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1、中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 5477-2003 代替SY/T 5477-92,碎 屑 岩 成 岩 阶 段 划 分The division of diagenetic stages in clastic rocks,地层室,1 范围 本标准规定了碎屑岩成岩阶段的命名及划分的依据、标志和方法。本标准适用于石油天然气行业碎屑岩成岩阶段划分及特征研究。,碳酸盐成岩阶段划分,地层室,3 术语和定义3.1 成岩阶段 碎屑岩成岩阶段指碎屑沉积物沉积后经各种成岩作用改造直至变质作用之前所经历的不同地质历史演化阶段。,地层室,成岩阶段,同生成岩阶段(syndiagenetic stage),早成
2、岩阶段(early diagenetic stage),中成岩阶段(middle diagenetic stage),晚成岩阶段(late diagenetic stage),表生成岩阶段(epidiagenetic stage),3 术语和定义3.2 同生成岩阶段 沉积物沉积后尚未完全脱离上覆水体时发生的变化与作用的时期称同生成岩阶段。3.3表生成岩阶段 处于某一成岩阶段弱固结或固结的碎屑岩，因构造抬升而暴露或接近地表，受到大气淡水的溶蚀，发生变化与作用的阶段。,地层室,3 术语和定义3.4 早成岩阶段 沉积物被埋藏并脱离海水、大气水和混合水的影响之后，在浅-中埋藏成岩环境中固结成岩石且伴之
3、形成生物气的阶段称为早成岩阶段。中成岩阶段 处于中-深埋藏成岩环境，发生物理、化学变化，有机质演化达到形成原油-凝析油的阶段称为中成岩阶段。晚成岩阶段 曾经或正处于深埋藏成岩环境，有机质演化形成干气，岩石发生物理、化学变化并破裂直至变质前的阶段称为晚成岩阶段。,地层室,4成岩阶段划分的依据 a)自生矿物分布、形成顺序；b)粘土矿物组合、伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物的转化以及伊利石结晶度；c)岩石的结构、构造特点及孔隙类型;d)有机质成熟度;e)古温度:流体包裹体均一温度;自生矿物形成温度;伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物的演化,地层室,5 同生成岩阶段的主要标志a)岩石(沉积物)疏
4、松，原生孔隙发育；b)海绿石主要形成于本阶段；c)鲕绿泥石的形成；d)同生结核的形成；e)沿层理分布的微晶及斑块状泥晶菱铁矿；f)分布于粒间及粒表的泥晶碳酸盐，有时呈纤维状及微粒状方解石；g)有时有新月形及重力胶结；h)在碱性水介质(盐湖盆地)中析出的自生矿物有粉末状和草莓状黄铁矿、他形粒状方沸石、基底式胶结或斑块状胶结的石膏、钙芒硝，可见石英等硅酸盐矿物的溶蚀现象等。,地层室,6 早成岩阶段、中成岩阶段、晚成岩阶段的主要标志 依据沉积水介质性质的不同 淡水半咸水水介质、酸性水介质(含煤地层)碱性水介质(盐湖)，其形成的碎屑岩在成岩特征和标志上既有共同规律，又有各自的特殊性。,地层室,6.1淡
5、水半咸水水介质碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.1.1 早成岩阶段A期 a)古温度范围为古常温65；b)有机质未成熟，其镜质体反射率Ro0.35，最大热 解峰温Tmax430，孢粉颜色为淡黄色，热变指数TAI2.0；c)岩石弱固结半固结，原生粒间孔发育；d)泥岩中富含蒙皂石，及蒙皂石层占70%以上的伊利石/蒙皂石（I/S）无序混层粘土矿物(有序度R=O)，统称蒙皂石带；e)砂岩中一般未见石英加大，长石溶解较少，可见早期碳酸盐胶结(呈纤维状、栉壳状、微粒状)及绿泥石环边，粘土矿物可见蒙皂石、无序混层粘土矿物及少量自生高岭石。,6.1淡水半咸水水介质
6、碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.1.1.2 早成岩阶段B期 a)古温度范围为大于6585；b)有机质半成熟，镜质体反射率Ro为0.35%0.5%，最大热解峰温Tmax为430一435，孢粉颜色为深黄色，热变指数TAI为2.02.5；c)岩石由半固结到固结，孔隙类型以原生孔隙为主，并可见少量次生孔隙；d)泥岩中蒙皂石明显向伊利石/蒙皂石（I/S）混层粘土矿物转化。蒙皂石层占70%50%；e)砂岩中可见I级石英次生加大，加大边窄或有自形晶面，扫描电子显微镜下可见石英小雏晶，呈零星或相连成不完整晶面，书页状自生高岭石较普遍；f)在有的砂岩基质中有云雾状隧石；g)可见一些矿
7、物交代和转化现象。,6.1淡水半咸水水介质碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,中成岩阶段A期 a)古温度范围为85140；b)有机质低成熟一成熟，镜质体反射率Ro0.5%1.3%,最大热解峰温Tmax435460，孢粉颜色为桔黄棕色，热变指数TAI=2.53.7；c)泥岩中的伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物，蒙皂石层占50%15%；d)砂岩中可见晚期含铁碳酸盐类胶结物，铁白云石常呈粉晶细晶，可见其它自生矿物如钠长石、浊沸石、片沸石、方沸石等；e)石英次生加大属II级，自形晶面发育，有的见石英小晶体，在扫描电子显微镜下，多数石英颗粒表面被较完整的自形晶面包裹；f)砂岩中粘
