碳酸盐岩储层 层序地层格架中的成岩作用和孔隙演化【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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1　碳酸盐岩沉积体系的性质1

1.1 引言1

1.2　碳酸盐沉积物和沉积作用的基本特征1

1.2.1　概述1

1.2.2　碳酸盐沉积物的起源1

1.2.3　生物礁——独特的沉积环境3

1.2.4　碳酸盐沉积物的结构和组构受独特的生物控制4

1.2.5　碳酸盐岩颗粒组分5

1.2.6　碳酸盐岩分类6

1.2.7　碳酸盐产率及对沉积样式的影响6

1.2.8　碳酸盐岩台地类型和相模式12

1.3　小结15

2　层序地层在碳酸盐岩沉积体系中的应用17

2.1 引言17

2.2　层序地层学17

2.2.1 海平面升降、构造和沉积作用——基本可容纳空间模型17

2.2.2　地层旋回的级次21

2.2.3　碳酸盐岩层序地层模式介绍21

2.2.4　缓坡型层序地层模式22

2.2.5　镶边陆棚层序地层模式24

2.2.6　陡坡边缘层序地层模式25

2.2.7　孤立台地层序地层模式26

2.2.8　碳酸盐岩台地高频旋回——碳酸盐岩准层序28

2.3　暴露期层序边界碳酸盐沉积物和岩石高化学活动性28

2.3.1　碳酸盐矿物及其相对稳定性28

2.3.2　现今和古代控制碳酸盐沉积物矿物相的因素29

2.3.3 古代石灰岩矿物组——早期渐进的矿物稳定和孔隙演化31

2.4　小结31

3　碳酸盐岩孔隙的实质和分类32

3.1 引言32

3.2　碳酸盐岩孔隙的分类33

3.2.1　概述33

3.2.2　Choquette和Pray的孔隙分类34

3.2.3　Lucia的岩石组构——岩石物理法碳酸盐岩孔隙分类37

3.3　现代碳酸盐沉积物中原生孔隙的实质42

3.3.1　粒间孔42

3.3.2　粒内孔42

3.3.3　含灰泥沉积物的沉积孔隙43

3.3.4　格架孔和窗格孔44

3.4　次生孔隙46

3.4.1　概述46

3.4.2　溶解作用和次生孔隙的形成46

3.4.3　白云化作用和次生孔隙的形成48

3.4.4　角砾岩化和次生孔隙的形成51

3.4.5　裂隙作用与次生孔隙的形成52

3.5　小结52

4　孔隙改造的成岩环境和识别手段54

4.1 引言54

4.2　孔隙改造的成岩环境54

4.2.1　概述54

4.2.2　海水成岩环境54

4.2.3　大气淡水成岩环境55

4.2.4　埋藏成岩环境56

4.3　地质记录中孔隙改造的成岩环境的识别手段56

4.3.1　概述56

4.3.2　岩石组构——胶结物形态57

4.3.3　岩石组构——胶结物分布样式60

4.3.4　岩石组构——颗粒—胶结物与压实作用之间的关系62

4.3.5　方解石胶结物和白云石的微量元素地球化学特征63

4.3.6　稳定同位素68

4.3.7　锶同位素73

4.3.8　流体包裹体77

4.4　小结78

5　正常海水成岩环境80

5.1　引言80

5.2 正常浅海成岩环境81

5.2.1　非生物浅海碳酸盐胶结作用81

5.2.2　古代浅海非生物胶结物的识别83

5.2.3　生物参与的海水碳酸盐胶结作用和成岩作用86

5.2.4　潮间带成岩作用背景87

5.2.5　现代浅海海底硬地89

5.2.6　古代海底硬地的识别和意义90

5.2.7　现代生物礁环境的成岩作用背景91

5.2.8　地质记录中与生物礁相关的海水成岩作用的识别93

5.2.9　美国新墨西哥州和得克萨斯州西部二叠纪Capitan组礁复合体的早期海水岩化作用96

5.2.10　墨西哥湾黄金巷和得克萨斯州南部的Stuart City地区与礁有关的早中白垩世陆棚边缘地层序列的孔隙演化97

5.2.11 中泥盆世礁复合体的孔隙演化：西加拿大沉积盆地的Leduc、Rainbow、“Presquile”和Swan Hills礁体105

5.3　斜坡到深海成岩环境110

5.3.1　斜坡到深海成岩环境成岩作用概述110

5.3.2　与缓坡到斜坡灰泥丘有关的碳酸盐岩成岩作用110

5.3.3 与海底热液和冷烃火山口毗邻的灰泥丘的成岩作用114

5.3.4 陡坡陆棚边缘碳酸盐岩成岩作用：太平洋Enewetak环礁的研究说明溶解作用、胶结作用和白云化作用是受地热对流驱动的117

5.3.5 陡坡陆棚边缘碳酸盐岩成岩作用：巴哈马台地由地热对流或地形驱动的水流引起的海水白云化122

5.4　小结126

6　蒸发海水成岩环境127

6.1　引言127

6.2　蒸发海水成岩环境成岩作用概述127

6.3　边缘海萨布哈成岩环境130

