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鄂尔多斯盆地东北部太原组储层砂岩中碳酸盐胶结物研究

龚业超  
【摘要】: 论文主要讨论了鄂尔多斯盆地东北部太原组储层砂岩中碳酸盐胶结物及其形成机制。 运用了偏光显微镜分析、阴极发光分析、碳氧同位素分析和化学分析等手段,对鄂尔多斯盆地东北部太原组储层砂岩中碳酸盐胶结物矿物学、岩石学、地球化学特征进行了综合分析,探讨了碳酸盐胶结物的形成机制。 鄂尔多斯盆地东北部太原组储层砂岩主要由石英砂岩、岩屑石英砂岩、岩屑砂岩构成,几乎没有长石,极富岩屑和贫长石是研究区太原组储层砂岩骨架颗粒构成的主要特征。研究区太原组储层砂岩具有很高的成分成熟度(平均值4.48),但是,结构成熟度低,杂基含量平均值为10.85%。 碳酸盐胶结物是鄂尔多斯盆地东北部太原组储层砂岩中最为重要的自生矿物,主要类型有:白云石、方解石和菱铁矿三种。广泛的白云石胶结作用,多数为自形、半自形,基底—孔隙式胶结,很少占据长石溶孔,早于石英次生加大。岩石中白云石胶结物的含量相对最高,白云石胶结物的δ13C平均值-5.9‰,说明其物质来源中可能存在海相碳酸盐的掺和作用。白云石胶结物的δ18O平均值也高于方解石胶结物(分别-12.8‰为和-13.32‰),说明与方解石胶结物相比,白云石的形成温度相对较低,形成时间相对较早。方解石胶结物呈粒状,交代碎屑、充填孔隙,广泛占据长石溶孔,晚于石英次生加大。 结合太原组的地质背景、物源区分析和古地温计算,研究了碳酸盐胶结物的沉淀过程中的溶解介质、碳酸盐胶结物的物质来源和形成机制。得出:研究区碳酸盐胶结物形成于中成岩阶段。白云石沉淀温度相对较低(103.8℃~138.7℃),白云石胶结物为主的岩石的负胶结物孔隙度相对较高,说明白云石是在相对浅埋藏条件下沉淀的;方解石沉淀温度相对较高(104.1℃~154.8℃),其形成时间相对较晚;方解石的δ13C值(平均值为-7.6‰)较低(靠近-10‰),与有机碳的关系密切;由于研究区储层砂岩的类型主要为石英砂岩、岩屑砂岩等,这种贫长石富岩屑,方解石胶结物的物质来源可能与长石的溶解有关。 东北部太原组储层砂岩中孔隙度和渗透率相关性较好,但是孔隙度和渗透率都较低(平均孔隙度为6.08%,平均渗透率为0.3681×10-3μm2),属于致密的砂岩储层。压实作用与胶结作用相对重要性评估,表明压实作用是成岩作用中降低孔隙度的第一重要因素。相对早期胶结的白云石胶结物提高岩石的抗压实能力,使部分原生孔隙得到保存。晚期方解石胶结物堵塞一定孔隙。


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