碳酸鹽巖微相研究現(xiàn)狀與未來(lái)運(yùn)用研究

引言：碳酸鹽巖是一種重要的儲(chǔ)油巖，碳酸鹽巖油氣勘探工作促進(jìn)了人們對(duì)碳酸鹽巖微相的深入研究，微相分析方法在碳酸鹽巖沉積學(xué)的研究中也十分重要。本文介紹了碳酸鹽巖微相研究的簡(jiǎn)要?dú)v程，重點(diǎn)介紹了碳酸鹽巖微相研究的方法和技術(shù)手段，以及人們對(duì)碳酸鹽巖微相分析和解釋的研究成果和應(yīng)用，并對(duì)近年來(lái)微相分析研究的新進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)和展望。

一、碳酸鹽巖微相研究簡(jiǎn)要?dú)v程

早期的微相研究主要以巖石學(xué)偏光顯微鏡觀察為主要分析手段。最早進(jìn)行微相研究工作應(yīng)為奧地利格拉茨大學(xué)的peters，在他1863年發(fā)表的題為“達(dá)斯坦石灰?guī)r中的有孔蟲(chóng)”論文中，曾評(píng)價(jià)了薄片在闡明古生態(tài)和古地理問(wèn)題方面的作用。

1927年，udden和walte在發(fā)表的論著中闡述了說(shuō)明他們?cè)鯓永闷忡R來(lái)描述和研究石灰?guī)r的微相特征，并將鑒定成果最終應(yīng)用到了得克薩斯的油氣勘探中。

19世紀(jì)30年代，sander和pia在碳酸鹽巖的顯微鏡研究方面取得了突破性進(jìn)展，首次介紹了現(xiàn)代碳酸鹽的綜合研究成果。

1949年，brown最早提出了“微相”這一概念，隨后cuvillier在1952年又對(duì)它進(jìn)行了重新定義。

1962年，folk和dunham根據(jù)顆粒類(lèi)型與泥晶一亮晶一顆粒相對(duì)含量，對(duì)沉積環(huán)境能量進(jìn)行了分析，并提出了分類(lèi)方法 。

70年代， wilson系統(tǒng)總結(jié)了碳酸鹽巖沉積學(xué)與微相研究方法， 提出了24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)微相和9個(gè)相帶的沉積模式。

80年代， 楊承運(yùn)和卡羅茲用微相方法對(duì)碳酸鹽巖進(jìn)行了分類(lèi)， 并對(duì)微相分析方法進(jìn)行系統(tǒng)闡述[3]。

二、碳酸鹽巖微相研究方法和技術(shù)手段

要合理的進(jìn)行微相的分析研究，必須進(jìn)行野外地質(zhì)研究，通過(guò)對(duì)野外露頭和巖心的觀察，可以識(shí)別的相標(biāo)志有：巖性標(biāo)志、巖石結(jié)構(gòu)和顏色、層理、沉積構(gòu)造、成巖特征、化石和生物構(gòu)造等。在早期的巖石薄片分析研究中，也強(qiáng)調(diào)把野外工作和室內(nèi)薄片研究結(jié)合起來(lái)。近十幾年來(lái)，微相的研究方法不斷推陳出新，取得了十分顯著的成就。

