碳酸盐岩成岩作用综述
实验九：碳酸盐岩的生物碎屑、成岩作用及孔隙
生物碎屑大小
生物碎屑排列
生物碎屑在岩石中的排列方式多样， 有的呈层状排列，有的呈散乱分布， 这取决于原始生物的生活环境和沉积 环境。
生物碎屑的大小分布范围较广，从小 于1mm到数厘米不等，其中以13mm的碎屑最为常见。
成岩作用模拟实验结果分析
压实作用
在模拟实验中，随着压力的增加， 岩石中的孔隙逐渐减少，表明碳 酸盐岩在成岩过程中受到明显的 压实作用。
成岩作用模拟实验装置
选择适合的成岩作用模拟实验装置，能够模拟碳 酸盐岩在成岩过程中的各种物理和化学变化。
确保装置的密封性和耐压性，以适应实验过程中 可能产生的压力变化。
在实验前对装置进行校准和检查，确保其正常运 转。
显微镜、放大镜等观察工具
准备各种观察工具，如显微镜、 放大镜等，以便观察和分析碳 酸盐岩样品的结构和组成。
沉积环境
沉积环境对孔隙的形成具有显著影响。在潮汐、河流等不同的沉积环境中，碳酸盐岩的沉积速率、颗粒大小和分布等 都会有所不同，从而影响孔隙的形成和分布。
成岩作用
成岩作用是影响孔隙形成的另一重要因素。压实、胶结和重结晶等成岩作用会改变岩石的结构和孔隙度， 从而影响孔隙的形成和保存。
05 结论与讨论
对生物碎屑特征的总结与讨论
详细描述
通过化学分析和显微镜观察等方法，了解生物碎屑的组 成成分，如有机质、碳酸钙等。
进行碳酸盐岩成岩作用模拟实验
总结词
成岩作用模拟条件
详细描述
设置模拟实验的条件，如温度、压 力、pH值等，以模拟碳酸盐岩的成 岩环境。
总结词
成岩作用过程观察
详细描述
观察并记录成岩作用过程中发生的各 种变化，如矿物相变、孔隙变化等。
机理分析
碳酸盐 碳氧同位素 成岩作用(一)
碳酸盐碳氧同位素成岩作用(一)碳酸盐碳氧同位素成岩作用什么是碳酸盐？•碳酸盐是一类化合物，由碳酸根离子（CO3）和金属离子组成。
•普遍存在于自然界中的矿物质和岩石中。
什么是碳氧同位素？•碳氧同位素是指碳和氧的同位素，是元素化学中相对原子质量略有差异的同一元素的不同原子。
（如碳12、碳13、碳14）•碳氧同位素在大气、水体和岩石中普遍存在，可以用来研究生物地球化学过程、气候变化等重要问题。
碳酸盐的成岩作用•成岩作用是指岩石在地壳变化过程中经历的物理、化学和生物学变化。
•碳酸盐的成岩作用包括沉积作用、成岩（化学变成）作用和变质作用。
–沉积作用：指碳酸盐沉积物形成的过程，如碳酸盐岩的形成（如石灰岩、白云石）。
–成岩作用：指碳酸盐岩在地壳变化过程中发生的变质、溶解、重结晶等物理、化学变化。
–变质作用：指碳酸盐岩在高温高压条件下发生的物理、化学变化，如大理岩的形成。
沉积作用•沉积作用是指碳酸盐沉积物形成的过程。
•碳酸盐的形成主要通过水体中的生物活动和物理化学作用：–生物作用：如藻类和珊瑚的骨骼形成碳酸盐沉积物。
–物理化学作用：如水体中含碳酸根离子和金属离子浓度增加、酸碱反应等导致碳酸盐的沉积。
成岩作用•成岩作用是指碳酸盐岩在地壳变化过程中发生的变质、溶解、重结晶等物理、化学变化。
•成岩作用主要包括热液作用、蚀变作用、溶解作用等。
•这些作用会改变碳酸盐岩的组成、结构和性质。
变质作用•变质作用是指碳酸盐岩在高温高压条件下发生的物理、化学变化。
•变质作用会导致碳酸盐岩中的矿物质发生相变、矿物组成发生改变。
•大理岩就是一种典型的变质作用下形成的碳酸盐岩。
碳氧同位素的应用•碳氧同位素的比值可以用来研究生物地球化学过程、气候变化等重要问题。
•碳氧同位素地球化学的研究可以追溯到几十年前，是一门关注碳、氧同位素组成的地球化学学科。
岩石和矿物的碳氧同位素•岩石和矿物中的碳氧同位素组成可以提供宝贵的信息，如揭示岩石形成和变质作用的历史。
碳酸盐岩沉积后作用
微亮晶形成过程
由文石或高镁方解石组成的海相碳酸盐泥（1～2μ） 矿物转化和重结晶
低镁方解石（2～3μ）＋镁离子（分布于方解石周围→镁套） 冲洗作用，粘土矿物吸附作用
低镁方解石（2～3μ ） 重结晶作用
