儲層沉積學(xué)課件

第一章儲層沉積學(xué)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

§1沉積學(xué)導(dǎo)論

1、沉積學(xué)（Sedimentology）

沉積學(xué)是研究沉積物和石化沉積物沉積過程和機制的學(xué)科。沉積物：未石化的機械沉

淀物質(zhì)、化學(xué)沉淀物質(zhì)和生物生命活動所形成的物質(zhì)。

2、沉積作用

廣義指造巖沉積物質(zhì)進行堆積和形成巖石的作用。包括母巖的解離（提供沉積物質(zhì)）、

解離物質(zhì)的搬運和在適當(dāng)場所的沉積、堆積，以及經(jīng)物理的、化學(xué)的和生物的（成巖的）

變化，固結(jié)為堅硬巖石的作用。狹義的指沉積物進行沉積的作用。更為狹義的指介質(zhì)（如

水）中懸浮狀物質(zhì)的機械沉淀作用。

在沉積學(xué)中，常使用比較狹義的概念，把沉積作用定義為沉積物質(zhì)在地表溫度及大氣

壓力下以成層方式進行堆積或形成的作用及過程，包括沉積物埋藏以前（即成巖作用開始以

前）自風(fēng)化、搬運以至堆積的全過程。很多人使用廣義的沉積作用的概念，如礦床學(xué)中常把

沉積演化過程中形成的礦床統(tǒng)稱為沉積礦床，這是相對巖漿作用或變質(zhì)作用等與內(nèi)動力有

關(guān)的作用而言的。

3、沉積環(huán)境

在物理上、化學(xué)上和生物上有別于相鄰地區(qū)的一塊地球表面

物理條件——氣候（溫度、降水量、濕度）一沉積物搬運介質(zhì)（風(fēng)、波浪、流水）

速度、方向。

化學(xué)條件——水的成分，匯集區(qū)巖石的地球化學(xué)性膜等

生物條件——動物和植物

大陸環(huán)境：河流、湖泊、沼澤、沙漠、冰川、洞穴；

海洋環(huán)境：濱海、淺海、半深海、深海。

過度環(huán)境：河口、三角洲。

4、沉積相

沉積相是沉積環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)

■陸相：沖積扇相、河流相、湖相、沼澤相、沙漠相、冰川相

■海陸過渡相：三角洲相、河口相

碎屑海：有障壁海岸、無障蔽海岸、淺海陸棚、半深海、深海

碳酸鹽海（威爾遜模式）：臺地蒸發(fā)巖、局限臺地、開闊臺地、臺地邊緣淺灘、臺地邊緣生物

礁、臺地前斜坡、深海陸棚邊緣、陸棚、盆地

5、沉積模式

模式：

認識復(fù)雜自然現(xiàn)象和過程的簡化形式

沉積模式：

■描述了再現(xiàn)的沉積作用面貌（Pettijohn等，1963）

■是對沉積環(huán)境的綜合地質(zhì)特征、發(fā)展演化及其空間組合形式進行的全面概括（Roger

等，1978）

■一定環(huán)境下形成的沉積巖或沉積構(gòu)造的縱向序列模式

沉積模式的作用（Roger等，1984）：

①在對比中起標準作用；②觀察中起指導(dǎo)作用；③對新區(qū)起預(yù)測作用；⑥水動力解釋起基

礎(chǔ)作用。

6、成巖作用

目前的分歧

A、廣義的理解：

成巖作用是發(fā)生在沉積物沉積之后變質(zhì)和風(fēng)化之前發(fā)生的所有作用。

B、狹義的理解

成巖作用是發(fā)生在沉積物沉積之后至固結(jié)之前

二、沉積學(xué)基本理論

1、表述1：今天是了解過去的鑰匙(將今論古)

原文：todayisthekeyofthepast屬于萊伊爾均變論的組成部分萊伊爾的均變論：

A自然規(guī)律在時間上和空旬上是恒定的；

B應(yīng)該援引現(xiàn)在影響地球表面的過程解釋過去的事件(時間均變)；

C地球變化是緩慢的、逐漸的和穩(wěn)定的，不是劇烈或爆炸性的(速度均變)；

D地球形成以來基本一致(外貌均變)。

——地質(zhì)學(xué)原理(萊伊爾，1830)

2、沉積相律

只有橫向相依的相，才能在縱向上相互疊置而沒有沉積間斷

三、沉積學(xué)概念體系

曾允孚和覃建雄的概念體系(1999)

層序地層學(xué)、儲層沉積學(xué)、大地構(gòu)造沉積學(xué)、事件沉積學(xué)、全球旋回地層學(xué)、實驗沉

積學(xué)、礦床沉積學(xué)、資源沉積學(xué)一儲層沉積學(xué)、環(huán)境沉積學(xué)、大陸動力沉積學(xué)、全球變化

沉積學(xué)

何起祥(2003)的概念體系

理論沉積學(xué)沉積地球科學(xué)

沉積地球科學(xué)

應(yīng)用沉積學(xué)事件沉積學(xué)

實驗沉枳學(xué)

§2儲層沉積學(xué)的研究內(nèi)容與發(fā)展趨勢

一、定義與相關(guān)概念

1、儲層沉積學(xué)(Reservoirsedimentology)

儲層沉積學(xué)是應(yīng)用各種資料研究和解釋油氣儲集體。所形成的沉積環(huán)境、成巖作用及其

形成機制，分析與確定儲層的地質(zhì)信息，高油氣勘探與開發(fā)效果的一門綜合性科學(xué)，是油

藏描述與儲層表征研究的基礎(chǔ)。

2、油藏描述(Reservoirdescription)

油藏描述以沉積學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)的理論為指導(dǎo)，利用地質(zhì)、地震、測井

及計算機手段，定性分析和定量描述油藏三度空間特征的一種綜合研究方法體系。

其研究內(nèi)容包括油藏的類型、儲層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部幾何形態(tài)、沉積體與油藏規(guī)模大小、

儲層參數(shù)變化和流體分布狀況等。

3、儲層表征(Reservoircharacterization)

儲層表征是指，儲層的性質(zhì)、地質(zhì)信息及空間變化的量化特征，研窕內(nèi)容包括儲層的物理

特征和幾何特征。

儲層的物理特征：孔滲飽參數(shù)一儲層非均質(zhì)性

儲層的幾何特征：沉積微相的空間展布一儲層各相異性

二、研究任務(wù)、目的與研究內(nèi)容

1、研窕任務(wù)；建立相應(yīng)的沉積模式與地質(zhì)模型

2、研究目的

廣義上：預(yù)測有利儲集相帶、提高采收率、為儲量計算提供數(shù)據(jù)、信息

狹義上：確定儲層分布范圍與物性變化、布置加密井、確定外延井

3、研究內(nèi)容

①儲層的物理特征：儲層非均質(zhì)性一物性+成巖作用

②儲層的幾何特征：儲層各向異性一沉積微相+展布

三、發(fā)展趨勢

1、從宏觀到微觀

儲層的宏觀非均質(zhì)性：

不同沉積環(huán)境形成的砂體的空間展布、幾何學(xué)特征一單個砂體的幾何學(xué)特征與連續(xù)性

儲層的微觀非均質(zhì)性：儲層的孔隙結(jié)構(gòu)、粘土礦物類型與儲層敏感性；儲層內(nèi)部的非均質(zhì)

