碎屑巖成巖階段劃分

1、 中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T 5477-2003 代替代替SY/T 5477-92碎碎 屑屑 巖巖 成成 巖巖 階階 段段 劃劃 分分The division of diagenetic stages in clastic rocksThe division of diagenetic stages in clastic rocks 1 1 范圍范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了碎屑巖成巖階段的命名本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了碎屑巖成巖階段的命名及劃分的依據(jù)、標(biāo)志和方法。及劃分的依據(jù)、標(biāo)志和方法。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于石油天然氣行業(yè)碎屑巖本標(biāo)準(zhǔn)適用于石油天然氣行業(yè)碎屑巖成巖階段劃分及特

2、征研究。成巖階段劃分及特征研究。 碳酸鹽成巖階段劃分碳酸鹽成巖階段劃分3 術(shù)語(yǔ)和定義術(shù)語(yǔ)和定義3.1 成巖階段成巖階段 碎屑巖成巖階段指碎屑沉積物沉積后經(jīng)各種成碎屑巖成巖階段指碎屑沉積物沉積后經(jīng)各種成巖作用改造直至變質(zhì)作用之前所經(jīng)歷的不同地質(zhì)歷巖作用改造直至變質(zhì)作用之前所經(jīng)歷的不同地質(zhì)歷史演化階段。史演化階段。成巖階段成巖階段同生成巖階段同生成巖階段 (syndiagenetic stage)早成巖階段早成巖階段 (early diagenetic stage)中成巖階段中成巖階段 (middle diagenetic stage)晚成巖階段晚成巖階段 (late diagenetic sta

3、ge)表生成巖階段表生成巖階段 (epidiagenetic stage) 3 術(shù)語(yǔ)和定義術(shù)語(yǔ)和定義3.2 3.2 同生成巖階段同生成巖階段 沉積物沉積后尚未完全脫離上覆水體時(shí)發(fā)生的沉積物沉積后尚未完全脫離上覆水體時(shí)發(fā)生的變化與作用的時(shí)期稱同生成巖階段。變化與作用的時(shí)期稱同生成巖階段。3.33.3表生成巖階段表生成巖階段 處于某一成巖階段弱固結(jié)或固結(jié)的碎屑巖，因處于某一成巖階段弱固結(jié)或固結(jié)的碎屑巖，因構(gòu)造抬升而暴露或接近地表，受到大氣淡水的溶蝕，構(gòu)造抬升而暴露或接近地表，受到大氣淡水的溶蝕，發(fā)生變化與作用的階段。發(fā)生變化與作用的階段。3 術(shù)語(yǔ)和定義術(shù)語(yǔ)和定義3.4 早成巖階段早成巖階段 沉積物

4、被埋藏并脫離海水、大氣水和混合水的沉積物被埋藏并脫離海水、大氣水和混合水的影響之后，在淺影響之后，在淺-中埋藏成巖環(huán)境中固結(jié)成巖石且伴中埋藏成巖環(huán)境中固結(jié)成巖石且伴之形成生物氣的階段稱為早成巖階段。之形成生物氣的階段稱為早成巖階段。中成巖階段中成巖階段 處于中處于中-深埋藏成巖環(huán)境，發(fā)生物理、化學(xué)變化，深埋藏成巖環(huán)境，發(fā)生物理、化學(xué)變化，有機(jī)質(zhì)演化達(dá)到形成原油有機(jī)質(zhì)演化達(dá)到形成原油-凝析油的階段稱為中成巖凝析油的階段稱為中成巖階段。階段。 晚成巖階段晚成巖階段 曾經(jīng)或正處于深埋藏成巖環(huán)境，有機(jī)質(zhì)演化形曾經(jīng)或正處于深埋藏成巖環(huán)境，有機(jī)質(zhì)演化形成干氣，巖石發(fā)生物理、化學(xué)變化并破裂直至變質(zhì)成干氣，巖

