CH04-B-陸源碎屑巖各論-KC課件

第四章陸源碎屑巖各論第二節(jié)砂巖粉砂巖（一）一般特征1.成分主要礦物成分：石英、白云母及粘土礦物為主，長石較少，巖屑極少或不存在。多為穩(wěn)定重礦物，含量可達(dá)2～3%。填隙物常為粘土、鈣質(zhì)、鐵質(zhì)等。四、粉砂巖定義：主要由0.1mm～0.01mm粒級(jí)（含量大于50%）的碎屑顆粒組成的細(xì)粒碎屑巖。2.結(jié)構(gòu)分選性較好，磨圓性較差——碎屑顆粒常呈棱角～次棱角狀。WHY？3.構(gòu)造水平層理及波狀層理交錯(cuò)層理較少，多為小型水平滑動(dòng)形成的包卷層理等變形構(gòu)造四、粉砂巖（二）分類和主要類型1.按顆粒大小1)粗粉砂巖0.1～0.05mm很像砂巖，不僅與砂巖共生，也常發(fā)育各種交錯(cuò)層理，而且可作為油氣儲(chǔ)層。2)細(xì)粉砂巖0.05～0.01mm具有粘土巖特性，常與泥質(zhì)巖或泥晶灰?guī)r共生，可能成為生油層。若粉砂巖中混有較多的砂和粘土，按三級(jí)命名法命名。

四、粉砂巖2.根據(jù)碎屑成分單成分粉砂巖石英為主復(fù)成分粉砂巖除石英外，還有較多云母、長石或其它碎屑3.根據(jù)膠結(jié)物成分鐵質(zhì)粉砂巖鈣質(zhì)粉砂巖山東萊陽上侏羅統(tǒng)白云質(zhì)粉砂巖四、粉砂巖四、粉砂巖Calcareoussiltstone,CambrianFucoidbeds,LochAssynt3mm1mmCalcareoussiltstone,CambrianFucoidbeds,LochAssynt

（三）成因經(jīng)較長距離搬運(yùn)，在穩(wěn)定的水動(dòng)力條件下緩慢沉降分布極其廣泛砂巖向泥巖過渡的水流緩慢地帶海、湖較深處、河漫灘、三角洲、瀉湖、沼澤等四、粉砂巖黃河三角洲現(xiàn)代沉積顏色黃色、灰黃色、土黃色成分顆粒（70～80%）石英、長石、云母重礦物鋯石、磷灰石、角閃石、綠簾石、金紅石雜基（粘土）<15%膠結(jié)物（10～30%）－－方解石、白云石為主結(jié)構(gòu)分選好、磨圓差四、粉砂巖（四）實(shí)例五、砂巖的油氣儲(chǔ)集性能及其與油氣的關(guān)系孔隙性滲透性中-細(xì)砂巖；粗砂巖和粗粉砂巖砂巖物性的影響因素六、砂巖的研究方法及其意義PublishedreportsofreservoirpermeabilityandporosityintheHouseCreekfield

第四章陸源碎屑巖各論第三節(jié)粘土巖概述1.定義廣義：主要由粒徑<0.01mm的細(xì)碎屑物質(zhì)（>50%）組成的沉積巖狹義：主要由粘土礦物（含量大于50%）組成的沉積巖第三節(jié)粘土巖

2.粘土礦物成因：機(jī)械方式：母巖風(fēng)化而成★★化學(xué)方式：自生粘土礦物★將粘土巖歸為細(xì)碎屑巖疏松或未固結(jié)成巖者——粘土固結(jié)成巖者——粘土巖/泥質(zhì)巖/泥狀巖有無頁理——泥巖和頁巖第三節(jié)粘土巖含水的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物，非晶質(zhì)和結(jié)晶質(zhì)兩類。結(jié)晶質(zhì)粘土礦物具有層狀和鏈層狀兩種結(jié)構(gòu)類型以層狀結(jié)構(gòu)粘土礦物最常見硅氧四面體鋁/鎂氧八面體一、粘土巖的物質(zhì)成分（一）粘土礦物（1）高嶺石族高嶺石★★★、地開石★、珍珠陶土★1：1型雙層結(jié)構(gòu)單元層由一層Si-O四面體和一層Al-(O-OH)八面體組成高嶺石單個(gè)晶體：六邊鱗片狀、書頁狀。