低镁方解石（5～10μ ）（微亮晶）
（2）微泥晶
古代某些石灰岩中，如某些有孔虫、珊瑚藻类、粪球 粒 等，均由仅1μ±的泥晶方解石组成，福克称其为 “微泥晶”，其形成是镁方解石在成岩作用过程中，
物理压实作岩，压溶作用，鲕粒变形， 鲕内溶孔胶结物为白云石
五、压实作用和压溶作用
压实压溶，泥晶灰岩缝合线内含油， 并有高岭石充填
第二节 碳酸盐沉积物沉积后作用的环境
一、海水环境
以正常低海平面为界，分为海水渗流和海水潜流两个亚 环境。
渗流带 潜流带
正常低潮线
亮晶鲕粒灰岩，方解石充填负鲕粒，粒缘为纤维状方解石 胶结，纤维长短近似，原为文石或高镁方解石
2.重结晶作用
晶体长大——进变新生变形作用→微亮晶
晶体缩小——退变新生变形作用→微泥晶
（1）微亮晶 某些古代泥晶石灰岩，泥晶一般为5～10μm（而现代 沉积仅为1～3 μm ），Folk将其称为微亮晶，它是在 成岩过程中，通过与镁离子的迁移有关的重结晶作用 形成的。
碳酸盐岩沉积后作用
第一节 碳酸盐沉积物（岩） 沉积后作用的主要类型
一、溶解作用
1.发生条件 CaCO3不饱和，并为弱酸性 孔隙水具有流动性
2.发生在成岩作用的各个阶段
早成岩期（同生期） 大气淡水
成岩期 粒间水（弱酸性）
表生期 大气淡水（地表水）
3.成岩各阶段溶解作用的特点 成岩早期 选择性溶解 不稳定组分（文石、高镁方解石）先被溶解， 表现在对碳酸盐组分的溶解有选择性。 成岩晚期 非选择性溶解 溶孔、溶缝、溶洞，不具选择性。
碳酸盐岩成岩作用-交代
压实作用和压溶作用
1、压实作用 早期发育的胶结作用或白云化作用， 早期发育的胶结作用或白云化作用 ， 极大地妨碍 着碳酸盐沉积物压实作用的进行。 着碳酸盐沉积物压实作用的进行。 压实作用仍是一种不可忽视的成岩作用，尤其是 压实作用仍是一种不可忽视的成岩作用， 对某些碳酸盐泥质颗粒岩、 对某些碳酸盐泥质颗粒岩 、 颗粒质泥岩和颗粒岩显得 重要。它不仅使颗粒变形、破裂， 重要 。 它不仅使颗粒变形 、 破裂 ， 使粒间的接触由点 状变为线状、曲面或缝合线状接触，使粒间孔隙减小。 状变为线状 、 曲面或缝合线状接触 ， 使粒间孔隙减小 。
亮晶胶结物不破坏颗粒边界， 3）亮晶胶结物不破坏颗粒边界，其特征与孔隙充填组 构类似，常具两个以上世代， 构类似，常具两个以上世代，不同世代晶体的成分 和组构可以不同；新生变形晶体可破坏颗粒边界， 和组构可以不同；新生变形晶体可破坏颗粒边界， 但常保存其残余组构； 但常保存其残余组构；
4）亮晶胶结物干净透明，不含原岩残余物；新生变 亮晶胶结物干净透明，不含原岩残余物； 形晶体因常含上述杂质而显得较浑浊， 形晶体因常含上述杂质而显得较浑浊，当有机质多 还会使晶体显淡褐色或略具多色性。 时，还会使晶体显淡褐色或略具多色性。 5）胶结物亮晶晶间界面较平直，三个晶体接合时合 胶结物亮晶晶间界面较平直， 成一个180º的贴面，接合率高达30％～73％；新生 180º的贴面 30％～73％； 成一个180º的贴面，接合率高达30％～73％；新生 变形晶体晶间界面一般为弯曲状； 变形晶体晶间界面一般为弯曲状； 6）胶结物的共轴环边与邻近的胶结物或颗粒分界清 无切割；骨骼的重结晶共轴环边（交代环边） 楚，无切割；骨骼的重结晶共轴环边（交代环边） 切割邻近的基质或颗粒。 切割邻近的基质或颗粒。
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。
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感谢各位观看
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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