5、石發(fā)生物理、化學(xué)變化并破裂直至變質(zhì)前的階段稱為晚成巖階段。前的階段稱為晚成巖階段。4成巖階段劃分的依據(jù)成巖階段劃分的依據(jù) a)自生礦物分布、形成順序；自生礦物分布、形成順序； b)粘土礦物組合、伊利石粘土礦物組合、伊利石/蒙皂石蒙皂石 (I/S)混層粘土礦物混層粘土礦物的轉(zhuǎn)化以及伊利石結(jié)晶度；的轉(zhuǎn)化以及伊利石結(jié)晶度； c)巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)及孔隙類型巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)及孔隙類型; d)有機(jī)質(zhì)成熟度有機(jī)質(zhì)成熟度; e)古溫度古溫度: 流體包裹體均一溫度流體包裹體均一溫度; 自生礦物形成溫度自生礦物形成溫度; 伊利石伊利石/蒙皂石蒙皂石 (I/S) 混層粘土礦物的演化混層粘土礦物的演化5 同生

6、成巖階段的主要標(biāo)志同生成巖階段的主要標(biāo)志a)巖石巖石 (沉積物沉積物)疏松，原生孔隙發(fā)育；疏松，原生孔隙發(fā)育；b)海綠石主要形成于本階段；海綠石主要形成于本階段；c)鮞綠泥石的形成；鮞綠泥石的形成；d)同生結(jié)核的形成；同生結(jié)核的形成；e)沿層理分布的微晶及斑塊狀泥晶菱鐵礦；沿層理分布的微晶及斑塊狀泥晶菱鐵礦；f)分布于粒間及粒表的泥晶碳酸鹽，有時(shí)呈纖維狀及微分布于粒間及粒表的泥晶碳酸鹽，有時(shí)呈纖維狀及微粒狀方解石；粒狀方解石；g)有時(shí)有新月形及重力膠結(jié)；有時(shí)有新月形及重力膠結(jié)；h)在堿性水介質(zhì)在堿性水介質(zhì) (鹽湖盆地鹽湖盆地)中析出的自生礦物有粉末狀中析出的自生礦物有粉末狀和草莓狀黃鐵礦、他形

7、粒狀方沸石、基底式膠結(jié)或斑和草莓狀黃鐵礦、他形粒狀方沸石、基底式膠結(jié)或斑塊狀膠結(jié)的石膏、鈣芒硝，可見石英等硅酸鹽礦物的塊狀膠結(jié)的石膏、鈣芒硝，可見石英等硅酸鹽礦物的溶蝕現(xiàn)象等。溶蝕現(xiàn)象等。6 6 早成巖階段、中成巖階段、晚成巖階段的主要標(biāo)志早成巖階段、中成巖階段、晚成巖階段的主要標(biāo)志 依據(jù)沉積水介質(zhì)性質(zhì)的不同 淡水半咸水水介質(zhì)、 酸性水介質(zhì) (含煤地層) 堿性水介質(zhì) (鹽湖)， 其形成的碎屑巖在成巖特征和標(biāo)志上既有共同規(guī)律，又有各自的特殊性。6.1淡水半咸水水介質(zhì)碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.1.1 6.1.1 早成巖階

8、段早成巖階段A A期期 a)古溫度范圍為古常溫65； b)有機(jī)質(zhì)未成熟，其鏡質(zhì)體反射率Ro0.35，最大熱 解峰溫Tmax430，孢粉顏色為淡黃色，熱變指數(shù)TAI85140； b)有機(jī)質(zhì)低成熟一成熟，鏡質(zhì)體反射率Ro0.5%1.3%,最大熱解峰溫Tmax435460，孢粉顏色為桔黃棕色，熱變指數(shù)TAI=2.53.7； c)泥巖中的伊利石/蒙皂石 (I/S)混層粘土礦物，蒙皂石層占140175; b)有機(jī)質(zhì)處于高成熟階段，鏡質(zhì)體反射率Ro1.3%2.0%，最大熱解峰溫Tmax460490，孢粉顏色為棕黑色，熱變指數(shù)TAI=3.74.0； c)泥巖中伊利石/蒙皂石 (I/S)混層粘土礦物，蒙皂石比

9、例小于15%; d)砂巖中石英次生加大為III級(jí)，多呈鑲嵌狀，高嶺石明顯減少或缺失，有的可見含鐵碳酸鹽類礦物、濁沸石和鈉長(zhǎng)石化； e)掃描電子顯微鏡下，顆粒間石英自形晶體相互連接，巖石致密，有裂縫發(fā)育。6.1淡水半咸水水介質(zhì)碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.1.3 6.1.3 晚成巖階段晚成巖階段 a)古溫度范圍175200； b)有機(jī)質(zhì)處于過成熟階段，鏡質(zhì)體反射率Ro2.0%4.0%，最大熱解峰溫Tmax490，孢粉顏色為黑色，熱變指數(shù)TAI4.0； c)巖石已極致密，顆粒呈縫合接觸及有縫合線出現(xiàn)； d)砂巖中可見晚期碳酸鹽類礦物以及鈉長(zhǎng)石、榍石等自生礦物，石

