成岩作用因素

成岩作用的影响因素~

通过前期对本区浊积砂体的成岩作用类型、成岩演化特征及成岩作用阶段等的研究，认为该地区成岩作用主要受砂体埋藏深度影响，此外，碎屑岩的成分、结构、构造等因素的影响也很显著，而区域构造背景、构造作用则主要是在更高层次上控制着各类砂体的成岩演化。
1.埋藏深度对成岩作用的影响
砂体埋藏深度决定了其所处的古地温和压力，压力的大小又决定了机械压实甚至压溶作用的强度。古地温则对有机质演化、地下流体与岩石的相互作用过程有显著的制约作用。广利西部地区沙三中亚段成岩作用发生序列（表5-3）就较好地说明了这一点。
表5-3 沙三中亚段成岩作用发生的序列


2.碎屑的成分、结构、构造等因素对成岩作用的影响
研究区碎屑储集岩成分成熟度普遍较低，这就为溶解等成岩作用提供了有利条件。例如，研究区滑塌浊积扇砂体储层以岩屑长石砂岩、长石细砂岩、岩屑细砂岩为主。碎屑颗粒主要成分为石英、岩屑、长石，石英含量较高，最高含量为78%，一般高于50%；长石和岩屑含量相对较低；长石（斜长石和钾长石的总和）最高含量为40%，一般在15%～35%；岩屑主要为细粒石英岩岩屑、变质石英岩岩屑、中酸性喷出岩岩屑和泥质岩屑，最高含量为35%，一般在10%～30%。不稳定组分长石＋岩屑约占30%～50%。不稳定组分的存在为溶解等成岩作用的发生提供了有利的条件。
粘土杂基对成岩作用的影响也较明显。在合适的条件下，富杂基的碎屑岩经过一系列成岩作用后，也可能孔隙度很高，其原因为：颗粒周围粘土薄膜的存在阻止了胶结作用和晶粒的生长，使孔隙得以保存，并为后期酸性流体提供了通道，使杂砂岩也得到溶蚀改造。当粘土含量很小时，砂岩中常见早期胶结十分发育，这是因为粘土含量小，砂岩就有良好的通道，便于流体运移，常出现早期碳酸盐胶结和石英加大硅质胶结，但如果早期胶结物含量过高形成嵌晶式，堵死孔喉，不利流体后期改造则形成致密储层。
碎屑岩中碎屑颗粒的分选及粒度对成岩作用也有一定的影响。研究区碎屑岩中颗粒分选及磨圆普遍较差，原生孔易被压实作用所降低，这在一定程度上影响了原生孔隙的分布。
3.沉积相对成岩作用的影响
不同的相带发育不同的岩相，不同的岩相具有不同的岩矿组成和不同的岩石结构，因而对后期的成岩演化产生重要的影响。本区规模较大的扇形滑塌浊积砂体可分为中扇、外扇，物性最好的是中扇辫状水道砂体，物性最差的是外扇微相；而分布范围较小的无根式透镜状滑塌浊积砂体可分为中心微相和边缘微相，中心微相的孔渗性明显好于边缘微相。规模较大的湖底扇亦可分为中扇、外扇，物性最好的是中扇辫状水道砂体，物性最差的是外扇砂体。分析其原因主要是粗相带易受有机酸的影响，易形成酸性成岩环境，有利于溶解作用的进行；而细相带由于杂基含量高，不仅经受的压实作用强，而且由于水流不畅，粗相带的碳酸盐等溶解物也容易在此汇聚沉淀，堵塞粒间孔隙。
4.构造活动对成岩作用的影响
构造除了通过控制沉积作用而间接影响成岩作用外，不同规模的构造裂隙还通过控制地层流体运移较直接地影响成岩作用。
研究区目的层段沉积时期（沙四上亚段—沙三中亚段沉积时期）以强烈的基底沉陷为特征，伴随济阳运动Ⅰ幕发生，构造运动加剧，沉降幅度大，湖盆水位逐渐加深，盆地主断层均处于发育的高峰期；在沙三下亚段—沙三中亚段沉积时期，由于陈南大断层的活动及古近纪早期塑性地层上拱的共同作用，中央背斜带进一步向上拱张、断裂，导致研究区（东营凹陷的东部）断裂活动进一步加剧。
大规模的构造运动的发生不但促成了大量的浊积扇体的发育，而且还加速了该区成岩作用。
5.超压、高温以及烃类早期注入的影响
研究区大约在2550m以下的地层中广泛存在异常高压，超压对成岩作用的影响主要表现在两个方面：①超孔隙流体压力可以通过降低有效应力的方式来减缓甚至抑制压实作用的进行；②异常高压带为封闭或准封闭的温压和流体体系，随着烃类的生成和粘土矿物的大量脱水，酸性组分释放出来并溶于孔隙水中，降低了孔隙水的pH 值，导致各种可溶组分的溶解作用增强。
古地温对有机质演化、地下流体与岩石的相互作用有显著的制约作用。一方面温度决定了有机质生烃、排烃和有机酸大量生成的时间；另一方面温度升高可改变矿物的稳定性和孔隙水的化学性质，从而影响各种成岩矿物的形成和转化；因此，地温的高低对成岩演变速率具有控制作用。整个东辛地区地温梯度都较高，加速了有机质演化速率，降低了生、排烃门限，使有机酸和二氧化碳能及早地进入临近的砂体中，加速了砂岩中水－岩反应速度，有利于溶蚀作用的进行。再者，高温也有利于形成的油气进入储层，对成岩作用具有抑制作用。
孔隙流体流动是影响成岩作用的关键因素，胶结作用充填孔隙与溶解作用产生孔隙是一对相互对立又彼此关联的成岩作用类型，它们都需要孔隙水的参与，只有孔隙水流动带入或带出离子物质，这两种成岩作用才能持续进行。烃类的早期侵入使储层中孔隙水的流动受到抑制，甚至停止，阻碍了胶结物质的来源，从而使成岩作用减慢。研究发现，同一砂体含油部位中晚期方解石的胶结作用一般不发育，孔隙度高；而不含油部位胶结较发育，孔隙度低，甚至形成致密层。

