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外源水对灰岩和白云岩的侵蚀速率野外试验研究—— 以桂林尧山为例 总被引：11，自引：2，他引：9
以桂林尧山为基地,用灰岩和白云岩试片作了外源水对灰岩和白云岩的侵蚀速率的野外观测试验,得出外源水对灰岩的侵蚀速率在10- 7mmol /cm2· s数量级,或约1000mm /ka;而外源水对白云岩的侵蚀速率在10- 8m mol /cm2· s数量级,或约200mm /ka。此外,还发现,灰岩侵蚀速率对水动力条件的变化远较白云岩敏感,即流速增大时,灰岩溶解速率增加明显,而白云岩溶解速率仅有少量增加,这可能反映出两种主要的碳酸盐岩在溶解速率控制机理上存在着差异。 相似文献
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表生和埋藏成岩作用的温压条件下不同组成碳酸盐岩溶蚀成岩过程的实验模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
表生到埋藏成岩作用的温度与压力（４０～１００℃，常压～２５ＭＰａ），方解石、白云石相对含量不同的碳酸盐岩的溶蚀证明，在表生与相对浅埋藏的温压条件（低于７５℃、２０ＭＰａ）下，方解石的溶解速率大大超过白云石，随着温度和压力的升高，两者溶解速率的差值变小。在相对深埋藏的温压条件（高于７５℃、２０ＭＰａ）下，白云石的溶解速率已超过方解石，在１００、２５ＭＰａ的温压条件下，微晶白云石（白云石/方解石＝９８/２）的溶解速率已是含云灰岩（白云石/方解石＝１６/８４）的２倍，造成这种现象的原因是白云石的温度、压力效应大大超过方解石之故。根据实验的结果可以预测:表生与相对浅埋藏的温压条件下，石灰岩的岩溶作用较白云岩发育；但在深埋藏阶段，由溶解作用造成的白云岩次生孔隙应比方解石更为发育，这是埋藏深度大于２０００ｍ的地层中，白云岩储层多于石灰岩的重要原因。 相似文献
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表生和埋藏成岩作用的温压条件下不同组成碳酸盐岩溶蚀成岩过程的实验模拟 总被引：17，自引：2，他引：17
表生到埋藏成岩作用的温度与压力（４０～１００℃，常压～２５ＭＰａ），方解石、白云石相对含量不同的碳酸盐岩的溶蚀证明，在表生与相对浅埋藏的温压条件（低于７５℃、２０ＭＰａ）下，方解石的溶解速率大大超过白云石，随着温度和压力的升高，两者溶解速率的差值变小。在相对深埋藏的温压条件（高于７５℃、２０ＭＰａ）下，白云石的溶解速率已超过方解石，在１００、２５ＭＰａ的温压条件下，微晶白云石（白云石／方解石＝９８／２）的溶解速率已是含云灰岩（白云石／方解石＝１６／８４）的２倍，造成这种现象的原因是白云石的温度、压力效应大大超过方解石之故。根据实验的结果可以预测：表生与相对浅埋藏的温压条件下，石灰岩的岩溶作用较白云岩发育；但在深埋藏阶段，由溶解作用造成的白云岩次生孔隙应比方解石更为发育，这是埋藏深度大于２０００ｍ的地层中，白云岩储层多于石灰岩的重要原因。 相似文献
4.
