(2---)粘土矿物在四川盆地须家河组沉积环境研究中的应用
[收稿日期]2010 10 10
[基金项目]国家科技重大专项(2008ZX05007)。
[作者简介]金惠(1970 ),女,1992年大学毕业,高级工程师,博士生,现主要从事沉积储层方面的研究工作。
粘土矿物在四川盆地须家河组
沉积环境研究中的应用
金 惠 中国地质大学(北京)能源学院,北京100083中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊065007
杨 威,谢武仁 (中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊065007)
赵杏媛
(中国石油勘探开发研究院,北京100083)
谢增业,施振生
(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,河北廊坊065007)
[摘要]四川盆地须家河组粘土矿物主要为伊利石和绿泥石,其次为高岭石。通过粘土矿物中硼和钾元素含量的测定,采用国际通用的方法计算了须家河组沉积时的古盐度。认为须家河组沉积初期到未期,水介质性质有明显变化,须二段为真盐水 超盐水、须三~须四段为中盐水、须五段为中盐水 少盐水、须六段为少盐水。通过与其他沉积相标志相结合,认为须家河组沉积期是一个沉积水体由海相高盐度向陆相低盐度转化的过程。须一段沉积期为海陆过渡环境,古盐度值较高。须二段沉积期,古盐度仍然很高,但沉积环境已由海相转化为陆相。须三~须六段沉积期,古盐度总体下降,但须三~须四段沉积期古盐度降低较慢,而须五~须六段沉积期古盐度快速下降。[关键词]粘土矿物;古盐度;沉积环境;须家河组;四川盆地[中图分类号]T E121 3
[文献标识码]A
[文章编号]1000 9752(2010)06 0017 05
四川盆地须家河组是中石油近两年的勘探热点,储产量自2005年以岩性气藏为勘探重点以来增长迅速。须家河组是在中三叠世雷口坡期侵蚀面基础上沉积的典型陆相煤系碎屑岩沉积,纵向上可细分为六段(自下而上分别是须一~须六段),须一、须三、须五段以泥岩、页岩为主夹薄层粉砂岩、炭质页岩和煤线,须二、须四、须六段以灰色细 中砂岩为主[1]
。岩性气藏勘探实践表明,沉积相研究和砂体展布研究是一个重要内容。通过钻井、岩心和露头资料分析,须家河组主要发育三角洲和湖泊两类沉积体系
[2]
,三角洲沉积体系中的水上分支河道、水下分支河道、河口砂坝、远端砂坝、席状砂等是主要的
储集相带;湖泊沉积体系中的滨湖沼泽、滨湖泥、浅湖泥等是主要的烃源岩发育相带。
针对须家河组沉积体系和沉积相类型,已取得了多项成果[3~7],但在沉积体系、沉积相类型、沉积水体介质等方面仍有明显分歧,特别是须家河组沉积水体是海水还是淡水一直有争议。笔者在粘土矿物类型、分布研究的基础上,通过粘土矿物中吸收的硼和钾的含量测试,进行古盐度计算,从古盐度的角度分析沉积环境。通过与须家河组沉积时的大地构造背景、沉积岩特征等因素对比,认为该方法是合理的。这项成果不仅提高了对须家河组沉积环境的认识,可更好地将沉积相和砂体展布成果应用于勘探生产,具有重要现实意义。
1 粘土矿物特征
粘土矿物是细粒含水层状硅酸盐矿物。层状构造的基本单元是四面体与四面体片和八面体与八面体片,根据层状构造中的四面体片和八面体片的组合关系,可以把粘土矿物的层状构造分成两种基本层
17 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年12月 第32卷 第6期
Journal of Oil and Gas Technology (J JPI) Dec 2010 Vol 32 No
6
型,即1 1层型和2 1层型。层与层之间存在着阳离子、水分子、羟基和水络合物,这些统称为层间物质。依据层电荷、层型和层间物质的种类,可划分出粘土矿物的族。每一粘土矿物族都有其相应的二八面体亚族和三八面体亚族[8]
。粘土矿物主要为伊利石、绿泥石、高岭石等。
研究区须家河组粘土矿物主要为伊利石和绿泥石,其次为高岭石,少数样品中见有接近伊利石的伊/蒙有序间层矿物。
伊利石最主要的特征成分为K 2O,测定K 2O 含量在6 72%~8 11%之间,多数样品分布在7 29%~7 79%之间;砂岩储层中的伊利石形态主要为丝状(图1(a)),其次为蜂窝状,有少部分形态为片状。
绿泥石化学成分中铁的氧化物含量较高(FeO 含量为21 09%~37 53%),与铁绿泥石端元矿物(FeO+Fe 2O 3含量为41 13%)较接近,与镁绿泥石端元矿物(FeO +Fe 2O 3含量为1 95%)差异悬殊。绿泥石单个晶体呈叶片状和针叶状(图1(b)),绿泥石片分布于砂岩骨架颗粒表面。
高岭石化学成分中主要为SiO 2和Al 2O 3,SiO 2/Al 2O 3比值在1 24~1 39,均高于理想化学成分的比值1 18。存在两种类型的高岭石:第1种是晶体发育较好的高岭石,单个晶体呈假六方板状,其集合体为书状和蠕虫状(图1(c)),这种高岭石多位于砂岩骨架颗粒之间(粒间);第2种形态很差,为长石蚀变形成。
图1 粘土矿物类型及主要特征
2 粘土矿物分布特征
须家河组粘土矿物纵向分布特征是须五~须六段沉积砂岩和泥岩含有高岭石,大部分样品含有接近伊利石的伊/蒙有序间层矿物;须四段和须二段砂岩不含高岭石和伊/蒙有序间层矿物,只含伊利石和绿泥石(表1)。
表1 须家河组各段粘土矿物含量
层段岩性粘土矿物含量/%
I/S I K C 须六段砂岩-47 038 015 0泥岩22 049 417 211 4须五段泥岩12 759 010 717 7须四段砂岩-43 6-56 4泥岩-78 011 011 0须三段泥岩13 457 514 115 0须二段
砂岩-70 8-29 2泥岩
16 7
68 0
-15 3
注:I/S 为伊蒙混层;I 为伊利石;K 为高岭石;C 为绿泥石。
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在平面上,须二段在川中地区伊利石含量平均为69%,川南地区为74%;绿泥石含量在川中地区平均为31%,川南地区为26%。
在川中地区,伊利石含量较高的井为H C6井(为92%)、T1井(为90%)和G19井(为89%);含量较低的井为H C7井(为32%)、H C103井(为40%)和T102井(为57%)。相反,绿泥石含量较高的井为H C7井(为68%)、H C103井(为60%)和T 102井(为43%),较低者为H C6井(为8%)、T 1井(为10%)和G19井(为11%),其余井介于他们之间。
在川南地区伊利石含量较高的井为B46井(为79%)和BQ001 16井(为79%),最低者为BQ201井(为52%)。绿泥石含量最高者为BQ201井(为48%),最低者为B46井(为21%)和BQ001 16井为(21%)。其余井介于它们之间。
3 沉积古盐度分析
古环境一般包括古水介质、古气候和沉积相带。古环境中古水介质是最关键和最直接的作用因素,粘土矿物的形成、转变和消失都始终是在与周围水介质接触过程中进行的。古水介质与沉积时的水介质与古气候密切相关,同时也与当时水的来源(如海水、河水等)有关。
3 1 古盐度计算方法
古盐度是古水介质最重要的性质之一,可以采用测定粘土中的硼元素和钾元素的含量,采用亚当斯等[9]和科奇[10]的方法计算出古盐度。目前,应用最广泛的方法是通过测定粘土矿物中硼元素的含量来计算古盐度,科奇
[10]
用试验证明在适当的条件下,粘土很快能固定可观数量的硼,并且不因溶液中硼
浓度的降低而解吸。粘土从溶液中提取的硼含量和溶液中硼的浓度有关,而且溶液中硼的浓度是盐度的线性函数。综合这两个关系可得提取的硼含量是盐度的双对数函数,即佛伦德里奇吸咐方程[11]:
lg B =C 1lg S +C 2
(1)
式中,B 为提取的硼含量, g /g ;S 为盐度,!;C 1、C 2为取决于特定粘土矿物的常数。
计算方法又具体分为2种:
1)亚当斯法[9]:
S A =0 0977B -7 043(2)
式中,S A 为亚当斯法水的盐度,!。
2)科奇法[10]
,考虑到不同粘土矿物吸咐硼的能力不同,换算出单一矿物吸咐硼量: lg B k =1 28lg S p +0 11
(3)
式中,S p 为科奇法盐度,!;B k 为高岭石硼含量, g /g 。3 2 古盐度特征
通过对研究区须家河组须二~须六段共28块样品(14块泥岩,14块砂岩)进行B 、K 2O 含量的测试,并利用亚当斯法和科奇法对其古盐度(S A 和S P )进行了计算(表2)。计算结果表明,除须二段外,科奇法得出的古盐度比亚当斯法的要高,但它们的变化趋势是一致的。同时可以看出四川盆地须家河组不同层段的古盐度有较大的差异。3 3 古水介质分析
古盐度分析数据表明须家河组须二、须四和须六段古水介质性质有明显的差异。根据威尼斯盐度分类方案
[11]
,须二段为真盐水 超盐水,须三~须四段为中盐水,须五段为中盐水 少盐水,须六段为少盐
水。从须家河组沉积开始到结束,古水介质的盐度是逐渐降低的,总体趋势是由海相环境逐渐变为陆相环境。
19 第32卷第6期金惠等:粘土矿物在四川盆地须家河组沉积环境研究中的应用
表2 须家河组硼钾含量及古盐度计算表
层位岩性K 2O 含量/%B 含量/ g g -1
S A /!S p /!古水介质须六段
砂岩3 32~5 684 71(4)52 4~82 9
71 32(4)3 2~11 1
5 95(4)4 5~11 3
9 05(4)少盐水
泥岩
5 01~