一、成岩作用阶段
成岩作用(Diagenesis)一词，最先由VonGümbel(1868)引入文献，但开始并没有引起人们的注意。后来，Walther(1894)在他著名的《LithogenesissderGegenwart》一书中重提这一术语，并给予严格的定义，成岩作用才为人们所接受。按照Walther(1894)对成岩作用的定义为:“岩石(即沉积物)在其沉积以后在没有经受压力和火成热的情况下，所发生的一切物理和化学变化。”一般将Walther(1894)的定义视为成岩作用的经典定义。然而，百余年来，人们对成岩作用的理解很不一致，概括起来主要有两种观点。
1.广义的成岩作用概念与成岩阶段划分
一些研究者认为，成岩作用应该是广义的，该作用应包括自沉积以后至变质和风化之前，所发生的所有对沉积物特征的改造作用。将成岩作用划分为早期、中期和晚期成岩作用阶段。
2.狭义的成岩作用概念与成岩阶段划分
持该观点的研究者将成岩作用的概念限制于由沉积物为上覆沉积掩埋开始，至转变成固结的岩石之前所发生的变化。按照这一观点，沉积物沉积下来至沉积岩的变质和风化作用之前所发生的变化为“沉积期后变化”，而“沉积期后变化”则是由一系列相继发生的作用或过程组成，即由同生作用、成岩作用、后生作用和表生作用组成。
◎同生作用:指沉积物沉积下来以后，在与沉积介质还保持联系的情况下，沉积物表层与底层之间发生的一系列作用和反应。同生作用的深度下限一般不超过几十厘米。成岩作用是指松软的沉积物脱离沉积环境至固结成岩期间所发生的所有变化。一般情况下，沉积物被埋藏时，与底水隔离，沉积物的质点仅与孔隙水发生作用。此带的深度范围一般为1～100m。
◎成岩作用:指松软的沉积物脱离沉积环境至固结成岩期间所发生的所有变化。一般情况下，沉积物被埋藏时，与底水隔离，沉积物的质点仅与孔隙水发生作用。此带深度范围一般为1～100m，最深可达300m。持续的时间介于1万年～100万年之间。
◎后生作用:是沉积岩转变成变质岩之前所经受的一切作用。后生作用的深度下限可达10000m，持续的时间为104～108a。
◎表生作用:是指沉积岩被抬生至近地表，在潜水面以下的常温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水(包括上升水)的影响下而发生的变化。
显而易见，上述两种观点各有利弊，广义的概念简单明确，但过于笼统;狭义的概念阶段性清晰，但在实际研究中难以将各个作用截然分开。为了便于理解和应用，本书采用广义的成岩作用概念。
此外，在文献中尚经常提到自生作用和自生矿物。所谓自生作用是指特殊矿物的形成作用，在某种程度上是成岩作用的同义词(Pettijohn，1982)。自生矿物则是在成岩作用过程中新形成的矿物。
需要指出的是，成岩作用与热液作用、变质作用及其结果之间的界限是渐变的，很难做出严格的限定。同样，成岩作用、成壤作用、风化作用(包括地下水的活动)也同样难以限定。如果沉积物没有经过搬运，则初期的风化作用和成壤作用都可以视为成岩作用的一部分，但沉积岩出露地表或经受的晚期风化作用不在其内(Lewis，1984)。
二、沉积物在成岩过程中的变化
沉积物在成岩过程中发生的变化是多种多样的。沉积岩无论在结构和矿物学上，还是在物理性质和化学性质方面都与其相应的沉积物有很大差别。下边以砂岩为例说明这种变化的特点。