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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。
碳酸盐岩的成岩作用
碳酸盐岩的成岩作用
碳酸盐岩的成岩作用主要是指碳酸盐岩的沉积、变质和熔融等物理化学过程，以及地壳演化过程中碳酸盐岩的改造作用。
1、沉积作用：碳酸盐岩是由海水中悬浮的碳酸盐物质，以及海底火山活动等途径沉积而成的。
2、变质作用：碳酸盐岩受到地壳构造变形，温度和压力的影响，可以发生变质作用，形成不同种类的碳酸盐岩。
3、熔融作用：碳酸盐岩在受到高温和高压的作用下，可以发生熔融作用，形成新的碳酸盐岩。
4、改造作用：地壳演化过程中，碳酸盐岩可以受到构造变形、渗透变质、熔融变质等作用，形成不同种类的碳酸盐岩。
碳酸盐岩成岩环境划分及成岩作用特征详解
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
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。
关于碳酸盐岩成因问题的综述
关于碳酸盐岩成因问题的综述Abstract This article sums up the main opinions of the forming of dolomite. We add the water power and the bioactives to the formation of the limestone. About the formation of the dolomite , we still talk about it from the aspects of protogene and secondary. We read relative references in detail, especially references which were published recently, based on this work, we sum up the opinions and talk about them in our own words. And we try to associate the traditional views with the new standpoints.Key words dolomitisation secondary dolomite protogenic sedimentary rocks摘要本文比较系统全面的综述了关于白云岩成因问题。
对于灰岩的认识，加入了水动力、生物作用的的控制。
对于白云岩的成因，依旧从原生和次生这两个方面对其进行模式和机理的分类和描述。
在详细阅读近来发表的相关文献的基础上，进行了较为完整的归纳，并提出了自己的一些粗浅的看法，对传统观点和最新的研究进展尝试着进行联系。
关键词白云岩化次生白云岩原生沉积岩一、灰岩研究的新认识1.水动力因素的加入过去一直认为碳酸盐沉积物只有化学成因。
现在的观点认为（刘永福et al.，2008），碳酸盐岩的沉积受到水动力的控制作用，在结构和构造上有所反映。
碳酸盐岩储层特征与评价
碳酸盐岩储层特征与评价碳酸盐岩储层是石油和天然气资源的重要储备基质之一。
对碳酸盐岩储层的特征和评价有着深入的研究，可以帮助油气开发人员更好地了解储层的性质和潜力，并提供指导性的依据。
本文将介绍碳酸盐岩储层的特征和评价方法。
一、碳酸盐岩储层的特征碳酸盐岩储层主要由碳酸盐矿物组成，其主要特征包括孔隙度、渗透率、储层构造和成岩作用。
以下将对这些特征逐一进行介绍。
1. 孔隙度碳酸盐岩储层的孔隙度是指储层中存在的孔隙和裂缝的总体积与岩石体积的比值。
碳酸盐岩的孔隙类型多样，包括生物孔隙、溶蚀孔隙、溶解缝、晶间隙和溶洞等。
碳酸盐岩储层的孔隙度通常较低，但是由于溶蚀作用的影响，部分碳酸盐岩储层的孔隙度可达到较高水平。
2. 渗透率碳酸盐岩储层的渗透率是指岩石中流体流动的能力，是储层导流能力的重要指标。
