白云岩成因研究现状及进展_李振宏

、
,
。
的 白云 岩 化作 用 [
’
川
、
、
塔里 木 盆 地 寒 武 系 到 奥 陶 系
、 8〕
层 从世 界范 围 来看 目前 已 经 知道 白云 岩 中有丰 富 的油 气
。
,
,
] 5 的 白云 岩化 作 用 [
任 丘 油 田雾 迷 山 组 白云 岩 化 作 东
9 ’ 。]
,
由于 白云 岩 是 一 个成 岩 相 所 以 白 云 岩 的
值 可 能 变化 不 大 而 当大 气淡 水 缓慢 流 动 甚
, 、 、
、
。
,
、
、
、
衍 射 分析
:
。
伴 随着 计算 机及 模 拟 试验 水 平 的提 高 未来 白云 岩 成 因 的研 究 将 会 结合 实 际 地 质 条件 设 计合 理 的参
。
,
,
数和 模 型 用 计 算机模 拟 的手 段 加 以展 现
: 中图 分类号 几 12
.
,
关 键 词 白 云 岩 ; 阴 极 发 光 ; 电子 探针 ; 碳 氧 同位 素 ; 稀 土 元 素 ; X 射线 衍 射
, , , 、 。
直观 反映
。
利 用 阴极 发光 可 以用 来鉴定 矿物 及 其 内
, , ,
埋藏
,
部化 学成 分 的 变化 还 可 以 恢复其原 岩 组 构 了 解孔
白云 岩 的 白 云 化 作用 发生 于 浅埋 一 深埋 成岩环 境
、
隙形 成与演化 的 规 律 查 明 胶 结 物世代 和 化 学 成 分 ’ 3 的 变化 进而 确 定矿 物 形 成 时 介质 的 物化 条 件 [ ]
e F
Z
十
。
,
,
层 水 包 括 有淡水 和 海水 混 人 的地 下 流 体 再加上 高 温 使 氧 同位素 一 般要 向偏 负 的 方 向发 展 所 以埋 藏
控 制矿物发光 的 主 要 因 素是
,
的 含量 以 及 它 们 之 间 的 比 例 而
,
M矿
干
n M
Z
十
和
Z
+
和 F e
白云 石 的氧 同位素 比海 水 和 海 水胶 结 物偏 负 比准 同生 白云 岩更 要 偏 负
、 、 ,
阴 极发 光 分 析
水潜流 带混 合 区 盐 度 降低 水 体淡 化 形 成 的 白云
、 、
矿 物 的阴极 发 光是 其 成 分 结 构 构造 等 特点 的
岩 中的 钾 钠 惚 含 量 低 于 准 同 生 白云 岩 中 的含 量 由 于形 成 于 近地 表成岩 环 境 故 铁 锰 含量 低
。
8 中形 成 的白 云 石 具 有 较 高 的 扩 0 和 护 c 值 混 合 ‘ , 水 成 因 的 白 云 石 则 具 有 较低 的 目 0 和 扩 c 值 (图
关 于 准 同 生 白云 岩和 回 流 渗 透 白云 岩
,
,
) l
扩
5
’ 6〕 〔
。
大气淡水环 境下 的 成岩 作 用 使 岩石 的 8
, 。
况 从地 质 学上 研究 白云 岩 的 成 因 产状 和 分 布都是 非常必要 的
。
有 关 白云 岩 的生 成机 理 目前总 体 上 依然 处于 假
说 阶段 已 提 出的 白 云 化作 用 假设 模 式 归纳 起 来 主
、
,
白 云 岩 的 形 成 机 理 是碳 酸 盐 岩石 学 中最 复杂
要有 蒸 发 渗透 回 流 海水 混 合水 以 及 埋 藏 白 云 化
一
解释 其成 因 的基 础
、
。
除交代 流体外 原 岩 的成 分 环
,
,
、
境条 件 后 期 的再 改造 作 用 等也 都有一 定影 响 导 致
o 1 5 1 收 稿 日期 2 ( ) 4 r X 6 ; 改 回 日期 2 ( 0 ) 5 0 X : 作者简介 李振宏 男 工 程 师 2 0 2 年 毕 业 于石 油 大 学 (北 京 ) 构 造 地 质 专 业并 获硕 士 学 位 现从 事 天 然 气地质方 面 的研 究 工 作 : : 1 0 2 1 ) 陕西 省 西 安市 长庆 油 田 公 司勘探 开 发 研 究院 天 然气勘探 室 话 ( 0 2 9 ) 8 65 9 2 4 3 通讯 地 址 (7
,
性
。
由于 白云 石 晶体 的形 成 和 生 长 是一 个 地 质 演化
,
, 。
境 查 明沉 积物形 成 后 的 大气 淡水 参 与成 岩作 用 的
强 度 以 及 研究 白云 岩 的 形成机 理
, 。
,
