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瘤状灰岩的分类及成因

2021-11-27

中国科技纵横 2021年3期
关键词:串珠顺层泥质

(陕西地矿投资有限公司,陕西西安 710000)

在岩石体系中,呈瘤状形态,且具有相似产出特征的岩石,称之为瘤状灰岩,属于常见性碳酸岩石。在我国,瘤状灰岩的分布十分广泛,地层层位也较多,按照不同地质历史发展时期,盐酸岩石具有不同程度的地层发育,在地质发展时期贯穿了全过程。笔者根据自身多年的岩石研究经验,主要分析瘤状灰岩的分类及成因[1]。

1.瘤状灰岩的分类

瘤状灰岩作为一种常见的碳酸岩石,在碳酸盐地层中,具有不同程度发育特点,在我国不同区域,例如北方、南方区域都有瘤状灰岩的产生,特别是南方泥盆系中广泛分布,其分类、成因受到了学者广泛重视[2]。

第一,结构成因分类。按照结构成因,瘤状灰岩主要分为普通性、压扁性、连续性3种瘤状结核。普通性瘤状结核,也称不连续结核体,主要由富灰泥质所构成,风化后,结核体按照不规则状态,分布在灰泥基质中。连续性的瘤状结核,主要因长时期的成岩过程,使得结核体生长、发育,逐渐形成连续性岩化结核层,瘤状结核主要以群集方式出现,有时也以单层出现,在泥灰岩、钙质泥岩中产生;压扁性的瘤状结核,主要由富黏土质、压扁结核所构成,通过溶解层划分,可划分为复合溶解层、简单溶解层。

第二,排列式分类。根据瘤体排列方式以及断面形态,瘤状灰岩可划分为顺层串珠、断续串珠、杂乱状3种灰岩。顺层串珠型的瘤体,主要呈串珠状顺层排列,瘤体基本上被隔开,连续成层;断续型的串珠瘤体,主要通过灰泥基质隔开,处于互相孤立状态,加上瘤体呈顺层分开状态,可通过瘤体拼合成层;杂乱状的瘤体,在灰泥基质中悬浮分布,边缘也较为平整。

第三,生物成分分类。按照瘤状灰岩构造、分布层以及生物成分,主要分为3类形态:其一,生物骨架体,岩体中的层孔虫以及群体珊瑚,通过蓝绿藻的包裹,形成粘结灰泥。在层内包含许多泥质;其二,由蓝绿藻对生屑进行包裹,产生瘤状灰岩,主要在泥岩中进行顺层分布,如果发育良好,可产生藻丘,或者藻球;其三,生屑泥晶和泥晶灰岩共同形成瘤状灰岩。

第四,泥灰比值分类。按照泥灰比含量,瘤状灰岩主要分类为富灰型、过渡型以及富泥型3类:富灰型瘤状灰岩,具有灰岩含量较高,呈成层产出特点,表面有小丘状凸起,基质层按照瘤体形态起伏,成层性较差,地层结构呈现灰包泥特点;过渡型瘤状灰岩,从侧面观察,主要呈现长透镜状以及长条状,具有连续分布特点,在局部会产生熔断、压断问题,具有良好的成层性;富泥型瘤状灰岩,泥页岩含量比灰岩含量超出许多,以疙瘩形态进行断续分布,呈杂乱性特点,具有良好的成层性,且顺层能够连续发育[3]。

第五,形态特征分类。按照形态特征,可将瘤状灰岩划分为5类类型:其一,压扁瘤体形态,灰岩瘤体主要呈长扁豆状,在同一层内,瘤体大小较为均匀,主要以平行层面方式排列,在剖面上,呈现波状起伏条带,加上表面较为光滑,基质界线也十分清晰;其二,揉皱角构造,瘤体主要呈现不规则弯曲形态,在泥岩中以撕裂状断续进行分布,水平纹理可绕过碎块;其三,压溶瘤构造,主要是压溶土膜上进行发育,具有互相交切分割的特点,瘤体呈不规则形态,以平行层面方式进行排列;其四,干裂角构造,呈现次棱角状态,由粉晶方解石、微晶以及生物碎屑所构成;其五,粗屑结构,主要呈现卵圆形状态。