影响渗透率的因素包括孔隙度、孔隙连通性、孔喉半径和孔隙结构等。
通常情况下，碳酸盐岩储层的渗透率相对较低，但是由于孔隙结构的复杂性，有些储层的渗透率仍然较高。
3. 储层构造碳酸盐岩储层的构造特征包括裂缝、节理和构造缝洞等。
这些构造特征对储层的渗透性和储集性能有着重要影响。
通过对储层构造的研究和评价，可以了解储层的导流性和导存能力。
4. 成岩作用碳酸盐岩储层的成岩作用是地质历史过程中产生的物理、化学改变。
成岩作用包括压实作用、溶解作用、胶结作用和脱水作用等。
成岩作用对储层的物性和储集性能有着重要影响。
通过分析成岩作用的类型和程度，可以评价储层的成熟度和储集能力。
二、碳酸盐岩储层的评价方法对碳酸盐岩储层进行评价主要从储集条件、储集模式和储集效果等方面进行分析。
以下将介绍常用的评价方法。
1. 储集条件评价储集条件评价主要研究储层物性参数，包括孔隙度、渗透率、孔隙结构和岩性特征等。
可以通过岩心分析、测井解释和物性实验等方法获取储集条件的参数，从而评价储层的物性和储集潜力。
2. 储集模式评价碳酸盐岩储层的储集模式包括溶蚀缝洞型、晶间孔隙型和胶结型等。
第8.4章 碳酸盐成岩作用
第 8.4 章 碳酸盐岩成岩作用
CONTENTS
• 8.4.1 主要类型 • 8.4.2 成岩环境及特征 • 8.4.3 成岩序列及阶段
8.4.1 成岩作用主要类型
• • • • • • (1) 溶解作用 (2) 矿物转变 (3) 重结晶作用 (4) 胶结作用 (5) 交代作用 (6) 压实和压溶作用
(6) 压实和压溶作用
• 压实作用； 压实作用； • 压溶作用。 压溶作用。
8.4.2 成岩环境及特征
• • • • • 海水环境（海水渗流和潜流）； 海水环境（海水渗流和潜流）； 大气淡水环境（淡水渗流和潜流）； 大气淡水环境（淡水渗流和潜流）； 海水－淡水混合环境； 海水－淡水混合环境； 埋藏环境； 埋藏环境； 表生环境。 表水的沉淀作用，在颗粒间形成晶体— 孔隙水的沉淀作用，在颗粒间形成晶体 —胶结物，将碳酸盐颗粒粘结起来。 胶结物， 胶结物 将碳酸盐颗粒粘结起来。 • 胶结物的主要成分：低镁方解石、文石和 胶结物的主要成分：低镁方解石、 高镁方解石；胶结物的晶体形态：泥晶、 高镁方解石；胶结物的晶体形态：泥晶、 纤维晶（针状）和较粗的粒状晶体； 纤维晶（针状）和较粗的粒状晶体；胶结 物的世代；胶结作用的环境。 物的世代；胶结作用的环境。
(1) 溶解作用
• 碳酸盐沉积物或孔隙中水的性质发生了变化， 碳酸盐沉积物或孔隙中水的性质发生了变化， 使得碳酸盐矿物或其他组分发生溶解。 使得碳酸盐矿物或其他组分发生溶解。 • 同生期和成岩早期阶段：常具选择性溶解， 同生期和成岩早期阶段：常具选择性溶解， 文石和高镁方解石比低镁方解石易被溶解， 文石和高镁方解石比低镁方解石易被溶解， 形成特征的溶模孔隙。 形成特征的溶模孔隙。 • 成岩晚期阶段：由于碳酸盐组分几乎都为低 成岩晚期阶段： 镁方解石，不存在选择性溶解。 镁方解石，不存在选择性溶解。水溶液沿节 裂缝以及原生孔隙运移，常形成溶孔、 理、裂缝以及原生孔隙运移，常形成溶孔、 溶缝、溶沟和溶洞。 溶缝、溶沟和溶洞。
成岩作用
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。 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。
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。
浅成与深成胶结物的比较(Loucks,1983)
特征 晶体大小 晶体形态 晶粒分布 晶粒界线 Mg2+含量 Fe2+含量 Sr2+含量 早期浅埋胶结物 岩石学特征 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ细晶至中晶 等轴状、次为片状 极细至细晶在颗粒边缘分 布，向孔隙中心逐渐变粗 晚期深埋胶结物