性，次生空隙的分布與成因流動單元。

2、從定性到定量

地質(zhì)模型、數(shù)學(xué)模型、數(shù)值模擬技術(shù)

第二章碎屑巖儲層的基本特征

§1儲層巖石類型§2儲層的物理特征§3儲層的幾何特征

儲集巖/儲層

凡是能夠儲存油氣并在其中滲濾流體的巖石稱為儲集巖，其三維展布為儲層。

分類標準分類結(jié)果分類標準分類結(jié)果

碎屑巖儲層孔隙型儲層

巖性碳酸鹽巖儲層洞穴型儲層

其它巖類儲集空間裂縫性儲層

高孔儲層孔洞性儲層

孔隙度中孔儲層縫洞性儲層

低孔儲層稠油儲層

高滲儲層常規(guī)油儲層

中滲儲層油氣性質(zhì)

物性煤成油儲層

滲透率

低滲儲層

儲層砂體類型：

沖積扇一辮狀河一曲流河一三角洲一斜坡扇一湖底扇

扇三角洲一斜坡扇一湖底扇

§1儲層巖石類型

一、礫巖（＞2mm）

二、砂巖（2。063mm）與粉砂巖（0.063-0.004）

0。分一洋,，；ii)

86-2松￡［盆旭白受￡￡希炎空三外削

石英

10

圖6-1砂巖類型三角比

1一沌石英眇巖；2一石英砂巖；3一次氏右右屑砂巖:

4一巖屑砂巖；5一巖屑長石秒方；6—氏石巖野砂巖;

?一￡石砂巖

巖屑

長石砂巖:松遼盆地、渤海灣盆地、大港油田、西】井三間房蛆、西山窗蛆口關(guān)

遼河油田等;

巖屑砂巖:吐哈盆地、準格爾盆地等;

石英砂巖:鄂爾多斯盆地。

R<J

圖6-8蘇怖地區(qū)二疊系砂巖類型二角國

三、碳酸鹽巖

灰?guī)r：CaCO3白云巖：CaMg(CO3)2

四、火山碎屑巖

碎屑熔巖類：凝灰熔巖；正常火山碎屑巖類：熔結(jié)角礫巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、火

山角礫巖；火山一沉積巖類：沉凝灰?guī)r、沉火山角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝

灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)礫巖(或角礫巖)。

§2儲層的物理特征

一、儲集空間

儲集空間:巖石中未被團體物質(zhì)充填的部分

1、孔隙類型

孔隙成因類型孔隙產(chǎn)狀類型特征

粒間孔隙碎屑顆粒之間的孔隙

粒內(nèi)孔隙碎屑顆粒內(nèi)部保留的原生孔隙

原生孔隙

填隙物內(nèi)孔隙雜基與膠結(jié)物之中保留的原生孔隙

裂縫孔隙穿切顆粒的裂縫

溶蝕粒間孔隙相應(yīng)原生孔隙的溶蝕改造

溶蝕粒內(nèi)孔隙

次生孔隙

溶蝕填隙物內(nèi)孔隙

溶蝕裂縫孔隙-

二、孔隙度、滲透率

儲集層具有孔隙性和滲透性兩大基本特性。這兩大特性是衡量儲集層性能好壞的基本

參數(shù)。

（一）儲集層的孔隙性

儲集層的孔隙是指巖石中未被固體物質(zhì)充填的空間。

地殼中沒有孔隙的巖石是不存在的，只是不同的巖石的孔隙大小、形狀和發(fā)育程度

不同而已。

超毛細管孔隙:指管形孔隙直徑大于0.5mm或

裂縫寬度大于0?25mm。在該類孔隙中，流

體可自由流動（在重力作用下）。

按孔隙毛細管孔隙:管形孔隙直徑介于050.0002mm

大小,之間。裂縫寬度介于0?25?0.0001mm之間

巖石的者。在該類孔隙中，若要使液體流動，需

孔隙分用超過重力的外力去克服毛細管力。

為:微毛細管孔隙:管形孔徑小于0.0002mm者，或

裂縫寬度小于0.0001mm者。在該類孔隙中,

若要使液體流動，需要很大的壓力梯度。

度量巖石孔隙度發(fā)育程度的參數(shù)是孔隙度（或孔隙率）：

孔隙度：總孔隙度、有效孔隙度（孔隙度）。

1、總孔隙度

總孔隙度就是指巖石中的總孔隙和巖石總體積之比：Vp/VtX100%

其中，①t：總孔隙度；Vp總孔隙體積；Vt巖石總體積

微毛細管孔隙和孤立的孔隙對油氣儲集是毫無意義的。只有那些彼此連通的超毛細管孔

隙和毛細管孔隙才是有效的油氣儲集空間，即有效孔隙。

2、有效孔隙度

有效孔隙度是指巖石中相互連通的孔隙體積（Ve）和巖石總體積（Vt）之比。

Oe=Ve/VtX100%

習(xí)慣上：有效孔隙度又簡稱為孔隙度。

一般砂巖孔隙度變化在5?30%之間，多為1010%之間，而碳酸鹽巖儲集層的孔隙度

一般小于5%。

萊復(fù)生將砂巖孔隙度分為5個等級:

級別巖石孔隙度（％）評價

120—25很好

215—20好

310—15中等

45—10差

50—5無價值

3、孔隙度影響因素

（1）巖石的礦物成分

在其它條件相同時，一般情況下，石英砂巖儲油物件好，這主要是由于長石的親油、

親水件比石英強。

當(dāng)被油、水潤濕時，長石表面所形成的液膜一般是不移動的、它在一定程度上減少了

孔隙的流動截面和儲集體積。此外，粘土礦物遇水膨脹也對孔隙度和滲透率等造成較大的

影響。

⑵顆粒的粒徑與分選性

①粒徑

孔隙度隨著粒徑增大而減小，這是因為細粒碎屑磨圓度差，呈棱角狀，顆粒支撐時比

較松散，因此，它比圓度好的較粗砂粒有更好的孔隙度；

②分選

分選差時，小顆粒碎屑充填了顆粒間的孔隙和喉道，會降低孔隙度和滲透率。

（3）埋藏深度

沉積巖隨著上覆巖層的加厚、埋深的加大，地層靜壓力和溫度也隨之增大，使得巖石

排列更加緊密，顆粒間發(fā)生非彈性的、不可逆的移動，使孔隙度迅速下降

孔隙度（porosity）隨深度降低的趨勢

A泥質(zhì)沉積物的原始孔隙度為70%?90%,隨埋藏深度的增加，大約在埋深300-500m深處

孔隙度即迅速降低，到埋藏深度大于500m時，孔隙度則降低較慢。在2000m深處孔隙度

為10%?20%左右，到4000m深處，孔隙度為540%,達6000m深處時僅為3%?3.5%；

B砂質(zhì)沉積物的原始其孔隙度為40%（恩格爾特，1977）,隨埋深增加，孔隙度迅速降低,

在變質(zhì)之前消失殆盡；

C在相似埋藏深度范圍之內(nèi)，泥質(zhì)沉積物的孔隙度降低幅度大于砂質(zhì)沉積物。

D孔隙度隨深度的變化為：

①=（I）0e-cz

①0為埋深為。時（z=0）時的巖石孔隙度；①為埋深為z時的巖石孔隙度Z:沉積物埋

深（m）；C:常數(shù)