三塘湖盆地中二叠统芦草沟组白云岩成因 总被引：4，自引：0，他引：4
三塘湖盆地中二叠统的芦草组碳酸盐岩是盆地内重要的储集岩之一,碳酸盐岩中50％以上为白云岩。有纹层状白云岩和斑块状白云岩两种,前者白云石自形程度较好;后者白云石为含铁白云石交代方解石而成,铁白云石晶体粗大,自形程度差,其形成时间晚于纹层状铁白云石。白云岩的Mg／Ca值均小于1;Sr的含量为31×10^-6-527×10^-6,平均为217．8mg／kg;方解石和白云石的δ^18O差值大多数小于6％;芦草沟组膏岩并未普遍存在,盐度指数Z平均为124．43。通过对上述特征综合研究认为,三塘湖盆地中二叠统的芦草组白云岩为混合水成因,并建立了相应的白云石化模式。 相似文献
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中国海相碳酸盐岩油气储层基本特征 总被引：35，自引：1，他引：34
中国在碳酸盐岩油气勘探中相继发现了陕中气田、轮南—塔河油田、塔中油气田、川东北大气区等大型油气田。这些发现揭示了非均质性强的碳酸盐岩储层,主要有4种类型:台缘生物礁(滩)、岩溶风化壳、白云岩和台内颗粒滩四大类储层。中国的台缘礁滩储层主要有两类,一类是面积小的孤立状的塔礁(川东和川东北),另一类是连片分布似层状的台缘礁滩复合体。岩溶风化壳储层依岩溶成熟度和构造型式有三种,即克拉通内岩溶老年期的低幅度地貌层状白云岩储层,岩溶壮年期的高幅度地貌非均质裂缝-洞穴单元储层,以及断块掀斜翘倾的岩溶青年期独立岩溶储层。有油气前景的白云岩储层主要为三类:与蒸发台地相关的准同生白云岩,埋藏成岩作用白云岩和生物成因白云岩。台内颗粒滩主要有两类:即白云石化颗粒滩和裂缝性颗粒滩储层。中国的碳酸盐岩分布广,达300km2,四大类储层发育良好,除已发现油气的四大盆地外,相信不久的将来在中国南方和羌塘地区古特提斯域碳酸盐岩沉积区将取得大的突破。 相似文献
6.
不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
用澳大利亚产的微侵蚀计,对湖南郴州礼家洞3个植物群落土壤和泉水中的灰岩溶蚀速率进行了精确测定。对取得的1 650个数据,用SPSS应用软件进行处理,发现乔木群落泉水和土壤中灰岩的平均溶蚀速率最高,分别为3.17 mm/a和0.63 mm/a。在测定灰岩溶蚀速率的同时,对泉水的水化学特征和土壤中的TOC进行了分析,发现乔木群落样地的泉水有更强的溶蚀力（较低的方解石饱和指数和较高的CO2分压）。乔木群落土壤中的TOC比灌丛、草丛的多。与灌丛、草丛相比,乔木群落对CO2汇的贡献最大。 相似文献
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针对鄂尔多斯盆地大牛地气田马五段低孔低渗岩溶白云岩储层发育特征,展开对致密岩溶白云岩储层孔隙成因进行研究。通过岩心、薄片观察,结合扫描电镜、CT扫描分析,明确了白云岩储层岩石学类型、孔隙类型及成因。结合测井及地球化学分析,认为表生期孔隙主要为膏溶孔、溶孔及地开石晶间孔隙;白云石含量及结构控制了白云岩晶间孔隙;残留有机质保护了藻云岩残余晶间孔隙。通过岩溶白云岩孔隙成因分析,最后认为:(1)白云石化作用及成因模式是造成岩溶白云岩储层低孔低渗的主要原因,准同生期-浅埋藏期形成的白云石晶粒普遍较为细小,晶粒结构以半自形-它形为主,晶间孔隙为微孔,造成孔隙喉道较窄;泥微晶白云岩与粉-细晶白云岩(储集岩)分布在纵向上具有不均匀性,造成白云岩整体上孔渗较低;(2)岩溶作用增加了白云岩储层的非均质性,裂缝、溶洞及较大扩溶孔被泥质、方解石充填,很大程度上降低了岩溶白云岩储层的孔渗性能,正因为膏质泥微晶白云岩和粉-细晶白云岩为低孔低渗特征,使得地表水携带的泥质不易充填孔隙。 相似文献
8.