6.3.1　现代边缘海萨布哈130

6.3.2　古代边缘海萨布哈的成岩作用样式133

6.3.3　美国Williston盆地奥陶系Red River组边缘海萨布哈储层135

6.3.4　美国Williston盆地密西西比系Mission Canyon组边缘海萨布哈储层139

6.3.5 美国得克萨斯州西部奥陶系Ellenburger组边缘海萨布哈白云岩储层140

6.3.6　古代边缘海萨布哈白云石的识别标志142

6.4　边缘海蒸发潟湖和盐湖渗透回流白云化作用145

6.4.1　边缘海蒸发潟湖成岩环境145

6.4.2　美国西得克萨斯州上二叠统Guadalupian组：古代边缘海蒸发潟湖复合体148

6.4.3　美国西得克萨斯South Cowden油田二叠纪白云化储层：陆棚潟湖的渗透回流白云化150

6.4.4　美国东得克萨斯州上侏罗统Smackover组台地白云化作用：渗透回流白云化事件155

6.4.5 古代渗透回流白云岩的识别标志158

6.4.6 区域性蒸发盆地及海岸盐碱滩的背景和成岩环境160

6.4.7 麦克劳德盐湖盆地161

6.4.8 加拿大Elk Point盆地163

6.4.9 美国密歇根盆地165

6.4.10 中东侏罗纪Hith蒸发岩和Arab组165

6.5 小结168

7 大气淡水成岩环境及成岩作用169

7.1 引言169

7.2 地球化学和矿物学特征169

7.2.1 孔隙中的大气淡水流体和沉淀物的地球化学特征169

7.2.2 大气淡水及从中沉淀的碳酸盐矿物的同位素组分171

7.2.3 大气淡水成岩环境下受矿物相驱动的成岩作用174

7.2.4 大气淡水成岩环境中CaCO3—H2O—CO2体系的动力特征对颗粒稳定化和孔隙演化的影响174

7.2.5 气候的影响177

7.2.6 大气淡水成岩环境的水文地质背景177

7.3 大气淡水渗流带成岩环境180

7.3.1 概述180

7.3.2 上部渗流土壤带或钙质结壳带180

7.3.3 下部大气淡水渗流带182

7.3.4 大气淡水渗流带成岩环境中孔隙的发育182

7.4 大气淡水潜流带成岩环境182

7.4.1 概述182

7.4.2 不成熟水文地质相：在不成熟矿物相沉积物中发育的孤立台地和与陆相连的漂浮大气淡水透镜体182

7.4.3 百慕大具长期性漂浮大气淡水透镜体岛屿的案例研究184

7.4.4 墨西哥Quintana Roo地区滨海平原的大气淡水成岩作用187

7.4.5 美国北路易斯安那州Oaks油田侏罗纪高水位期进积海岸线附近的大气淡水成岩作用188

7.4.6 成熟水文地质相：海平面低水位期发育的区域大气淡水体系192

7.4.7 成熟的水文地质体系：海平面低水位期在大巴哈马滩孤立碳酸盐岩台地上发育的区域大气淡水体系192

7.4.8 成熟的水文地质体系：海平面低水位期在与陆相连的碳酸盐岩陆棚上发育的区域重力驱动的大气淡水体系195

7.4.9 区域大气淡水含水层环境中孔隙的发育和预测198

7.4.10 区域大气淡水含水层体系的地球化学趋势特征198

7.4.11 美国新墨西哥西南部密西西比系颗粒灰岩：区域大气淡水含水层体系中孔隙被破坏的典型案例200

7.5 喀斯特作用、产物及与其相关的孔隙204

7.5.1 概述204

7.5.2 在成岩作用成熟的喀斯特体系中的溶解作用、胶结作用和孔隙演化205

7.5.3 美国西得克萨斯州Yates油田：与不整合面相关的喀斯特储层复合体的典型案例207

7.6 与大气淡水及混合水有关的白云化作用214

7.6.1 概述214

7.6.2 大气淡水—海水混合或Dorag白云化模式214

7.6.3 混合水白云化模式有效性的讨论215

7.6.4 现代大气淡水—海水混合区的白云化作用216

7.6.5 更新世到中新世大气淡水—海水混合带的白云化作用217

7.6.6 美国伊利诺伊盆地密西西比纪North Bridgeport油田：混合水白云岩储层219

7.6.7 混合水白云化面临的挑战223

7.7 小结224

8 层序格架和气候格架中碳酸盐岩储层早期成岩作用和孔隙改造总结226

8.1 引言226

8.2 三级海平面低水位期储层的成岩作用和孔隙演化226

8.2.1 概述226

8.2.2 海平面低水位期碳酸盐岩缓坡的成岩作用—孔隙模式227

8.2.3 海平面低水位期陡坡镶边碳酸盐岩陆棚的成岩作用—孔隙模式229

8.2.4 海平面低水位期镶边孤立碳酸盐岩台地的成岩作用—孔隙模式231

8.3 三级海平面上升期储层的成岩作用和孔隙演化232

8.3.1 概述232

8.3.2 海平面上升期缓坡的成岩作用—孔隙模式232

8.3.3 海平面上升期镶边陆棚的成岩作用—孔隙模式234