6 365 28(4)26 4~11183 02(4)0 02~10 55 98(4)8 9~13 611 65(4)须五段泥岩2 93~6 354 93(3)81 5~11198 83(3)5 3~24 412 1(3)10 1~1512 43(3)中盐水~少盐水须四段
砂岩3 01~8 655 95(8)38 2~283145 66(8)0 05~29 712 99(8)10 1~32 120 4(8)中盐水
泥岩
6 85(1)134(1)9 2(1)14 7(1)须三段泥岩6 51~
7 096 8(2)171~183176 5(2)13~16 314 65(2)17 4~19 21
8 3(2)须二段
砂岩5 6~8 276 88(3)253~621397 33(3)24 9~69 141 5(3)30 1~45 237 3(3)真盐水 超盐水泥岩
6 84~8 81
7 7(3)
289~727478 33(3)
28~61 543 07(3)
27 4~49 537 63(3)
注:
最小值~最大值
平均值(平品数)
。
4 沉积环境分析
4 1
沉积水体分析
图2 四川盆地须家河组古盐度分析图
不同类型粘土矿物其形成的水介质是不同的,高岭石主要在潮湿环境、酸性水介质条件下形成;伊
利石和绿泥石组合在盐碱性水介质条件下形成。须家河组不同层段粘土矿物类型和组合不同,砂岩中须二段、须四段只有伊利石和绿泥石,须六段有伊利石、绿泥石和高岭石;泥岩中须一段、须三段、须五段均有伊利石、绿泥石和高岭石。
粘土矿物组合反映出须家河组沉积时,水介质的酸碱性变化频繁。须二段、须四段主要为盐碱性沉积环境,造成这种条件的原因主要是干燥气候和海水。须一段、须三段、须五段和须六段气候条件相对潮湿,有植物生长,导致酸性水介质出现。
4 2 沉积水体变化分析
须家河组沉积前,雷口坡组沉积期为海相沉积环境,须一段沉积期为海陆过度沉积环境,整个盆地
20 石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年12月
为一盆海水,古盐度值较高;须二段沉积时期,由于气候转变为干燥,淡水的补给不足以满足蒸发的需要,此时古盐度升高,达到37!以上;须三段沉积期为大套泥岩沉积,淡水补给强烈,湖盆面积扩大,蓄水量相对须一和须二段沉积期都大,加上盐类沉积,导致该时期古盐度变小,为14 65!;须四段沉积期整体以大套砂岩沉积为主,物源供给充足,湖盆水量减少,但湖盆中的盐沉淀(沉积),盐总量减少,导致古盐度相对须三段沉积时,变化不大;须五段沉积期为大面积湖浸过程,湖水面积快速变大,水量急剧增加,古盐度下降,到12 1!;须六段沉积期由于为砂岩和泥岩互层沉积,湖盆与须五段沉积时相比较,有所缩少,但盐类长期沉积,总量大量减少,古盐度变低,达到10!以下(图2、表2)。
四川盆地须家河组从须一段~须六段,水介质的变化与古气候、沉积物源供给息息相关,同时也导致了粘土矿物的变化具有规律性。研究区通过电子探针分析,发现须二段有在海相环境生产的海绿石,从这也印证了的须家河组沉积早期古盐度较高,整个水介质可能处在海水向湖水转化的阶段。
5 结 论
1)须家河组粘土矿物主要为伊利石和绿泥石,其次为高岭石,少数样品中见有接近伊利石的伊/蒙有序间层矿物。
2)须家河组由下到上水介质性质有明显变化,须二段为真盐水 超盐水、须三段、须四段为中盐水、须五段为中盐水 少盐水、须六段为少盐水。
3)须家河组沉积是一个由海相高盐度水体向陆相低盐度水体转化的过程。须一段沉积期为海陆过度沉积环境,整个盆地充填了一盆海水,古盐度值较高;须二段沉积时期,古盐度仍很高,须三段须四段沉积期古盐度变小;须五段沉积期古盐度快速下降;须六段沉积时,古盐度变低,为到陆相环境。
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[编辑] 宋换新
21 第32卷第6期金惠等:粘土矿物在四川盆地须家河组沉积环境研究中的应用
?S ponsored by Yangtze University#
JOURNAL OF OIL AND GAS TECHNOLOGY (JOURNAL OF JIANGHAN PETROLEUM INSTITUTE?J JPI)
Vol 32 No 6 Dec 2010
ABSTRACTS
01Investigation on C hemical Compositions and C arbon Isotope of Mixed Gases f rom Different Sources ZENG Qing hui (Au thor s A d dr ess:L inp an Oil P roduc tion P lant,S heng li Oilf ield Comp any,S IN OPE C,L inyi251507,S han dong,Ch ina;Re se arch I nstitute of Che mistry,Chinese A cade my of S cience s,Beij ing100190,China)
Abstract:Th ermal pyrolysis experiments for gas gen eration from two kerogen samples(T ype I and T ype III)w ere con ducted in a con fined sy stem,the mixing of th e generated gas es were inves tigated T he res ults in dicate that gas es mixing w ith differ ent origins w ould cau se an ob viou s variation in chem ical com position s and carb on isotope T he greater the differen ce betw een th e tw o mix ed gases and th eir carb on isotop e w as,the stronger the influence on th e mix ed gas was M ixing the gases of T ype I and III w ith similar maturities could r e s ult in variation of the carbon is otope of natural gas to s om e extent,bu t could n ot r esult in the carbon isotope reversal Th e is otope rever s al occu rred only in very special s ituations For instance,high m ature T ype III gas w as mix ed w ith small am ou nt of low maturity Type I gas could us ually lead to the reversal betw een 13C2and 13C3,even the revers al betw een 13C1and 13C2 M ixin g h igh maturity type I gas w ith low matu rity type III could result in a les s value of 13C1 13C2as w ell as 13C2 13C3as compared w ith its tw o single gases,but th e isotope reversal was not usu ally indu ced It is realiz ed th at m ixing different gases w ould result in multi explanation of its geochemical in dexes,w hich sh ould be considered in origin iden tification of field gases T he s tu dy res ult can provide an importan t gu idan ce for the eval uation of mixed gases
Key words:mix ed gas;gas compos ition;carb on is otope;carbon isotope reversal
06Study on Diagenetic Reservoir Facies of C hang8Reservoir in X ifeng Oilf ield
XUE Yong cha o,CHENG Lin so ng (A uthor s A d dr ess:M OE K ey L aborator y of P etroleu m Eng inee ring,China Univ er sity of Pe tr oleum,Be ij ing102249,Ch ina)