川中震旦系灯影组碳酸盐岩成岩作用及储层孔隙演化
四川 盆地 震旦 系灯影 组 （ Ｚ 。 ｄ ）古岩 溶储 层发 育 ，具 有 良好 的油 气储 集 潜力 ，已发 现 资 阳 、威 远 气 田 ，并且 对其 已有 较为 详细 的研究［ １ ～ 。该 套地 层在 与威远 、资阳地 区具相 似地质 条 件 的川 １ 中地 区 的勘 探才起 步 ，虽部分 学 者对其 已做 了一 定 的工作 。 ］ ，但是 由于 该 区储 集 层 段埋 藏 历 史 久远 ，成 岩作 用 多样 ，导致 对储层 特 征及其 分布 规律 等 的认 识仍 存在 一定 的问题 。因此 ，开 展研 究 区内成岩作 用 与储 层
川 中震 旦 系 灯 影 组 碳 酸 盐 岩 成 岩 作 用 及 储 层 孔 隙 演 化
莫 静 （ 西南石油大学资源与环境学院， 四川 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
王 兴 志（ 茎 茎 星 谢 林（ 茎 茎 星 茎
） ）
周 正 ，林 刚 ，熊 剑 文 （ 西南石油大学资源与环境学院， 四Ｊ ｆ Ｉ 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０ ）
总结 了灯 影 组 的成 岩 序 列 及 孔 隙 的演 化 规 律 。
［ 关 键 词 ］ 川 中 ； 灯 影 组 ；成 岩 作 用 ；孔 隙演 化
［ 中 图分 类号 ］ Ｔ Ｅｌ ２ ２ ． ２
［ 文 献标 志码 ］ Ａ
［ 文章编号］１ ０ ０ ０ —９ ７ ５ ２（ ２ Ｏ １ ３ ）ｏ ８ —０ ０ ３ ２一 Ｏ ７
石油天然气学报 （ 江 汉 石 油 学 院 学 报 ）２ ０ １ ３ 年８ 月 第３ ５ 卷第８ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ ｅ ｉ ）Ａｕ ｇ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． ８
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。
岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律
碎屑岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律摘要：砂、砾沉积物沉积后会遭受一些沉积后作用，即成岩作用。
主要有：机械压实及压溶作用、胶结作用、交代作用、重结晶作用及溶解作用等。
在各个成岩作用阶段，其岩石的孔隙度会发生变化。
碳酸盐岩的孔隙也会在成岩作用下有规律的的变化。
关键字：碎屑岩、碳酸盐岩、成岩作用1．碎屑岩的成岩作用及其多孔隙度的影响（1）压实作用压实作用系指沉积物沉积后在其上覆水层或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。
压实作用是沉积物进入埋藏阶段后最先经历的成岩作用。
压实作用对颗粒灰岩、白云岩影响较小，而对泥灰岩等细粒岩大半对数图解上孔隙度变化规律压实作用最明显的结果是沉积物体积缩小发生排水、脱水作用。
石英砂岩的孔隙度为40%左右，在3000m深处其孔隙度降至30%-10%.碎屑沉积物在300m深处时，75%的水已经被排除，所排出的水是孔隙度的主要来源之一。
以饶阳凹陷为例,饶阳凹陷位于渤海湾裂谷盆地内的冀中坳陷中部, 是在中国东部中新生代断陷盆地背景上发育起来的单段式箕状含油凹陷, 属于冀中坳陷一个次级构造单元。
该研究区储层砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低, 岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主, 磨圆中等, 多呈次棱-次圆状, 分选中等偏差。
