盐岩的特性1、特殊化学组成：碳酸盐岩中的化学组成主要是碳酸盐类，包括方解石、白云石、蜡石、菱镁石等。
碳酸盐岩的化学分子式为CaCO3或CaMg(CO3)2，是由钙离子或镁离子与碳酸根离子结合而成。
2、矿物特性：碳酸盐岩的矿物成分主要是方解石和白云石，在不同的环境和化学条件下会形成不同的矿物特征和纹理，如晶灰石、莫龙斯粘土、灰泥等。
3、岩石纹理：碳酸盐岩的生成过程中，由于现代岩体的化学和物质特性不同，因此在形成后多种不同的岩石纹理。
例如在海洋环境下，具有不同的沉积结构，包括泥灰岩、生物碎屑岩、鸟粪岩等。
在陆地环境下，碳酸盐岩具有不同的岩石纹理，包括坑道结构、溶洞系统、角砾岩等。
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
单纯的重结晶作用是指在成岩过程中，矿物的
晶体形状和大小发生变化而主要矿物成分不改
变的作用。
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其 特征
• 一般情况下趋向于出现晶体长大的现象， 福克称之为“进变新生变形”作用。 • 特殊情况下也可能发生晶体的缩小，或称 之为“退变新生变形”作用。 这两种重结晶类型主要有微亮晶与微泥晶。
用，交代完全时可形成交代石灰岩。 去白云化主要是在近地表、含石膏的白云
岩或有石膏夹层的白云岩地区发生的，其过程 是在富含硫酸盐的地下水的作用下进行的:
CaMg(CO3)2+CaSO碳酸4·盐2岩H主要2成O岩→作用类2型C及a其特C征O3+MgSO4+2H2O
• (2) 石膏化和硬石膏化作用 石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现 象叫石膏化和硬石膏化。
• (3) 去石膏化作用 石膏和硬石膏晶体被碳酸盐矿物交代的现 象叫去石膏化。
• 去石膏化常与地表淡水和细菌的作用有关。
• 在地下，还原硫细菌与硫酸盐产生下列反 应：
6CaSO4+4H2O+6CO2→6CaCO3+4H2S+11O2+2S
5.压实和压溶作用 (Compaction and Pressure Dissolution)
·
谢谢大家！
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其 特征
• 碳酸盐沉积物在上覆层的负荷压力下，发生孔 隙流体的减少、孔隙度降低、沉积物密度增加 、体积减小、颗粒变形破裂、甚至引起颗粒和 岩石局部溶解的作用。
(1)物理压实作用(Compaction)
物理压实作用是指碳酸盐沉积物在上覆岩层的 负荷压力下，发生水分减少、孔隙度降低、体 积缩小、晶体和颗粒趋向紧密排列的作用。
碳酸盐岩基础知识
⏹四川盆地川东北地区二叠系至中三叠统为碳酸盐岩台地相沉积,沉积了以石灰岩、白云岩、膏盐岩为主的岩类.一直以来,该区是四川盆地油气开发的主要层系，并以中下三叠统、二叠系、石炭系海相碳酸盐岩为主要目的层。
⏹在碳酸盐岩岩类中，对于石灰岩、白云岩及二者的过渡型岩石，现场肉眼不易区分，常使用化学鉴定法,如稀盐酸法、三氯化铁染色法、硝酸银和铬酸钾染色法来加以鉴定.同时还可结合录井参数如钻时相对变化量、扭矩相对变化量等来辅助判定岩性.⏹酸盐岩储集层,由于强烈的次生变化,特别是胶结作用和溶解作用使储集空间具有类型多样、结构复杂和分布不均的特点，因此在碳酸盐岩地质录井中必须把握以下要点：⏹1、在岩性观察和描述时,要特别注意白云岩和白云石化，尤其要注意由潮间和浅滩环境形成的粉晶白云岩或粒屑白云岩；大气淡水与海水混合作用形成的中-细晶白云岩、礁块白云岩;潮间－潮上带形成的粉晶白云岩、角砾白云岩.⏹2、注意对粗结构岩石的观察和描述。
主要为发育滩相带及斜坡相带,在纵向上发育于沉积旋回中部的水退阶段的岩石，如粗粒和粗晶鲕状灰岩、介屑灰岩、碎屑灰岩、生物碎屑灰岩和礁灰岩等。
⏹3、注意对岩石缝、洞、孔的观察统计⏹一是注意观察统计岩屑中的次生矿物，注意研究统计次生矿物的总量和自形晶含量，求出它所占次生矿物的百分比，绘制出自形晶次生矿物百分比曲线，再结合钻时曲线，判断缝洞发育层段。
⏹二是注意对储层岩心孔、洞、缝的观察统计，注意统计张开缝、未充填缝-半充填缝、洞的数量，注意观察裂缝与裂缝、孔洞与孔洞、裂缝与孔、洞的相互关系；注意统计分析缝洞层的孔、渗性.⏹三是注意对钻进中钻井参数异常情况的掌握与分析，当发生钻具放空、钻时降低、泥浆漏失或跳钻、蹩钻等现象时，为钻遇洞缝层的标志，常有井漏、井喷或流体产出。
