沉积岩石学第八章.ppt

第八章 粘土岩（泥质岩） Clayrocks（mudstones） 第一节 概述(Introduction) 第二节 粘土岩的主要物理特性 第三节 粘土岩的物质成分 第四节 粘土岩的结构、构造和颜色 第五节 粘土岩的分类 第六节 粘土沉积物的沉积后变化 第七节 粘土岩的研究方法 二、粘土岩的构造(Structures of clayrocks) 各种层面构造（干裂、雨痕、…） 层理（水平层理、块状层理等） 水底滑动构造 宏观构造 显微毡状构造 显微鳞片构造 显微定向构造 显微构造 三、粘土岩的颜色(Colors of clayrocks) 粘土岩常见的颜色有红、紫、褐黄、灰绿、灰黑、黑色等，颜色的差异与粘土岩含的有机碳、铁离子的氧化状态等因素有关。 Classification of clayrocks Postsedimentational changes of clay sediments 粘土沉积物的沉积后变化主要表现为压实作用、粘土矿物的转化作用和脱水作用 一、压实作用(Compaction) 粘土物质沉积后，处于软泥状态，其原始孔隙度达70~90%，孔隙中饱含自由水。 随着埋藏深度的增加，在上覆水体和沉积物负荷的重压下，粘土质点将重新排列、变形或破裂，孔隙水不断排出，原始粘土沉积物孔隙度大大降低，体积缩小，最后被压固结成为粘土岩。 埋深500m，孔隙度降低显著变缓。 埋深2000m左右，孔隙度为10~15%。 埋深300~500m，孔隙水很容易排出，孔隙度急剧降低。 埋深4000m，孔隙度为5~10%。 埋深6000m，孔隙度为3~3.5%。 粘土压实过程中电解质含量不同的孔隙结构 A—含大量电解质的孔隙溶液，b—含少量电解质的孔隙溶液 二、粘土矿物的转化作用 随着埋藏深度的增加、压力和温度的增加，粘土矿物之间将发生转化作用。 (Inversion of clay minerals) 不同地质时代中粘土矿物的分布 浅埋条件下，粘土矿物可出现高岭石和蒙脱石；深埋条件下，这些矿物消失而转化成伊利石和绿泥石 。 1、高岭石的转化 高岭石类的粘土矿物在埋藏成岩过程中的转化趋势是转变为蒙脱石、伊利石或绿泥石。 2、蒙脱石的转化 随埋深的增加，蒙脱石向伊利石转化。 蒙脱石向伊利石或绿泥石转化的重要条件是孔隙水为碱性介质，如果孔隙水为酸性，蒙脱石则将向伊利石转化。 3、伊利石和绿泥石的转化 伊利石和绿泥石在埋藏成岩过程中，若孔隙水保持碱性，二者可保持稳定而不发生变化。若孔隙水为酸性，则二者均不稳定，并且可以转化为高岭石。这种逆向转化是一种退变作用，常出现于表生成岩环境。 * 《沉积岩石学》教材第八章P.117~124 《Sedimentary Petrology》Chapter 5.4 P.97~98 第八章复习思考题 《沉积岩石学实验指导书》 P.81，109~114题 粘土岩成岩作用与石油生成之间的关系如何？ 景德镇窑青花花果纹黄彩瓷盘（明弘治年间） 钧窑三足瓷洗（北宋） 新石器时代桶形彩绘陶罐（内蒙古出土）? 紫砂茶叶罐（清乾隆年间） 青花瓷餐具 泥质岩——主要是由粘土矿物及粒径 0.0039 mm的细碎屑（50%）组成的沉积岩。 粘土岩——以粘土矿物为主（含量 50%）的沉积岩。 粘土——疏松或未固结成岩的粘土矿物沉积物，粒径0.005mm(0.0039mm, 0.001mm) 粘土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石，约占沉积岩总量的60%（55%）。 粘土岩的主要组分—粘土矿物大多数来自母岩风化的产物，并以悬浮方式搬运至水盆地，以机械方式沉积而成。所以粘土岩应归属陆源碎屑沉积岩（碎屑岩）。 粘土岩是主要的生油岩和良好的油气储集的盖层，同时亦具有其它广泛的工业使用价值。 1．非渗透性 Main physical characteristics of clayrocks 粘土岩是一种非渗透性的岩石，是石油及天然气在地下保存的良好盖层。 2．吸附性 粘土矿物具有从周围介质中吸附各种离子、放射性元素及有机色素的能力。 自然伽马测井、改善钻井液性能 3．吸水膨胀性 有些粘土矿物具有极强的吸水能力，同时产生体积膨胀，有时达50%甚至更大，以蒙脱石吸水性最强。 调整钻井液性能、中子伽马