■天然的未固結(jié)、均勻分散的砂粒的孔隙度是在0.40?0.45%,

隨埋深增加，孔隙度迅速降低

不同巖石類型對壓實作用的響應(yīng)程度

砂粒在沉積時排列就比較緊密，因此，即使埋藏很深，壓實量也不會很大。

顆粒狀的碳酸鹽沉積物與砂沉積類似，壓實作用通常也不顯著。

泥質(zhì)沉積物和泥狀的碳酸鹽沉積物，會受到強烈的壓實作用

4、孔隙度測定方法

（1）實驗室測定；（2）根據(jù)鑄體薄片求取面孔率；（3）測井解釋（利用實驗室測定數(shù)

據(jù)約束）；（4）地震解釋（利用測井解釋與約束）。

(二)儲集層的滲透性

儲集層的滲透性是指在一定壓差下，巖石允許流體通過其連通孔隙的性質(zhì)。

滲透性有好壞之別，對那些在地層壓力條件下，流體比較快地通過其連通孔隙的巖石

稱為滲透性巖石。如砂巖、礫巖、裂隙灰?guī)r、白云巖等。

對那些流體通過速度慢、通過量有限的巖石稱為非滲透性巖石。如泥巖、石膏、硬石

膏等等。

對于單相流體充滿巖石孔隙，巖石不與流體發(fā)生任何物理或化學(xué)反應(yīng)，此滲透率稱之

為巖石的絕對滲透率。

目前主要采用空氣測定儲集巖的絕對滲透率。所以又稱氣測滲透率。

.捷奧多羅維奇按滲透率大小將儲集層分為五級:

級別滲透率(md)評價

I>1000滲透性極好

n1000?100好

m100?10中等

IV107差

V1-0.1不滲透

VI0.1致密層

滲透率的單位：

單位為達西(D)：當(dāng)粘度為粘度為IcP的lcm3流體，通過橫截面為lcni2的孔隙介質(zhì),

在壓力差為IxlO5Pa時，1s內(nèi)流休流過的離為1cm時，該孔隙介質(zhì)的滲透率為1D。

實際應(yīng)用中，這個單位太大，常用毫達西(mD)表示，達西等于lOOOmD)。

在標準化計量中，滲透率單位為Um2,或10-3Um2,lJm2=1.03D,

1X10-3Um2=1.03mD

自然界中，儲集層的滲透非常復(fù)雜，儲集層內(nèi)常有兩相甚至三相(油、氣、水)。巖石

對其中每種相的滲透作用與單相滲透有很大區(qū)別，為此提出了有效滲透率和相對滲透率的

概念。

所謂有效滲透率是指儲集層中有多相流體存在時，巖石對其中每一相流體的滲透率。

并分別用KO、Kg、Kw表示油、氣、水的有效滲透率.而把每一相流體局部飽和時的有

效滲透率與全部飽和時的絕對滲透率之比值，稱為相對滲透率。并分別以Kg/K、K

0/K、Kw/K表示氣、油、水的相對滲透率。

3、滲透率影響因素

⑴巖石特征

巖石的粒度、分選、膠結(jié)物和層理等對滲透率均有影響。

■疏松砂的粒度越細，分選越差，滲透率越低；

■在具正韻律的沉積巖層中，粒度向上逐漸變細，滲透率也相應(yīng)降低

(2)孔隙結(jié)構(gòu)

一般而言，絕對滲透率不僅與孔隙度有關(guān)，主要還取決于孔隙結(jié)構(gòu)。凡影響巖石孔隙

結(jié)構(gòu)的因素都影響滲透率。

此外，孔隙的連通性、遷曲度、內(nèi)壁粗糙度等對絕對滲透率也有一定影響。

⑶壓力和溫度

溫度不變時，滲透率隨靜壓力的增大而相應(yīng)減小，當(dāng)壓力超過某一數(shù)值時，滲透率就

急劇下降。泥質(zhì)砂巖比砂巖滲透率減小得更快

三、流體飽和度

油氣儲層的孔隙通常為油、氣、水三相所飽和，在壓力高于飽和壓力的油藏中，則為

油水兩相所飽和。所飽和的油、氣、水含量分別占總孔隙體積的百分數(shù)稱為油、氣、水的

飽和度。

倘若儲層中含油、氣、水三相，則:

vv

含油飽和度：=右2=/X100%

含氣飽和度:與二春二干乂100%

含水飽和度：S=芥v

w\:wxi00%

vpvf

此時，S,、十Sg+，w=l

式中Vo.vg.vw——油、氣、水在油層孔隙中所占體積;

vp——孔隙體積;