⏹四是注意对岩石薄片显微孔、缝的统计分析。
⏹鉴于碳酸盐岩组构的复杂性，在现场录井工作中仅凭肉眼及放大镜观察，已不有满足需要,采用薄片鉴定技术已成为必不可少的重要手段。
沉积岩之碳酸盐岩的形成、分类、结构及鉴别
沉积岩之碳酸盐岩碳酸盐岩是沉积岩的重要组成部分，属于化学岩及生物化学岩类。
主要在海洋中形成，少数在陆地环境中形成。
古代广阔海洋中形成的碳酸盐岩，约占地表沉积岩分布面积的20%。
那么碳酸盐岩有哪些种类？又具有什么特征？与碎屑岩相比，碳酸盐岩颜色以灰色、灰黑色为主，也含有白色、灰绿色、黄褐色、紫红色等。
碳酸盐岩基本组分主要由颗粒、泥、胶结物、晶粒、生物格架等五类结构类型组成。
此外，还有一些次要的结构组分，如陆源物质、其他化学沉淀物质、有机质等；也有一些派生的结构，如孔隙等。
颗粒：碳酸盐岩中的颗粒，按其是否在沉积盆地中形成，可分内颗粒和外颗粒两类。
外颗粒指来自沉积地区以外的较老的碳酸盐岩碎屑，是陆源碎屑颗粒。
内颗粒指在沉积盆地或沉积环境内形成的碳酸盐颗粒。
这种颗粒可以是化学沉积作用、机械破碎作用或生物作用形成的，也可以是这些作用的综合产物。
内颗粒的类型主要包括内碎屑、鲕粒、藻粒等。
内碎屑主要是沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的各种碳酸盐沉积物，受波浪等的作用，破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的。
鲕粒是具有核心和同心层结构的球状颗粒，通常由核心和同心层组成。
核心可以是内碎屑、化石、球粒、陆源碎屑颗粒等；同心层主要由泥晶方解石组成。
藻粒是与藻类有成因联系的颗粒，包括藻鲕、藻灰结核以及藻团块。
泥：泥是指泥级的碳酸盐质点，是与颗粒相对应的另一种结构组分。
根据其成分，可分为灰泥和云泥。
灰泥是方解石成分的泥，也称微晶方解石泥；云泥是白云石成分的泥。
在现代碳酸盐沉积物中，灰泥大都由针状文石组成。
这种针状文石晶体的平均长度接近0.003mm，宽度约为长度的1/10。
灰泥存在3种成因类型：化学沉淀作用生成的灰泥；机械破碎、磨蚀作用生成的灰泥；生物作用生成的灰泥。
胶结物：胶结物主要是指沉淀于颗粒之间的结晶方解石或其他矿物，与砂岩中胶结物相似。
方解石胶结物晶体较清洁明亮，因此常被称为亮晶方解石、亮晶方解石胶结物或亮晶。
而泥晶级胶结物较少见。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的CaCO3饱和情况，分为溶解与沉淀两个带。
• (1) 溶解带:在潮湿气候区，溶有CO2的雨水下渗
可使孔。该带深度一般较浅，但有时也可以延伸到潜 水面。
(2) 沉淀带:出现在渗流带中孔隙水处于饱和状态的
任何地方，因孔隙水的蒸发或CO2脱气而产生沉淀。
主要成岩作用：胶结作用（海滩岩、碳酸盐结壳的形成）、藻钻孔和泥晶化作用、交 代作用等作用。
(1) 胶结作用:主要有碳酸盐滩的胶结作用(海滩岩 的形成)和碳酸盐泥坪的胶结
• 作用(碳酸盐结壳的形成)。
• 现代海滩岩大多分布于南北纬35°之间的地带，
低潮时，海滩出露在大气中，热带和亚热带的蒸
发作用使水中CO2迅速逸散，CaCO3过饱和而沉 淀。 • 碳酸盐泥坪的胶结作用可形成碳酸盐胶结物结 壳。在干旱气候地区，这种碳酸盐潮坪结壳十分 发育，可遍布整个潮坪。现代波斯湾南岸广泛发 育此类碳酸盐坪的结壳。
以及文石溶解与局部新生变形。
②积极溶解作用带:方解石溶跃面及其补偿深度间的深海
区，极地为浅水区。全部为生物成因的方解石堆积，
显示有大量侵蚀的证据。
(2)胶结作用:温暖的浅海海底胶结物的成分为文石和
镁方解石，深水中还有方解石胶结物生成。 (3)生物成岩作用—藻钻孔和泥晶化:生物成岩作用主 要包括藻类、真菌和钻孔生物的钻孔与侵蚀以及钻孔生物 死后的孔洞被细粒碳酸盐沉积物充填或胶结物沉淀，最终 将颗粒或岩石的泥晶化。
• 2) 淡水潜流亚环境及其成岩作用
•
淡水潜流亚环境位于潜水面之下，自上而下可
分为3个带：未饱和带、活动饱和带、停滞饱和带。
•
(1)未饱和带:位于潜流带最上部，来自渗流带的