8、土矿物，可见自生高岭石、伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物、呈丝发状自生伊利石、叶片状或绒球状自生绿泥石等，蒙皂石基本上消失;g)长石、岩屑等碎屑颗粒及碳酸盐胶结物常被溶解，孔隙类型除部分保留的原生孔隙外，以次生孔隙为主。,6.1淡水半咸水水介质碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.1.2.2 中成岩阶段B期 a)古温度范围为140175;b)有机质处于高成熟阶段，镜质体反射率Ro1.3%2.0%，最大热解峰温Tmax460490，孢粉颜色为棕黑色，热变指数TAI=3.74.0；c)泥岩中伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物，蒙皂石比例小于15%;d)砂岩中石英次生加大
9、为III级，多呈镶嵌状，高岭石明显减少或缺失，有的可见含铁碳酸盐类矿物、浊沸石和钠长石化；e)扫描电子显微镜下，颗粒间石英自形晶体相互连接，岩石致密，有裂缝发育。,6.1淡水半咸水水介质碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.1.3 晚成岩阶段 a)古温度范围175200；b)有机质处于过成熟阶段，镜质体反射率Ro2.0%4.0%，最大热解峰温Tmax490，孢粉颜色为黑色，热变指数TAI4.0；c)岩石已极致密，颗粒呈缝合接触及有缝合线出现；d)砂岩中可见晚期碳酸盐类矿物以及钠长石、榍石等自生矿物，石英加大属IV级，颗粒间呈缝合状接触，自形晶面消失；e)砂岩和泥岩中代表性
10、粘土矿物为伊利石和绿泥石，并有绢云母、黑云母，混层已基本消失。,6.1淡水半咸水水介质碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.2酸性水介质（含煤地层）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.2酸性水介质（含煤地层）碎屑岩成岩阶段的主要标志,早成岩阶段A期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标、泥岩中I/S混层演化指标与淡水-半咸水早成岩阶段A期相同；b)岩石弱固结半固结，原生粒间孔发育；c)砂岩中自生矿物不发育，局部见少量方解石或菱铁矿。颗粒周围还可见少量绿泥石薄膜。6.2.1.2 早成岩阶段B期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标、泥岩中I/S混层演化指
11、标与淡水-半咸水早成岩阶段B 期相同；b)颗粒可呈点一线状接触；c)砂岩中胶结物少，粘土矿物以伊利石/蒙皂石(I/S)无序混层为主，在富火山碎屑的岩石中可见蒙皂石；d)早成岩阶段B期末出现早期石英加大，使颗粒呈线状接触，见少量粒内溶孔及铸模孔；e)可见一些矿物交代和转化现象。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.2酸性水介质（含煤地层）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6.2.2.1 中成岩阶段A期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标、泥岩中I/S混层演化指标与淡水-半咸水中成岩阶段A期相同；b)在富含石英和长石的砂岩中，自生矿物组合以石英加大和自生高岭石发育为特点，可见长石加大、自生钠长石、方解石、菱
12、铁矿、浊沸石、硬石膏、伊利石、绿泥石、伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物以及石英颗粒裂缝愈合和高岭石向绿泥石转化等现象；c)在中成岩阶段A期后期，水介质开始由酸性向碱性转变，出现含铁方解石、铁白云石等晚期碳酸盐的胶结、交代作用；d)颗粒间主要呈线状接触，少量凹凸接触；e)除部分碳酸盐溶解外，以长石和火山岩屑颗粒溶解为主，形成粒内溶孔、铸模孔等次生孔隙，岩石具有孔径大喉道窄的特征，另外还可见裂缝。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.2酸性水介质（含煤地层）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6.2.2.2 中成岩阶段B期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标、泥岩中伊利石/蒙皂石(I/S)混层演化指标与淡
13、水-半咸水中成岩阶段B期相同；b)砂岩中的自生矿物以铁方解石、铁白云石发育为特征，石英加大可达III级，可见长石加大以及榍石、硬石膏、重晶石等；c)砂岩中高岭石、伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物含量下降，伊利石、绿泥石成为主要粘土矿物类型；d)孔隙类型以裂缝为主，少量溶孔；e)颗粒间呈线一凹凸状接触或缝合状接触。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.2酸性水介质（含煤地层）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6.2.3 晚成岩阶段 a)其古温度指标、有机质成熟度指标、泥岩中I/S混层演化指标与淡水-半咸水晚成岩阶段相同；b)砂岩中自生矿物为铁白云石、石英加大(可达IV级)、少量榍石等，粘土矿物有绿泥石