Abstract:Based on study of sedimen tary fan cies,core observation and the data of th in s ection identification,X ray diffraction,cathodolu min es cen ce,SE M electronic probe spectrum,im age analysis and organic matter maturity etc w ere used for a system atical s tu dy of lithol ogic property,diagen esis,reservoir s pace and its evolution character,the space evolution w ere discus sed,the diagenesis w as quantita tively evaluated Bas ed on the study stated above,three types of diagen etic reservoir facies are determined,that is unstable diss olution in duces pore diagen etic facies,moderate compacted w eak m oderate cem entation mixes pore diagenetic facies,strongly compacted moderate cem entation relict in duces in tergranular diagenetic facies,in w hich the un stable dissolu tion indu ced pore diagenetic facies is the most fa vorable type for reserving
Key words:Xifeng Oilfield;diagenes is;diagenetic reser voir facies;pore evolution
11Ef3Oolitic Shoal Reservoirs and Their C ontrol Factors in Western Hubei Eastern C hongqing Area YI Ji zhe ng,ZHANG S hi wa n,LIANG Xi w en (Fir st A uthor s A d dr ess:Colleg e of R esource s,China Univ er sity of G eosc i ences,W uhan430074,H u bei,China;J iang han Oilf ield Comp any,S I NOPE C,Qianj iang433124,H ube i,China)
Abstract:T he reservoir rock property,res ervoir s pace type,its pore property and the relationship betw een p or os ity and dolomite content w ere analyzed,it w as cons idered that oolitic limestones an d dolomites w ere dominated in E f3reservoirs and reservoir types w ere mainly of in tergrain dis solution pores,intragrain diss olution pores,intercrystallin e pores and intercrystallin e dis solution pores T he oolitic dolo mites w ere the m ost excellent reservoirs Ef3reservoirs w ere divided into3fourth grade sequences It was con sider ed that oolitic shoals w ere mainly developed in the high position of each fourth grade sequen ce,oolitic sh oals of3stag es w ere vertically developed,w hich w ere u plifted and tran sformed from S W to NE T he differen ce of palaeogeographic location resulted in difference of p ermeab le ability In Stage %and&oolitic s hoals w ere developed in gentle slop e,w hich w ere oolitic lim estone reservoirs;Stage III oolitic shoals w ere grow n in steep s lope,w hich w ere excellen t oolitic dolomitic res ervoirs It w as believed that the d olom ites were related to th e exposed shoals of m ixed w ater origin,they w ere distribu ted on the north high poin ts of the Jiannan Structure and in the NE direction,discon tin uously im
b ricated and ten ded to be thicken ed in SW NE Based on the distribution of the reser voirs in th e W estern H ubei E astern Ch on gqing Area,
it is suggested that rollin g extens ion of production,drilling deviated w ells to en han ce the sin gle w ell p rodu ction on the south high point and in th e southw est of Jiannan Stru cture;and find excellent dolomitic res ervoirs on the north high point and in th e north east of th e structure
Key words:W estern Hub ei Eastern Chongqing Area;Feixian guan Formation;s equence stratigraphy;r eservoir;diagenesis
17Application of Clay Minerals in Sedim entary Environmental Research of Xujiahe Formation in Sichuan Basin JIN Hu i,YANG We i,XIE Wu re n,ZHAO Xin yua n,XIE Ze ng ye,S H I Zhen she ng (First A uthor s Ad d ress:S ch ool of Ener gy Resource s,China Univ er sity of Geosciences,Be ij ing100083,China;L ang f ang Branch of R esearch In stitute of Pe tr oleum Ex p loration and Dev elop me nt,CN PC,L ang f ang065007,H ebei,Ch ina)
Abstract:Clay min erals of Xu jiah e Formation in Sich uan Bas in w ere domin ated by illite and chlorite,the nest w as kaolinite Based on th e
d eterm ination of boron and p otassiu m contents of clay min erals,calculation of th
e palaeosaltin es s in th e deposition period o
f Xujiah e For
