《碳酸盐岩及其它岩类》课件

碳酸盐岩及其它岩类地质学基础课程课程概述课程目标掌握碳酸盐岩及相关岩类知识主要内容碳酸盐岩基础、分类、成因与应用学习方法第一部分碳酸盐岩基础知识定义重要性以碳酸盐矿物为主要成分的沉积重要油气储层与工业原料岩分布碳酸盐岩的定义主要成分石灰岩白云岩碳酸盐矿物含量超过50%的沉积岩以方解石为主要成分碳酸盐岩的地质分布前寒武纪1最早微生物碳酸盐岩出现古生代2广泛分布的浅海碳酸盐岩中生代3大型碳酸盐台地发展新生代至今4现代珊瑚礁与碳酸盐沉积碳酸盐岩的经济价值油气储层建筑材料工业原料全球60%油气藏于碳酸水泥、石灰和建筑石材冶金、化工和农业用途盐岩中第二部分碳酸盐岩的矿物组成白云石第二常见碳酸盐矿物方解石最常见碳酸盐矿物非碳酸盐矿物石英、粘土等常见杂质主要碳酸盐矿物方解石（₃）文石（₃）白云石（₃₂）CaCO CaCOCaMgCO三方晶系斜方晶系三方晶系摩氏硬度3为方解石的同质异构摩氏硬度

3.5-4与稀盐酸强烈反应现代海洋生物壳体常见与冷稀盐酸反应缓慢次要碳酸盐矿物

2.5-

43.5-4菱铁矿（₃）菱锰矿（₃）FeCO MnCO摩氏硬度，黄褐色矿物摩氏硬度，粉红至棕色4-

4.5菱镁矿（₃）MgCO摩氏硬度，白色至黄色非碳酸盐矿物石英最常见非碳酸盐矿物粘土矿物常作为沉积物带入长石陆源碎屑成分碳酸盐岩的化学成分碳酸盐岩的同位素特征碳同位素（）δ¹³C反映有机质输入和生产力氧同位素（）δ¹⁸O反映温度和盐度变化锶同位素（）⁸⁷Sr/⁸⁶Sr反映岩石源区信息第三部分碳酸盐岩的结构组分颗粒（粒屑）定义大于20微米的碳酸盐颗粒主要类型鲕粒、生物碎屑、内碎屑等形成条件水动力条件较强环境识别特征粒度、分选性、磨圆度内碎屑定义1同沉积盆地内形成的岩屑成因2干裂、风暴侵蚀或生物活动识别特征3大小不等的碳酸盐岩角砾鲕粒核心形成包壳生长细小颗粒作为鲕粒核心碳酸盐层层包裹核心鲕粒成型滚动磨蚀4形成同心圆层状结构水动力条件下不断滚动生物碎屑腕足类苔藓虫有孔虫壳体通常呈双凸镜状群体生活的小型生物单细胞生物，具复杂房室泥（灰泥）1定义小于20微米的碳酸盐颗粒成因机制2生物作用破碎3化学沉淀海水中直接沉淀4微生物作用微生物诱导沉淀胶结物纤状胶结物等厚环边胶结物锯齿状胶结物早期成岩阶段形成淡水环境典型特征晚期成岩产物垂直于孔隙壁生长均匀包裹颗粒填充剩余孔隙第四部分碳酸盐岩的分类成分分类结构分类基于矿物组成划分基于结构组分关系划分成因分类基于形成机制划分成分分类结构成因分类分类法分类法Folk Dunham基于灰泥与颗粒比例基于颗粒支撑关系注重组分特性注重沉积构造分类法详解Folk分类法详解Dunham泥岩颗粒＜10%泥支持砂岩2颗粒＞10%，泥支持颗粒支持砂岩3颗粒支持，含泥粒岩4颗粒支持，无泥粘结岩5生物原位粘结其他分类方法两级分类主岩石名+修饰词三级分类成因+结构+成分实际应用结合多种方法的综合分类第五部分碳酸盐岩的沉积环境浅水环境深水环境碳酸盐台地、潮坪、礁斜坡、盆地特殊环境蒸发潟湖、淡水湖碳酸盐台地环境内台地1低能潟湖环境台地边缘2高能砂坝和礁环境台地坡3向深水过渡区域潮坪环境潮间带2周期性暴露潮下带1常年被水覆盖潮上带仅高潮时被淹没3礁环境礁核礁前礁后生物建造的主体结构面向开阔海域的高能区背向开阔海域的低能区深水碳酸盐环境陆架边缘1水深200米左右斜坡2水深200-2000米深水盆地3水深2000米蒸发盐环境浅水潟湖与海水有限交换蒸发浓缩蒸发率大于补给率矿物沉淀碳酸盐-石膏-卤石序列第六部分碳酸盐岩的成岩作用早期成岩作用1海底或近地表环境埋藏成岩作用2深埋条件下发生抬升成岩作用3构造抬升后的改造早期成岩作用海底胶结作用生物扰动作用微生物作用纤状方解石胶结底栖生物搅动沉积物促进碳酸盐矿物沉淀形成硬底破坏原始层理参与有机质降解埋藏成岩作用压实作用溶解作用孔隙减少，颗粒接触增加选择性溶解不稳定矿物再沉淀作用孔隙中形成新矿物白云石化作用硅化作用硅源生物源硅质壳体溶解溶解pH变化导致SiO₂溶解迁移孔隙流体中运移沉淀形成燧石结核或硅化带第七部分碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层类型孔隙型裂缝型原始或次生孔隙发育构造或成岩裂缝发育混合型溶洞型多种类型储层共存大型溶蚀空间储层物性特征1-35%