该研究区的结构成熟度不高。
该地区的岩石矿物以长石，杂基等以塑形为主的碎屑，随着埋深的增加，使沙岩储层的孔隙度大为减少。
埋深从2000m至5000m, 最大孔隙度由32.9%降至2.17%, 平均孔隙度下降率1.02%/100m.研究区机械压实作用贯穿了整个成岩过程, 但在成岩早期对储层的影响远比其它时期大.（2）压溶作用压溶作用主要发生在3000m一下。
沉积物埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆地层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常空隙流体压力时，颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格变形和溶解作用。
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碳酸盐岩成岩作用综述【摘要】我国碳酸盐岩经历了多期次、多种类型的成岩作用。
在各种成岩作用中，溶解、白云石化、压溶、破裂等作用，使原岩产生大量次生孔隙，从而改善了其储集性，可称之为建设性成岩作用：而重结晶、胶结和压实等成岩作用，因为降低了碳酸盐岩的原生和次生孔隙度，称之为破坏性成岩作用。
两者的综合效应控制和影响了碳酸盐岩储集性的优劣。
本文简述了碳酸盐岩成岩作用对其储集性能的影响。
【Abstract】Carbonate rocks in China has experienced many times, various types of diagenesis. In all kinds of diagenesis, dissolution, dolomitization, pressure solution, rupture, the original rock produced plenty of secondary pores, thereby improving the reservoir quality, can be called the constructive diagenesis: but recrystallization, cementation and compaction, diagenesis, because of reducedcarbonate native and secondary porosity, called destructive diagenesis. The comprehensive effect of both control and affect the set of carbonate reservoirquality. This paper describes the Carbonate Diagenesis influence set properties on the reservoir.1 碳酸盐岩成岩作用研究现状20世纪50年代,碳酸盐岩成因观点由化学成因转变到生物碎屑或生物成因的观点。
这是一个划时代性的革新,自此而使碳酸盐岩的研究走上了崭新的阶段;而后,碳酸盐岩研究又面临新的挑战,即由于碳酸盐岩微生物(Microbials)成因观点的提出。
这一成因观点主要认为菌、藻类等微生物在碳酸盐岩沉积和成岩中发挥了巨大的作用,这一观点成了国际上碳酸盐沉积成因研究的热点。
碳酸盐沉积物的成岩作用过程包括沉积物形成之后到发生高温变压变质作用之前的所有作用。
现代和古代的碳酸盐沉积物的原始矿物成分主要为文石、高镁方解石和低镁方解石的混合物。
前两者处于亚稳定状态,大多数情况下它们将会在成岩过程的某个时期转变成稳定的低镁方解石。
从近地表大气淡水和较深埋藏孔隙水中沉淀而成的胶结物则可包括上述三种碳酸钙矿物。
地层一记录中的大多数古代石灰岩完全由低镁方解石组成,因此,成岩作用研究常包括识别各种胶结物的原始矿物成分及其对孔隙溶液化学成分的影响,以及判定胶结物沉淀和转变作用发生的时间。