集合體：蠕蟲狀、手風(fēng)琴狀；成因長石類礦物在酸性介質(zhì)中分解的產(chǎn)物富含Al3+的硅酸鹽轉(zhuǎn)變一、粘土巖的物質(zhì)成分（一）粘土礦物（2）蒙脫石族蒙脫石★★拜來石★★、綠脫石★、皂石★2：1型三層結(jié)構(gòu)單元兩層四面體夾一層八面體層蒙脫石/高嶺石/微晶高嶺石細(xì)鱗片狀、鵝毛狀、棉絮狀，輪廓不清楚加水膨脹或呈漿糊狀一、粘土巖的物質(zhì)成分（一）粘土礦物I/S混層（3）伊利石族/水云母族伊利石★★、海綠石★2：1型結(jié)構(gòu)單元層伊利石偏光顯微鏡下彎曲葉片狀，低—中正突起，干涉色可達(dá)二級(jí)掃描電鏡下圓滑鱗片狀或帶尖角和直邊的片狀一、粘土巖的物質(zhì)成分（一）粘土礦物（4）綠泥石族2：1：1型結(jié)構(gòu)單元層2：1結(jié)構(gòu)單元層再疊置和連接一個(gè)八面體層。葉綠泥石★★★、鮞綠泥石★、鐵綠泥石綠色集合體形態(tài)針葉狀、玫瑰花狀一、粘土巖的物質(zhì)成分（一）粘土礦物綠泥石（5）混層粘土礦物兩種或兩種以上不同類型的粘土礦物結(jié)構(gòu)單元疊置而成有序（規(guī)則）混層無序（不規(guī)則）混層一、粘土巖的物質(zhì)成分（一）粘土礦物陸源碎屑礦物化學(xué)沉淀的自生礦物（<5%）有機(jī)物——生油母質(zhì)煤、腐殖質(zhì)、瀝青質(zhì)等一、粘土巖的物質(zhì)成分（二）非粘土礦物二、粘土及粘土巖的物理性質(zhì)（一）非滲透性(二)吸附性(三)吸水膨脹性(四)基它性質(zhì)1.根據(jù)顆粒的相對含量劃分1)粘土結(jié)構(gòu)/泥質(zhì)結(jié)構(gòu)粘土>90%。2)含粉砂粘土結(jié)構(gòu)粘土>75%，粉砂10～25%；3)粉砂質(zhì)粘土結(jié)構(gòu)粘土=75～50%，粉砂25～50%三、粘土巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和顏色（一）粘土巖的結(jié)構(gòu)2.按粘土礦物的結(jié)晶程度和晶體形態(tài)劃分1)非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)2)隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)★★★3)顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)4)粗晶結(jié)構(gòu)三、粘土巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和顏色（一）粘土巖的結(jié)構(gòu)1宏觀構(gòu)造無波痕暴露成因構(gòu)造水平層理小于1cm者稱頁理。小于1mm者為紋理生物擾動(dòng)構(gòu)造、生物遺跡同生變形構(gòu)造泥火山、水下滑動(dòng)等

2微觀構(gòu)造三、粘土巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和顏色（二）粘土巖的構(gòu)造粘土巖的顏色——主要是原生色，能反映生成環(huán)境。影響粘土巖顏色的主要因素粘土礦物成分、有機(jī)質(zhì)和黃鐵礦的含量、鐵離子狀態(tài)暗色（主要是灰色、黑色）強(qiáng)還原環(huán)境——（半）深湖/海、海灣、瀉湖紅色、紫紅色強(qiáng)氧化環(huán)境淺綠色或灰綠色弱氧化——弱還原環(huán)境三、粘土巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和顏色（二）粘土巖的顏色1.