碳酸盐岩微相研究现状与发展展望

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2012年8月第22期

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碳酸盐岩微相研究现状与发展展望

董运青

（河南理工大学

【摘

河南焦作454003）

要】碳酸盐岩是一种重要的储油岩，碳酸盐岩油气勘探工作促进了人们对碳酸盐岩微相的深入研究，微相分析方法在

碳酸盐岩沉积学的研究中也十分重要。本文介绍了碳酸盐岩微相研究的简要历程，重点介绍了碳酸盐岩微相研究的方法和技术手段，以及人们对碳酸盐岩微相分析和解释的研究成果和应用，并对近年来微相分析研究的新进展进行了总结和展望。

【关键词】碳酸盐岩；微相；研究现状；进展

碳酸盐岩作为沉积岩中的一种主要岩类，广泛分布于世界各地，在我国约占沉积岩总面积的55％,并且不同时代的地层中均有发育。由于碳酸盐岩成因和结构的特殊性，使微相分析方法在碳酸盐岩沉积学的研究中显得尤为重要，成为碳酸盐岩沉积环境分析、岩石成因研究、相带划分以及岩相古地理研究中不可或缺的沉积学研究方法和手段[1-2]。

要合理的进行微相的分析研究，必须进行野外地质研究，通过对野外露头和岩心的观察，可以识别的相标志有：岩性标志、岩石结构和颜色、层理、沉积构造、成岩特征、化石和生物构造等。在早期的岩石薄片分析研究中，也强调把野外工作和室内薄片研究结合起来。近十几年来，微相的研究方法不断推陈出新，取得了十分显著的成就。

1碳酸盐岩微相研究简要历程

早期的微相研究主要以岩石学偏光显微镜观察为主要

2.1初步分析方法

对岩石样品最基本的也是最初的操作是磨制成薄片，也

可以是制作切片、揭片，或者是铸体、刻蚀和染色。碳酸盐岩薄片显微镜研究为微相分析提供了必要的基础资料。

研究微相最基本的工具是偏光显微镜和双目显微镜，这些基本的岩石学显微镜也是到目前为止进行微相研究最常用的工具。通常，需要对研究所用的显微镜配备低倍和高倍

分析手段。最早进行微相研究工作应为奥地利格拉茨大学的

Peters，在他1863年发表的题为“达斯坦石灰岩中的有孔虫”

论文中，曾评价了薄片在阐明古生态和古地理问题方面的作用。

1927年，Udden和Walte在发表的论著中阐述了说明他

们怎样利用偏光镜来描述和研究石灰岩的微相特征，并将鉴定成果最终应用到了得克萨斯的油气勘探中。

物镜以及岩石学鉴定装置，同时为研究岩石的成分和组构，还应配置机械或计算机工作站（Kobluk和Vyas，1989）。为了能同时观察整个薄片，可以使用数字胶片扫描仪（De

19世纪30年代，Sander和Pia在碳酸盐岩的显微镜研

究方面取得了突破性进展，首次介绍了现代碳酸盐的综合研究成果。

Keyser，1999）和单片缩影胶片工具。薄片观察的研究顺序应

该是从低倍开始，连续转换到高倍的物镜。

2.2精细分析方法

随着研究的进一步深入，研究沉积微相最有潜力的技术

1949年，Brown最早提出了“微相”这一概念，随后Cuvil-lier在1952年又对它进行了重新定义。

1962年，Folk和Dunham根据颗粒类型与泥晶一亮晶一

颗粒相对含量，对沉积环境能量进行了分析，并提出了分类方法。

是常规的薄片资料与更为精细的显微镜（如：扫描电子显微镜、阴极发光显微镜和荧光显微镜）和矿物学、地球化学综合研究。Tucker（1981）对下列不同的显微镜技术做了极好的综述：扫描电子显微镜、阴极发光显微镜、X射线衍射和沉积岩化学分析技术[2]。