从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩溶蚀的实验模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
通过细粉晶白云岩、泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩与2 ml/L乙酸溶液的溶解动力学实验,研究了从表生到深埋藏环境下有机酸对碳酸盐岩储层的改造作用机理。结果显示,四种类型碳酸盐岩的溶解速率在3.34×10–9~2.27×10–8 mol/(cm2·s)之间,并且溶解速率随埋藏深度(地层温度和地层压力)的增加而增大。从表生到中埋藏环境下,泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的溶解速率大于细粉晶白云岩;在深埋藏环境下,细粉晶白云岩的溶解速率逐渐与泥晶灰岩、泥灰岩和含生屑泥晶灰岩的一致,这揭示出在相对高温高压下,埋藏有机酸性流体对碳酸盐岩的溶蚀改造作用中,碳酸盐岩的溶蚀速率与其方解石和白云石含量的关系并不大。反应前后样品表面的扫描电子显微镜分析结果表明,细粉晶白云岩的晶间溶孔、晶内溶孔更加发育。细粉晶白云岩中白云石溶解成蜂窝状溶解孔,晶间缝溶蚀加大且相互连通,这种微观溶蚀特征更有利于油、气的储集及运移。结合岩石的溶蚀速率及其微观溶蚀演化特征,指出碳酸盐岩矿物成分和含量固然对其溶蚀作用具有控制影响,但是碳酸盐岩溶蚀形成的孔隙类型及其连通性能与碳酸盐岩有利储层形成的关系更为密切。 相似文献
9.
利用多参数自动记录仪(CDTP300)对广西马山兰电堂泉的降雨量、水位、水温、pH值和电导率进行自动化监测,数据采集间隔为15 min。结果发现,降雨期间泉水pH值和温度呈升高趋势的同时却出现电导率急剧降低的现象。通过进一步利用WATSPAC软件计算泉水方解石饱和指数(SIC)、白云石饱和指数(SID)和二氧化碳分压(LogP-CO2),发现其SIC、SID和LogPCO2值在降雨期间均呈明显降低趋势。由此可以推断,兰电堂泉水化学动态变化是由雨水的稀释作用造成的,因为研究区具有较高pH值和低电导率的雨水能够形成坡面流快速通过岩溶管道系统影响泉水的水化学性质,并使稀释作用成为控制表层岩溶泉在雨季水化学动态变化的主要因素。 相似文献
10.
四川黄龙沟景区钙华的起源和形成机理研究 总被引：36，自引：5，他引：36
对四川黄龙沟钙华景区的水化学测试发现，形成黄龙沟钙华的泉水具有很高的Ca^2 和HC03^-离子浓度，相应地，泉水的C02分压显著高于大气和土壤生物成因所能产生的C02分压。结合泉水出露的地质条件和泉口C02气体碳稳定同位素组成(δ^13C＝—6．8‰)的分析，进一步发现，高C02分压与深部成因的C02有关。可见，黄龙沟钙华属于热成因类钙华，而非原来普遍认为的“是气候岩溶作用的产物”。此外，黄龙沟钙华的大量出现与水中方解石的迅速沉积、Ca^2 和HC03^-浓度的大量降低有关。随着地下水自泉口出露，由于水的C02分压远高于大气，水中C02大量释放于大气，结果水的pH值迅速升高，方解石饱和指数由泉口的负值很快转变为高的正值，为方解石的沉积奠定了必要的物理化学基础。放置于水中的大理岩石片观测表明，流速较快的边石坝处的方解石沉积速率是其附近水池内的2—5倍，这清楚地显示了水动力条件对沉积速率的控制。进一步根据DBL理论模型分析发现，水动力条件对方解石沉积速率的控制在于其对固液界面间扩散边界层(DBL)厚度的影响，流速愈快，DBL厚度愈薄。且DBL厚度最终制约着沉积表面的化学组成浓度，即厚度愈小，表面H^ 浓度愈低(或pH愈高)、方解石饱和指数愈高，进而方解石沉积愈快。 相似文献
11.
