成岩过程中长石高岭石伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成.docx
《成岩过程中长石高岭石伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《成岩过程中长石高岭石伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成.docx(30页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![成岩过程中长石高岭石伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2023-2/2/a067e70b-e841-4d34-8ddc-87a145daa76f/a067e70b-e841-4d34-8ddc-87a145daa76f1.gif)
成岩过程中长石高岭石伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成
动力学
第5期黄思静等:
成岩过程中长石、高岭石、伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成:
来自鄂尔多斯盆地上古生界和川西凹陷三叠系须家河组的研究1OO石80_馨斜长石31042~10oC古地温以后长石溶解方式及控制因素31该成岩阶段钾长石溶解和高岭石伊利石化的.6O—一主要控制因素当温度超过10—10℃以后,以认为地层已24可褂4O-基本处于封闭状态,同时该温度将启动高岭石的伊自篓酸性利石化反应口那么钾长石溶解(引,提供钾离子)就成为高岭石伊利石化的必须伴随反应。
然而,并不是所有的深埋藏地层都能满足这样的条件,除埋藏前20-0I三延长组太原组石盒子组碎屑组成中需要有足够的钾长石(源因素)物以外,地层的初始物质中含膨胀层的粘土矿物(同期火如图4鄂尔多斯盆地延长组、太原组和石盒子组长石类
型分布直
方图
i.
Fge
4ds
Th
itb
hso
tni
rmf
tgaormnn
e
e
adp
t
fl
t
sp
a
y
e
r
u
g
si
i
i
h
nh
n
r
t
n,t
eTay
nFrt
n
a
d
n
te
Ya
c
a
gFo
ma
i
o
h
ua
oma
in
o
te
Si
e
eF
r
a
ino
d
s
B
s
nh
hhz
omt
f
t
O
r
o
aiohe山物质)应相对较少,否则,当成岩作用演化到该阶段时,地层中的钾长石是十分有限的,如鄂尔多斯盆地三叠系延长组和石盒子组砂岩中的残余长石就以钠长石或其他酸性斜长石为主(4,因为这两个图)延长组为32个随机样品EX测试结果;太原组为1D4个随机样品ED测试结果;盒子组为2砂岩样品x射线衍射分析
结果。
X石1
个
EDrs
lo
2s
mpe'meYae
a
gFr
tn1
a
lsX
utf
r3
alsfesiot
n
hn
oma
o,
4smp
ehi
fo
teTayaomai
n
ad2
1sp
loh
hhz
rt
o.rmhiunF
r
tn
a
es
frte
Sie
iFo
manomi地层都存在
较多的同期火山物质
,其在1
010℃
2
4以前的成岩作用应按
(3)图b的方式发生。
尔多斯鄂盆地太原组的深埋藏砂岩在这方面具有得天独厚的条件:
1地层中缺乏足够的同期火山物质,()使得反应不能按图3b的方式发生;()2作为海相地层的太该成岩温度范围内,鄂尔多斯盆地三叠系延长组,如上古生界上部和四川盆地三叠系须河组上部等,因而大量次孔隙都是在该成岩阶段形成的。
根据前边的讨论,砂岩埋藏前组成可造成长石等铝硅酸盐矿原组砂岩在同生到埋藏成岩阶段初期受海源流体影响会造成钾长石的稳定和保存;3作为受煤系地层()酸性流体影响的太原组砂岩会在同生到埋藏成岩作用的前期造成不稳定长石(长石)斜的溶解并形成高物不同的溶解方式:
1如果砂岩骨架颗粒中缺乏钾()长石但又存在较多的含膨胀层的粘土矿物时,则长石在该阶段的溶解将是非常有限的,与之有关的次生孔隙也是有限的,因为在这种情况下,酸性斜长石的溶解受到蒙皂石伊利石化反应的缓冲而难以溶解,而偏基性的斜长石在同生到埋藏成岩作用初期岭石(为这是一储存H的反应)为10~10℃认,24以后高岭石的伊利石化提供物质基础。