◎结构:矿物颗粒和晶体之间的结构关系是砂岩有别于沙的主要特征之一。原生的、可识别的结构被保存在非原生的物质之中。例如，砂岩中交代假象、幻影构造、孔隙充填、穿切、自形晶面和交织颗粒嵌晶等，显然这些结构在松散的沙中是不存在的。
◎矿物学:在矿物学上，砂岩中存在着许多成分较纯和易溶矿物。例如，石英和其他矿物的次生加大边中一般缺乏晶体、液体和气体包裹体;自生长石往往是极纯的钠长石和钾长石;在一些砂岩中，甚至可出现在成岩作用过程中形成的石膏和石盐等易溶矿物。这些现象在砂质沉积物中是缺乏的。
◎物理性质:由于受上覆沉积物荷载的影响，与沙质沉积物相比，砂岩的孔隙度和渗透率降低，而有效密度(BulkDensity)和地震速度都明显增加。
◎化学性质:主要表现在砂岩中的孔隙流体成分和自生矿物的同位素成分都与其砂岩沉积物沉积时的沉积环境不相同。例如，砂岩可以成为石油和天然气储层，即砂岩的孔隙度流体为石油和天然气，但砂质沉积物的孔隙流体却不可能为石油和天然气。
三、主要的成岩作用现象
沉积岩的主要成岩作用包括压实作用、胶结(沉淀)作用、溶解作用、蚀变作用、交代作用和重结晶作用。
1.压实作用
压实作用是指沉积物在上覆沉积的重荷压力作用下，发生水分排出，孔隙度降低和密度增加作用。按照压实作用机制，压实作用可分为机械压实作用和化学压实作用两种类型。
◎机械压实作用:主要表现为颗粒的重新排列、塑性变形和破裂。机械压实作用可改变沉积物中某些片状、针状和柱状颗粒的排列方向，使之垂直于压力方向排列。例如，页岩的页理及沿页理方向的易裂性，就是压力作用使片状矿物平行排列造成的。
◎化学压实作用:亦称压溶作用。压溶作用是指在压力点处矿物的选择性溶解。压溶作用即可以发生在未胶结的沉积物中，也可以发生在已胶结的沉积岩中。①在未胶结的沉积物中，沉积物可通过颗粒表面滑动，当颗粒的重新排列和某些颗粒的破碎而达到紧密堆积之后，颗粒之间达到点接触。这时，上覆压力就通过颗粒接触处来传递。随着上覆压力的加大，就会发生晶格错位和溶解作用。随着溶解作用的加强，颗粒之间就由点接触，发展到线状接触、缝合接触和凹凸接触。这类压溶作用主要发生在石英砂岩中。②发生在已胶结的沉积岩中的压溶作用主要形成缝合线和压溶线。缝合线和压溶线都垂直于最大应力轴发育。该应力既可以是上覆压力，也可以是构造压力。缝合线和压溶线易于发生在富含黏土的碳酸盐岩中。
2.胶结作用
胶结作用是指从孔隙溶液中沉淀出矿物质(即胶结物)，将松散的沉积物黏结成坚硬岩石的过程。基本上是化学和生物化学作用，是中粗粒陆源碎屑岩(如砾岩和砂岩)和粒屑内源岩的主要成岩作用现象。
根据胶结物与其生长底质的关系，可将胶结物划分为共轴生长(SyntaxialGrowth)和外延生长(EpitaxialGrowth)胶结物两种类型(Pettijohn，1982)。
◎共轴生长胶结物:是与生长底质(碎屑矿物)在成分上和光性上一致的胶结物，如石英和长石的次生加大边是典型的共轴生长胶结物。
◎外延生长胶结物:指底质(碎屑矿物)与新形成的自生矿物无论在光性，还是在成分上均为完全不同的胶结物，如方解石在石英和长石颗粒之间的沉淀，黏土矿物无论在石英颗粒表面的生长等(Pettijohn，1982)。外延生长胶结物的个体大小和数量，主要取决于封存的流体成分和底质提供成核场所的能力。
3.溶解作用
在成岩作用过程中，当满足一定的条件时，沉积物或沉积岩往往发生溶解作用。溶解作用亦可以分为两种类型，即一致溶解作用和不一致溶解作用。