此外,成岩作用对沉积物颗粒的影响在成岩研究中也极为重要。
樊爱萍(2009)对成岩环境、成岩流体、成岩模拟实验、成岩相、成岩作用与沉积相的结合、成岩作用与层序地层学的交叉、成岩作用在层控固体矿床中的应用,以及早期成岩作用等8个方面对成岩作用的研究进展进行了总结,并在此基础上,简要分析了成岩作用研究未来的发展方向。
成岩作用研究主要从宏观的成岩环境和微观的成岩作用两个方面进行。
宏观主要是指成岩作用所发生的成岩环境,主要包括海水成岩环境,淡水成岩环境和埋藏成岩环境三种;微观的成岩作用的研究主要涉及的容为:溶解,胶结,压实和压溶,新生变形,重结晶,白云石化,微生物泥晶化作用等。
控制这些成岩作用过程的因素主要包括沉积物矿物和化学成分、孔隙溶液的化学成分和流速、沉积物受埋藏抬升的历史、海平面变化以及气候条件等。
成岩作用始终贯穿着沉积和沉积成岩的全过程。
虽然成岩变化过程中并没有清晰的边界,但是总的来说早期成岩作用和晚期成岩作用是用来指示成岩过程的相对时间。
早期成岩作用是Bemer于1980年首先提出,指的是成岩作用发生在沉积之后或者埋藏之初。
晚期成岩作用发生在沉积后的相当长的一段时间,因此一般来说晚期成岩作用对岩层的改造起到了决定性的作用。
2 碳酸盐岩的成岩作用2.1溶解作用溶解作用的条件及产物条件：碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质发生变化，就要引起碳酸岩矿物或质点的溶解作用。
为了保持长期而稳定的溶解过程，孔隙水既要不饱和又要有流动性。
这样才能不仅使碳酸盐溶解，而且能将溶解的物质带走。
产物：碳酸盐岩或碳酸盐沉积物的溶解一般属于一致溶解的畴，溶解作用的最终产物是次生孔隙（溶解孔隙）次生孔隙的类型晶间孔隙：主要见于次生白云岩中，由交代作用形。
由于菱形的白云石晶体的随机生长伴随着粒间未被交代部分的溶解作用而形成的。
溶膜孔隙：溶膜孔隙是由于沉积物或岩石中原生组分的选择性溶解而形成。
这些原生组分包括鲕粒、介壳和蒸发矿物等。
孔洞和溶沟：这种孔隙是与原生结构无任何关系的溶解作用造成的。
具残余鲕粒结构白云岩，飞仙关组，单偏光4×10粒间溶孔发育，埋藏溶解作用颗粒云岩，螺化石、藻屑溶孔2.2重结晶作用和矿物多相转化重结晶作用：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，而主要矿物成分不发生改变的作用。
一般将晶体趋于加大的现象称为“进变新生变形作用”，一般将晶体趋于缩小的现象称为“退变新生变形作用”。
这两种作用的代表性产物分别为“微亮晶”和“泥微晶”。
矿物的多相转化作用：现代浅海的碳酸钙沉积物主要是由文石，高镁方解石和低镁方解石组成。
古代石灰岩却是由低镁方解石组成的。
这一现象说明，文石和高镁方解石在成岩过程中都已转变成为低镁方解石。
文石向方解石转化是通过晶体间的溶液薄膜进行的，包括湿态的同质多相转变和湿态重结晶作用，其转化过程可能是通过文石在极小的围溶解和立刻沉淀出方解石而完成的。
在这一转化过程中还发生了微量元素锶的丢失，这说明文石向方解石转化是一种湿态过程。
2.3胶结作用仅发生于粒屑灰岩中，胶结作用与沉积作用可视为同步（何起祥，1978）。
胶结物主要为碳酸盐类矿物，有四种主要类型，即方解石（低镁方解石）、文石、镁方解石（高镁方解石）和白云石。
常见的胶结组构有：针状：胶结作用早期，砂屑灰岩被纤维状文石晶体部分胶结，文石从碎屑颗粒的表面向外生长。
粒状：砂屑灰岩中腕足类介壳碎屑及碎屑被等粒状方解石胶结。
等轴生长：在砂屑灰岩中海百合为干净的方解石所环绕，形成共轴生长边。
嵌晶：包含数个颗粒的粗晶或连片胶结物。
碳酸钙胶结物的沉淀作用影响因素：溶解离子、结晶速度底质的矿物成分与晶体结构。
在碳酸钙胶结物的沉淀环境中存在的溶解离子主要为：镁离子和钙离子。
碳酸钙沉淀时受Mg/Ca比值影响。