2.瘤状灰岩的特征分析

在岩体体系中,瘤状灰岩主要由基质、瘤体所构成,按照瘤状灰岩泥质含量、层数变化分析,如果岩段中,泥质含量较多,那么层数也较多,瘤体结构也较为明显;如果岩段中,泥质含量较少,则层数较少,瘤体结构不显著。处于不同地质发展时期,瘤状灰岩差异也不相同[4]。

首先,压扁型灰岩。主要是由泥晶、浅灰色微晶所构成,其矿物主要是陆源碎屑和方解石,呈条带状或扁豆状形态,瘤体占56%左右的瘤体体积,大小约为1cm~2.5cm,在瘤体中还包含由三叶虫、腕足、双壳以及介形虫等生屑,基质颜色为黄绿色和灰色。

其次,串珠型灰岩。该类瘤体灰岩主要由泥晶和白色亮晶构成,其矿物包含了陆源碎屑、方解石成分,呈现疙瘩形态,瘤体占55%的瘤体体积,大小约为1.2cm~2.8cm,基质颜色为黄绿色。

再次,角状灰岩。该类瘤体灰岩主要包含泥晶、微晶和藻粉砂屑,呈次棱角形态,包含了生物屑、铁泥质等成分,以缠绕瘤体和细脉的方式进行分布。可以说,在不同地质发展时期,瘤状灰岩的特征存在较大差异,主要是岩石厚度和颜色,以及瘤体成分和大小形态。瘤状灰岩特征的差异性,对其形成成因差异、环境差异具有代表性。

3.瘤状灰岩的成因分析

针对瘤状灰岩,在多年研究中,其成因多种多样,主要有如下成因:

第一,成岩分异作用。由于泥质的均匀分布,产生碳酸盐的沉淀物,通过化学分异反应,在成岩时大小不一的碎屑,产生瘤体[5]。

第二,海底溶解。如果泥灰质处于较深的水盆地内,通过沉积作用,加上海底的底流作用,溶解了弱固结、未固结沉淀物,其他未被溶解粘土矿物,就形成灰岩。如果未经过海底底流冲击,则物质会很快速度沉积、固结,通过挤压作用,产生瘤体。通过海底的溶解作用,瘤状灰岩的发育较多。

第三,压溶作用。在成岩过程中,发育成网状缝合线群,对泥灰质沉积物进行分割,进而形成瘤体,且呈大小不一状。

第四,海底胶结。处于深水环境内,通过洋流作用、底流作用,使得沉积被中断,在沉积截面,产生不均匀胶结作用,进而产生瘤状灰岩。

第五,滑塌作用。如果深水坡度较大,在灰岩沉积过程中,由于互层分布,斜坡产生水下滑塌,由于灰岩的脆性较大,容易产生破碎,出现揉皱变形,对灰质团块进行包裹,就会产生串珠型和扁豆型瘤状灰岩。

第六,差异压实成因。由于灰质薄层、泥质,以互层状态进行分布,通过成岩压实作用,使得泥质层出现受压流动,而钙质层被拉断,产生瘤状灰岩。差异压实在瘤状灰岩形成的重要原因之一,在沉积学中,将成岩分异与差异压实划分为瘤状灰岩形成的两大类型。

第七,暴露成因。由于灰岩处于暴露干裂状态,产生腐蚀移位,在后期通过沉积物进行充填胶结而成。对于暴露成因,各类假说都具有一定的根据,在不同时代和不同地域,瘤状灰岩的暴露特点也呈多样性,不属于特定环境产物。

第八,生物钻孔。针对碳酸盐沉积物,在沉积以后,若大量底栖生物开展钻孔活动时,会形成一个不规则通道,白云石、泥沙进行填充后,产生基质,有些碳酸盐未被钻孔扰动,就会形成瘤状体,且呈不规则状态。

4.结语

瘤状灰岩,作为常见性的碳酸盐灰岩,具有良好的缝合线发育,张性裂缝、斜交和层面垂直较为常见,通过缝合线构造,为油气运移提供运输通道,还能为油气创造储集空间,因此加大瘤状灰岩的研究,可为油气储备、运输提供广阔的研究前景。

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