静水和滴水条件下碳酸盐岩溶解与主要元素释放规律初步研究 总被引：1，自引：1，他引：0
为进一步了解在静水和滴水条件下碳酸盐岩溶解与主要元素释放规律,文章选取在贵阳市花溪区贵州大学南校区、将军山、花溪水库三地分别采集的白云岩、灰质白云岩、石灰岩三类碳酸盐岩石为样本进行静水浸泡和动水滴溅试验,测定了静水与滴水条件下碳酸盐岩石的钾、磷、钙、镁四种主要元素的溶解量,结果表明:(1) 在相同室温25 ℃,浸泡时长到达20 d时,白云岩中四种元素溶解量均为最高,钾元素溶解量为0.001 38 μg/cm3、磷元素溶解量为0.000 6 μg/cm3、钙元素溶解量为199.75 μg/cm3、镁元素溶解量为70 μg/cm3,且三种碳酸盐岩石的钙元素溶解量分别为白云岩199.75 μg/cm3,灰质白云岩148.42 μg/cm3,石灰岩137.88 μg/cm3,远远高于其他三种元素的溶解量;（2）经过不同温度浸泡24 h后,三类碳酸盐岩石中钾元素的溶解量随温度的升高而增大,并且在10~20 ℃条件下钾元素溶解速率最大,但温度的变化对于磷元素的溶解量影响不大;岩样养分含量中白云岩的钾元素与石灰岩的磷元素含量最少,但是随着温度的升高,它们的溶解量却是最大的;（3）静水浸泡状态下白云岩中元素的溶解量多数较高,而在动水滴溅状态中除白云岩的镁元素比石灰岩和灰质白云岩的镁元素溶解量高,试验的其他三种元素钾、磷、钙元素中都是石灰岩溶解量高;在动水滴溅的作用下,随着滴溅时间的增加,石灰岩的钙元素溶解量仅1 h的滴溅时间就增加了2.55倍,超过了白云岩的钙元素溶解量。 相似文献
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This paper reveals the geochemical processes of dissolution, precipitation and cation exchange that took place during water–rock interaction between water seepages through the Tannur Dam. The Schoeller diagram indicates that there are three major water types originating during water–rock interaction. The first water type is characterized by low salinity that ranges from 1,300 to 2,800 µs/cm, which represents the reservoir water and the water in the right side of the central gallery. The second water type is in the left side of the central gallery, which exhibits medium salinity that reaches about 4,400 µs/cm. The third water type is characterized by very high salinity that reaches a value of around 8,500 µs/cm and represents the water in the right existing adit. The increase of salinity can be explained due to the dissolution of carbonate and sulfate minerals that form the matrix of the foundation and the abutment rocks, and the dissolution of the grout curtain, which is composed of cement and bentonite. Hydrogeochemical modeling, using a computer code PHREEQC, was used to obtain the saturation indices of specific mineral phases, which might be related to interaction with water seepages, and to identify the chemical species of the dissolved ions. The thermodynamic calculations indicate that most of the water samples were undersaturated with respect to gypsum, anhydrite and halite, and were saturated and/or supersaturated with respect to calcite and dolomite. Ca(HCO3)2 is the primary water type, as a result of dissolution of carbonate minerals such as calcite and dolomite prevailing at the dam site. However, cation-exchange processes are responsible for the formation of the Na2SO4 water type from the CaSO4 type that formed due to the dissolution of gypsum. 相似文献
13.
River water quality in weathered limestone: A case study in upper Mahanadi basin, India 总被引：1，自引：0，他引：1
Stromatolitic limestone and calcareous shale belonging to Chattisgarh Supergroup of Proterozoic age dominate the upper part
of the Mahanadi river basin. X-ray diffractogram (XRD) of limestone rocks show presence of a significant amount of calcite,
dolomite and ankerite. Shales of various colours contain calcite and dolomite. It is observed that congruent dissolution of
carbonate minerals in the Charmuria pure limestone has given rise to a typical karst topography. On the other hand, limestones
are also seen to support red and black soil profiles. This indicates that the limestone bedrock undergoes a parallel incongruent
weathering, which leaves a residue of decomposed rock. The XRD analyses reveal that the limestone soils thus formed contain
an assemblage of quartz, clays and Fe-oxides. It is likely that the silicate component trapped during deposition of the stromatolitic
limestone weathers incongruently resulting in diverse soil profiles. Carbonate and silicate mineral weathering schemes have
been worked out to explain the soil formation, fixation of Al in clay minerals, and Fe in goethite. The water quality parameters
such as Ca, Mg and HCO3 in the river water suggest under saturation with respect to calcite and dolomite. The mineral stability diagrams indicate
that kaolinite and Ca-smectite are stable in the river water environment, hence they occur in suspended sediments and soils.