◎一致溶解作用:是指在溶解过程中，固相部分均匀溶解，而未溶部分总是保持着新鲜面。例如，纯的NaCl、SiO2和CaCO3的溶解便是如此。
◎不一致溶解作用:是一种选择性溶解作用。在溶解作用过程中，由于仅矿物晶体的某些部分被淋滤到溶液中，因而剩余部分的成分通常与其原始固相成分不一致，例如高镁方解石的溶解。此外，在重结晶作用、交代作用和蚀变作用过程中，也往往伴随着不一致溶解作用。
在成岩作用过程中，无论一致溶解作用，还是不一致溶解作用都将产生新的孔隙，即次生孔隙。
4.交代作用
交代作用系指成岩作用过程中，沉积物(岩)中某种矿物被化学成分不同的另一种矿物取代的现象，如石灰岩的白云岩化、硅化等都属于交代作用的范畴。在砂岩中，石英颗粒往往被方解石交代。值得注意的是，在大部分砂岩中，当一种矿物为另一种矿物取代时，岩石的体积并未发生变化，并且在作用发生过程中，颗粒(和任何胶结物)相互接触，继续支撑着岩石而不发生垮塌。这就要求被交代矿物的溶解和交代矿物的沉淀，是在两相之间极薄的膜中进行的。膜的厚度一般在0.1mm以下，有时甚至仅数微米。溶解的物质通过溶液膜的搬运作用被带出，交代的物质由附近孔隙水中通过薄膜溶液进入并代替被溶解的物质而沉淀。
5.重结晶作用和矿物的多相转变
◎重结晶作用:指矿物组分以溶解－再沉淀方式，使得细小晶粒集合成粗大晶粒的过程。其主要特征是小晶体重新组合并结晶成大晶体。胶体脱水，并转变成结晶物质的现象，称为胶体陈化。胶体陈化也是一种重结晶作用。按照热力学第二定律，任何一种物质由一种相转化为另一种相都伴随着自由能的减小，因此重结晶后晶体总能量亦趋向于减少。例如，一群微细晶体重新结晶成一个大晶体后，其表面肯定小于微细晶体的比表面之和，其比表面能也同样小于微细晶体的比表面能之和，这就意味着，在重结晶后的化学体系中，出现了吉布斯自由能的减少。其他诸如燧石中微石英重结晶成粗粒石英，石灰岩中泥晶方解石重结晶为粗晶方解石等，都伴随着吉布斯自由能的减少。
◎矿物的多相转变:是一种较复杂的广义重结晶作用。一般情况下，当一种矿物转变成另一种更稳定的矿物时，只发生晶格的形状及大小的变化，而无化学成分的变化，但矿物的名称都发生了改变。在沉积岩中，文石的最终归宿总是方解石。这是由于在这一体系中，两个多相体的自由能不等，化学平衡时，不稳定的文石将转变成方解石。在常温常压条件下，文石转变成方解石后，自由能将发生减少，说明方解石是化学平衡后的稳定生成物。
在沉积岩中，非晶质二氧化硅转变成玉髓或石英，隐晶质的胶磷矿转变成显晶质的磷灰石，隐晶质高岭石转变成鳞片状或蠕虫状结晶高岭石等，都是常见的矿物多相转变现象。
6.蚀变作用
伴随着碎屑颗粒不一致溶解作用的进行，其残余的固相部分的成分将发生改变，从而形成另一种矿物。例如，长石的高岭石化、火山玻璃的去玻璃化作用等都属于成岩蚀变作用的范畴。
四、成岩作用的影响因素
成岩作用的影响因素包括外部因素和内在因素两个方面，前者包括水、pH、Eh、温度、压力、细菌活动和有机质等;后者主要有沉积物的成分与结构(何起祥，1978)。
1.水
水是最重要的成岩作用影响因素之一。现已证实，几乎所有的成岩作用现象都是在水的参与下完成的。
水可以从不同角度进行分类，如按盐度可分为淡水和盐水;按产状可分为地表水(包括海水、河水)和地下水;按成因可以分为雨水、同生水、成岩水或变质水等(何起祥，1978)。