mation w as car ried out by using international m ethods It w as considered th at the w ater pr op erty of Xujiahe Form ation changed ob viou sly from the early to late period of deposition in Sichuan Basin w ith super s alin e w ater in the2nd member of Xujiahe Formation,medium salt w ater in the3rd and4th m emb er,m edium and oligohaline water in the5th m ember and oligohalin e w ater in the6th mem ber In combina tion w ith other symbols of sedimentary facies,it can be con cluded that there exis ts a pr ocess of transformation fr om high palaeosaltiness of marin e facies to low er palaeosaltiness of contin ental facies Stage1of Xujiahe Formation is controlled by m arin e sedim entary environ m ent w ith high palaeosaltines s T he palaeosaltiness of Stage2is still higher,the sedimentary facies is ch anged into continental facies from m arin e facies T he palaeosaltines s is generally redu ced from Stage3to6of Xujiahe Formation,and it is s low ly reduced from S tage3and 4and it is quickly r educed from Stage5to6of Xujiahe Formation
Key words:clay mineral;palaeosaltiness;sedimen tary en vir onm ent;Xu jiah e Form ation;Sich uan Basin
22Application of Cluster Analysis in Reservoir C hang32Evaluation of Wellblock Xi259in Chenghao Oilfield YANG Bo,GAO Qing xia ng,YANG Jie (First A uthor s A d dre ss:S chool of Gr adu ate,Yangtz e Unive rsity,J ingz hou434023,
H ubei,China)
Abstract:Cluster analysis w as a multivariate s tatistical classification method for sample study(or variable),th rough analyzing the sam
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四川盆地须家河组高分辨率层序_岩相古地理...
第35卷 第6期 成都理工大学学报(自然科学版) Vol.35No.6 2008年12月 JOURNAL OF CHEN G DU UNIV ERSITY OF TECHNOLO GY (Science &Technology Edition ) Dec.2008 [文章编号]167129727(2008)0620630209 四川盆地须家河组高分辨率层序2岩相古地理特征 [收稿日期]2008207220 [基金项目]中国石油天然气总公司攻关项目(06201A 202201) [作者简介]柯光明(1979-),男,博士,研究方向:层序地层学与储层沉积学,E 2mail :kegm1979@https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, 。 柯光明1,2 郑荣才2 高红灿2 戴朝成2 翟文亮2 (1.中国石化西南油气分公司勘探开发研究院,成都610081; 2.成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室,成都610059)) [摘要]岩相古地理研究是重建地质历史中海陆分布、构造背景、盆地发育和沉积演化的重要 途径和手段,高分辨率层序地层学理论在岩相古地理研究中的应用则有效地提高了岩相古地理图的精度。按照高分辨率层序地层学理论,将四川盆地晚三叠世须家河组划分为2个超长期、4个长期、14个中期及数十个短期基准面旋回层序。在此基础上,分别以长期的上升和下降半旋回为单元,分析了须家河组不同时期的岩相古地理特征及演化,认为:(1)四川盆地须家河期沉积主要由从周边山系向盆内和从川中隆起向盆地中心逐渐推进的,以发育(冲积扇)辫状河-辫状河三角洲-浅湖沉积为主的沉积体系组成,致使四川盆地浅湖区域为向南西倾斜的“∩”形,浅湖内零星发育有小型浅湖砂坝沉积;(2)沉积相带的展布格局严格受构造控制,以盆地边缘最为特征;(3)晚三叠世须家河期,以龙门山构造带逆冲推覆活动为主,米仓山-大巴山活动相对较弱。 [关键词]长期旋回;层序;岩相古地理;须家河组;四川盆地[分类号]TE121.3 [文献标识码]A 岩相古地理研究是重建地质历史中海陆分 布、构造背景、盆地发育和沉积演化的重要途径和手段。其宗旨是通过重塑盆地在大区域或全球古地理中的具体位置、恢复盆地沉积和构造演化及其与成烃成藏过程的关系,从而达到评价油气资源、了解油气分布规律和预测油气远景之目的[1]～[5]。为了能够更好地指导油气勘探,就需要编制精度更高的岩相古地理图,而高分辨率层序地层学理论在其中的应用则为编制高精度的岩相古地理图提供了可能。本文以已有的研究成果为基础[6]～[21],以高分辨率层序地层学理论和技术方法为指导思想[22]～[24],选择四川盆地须家河组长期基准面旋回的上升和下降相域分别为编图单元进行岩相古地理研究,这种新的编图方法减少了由传统编图方法(如压缩编图、优势相编图和岩性比例编图等)所造成的模糊失真现象,有效提高 了岩相古地理图的等时性、成因连续性和实用性以及有利区块或有利相带预测与天然气富集成藏条件的评价水平。 1 地质概况 四川盆地上三叠统须家河组地层非常发育,有丰富的煤和油气资源。从目前所了解的地层发育情况,四川盆地须家河组可明显地划分为两种构造背景下的沉积类型(图12A ):(1)前陆盆地前渊强烈坳陷沉降充填型,须家河组沉积厚度大,一般在2.0～3.2km 内变化(局部厚度>3.2km ),主要为厚层块状砂岩、中至厚层状粉砂岩与薄层状泥岩的互层组合,局部夹有巨厚的块状砾岩层。一般被划分为须二-须六段,但大部分地区缺失须六段(图12B )。分布于龙门山推覆体东侧的广元、江油、绵阳、德阳、什邡、彭州、崇州、大邑、芦山
环境保护中粘土矿物的应用
环境保护中粘土矿物的应用 [文档副标题] [日期]
环境保护中粘土矿物的应用 摘要：无机非金属环境矿物材料基于其不同的性能广泛用于空气污染处理、 废水处理和固体废弃物处理的环境治理，并在节能保温材料方面、在降噪隔 声方面、在无形磁波污染控制方面、在自然灾害防治方面、在太阳能材料应 用方面、在传动系统减震方面、在新型抗菌材料方面、在人体健康材料方面 等都将起到重要作用。 1.粘土矿物材料的研究现状 人类社会的发展史就是人们利用矿物材料的文明史。随着科学技术的发展和工业化程度的不断提高，许多金属材料的性能已不能适应高强、高速、高温、轻质、绝缘、耐腐蚀等方面的要求，因而非金属矿物材料的发展十分迅速，如美国汽车工业中轿车钢铁构件已由占81%降为61%，采用由非金属材料制成的构件大大减轻了车重，节约了钢材；发达国家一些原来从事钢铁、造船等行业的研究已转向新型材料及新型陶瓷的研究。同时，伴随着矿物材料的深加工技术的发展，矿物材料的利用价值和应用领域不断提高，如散装膨润土30美元/吨，而有机膨润土2400-3600美元/吨；重晶石散装未碎者40美元/吨，而药物级达2560美元/吨；石墨原矿500美元/吨，石墨密封材料7000美元/吨，而石墨乳10000美元/吨。近年来无机非金属矿物材料在环境保护中的应用不断加强，使矿物材料成为治理、修复环境污染的环境材料。 新型材料是发展高新技术产业的重要支柱之一,随着材料结构向多元化、功能化、智能化发展,矿物材料已成为现代材料科学的重要组成部份。传统的或一般的矿物材料的应用是直接利用矿物(包括部分岩石)本身所具有的物理化学性质和工艺特性,而且只作为单一性能或低性能的一般材料来应用。如陶瓷矿物材料、建筑矿物材料、化工矿物材料和冶金辅助矿物材料等,这种传统的矿物材料都是低值材料或产品,并由于其本身性能的局限性或未得以强化增强,因而在诸
川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征