The dominant influence of carbonate weathering on the water quality is observed even in the downstream part of the river outside
the limestone terrain. 相似文献
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不同温度条件下CO2水溶液对碳酸盐岩的溶蚀作用 总被引：6，自引：1，他引：5
普遍认为酸性流体的溶蚀作用是碳酸盐岩储层形成的重要制约因素。本文以一个全新的模拟实验方式对不同类型碳酸盐岩在CO2水溶液中的相对溶蚀能力进行了研究,结果发现随温度从常温至200℃,碳酸盐岩的溶蚀能力由弱变强再变弱,在60～90℃区间内溶蚀能力最强。白云岩不管在低温还在高温环境下,总比灰岩更难溶蚀,过渡类型的岩类介于二者之间,当温度大于150℃后,CO2对碳酸盐岩的溶蚀能力变得越来越弱。灰岩与白云岩的溶蚀差异也变得越来越小。这暗示碳酸盐岩在早成岩晚期—中成岩早期,CO2水溶液对灰岩的溶蚀作用有重要影响,而对白云岩的溶蚀作用影响较小,白云岩优质储层的形成可能与碳酸盐岩中钙质的流失或白云岩化作用有关。 相似文献
15.
为研究溶蚀作用下碳酸盐岩孔隙的演变规律及控制作用,文章选取三峡地区4种类型碳酸盐岩开展溶蚀实验。同时结合扫描电镜、CT成像对实验前后岩石的溶蚀特征及孔隙结构进行测试。结果表明:溶蚀总发生在低晶格能的矿物处且沿矿物晶体的菱形解理面以及薄弱部位发育,表现为对矿物和孔隙等结构的选择性溶解;碳酸盐岩的孔隙度对溶蚀过程影响较小,岩石的孔径大小是影响碳酸盐岩溶蚀速率的重要因素;小孔径岩石的溶蚀多在样品表面发育小型溶孔,大孔径岩石的溶蚀主要发生在孔隙隙壁且有向岩石内部溶蚀的痕迹;经溶蚀改造,孔喉半径和连通性均呈现出增长趋势。本研究对碳酸盐岩差异性岩溶作用机理及岩溶发育规律的认识有一定指导意义。 相似文献
16.
碳酸盐岩作为一种化学岩类其物性受成岩作用的影响十分明显,溶解作用是否发育直接关系到碳酸盐岩储层质量的好坏。碳酸盐矿物在埋藏环境中的溶解度与地层水的化学成分、环境的温度、pH等有着密切的关系。利用地层水化学资料,根据化学热力学的理论,通过方解石及白云石与地层水作用的平衡反应,计算吉布斯自由能变化ΔG,以此来判断方解石及白云石的溶解趋势,并建立了封闭系统中这两种矿物与水作用的热力学模型。根据这个理论模型,对塔北地区159口井奥陶系及6口井的寒武系地层水进行了ΔG的计算,结果显示,塔北地区碳酸盐岩与地层水反应的ΔG基本为负值,表明该地区总体处于碳酸盐岩溶解的环境,寒武系白云岩反应的自由能小于奥陶系灰岩,即在这种深埋条件下白云岩比灰岩更易溶解,这一点在实际岩芯资料上及前人的实验模拟中均有显示。塔北于奇地区自由能的计算结果也为负值,说明该地区强烈的充填作用并非发生在现今条件下,于奇地区现今的埋藏环境是有利于碳酸盐矿物溶解的,这一结论也在该地区奥陶系及寒武系岩芯上得到了验证。 相似文献
17.
