白云岩化模式.ppt

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1、白云岩成因模式2021/8/30目录1基本概念及原理1.1白云岩问题1.2白云岩形成原理1.3白云岩形成有利条件1.4白云化模式分类2白云化模式分述2.1微生物白云化模式2.2萨勃哈白云化模式2.3回流渗透白云化模式2.4混合白云化模式2.5中-深埋藏白云化模式2.6热液白云化模式1.1白云岩问题在近地表常温、常压条件下通过化学合成的白云石在X射线衍射中缺乏超结构反射，而在沉积岩中近地表温度和压力条件下却广泛分布着具超结构反射的白云岩。总体来说越古老的地层中白云岩越多，但具有一定的时间性。白云岩交代过程是持续的、不可逆的，一旦白云化作用开始就会进行到底。1基本概念及原理白云化反应：(

2、2-x)CaCO3(s)+Mg2+(aq)+xCO32-=CaMg(CO3)2(s)+(1-x)Ca2+(aq)交代白云岩：2CaCO3(s)+Mg2+(aq)=CaMg(CO3)2(s)+Ca2+(aq)原生/重结晶白云石：Ca2+(aq)+Mg2+(aq)+2CO32-=CaMg(CO3)2(s)1.2白云岩形成原理1.3白云岩形成有利条件白云化流体交代先期形成的碳酸盐岩矿物形成白云石的过程称为白云化作用，相应的形成白云石的物理化学环境、Mg2+来源以及水文学动力机制等因素的有机集合称为白云化作用模式。白云岩形成有利的热力学及动力学条件：高Mg2+/Ca2+比；高CO32-/Ca

3、2+比（高碳酸盐碱度）；高温；流体突然被释放CO2的地方；开放的流体环境，使白云化流体不断运抵发生白云石化的位置有利于白云石形成的环境：存在被交代的石灰岩；海水环境及与海源流体有母源关系的的孔隙流体环境；长期持续稳定的、活跃的水文学驱动机制，以保证长期有效的运送Mg2+和CO32-，和Ca2+的输出；沿断层快速上升的热水溶液，流体中的CO2突然释放的场所。1.3白云岩形成有利条件1.4白云化模式分类微生物白云化模式萨勃哈白云化模式回流渗透白云化模式混合白云化模式浅埋藏白云化模式中-深埋藏白云化模式热液白云化模式压实白云化模式热对流白云化模式构造挤压白云化模式地形补给白云化模式目录1基

4、本概念及原理1.1白云岩问题1.2白云岩形成原理1.3白云岩形成有利条件1.4白云化模式分类2白云化模式分述2.1微生物白云化模式2.2萨勃哈白云化模式2.3回流渗透白云化模式2.4混合白云化模式2.5中-深埋藏白云化模式2.6热液白云化模式2.1微生物成因模式Vasconcelos等（1995）在厌氧的条件下,利用硫酸盐还原细菌沉淀出了具有超反射结构的有序白云石，提出微生物白云岩模式。随着研究的不断深入,不仅是硫酸盐还原细菌,还有甲烷厌氧细菌和需氧的嗜盐细菌都可以促进原生白云石沉淀。2.1.1硫酸盐还原模式2.1.2甲烷还原模式甲烷形成的两种主要方式:海洋环境：CO2+4H2自养产

5、甲烷菌CH4+2H2O淡水环境：CH3COO-+H2O食醋酸产甲烷菌CH4+HCO3-甲烷形成后向上扩散，在硫酸盐还原带和甲烷生成带之间形成硫酸盐-甲烷过渡带(SMT)。在这个过渡带中,甲烷的厌氧氧化过程(AOM)将CH4氧化为CO2，SO42-被还原。使SO42-浓度降低，Mg2+浓度升高，PH升高，形成有利于白云石沉淀的环境。CH4+SO42-硫酸盐还原菌HCO3-+HS-+H2O2.1.3需氧模式海洋中的有机质在好氧微生物作用下发生有氧氧化作用，通过代谢含氮有机物质(蛋白质,氨基酸,氨基酸,核酸)，释放出CO2和NH4+：C3O3H7N+2.5O2需氧微生物3HCO3-+2H2

6、O+NH4++2H+需氧模式主要依靠微生物代谢使pH值升高,增加胞外聚合物（EPS）基质中碱度,来促进白云石沉淀。2.1.4微生物成因白云岩特征具有球粒状、哑铃状或是花椰菜状的外形以及放射纤维状的内部构造；球状白云石成核之后，随埋深的增加，富钙球状白云石颗粒表面以无机形式继续生长，同时有序度增加，转变为菱形有序白云石，起到“晶核”的作用；趋向于沉积同生期-准同生期形成，形成深度较浅；受硫酸盐还原细菌、甲烷厌氧细菌和嗜盐细菌影响。2.2萨勃哈白云化模式蒸发作用强烈的热带地区的潮上带；向岸风推动海水到达潮上带或毛细管作用使镁离子得到补给；石膏沉淀，使粒间水或表层积水的Mg/Ca比提高；高

7、镁粒间水，Mg2+交代文石中的Ca2+。萨勃哈白云岩特征以泥晶-微晶级白云石为主；生物多样性缺乏，尤其缺乏窄盐度生物；较低的δ13C和较高的δ18O值，Sr和Na含量高，Fe和Mn含量低；常与石膏或硬石膏伴生；分布受沉积环境控制，具有一定的区域性；白云化效率随海进、海退变化；很难形成良好的储集层，一般与伴生的蒸发岩形成致密盖层。2.3回流渗透白云化模式受限的泻湖盆地；海水经蒸发浓缩，盐度比正常海水高，Mg/Ca比值高；由于密度差异，高镁粒间水穿过下伏石灰岩