3本文为中国石油天然气股份有限公司科技攻关项目(编号:06010122)的部分成果。 作者简介:李熙喆,1963年生,高级工程师;主要从事石油地质综合研究工作。地址:(065007)河北省廊坊市44号信箱天然气开发所。电话:(010)69213156。E 2mail :lxz69@https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, 川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征 3 李熙喆1 张满郎1 谢武仁1 李晓革2 盛日正2 (1.中国石油勘探开发研究院廊坊分院 2.中国地质大学?北京) 李熙喆等.川西南地区上三叠统须家河组沉积相特征.天然气工业,2008,28(2):54257. 摘 要 层序地层划分对比及有利沉积相带研究,对川西南地区油气勘探开发具有重要意义。为此,通过岩心、地震及测井等资料的综合研究,认为该地区上三叠统须家河组地层可划分为4个三级层序、12个体系域,发育海湾、湖泊、辫状河三角洲和正常三角洲这4种沉积相类型及20余种沉积微相,有利储集砂体为三角洲(水下)分流河道及河口坝砂体。沉积砂体分布既有继承性,又有分异性,并随不同时期主物源的变化而发生迁移,砂体发育情况主要受构造、物源供给、古地貌等因素的控制。 主题词 四川盆地 西南 晚三叠世 层序地层 体系域 三角洲 沉积相 控制因素 一、地层沉积与层序格架 川西南地区位于川西前陆盆地南段,龙门山断 裂—彭灌断裂以东,龙泉山断裂以西,峨眉—瓦山断裂以北,成都市—温江以南,面积16885km 2。川西南地区上三叠统具有天然气资源丰富、储层厚、圈闭类型多样等特征,已经发现平落坝、大兴西、白马庙等气田,勘探潜力大[1]。 川西南地区晚三叠世为周缘前陆盆地沉积阶段,主要为海陆交互相地层沉积特征[225]。上三叠统地层厚度巨大,为盆地的沉积中心地区,地层厚度超过4000m ,主要发育湖泊、沼泽及河流、三角洲相的煤系沉积。在钻、测井及地震资料综合分析的基础上,研究区可以识别出5个层序界面,包括4个不整合面和一个沉积转化面,将川西前陆上三叠统须家河组沉积地层划分4个三级层序(图1)。其中层序Ⅰ大致相当于须一段(小塘子组),部分包含须二段下部地层;层序Ⅱ相当于部分须二段和须三段;层序Ⅲ大致相当于须四段和须五段下部;层序Ⅳ相当于须五段上部及须六段。每个层序发育低位、湖侵和高位体系域。低位体系域一般为砂砾岩、中砂岩组成的三角洲沉积;湖侵体系域一般为泥岩或砂岩组成的湖泊—三角洲沉积,高位体系域主要为砂泥薄互层、煤层组成的三角洲沉积。最大湖泛面一般发育黑色泥岩、煤层或碳质泥岩 。 图1 须家河组层序地层综合柱状图 二、沉积相类型 1.沉积相类型 通过野外露头剖面观察、岩心描述建立典型沉积相序列,结合地震相及测井沉积相研究,川西南须家河组发育海湾、辫状河三角洲、湖泊、正常三角洲等多种沉积相类型和20多种沉积微相类型(表1)。有利的天然气储集砂体为三角洲(水下)分流河道及河口坝砂体,其次为滨浅湖滩坝和远砂坝砂体。 ? 45?地质与勘探 天 然 气 工 业 2008年2月
四川盆地须家河组沉积体系与有利储集层分布
４８石油勘探与开发?油气勘探Ｖ０１．３６Ｎｏ．１ 图ｌ四川盆地须家河组须二段沉积相分布图 图２四川盆地须家河组须四段沉积相分布图
２００９年２月朱如凯等：四川盆地须家河组沉积体系与有利储集层分布４９ 图３四川盆地须家河组须六段沉积相分布图 布格局主要受龙门山构造带逆冲推覆作用控制，由各类扇体侧向叠置组成的扇裙具有平行龙门山构造带呈南西一北东向展布的特点；在四川盆地北部和东北部，主要受米仓山一大巴山构造带逆冲推覆作用控制，具有自西向东随着米仓山一大巴山构造带的走向由近东西逐渐折向北西一南东向的变化，以冲积扇和三角洲为主体的扇裙展布格局也具有同方向变化的特点。 ③晚三叠世须家河组沉积期，以龙门山构造带逆冲推覆活动为主，米仓山一大巴山活动相对较弱。川西坳陷沉积作用主要受龙门山构造带逆冲推覆控制，而ＪｉＪ东北坳陷主要受龙门山逆冲推覆作用远端效应控制，四川Ｉ盆地自西向东由于构造活动渐趋减弱而导致川西坳陷与川东北坳陷的沉降充填以及充填方式有较大的差异。与川东北坳陷相比，ＪＩｌ西坳陷沉积厚度明显增大，两者之间存在巨大反差。 ４须家河组储集层特征 须家河组储集层为一套成分成熟度较低而结构成熟度较高的陆源碎屑岩。成分成熟度较低表现在石英含量较低，而长石、岩屑含量较高，成分成熟度指数石英／（长石＋岩屑）一般在１．５～４．０，少数可达６．０～７．０。大多数砂岩分选中等一较好，其中川Ｉ中地区砂岩分选性较好，川西地区砂岩分选性中等偏差。碎屑颗粒磨圆以次圆状为主，其次为次棱角状，圆状颗粒少见。胶结类型以孔隙式、接触式胶结为主。储集层岩性以长石岩屑砂岩和岩屑砂岩为主，次为岩屑石英砂岩，再次为长石石英砂岩，少量纯石英砂岩。须家河组主要储集层段须二段、须四段、须六段岩性特征在区域上存在较大变化，发育孔隙型、裂缝一孔隙型与孔隙一裂缝型３大类储集层。根据２００余口井、２０条野外剖面共计３６０００多个样品的物性分析资料，须家河组储集层平均孔隙度为４．７７％，最小０．１０％，最大１８．２７％；储集层平均渗透率为０．１９×１０～“ｍ２，最小低于０．００１Ｎ１０～弘ｍ２，最大可达５０×１０～弘ｍ２以上（有裂缝发育时）。总体上储集层物性较差，属低孔低渗和特低孔特低渗储集层，局部发育有少量中孔低渗储集层（见图４）。储集层孔隙度、渗透率之间相关性较差，相关系数Ｒ２仅为０．２７，表明渗透率大小不仅与总孔隙多少有关，更主要受孔隙结构、裂缝发育状况控制。纵向上从老到新储集层物性有逐渐变差的趋势。须二段储集层物性较好，储集层平均孔隙度为４．８２％，渗透率主要分布在０．０１Ｘ１０＿３～０．１０Ｘ １０～“ｍ２；须四段储集层平均
粘土矿物在环境中的应用
https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, 粘土矿物在环境中的应用 刘龙涛1，崔丹2 1中国矿业大学（北京）资源学院（100083） 2陕西师范大学旅环院（710062） E-mail：wfhtllt@https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, 摘要：随着科学技术的不断发展，人们在享受科技成果的同时，也造成了对自身生存环境的污染。许多化学污染物以多种途径进入环境，工业和生活废弃物的排放日益增多，造成土壤、水体和大气污染，严重影响着生态系统的安全，对人类与生态环境产生了直接或潜在的危害。随着工农业生产的飞速发展和人口急剧膨胀，人类活动与自然资源和环境之间的矛盾日益加剧，合理利用矿产资源和有效控制环境污染已是实现社会可持续发展的战略问题。目前，对于环境污染，人们已经研究出多种物理、化学和生物的方法来转移这些污染物。由于粘土矿物价格便宜且具有机械稳定性，多孔隙率、多种表面和结构、分散悬浮性、离子交换性、吸附性等，故用颗粒细小的粘土矿物及改性粘土矿物来转移污染物已经成为人们研究的热点。 关键词：粘土矿物 环境保护 构造特征 1． 引言 近几年，粘土矿物在环保方面的应用越来越广泛，在污水处理、大气吸附、过滤脱色等方面的应用水平不断提高;在生态建材(如具有保温、隔热、吸音、调光等功能的建材)、杀菌、消毒剂等方面都有新的应用技术和产品[22-23]。加强环境保护、改善生态平衡已成为当务之急。 2. 粘土矿物的结构特征概述 粘土矿物是颗粒细小(＜0.1mm)的含水层状结构硅酸盐矿物，其结构单元层是由Si-O四面体片与Al-O八面体片按不同的规律连结起来而构成，按其连接方式的不同把粘土矿物划分为1:1和2:1两种结构类型，前者如高岭石，后者如蒙脱石、伊利石、凹凸棒石等.粘土矿物结构单元层内部因发生离子的类质同象置换，比如四面体中Si4+被Al3+置换，八面体中Al3+被Fe2+、Mg2+置换，从而使其单元层表面具有电性.此外，粘土矿物颗粒细小，比表面积大，因而，粘土矿物会表现吸附性、离子变换性、胶体性、分散性和催化性，这些特性在环境污染处理中具有十分重要意义. 在粘土矿物中，硅、铝、氧是其中最主要的元素。在这些粘土矿物中，硅和氧结合生成硅氧四面体，铝和氧结合生成了铝氧八面体，其中硅氧四面体分布在同一个平面内，彼此以3个角顶相连，从而形成二维延展的网层即四面体片。同样，铝氧八面体共用边角形成了八面体.这些硅氧四面体片和铝氧八面体片又共用氧原子，将不同的片结合在一起.形成层状结 -1-
粘土矿物分析
作为岩石组分的粘土矿物其含量、种类及其分布、产状等对地层伤害有着非常密切的关系。由于粘土矿物颗粒细小（<0.01mm），比表面极大，并具有特殊的结构组成，因此它们对外来作业流体如注入水、压裂液、酸化液、压井液等的侵入极为敏感。当与外来流体接触时，粘土矿物往往会发生膨胀、微粒运移、生成某种沉淀等从而堵塞储层油气流动的孔隙通道，造成储层渗流能力的下降，损害油气层。因此了解粘土矿物的性质对油田开发十分重要。 通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜技术可以确定岩石中粘土矿物的含量、分布及产状等。选取了西泉5井的部分岩石样品进行了上述测定，测定结果见表1。 表1 西泉5井区三叠系储层粘土矿物含量统计表 根据X衍射和扫描电镜分析，韭菜园子组砂层以蒙皂石（包括蒙脱石和皂石两个亚族）为主，63％～98％，平均87.8％；其次为伊/蒙混层（20％～99％，平均72.76％），绿泥石（1％～55％，平均9.33％），另有高岭石（1％～12％，平均5.74％）和伊利石（2％～16％，平均6.24％）（见表1）。 对韭菜园子组敏感性的简单分析：（供参考） 韭菜园子组伊/蒙混层和绿/蒙混层含量较多，伊/蒙混层和绿/蒙混层是遇水易膨胀的矿物，易发生粘土膨胀和分散造成地层伤害。 韭菜园子组绿泥石含量相对较高（平均9.33％），绿泥石是酸敏性矿物，酸化时易造成氢氧化铁胶体沉淀（酸敏）。另外伊利石和高岭石是速敏性矿物，易造成颗粒运移堵塞地层。