沉积物在压实作用过程中排出孔隙水。在沉积时，砂质沉积物中含有40%体积的水，而泥质沉积物中则最高可含90%体积的水。由于这些沉积物在上覆沉积物重力的作用下孔隙的体积就要减少，而被封闭的水一定会排出(恩格尔哈特，1977)。排出水的数量大得惊人，Hitchon(1968)曾计算了加拿大西部盆地在成岩作用过程中排出水的数量。该盆地面积为1260772km2，充填了从中寒武世到新近纪的沉积岩，其平均厚度为1778m，体积为2242074km3，盆地中共含有11%的蒸发岩。碳酸盐岩由44%的白云岩和56%的石灰岩组成。整个盆地的平均孔隙度为12%，也就是说，目前在这些沉积层中存在的孔隙空间是265000km3，而且基本上由水充填。如果假设砂的原始孔隙度为40%，黏土是70%，石灰岩是70%的话，那么成岩作用过程中通过压实作用由盆地排出的水比目前仍然包含在沉积物中的孔隙水的量大十多倍，且稍大于目前盆地充填物的总量。
这些压实水在向上运动过程必然要穿过泥质沉积物层。由于黏土层的选择性过滤，即盐筛作用，一部分盐残留在渗滤层以下，使其盐度增高，进而导致化学物质的沉淀，这些化学物质就是常说的胶结物(何起祥，1978)。
大气孔隙水主要与盆地周围的古地理和构造隆起有关。大气水可以达到很高的孔隙流通量，并且经常与砂岩中的长石和碳酸盐矿物的溶解作用有关。
2.Eh和pH值
沉积物中的Eh和pH值变化较大。据斯拉霍夫研究，Eh值的最大值见于沉积表面以下25cm至几厘米，甚至几毫米的地方，即氧化带。再向下，Eh值逐渐减小为负值，转为还原环境。还原带上部几十厘米是细菌活动最强，也是Eh值最低的地段。在1～1.5m以下，Eh值又重新升高，趋近于零。Eh值的大小取决于两个因素，即有机物的含量和沉积物的粒度，与前者成反比，与后者成正比。
pH值的变化比较复杂。一般而言，在不含石灰质而富含有机质的淡水湖相中，pH值通常都小于7，有时为6或更低;在极少或没有碳酸盐的软泥中，pH值在7.7～8.2之间。海相碳酸盐软泥的pH值永久为碱性;大陆干旱带含碳酸盐软泥的半碱水湖中，pH值亦为弱碱性，而且明显地随着湖水的化学成分而变化。
3.温度
沉积物及岩石随着埋藏深度的加大，温度逐渐增加。温度与岩石反应的关系极为密切，例如次生加大石英的沉淀开始于40℃左右。
4.有机质和细菌作用
有机质和细菌作用也是影响成岩作用的主要因素。它们通过改造成岩环境的物理化学条件而直接影响成岩作用的进程和方向。
在成岩阶段，细菌的生命活动分解有机质，产生大量的CO2、H2S、NO、CH4、H2等。这一过程改变了介质的成分，也消耗了沉积物中的游离氧，于是介质由氧化性质转化为还原性质。变价元素Fe、Mn等的高价化合物转变为低价化合物(如黄铁矿)。当有碳酸盐存在时，由于CO2的作用，就能形成Ca、Mg、Fe和Mn的重碳酸盐，转入软泥水中。SiO2、磷酸盐、Al(OH)3以及有机质和胶体携带的Cu和稀有元素As、Cr、Ni、Co等也转入溶液，使得软泥水中的组成部分发生迁移。因此，软泥水中盐类的浓度较底水高得多，甚至可以达到饱和而析出，形成自生矿物或矿床。
5.沉积物的成分和结构
沉积物的成分和结构对成岩作用方式、强度和演化方向都有重要影响。例如，泥质沉积物在成岩过程中主要表现为压实和脱水，碎屑岩主要表现为压实和胶结，碳酸盐岩则主要表现为压溶(化学压溶作用)、重结晶和交代作用。即使在砂质沉积物中，碎屑颗粒不同，其成岩产物也不同。此外，沉积物的结构也是影响成岩作用的重要因素，如细粒石英砂岩中的石英胶结物的数量比粗粒石英砂岩中的多。