Mg/Ca 比值不同，形成的矿物及组构也不同。
在富镁离子的条件下，形成文石和高镁方解石。
正常情况下，形成方解石。
方解石晶体是由CO32-离子和Ca2＋离子层交替组成，结晶C轴与离子交替层垂直。
溶液中的Mg2＋进入正在生长的晶体顶端的Ca2＋层部占据了某一钙离子的位置。
当晶体继续生长，其上很快被1个新的Ca2＋生长层覆盖。
晶体沿着被掩埋的C轴方向继续生长，会把晶体构造中的缺陷隐藏下来，以这种方式进入方解石晶格的少数镁离子对晶体的生长并无影响。
镁离子进入Ca2＋层裸露边缘位置，由于镁的离子半径较小，当晶体继续生长时，其上下层的CO32-层将向Mg2＋方向收敛并把它包围起来，导致晶体构造发生变形。
当晶体进一步生长时，离子半径较大的Ca2＋再也不能进入这一Ca2＋层。
由于这一原因，晶体的侧向生长受到了限制，但这时沿C 轴方向的生长并受到镁离子的毒害，因而生长迅速。
这样便形成了数微米宽的纤维状或泥晶陡斜菱面体高镁方解石。
结晶速度，胶结物的结晶速度控制着晶体的大小和形态。
结晶作用和成核作用速度缓慢，有利于较大晶体如纤维晶和粒状晶体的形成。
结晶速度快，往往形成泥晶结构。
在极度低镁的环境中，如在淡水中，快速的沉淀作用使方解石形成六边形的板状晶体或矮胖六方柱晶体。
胶结物的世代，充填孔隙的胶结物有世代关系。
早期胶结物一般垂直于粒屑的边部生长，具有栉状组构特征。
晚期胶结物多为具镶嵌组构的粒状方解石。
一般认为早期方解石胶结物可能系海水成因的文石或高镁方解石经成岩变化而成，晚期的胶结物可能为淡水（Lindholm，1974）或可能为深埋的地下水或原生水（Folk,1974）所形成。
亮晶鲕粒灰岩早期：纤状等厚环边胶结物、晚期：粒状胶结物具两世代胶结作用单偏光，（10×10）2.4交代作用碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中的交代作用十分活跃，常见的交代作用包括：白云岩（石）化、去白云岩（石）化、硅化、硫酸盐化、菱铁矿化和黄铁矿化等。
白云岩化作用：按成因白云岩分为原生白云岩，次生白云岩。
自然界以交代成因的次生白云岩为主。
渗滤回流作用（Adams和Rhodes，1960）利用该模式来解释得克萨斯二叠纪白云岩的分布。
海岸泻湖的强烈蒸发作用使海水浓缩；石膏的沉淀，把Ca2＋从水中移走，增加了Mg2＋这浓度；富Mg2＋的残留卤水比泻湖之下沉积物中充填的正常海水要重，因而向下渗流；富Mg2＋水体流经先期沉淀的碳酸盐沉积物，引起白云岩化作用。
去白云岩化作用：方解石交代白云石的作用叫做去白云岩化作用。
（1）方解石晶体含有未交代完全的白云石残余，形成特征的“嵌晶组构”。
方解石常呈白云石菱面体的假象存在。
常常保存白云石的残余组构的痕迹。
增加体积13%，但仍然可以见到菱形溶孔。
去白云岩化作用发生的条件：（1）在富含硫酸盐的地下水作用下完成的；其反应式：CaMg(CO3)2＋CaSO4·2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O （2）是在近地表条件下发生的（解决膏盐溶解问题）。
（3）发生在不含石膏的地区；这时硫酸盐离子可能是由黄铁矿或其它硫化物的氧化而成。
中晶云岩，白云石环带状，部暗色环边为方解石，晶间为泥晶方解石充填白云岩化的渗滤回流作用机制（据K.S.Deffeyes，1965）海面强烈蒸发作用潮坪湖泊渗滤回流白云岩化区石膏化和硬石膏化：石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现象叫石膏化或硬石膏化。
该作用的发生可能与含硫酸盐的孔隙水的活动有关。
在地下，石膏为硬石膏交代。
常见于干旱气候。
去石膏化作用：硬石膏或石膏被碳酸盐矿物交代的作用叫去石膏化作用去石膏化常与地表淡水和细菌的作用有关。
可能反应：6CaSO4+4H2O+6CO2→6CaCO3+4H2S+11O2+2S此外，在地表去白云石化时，也可伴有去石膏化作用。