粘土矿物分析在储层潜在敏感性评价中的应用 一、粘土矿物类型 粘土矿物(clay minerals)是粘土和粘土岩中晶体一般小于2微米，主要是含水的铝、铁和镁的层状结构硅酸盐矿物。有的在其成分中还有某些碱金属或碱土金属存在。粘土矿物包括高岭石族矿物、蒙皂石、蛭石、粘土级云母、伊利石、海绿石、绿泥石和膨胀绿泥石以及有关的混层结构矿物，此外还包括具过渡性的层链状结构的坡缕石（凹凸棒石）和海泡石以及非晶质的水铝英石。除水铝英石外均属层状或层链状结构硅酸盐，因此粘土矿物可按层状结构硅酸盐矿物的分类来划分。粘土矿物按成因可分为他生粘土矿物和自生粘土矿物两类，他生粘土矿物主要是来自沉积物源区的陆源矿物，矿物成分与母源区岩石类型关系密切；自生粘土矿物为储层在特定成岩阶段化学反应析出的矿物，如自生绿泥石、自生高岭石等。不同成因粘土矿物通常具有不同的矿物组合、产状、晶形和分布规律等特征。 粘土矿物的粒度细小，其大小和形态需用电子显微镜才能测定。多数粘土矿物如伊利石等呈鳞片状，结晶良好的高岭石则呈完整的假六方片状。少数粘土矿物呈管状（埃洛石）或纤维状（坡缕石和海泡石）。 晶体结构与晶体化学特点决定了它们的如下一些性质。①离子交换性。具有吸着某些阳离子和阴离子并保持于交换状态的特性。一般交换性阳离子是Ca2+、Mg2+、H+、K+、(NH4)+、Na+，常见的交换性阴离子是(SO4)2-、CI-、(PO4)3-、(NO3)-。产生阳离子交换性的原因是破键和晶格内类质同象置换引起的不饱和电荷需要通过吸附阳离子而取得平衡。阴离子交换则是晶格外露羟基离子的交代作用。②粘土-水系统特点。粘土矿物中的水以吸附水、层间水和结构水的形式存在。结构水只有在高温下结构破坏时才失去，但是吸附水、层间水以及海泡石结构孔洞中的沸石水都是低温水，经低温（100～150℃）加热后就可脱出，同时象蒙皂石族矿物失水后还可以复水，这是一个重要的特点。粘土矿物与水的作用所产生的膨胀性、分散和凝聚性、粘性、触变性和可塑性等特点在工业上得到广泛应用。③粘土矿物与有机质的反应特点。有些粘土矿物与有机质反应形成有机复合体，改善了它的性能，扩大了应用范围，还可作为分析鉴定矿物的依据。此外，粘土矿物晶格内离子置换和层间水变化常影响光学性质的变化。蒙皂石族矿物中的铁、镁离子置换八面体中的铝，或者层间水分子的失去，都使折光率与双折射率增大。 粘土矿物的形成方式有三种：①与风化作用有关。风化原岩的种类和介质条件如水、气候、地貌、植被和时间等因素决定了矿物种和保存与否。②热液和温泉水作用于围岩，可以形成粘土矿物的蚀变富集带。③由沉积作用、成岩作用生成粘土矿物。 高岭土主要用作陶瓷原料、造纸的填料和涂层；主要由蒙脱石构成的膨润土用于作
南海粘土矿物组合特征及其环境意义_邱中炎
文章编号:1001-909X (2008)01-0058-07 收稿日期: 2006-05-15 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40476050) 作者简介:邱中炎(1981-),男,广西柳州市人,硕士研究生,主要从事海洋环境记录方面的研究。 南海粘土矿物组合特征及其环境意义 邱中炎 1,2 ,沈忠悦3,韩喜球 1,2 ,陈建芳 1 (1.国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州 310012; 2.国家海洋局海底科学重点实验室,浙江杭州 310012; 3.浙江大学地球科学系,浙江杭州 310027) 摘 要:利用X 射线衍射法(X RD )对南海12个海底表层沉积物和20个悬浮物样品中粘土矿物组成和分布特征进行了综合分析。结果表明:(1)研究区的表层沉积物粘土矿物以伊利石为主,其次为绿泥石、高岭石、伊/蒙间层矿物以及蒙皂石;悬浮物粘土矿物是以绿泥石为主,其次为高岭石、蒙皂石、伊利石以及伊/蒙间层矿物。(2)粘土矿物的组成和分布特征主要受气候条件、物质来源、水动力条件及相互间稀释作用的制约。伊利石的含量随离岸距离和水深的增加呈增大趋势;高岭石则在近岸区特别是河口区富集;绿泥石在西部沿岸海区的含量较低,在东部岛弧和北部台湾岛附近海区的含量较高;蒙皂石与火山作用密切相关,在东部火山岛弧附近海区含量较高。(3)粘土沉积物的来源以河流输入为主,海洋自生和风尘搬运对该区的沉积影响不大。(4)深海悬浮物粘土矿物的组成变化能够很好地指示短尺度气候环境的变迁,伊利石的结晶程度对气候和环境变化反映灵敏,其随所处环境的压力增大而变差。 关键词:南海;粘土矿物;结晶度;环境意义中图分类号: P736.21 文献标识码:A 0 引言 南海背靠亚洲大陆、外绕岛弧,是一个典型的 半封闭性边缘海,其独特的地理位置和晚新生代以来的高沉积速率,引起了中外众多海洋地质学家的极大关注。海洋粘土矿物的分布非常广泛,它的组成和分布特征可以反映源区气候以及许多非气候条件,如物质来源、沉积环境和水动力条件等。对粘土矿物的组合、含量、粒度分布特征以及结构特点的深入研究,可为了解粘土矿物的形成、推测来源区气候环境的特征及沉积环境提供有益的信息,对解决相关的地质科学问题、改善生态环境具有重要意义。前人对南海表层沉积物中的粘土矿物特征曾进行了大量的研究[1-6] ,本文在对其组合特征进行研究的同时,还对不同季节、不同水深采集到的悬浮物样品中粘土矿物组合特征进行了研究,为未来南海粘土矿物来源及在时间和空间上变化的进一步研究提供科学依据。 1 样品及实验方法 本文共采集了32个样品,其中12个样品来自于南海海底表层沉积物,20个样品来自于南海N E 2站位(17.2534°N 、119.5013°E )的海洋悬浮物(图1)。 表层沉积物样品是利用箱式采集器采集的,悬浮物样品是1998年7月8日～1999年4月30日利用悬浮物采集器采集的。采集悬浮物时,将各采集器悬挂于浅、中、深3种不同水深处,当悬浮物缓慢沉淀到采集器中后,将悬浮物取出,经低温冷冻烘干后密封保存,供实验室分析和测量使用,采集的周期为半个月至一个月不等。 实验室分析和测量步骤如下:(1)原样品经醋酸处理去除碳酸盐矿物后,用离心法分离,获得粒级小于2μm 的粘土矿物;(2)采用自然沉降法制取定向样品,并进行X 射线衍射(X RD)分析;(3)自然定向样品在60℃的乙二醇饱和蒸汽中恒温16h, 第26卷 第1期2008年3月 海 洋 学 研 究 JOURNAL OF MARINE S CIENC ES V ol.26 N o.1M a r., 2008
四川盆地上三叠统须家河组层序格架下的岩相古地理演化
Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2017, 7(1), 77-89 Published Online February 2017 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html,/journal/ag https://https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html,/10.12677/ag.2017.71009 文章引用: 李英娇，邵龙义. 四川盆地上三叠统须家河组层序格架下的岩相古地理演化[J]. 地球科学前沿, 2017, 7(1): Paleogeographic Evolution of the Upper Triassic Xujiahe Formation within a Sequence Framework in the Sichuan Basin Yingjiao Li 1,2, Longyi Shao 2 1 Chongqing Institute of Geology and Mineral Resources, Chongqing 2 College of Geoscience and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology (Beijing), Beijing Received: Feb. 6th , 2017; accepted: Feb. 25th , 2017; published: Feb. 28th , 2017 Abstract The Xujiahe formation is a succession of continental, coal-bearing strata that is deposited in al-luvial fan, braided and meandering rivers, overbank or shallow lacustrine and deltaic environ-ments. Within the Xujiahe formation, five sequence boundaries are proposed based on cores and outcrops including tectonic unconformities and basinal facies-tract dislocations associated with fluvial rejuvenation and incision. Sequence boundaries define third-order sequences (SQ1, 2, 3 and 4) that correspond to Member 1, Members 2 and 3, Members 4 and 5, and Member 6 and 7. paleogeographic units include alluvial fan, fluvial, delta plain and front, and shallow lacustrine. Shallow lacustrine widely developed during SQ1, and small sand bars deposited in the central and northern basin. Alluvial fans developed in front of the fold-and-thrust belt in western basin in SQ2 and SQ3, while fluvial and deltaic units well developed in the basin, and the lacustrine area shifted to the west. Tectonic uplift occurred in SQ4, and the strata were eroded in the northwestern basin. A number of deltaic lobes developed in the basin, lake area shank and present as a belt parallel to the west margin of the basin. Coal accumulation centers mainly developed in the regions along the boundary of delta plain and delta front. Keywords Xujiahe Formation, Sequence Stratigraphy, Lithofacies Paleogeography, Sichuan Basin 四川盆地上三叠统须家河组层序格架下的岩相古地理演化 李英娇1,2，邵龙义2 1重庆地质矿产研究院，重庆