成岩环境决定了成岩作用的性质，奥陶系碳酸盐岩主要经历海水（底）成岩、埋藏成岩、大气淡水成岩三大环境。加里东期的“面”式升降和以后的构造运动导致三种成岩环境交叉进程，属于开放性非持续埋藏成岩体系。主要的成岩作用有脱水压实、新生矿物转化、自生矿物沉淀、重结晶、交代、溶解、充填、压实等。其中建造孔隙者是白云岩化和溶解，起封闭破坏孔隙者是沉淀充填。

（一）海水成岩环境

海水成岩环境与沉积环境密切相关，华北地台各海域或各时期沉积发展的差异，使沉积物具有正常海水和咸化海水两类不同的海底成岩环境，它直接影响成岩作用的性质和孔隙演化。

1.正常海水成岩环境

属于正常海水成岩环境。其开阔海相的灰泥沉积物，通过文石转化并压实脱水致密化成岩。浅滩相的颗粒，通过一二个世代马牙状、纤维状或晶粒状方解石沉淀胶结成岩。它们的原生粒间孔均逐渐消失。如果浅滩的顶部具有暴露机会，将受大气降水溶蚀形成粒内孔或发生混合水白云岩化进一步形成晶间孔。

2.咸化海水成岩环境

属于咸化海水成岩环境的蒸发潮坪和上潮坪极浅水环境里的沉积物，在准同生时期因“蒸发泵”作用，孔隙间的正常海水浓缩成咸盐水，随着石膏的晶出镁钙比值增高，灰泥被富镁咸水交代生成准同生白云岩。这些位于海退相序中的含膏云岩，在频繁的暴露中常接受大气淡水淋溶，石膏最先溶解生成铸模孔，随之准同生白云岩的微孔隙溶蚀扩大为晶间溶孔和球粒间溶孔，它与层间缝成岩干裂匹配，形成顺层分布的微缝-微孔隙型白云岩储层。当上覆继续沉积膏盐，该孔隙层被保护。鄂尔多斯东区马家沟组膏盐层之中和之下发现的天然气藏已证实了这些孔隙的存在。

（二）埋藏成岩环境

加里东运动中晚期，华北地块全面隆升，奥陶系非持续性埋藏。它在隆升之前处于浅埋藏环境；经过志留纪—早石炭世削蚀到晚石炭世—三叠纪沉降，埋深加大至3000m以下，属深埋藏环境。两个环境具有不同的成岩演化。

1.浅埋藏成岩环境

沉积物埋藏初期成岩环境与沉积环境仍具有内在联系：如下马家沟组上段和上马家沟组上段中上部的沉积物前期处于正常海水成岩环境，而埋藏后不久就分别受到上覆上马家沟组下段和峰峰组下段的咸海水向下渗透交代形成白云岩；秦祁过渡海域内侧的天池—环县—渭北地区桌子山组或马家沟组在本阶段也受到华北海咸海水侧向渗透影响发生咸水或混合水白云岩化。它们均生成了似层状或凸镜状粉细晶白云岩体，随着咸海水向下或向外侧渗透减弱，依次生成云岩—灰云岩—云灰岩—云（豹）斑灰岩。白云岩化交代作用向深部或远端逐渐消失。本套白云岩晶形好、晶粒大，具有菱形晶体支撑抗压好的骨架孔隙。其他层段，在此成岩环境中主要表现为压溶微缝合线、霉球状黄铁形化、颗粒灰岩类被第三世代胶结物填充以及亮甲山组普遍硅化。

2.中—深埋藏成岩环境

华北地块晚石炭世开始本区逐渐沉降，奥陶系又被埋藏。当埋深达到1500m以下，随温度压力升高，岩石中有机组分转化脱羧基释放CO₂形成酸性水，沿前期缝洞重新溶蚀大型压溶缝合线。上覆的石炭系—二叠系煤系进入成岩压实时期也不断排出酸性水，沿奥陶系风化壳或裂缝进入碳酸盐岩内，从而加剧了早期层间溶蚀和加里东期风化壳岩溶改造，导致缝洞岩溶的发育。随地化环境演化晚期变为偏碱性水，溶解被矿物沉淀替代，缝洞内析出危害孔隙的铁白云石含铁方解石及不溶黏土残余。塔里木地块继续沉降形成较深水—浅水环境，对奥陶系进一步溶蚀。

