碎屑岩成岩作用第二章碎屑岩的主要成岩作用1.pptVIP

第三节 溶蚀作用的成因机理 溶解作用机理及控制因素 主要交代现象、交代顺序的判断标志？ 溶解作用是指能使砂岩产生次生孔隙，改变砂岩储集物性的重要成岩作用，特别是在低渗透性储层地区，常常由于溶解作用产生了次生孔隙使物性变得好起来。如陕甘宁盆地延长统长石砂岩中的浊沸石次生孔隙砂体已成为该主要的储集体。克拉玛依乌尔禾组砂砾岩中方沸石溶蚀所产生的次生孔隙也大大改善了砂砾岩体的储集条件。因此，骨架颗粒溶解和胶结物溶解所产生的次生孔隙的时期、数量及后期被充填情况等对寻找有利储集层有极为重要的实际意义 一、溶蚀作用 水，包括酸性大气水、碱性蒸发卤水、压实水等； 水的流动起载体作用，可将溶解物质带出砂岩，形 成次生孔隙； 温度的变化，除少数矿物外，溶解度随温度升高而 增加； 压力的变化，一般压力加大矿物溶解度升高； 孔隙水盐度变化，盐度大溶解度增加； 超埋藏或构造压力所施加的应力； 成岩作用反应、成岩史、盆地热演化史； CO2来源及数量，有机质含量及类型； 断裂及构造运动的发育史。 1. 溶解作用的控制因素 2.溶解作用的机理 （1） CO2与次生孔隙的关系（碳酸的溶解作用） 大气水富含CO2的腐殖酸对碳酸盐和长石溶解 KAlSi3O8＋2CO2＋11H2O?Al2Si2O5(OH)4＋2K+ CaCO3＋CO2 ＋H2O?Ca+2 + 2HCO3- CaAl2SiO8+CO2+2H2O?Al2Si2O5(OH)4+ 2HCO2-＋ Ca+2 有机质氧化、细菌对硫酸盐的还原、生物的发酵、热脱羧基、矿物氧化还原、碳酸盐热分解均可产生CO2，包括菱铁矿分解。 有机成因： 干酪根脱羧基（碱性条件下）可产生CO2 〔RCO2H〕干酪根＝〔RH〕干酪根＋CO2 有机成因： CaCO3＋ H+ + HCO3- ? Ca+2 + 2HCO3－ 如果岩石中碳酸盐过剩，有机酸和CO2可与其达到平衡，从而不再溶解方解石，然而可溶解长石，与长石中的铝形成络合物，由此溶解了长石和其它铝硅酸盐（如沸石）。 如果CO2溶解于水： CO2 ＋H2O?H+ + HCO3－ 由于 HCO3－的出现，造成方解石溶解 2HCO3－的出现又造成钾长石溶解 KAlSi3O8 ＋6H2O ＋2 H+ + 2HCO3－? 3Si (OH)4＋  2K+ ＋ Al (OH)2 + ＋2HCO2- NaAlSi3O8+2Ca+2(液)+ HCO3－ (液)?Na＋(液)＋ Al (OH)2 + (液)  + 2HCO3－(液)+3SiO2(沉淀)+2CaCO3(沉淀) 在厚1000m的不含碳酸盐的页岩内可能有1%的碳作为干酪根,所生成的CO2只能使上覆100m厚的砂岩内2%的孔隙被溶解，因此脱羧基产生的CO2不足以形成足够的次生孔隙，还必须有其它来源。 德克萨斯洲海湾沿岸Wileox组气体中CO2摩尔百分数与深度关系 按PCO2值用虚线把图分成高、中、低三个带，大箭头代表决的趋向。内缓冲和外缓冲是针对碳酸盐系统而言的。（引自Franks和 Forester，1984） 方解石100℃计算平衡碳 log aCa2＋-log∑CO2平面上的投影 实线为PH等值线, ∑CO2随PCO2增加而增加,箭头表示PCO2增加的可能变化途径(改自Surdam等,1984) 无机成因：（Hutcheon，1980） 粘土矿物和碳酸盐反应形成大量无机 CO2 ； 如果砂岩中含有10%的白云石、高岭石和石英，则会产生大约25800升（t=50 ℃ ，P=1atm）的CO2。 5CaMg(CO3)2＋2Al 2Si2O5(OH)4 ＋SiO2 ＋2H2O ?  Mg5Al2Si3O10 (OH)8＋5CaCO3 ＋ 5CO2 （2）有机酸的溶解作用 Surdam.R.C.(1982)(1984.1985)认为： Si、Al、Fe、Ca、Mg在 有机酸中的溶解度超过在碳酸中的溶解度，有机酸主要是短 链脂肪酸－羧酸； 分子式 俗名 IUPAC名 CHOOH 蚁 酸 甲 酸CH3COOH 醋