14、、伊利石、黑云母挤压变形，有的被菱铁矿交代或伊利石化；c)孔隙类型以裂缝为主，少量长石岩屑溶孔；d)颗粒间呈线一缝合状接触，有的可见石英颗粒压裂及愈合现象。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.3碱性水介质（盐湖盆地）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.3碱性水介质（盐湖盆地）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6.3.1.1 早成岩阶段A期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标与淡水-半咸水早成岩阶段A期相同；b)颗粒间以点接触为主；c)原生孔隙发育；d)自生矿物有粒状方沸石、泥晶碳酸盐，无石英次生加大，古温度低于42时石膏及钙芒硝析出并呈基底式胶结碎屑颗粒，古温度高于42时石膏向
15、硬石膏转化或硬石膏和钙芒硝析出，本期末泥晶含铁方解石和含铁自云石析出；e)泥岩中粘土矿物以伊利石一绿泥石（IC）组合和伊利石一绿泥石一伊利石/蒙皂石混层(I-C-I/S)组合为主，伊利石/蒙皂石(I/S)混层主要为有序混层；f)可见石英、长石溶蚀现象。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.3碱性水介质（盐湖盆地）碎屑岩成岩阶段的主要标志,早成岩阶段B期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标与淡水-半咸水早成岩阶段B期相同；b)颗粒间点接触为主，部分线接触；c)次生孔隙较发育，形成原生孔隙、次生孔隙共存的局面；d)自生矿物有亮晶方解石、白云石、含铁方解石、含铁白云石和泥晶铁白云石、孔隙式胶结的硬石膏
16、相钙芒硝，石英次生加大属I级；e)泥岩中粘土矿物以伊利石一绿泥石(IC)组合和伊利石绿泥石一伊利石/蒙皂石混层(I-C-I/S)组合为主，少见高岭石或蒙皂石，伊利石/蒙皂石(I/S)混层为有序混层(蒙皂石层占20%25%)；f)可见长石、碳酸盐和方沸石溶蚀。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.3碱性水介质（盐湖盆地）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6.3.2.1 中成岩阶段A期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标与淡水-半咸水中成岩阶段A期相同；b)颗粒间以点-线接触为主，局部出现凹凸接触；c)(含)铁碳酸盐类胶结物大量出现，常呈自形粉晶细晶，硬石膏和钙芒硝呈孔隙式胶结，石英次生加大属II级，自形晶
17、面发育，扫描电子显微镜下颗粒表面被较完整的自形晶包裹或有自生石英晶体出现，部分长石钠长石化，方沸石逐渐减少直至消失；d)泥岩中粘土矿物以伊利石一绿泥石(I-C)组合和伊利石一绿泥石一伊利石/蒙皂石混层(I-C-I/S)组合为主，偶见高岭石，伊利石/蒙皂石(I/S)混层均为有序混层（蒙皂石层20%)；e)长石等碎屑颗粒及碳酸盐常被溶解。次生孔隙发育。本期末溶蚀缝开始出现。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.3碱性水介质（盐湖盆地）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6.3.2.2 中成岩阶段B期 a)其古温度指标、有机质成熟度指标与淡水-半咸水中成岩阶段B期相同；b)岩石致密，裂缝较发育。颗粒间以凹凸接触
18、和缝合线接触为主，部分颗粒间为线接触；c)(含)铁碳酸盐和硬石膏多以交代形式或以充填粒间孔形式出现。石英加大属III级，大部分石英和长石次生加大，加大边宽且连续，石英自形晶面发育，扫描电子显微镜下石英自生晶体相互连结，大部分长石钠长石；d)泥岩中粘土矿物为伊利石一绿泥石组合。,6 各成岩阶段的标志,地层室,6.3碱性水介质（盐湖盆地）碎屑岩成岩阶段的主要标志,6.3.3 晚成岩阶段 a)其古温度指标、有机质成熟度指标与淡水-半咸水晚成岩阶段相同；b)岩石极致密，裂缝发育，有缝合线出现；c)砂岩中可见(含)铁碳酸盐及钠长石等自生矿物，石英次生加大属IV级，颗粒间呈缝合线状接触，自形晶面消失，普遍
19、见钠长石化现象；d)砂岩和泥岩中代表性粘土矿物为伊利石和绿泥石，并有绢云母和黑云母。,地层室,7 表生成岩阶段的主要标志 a)含低价铁的矿物(如黄铁矿、菱铁矿等)被褐铁矿化或呈褐铁矿的浸染现象；b)碎屑颗粒表面的氧化膜；c)新月形碳酸盐胶结及重力胶结；d)渗流充填物；e)表生钙质结核；f)硬石膏的石膏化；g)表生高岭石；h)溶蚀现象，有溶孔、溶洞产生，使不整合面下的次生孔隙发育，改善了物性；i)断层和裂缝的发育，为地表水的向下渗透以及深部地层水和地表水的对流作用提供通道，同时也形成次生孔隙。,地层室,伊利石/蒙皂石混层比计算方法无序和部分有序伊利石/蒙皂石混层(I/S)，用V/P法计算。S0=66V/P十39 式中:S0 蒙皂石层在伊利石/蒙皂石混层中所占比例的初值，%；V l7峰顶到17峰谷的距离，mm；P l7峰顶到底线的距离，mm。底线是一条通过最小背景点并与2坐标轴平行的直线。,地层室,谢谢,