印支-燕山运动期间，华北和扬子地区古生界的成岩演化明显分异。鄂尔多斯盆地以沉降为主，早白垩世末，奥陶系埋藏于3300m以下。碳酸盐岩主要发生重卤水交代作用（重晶石、天青石、蒈石、硬石膏等）及斑块状黄铁矿化。在此深度范围，由于白云岩有较强的抗压性，仍能保持一定的孔隙，如果孔隙中充盈油气则更可抑制自生矿物沉淀。地台东区以回返上升剥蚀为主。

新生代各地块属负向构造单元内的奥陶系被埋藏于2500～6000m深处，成岩变化也主要是重卤水交代和黄铁矿化。本阶段仅沿深断裂带附近的溶蚀建设孔隙。

（三）大气淡水成岩环境与演化

古生界地表出露带的大气淡水成岩环境共有3期：成岩早期、加里东隆升期和燕山喜马拉雅期。它们是储层孔隙发育的重要时期。

1.成岩早期大气淡水环境

寒武纪—奥陶纪时期蒸发潮坪和颗粒滩浅水相区，尤其是前者的新固结沉积物，在海退过程中因间歇暴露而受到大气淡水频繁影响发生去膏化、去云化等层间溶解现象，形成团块状、针柱状、结核状膏模孔及白云岩晶间内与粒内溶孔，这就是前已述及的能形成溶蚀型的白云岩储层。

2.加里东隆升期大气淡水环境

加里东中晚期隆升，先后进入漫长的风化剥蚀阶段，在剥蚀面以下200m左右，尤其是0～100m深度范围的碳酸盐岩，受大气水侵蚀形成淡水渗溶带和潜溶带及喀斯特岩溶相。它的发育程度受岩性控制。石灰岩溶解速度快而形成大型溶蚀洞缝；白云岩有晶间孔与早期层间溶解为基础，溶解度高，所以大中小型溶蚀洞都发育。据岩心样品统计，白云岩孔隙度平均比石灰岩高2.5倍。地块西南缘克里摩里组、平凉组及背锅山组上部为泥质碳酸盐岩，富含黏土阻碍岩溶发展，难以形成溶蚀孔隙带，其受古构造和古地貌位置以及水流速度制约。例如鄂尔多斯地区本带地震反射T9 波组明显为振幅不连续的低速低阻层，侵蚀面下具有高差为30～100m起伏且洞缝连通的潜台和残丘，发育多孔白云岩、膏模孔白云岩及岩溶坍塌造成的角砾层，均为天然气勘探的目的层。此外，怀远期抬升，使亮甲山组或冶里组出露地表削蚀，其风化面之下亦具有侵蚀岩溶带，常见孤立分散的小型晶洞与溶孔。据研究，该侵蚀面之下发育的中细晶白云体因叠加多期次白云岩化，尤其是上覆马家沟组早期咸海水向下渗透白云岩化的次生加大与对晶间孔及溶蚀孔洞普遍充填，致使岩石结构致密化影响了它的储集性能。塔里木盆地塔北地区缺失多时代地层，奥陶系是大气淡水环境形成多类地表岩溶。

3.燕山-喜马拉雅期大气淡水环境

该构造期奥陶系除鄂尔多斯盆地保存较好外，地台的西南缘和吕梁及太行地区因大规模隆起至今裸露削蚀，而华北断块区的隆起与西起部位又经历亿年之久的地表出露改造。本期的侵蚀岩溶由于剧烈的构造活动使地形高低崎岖，加之中—新生代高等植物繁茂使生物成因的CO₂大量加入提高了大气水溶蚀能力，负向地形河与湖星罗棋布并向下切割，致使地表径流向碳酸盐岩基岩垂直和侧向渗透蚀刻，导致在自生岩溶基础上又叠合他生岩溶双重作用，故此具有空前的溶蚀强度和规模，根据260 余口钻井洞缝机遇率统计（表5-1）。岩溶相主要发育于侵蚀面下0～200m深度内，最发育的部位是0～50m，因其顶部土壤相很薄，故能形成孔—洞—缝贯通的网络系统和缝隙极发育的溶塌角砾层孔隙带。同时侵蚀岩溶作用和构造作用结合形成多种类型碳酸盐岩潜山储集体。根据冀中地区的研究，潜山顶部不仅具有孔隙发育的风化带，而且深部随地下潜水面的升降，发育多层水平溶蚀带和顺层溶蚀带，例如任丘潜山在风化面至原始油水界面之间仅喜马拉雅运动的孔店、沙三、沙四沉积时期就先后发育3个水平溶蚀带。古潜山是华北地区“新生古储”有可观产能的油气藏类型，如已开发的任丘等“新生古储”油藏。

