白云巖的成因文獻綜述報告

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1、成都理工大學學生畢業(yè)設計（論文）文獻綜述報告學生姓名：孫春花學號：0專業(yè)名稱：地球化學文獻綜述題目：白云巖的成因相關問題引用文獻：中文4篇；英文19篇；其它語種0篇其中期刊：21種；專著0本；其它：0種引用文獻時間跨度：1960年～2006年指導教師審閱簽名：綜述報告正文：世界上有大約三分之一的油氣資源賦存在碳酸鹽巖中,其中又有一半在白云巖中。白云巖占地殼沉積巖體積的20%,是碳酸鹽巖地層中最主要的油氣儲滲體,近年來,中國在海相碳酸鹽巖中的油氣勘探不斷取得突破,特別是在白云巖儲層中發(fā)現(xiàn)了若干大型(油)氣田,如塔里木盆地和田河氣田、鄂爾多斯盆地蘇里格氣田、四川盆地普光超大型氣田等,另

2、外,塔里木盆地輪南--塔河大油田中也有部分儲層為白云巖。就世界范圍看,高達50%的碳酸鹽巖儲層是白云巖,北美碳酸鹽巖中的油氣80%以上儲存在白云巖中,在前蘇聯(lián)、歐洲西北部和南部、非洲南部和西部、中東及遠東地區(qū),也發(fā)現(xiàn)了大量白云巖油氣儲層。對它的研究有著非常重要的意義。據所閱文獻可知白云石廣泛分布于地殼當中，按照成因階段和機理可分為原生白云石、同生白云石、成巖白云石和后生白云石4類。按主要成因模式分為蒸發(fā)作用模式、滲流--回流模式、混合白云石化模式、埋藏白云石化模式及海水白云石化模式;現(xiàn)今自然條件下幾乎不能形成白云巖，“古代白云巖到底是如何形成的”成了白云巖研究中的根本問題。1791

3、年，法國博物學家DeodaldeDolomieu首次對白云石這種礦物進行了描述。20世紀60年代，基于對波斯灣、巴哈馬等地白云巖的研究，提出了蒸發(fā)白云石化模式和鹵水回流滲透白云石化模式;70年代發(fā)展了毛細管蒸發(fā)濃縮模式，并總結了薩布哈準同生白云巖化模式，形成了混合水白云石化理論;80年代人們對海水模式和埋藏白云石化有了一定的認識;90年代的主要研究成果是對熱液白云石化進行了總結，以及對埋藏白云石化有了進一步的認識。與白云巖成因的幾個相關問題如下：一、盡管白云巖原生沉淀與次生交代成因分歧依舊,但越來越多的證據表明白云巖的形成以次生交代為主。主要依據是:①在實驗室常溫常壓下很難合成白云

4、石,只有在較高溫壓條件下才能合成白云石;②時代越老的地層中白云巖越多,而新生界中白云巖很少,可能與交代作用的時間有關;③白云巖并不總是與其他巖層平行產出,常常顯示出與縫合線及斷裂等提供的后期流體作用相關;④白云石常呈斑狀發(fā)育于灰?guī)r中,可見霧心亮邊及其他交代殘余結構。二、白云巖形成的制約條件從熱力學和動力學分析可知白云石難以直接沉淀的原因是受結晶動力學條件制約,而非熱力學因素：由Ca2++Mg2++2CO32-=CaMg(CO3)2得平衡常數K為反應物和生成物的活度積之比,即K=a(Ca2+)a(Mg2+)×2a(CO32-)/a(CaMg(CO3)2)。Hsü估計K約為10-17,

5、而Hardie基于對現(xiàn)代亞穩(wěn)態(tài)白云巖的研究,得到K值約為10-16.5。將海水的Ca2+、Mg2+和CO32-的活度代入式(2),又已知固相白云石CaMg(CO3)2的活度為1個單位,得到K值為10-15.01,比白云石的理論K值高出1～2個數量級,反應(1)應該向右進行,產生白云石沉淀,即現(xiàn)代海水對白云巖是過飽和的,應該有白云石形成。然而卻幾乎見不到白云巖在海水中直接沉淀,推測白云石形成的速率受到了限制,即化學反應動力學因素限制了白云巖的形成。Lipp2mann的研究表明,海水對白云巖可在長時期內保持過飽和而不使其沉淀,認為這反映了Mg2+對水的相對靜電引力比Ca2+約大20%,

6、而比CO32-大更多。因此,盡管理論上海水是過飽和的,而實際上CO32-卻不能突破水合殼層(hydrationshell)與Mg2+結合,Mg2+不參與進一步反應,所以現(xiàn)代海水中主要沉積的是文石。超鹽度水中Mg2+濃度更高,其水合殼層更易被突破,但Ca、Mg仍難以進入單分子層而形成理想的或化學計量的白云石,這就是大多數全新統(tǒng)超鹽度環(huán)境中的沉積物是以高度無序的鈣白云巖為主的原因。大量的實驗表明,白云巖的形成不是受熱力學條件控制,而是受動力學條件制約,如海水性質及其中Ca2+、Mg2+離子濃度、成巖時間。三、影響白云巖形成的另一個重要因素就是Mg2+。控制次生交代強度和規(guī)模的關鍵是富M

7、g流體的來源及其量的大小。白云石如果能夠直接從海水中沉淀,Mg的來源是不成問題的,因為海水中有足夠的Mg。以前認為泥質巖中黏土礦物的轉化是Mg的主要來源,如蒙脫石的伊利石化可向地層水中釋放Mg2+,并使毗鄰的臺地碳酸鹽巖發(fā)生白云巖化。但因為流體的量很小,所以這類白云巖化規(guī)模極小,僅有少量白云石膠結物形成,且頁巖中綠泥石的形成還要消耗Mg,因此由泥質巖成巖演化而釋放的Mg是極為有限的。對世界不同地區(qū)白云巖的研究發(fā)現(xiàn),富Mg流體的來源是多種多樣的,有的來源于正常海水或海相