70年代,Wilson系统总结了碳酸盐岩沉积学与微相研究

方法,提出了24个标准微相和9个相带的沉积模式。

2.2.1立体扫描电子显微镜

立体扫描电子显微镜（简称为扫描电镜，SEM）技术的应

80年代,杨承运和卡罗兹用微相方法对碳酸盐岩进行了

分类,并对微相分析方法进行系统阐述[3]。

用，对我们了解碳酸盐岩沉积、成岩过程及其产物都有很大的帮助。它的优点是能高度聚焦，形成极小表面的三维（微和超微尺度）优秀照片，分辨率高，放大倍数高达10至100000

2碳酸盐岩微相研究方法和技术手段

作者简介：董运青（1981—），女，现在攻读矿产普查与勘探专业硕士，主要从事遗迹学方面的研究。

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倍。是碳酸盐岩综合研究分析中非常重要的手段之一。系中碳的循环变化。

2.2.2荧光显微镜

荧光代表物质被可见光或紫外线照射时的发光特征。碳

3碳酸盐岩微相分析解释研究现状

沉积微相研究的目的就在于通过详细的碳酸盐岩沉积

酸盐岩的荧光可能由有机质形成，可以用抛光切片和厚的薄片进行研究。碳酸盐岩荧光发光技术主要应用在：（1）识别隐藏的显微组构；（2）区别原地和异地的微晶灰岩；（3）了解生物的矿化作用过程；（4）研究细纹层状灰岩的有机组分。

及古生物特征的研究，识别能够反映碳酸盐岩沉积历史的整体或局部环境（包括沉积环境和成岩环境）[2]。在碳酸盐岩微相的分析和解释中，需要对微相标志进行综合认识分析，总结出微相类型。沉积微相类型和沉积相组合是碳酸盐岩沉积模式发展的基础。

微相分析解释的先决条件是要对古环境进行详细的划分[4]。碳酸盐岩沉积于不同的沉积环境中，由一系列成因相关的沉积物特征和沉积环境要素组成，这些环境就需要不同的沉积相模式进行概括和总结。在碳酸盐岩相模式中用于表述从浅海到深海环境的横剖面的基本要素包括海底地形的变化、横向差异和垂向分界线。Read于1995年总结前人的理论，将一个自海岸线至盆地的横剖面划分为五种主要相带（包括台地或大陆坡并经由一个缓坡到达盆地）：即潮坪相、泻湖相、浅水沉积相、深水陆棚及缓坡相、大陆坡和盆地相。不同的沉积环境需要不同的相模式，关于碳酸盐岩沉积相模式也比较多，只要有以下几种：镶边碳酸盐岩台地相带模式（威尔逊模式）、无镶边陆棚和台地模式、缓坡模式、孤立台地和环礁模式、陆表海台地模式、陆表海缓坡模式。其中影响最大、研究最为详细的是镶边碳酸盐岩台地相带模式，威尔逊（Wilson）于1975年基于此模式建立了威尔逊沉积相模式，他将碳酸盐岩换分为三大相区和九个标准相带。后经Schlager（2002）和Flügel（2004）的修改，建立起了更完善的镶边碳酸盐岩台地的相模式，其中包括：（1）深海或克拉通深水盆地；（2）深水陆棚；（3）斜坡脚；（4）斜坡；（5）台地边缘礁；（6）台地边缘颗粒滩；（7）开阔台地；（8）局限台地；（9）蒸发或半咸水台地；（10）地表暴露受大气淡水影响的区域共10个相带。每一个相带在环境、主要生物群落和沉积物、常见岩相方面都有明显区别。

将微观的沉积微相与宏观的沉积相带联系起来的一种方法是标准微相类型（SMF）的建立[4]。标准微相类型是一种虚拟的分类，它是根据等同的标准总结出微相。标准微相类型的概念是由于人们认识到形成于类似环境中的不同年代石灰岩在成分和结构上令人惊讶的相似性而提出的。Flügel（1972）最早提出了这个概念。Wilson（1975）对Flügel的分类进行了扩展补充并且进行了更为严格的定义，Wilson区分出

2.2.3阴极发光显微镜

阴极发光显微镜（CL）是研究碳酸盐岩岩石学、成岩显微

构造以及生物沉积的重要工具也是研究海相和非海相碳酸盐岩的重要工具 …… 此处隐藏：2813字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……