8.3.4 海平面上升期镶边孤立碳酸盐岩台地的成岩作用—孔隙模式236

8.4 三级海平面高水位期储层成岩作用和孔隙演化237

8.4.1 概述237

8.4.2 海平面高水位期缓坡的成岩作用—孔隙模式237

8.4.3 海平面高水位期镶边陆棚的成岩作用—孔隙模式239

8.4.4 海平面高水位期孤立碳酸盐岩台地的成岩作用—孔隙模式240

8.5 准层序级别的成岩作用和孔隙改造241

8.5.1 概述241

8.5.2 三级层序中与准层序叠置模式有关的成岩作用242

8.6 超层序（二级）级别的成岩作用和孔隙改造：层序叠置样式243

8.6.1 概述243

8.6.2 进积层序组及其成岩作用244

8.6.3 加积层序组及其成岩作用245

8.6.4 退积层序组及其成岩作用245

8.7 一级层序级别的成岩作用和孔隙改造：冰期和间冰期246

8.7.1 概述246

8.7.2 碳酸盐矿物相长周期的变化：对成岩作用和孔隙演化的影响246

8.7.3 长周期气候旋回（冰期和间冰期）影响下的沉积层序格架及其成岩作用—孔隙演化248

8.8 典型案例介绍249

8.8.1 概述249

8.8.2 美国西南部Andrews地区二叠盆地中央台盆区晚古生代陆棚石灰岩孔隙演化的控制因素：冰期地表暴露对孔隙发育的影响250

8.8.3 非洲安哥拉滨外Albian组缓坡层序中地层对孔隙发育的控制：间冰期硅质碎屑岩—碳酸盐岩蒸发岩混积陆棚背景下的孔隙演化255

8.9 小结263

9 埋藏成岩环境265

9.1 引言265

9.2 埋藏背景265

9.2.1 概述265

9.2.2 压力266

9.2.3 温度267

9.2.4 深埋孔隙流体268

9.2.5 构造和盆地水文地质269

9.3 被动大陆边缘埋藏成岩域271

9.3.1 概述271

9.3.2 机械压实—脱水作用271

9.3.3 化学压实作用273

9.3.4 影响化学压实作用效率的因素275

9.3.5 被动大陆边缘背景下的埋藏胶结物279

9.3.6 埋藏胶结物的岩相特征279

9.3.7 埋藏胶结物的地球化学特征281

9.3.8 晚期埋藏胶结作用对储层孔隙的影响282

9.3.9 被动大陆边缘背景下的埋藏溶解作用283

9.3.10 北海Ekofisk油田白垩储层中孔隙保存的典型实例284

9.4 碰撞或活动大陆边缘埋藏成岩域288

9.4.1 概述288

9.4.2 美国阿巴拉契亚南部下奥陶统上Knox群白云岩289

9.4.3 西加拿大沉积盆地泥盆纪碳酸盐岩的白云化作用293

9.5 构造后埋藏成岩域298

9.5.1 概述298

9.5.2 美国中部大陆密西西比系Madison群含水层299

9.5.3 美国二叠盆地古生代碳酸盐岩构造后含水层体系302

9.6 孔隙度随深度变化预测304

9.7 小结308

10 从沉积物到储层孔隙演化的典型案例310

10.1 概述310

10.2 美国怀俄明州Wind River盆地Madden油田密西西比系Madison组310

10.2.1 概述310

10.2.2 地质背景概述310

10.2.3 地层和沉积背景311

10.2.4 Madden地区露头区和覆盖区储层对比315

10.2.5 Madison组的埋藏历史317

10.2.6 Madison组储层和露头白云岩储层的孔隙度—渗透率319

10.2.7 Wind River盆地Madison组的成岩史319

10.2.8 从怀俄明州Madden油田Madison组的研究中得到的启示322

10.3 美国海湾沿岸中部上侏罗统Smackover组及相关的组：成熟的含油气区323

10.3.1 概述323

10.3.2 地质背景概述323

10.3.3 晚侏罗世的层序地层和沉积格架325

10.3.4 与沉积层序和海平面相关的早期成岩作用和孔隙改造333

10.3.5 墨西哥湾中部牛津期储层的埋藏成岩作用和孔隙演化334

10.3.6 墨西哥湾中部上侏罗统勘探和生产的制约因素及策略336

10.3.7 从墨西哥湾中部Smackover组的研究中得到的启示338

10.4 菲律宾巴拉望岛滨外古近新近纪Malampaya和Camago碳酸盐岩建隆：三维储层建模338

10.4.1 概述338

10.4.2 地质背景概述339

10.4.3 岩相和沉积模式339

10.4.4 成岩历史341

10.4.5 作为储层模型参数的储集岩类型343

10.4.6 三维储层建模344

10.4.7 从古近—新近纪Malampaya和Camago碳酸盐岩建隆的三维储层建模研究中得到的启示348

结语349

参考文献353