过 程 在 这一过 程 中 环 境介质 条 件可 能发 生 很大 的
白云 石 的碳 氧 同
。
变化 白云 石不 同部 位 的 发光 也 就 有 很 大 的 差 异
: 摘 要 白云 岩成 因 的研 究 目前 还 处 于 假 说 阶段 主 要包 括蒸 发 渗 透 回 流 海水 混 合水 以及 埋 藏 白云 岩化作 用 五 种 模式 其 分 类方 法 主 要 依 赖 于地 球 化 学特 征 的研 究 包 括 阴极 发 光 电子 探 针 碳 氧 同位 素 稀 土 元 素 以及 X 射 线
、 、 、 、 、
,
X
射 线衍 射
、
、
石 生 成 的流 体 显 然 具 有 不 同 的 成 分 与 特 性
, , 、 、
、
。
一般
酸不 溶 物分析 碳 氧 同 位 素分 析 微 量 元 素 电 子探 针 阴极 发光 扫描 电 镜 包 裹 体测 温 等 多种 测 试数
地 它 们 可 以 是 正 常 海 水 经 过 蒸 发 浓缩 或 修饰 的海
油
5 年 2 0 0
4
气
地
质
与
采
收
率
2 卷 第1
月
PE T R O LE U M G E O L O G Y A N D R E CO V E R Y E FFIC IE N C Y
第2 期
白云 岩成 因 研究 现 状 及 进 展
李振宏
‘ )
) 杨永恒2
) 长 庆 油 田公 司 勘探 开发研 究 院 ; 2 1 ) 长 安大学 资 源学 院
油 气并非 都 一 定 聚 集在 构 造 的 高部位
, 、 。
川 中扬 子 台 地北 缘灯 影 组 始新 统藻 白云 岩化作 用 〔
鉴 于 这种 情
的 白云 岩 化 作 用 等 的 特 征 及 形 成 机 理 都 进 行 了 研 2 ‘ 究 ; 〕 提 出 了 适合 该 区特 色 的 白云 岩成 因 模式
。
,
的含量 变化与矿 物形 成 的环 境 有关 因此 同种 矿 物
’ 1 的发光 强 度 和 颜 色 也 可 能 差 异很 大 【 5
,
埋 藏条 件 下 碳 同位素 由于
,
,
4
,
。
白云 石
淡 水 混 人和 有 机碳 的进 人 变化 比 较大 但 总 的 来 说 还 是 比海 水胶 结物 和 准 同生 白云 岩要 偏 负
”
。 ,
“
白云 岩成 因主 要 研 究方法
在 不 同的 成 岩 环 境 中 引 起 白 云 化作 用 和 白云
,
和 古代 沉 积 物 中白 云 化 作 用 研究 的深 人 加 之 先 进
,
的测 试仪 器 的 应用 测 试 精度 的 提 高 众 多的学者 不
,
,
仅在 显 微镜 下 观 察 更 重 要 的 是 通 过
究
2
.
,
孔 隙水 与 海 水 相 通 处 于 潮 上 蒸 发 云 坪 环 境 水 的 盐
。
通 常是 综合 运用 白云 岩 的 地 球化学 矿 物 学 岩
。
、
、
度和 温 度较高 因 此 形成 的 白云 岩具有 富钾 钠 银
铁特 征
。 , , ,
、
石 学 等 特 征 来 解 释与 推 测 其 成 因
1
混 合水成 因 的 白云 化发 生 在 正 常海 水 与淡
。 , ,
’ 8
0
,
在 阴极 发光 下 的 主 要 区 别是 准 同 生 白云 岩 晶 体 细
,
和 留 c 值 均下 降
3
当大气淡 水迅 速 的流过孔 隙 时
发 光 较均匀 而 回流 渗透 白云 岩 因其 晶体较 大 岩石
又 常 见 后 期 的 溶 解 充填 的 白云 石 及埋 藏 白云 石 加大
0
和 某 些 微 量元 素 这 是 利 用 白 云 岩 的地 球 化 学 特 征
理 进 行 了 系 统 的研 究
,
。
因 为 各个 时 代 白云 岩 的 生 成
, ,
条 件不 同 而生 成 之后 在 漫长 的 地 质历 史演化 过程
中经历 的 成岩 改 造 更 是 千 差 万 别 因 此 世 界 各地 迄
一 一 一
。
, , , , ,
。
联 系电
。
油
气
地
质
与
பைடு நூலகம்
采
。
收
率
2 以) 5
年4 月
,
了用 于 解 释 白云 岩 成 因 的地 球化 学 标 志具 有 某 种 程
高
准 同生 白云 化作 用 发 生 在 沉积 物 未 固 结之 前
, , , 、 、
度 的不 确定 性 和 多 解 性 还 有 待 于 再进 一 步 深人 研