表5-1 华北地区不同时期侵蚀面以下的奥陶系溶蚀缝洞机遇率统计

（据陈霞，1994）

在本期断裂破碎带附近，地表或地下淡水沿断裂系统下渗数千米，引发深部碳酸盐岩溶蚀，形成小型孔洞缝和角砾岩。本类岩溶在西—南缘显得颇为突出，例如，西缘天1井3938～3988m克里摩里组中上部的角砾藻灰岩，伊25井4200～4520m的桌子山组粉细晶白云岩，南缘耀参1井1122～1448m的平凉组石灰岩，还有淮北地区南11井4500m的马家沟组白云岩，均发育沿断裂带纵向延伸的深溶型孔洞缝和晶间溶孔，较好地改善了深埋藏碳酸盐岩的孔渗性。塔里木及扬子地区也出现上述相似的岩溶作用。

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金山区19438938136： 什么是沉积物成岩的原因 - ？
潭宣地塞： 地表沉积物主要来源于先成岩石风化作用和剥蚀作用的破坏产物,包括碎屑物质、溶解物质和新生物质;除此还包括生物遗体、生物碎屑以及火山作用的产物.这些物质在低洼地方沉积下来,总称为沉积物.各种沉积物最初都是松散的,经过漫长的时代,上覆沉积物越来越厚,下边沉积物越埋越深,经过固压、脱水、胶结等成岩作用,逐渐变成坚固、成层的岩石.是需要特定的条件和环境,其次就是时间的累积

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潭宣地塞： 经过搬运和沉积形成的沉积物在一定的条件下,由于压力、温度增高或溶液的影 响,发生胶结、压固、重结晶及交代作用等,使沉积物固结成为岩石的作用叫成岩作 用....

金山区19438938136： 地表的地质作用有哪些?如何形成的?影响因素有哪些?如题! - ？
潭宣地塞：[答案] 你想问的是外动力地质作用吧?外动力作用包扩风化作用、 剥蚀作用、搬用作用、沉积作用、成岩作用.一 风化作用:是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松...

金山区19438938136： 化石的形成条件是什么? - ？
潭宣地塞：[答案] 化石的形成和保存取决于以下条件: 1. 生物本身条件:具有硬体的生物保存为化石的可能性较大,如无脊椎动物中的各种贝壳,脊椎动物的骨骼等.因为硬体主要是由矿物质组成,抵御各种破坏作用的能力较强. 2. 生物遗体的保存条件:在高能的水...

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潭宣地塞： 成岩阶段是沉积岩在埋藏过程中,由埋深、地温、压力等因素的变化及其与地层水等流体共同作用,而形成的成岩演化期次.不同成岩期次中,发生的成岩变化、产生的成岩现象及影响次生孔隙发育的程度不同,藉此可以判断成岩演化程度与孔...

金山区19438938136： 简述碎屑沉积岩的形成过程 - ？
潭宣地塞： 沉积岩的形成过程 沉积岩的形成一般都经过风化、搬运、沉积、成岩四个过程. 1、风化阶段沉积物质的来源 地表或接近地表的岩石,由于温度变化、水、氧和生物等作用,在原地发生破坏崩解,逐步破碎成大大小小的碎屑物质,岩石中有的...

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潭宣地塞：[答案] 沉积岩的分类,主要是按照形成的条件,其次为组成粒子的大小、结构和成分.沉积岩可由三种不同的作用形成∶机械沉积作用(主要作用)、化学沉积作用及生物沉积作用. 岩石风化的产物或火山喷发的碎屑物经流水、风、海浪、冰川等外营力的侵...

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潭宣地塞： 沉积岩形成需经历风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩过程.

金山区19438938136： 三大类 岩石是怎样形成的 - ？
潭宣地塞： 1、喷出岩(火山岩):岩浆喷出地表后冷凝形成的. 2、浅成岩:岩浆沿地壳裂缝上升至距地表较浅处冷凝形成的. 3、成岩:岩浆侵入地壳深处(约距地表3公里)冷凝形成的. 依冷凝成岩时的地质环境的不同,将岩浆岩分为三种类型:1、...

金山区19438938136： 岩石的变化主要是由什么等引起的 - ？
潭宣地塞：[答案] 1、物理变化:包括温度和压力两大因素,其原因包括地质构造、流水、空气、冰川、风沙、海浪等等.地质构造导致岩石的破碎、固结、熔融、凝固、弯曲、抬升、沉降等等,流水导致岩石的侵蚀变形,空气的温度变化导致岩石的破裂、冻胀,冰川...