10、英加大屬IV級(jí)，顆粒間呈縫合狀接觸，自形晶面消失； e)砂巖和泥巖中代表性粘土礦物為伊利石和綠泥石，并有絹云母、黑云母，混層已基本消失。 6.1淡水半咸水水介質(zhì)碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.2酸性水介質(zhì)（含煤地層）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.2酸性水介質(zhì)（含煤地層）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.2.1.16.2.1.1早成巖階段早成巖階段A A期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)、泥巖中I/S混層演化指標(biāo)與淡水-半咸水早成巖階段A期相同； b)巖石弱固結(jié)半固結(jié)，原生粒間孔發(fā)育； c)砂巖中自生礦物不發(fā)育，局部見少量方解

11、石或菱鐵礦。顆粒周圍還可見少量綠泥石薄膜。6.2.1.2 6.2.1.2 早成巖階段早成巖階段B B期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)、泥巖中I/S混層演化指標(biāo)與淡水-半咸水早成巖階段B 期相同； b) 顆?？沙庶c(diǎn)一線狀接觸； c)砂巖中膠結(jié)物少，粘土礦物以伊利石/蒙皂石 (I/S)無(wú)序混層為主，在富火山碎屑的巖石中可見蒙皂石； d)早成巖階段B期末出現(xiàn)早期石英加大，使顆粒呈線狀接觸，見少量粒內(nèi)溶孔及鑄?？?； e)可見一些礦物交代和轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。 6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.2酸性水介質(zhì)（含煤地層）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.2.2.1 6.2.2.1 中成巖階段中成巖階段A

12、A期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)、泥巖中I/S混層演化指標(biāo)與淡水-半咸水中成巖階段A期相同； b)在富含石英和長(zhǎng)石的砂巖中，自生礦物組合以石英加大和自生高嶺石發(fā)育為特點(diǎn)，可見長(zhǎng)石加大、自生鈉長(zhǎng)石、方解石、菱鐵礦、濁沸石、硬石膏、伊利石、綠泥石、伊利石/蒙皂石 (I/S )混層粘土礦物以及石英顆粒裂縫愈合和高嶺石向綠泥石轉(zhuǎn)化等現(xiàn)象； c)在中成巖階段A期后期，水介質(zhì)開始由酸性向堿性轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)含鐵方解石、鐵白云石等晚期碳酸鹽的膠結(jié)、交代作用； d)顆粒間主要呈線狀接觸，少量凹凸接觸； e)除部分碳酸鹽溶解外，以長(zhǎng)石和火山巖屑顆粒溶解為主，形成粒內(nèi)溶孔、鑄?？椎却紊紫?，巖石具有孔徑大喉道

13、窄的特征，另外還可見裂縫。6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.2酸性水介質(zhì)（含煤地層）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.2.2.2 6.2.2.2 中成巖階段中成巖階段B B期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)、泥巖中伊利石/蒙皂石 (I/S )混層演化指標(biāo)與淡水-半咸水中成巖階段B期相同； b)砂巖中的自生礦物以鐵方解石、鐵白云石發(fā)育為特征，石英加大可達(dá)III級(jí)，可見長(zhǎng)石加大以及榍石、硬石膏、重晶石等； c)砂巖中高嶺石、伊利石/蒙皂石 (I/S )混層粘土礦物含量下降，伊利石、綠泥石成為主要粘土礦物類型； d)孔隙類型以裂縫為主，少量溶孔； e)顆粒間呈線一凹凸?fàn)罱佑|或縫合狀接觸。6

14、各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.2酸性水介質(zhì)（含煤地層）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.2.3 晚成巖階段晚成巖階段 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)、泥巖中I/S混層演化指標(biāo)與淡水-半咸水晚成巖階段相同； b)砂巖中自生礦物為鐵白云石、石英加大 (可達(dá)IV級(jí))、少量榍石等，粘土礦物有綠泥石、伊利石、黑云母擠壓變形，有的被菱鐵礦交代或伊利石化； c)孔隙類型以裂縫為主，少量長(zhǎng)石巖屑溶孔； d)顆粒間呈線一縫合狀接觸，有的可見石英顆粒壓裂及愈合現(xiàn)象。 6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.3堿性水介質(zhì)（鹽湖盆地）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.3堿性水介