褐色 到不 发光 ; 准 同生 白云 岩和 回 流渗 透 白 云 岩发 光性 介 于 两 者之 间 为暗红 一 暗褐色 并且 多 数 白 云
, ,
,
中的碳 氧 同位 素值 比 海 水 和 海水胶结物 的碳 氧 同 位 素更偏 正
, 。
、
、
相 反 埋 藏条件 下 地下 卤水 是海水 地
, ,
,
、
石 中心 发 光较亮 边 缘发光 较 暗 发 光性 与雾 心 亮边 结构一 致
,
由于 形 成 机理 和 环 境 的 多样性 其 晶 体 结构 和 地 球
。
化学 特 征 亦各有 特点 在 阴 极发 光 下 就 有 不尽 相 同
的表 现
。
,
碳酸 盐 岩 中的稳 定碳氧 同位素组 成 可 以用 来定
量的 恢 复 沉 积 环 境 的 古 盐 度 和 古 水 温 确 定 成 岩 环
白 云 岩 的发 光 性 是 指 白 云 岩 的 平 均 发 光
以 达 到亮桔 黄色 而且 白云 石 内部 环 带构造 发 育 ; 埋
, , ,
、
。
碳 氧 同位素 分析
根 据 同位 素分 馏 的 原理 海 水蒸 发 作 用 使 海水
的碳 氧 同位 素 向偏 正 方 向发 展 所 以 准 同 生 白云 岩
、 ,
,
藏 白云 化作 用 形 成 的 白云 岩发 光最 弱 为灰 暗 的 暗
2
+
1 2
: 文 献 标识 码 A
文 章编 号 1 0 0 9
:
一
3 (2 0 0 5 ) 0 %0 2
一
仪刃5
一
3 0
。
今 仍没 有一 个 圆满 的解决 其成 因 的学 说 和 观 点
1
目
白云岩成 因 研究现状
白云 岩是 碳 酸盐 岩油 气 勘 探 的一 个重要 的 目的
前 中国 对 白云 岩 的 研 究也 取 得 了 一 定 的进 展 如 ’ 对 酒西 盆地 青 西 坳 陷 白云 岩化 作 用 〔j 四 川 震 旦 系
水 大气 水与 海 水 形 成 的混 合 水 地 层水 甚 至 来 自
深部 的 热液等
。
据 从整 块 白云 岩 到单 个 白云 石 晶体 从岩 石学 特 征
到地球化 学特征 从定 性 到定 量 对 白云 岩 的形 成机
, ,
,
,
由 它 们交 代 形 成 的 白 云 岩 必 然 或
, ,
,
多或 少地 留下 其 地 球 化学 烙 印 尤 其 是稳 定 同位 素
, 。
孔 隙间 以 压 释水 为主 与海 水 和淡 水相 比 钾 钠 银 贫乏 铁 锰 富集 因 此形 成 的白 云 岩 具有 贫钾 钠 铭 和 富铁 锰 的特征
2 3
.
、
,
、
,
、
、
白云 石 的阴极 发光 和 白云 石 的形成 机理有 很 大 的关
系 混 合 水 白云 化作 用 形 成 的 白云 石 发光 强 度 大 可
、
、
、
争论时 间最久 而 又 难 以解 决 的 问 题 之一
,
。
e a i d r F m n
作用 五 种 模 式 前 四 种 基本 上 发 育 于 近 地 表 成 岩环 境 最 后一 种则 出 现 于埋 藏成 岩环 境
2
, 。
,
等在 研究 现 代热带地 区潮上 带表 层 碳 酸 钙沉 积 物 的 粒间准 同 生 白 云 化 作 用 时 首 先 提 出 了 毛 细 管 浓 缩作 用 川 在 其后 3 0 多 年 的 研 究 中 随着 对 现 代
,
位 素组 成取决 于 引起 白云 化 的介质 的碳 氧 同位素 组 成 并 主 要受 到介 质盐 度 和 温 度 的影 响 咸 化介 质
,
如混 合 水 白云 岩 由 于 白云 化 环 境 的相 对 易变 性 白
云 石 晶 格 中的 M 矿 和 F e
, 十
Z
十
的含 量及 其 比值 不断 的
,
变化 因 而 在 阴极 发 光 下 就会 呈 现 明 暗 相 间 的复 杂 发光 环 带
, 、 、 。
,
用
‘] 〔
、
, v 鄂尔 多斯 盆地奥 陶 系 的 白云 岩 化 作 用 [
、
产状 变化 多端 块 状 似层 状 层状 都 可 以 出 现
, ,
即
。 ,
营凹 陷 西 部沙 三 段 上 白云 岩 化作 用 〔
、
济 阳坳陷
使是层 状 它 的储 集性 能也表现 出很 强 的非 均质 性
基于 以 上 原 因 白云 岩 的油 气勘 探具有 一 定 特殊性