此时,反应()反应()2和4为成岩系统彼此依赖的伴生反应,反应()即为它们加和反应。
该反应不存在离子的带1进带出,高岭石向伊利石的转化可以仅仅依赖于本地来源的钾,早成岩阶段储层的H离子在晚成岩阶(际上还包括风化作用阶段)已大量溶解,其实就且次生孔隙难以在以后的埋藏成岩过程中保存;2如()果砂岩骨架颗粒中缺乏钾长石,但含膨胀层的粘土矿物数量较少,则该阶段形成的次生孔隙主要由酸段通过高岭石的伊利石化释放在成岩流体中。
在这种成岩系统中,可能出现如图5所示的三种情况。
引性斜长石溶解提供,与酸性斜长石溶解有关的次生孔隙通常都能较好保存;3如果砂岩骨架颗粒中存()在较多的钾长石,同时又存在较多的含膨胀层的粘土矿物,则该阶段形成的次生孔隙主要由钾长石溶情况一经历相对浅埋藏的初始矿物中钾长石的含量多于高岭石,全部高岭石伊利石化,长石钾仅部分溶解,地层中会有较多的钾长石保存。
情况二经历相对浅埋藏的初始矿物中钾长石的含
量等于高岭石,则几乎全部高岭石都伊利石化,而钾长石几乎全部溶解,地层中几乎没有钾长石保存。
解提供,地层中会存在斜长石的钠长石化或自生钠长石的沉淀,与钾长石溶解有关的次生孔隙通常都能
较好保存。
情况三经历相对浅tL:
MasecagsadtiiiltieeiUNS-necsodrrsyomtconaidgs
物质守恒原理
埋藏的初始矿物中钾长
HAG
ii
une
nscnayo
o
i
f
r
ain
ajg
shne
n
e
r
ne
sca
nsxh
f
l
O
e
pt
第5期黄思静等:
成岩过程中长石、高岭石、伊利石之间的物质交换与次生孔隙的形成:
来自鄂尔多斯盆地上古生界和川西凹陷三叠系须家河组的研究间的物质交换对次生孔隙形成具有显著的控制作反应还是一个减体积的反应,反应过程有约1.%07额外空间产生,这也是鄂尔多斯盆地东部太原组和四川盆地三叠系须家河组二段砂岩次生孔隙的主要形成机制。
用,砂岩埋藏前组成中长石的类型及相对含量、层地初始物质中含膨胀层的粘土矿物(同期火山物质)如的数量、系统的开放性与封闭性、流体中额外钾离子的存在与否直接控制了长石的溶解方式和次生孔隙的形成机制。
()2长石溶解作用实际上从风化作用就已开始,在以后的同生到埋藏成岩作用初期的低温开放或半开放的成岩环境中,在热力学上最不稳定且低温条件下更易溶解的偏基性斜长石已大量溶解,并伴随参考文献(erne)Rfecs:
e【】SraRCos1udm,BeeSW,CsyLJhhmsyocnayoers.Teceirfeodrts
prsyM】APmi3,18:
17—19ooi【.AGMeor7942t4.(】Sra,Cse,Hae,Ha
l.Ognc2udmRCrsyLJognESesrHPrncnasedansJgnogsAGBl,18,7()—2.1:
13【】SraRCCosyLJItgaddaeecmdlgA3udm,rs.nertintoen:
eegiipoesrneprahflscssmsJ.Aneatrcsoitdapcretyt[]nuByEr—eooaiehPaee,18,1lntSi975:
11—10.47高岭石的沉淀,在受海源流体影响的砂岩(鄂尔但如多斯盆地太原组、四川盆地三叠系须家河组第二段)中,由于额外钾离子的影响,长石溶解会伴随伊利石的沉淀,本来在热力学上就已相对稳定的钾长石会更加稳定,成为保存时间最长的长石类型,并也是以后埋藏
eioaiadsdtn
eei[】.APul993nr
成
岩过程中对次生孔隙贡献最多的长石类
型。
【】
S
os
e
Pta
.Scnayprsyrv
i:
T
e
4
t
sl
RK
i
mnE
Deodr
oieitelto
tse
d
h
c
es
r
f
fls
aisl
tnycroyia
isa
d
ai
n
h
m
t
yo
edprd
souobabx
lii
c
cd
n
os
n
【】J
.AAGB
l9041)75—10
.P
u
,1
9
,7
(
2:
1
9l85
【】黄思静,武文慧,刘洁,
沈立成,
黄成刚
.大气水在
碎屑岩次5生孔隙形成中的作用——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例
【】
J.