按成分分類1)單成分粘土巖伊利石粘土巖分布最廣高嶺石粘土巖蒙脫石粘土巖2)復(fù)成分粘土巖高嶺石—蒙脫石粘土巖四、粘土巖的分類和主要類型（一）分類2按成因分類1)沉積型高嶺石粘土巖——陸相地層（酸性介質(zhì)）蒙脫石粘土巖——成因于火山玻璃水解（堿性介質(zhì)）2)風(fēng)化殘積型母巖風(fēng)化而成四、粘土巖的分類和主要類型（一）分類第四章陸源碎屑巖各論第四節(jié)碎屑沉積物的沉積后作用沉積后作用的定義碎屑沉積物沉積后轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖直至變質(zhì)作用以前或者因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)重新抬升到地表遭受風(fēng)化作用以前所發(fā)生的一切作用。相當(dāng)于英美文獻(xiàn)中的“成巖作用”（diagenesis），即廣義的成巖作用。實(shí)質(zhì)地層水與沉積物之間從不平衡到平衡的變化過程第四節(jié)碎屑沉積物的沉積后作用成巖作用類型壓實(shí)和壓溶作用★膠結(jié)作用★交代作用★重結(jié)晶作用和礦物的多形轉(zhuǎn)變作用溶解作用★★★成巖（作用）環(huán)境要素溫度、壓力、流體盆地的構(gòu)造演化、生物擾動(dòng)成巖階段劃分第四節(jié)碎屑沉積物的沉積后作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用1.壓實(shí)作用(compaction)是指沉積物沉積后在上覆水層和沉積層的重荷下，或在構(gòu)造形變的作用下，發(fā)生水分排出、孔隙度降低、體積縮小的作用。沉積物進(jìn)入埋藏階段后最先經(jīng)歷的成巖作用（一）壓實(shí)壓溶作用（一）壓實(shí)壓溶作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用末壓實(shí)壓實(shí)泥砂砂巖泥巖一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用（一）壓實(shí)壓溶作用（一）壓實(shí)壓溶作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用長石雙晶紋變形，錯(cuò)斷塑性顆粒變形（一）壓實(shí)壓溶作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用2.壓溶作用隨埋藏深度的增加，碎屑顆粒接觸點(diǎn)上所承受的壓力增大，顆粒接觸處的溶解度增高，發(fā)生晶格變形和溶解作用，砂質(zhì)沉積物就進(jìn)入了壓溶作用階段。3.效應(yīng)隨顆粒所受壓力不斷增加和地質(zhì)時(shí)間的推移，顆粒由點(diǎn)接觸→線接觸→凹凸接觸→縫合接觸（一）壓實(shí)壓溶作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用點(diǎn)接觸線接觸凹凸接觸縫合接觸（一）壓實(shí)壓溶作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用縫合線概念膠結(jié)作用(cementation)是指從孔隙溶液中沉淀出礦物質(zhì)（膠結(jié)物），將松散的沉積物固結(jié)起來的作用。是沉積巖孔滲性下降的主要原因之一主要發(fā)生在成巖作用時(shí)期膠結(jié)物的生長方式——孔隙充填式（二）膠結(jié)作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用碳酸鹽膠結(jié)物——代表堿性成巖環(huán)境方解石★★★白云石★★菱鐵礦★文石、高鎂方解石菱鎂礦自形粒狀鐵白云石含鐵方解石嵌晶式膠結(jié)（二）膠結(jié)作用1.碳酸鹽巖膠結(jié)物一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用方解石與白云石膠結(jié)作用碳酸鹽膠結(jié)物氧化硅膠結(jié)物——代表酸性孔隙水介質(zhì)環(huán)境蛋白石★、玉髓★★石英（★★★★）石英次生加大自生石英孔隙襯邊（二）膠結(jié)作用2.