粘土矿物在地质、环境、材料科学领域中的应用
粘土矿物在地质、环境、材料科学领域中的应用 随着人类对粘土矿物研究的日益深入以及粘土矿物在各领域中的应用日益加深，粘土矿物的独特性质正越来越受到人们的关注。粘土矿物分布的广泛性、特有的物理、化学、晶体结构的性质及其形成机理的独特性，决定了它在地质、环境、材料科学领域应用中的重要意义。 1.粘土矿物的结构特征概述 粘土矿物是颗粒细小（<0.1mm）的含水层状结构硅酸盐矿物，其结构单元层是由si-o四面体片与Al-o八面体片按不同的规律连结起来而构成，按其连结方式的不同把粘土矿物分为1:1和2:1两种结构类型，前者如高岭石，后者如蒙脱石、伊利石、凹凸棒石等。粘土矿物结构单元层内部因发生离子的类质同象置换，比如四面体中Si离子被Ai离子置换，八面体中Ai离子被Fe、Mg离子置换，从而使其单元层表面具有电性。此外，粘土矿物颗粒细小，比表面积大，因而，粘土矿物会表现吸附性、离子交换性、胶体性、分散性和催化性，这些特征在地质、环境、材料科学领域中具有十分重要的意义。 在粘土矿物中，硅、铝、氧是其中最主要的元素。在这些粘土矿物中，硅和氧结合生成硅氧四面体，铝和氧结合生成铝氧八面体，其中硅氧四面体分布在同一个平面内，彼此以三个角顶相连，从而形成二维延展的网层即四面体片。同样，铝氧八面体共用边角形成了八面体片。这些铝氧四面体片和硅氧八面体片又共用氧原子，将不同的片结合在一起，形成层状结构。 粘土矿物除少数为非晶质外，大多是是由按四面体配位阳离子(Si4+、Al3+、Fe3+)和按八面体配位阳离子（Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+）组成层状或链状的硅酸盐化合物。层状硅酸盐的基本结构单元是硅氧四面体层或水镁石层或三水铝石八面体层。粘土矿物可分为高岭石类、蒙脱石类和云母类等。高岭石为1:1型结构，基本式为Si4Ai4O10（OH）8，个单元层间距小，小分子或阳离子很少有机会进入层际空隙中，故层际通常不发生离子交换，而是在粘土的表面和边、角发生。蒙脱石类和云母类粘土均为2:1型结构其基本式为Si3Ai4O20（OH）4·nH2O，由于同晶置换，这两种类型的粘土矿的离子交换除在层面的边、脚上发生，更多是由层际间的阳离子交换而形成。 2.粘土矿物在石油地质中的应用
川西前陆盆地上三叠统须家河组地层的划分对比及沉积演化
2007年4月JOU RNAL O F STRA T IGRA PH Y 第31卷 第2期 青年论坛 川西前陆盆地上三叠统须家河组地层的划分对比及沉积演化 刘金华1) 张世奇1) 孙耀庭2) 魏垂高1) 1)中国石油大学(华东)资源与信息学院 山东东营 257061; 2)胜利油田地质科学院 山东东营 257061 摘 要:为了解决川西前陆盆地上三叠统须家河组地层的划分和对比问题,从岩石地层和层序地层两个方面进行了研究,利用地震、古生物、录井以及野外露头等资料对上三叠统的地层划分和对比方案进行了重新厘定,提出了不同地区的须家河组和香溪群的地层对比和划分方案,并且在层序地层学研究基础上提出了“早期海相构造层序”和“晚期陆相构造层序”。具体介绍和解释了川西“对冲式”前陆盆地地层沉积演化模式的特点和形成原因。关键词:川西地区,四川,前陆盆地,层序地层,三叠系 中图法分类号:P 534.51 文献标识码:A 文章编号:025324959(2007)022******* ①中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院廊坊分院外协项目资助。文稿接受日期:2006210220;修改稿收到日期:2007201215。 第一作者简介:1981年9月生,男,中国石油大学(华东)在读博士研究生,专业为矿产普查与勘探。E 2m ail :liujinhuasd @https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, 川西地区位于龙门山和米仓山—大巴山山脉的前缘地带,地理上位于四川盆地西部和中部地区,地域范围西起龙门山推覆带,北至米仓山—大巴山推覆带,东至巴中、营山一线,南抵自贡、乐山等地,面积约80000km 2(图1)。印支运动以来,在秦岭、松潘—甘孜造山带与四川盆地之间,发育了北东向的龙门山和北西向的米仓山—大巴山两个巨型推覆构造带,构成造山带—盆缘推覆山系—盆地的组合格 局(范小林等,2002) 。在这一复杂的组合格局中,本研究区上三叠统的沉积层序最完整、地层发育良好,主要由上三叠统须家河组(T 3x )煤系地层组成,植物化石丰富,不仅为研究中、新生代陆相地层的理想地区,而且赋存有丰富的石油和天然气资源,已经发现和投入勘探开发的中、小型油田和大、中型气田十余个,具有巨大的勘探开发潜力(刘景彦、林畅松,2000)。 图1 川西前陆盆地构造分区及井位分布图 F ig .1 T ecton ic divisi on s of the W est Sichuan Fo reland Basin and the locati on of w ells
四川盆地东部须家河组物源分析探讨
四川盆地东部须家河组物源分析探讨 四川盆地上三叠统须家河组作为四川盆地主要产气层位之一，盆地东部须家河组物质来源却存在争议。文章总结近年来关于须家河组物质来源的研究，并探讨分析盆地东部须家河组物源情况，为下一步的矿产资源勘探开发提供依据。 标签：四川盆地；须家河组；物源分析 前言 四川盆地上三叠统须家河组作为四川盆地主要产气层位之一，历来对其构造演化、物源沉积的研究颇多，然而对于盆地须家河组物源的研究因关注者较少而处在争议。正确认识四川盆地东部须家河组的物质来源，有利于重建晚三叠世四川盆地沉积环境，为进一步的矿产资源勘探开发提供科学依据。 1 研究现状 较多的学者关注于四川盆地川西须家河组的物质来源，林良彪等[1]以四川盆地西部须家河组砂岩组分为基础，对研究区内须家河组砂岩薄片进行统计、分析，结果表明须二段发育有大量的岩浆岩岩屑，须三、须四段低石英、长石，高岩屑，且龙门山前缘北、中、南三段砂岩组分特征相异，Dickinson三角投点表明须二段砂岩开始落于过渡再旋回和岩屑再旋回分区，须三、须四段更加明显。结合川西凹陷地质背景、沉积相演化，表明龙门山逆冲推覆带于须二时期开始逆冲推覆；须三时期龙门山进一步强烈隆升，并成为研究区的主要物源；须四时期，龙门山古陆完全隆升，致使川西凹陷真正开始陆相沉积演化阶段。诸多学者在对川西须家河组物源进行详细的研究之后，得到了类似的结论。刘焕等[2]利用阴极发光及X衍射等技术手段，详细研究了川西凹陷中段须家河组砂岩的组分及结构特征，认为研究区域须二时期物源主要来自于龙门山北段，须四时期及之后物源主要来自隆升的龙门山古陆。郝强等[3]的研究佐证了川西凹陷须家河组须二段具多物源特征，他通过对川西凹陷北、中、南段的须家河组砂岩的碎屑组分、石英阴极发光、重矿物及稀土元素等特征的分析，认为川西凹陷须二段不同的构造单元具不同的物源性质，而古龙门山的差异性隆升是造成北、中、南段物源性质相异的主控因素。陈斌等[4]运用多种物源分析方法对龙门山前陆盆地须家河组下部地层（卡尼末期-瑞替期初）的物源及构造背景进行综合分析，结果认为龙门山前缘须家河组下部具前陆盆地的双物源特征，物源主要来自于松潘甘孜褶皱带，少量来自于扬子板块西缘。 近年来，随着勘探开发向着全盆转移，盆地其他区域的须家河组物质来源的研究也越来越多，且应用的技术手段也愈加现今。戴朝成等[5]在对四川盆地进行次级构造单元划分的基础上，进行了砂岩碎屑组分、岩屑类型、重矿物特征及微量元素等分析，认为盆地的碎屑物源主要来自于再旋回造山带，部分来源于造山之前的混合区，其中川西凹陷物源主要受控于龙门山逆冲推覆带，川东北主要来自于米仓山-大巴山逆冲推覆带，川东南受雪峰古陆控制，川中地区则受到盆
致密砂岩气藏储层成岩流体演化与致密成因机理_以四川盆地上三叠统须家河组为例