§3儲層的幾何特征

一、砂體的剖面幾何特征

1、頂平底凹型透鏡體

通常為各種水道沉積砂體橫剖面的主要特征和各種充填沉積的結(jié)果。

特點：

①在縱向上多為向上變細的正韻律結(jié)構(gòu)，其底部常具有沖刷面；

②測井曲線上多表現(xiàn)為鐘形，或低幅鋸齒狀鐘形，個別情況下為箱形（辮狀河）；

③其寬厚比的大小取決于不同的水道或河流性質(zhì)。

2、底平項凸型透鏡體

為前積作用形成的，如三角洲沉積、沿岸壩、斜坡扇、水下扇等的剖面形態(tài)。

特點：

①在垂向上為向上變粗的反韻律結(jié)構(gòu)；

②測井曲線上則多表現(xiàn)為漏斗型；

③其寬/厚比的大小，主要取決物源供給和地形坡度的陡緩。

3、頂凸底凹型透鏡體

此種形態(tài)類型的單個砂體并不多見，通常是一些小規(guī)模沉積砂體，如三角洲前緣的指

狀砂體。

特點：①砂體的寬厚比較小。

4、楔形砂體

平行于流水方向（縱向）的各類扇體，如沖積扇或盆底扇砂體的縱向剖面特點：

①向盆地方向砂體的厚度變小。

5、板狀砂體

一般為河道砂體的縱剖面和灘砂沉積橫向剖面。特點：

①測井曲線多為箱形；

②板狀砂體的寬/厚比通常大于3：1,小于20：1

6、條帶狀砂體

三角洲前緣席狀砂與河道堤岸沉積的產(chǎn)物特點：

①寬厚比大于20：1;②粒度細

二、砂體的平面幾何特征

1、席狀

L（長）=VV（寬）＞100T（厚）2、朵狀L（長）=W（寬）＞100T（厚）

3、橢圓狀

L（長）＞W(wǎng)（寬）＞100T（厚）4、線狀L（長）＞10W（寬）＞300T（厚）

5、指狀

L（長）＞10W（寬）＞100T（厚）

6、低彎曲蛇狀7、高彎曲蛇狀

三、砂體的疊置與成因

1、多邊式：河道分叉與遷移形成

2、單邊式：河道單向遷移形成

3、多層式；河道流動與合并形成

孔隙度的保存及其影響因素的判斷

巖石類型

火山碎屑巖物性好于砂巖物性，其中又以凝灰?guī)r的物性最好

凝灰質(zhì)成分的溶解

凝灰質(zhì)成分易于發(fā)生溶解形成次生孔隙

包殼的保護作用：綠泥石包殼，伊利石包克，微晶石英包殼。

第三章碎屑巖儲層形成的沉積作用

§I牽引流沉積作用

一、概念

1、牽引流（tractivecurrent）

牽引流是使碎屑顆粒主要呈推移狀態(tài)搬運的流體，包括各種流水（河流、波浪、潮汐

流、沿岸流、濱岸流）和風(fēng)。

2、牽引流的搬運能力

在牽引流中，碎屑顆粒的搬運或沉積取決于作用于有效重力、推力（牽引力）、上舉力

和粘結(jié)力。有效重力為顆粒重力減去浮力。

上舉力和推力是促使顆粒運動的力，而有效重力和粘結(jié)力是阻止顆粒運動的阻力。

3、牽引流的沉積分異作用

隨著水流速度降低和能量減弱而出現(xiàn)自下而上由粗到細的“沉積分異作用”。

4、牽引流沉積作用方式

垂向加積側(cè)向加積

二、垂向加積作用（vertialaccretion）:沉積物的垂向堆積作用

1、越岸沉積物（洪泛平原）

洪水期間洪水?dāng)y帶的懸浮物質(zhì)沉積的產(chǎn)物，主要由泥質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)質(zhì)泥組成。越岸

沉積又稱洪泛沉積。發(fā)育塊狀、波狀層理、水平層理、干裂、雨痕、植物根葉。

2、天然堤

洪水期河水漫出河岸沉積的產(chǎn)物，以粉砂和泥為主，形成遠離河道厚度變薄的楔狀沉

積體。發(fā)育砂紋層理和水平層理、干裂、蟲孔。

3、決口扇

洪水期河水沖破天然堤形成的扇狀沉積體，由細砂和粉砂組成，其分布方向垂直于河道。

發(fā)育砂紋層理、中型交錯層理、波狀層理、沖刷充填構(gòu)造。

三、側(cè)向加積作用（Lateralaccretion）

在河流遷移和彎曲過程中，在河灣內(nèi)側(cè)發(fā)生的沉積作用稱為側(cè)向加積作用。

當(dāng)水流從直道進入彎道時，由于離心力的影響偏向河彎的凹岸，造成橫向水位差,從而形

成單向環(huán)流。環(huán)流的表流侵蝕凹岸沖頂?shù)南露?，環(huán)流的底流將侵蝕下來的沉積物帶到河港凸

岸堆積下來，形成點砂壩（邊灘），構(gòu)成側(cè)向加積作用。

1、點砂壩沉積（pointbardeposits）

點砂壩：河流遷移河彎曲過程中在河灣內(nèi)側(cè)形成的側(cè)向加積體。

沉積物以砂（砂巖）為主，以發(fā)育板狀交錯層理為特征，也見有平行層理和槽狀交錯層

理。

四、前積作用

河流所攜帶的沉積物在遇到地形突然開闊、地形變陡時所發(fā)生的卸載并向前推進或堆積

作用，一般發(fā)育于三角洲、辮狀河心灘前端。

§2重力流沉枳作用

一、概念

重力流是水中含有大量彌散沉積物的高密度流。常見于陸上和海洋坡折帶（如山麓、深

湖盆、大陸斜坡等）。

重力流包括泥石流、顆粒流、液化沉積物流和濁流四類，其中以濁流最為常見。

重力流沉積的特點為：粗細混雜、分選較差。

一般術(shù)語沉積物重力流

.I..

IIII

濁流液2沉顆粒流泥石流

特殊術(shù)語積物流

沉雙期支撐機理

與積物

運基近基與沉枳某些滑錦質(zhì)

濁積T濁枳巖的礫看動濁積界混巖

/、以育邯僅科東什

未固結(jié)的顆粒沉積物（物質(zhì)基礎(chǔ)），斜坡（部位），地震和風(fēng)暴（誘發(fā)因素）。顆粒的擴散應(yīng)

力使沉積物“液化%未固結(jié)的主要是砂（高能產(chǎn)物），在斜坡、地震、風(fēng)暴的參與下，形成

顆粒流。

3、形成機理：顆粒相互碰撞，傳遞剪切力，產(chǎn)生擴散應(yīng)力而支撐和搬運沉積物（顆粒的

相互碰撞所產(chǎn)生的向上支撐應(yīng)力，阻止了顆粒從流動中沉積下來）。

4、沉積特征:粗大顆粒（礫石）分散地“漂浮”在砂粒中，常形成礫狀砂巖或礫巖。

四、液化沉積物流（fluidizedsedimentflow）

1、定義

由顆粒之間空隙中液體（孔隙水）的向.上流動而支撐顆粒，并在重力作用下呈塊體

運動的重力流；

2..發(fā)育部位和條件

未固結(jié)的顆粒沉積物（物質(zhì)基礎(chǔ)），斜坡（部位），地震或風(fēng)暴（誘發(fā)因素〉；

3、形成機理

正常沉積的未固結(jié)的顆粒沉積物中，空隙壓力（沉積物的重力）與空隙流體（孔隙

水）靜壓力相等（保持穩(wěn)態(tài)），當(dāng)快速堆積時（或沉積物受到振動時），可造成沉積物孔隙壓

力大于靜水壓力，使流體向上流動，并使顆粒呈懸浮狀（液化），從而形成了液化流。

4、沉積特征：近基濁積巖、再沉積的礫巖、塊狀砂巖。如碟狀構(gòu)造、砂火山等。

五、濁流

■濁流是混有大量碎屑懸浮物質(zhì)的紊流狀態(tài)的高密度流體；

■在濁流中支撐顆粒的力足渦流的浮力；

■濁流搬運的物質(zhì)注往是再沉積的或液化的沉積物轉(zhuǎn)化而來；

■重力推動，呈涌浪狀推進；

■具有巨大的搬運能力和切蝕能力；

■濁流的觸發(fā)機制為地震等地質(zhì)作用；

■往往形成于深水盆地的斜坡帶。

（一）濁流與濁積巖研究歷史

（二）濁流形成過程

■沉積物在三角洲、陸棚、陸坡上部和海底峽谷源頭大量堆積；

■在地震、海嘯、暴風(fēng)浪、洪泛等觸發(fā)機制下，沉積物液化，向坡下滑動；

■沉積物與水未完全混合，粗粒沉積物向滑動體頭部集中，開始流動；

■沉積物與水完全混合形成濁流。

（三）濁積巖特征

1、Bouma序列

E段：泥巖段，由塊狀泥巖組成，與下伏D段呈過渡關(guān)系。有時頂部分布有頁巖或泥灰?guī)r;

