墨西哥湾沉积地层无卸载的超压和粘土成岩作用:异常现象?

实不均衡被普遍认为是导致超压的原因,尤其是在快速沉积的富含粘土沉积地层中。粘土成岩作用会伴随着超压的形成,而这种超压要大于压实不均衡所产生的超压。基于这些观测结果推测,在超压泥岩发生粘土成岩作用的情况下,其超压幅度会大于压实不均衡对超压的贡献。有报告称,美国路易斯安那州海域墨西哥湾一口井内的上新统地层就经历了粘土成岩作用。这口井的压力和测井资料表明,尽管这里的沉积地层发生了粘土成岩作用,但超压可全部归因于压实不均衡。本文选取路易斯安那州海域一口井中发生过粘土成岩作用但成岩作用对超压没有贡献的整个泥岩地层段作为研究对象,分析其粘土矿物成分和岩石物理性质,并与其他人的粘土成岩作用及岩石物理研究成果进行了对比。结果表明,与其他地区粘土成岩作用对超压有贡献的泥岩地层相比,路易斯安那州海域这口井中泥岩的蒙脱石含量比较低。蒙脱石含量较低导致发生反应的岩石体积所占比例较小,不足以引发通常与粘土成岩作用相伴的载荷转移(load transfer )。路易斯安那州海域这口井及其附近其他井中泥岩的岩石物理特征不同于墨西哥湾其他区域及其他国家个别井中与粘土成岩作用有关的地层特征。位置、年龄、沉积组合、粘土矿物组分及岩石物理特征的对比结果表明,物源区可能控制着墨西哥地区粘土成岩作用对超压没有贡献的泥岩的分布。