0.1-5000mD孔隙度渗透率储层空间占总体积百分比流体通过能力5-9非均质性系数物性变化指数碳酸盐岩储层改造酸化压裂酸液溶解碳酸盐岩高压液体破裂岩石形成溶蚀通道形成人工裂缝复合工艺酸化压裂结合最大化改善储层性能第八部分碳酸盐岩地层对比岩性对比生物地层对比测井对比基于岩石特征追踪利用化石组合确定年代井间物性曲线对比地层对比方法岩性对比生物地层对比化学地层对比识别标志层、关键岩性标准化石、生物组合分碳同位素、锶同位素曲特征析线综合地层对比多种方法结合应用碳酸盐岩序列地层学海平面上升形成后退体系域海平面稳定形成高位体系域海平面下降形成前积体系域海平面最低形成低位体系域第九部分微生物碳酸盐岩定义主要类型微生物作用形成的碳酸盐岩叠层石、凝块石、树枝石地质意义地球最古老的生命记录微生物碳酸盐岩定义等人定义定义现代定义Burne Riding微生物介导的沉积物捕获原位钙化微生物群落微生物参与形成的结合或胶结作用形成独特结构具有生物沉积结构的碳酸盐岩微生物碳酸盐岩的类型叠层石凝块石树形石层状微生物席沉积构造凝结状微生物群落结构分枝状微生物构造微生物碳酸盐岩的形成机制捕获作用粘结作用微生物膜捕获碳酸盐颗粒微生物分泌物粘结颗粒成岩作用矿化作用早期成岩固结微生物构造微生物诱导碳酸盐沉淀微生物碳酸盐岩的识别特征宏观特征微观特征化学特征层状、结核状、柱状构造微晶结构特殊的碳同位素组成发育微地形起伏丝状、膜状微构造生物标志化合物微生物碳酸盐岩的地质意义生命演化记录早期生命活动古环境指示反映特定沉积环境油气勘探重要储层和烃源岩第十部分碳酸盐岩构造岩定义构造变形形成的碳酸盐岩主要类型碎裂岩、角砾岩、碎粒岩地质意义构造活动的记录经济价值重要的油气储层碳酸盐岩构造岩的类型碎裂岩角砾岩碎粒岩轻微破碎，保留原始结构大型角砾，基质充填强烈破碎，原始结构消失碳酸盐岩构造岩的特征结构特征角砾、碎块、粉碎结构构造特征断层、褶皱、劈理发育物理性质高孔隙度、高渗透性化学组分常有次生矿物充填碳酸盐岩构造岩的形成机制断裂引发构造应力导致岩体破裂岩块移动相对位移和旋转碎屑充填破碎岩屑填充空隙胶结固结流体活动带来胶结物碳酸盐岩构造岩的地质意义构造演化储层形成流体通道记录区域构造活动历史创造高质量油气储层提供流体迁移通道第十一部分其它岩类简介火成岩变质岩2岩浆冷却形成原岩受热压变化蒸发岩碎屑岩溶液蒸发形成碎屑沉积成岩3火成岩侵入岩喷出岩分类依据岩浆地下冷却岩浆地表喷发硅含量酸性-中性-基性-超基性结晶颗粒较粗结晶颗粒较细矿物组成石英-长石-暗色矿物变质岩高级变质岩1麻粒岩、片麻岩中级变质岩2片岩、角闪岩低级变质岩3板岩、千枚岩碎屑岩蒸发岩形成环境干旱地区封闭或半封闭水体形成过程蒸发速率大于补给速率沉淀顺序方解石→石膏→岩盐→钾盐课程总结碳酸盐岩重要性未来研究方向全球油气重要储层微生物碳酸盐岩成因关键工业原料碳酸盐岩储层预测技术学习建议理论结合实践注重野外观察。