碳酸盐岩的H2CO3溶蚀产生岩溶碳汇,占整个岩石风化碳汇的 94%。西南岩溶区硫酸型酸雨严重,硫酸型酸雨广泛参与碳酸盐岩的溶蚀。H2SO4参与的碳酸盐岩风化是一个大气CO2净释放过程,具有减汇作用巨大。另一方面,岩溶区石灰土壤和地下水具有较高的pH值及盐基饱和度,对H+有巨大的缓冲作用,大气酸沉降在碳酸盐岩地区可能并不会造成地下水的HCO3-和pH降低;相反,较高浓度的SO42-所产生的盐效应和SO2-4与各种阳离子形成的离子对会增大方解石、白云石溶解度,可增强H2CO3对碳酸盐的溶蚀,这可能会使岩溶作用产生更大的碳汇效应。因此,硫酸型酸雨参与碳酸盐岩风化的减汇效应不仅可能被高估,硫酸型酸雨还可能增强碳酸盐岩的H2CO3溶蚀,具有增加岩溶碳汇效应的作用。应结合石灰土壤对大气酸沉降的缓冲容量和阈值及大气酸沉降的H+与土壤中盐基离子的交换量,并综合考虑盐效应、离子对作用、同离子效应,客观评价硫酸型酸雨流经石灰土壤层后对碳酸盐岩溶蚀吸收大气/土壤CO2的影响 相似文献
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To investigate the impacts of mineral composition on physical and mechanical properties of carbonate rocks, limestone specimens containing different contents in calcite and dolomite are selected to perform CO2-water-rock reaction experiments. The X-ray Diffraction (XRD) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) are carried out to examine the change characteristics of mineral dissolution and pore structure after reaction. The core flooding experiments with Fiber Bragg gratings are implemented to examine the stress sensitivity of carbonate rocks. The results show that the limestones containing pure calcite are more susceptible to acid dissolution compared to limestone containing impure dolomite. The calcite content in pure limestone decreases as the reaction undergoes. The dissolution of dolomite leads to the formation of calcite in impure limestone. Calcite dissolution leads to the formation of macropore and flow channels in pure limestone, while the effects of impure dolomite in impure limestone results in mesopore formation. When confining pressure is lower than 12 MPa, pure limestones demonstrate higher strain sensitivity coefficients compared to impure limestone containing dolomite after reaction. When confining pressure exceeds 12 MPa, the strain sensitivity coefficients of both pure and impure limestones become almost equal. 相似文献
19.
鄂尔多斯盆地奥陶系不同组构碳酸盐岩埋藏溶蚀实验 总被引：1，自引：0，他引：1
鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层受埋藏溶蚀作用控制明显,而地层深部复杂的水-岩反应造成埋藏溶蚀研究难度较大,并进而影响了储层的评价与预测。分别利用CO2溶液和乙酸溶液为流体介质进行溶蚀模拟实验,探讨埋藏条件下温度、压力、流体等因素对不同矿物及组构碳酸盐岩溶蚀作用的影响。结果表明:1）随着温度与压力升高,碳酸盐岩样品在乙酸溶液中的溶解速率均相应提高,在CO2溶液中的溶解速率则先增加后减小,且在110℃~130℃区间内溶蚀速率最大;深埋藏环境下,各岩类溶蚀速率差异减小,并趋于一致;2）岩石矿物成分和组构,原岩初始孔隙度的大小及其连通关系,以及晶体的产状对成岩后期的埋藏溶蚀作用也具有重要的影响。不溶组分含量低、颗粒/灰泥比高、矿物成分复杂的碳酸盐岩由于组构选择性溶蚀作用而更易被溶蚀;碳酸盐岩的溶蚀速率随方解石含量的增加而增加,但深埋藏环境下,矿物成分含量差异对溶蚀速率的影响作用减弱;硬石膏与白云岩相伴生时,可优先溶蚀形成膏模孔,并促进白云石的溶解,改善储层效果。不同岩性,总体上灰岩较白云岩及过渡岩类更易发生埋藏溶蚀作用。结合研究区实际地质条件分析,砂屑灰岩、膏质白云岩等埋藏溶蚀强度较大,通过对原岩早期组构选择性溶蚀形成孔隙的继承和调整,叠加埋藏期岩溶作用后,可形成规模优质储层。 相似文献