四川盆地自流井组陆相页岩石英成因研究

为了分析含气陆相页岩中石英矿物的成因、分布及其影响因素,以四川盆地自流井组含气页岩层段为主要研究对象,利用X射线衍射分析、普通薄片、扫描电镜、阴极发光、电子探针及元素地球化学分析测试手段,识别出陆源石英和成岩过程中形成的石英。陆源石英在阴极光下表现为棕色光,粒径较大。成岩过程中形成的石英在阴极发光下不发光,晶形较好,粒径较小。根据成岩作用的不同,将成岩过程中形成的石英细分为黏土矿物转化过程中形成的石英和硅质交代介壳边缘形成的石英。分析不同成因的石英分布特征发现,东岳庙段内石英矿物主要为陆源输入和黏土转化成因;马鞍山段内的石英主要为陆源石英;大安寨段内的石英则为硅质交代自生和陆源输入成因。在此基础上,总结了陆相页岩中不同成因石英的影响因素,包括沉积环境和地层压力。在沉积环境方面,随陆源物质输入的增加,陆源石英增加。同时,适合的湖水盐度,有利于介壳生物的生存,为硅质交代介壳形成石英提供物质基础。此外,地层的异常高压会抑制黏土转化,减少硅质析出,阻碍自生石英的沉淀。

中国南海珊瑚砂的多尺度颗粒形貌特征分析

颗粒形貌是影响珊瑚砂力学性质的重要参数,研究珊瑚砂多尺度形貌特征有助于从细观角度阐释其力学特性。基于颗粒动态图像分析技术对不同粒径范围内超过20万个珊瑚砂和陆源石英砂(包括人工破碎石英砂和天然石英砂)颗粒开展颗粒形貌扫描和对比分析,提出了适用于珊瑚砂的颗粒形状分类标准,并从颗粒形状、磨圆度和凸度3个尺度上揭示了海相珊瑚砂与陆源石英砂颗粒形貌的差异性。结果表明:(1)珊瑚砂主要由块状、片状及棒状3种类型的颗粒组成,以伸长率和扁平率为0.5作为珊瑚砂颗粒形状的划分阈值进行颗粒形状分类,该分类方法的准确率可达90%。(2)珊瑚砂中块状颗粒占比最大,且含量大于50%。随着粒径增加,块状颗粒占比增加,片状颗粒占比下降,而棒状颗粒基本维持不变;随着粒径的增加,石英砂中的块状颗粒占比高于珊瑚砂,这是由颗粒的矿物性质决定的,而与颗粒的风化破碎方式无关。(3)人工破碎石英砂的磨圆度与珊瑚砂的较为接近,且略小于天然石英砂。块状颗粒的磨圆度大于片状颗粒,更大于棒状颗粒,因此块状颗粒占比越高,集合体的磨圆度越大。(4)珊瑚砂的颗粒凸度介于0.85~1.00间,石英砂的凸度大于珊瑚砂。随着粒径的增加,珊瑚砂的凸度减小明显,而石英砂的凸度变化不大。

四川盆地五峰组—龙马溪组含气页岩中石英成因研究

为了分析含气页岩中石英的成因类型及其对页岩储层质量的影响,以四川盆地五峰组—龙马溪组含气页岩层段为主要研究对象,利用X-射线衍射分析、扫描电镜、阴极发光、能谱分析及主量元素测试等手段,识别出陆源石英和成岩过程中形成的石英。陆源石英阴极光下表现为强发光,单色阴极发光光谱一般有2个峰值,主峰出现在620~650nm处,次峰出现在420~450nm处;成岩过程中形成的石英单色阴极发光特征为弱发光—不发光,光谱通常在波长620nm附近出现峰值。成岩过程中形成的石英包括以隐晶、微晶及微晶聚集体的形式出现,呈不规则状的生物成因石英;以及嵌入在黏土基质中微米级颗粒,呈短链状、小晶簇状聚集,或以板片状、小晶片状形式存在的黏土矿物转化过程中形成的石英。TOC值与石英含量呈明显的正相关关系,说明高石英含量且富含生物成因石英页岩沉积时,有利于有机质的富集,并且页岩储层脆性高,可压裂性好。