D段：為水平層理段（上部平行紋理段），由泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖組成。具有清晰的水

平層理。與下伏C段界線清晰；

C段：波狀層理段（流水波狀紋理段），由細砂巖和粉砂巖組成。以發(fā)育小型波狀層理為特

征，有時見有包卷層理。與下伏B段呈突變接觸；

B段：為平行層理段（下部平行紋理段），由細砂或中砂巖組成。與下伏A段為漸變關(guān)系；

A段：遞變層理段或塊狀層理段，主要由砂巖組成，底部含礫，向上粒度變細，反映濁流

能量逐漸減弱的過程。底面發(fā)育沖刷一充填構(gòu)造。A段厚度比其他巖相單元厚度大，為遞

變懸浮沉積的產(chǎn)物。

2、濁積巖的識別標志

■巖性：陸源碎屑巖、碳酸鹽巖、火山碎屑巖；

■粒度：泥級一砂級，少量礫級；

?顆粒分選：差一中等；

■縱向?qū)有颍和暾虿煌暾霓爽斝蛄校?/p>

■單個層序厚度：一般為5—30cm；

■頂?shù)酌娼佑|界線：底突變，頂漸變；

■粒序：正粒序。

§3深水牽引流沉積作用

一、等深流沉積作用

1、研究歷史

20世紀30年代德國物理學(xué)家GeorgeWust提出了底流具有搬運沉積物的能力的觀點：

1966年Heezen等在北大西洋陸隆研究的基礎(chǔ)上提出等深流和等深流沉積概念；

隨著深海鉆探計劃（DSDP）和大洋鉆探計（OPP）證實了等深流和等深流沉積的存在,

等深流和等深巖開始為人們所接受。

中國古等深流沉積（等深巖）開始于20世紀80年代，

代表性研究：珠穆朗瑪峰地區(qū)中侏羅世地層中等深流沉積廣西欽洲志留系等深巖

皖中下志留等深巖湘西黔東下寒武統(tǒng)等深巖湘北九溪下奧陶統(tǒng)等深巖

2、等深流特征

（1）等深流：由于地球旋轉(zhuǎn)而形成的平行海底等深線的溫鹽環(huán)流；

（2）等深流流速；5-20cm/s

3、等深流沉積的識別標志

（1）形成于深水環(huán)境；（2）組成包括陸源碎屑、碳酸鹽巖、火山物質(zhì)；（3）粒度由泥級.粉沙

級；（4）分選好一極好；（5）具有流水形成的侵蝕面、流水層理、組構(gòu)優(yōu)選；（6）流動方向

平行于斜坡；（7）縱向具有細.粗.細的反粒序?qū)有颍虎躺飻_動強烈

4、等深巖的縱向序列

典型等深巖序列：

自下而上具有細一粗一細剖面結(jié)構(gòu)

頂?shù)诪樯钏尘俺练e（均一泥巖相）

細粒部分：粉砂?泥巖相

粗粒部分：粉砂巖、砂巖相

二、內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積作用

1、定義

（1）內(nèi)波

一種水下波，存在于兩個不同密度水層界面處，或存在于具有密度梯度的水層之內(nèi)。

（2）內(nèi)潮汐：當(dāng)內(nèi)波的周期與海面潮汐的周期相同時，則稱為內(nèi)潮汐。

（3）分布在所有大洋中均有內(nèi)波存在在200-250H1的深水區(qū)內(nèi)潮汐表現(xiàn)明顯

（4）流動特征雙向交替

（5）流速20-50cm/s

2、研究歷史

海洋調(diào)查早已發(fā)現(xiàn)海洋中內(nèi)波和內(nèi)潮汐是重要的地質(zhì)營力，但沒有引起人們注意；

20世紀90年代高振中和Erikkson在阿巴拉契亞的Fincastle地區(qū)奧陶系進行研究時,

才在地質(zhì)記錄中識別出該類沉積。

3、內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積的識別標志

■組成：中細砂巖一粉砂巖、泥巖、顆粒灰?guī)r；

■背景：深水原地沉積；

■結(jié)構(gòu)：極細砂一中砂為主，分選中一好；

■沉積構(gòu)造：發(fā)育沿水道向上和向下方傾斜的交錯層理或交錯層、脈狀層理、波狀

層理、透鏡狀層理。

4、內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積縱向序列：

（1）雙向遞變層序（2）單向遞變層序（3）對偶雙向遞變層序

<4）泥巖一鰭?；?guī)r一泥巖層序

§4火山碎屑沉積作用

一、巖石類型

二、火山碎屑墜落沉積

1、火山碎屑墜落的控制因素

（1）物質(zhì)的飄浮高度；（2）顆粒的沉降速度；（3）風(fēng)的強度和方向

2、墜落沉積物特征

（1）主要由玻屑、炸裂和具有熔蝕的晶屑組成（2）橫向分布廣泛

（3）厚度局部均勻（4）正粒序（5）晶屑和玻屑隨機定向

三、火山碎屑流與火山涌流沉積

（一）火山碎屑流及其沉積物

1、火山碎屑流

在火山噴發(fā)的劇烈時期，高溫氣體與大量火山碎屑的混合物從火山口形成噴發(fā)柱，當(dāng)

上升到一定高度時（數(shù)百米到上千米），火山柱崩塌形成的“流體”稱為火山碎屑流。

2、火山碎屑流沉積物

火山碎屑流沉積物是具有高位勢能的火山碎屑流沿火山斜坡快速流動，遠離火山口堆

積形成的沉積物。

3、火山碎屑流的巖石類型

熔結(jié)凝灰?guī)r

特征：

A由于上下部散熱快、中部散熱慢，因此各部位的熔結(jié)程度差異明顯；

B能量大的火山碎屑流在長距離的搬運過程中，塑性玻屑定向拉長，形成似流動構(gòu)造

C、流動構(gòu)造穩(wěn)定、清晰、浮巖含量高、個體粗大。浮巖為條帶狀、餅狀、兩端具有撕

裂狀

D、與破火山作用密切相關(guān)，體積一般巨大

（二）火山涌流及其沉積物

1、火山涌流

指在火山噴發(fā)的早期或間歇性噴發(fā)的初期，由于巖漿房中積聚了大量的高溫氣液

體，噴出地表時，形具有較高前鋒的熾熱的火山涌浪流。其后疊加熔巖流。

2、火山涌流沉積物

在火山涌浪流流動過程中，攜帶細粒的火山碎屑隨著能量耗盡而沉積下來而形成

的沉積物

3、火山涌流的巖石類型

熔結(jié)凝灰?guī)r

A熔結(jié)程度變化小

B變形不強烈

C剛性巖屑呈次圓一次棱角狀，浮巖巖屑為絲帶狀，繞晶屑、剛性巖屑分布，具有梳狀邊

結(jié)構(gòu)