酸性水使该带处于不饱和碳酸盐状态，成岩作用
主要是溶解作用。
•
(2)活动饱和带:孔隙被
饱和碳酸钙的孔隙水充满， 活跃的水循环有利于发生 广泛的胶结作用，次为新 生变形和重结晶作用。 (3)停滞饱和带:该带位于淡水潜流环境的较 深部位，水的运动很缓慢。主要发生的是 新生变形作用。
•
(4)新生变形作用:在热带浅海环境，已发现 少数镁方解石质有孔虫和珊瑚藻转化为文石， 以及部分文石胶结物和生物骨壳变为镁方解
石。在深水环境，也见有文石和镁方解石转
变为方解石的。
2）、海水渗流亚环境及其成岩作用
沿滨线分布的碳酸盐沉积地带，其位置相当于潮间和潮上带，是岩石—水—空气接触
的三相环境。
(2) 藻钻孔和泥晶化作用:在潮间带，藻钻孔和泥
晶化比较常见，其特征与海水潜流亚环境相同。
(3) 交代作用:在潮间上带，干热气候区的浪花飞
溅带和潮上带，高Mg/Ca比率的孔隙水可以使碳
酸钙沉积物发生白云石化作用。此外，藻类诱发
沉淀作用造成的局部强碱性环境，有可能引起碳
酸钙矿物交代二氧化硅矿物或长石。
3、海水—淡水混合环境 mixed environments of seawater and freshwater 该环境处于淡水潜流带之下与海水潜流带 在潮湿气候区，海滨、岛屿以及海退的礁、
之上的过渡位置，以形成半咸水为特征。
滩环境，都可能出现海水—淡水混合成岩环
境。混合带的位置与季节降雨量的位置相适
2、大气淡水环境 (aerial freshwater environments)
现代海洋沉积的研究表明：碳酸盐沉积物的成
岩并不需要高温高压和埋藏的地下环境，它们可 以在地表环境中，在常温常压条件下，依靠淡水 的胶结作用即可完成。 具体可分渗流与潜流两个亚环境。
• 1)淡水渗流亚环境及其成岩作用
• 每种沉积环境会发生不同类型的成岩作用
图1 碳酸盐岩沉积物沉积后作用环境示意图
二、成岩环境划分及成岩作用特征
1、海水环境(seawater environments)
以正常低海平面为界，海水(海底)沉积后作用环境发为海 水渗流和海水潜流两个亚环境。
1)、海水潜流亚环境及其成岩作用 处于正常低潮线以下的海底。
在潮湿气候区，有利于下部发生沉淀和胶结作用;
在较干燥气候区，地表形成钙结层;在过渡气候区
和地形起伏的地区，于泉边形成石灰华，在石灰
岩洞穴中形成洞穴胶结。 淡水渗流成岩作用主要有溶解作用及胶结作用。
2018/11/25
• (1)溶解作用:文石质生物骨壳、鲡粒或晶体溶蚀后 形成溶模孔隙，或形成组构选择性溶孔。 (2)胶结作用:大气淡水大多含镁量低，形成的胶结 物主要是低镁方解石。由于晶体生长只能达到水 一空气的界面，所以胶结物常以等粒状晶体居多， 胶结物厚度不均，孔隙被胶结物填满时，具有孔 隙充填组构。富镁方解石沉积物被淡水溶解，有 可能形成文石甚至含镁方解石的胶结物。
海水潜流环境 海水渗流环境
大气淡水环境
淡水潜流环境
淡水渗流环境
海水一淡水混合环境 埋藏环境
表生环境 浅埋环境 深埋环境
•
海洋碳酸盐沉积物沉积后经历的环境演化视埋藏条件或 暴露条件的不同，表现为不同的演化系列（图1），主要
是由海水环境到埋藏环境的演化系列(由于埋藏变深)、由
埋藏环境到表生环境的演化系列(由于构造抬升使埋藏变 浅)，以及由海水环境到淡水环境的演化系列(由于埋藏变 浅) 。
碳酸盐岩成岩环境划分及成岩作用特征
张鹏 矿物S131
目录 一、基本概念 二、成岩环境划分及成岩作用特征
三、成岩作用的阶段划分
11/25/2018
一、基本概念
• 成岩环境：与成岩作用关系密切的环境称之为成岩环境 。 • 根据水的特征及其是否充满孔隙，可将碳酸盐的沉积后环 境划分为五种基本类型：
海水环境 碳 酸 盐 岩 成 岩 作 用 环 境
• 主要成岩作用：溶解作用、胶结作用、生物成岩作用(即藻钻 孔和泥晶化作用)和新生变形等作用。
(1) 溶解作用:主要发生在深海文石和方解石类各自
溶跃面和补偿深度之间的范围内。按照深度，溶解作
用可分为两个带:
①部分溶解作用带:沉淀作用带底界至方解石溶跃面的深
海环境，主要为生物成因的镁方解石和方解石堆积，
应，随时间而变动。
11/25/2018
4.埋藏环境 埋藏成岩作用是在近地表的淡水成岩作用带和海底 成岩作用带之下、在低级变质作用带之上，发生的各 种物理和化学的变化。