中国科学 D 辑:地球科学 2009年 第39卷 第3期: 327 ~ 339 https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, 327 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS 致密砂岩气藏储层成岩流体演化与致密成因机理 —以四川盆地上三叠统须家河组为例 朱如凯① *, 邹才能① , 张鼐① , 王雪松① , 程荣② , 刘柳红① , 周川闽① , 宋丽红① ① 中国石油勘探开发研究院, 北京 100083; ② 中国石油西南油气田分公司蜀南气矿, 泸州 646001 * E-mail: zrk@https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html, 收稿日期: 2008-02-03; 接受日期: 2008-06-07 国家重点基础研究发展计划(编号: 2007CB209502)、大型油气田及煤层气开发科技重大专项(编号: 2008ZX05001)和中国石油天然气股份有限公司“十一五”重大科技攻关项目(编号: 07-01A-01)资助 摘要 四川盆地上三叠统须家河组储层在岩石学上表现为低成分成熟度、低胶结物含量和结构成熟度中等的“两低一中”特征, 总体储层物性较差, 属低孔低渗和特低孔特低渗储层, 局部发育有少量中孔低渗储层. 根据各成岩矿物共生组合关系, 可以确定成岩矿物由早到晚形成的相对顺序: 早期方解石(泥晶菱铁矿)→石英Ⅰ期加大→绿泥石薄膜→长石、岩屑溶解→绿泥石孔隙衬边→石英Ⅱ期加大(加大、剩余粒间孔、粒间溶孔充填石英)→溶蚀作用→石英Ⅲ期加大(粒间溶孔、粒内溶孔中充填石英)→连晶(含铁)方解石→白云石→铁(方解石)白云石→后期溶蚀作用→石英、方解石脉形成. 机械压实作用是使本区岩石固结成岩最主要的因素, 石英Ⅱ, Ⅲ期加大作用是使本层砂岩致密化的另一个重要原因. 长期封闭条件下成岩流体只对长石和部分岩屑进行溶解, 而粒间的胶结物如石英、碳酸盐则未发生溶解, 使已致密化的须家河组砂岩孔隙度改变不大, 这是须家河组砂岩最终保持致密化的又一个原因. 有机质大规模生烃发生在第Ⅱ期石英加大后, 烃类选择性进入相对有利的储层中形成致密砂岩烃类气藏. 关键词 成岩流体致密储层四川盆地须家河组包裹体 致密砂岩气藏是指孔隙度低(<12%)、渗透率比较低(0.1×10?3 μm 2)、 含气饱和度低(<60%)、含水饱和度高(40%)、天然气在其中流动速度较为缓慢的砂岩层中的天然气藏[1]. 致密砂岩气藏几乎存在于所有的含油气区, 气储量巨大. 据估算, 目前世界上现今技术可开采的致密砂岩气储量为(10.5~24)×1012 m 3, 居非常规天然气之首[2]. 我国致密砂岩气藏分布领域广泛, 类型多样, 在四川、鄂尔多斯、吐哈、松辽、准噶尔南部、塔里木西南、楚雄和东海等盆地和地区皆有分布[3]. 致密砂岩气藏成藏复杂, 勘探难度大, 其中储层致密化成因机理及储层致密时间与烃源岩热演化生排烃高峰期的配置关系是最为关键的问题. 大多数研究者已认识到, 储层质量在空间和时 间上的变化受众多因素控制; 沉积盆地的性质和沉积环境控制了沉积物的组成、岩石的结构和原生孔 隙[4]. 储层成岩作用是一个十分复杂的地球化学过程, 受构造演化、沉积作用、矿物、盆地热流性质、流体运移及成岩环境中物理化学条件等多种因素控制, 最关键的是矿物与孔隙流体之间的相互作用条件、方式及随之发生的迁移方向、途经与沉淀位置等. 流体流动是影响成岩作用的关键因素[5~13], 主要表现在两个方面: 一是基于水/岩反应的古流体恢复, 二是盆地成岩定量化研究. 20世纪90年代流体热的兴起, 使人们认识到流体在世界上许多大型和超大型矿床的成矿作用中发挥了巨大的作用. 近年来, 随着油气储层成岩作用与油气成藏研究的不断深入, 人们也在
四川盆地须家河组沉积格局及概念模式
Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2018, 40(4), 17-22 Published Online August 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html,/journal/jogt https://https://www.wendangku.net/doc/d38974584.html,/10.12677/jogt.2018.404088 The Sedimentary Pattern and Conceptual Mode of Xujiahe Formation in Sichuan Basin Xin Liu, Pengxin Ye Puguang Branch, Zhongyuan Oilfield Company, SINOPEC, Dazhou Sichuan Received: Mar. 7th, 2018; accepted: Jun. 17th, 2018; published: Aug. 15th, 2018 Abstract The reservoirs in the Late Triassic Xujiahe Formation in Sichuan Basin belonged to lake-delta se-diments. Due to the uplift and denudation of the surrounding mountains, the deposition around the basin remained incomplete or missing; therefore it caused great differences on the under-standing of sedimentary pattern of the Late Triassic Xujiahe Formation in Sichuan Basin. Based on the previous studies, by comprehensive analysis on the “full sand” basin (e.g. Poyang Lake) and analog of the same type of basins, a new conceptual model of “offshore wide and shallow open lake basin” was establish for the Late Triassic Xujiahe Period in Sichuan Basin. It is of great significance for further determination of the types of sedimentary microfacies and its relationship with reser-voirs, and for predicting the distribution of favorable reservoir facies belts in the main areas. It provides a geological basis for further exploration and development of the Xujiahe Formation in the Puguang Gas Field. Keywords Sichuan Basin, Xujiahe Formation, Sedimentary Pattern, Offshore Wide and Shallow Open Lake Basin
粘土矿物在环境保护中的应用研究
粘土矿物在环境保护中的应用 杨飞华姜志刚郑学松 （北京市建材科学研究院北京100041） 摘要无机非金属环境矿物材料基于其不同的性能广泛用于空气污染处理、废水处 理和固体废弃物处理的环境治理，并在节能保温材料方面、在降噪隔声方面、在无形磁波污染 控制方面、在自然灾害防治方面、在太阳能材料应用方面、在传动系统减震方面、在新型抗菌 材料方面、在人体健康材料方面等都将起到重要作用， 1．粘土矿物材料的研究现状 人类社会的发展史就是人们利用矿物材料的文明史。随着科学技术的发展和工业化程度的不断提高，许多金属材料的性能已不能适应高强、高速、高温、轻质、绝缘、耐腐蚀等方面的要求，因而非金属矿物材料的发展十分迅速，如美国汽车工业中轿车钢铁构件已由占81%降为61%，采用由非金属材料制成的构件大大减轻了车重，节约了钢材；发达国家一些原来从事钢铁、造船等行业的研究已转向新型材料及新型陶瓷的研究。同时，伴随着矿物材料的深加工技术的发展，矿物材料的利用价值和应用领域不断提高，如散装膨润土30美元/吨，而有机膨润土2400-3600美元/吨；重晶石散装未碎者40美元/吨，而药物级达2560美元/吨；石墨原矿500美元/吨，石墨密封材料7000美元/吨，而石墨乳10000美元/吨。近年来无机非金属矿物材料在环境保护中的应用不断加强，使矿物材料成为治理、修复环境污染的环境材料。 新型材料是发展高新技术产业的重要支柱之一,随着材料结构向多元化、功能化、智能化发展,矿物材料已成为现代材料科学的重要组成部份。传统的或一般的矿物材料的应用是直接利用矿物(包括部分岩石)本身所具有的物理化学性质和工艺特性,而且只作为单一性能或低性能的一般材料来应用。如陶瓷矿物材料、建筑矿物材料、化工矿物材料和冶金辅助矿物材料等,这种传统的矿物材料都是低值材料或产品,并由于其本身性能的局限性或未得以强化增强,因而在诸多领域的应用受到限制。随着科学技术的发展,矿物材料正在向轻型、高纯、精细和复合方向发展,具有特殊功能的矿物材料已成为新型材料和应用技术研究开发的主流。因此,特种矿 2．粘土矿物在环境治理中的应用 虽然物质文明提高、人类在创造物质文明的同时，也在不断破坏人类赖以生存的空间环境，地球温室效应、酸雨现象、高新技术产生的污染、臭氧层的穿孔、地球资源的枯竭、废弃物的增加等对地球环境的破坏越来越严重，保护环境、治理环境、有机地协调经济发展与生态环境保护已成为我国21世纪可持续发展的战略目标的重要内容。随着“在原料采用、产品制造、使用或者再生循环以及废料处理等环节中对地球负荷最小和最有利于人类健康的材料”绿色材料新概念的提出，矿物材料不仅是绿色材料主要组成，而且在环境保护和环境治理中起着重要的作用。 2.1矿物材料在治理空气污染中的应用 大气污染系指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现足够的浓度，达