D、與層火山巖、錐火山巖等規(guī)模相對較小的火山共生

四、水?dāng)y沉積物沉積

(一)水?dāng)y沉積物的特征

火山碎屑在流水中搬運(滾動、跳躍)并沉積下來所形成的沉積物為水?dāng)y沉積物，其

特征為：

1、發(fā)育表征流水搬運的沉積構(gòu)造，如，大型斜層理、波痕等；

2、具有表征火山噴發(fā)來源的組分，如，玻屑、暗化的黑云母、角閃石、新鮮的環(huán)帶長石、

熔蝕成因的圓化石英等；

3、成分成熟度低

4、分選較差

5、總體圓度低

五、水下火山碎屑流

(-)水下噴發(fā)密度流的類型

1、水下火山碎屑流

2、以噴發(fā)作用為物質(zhì)來源的濁流

3、以熔巖為物質(zhì)來源的密度流

(二)水下火山碎屑流的沉積特征

1、夾在連續(xù)的水下沉積層序中例如，上覆地層和下伏地層為黑色頁巖、泥巖；

2、具有熔結(jié)結(jié)構(gòu)

3、分選差

4、塊狀構(gòu)造

5、碎屑具有熱磁場定位現(xiàn)象

第四章碎屑巖儲層的成巖作用

A、廣義的理解：

成巖作用是沉積物沉積之后，變質(zhì)和風(fēng)化之前發(fā)生的所有作用。

B、狹義的理解

成巖作用是發(fā)生在沉積物沉積之后至固結(jié)之前的作用。

成巖作用的研究意義

科學(xué)意義一探索地球物質(zhì)的演化規(guī)律

經(jīng)濟意義一石油與天然氣勘探、開發(fā)

§1成巖作用類型

一、壓實作用(compaction)

壓實作用是指沉積物在上覆水體和沉積物的負荷壓力下，水分排出、孔隙度降低及體

積縮小的過程。

按照壓實作用機制，壓實作用可分為機械壓實作用(Mechanicalcompaction)和化學(xué)壓實

作用(chemicalcompaction)兩種類型。

天然的未固結(jié)、均勻分散的砂粒的孔隙度是在0.4。-0.45%,隨埋深增加，孔隙度迅

速降低(Szalay,1982)

1、機械壓實作用主要表現(xiàn)為剛性顆粒的重新排列，塑性變形和破裂。

2、化學(xué)壓實作用亦稱壓溶作用，是指壓力點處礦物的選擇性溶解

3、壓實程度的度量

(1)剛性顆粒之間的接觸強度接觸強度=1a+2b+3c+4d/a+b+c+d

式中a,b,c,和d分別表示點接觸，線接觸，凹凸接觸和縫合接觸的顆粒數(shù)。隨埋深增加,

剛性顆粒的接觸強度增加。

(2)去膠結(jié)物孔隙度(MinusCementProsity)將膠結(jié)物全部去掉以后所得的孔隙度

MCP=現(xiàn)有孔隙度+膠結(jié)物所占據(jù)的孔隙度

MCP=現(xiàn)有孔隙面積+膠結(jié)物面積

由于砂質(zhì)沉積物的初始沉積物為40%左右，這樣砂質(zhì)沉積物的初始孔隙度(6D與去

膠結(jié)物孔隙度(6m)之差,則大致代表了砂質(zhì)沉積物經(jīng)壓實作用減少的孔隙度(6c),即:

4)c=4)I-4)m

當(dāng)6c為零或很小時，說明沉積物幾乎沒有經(jīng)過壓實作用，或只經(jīng)過輕微的壓實作用，

便被膠結(jié)起來。

當(dāng)6c為負值時，則說明砂巖可能遭受了強烈的交代作用。

二、膠結(jié)作用(cementation)

膠結(jié)作用是指從孔隙溶液中沉淀出礦物質(zhì)(即膠結(jié)物)，將松散的沉積物粘結(jié)成堅硬巖

石的過程?；旧鲜腔瘜W(xué)和生物化學(xué)作用，是中粗粒陸源碎屑巖(如礫巖和砂巖)和粒屑

內(nèi)源巖的主要成巖作用類型。

1、常見自生礦物

常見自生礦物非常見自生礦物

硅酸鹽礦物：長石類：沸石類：鐵的氧化物：

蛋白石-A鉀長石濁沸石赤鐵礦

蛋白石-CT鈉長石方沸石針鐵礦

玉髓粘土礦物：硫酸鹽礦物：

石英高嶺石石膏鈦礦物：

碳酸鹽礦物：伊利石硬石膏銳鈦礦

方解石蒙皂石重晶石板鈦礦

白云石綠泥石

鐵白云石伊/蒙混層其他礦物：

菱鐵礦伊/綠混層電氣石

鐵方解石鉆石

2、碳酸鹽礦物的膠結(jié)作用

(1)常見礦物

方解石、白云石、鐵白云石、文石、菱鎂礦、菱鐵礦等，其中以方解石最為常見

文石僅見于現(xiàn)代沉積物中，在古代砂巖中文石已轉(zhuǎn)變成方解石。

(2)結(jié)構(gòu)

①方解石

方解石一般為孔隙充填和嵌晶結(jié)構(gòu)。一般情況下，淺部埋深的方解石為無鐵方解石，

深部埋深的方解石為鐵方解石。

②白云石

白云石一般呈菱形，粒狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)白云石為他形時在偏光顯微鏡下與方解石不易區(qū)

分。

白云石也具有無鐵白云石和鐵白云石兩種類型。這時可以采用鐵氟化物與茜素紅

—S混合染色劑對不加蓋玻璃的薄片染色來鑒定。用該染色劑染色后，白云石無色，而不含

鐵方解石表現(xiàn)為很淡的粉紅色至紅色：隨含鐵量的增加，鐵方解石從紫紅色到紫色甚至為藍

色，鐵白云石從蒼白色到深藍綠色(Dickson,1966)。

(3)鈣質(zhì)來源

早期成巖膠結(jié)作用中碳酸鹽膠結(jié)物主要來自如下幾個方面：

■鎂方解石和文石的溶解

■通過溶解下部碳酸鹽化石的平流孔水的向上運移

■薩布哈和蒸發(fā)鹽鹵水中白云石的沉淀；

■先前流經(jīng)鎂鐵質(zhì)火山巖的平流孔隙水層導(dǎo)致PH值增加，從而引起沉淀作用

■有機質(zhì)的氧化作用和降解作用形成的CO2,作用于碳酸鹽使其溶解，并在合適的地

方又沉淀下來

在深埋條件下，碳酸鹽主要來自：

■先前流經(jīng)鎂鐵質(zhì)火山巖的平流孔隙水中PH值增加引起的膠結(jié)作用

■有機質(zhì)氧化和降解的效應(yīng)

■碎屑顆粒和自生硬酸鹽的壓溶作用

■在高溫條件下，碳酸鹽的溶解性降低最終沉淀下來

■蒙皂石轉(zhuǎn)變成伊利石和鈣斜長石的溶解釋放出的Ca2+、Fe2+、Mg2+重新組合形成

白云石和鐵白云石。

■在隆起到近地表的條件下，下滲的酸性土壤水可以使碳酸鹽發(fā)生溶解，并在合適的

地方沉淀下來。

（4）方解石形成條件

酸性條件：溶解堿性條件：沉淀

由熱到冷的熱對流過程：溶解由冷到熱的熱對流過程：沉淀

3、石英的膠結(jié)作用

（1）膠結(jié)礦物石英

（2）結(jié)構(gòu)