15、質(zhì)（鹽湖盆地）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.3.1.1 早成巖階段早成巖階段A期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)與淡水-半咸水早成巖階段A期相同； b)顆粒間以點(diǎn)接觸為主； c)原生孔隙發(fā)育； d)自生礦物有粒狀方沸石、泥晶碳酸鹽，無(wú)石英次生加大，古溫度低于42時(shí)石膏及鈣芒硝析出并呈基底式膠結(jié)碎屑顆粒，古溫度高于42時(shí)石膏向硬石膏轉(zhuǎn)化或硬石膏和鈣芒硝析出，本期末泥晶含鐵方解石和含鐵自云石析出； e)泥巖中粘土礦物以伊利石一綠泥石（IC）組合和伊利石一綠泥石一伊利石/蒙皂石混層(I-C-I/S)組合為主，伊利石/蒙皂石 (I/S )混層主要為有序混層； f)可見石英、長(zhǎng)石溶蝕現(xiàn)象。6 各成巖

16、階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.3堿性水介質(zhì)（鹽湖盆地）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.3.1.26.3.1.2早成巖階段早成巖階段B B期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)與淡水-半咸水早成巖階段B期相同； b)顆粒間點(diǎn)接觸為主，部分線接觸； c)次生孔隙較發(fā)育，形成原生孔隙、次生孔隙共存的局面； d)自生礦物有亮晶方解石、白云石、含鐵方解石、含鐵白云石和泥晶鐵白云石、孔隙式膠結(jié)的硬石膏相鈣芒硝，石英次生加大屬I級(jí)； e)泥巖中粘土礦物以伊利石一綠泥石 (IC)組合和伊利石綠泥石一伊利石/蒙皂石混層(I-C-I/S )組合為主，少見高嶺石或蒙皂石，伊利石/蒙皂石(I/S )混層為有序混層 (

17、蒙皂石層占20%25%)； f)可見長(zhǎng)石、碳酸鹽和方沸石溶蝕。 6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.3堿性水介質(zhì)（鹽湖盆地）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.3.2.1 中成巖階段中成巖階段A期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)與淡水-半咸水中成巖階段A期相同； b)顆粒間以點(diǎn)-線接觸為主，局部出現(xiàn)凹凸接觸； c)(含)鐵碳酸鹽類膠結(jié)物大量出現(xiàn)，常呈自形粉晶細(xì)晶，硬石膏和鈣芒硝呈孔隙式膠結(jié)，石英次生加大屬II級(jí)，自形晶面發(fā)育，掃描電子顯微鏡下顆粒表面被較完整的自形晶包裹或有自生石英晶體出現(xiàn)，部分長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石化，方沸石逐漸減少直至消失； d)泥巖中粘土礦物以伊利石一綠泥石 (I-C)組合和伊利

18、石一綠泥石一伊利石/蒙皂石混層(I-C-I/S)組合為主，偶見高嶺石，伊利石/蒙皂石(I/S )混層均為有序混層（蒙皂石層20%)； e)長(zhǎng)石等碎屑顆粒及碳酸鹽常被溶解。次生孔隙發(fā)育。本期末溶蝕縫開始出現(xiàn)。 6 各成巖階段的標(biāo)志各成巖階段的標(biāo)志 6.3堿性水介質(zhì)（鹽湖盆地）碎屑巖成巖階段的主要標(biāo)志6.3.2.2 6.3.2.2 中成巖階段中成巖階段B B期期 a)其古溫度指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)與淡水-半咸水中成巖階段B期相同； b)巖石致密，裂縫較發(fā)育。顆粒間以凹凸接觸和縫合線接觸為主，部分顆粒間為線接觸； c)(含)鐵碳酸鹽和硬石膏多以交代形式或以充填粒間孔形式出現(xiàn)。石英加大屬III級(jí)，大部分石英和長(zhǎng)石次生加大，加大邊寬且連續(xù)，石英自形晶面發(fā)育，掃描電子顯微鏡下石英自生晶體相互連結(jié)，大部分長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石； d)泥巖中粘土礦物為伊利石一綠泥石組合。