二氧化硅膠結(jié)物石英自生加大兩期膠結(jié)：石英與方解石高嶺石——酸性水介質(zhì)條件伊利石——富鉀堿性條件綠泥石——富鐵、鎂還原條件蒙脫石——富鈣堿性條件伊/蒙混層粘土礦物海綠石——微咸水石英砂巖粒間自生高嶺石綠泥石薄膜狀膠結(jié)長石砂巖（二）膠結(jié)作用3.粘土礦物膠結(jié)物（二）膠結(jié)作用4.沸石膠結(jié)物濁沸石斑狀膠結(jié)（1）長石膠結(jié)物產(chǎn)狀——自生加大邊、自形晶體成分——鉀長石、鈉長石粒間孔中自生鈉長石長石次生加大邊（二）膠結(jié)作用5.其它自生礦物的膠結(jié)物長石次生加大（2）硫酸鹽膠結(jié)物（3）赤鐵礦膠結(jié)物（4）黃鐵礦膠結(jié)物（5）海綠石黃鐵礦石膏斑狀膠結(jié)（二）膠結(jié)作用5.其它自生礦物的膠結(jié)物海綠石概念交代作用是指一種礦物代替另一種礦物的現(xiàn)象實(shí)質(zhì)體系的化學(xué)平衡及平衡轉(zhuǎn)移兩個(gè)階段原礦物的溶解+新礦物的生成（三）交代作用一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用氧化硅和方解石相互交代作用方解石交代長石碳酸鹽交代粘土礦物粘土礦物交代長石鐵白云石交代石英鐵方解石鐵白云石斜長石高嶺石化（三）交代作用1.碎屑巖中常見的交代作用方解石交代長石⑤粘土礦物間的交代作用（相互轉(zhuǎn)化作用）泥巖中粘土礦物在埋藏成巖作用中的變化趨勢地質(zhì)時(shí)代越老綠泥石和伊利石增加高嶺石和蒙脫石減少深埋藏地層綠泥石和伊利石為主高嶺石和蒙脫石很少（三）交代作用1.碎屑巖中常見的交代作用⑥碳酸鹽礦物的相互交代作用白云化作用去白云化作用⑦粘土礦物對石英的交代鐵白云石交代方解石水云母交代石英（三）交代作用1.碎屑巖中常見的交代作用（三）交代作用2.交代作用的微觀標(biāo)志不規(guī)則邊緣殘留礦物包體礦物假象幻影構(gòu)造交叉切割現(xiàn)象膠結(jié)物間的包裹關(guān)系1重結(jié)晶小晶體重新組合和結(jié)晶成大晶體礦物變得穩(wěn)定碳酸鹽膠結(jié)物重結(jié)晶，可形成連晶或嵌晶膠結(jié)物２礦物的多形轉(zhuǎn)變較復(fù)雜的廣義的重結(jié)晶作用只發(fā)生晶格、形狀和大小的變化，晶體可以由大變小文石、高鎂方解石→低鎂方解石蛋白石→玉髓→石英膠磷礦→磷灰石（四）重結(jié)晶作用和礦物的多形轉(zhuǎn)變一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用1.溶解作用（1）概念巖石組分發(fā)生部分或全部溶解的現(xiàn)象。（2）機(jī)理沉積物（巖）中的孔隙水（介質(zhì)）的物化條件（濃度、pH值、Eh值、成分等）發(fā)生改變，從而使其組分由穩(wěn)定變得不穩(wěn)定，以致發(fā)生溶解。（五）溶解作用與次生孔隙一、砂、礫沉積物（巖）的沉積后作用粒間孔隙粒內(nèi)孔溶蝕裂縫孔隙（五）溶解作用與次生孔隙二、粘土沉積物（巖）的沉積后作用（一）粘土巖的沉積后作用的主要類型壓實(shí)作用粘土礦物的轉(zhuǎn)化粘土礦物的脫水作用（二）粘土沉積物沉積后作用與油氣生成的關(guān)系1.自生礦物類型及分布特點(diǎn)碳酸鹽礦物、石英、沸石類礦物、粘土礦物等隨埋深、地溫增加而發(fā)生規(guī)律性變化2.有機(jī)質(zhì)成熟度3.古溫度4.孔隙類型三、碎屑巖成巖階段劃分及主要標(biāo)志（一）劃分依據(jù)（一）劃分方案1.同生成巖階段2.早成巖階段A亞期B亞期3.晚成巖階段A亞期B亞期C亞期4.表生成巖階段（二）劃分和命名三、碎屑巖成巖階段劃分及主要標(biāo)志三、碎屑巖成