①次生加大石英

石英膠結(jié)物以碎屑石英加大邊的形式膠結(jié)砂巖。次生加大邊與碎屑核心在光性上完全一

致。一般在次生加大邊與碎屑核心之間存在著粘上線?；覊m線是在次生加大之前存在于顆粒

表面的粘土礦物或赤鐵礦，無灰塵線存在時，可根據(jù)次生加大邊中無包裹體或包裹體稀少的

特征來識別。在陰極發(fā)光顯微鏡下，白生石英不發(fā)光，而碎屑來源的石英則發(fā)光。

②微晶石英孔隙充填

③微晶石英包殼

（3）石英膠結(jié)物的來源

早期成巖作用生物（蛋白石）碎屑，硅酸鹽礦物的溶解

埋藏成巖作用生物（蛋白石）碎屑，硅酸鹽礦物的溶解,蛋白石一石英，壓溶作

用提供的SI,M?I釋放出的Si,熱對流61質(zhì)深溶、淺沉

隆升風(fēng)化作用

（4）石英膠結(jié)物形成的流體條件

T>70°CpH<7埋深22km

4、粘土礦物的膠結(jié)作用

（1）膠結(jié)礦物類型

蒙皂石伊利石高嶺石綠泥石伊/蒙混層伊/綠混層

①粘土礦物晶體結(jié)構(gòu)

硅氧四面體

鋁氧八面體

蒙皂石為2:1型粘土礦物，即由兩層四面體層夾一層八面體層構(gòu)成。層間為H2O,Ca,Na

伊利石為2：1型粘土礦物，即，由兩層四面體層夾一層八面體層構(gòu)成。層間為K、OH、

Fe、Mg等

高嶺石為1：1型粘土礦物，即，由一層四面體層和一層八面體層構(gòu)成。層間有或無H2O。

綠泥石為2：1型粘土礦物，即由兩層四面體層夾一層八面體層構(gòu)成。層間為氫氧化物

為什么蒙皂石能夠轉(zhuǎn)變成伊利石？

①晶體結(jié)構(gòu)相似：都由兩個四面體層和一個八面體層組成

②層間充填的水可為鉀離子取代蒙皂石層間充填的是水分子伊利石層間充填的是鉀離子

蒙皂石轉(zhuǎn)變成伊利石的首要條件：

在鉀離子存在的條件下脫去水層，其反應(yīng)式如下：

A、鉀長石+裝脫石伊利石+石英

B、K++蒙脫石-伊利石+綠泥石+石英+H+

蒙皂石轉(zhuǎn)變成伊利石

K+/H+>6,Log（H4SiO4）<10-4,堿性條件溫度:100—130'C

富含AI3+和K+流體如果流體中富含F(xiàn)e3+和Mg2+時，轉(zhuǎn)變成綠泥石

（2）結(jié)構(gòu)

①櫛狀（包殼、包膜）②孔隙充填（發(fā)絲狀、搭橋狀）③裂縫充填④交代假相

三、溶解作用

溶蝕、溶解作用是指在成巖作用過程中，由于盆地流體物理化學(xué)性質(zhì)的改變或注入引起

碎屑物質(zhì)或填隙物溶解形成次生孔隙的成巖作用過程。

1、盆地流體的主要類型

盆地內(nèi)部流體：盆地內(nèi)部產(chǎn)生和流動的流體

盆地外部流體：產(chǎn)生于外部而進入盆地的流體外部流體

盆地流體類型流體的成因

內(nèi)部流體

A地層水包括沉積物沉積時圈閉微積襁水和蒙皂石轉(zhuǎn)變成

伊利石釋放的層間水

B生油巖在一定溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生的臨界流體，包括石

（110-16000和天然氣（140-250°0

外部流體

C大氣水來自盆地雕和盆地中地形高地的大氣降水

D深部流體包括變質(zhì)流體、巖漿踴和地幔流體（水和甲烷）

2、溶解作用的類型

（1）一致溶解作用指的是在溶解過程中，固相部分均勻溶解，而未溶部分總是保持著新鮮

面。例如純的NaCIxSiO2和CaCO3的溶解等。

（2）不一致溶解作用是一種選擇性溶解作用。在溶解作用過程中，由于僅礦物晶體的某

些部分被淋濾到溶液中，因而剩余部分的成分通常與其原始固相成分不一致。

例如，長石和高鎂方解石的溶解。此外，在重結(jié)晶作用，交代作用過程中，也往往伴

隨著不一致溶解作用

長石溶蝕形成高嶺石

4KA1S13O8+2CO2+4H2——AI4（Si4O10）（OH）8+8SiO2+K2CO3

4NaAlSi3O8+2CO2+4H2——A14（Si4O10）（OH）8+8SiO2+Na2CO3

溶解條件：酸性流體、流體流動通暢

溶解物質(zhì)去向：K+隨流體流走SiO2形成次生加大或自生石英晶體

固體的產(chǎn)物：高嶺石

在地質(zhì)條件下，長石會向高嶺石轉(zhuǎn)化，為什么？

在任何PH值的情況下,長石的溶解度都大于高嶺石

從熱力學(xué)的角度來看，常溫壓下長石有向高嶺石轉(zhuǎn)化的趨勢

3、溶解作用的結(jié)果一形成次生孔隙

四、交代作用

交代作用系指成巖作用過程中，沉積物（巖）中某種礦物被化學(xué)成分不同的另一種礦

物取代的現(xiàn)象，如石灰?guī)r的白云巖化，硅化等都屬于交代作用的范疇。在砂巖中，石英顆

粒往往被方解石交代。

值得注意的是，在大部分砂巖中，當(dāng)一種礦物為另一種礦物取代時，巖石的體積并未

發(fā)生變化。并且在作用發(fā)生過程中，顆粒（和任何膠結(jié)物）相互接觸，繼續(xù)支撐著巖石而

不發(fā)生垮塌。這就要求被交代礦物的溶解和交代礦物的沉淀，是在兩相之間極薄的膜中進

行的。膜的厚度一般在0.1mm以下，有時甚至僅數(shù)umo溶解的物質(zhì)通過溶液膜的搬運作

用被帶出，交代的物質(zhì)由附近孔隙水中通過薄膜溶液進入并代替被溶解的物質(zhì)而沉淀。

在孔隙水對石英不飽和但對方解石飽和的情況下，石英表面首先溶解，溶解的氧化硅

水化為H4SiO4分子，致使薄膜溶液H4SiO4的濃度增加，它們必然要向薄膜外運移，最終

將導(dǎo)致CaCO3按下面的反應(yīng)式沉淀：Ca2++2HCO-=CaCO3+H+HCO-

按照上述反應(yīng)式，石英不斷溶解，方解石不斷沉淀，這樣便完成了方解石對石英的交代。

（一）交代作用機理

被化學(xué)成分不同的另一種礦物取代

顆粒接觸界面之間存在溶液膜（物質(zhì)帶出帶入）

流體物化條件發(fā)生改變

溶解和沉淀幾乎同時發(fā)生

（-）交代作用組構(gòu)