地球科学,
20,
2
()4
9—
4
4
03
84:
1
2.
H
ag
S-
n,
WuWe
?
u,Lu
J
,S
e
L—
hn
H
ag
u
i
ig
n
j
n
h
i
i
ni
e
g
u
ec
n
Ch
n
-
ag
G
nr
t
no
eo
d
r
r
s
t
y
me
e
rc
wa
e
e
g
g
.e
e
ai
fs
cn
a
y
p
o
i
b
t
o
tr
no
o
yi
d
rn
i
f
s
be
i
x
s
r
:
A
n
ea
l
rm
n
e
ag
ui
g
tme
o
u
ar
ae
p
u
e
l
o
xm
p
e
fo
Yah
n
()
3
在埋藏成岩作用初
期到
1
0~
1
0℃古
地温
2
4
以前的成
岩
阶段
中,
地层初
始物质中含膨
胀层的粘土矿物(同期火山物质)如的数量成为控制长石溶解方式
的主要因素,作为耗钾反应的蒙皂石一伊利石转化反应是克服埋藏成岩
过程中钾长石溶解动力学屏障的重要机制:
如果骨架颗粒中存在较多
的钾长石、同时又存在较多的含膨胀层的粘土矿物,次生则frtn
dteors
omao
asof
Tiioroai()10384:
4CieewtEgieTam6jyklaa.ints)rsroroeviftnhGePb,19,6:
ot
J
i
n
ns
ac
nat
S
—
4
4
(
hn
si
b
t)
nh
sr
c[
】
e
k
i
,R
rmM
g
i
pc
se
eB
e
o
r
e
ssi
t
rn
o
c
s
h
Nr
e
:
A
vr
S
a
n
oe
e】
ele
Odsbs[].Er
,he20,2nlhasat.2iBclkeKNdvm¥glGCDaeeetru(dlua
pMidJrsieeiJ.GoScScul921hvw
23—2768.孔隙主要由钾长石溶解提供,会存在斜长
石的钠长石化或自生钠长石的沉淀,如果砂岩骨架颗粒中缺乏钾长
石,含膨胀层的粘土矿物数量较少由酸性斜长石溶解提供,该rtoLM,Mane.Scnayouauelntctctoii7:
17otr,218.02
,但则该阶段形成的次生孔隙主要】Fac,Aaj7rnaAB
PR
rPE
e
odr
l
ya
dJBo
pr
s
y
f
rdb
ep
me
er
cehn:
B
,o
o
i
ome
yd
e
to
laigti
a
e
s
u
enSu
h
Ae
c[]
.A
GBl037
ot
m
r
aJh
i
AP
ul
0,
8()03—
阶段形成的次生孔隙通常都能较好保存
0~10℃古地温以后的埋藏成岩阶段
)1
4在24中,地层中保存的钾长
石的数量和已有高岭石的数量显著控制了长石溶解方式及次生孔隙的形成,深【】杨俊杰,黄月明,张文正,刘桂霞,黄思静.乙酸对长石砂岩8溶蚀作用的实验模拟【】.石油勘探与开发,19,2()J9524:
82—8.6Ynu-eunu—ighgWe-hn,LuGii,agJnj,HagYemn,Zanzegiu—ainxHagS-n.EpretlapahoiotnoesauniigxemnaprcfdslifflprjiosuodsdtnyaeiaiJ.Ptxlreep9524:
nsaoectd【】epovl,19,2()bccEDo埋藏条件下钾长石的溶解和高岭石的伊利石化是两个彼此依赖的重要成岩反应,如果地层中钾长石多于高岭石,全部高岭石伊利石化,则钾长石仅部分溶解,果钾长石和高岭石等量,如则几乎全部高岭石伊利石化,钾长石也几乎全部溶解,而如果钾长石的含量少于高岭石,则部分高岭石伊利石化,而钾长石几乎全部溶解。
82
—8(hnsilnibtt.6iCieewtgsasa)nlElhrc【】黄思静,杨俊杰,张文正,黄月明,刘桂霞.不同温度条件下9乙酸对长石溶蚀过程的实验研究[】.沉积学报,1
9,
1J
95
3()1:
7—1.
