14其他沉积岩及矿产

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1、沉积岩石学Sedimentarypetrology课程负责人：杨友运２００６年１０月第十四章其他沉积岩及矿产第一节蒸发岩第二节硅岩第三节铁、锰、铝、磷、铜沉积岩第四节煤及其形成演化第五节油页岩第一节蒸发岩海盆或湖盆水体遭受蒸发，其盐分逐渐浓缩以至发生沉淀，这样形成的化学成因的岩石称为“蒸发岩”。它包括氯化物岩、碘酸盐岩、硫酸盐岩、碳酸盐岩和硼酸盐岩等。它们的主要组分都是盐类矿物，所以又称为“盐岩”，其中以氯化物岩和硫酸盐岩分布较广。第一节蒸发岩一、蒸发矿物及其形成1．蒸发矿物蒸发岩的主要矿物成分是

2、钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐，其中尤以石膏(CaS04·2H2O)、硬石膏(CaSO4)和石盐(NaCl)最重要。粘土是蒸发岩中的常见的混人物，含量多时，可使蒸发岩逐渐过渡为盐质粘土岩或盐质泥灰岩。混入的碎屑物质常见的有绿泥石、云母、长石、石英和副矿物等，有时还有稀有元素矿物以及有机物等混入物。此外，某些混入物还可以使蒸发岩呈各种鲜艳的颜色，如石盐受放射性元素的影响呈蓝色，含赤铁矿混入物的钾盐呈橙黄色或肉红色。第一节蒸发岩2．蒸发岩矿物的形成绝大部分蒸发岩类矿物可以用蒸发浓缩海水的方法得

3、到。归纳起来岩类沉积作用的方式有两种：一种为含盐度较高的溶液或卤水的直接蒸发作用另一种发生在早先形成的沉积物中，在其孔隙中的卤水由蒸发作用产生结晶活动。第一节蒸发岩二、蒸发岩的结构和构造由于盐类矿物易于溶解和沉淀，使得原始沉积物的结构、构造在成岩—后生作用中发生了很大的改变，特别是地层中的蒸发岩原始的矿物特征和结构特征几乎完全消失了，常常见到的是一些次生结构，主要有斑状变晶结构、粒状变晶结构、纤维状结构、柱状结构、放射状结构，其次还有经过机械搬运的碎屑结构、应力作用而成的矿物塑性变形等。第一节蒸发

4、岩三、蒸发岩主要的岩石类型蒸发岩常常是有用的矿产，一般是根据主要矿物命名，如石膏岩、石盐岩；有时则用有价值的矿物命名，如钾镁质盐岩中含量多的矿物是石盐，钾镁盐类矿物含量较少。蒸发岩主要可分为以下三大类。1．石膏和硬石膏岩2．石岩盐或岩盐3．钾镁质岩盐第一节蒸发岩四、蒸发岩的成因环境及演化蒸发作用发生在长期干旱少雨的地带，水分的蒸发要大于水分的补给，根据这样一个原则，人们最早把蒸发岩的沉积地区划归为大陆盐湖、滨海泻湖等环境。奥克西努斯(Ochsenius，1877)研究了泻湖沉积特征，提出了“砂坝理

5、论”(沙洲说)，这是一种直接的蒸发作用。他认为强烈的蒸发作用可以使泻湖中的卤水达到任意的浓度，而泻湖与广海之间的半封闭式通道可以使广海的海水与泻湖中的卤水时通时隔。另外金氏(King，1947)在研究了二叠纪卡斯蒂尔组厚层石膏沉积后，在砂坝理论的基础上提出了“回流说”。许靖华提出了“干化盆地说”第一节蒸发岩五、蒸发岩的分布规律及其与油气关系1．含油、盐岩系分布规律蒸发岩尤其是盐岩与油气层的分布规律，对研究含油与含盐岩系的成因及指导油盐勘探有重要的经济意义。根据统计资料，在油、盐共生的盆地中，有46

6、%的盆地的油气层产于盐系地层之下，41%的盆地的油气层产于盐系地层之上，13%的盆地的油气层产于盐系地层之间。这表明油气产于盐系地层的下部或上部是主要的。第一节蒸发岩2．蒸发岩与油气的关系(1)蒸发岩与油气生成蒸发岩的排烃作用可能与下述因素有关：1)压实作用使石膏转变为硬石膏时排出大量的水，这可能是烃类从潜在油源岩运移，至储集层的主要驱动力；2)当地温处于150～180℃范围时，硬石膏发生转化流动，可促使烃从硫酸盐岩中运移出来。(2)蒸发岩对油气运移的影响在盐盆地中，随着卤水的浓缩，卤水相对密度逐

7、渐增大。当相对密度大的卤水下沉并渗入沉积物中时，将排出烃并促使其运移进入孔隙层中。位于孔隙层之上的蒸发盐岩盖层则控制着油气的二次运移，使其只能作侧向运移。只有当盐层发生断裂或溶解时，才能发生垂直运移。第一节蒸发岩(3)蒸发岩对油气储集层的封隔及储集性的影响盐岩与石膏岩是油气的良好封隔层已为大家所熟知，此外，蒸发岩对油气储集层的储集性能也有一定的影响，主要表现在以下两个方面：1)与储集层伴生的蒸发岩，遭受溶解后可以胶结物形式再充填沉淀于储集层孔隙之中或交代碳酸盐，从而降低储集层的孔隙性；2)充填储集

8、层中原生孔隙或交代基质的石膏，若被后期孔隙水所溶解，将产生板状及条状等形态的铸模孔隙，从而有助于储集层储集性能的改善。(4)蒸发岩对油气圈闭的影响蒸发岩具有极强的塑性，当沉积厚度较大和承受了巨大的不均衡压力时，就要发生塑性流动。所以，在蒸发岩沉积厚度大的地区，由于差异性压实，岩石可以发生塑性向上流动，改变上覆岩层的产状，从而形成各种类型的构造圈闭第二节硅岩硅岩是由70%～90%自生硅质矿物所组成的沉积岩，但不包括富含二氧化硅他生成因的岩石，如石英砂岩和沉积石英岩。关于该类岩石的形成