1、部分交代

交代礦物沿被交代礦物的解理、裂縫或邊緣部分地占據(jù)了被交代礦物的位置，被交代

礦物的結(jié)構(gòu)和成分仍清晰可見例如，方解石交代長石、方解石交代石英等

2、交代殘留

被交代礦物支離破碎，且被交代礦物包裹，但轉(zhuǎn)動物臺時卻同時消光。由于未被交代

部分還保留著原來的成分和結(jié)構(gòu)，因而成為交代殘留結(jié)構(gòu)。

3、交代幻影

4、交代假象

交代礦物具有被交代礦物的假象，礦物的原生部分已被交代，但其結(jié)晶習(xí)性仍得到了

完好的保存。被溶解和所形成的礦物沒有化學(xué)組分不同

（三）常見的交代礦物

1、碳酸鹽礦物：方解石鐵方解石白云石鐵白云石菱鐵礦

2、石膏、硬石膏3、石英4、粘土礦物

（四）砂巖中常見的交代作用

1、方解石交代石英2、方解石交代粘土礦物（pH=8,Ca離子濃度較高）

3、氧化硅交代粘土礦物〔硅化）玉髓或隱晶石英的小顆粒散布在粘土基質(zhì)中

4、粘土礦物交代石英

碎屑顆粒之間存在的粘土薄膜富含二氧化硅的水

游離出K2CO3溶解接近粘土薄膜處的的石英

5、方解石（白云石）交代長石等

6、鐵方解石交代方解石白云石交代方解石鐵白云石交代白云石

7、長石的高嶺石化8、長石的鈉長石化

鉀長石和鈉長石在適當(dāng)?shù)臈l件下，均可發(fā)生鈉長石化。

斜長石的鈉長石化起因于長石結(jié)構(gòu)中的K+為鈉離子所取代。

五、重結(jié)晶作用：礦物蛆分以溶解一再沉淀方式，使得細小晶粒集合成粗大晶粒的過程。

其主要特征是小晶體重新組合和結(jié)晶成大晶體。

膠體脫水，并轉(zhuǎn)變成結(jié)晶物質(zhì)的現(xiàn)象，稱為膠體陳化。膠體陳化也是一種重結(jié)晶作用。

燧石中微石英重結(jié)晶成粗粒石英，石灰?guī)r中泥晶方解石重結(jié)晶為粗晶方解石等，都是

重結(jié)晶作用。

文石一方解石

（1）文石的礦物學(xué)特征

一種碳酸鹽礦物。成分為Ca[CO3Jo又稱霰石，與方解石等成同質(zhì)多象。斜方晶系，

晶體呈柱狀或矛狀，常見假六方對稱的二連晶。集合體多呈皮殼狀、穌狀、豆狀、球粒狀

等。通常呈白色、黃白色。玻璃光澤，斷口為油脂光澤。具不完全的板面解理。貝殼狀斷

口。

在自然界文石不穩(wěn)定，常轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐?/p>

文石一方解石的重結(jié)晶機制

通過晶體間的溶液薄膜進行的

文石在極小的范圍內(nèi)溶解和立刻沉淀出方解石而完成的

轉(zhuǎn)化過程中還發(fā)生了微量元素鋸的丟失，是一種濕態(tài)過程

蛋白石一玉髓——石英

（I）蛋白石

天然二氧化硅膠凝體。含水量不定，通常為3%—9%,最高達20%以上，屬吸附水性

質(zhì)；但也有少量以（OH）.形式存在。非晶質(zhì)或超顯微晶質(zhì)礦物。通常呈凍狀或葡萄狀、鐘

乳狀皮殼玻璃光澤，但帶樹脂光澤，有的還呈柔和淡藍色調(diào)的所謂蛋白光。貝殼狀斷口。

顏色多樣，普通蛋白石無色或白色，含雜質(zhì)時可呈淺的灰、黃、藍、棕、紅等色，

蛋白石形成于地表或近地表富水的地質(zhì)條件下，存在于各種類型巖石的空洞和裂隙

中，尤以火山巖和熱泉活動的地區(qū)為常見。在第三紀及近代的海洋沉積物中也常見。

蛋白石暴露于干熱的大氣中時，可逐漸脫水而慢慢失去光澤，并最終轉(zhuǎn)變?yōu)槭琛?/p>

（2）玉髓

玉髓的原子排列與石英完全一樣，是一種隱晶、微晶狀的石英變種，具有充填水的超

微孔（O.lnm）,比石英合有更多的雜質(zhì)，常呈細小粒狀、纖維狀及放射狀球粒。纖維狀視延

性的不同，分為正玉髓和負玉髓，硅質(zhì)巖中負玉髓居多，正玉髓常與蒸發(fā)巖共生。

（3）微晶石英

微晶石英，通常10—常常等粒鑲嵌，出于晶體的生長干涉形成彎曲的晶面。

古代的硅質(zhì)巖主要是微晶石英和天髓組成，蛋白石僅出現(xiàn)于中生代和新生代的硅質(zhì)巖中。

（4）重結(jié)晶順序

蛋白石一A（硅質(zhì)生物軟泥）==蛋白石—A'（次生非晶質(zhì)氧化硅）--蛋白石—CT

再有序的蛋白石一CT…玉髓…微晶石英

蛋白石一CT是a一方石英（低溫方石英）和a—鱗石英，無序混層構(gòu)成

§2成巖共生序列與孔隙流體演化

一、概述

1、概念

（1）成巖共生序列

在成巖作用過程中，成巖作用方式（成巖作用類型）形成的先后順序。

（2）成巖共生組合

形成于同一成巖物理化學(xué)環(huán)境中的一組自生礦物或成巖作用方式（成巖作用類型）。

2研究思路：定序；定組合；定流體；定時

3研究目的和意義

目的：整合成巖作用方式（成巖作用現(xiàn)象）

意義：成巖階段劃分的依據(jù)；成巖流體研究的基礎(chǔ).

二、確定成巖共生順序

1、定序準則

（1）由孔隙邊部向孔隙中央，由老到新

（2）早期自生礦物限制晚期自生礦物生長

（3）交代礦物晚于被交代礦物

（4）壓溶作用與次生加大石英準同時

（5）長石溶蝕與高嶺石沉淀準同時

（6）如果去膠結(jié)物孔隙度小于其初始孔隙度，那么，壓實作用早于膠結(jié)作用

（7）如果去膠結(jié)物孔隙度與其初始孔隙度差不多，則膠結(jié)作用可能早于壓實作用

2、綜合分析

3、成巖共生序列表示方法

二、確定成巖共生組合

事件早期------------------------------------------>晚期

蒙脫石（:]

微晶方解石?

石英次生加大c

長石次生加大

高嶺石

自生石英

黃鐵礦

三、確定孔隙流體性質(zhì)及其演化

1、固化的古流體物理化學(xué)一自生礦物組合

?自生石英

酸性條件：沉淀堿性條件:溶解

由熱到冷的熱對流過程：沉淀