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显微镜下碳酸盐岩组构的恢复方法

发布人:shpuda发布时间:2014/4/17

    原始沉积组构与其它组构


    原始组构是指未经改造的组分与结构构造。原始组构大多数经历了复杂的演化历史,许多原始沉积物和早期组构在演化过程中受到破坏。在阴极发光偏光显微镜下对碳酸盐岩组构恢复的主要内容如下。


    1.颗粒结构


    白云石、方解石等矿物对颗粒的交代作用极为强烈,在碳酸盐岩中极为普遍。一些原始的沉积组构由颗粒堆积并组成岩石的格架,但通常在实验室实验中发现这些原有的组构都消失了。这种现象最易发生在白云岩化作用强的岩石中,交代作用、重结晶作用等成岩事件同样可造成这一结果。在沉积初期与未经强烈改造的岩石中,原有的颗粒是显而易见的,当经历了强烈的白云化后,颗粒在随云化中发生分解,使原来存在于沉积物中的颗粒随白云岩化作用的进行而消失,这种作用对云化前后相同组分的改造极为明显。原组分接受同成分的改造,这在成岩过程中是一种极为普遍现象,这种新生变形作用的例子很多。从那尔多斯盆地石炭系与湖北蒲析第三系碳酸盐岩中重显生物说明了这一特点。

 

    石炭系泥晶灰岩中以往很少见到有海绵骨针的存在,在阴极发光偏光显微镜下复原的海绵骨针在镇川铺一带显得极为丰富,可见有单射的、三射的,亦可见四射海绵骨针。在颖粒中鳍粒易于云化,云化鲡粒中白云石可以切穿层圈并将颗粒全部消除,这也是一种颖粒结构消失的方式。往往洁净的顺粒再生长没有留下被鉴别的痕迹,鉴定同样会产生困难,最好的方法是观察原生组分与次生组分的关系再结合其它资料综合分析。


    恢复颗粒的内部结构可以绷粒内部结构变化说明之。一颗在偏光显微镜下鉴定为放射状的鱿粒,在阴极发光显微镜下变为同心鲡粒,这不仅表明结构的变化,可能还意味着对环境认识的改变。不同环境下形成的鱿粒可以在成岩阶段受到改造使原有的幼粒层圈消除或改变。受水溶液对绍粒的溶蚀或新组分的取代,无论作用是由外部向内部进行或是内部向外部进行,新生组分的排布可能变异亦可趋同。变异了的组分形成新的圈层构成原始圈层的形态假象,使之对环境的判别产生误差。在阴极发光偏光显微镜下显示的同心层为形成初期之原始结构,它代表了当初高能带的生成环境,放射圈层表明为成岩期重结晶的现象。顺粒的内部结构变异不仅在绍粒中如此,还会发生在诸如核形石、藻灰结核与生物的内部结构中。


    2.构造特征


    构造的阴极发光恢复包括沉积构造(如微波痕、微细层理、冲刷痕迹和填除构造)、岩石的擦痕、示底构造及生物遗迹等。成岩构造有收缩缝、缝合线压实碎裂及愈合构造。应力作用形成的有张裂隙、剪裂缝、压性结构面、角砾构造、裂隙和充填序次,还有应力矿物、晶格错位、双晶及错断等。


    破裂愈合的研究对储层研究极有意义。一地区岩层中裂隙被愈合了,另一地区可能未被愈合形成良好储层。所谓破裂愈合系指岩石或颗粒受到作用力发生破裂又被胶结或充填,并经重结晶等作用将原有的缝隙弥合的现象。


    那尔多斯奥陶系石灰岩由于重结晶作用,使溶蚀现象已不明显,角砾状的白云岩角砾界线消失。在阴极发光偏光显微镜下,于石灰岩中可见到清楚的有方向性的溶蚀沟。在暗棕红色的白云岩中,有近于不发无的角砾显现。


    3.成岩作用现象识别


    无论是淡水碳酸盐、深海碳酸盐、浅水碳酸盐还是蒸发碳酸盐,都易于在固结前后发生文代作用、重结晶等成岩事件。碳酸盐交代可将外来物质引人到岩石中,其变化还包含原存在物质的重新排列组合—即成岩分异过程。溶蚀作用、沉积新生作用、微晶化作用、压实(溶)作用、交代作用以及去白云化作用等都会使原组分部分或全部变异。


    在对交代作用的研究中有一个谁交代谁或何种物质被交代了的问题,这在通常要准确识别较为困难。交代实际上是矿物或组分间成分取代的成岩现象,大量的交代是由石灰岩中方解石被交代形成白云(岩)石。白云石与方解石的发光通常是清楚的,白云石可以晕橙黄、桔红,而方解石多见橙红、红色。交代残余组分是交代或被交代的依据,如方解石中只要残存有极微量的白云石,即使只有0.1μm大小也能在阴极发光偏光显微镜下体现。

 

    当岩样中方解石发橙红色光,其中分布有发桔黄或桔红色光的白云石,而白云石晶粒中没有方解石分布,此时可以判别为白云石交代方解石,方解石为被交代产物。白云石菱面体被方解石交代即称为去白云岩化作用,这一作用需要具有高Ca/Mg比的溶液,快速的流动以及在50℃以下的温度条件,它限定了去白云岩化作用只能在接近地表的条件下才能发生。只有枯红或桔黄色自形白云石晶粒中分布有橙红色方解石,且无论其发光的明暗程度如何,都应是方解石交代白云石—即去白云岩化作用。此外,其它交代作用还很多,如黄铁矿化、磷酸盐化等。

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