7
H
agS
-n,
agJnj,
hg
we—
hn
,HagY
eui
ig
n
jY
nu
-eiZa
nz
egn
u
u—nu
n,i
ix
a
rig
LuG
u—i.Exe
me
tls
uy
oedp
islt
nb
prn
at
dfflsa
ds
ouo
y
iri()
高岭石的伊利石化作用可以使钾长石的溶
5解在流体
pH值受到缓冲的条件下发生
来自泥
岩地层的有机物的
参与对该反应没有实质性的影响,
ct
ca
dfr
trlepr
ue
Jae
ca
itienui
me
t
rs【
】.A
tSinoi
d
eb
at
aeaeme
tld
S
n
e,1
9,1
()iia9
53
1:
7
—1
(hns
tnl
ha
s
at.
7iC
iewhEg
s
btc
)n
eiir
[O史基安,
晋慧娟
,薛莲花.长石砂岩
中长石溶解作用发育机1】理及其影响因素分析【】J.沉积学
报
1
9,
1()
5—7
.
9423:
6
5
Sii
,Jn
H
iu
,X
e
L
a—
u.
nl
io
c
a
imh
—
J
a
n
iu-
a
j
nu
i
h
a
n
A
ays
nme
h
n
ss
o
e
d
prd
sou
i
na
di
n
u
n
ig
fco
si ̄
l
s
a2c
f
f
l
s
ai
slt
on
t
i
f
e
cn
at
rn
s
l
dprr
h
i
只要钾长石
(高
岭
石)
或没
有消耗完,反应就可以该持续发生并在深埋藏条件下形成次生孔隙,
同时,该HUN
ige
Masxh
ei
膨砷
5—7
oi
ai
gns
S-n
gs
un
cnayp
.A
9,
ha
me
23
5(n
wt
a
so
Di
sl
t
ofp
1
】
tns
n
A.sou
nodm
ay
m
i
eas
o
aa
t
iau
a
w
aes
I
Ccltn
o
nrl
s
lb
i
e
rm
Ct
5℃
t
r:
.a
u
aifm
ieaou
i
t
s
fo
0
o
o
3
0lol
i
20
年09
UprP
ezi
o
ro
m
na
dXj
e
fr
tno
e
tr
p
aofd
sh
i
u
i
m
ao
s
n
e
loeO
n
b
aoi
w
eSenndp
sin
i
un
B
sn【
】
ih
e
rs,S
e
a
aiJ
.
Adat
Si
083
a
e
o
hv
E
r
2
0,2
he
(O:
1
1
1)03
—1
1i
he
e
w
t
nl
ha
s
a
t.09(
C
i
sih
E
gibt
c)
nn
sr
【
9A
1】
8
P
gbr,
E
ee
gPK
a
rnJ.N
r
el
t
i
g
ns
,J
e
bSotS
a
eai
daeeih
sc
s【】
h
m
e
l0
1
7(
/)
2J.C
e
G
,20
1234:
2
5—20
o
5
.【
2
黄
可可,
黄思静,
佟
宏
鹏,刘丽红.长石溶解过程的热力学
计
1
]
nf
m
t
nwt
n
r
nad
o
aoar
os
atM
/
ga
a,
M
eAS
r
iect
i
s
【】/
h
rYKas
.
tPoe
d
ns
o
e
7
nrao
a
yoim
oar
Ro
kre
i
g
f
t
t
It
n
t
nSmp
s
uc
hh
e
ilnW
t-
ce
算算
及其
在碎屑岩
储层研究中的意义【
】
J.地质通报,2
o,
20
9
8
()7
4
:
4
4
—
428.
Ha
gK—
e
HagS-
n,
Tn
-
h
b
So
tr
1
eg
LuL
—ogu
n
ek,
un
n.
jh
Thr
dn
m
i
ac
t
imf—
emo
ya
c
cl
ua
is
ii
g
0g
Hogpn,ii
ltn
o
e
d
p
r
dsouon
of
fl
s
a
i
sltnadi
V
M
m
e2
eEv
c
e
s
y
a
d
ns
d
n
o:
n
ent
n
lAs
o
i
tn
o
o
hm
i
t
n
i
ir
C
m
oh
msr
a
d
sec
e
ti
y
n
Ale
t
R
e
e
r
ho
n
i
Sb
Gr
u
o
bra
s
ac
Cu
c,u
-
o
p
n
l
Wae
-
c
n
ea
tn
1
9
:
14
t
r
R
k
It