1.初步分析方法

對(duì)巖石樣品最基本的也是最初的操作是磨制成薄片，也可以是制作切片、揭片，或者是鑄體、刻蝕和染色。碳酸鹽巖薄片顯微鏡研究為微相分析提供了必要的基礎(chǔ)資料。 2.精細(xì)分析方法 隨著研究的進(jìn)一步深入，研究沉積微相最有潛力的技術(shù)是常規(guī)的薄片資料與更為精細(xì)的顯微鏡（如：掃描電子顯微鏡、陰極發(fā)光顯微鏡和熒光顯微鏡）和礦物學(xué)、地球化學(xué)綜合研究。tucker（1981）對(duì)下列不同的顯微鏡技術(shù)做了極好的綜述：掃描電子顯微鏡、陰極發(fā)光顯微鏡、x射線衍射和沉積巖化學(xué)分析技術(shù)[2]。 2.1立體掃描電子顯微鏡 立體掃描電子顯微鏡（簡(jiǎn)稱(chēng)為掃描電鏡，sem）技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)我們了解碳酸鹽巖沉積、成巖過(guò)程及其產(chǎn)物都有很大的幫助。它的優(yōu)點(diǎn)是能高度聚焦，形成極小表面的三維（微和超微尺度）優(yōu)秀照片，分辨率高，放大倍數(shù)高達(dá)10至100000倍。是碳酸鹽巖綜合研究分析中非常重要的手段之一。 2.2熒光顯微鏡 熒光代表物質(zhì)被可見(jiàn)光或紫外線照射時(shí)的發(fā)光特征。碳酸鹽巖的熒光可能由有機(jī)質(zhì)形成，可以用拋光切片和厚的薄片進(jìn)行研究。碳酸鹽巖熒光發(fā)光技術(shù)主要應(yīng)用在：（1）識(shí)別隱藏的顯微組構(gòu)；（2）區(qū)別原地和異地的微晶灰?guī)r；（3）了解生物的礦化作用過(guò)程；（4）研究細(xì)紋層狀灰?guī)r的有機(jī)組分。 2.3陰極發(fā)光顯微鏡 陰極發(fā)光顯微鏡（cl）是研究碳酸鹽巖巖石學(xué)、成巖顯微構(gòu)造以及生物沉積的重要工具也是研究海相和非海相碳酸鹽巖的重要工具。它通過(guò)電子轟擊拋光薄片和拋光巖石表面激發(fā)發(fā)光，發(fā)光特征取決于被激發(fā)固體的物質(zhì)特征，這些特征包括晶體結(jié)構(gòu)、晶格缺陷以及化學(xué)成分等。陰極發(fā)光研究通常與巖石學(xué)顯微鏡和稀有元素分析相結(jié)合，并且已經(jīng)成為微相分析的重要組成部分。 2.4流體包裹體 礦物流體包裹體常用于研究沉積巖成巖作用、烴類(lèi)物質(zhì)的成因和運(yùn)移、礦物沉積、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和巖石學(xué)等方面的問(wèn)題，近20年來(lái)越來(lái)越被研究人員重視。解釋流體包裹體的基本假設(shè)條件是流體包裹體發(fā)育在封閉體系中，與其形成時(shí)的其他流體具有相同的成分和濃度。具有流體包裹體的碳酸鹽晶體在拋光切片和薄片中呈現(xiàn)黑色，在碳酸鹽晶體中由水成液體和氣體組成的霧狀包裹體，可以提供膠結(jié)物的成巖環(huán)境信息。 流體包裹體的研究需要用到巖石學(xué)顯微鏡、加熱和冷凍裝置。實(shí)際的研究工作中，還常將陰極發(fā)光顯微鏡和穩(wěn)定同位素分析與之相結(jié)合。 三、碳酸鹽巖微相研究新進(jìn)展與未來(lái)展望 近年來(lái)，碳酸鹽巖微相的研究和應(yīng)用也取得了很大的進(jìn)展，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）新技術(shù)的應(yīng)用：為了最?lèi)?ài)限度的開(kāi)發(fā)微相分析所應(yīng)用的資料信息，除了使用偏光顯微鏡以外，還用到了一些新的技術(shù)手段，如陰極發(fā)光顯微鏡、流體包裹體顯微鏡、掃描電子顯微鏡以及穩(wěn)定同位素地球化學(xué)技術(shù)?，F(xiàn)在，為了進(jìn)行沉積微相分析，評(píng)價(jià)盆地中可能發(fā)育的沉積儲(chǔ)集體，對(duì)巖石薄片進(jìn)行定量分析也是不可缺少的方法。（2）新的古、今碳酸鹽巖對(duì)比研究資料的應(yīng)用：由于地質(zhì)歷史中的生物系統(tǒng)、地質(zhì)因素以及化學(xué)作用都會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。所以，現(xiàn)代碳酸鹽巖的沉積體系僅能部分反映地史中古地理背景和沉積環(huán)境的變化。但是，研究現(xiàn)代碳酸鹽巖的形成過(guò)程，能讓我們了解生物對(duì)碳酸鹽發(fā)育的影響，幫助我們了解和認(rèn)識(shí)在古代碳酸鹽巖中有哪些物理作用、生物和生物遺跡以及化學(xué)作用能夠被保存和記錄下來(lái)。因此，現(xiàn)代深淺海碳酸鹽巖沉積作用的研究，對(duì)古代碳酸鹽微相解釋具有重要的意義?？偟膩?lái)說(shuō)，微相的研究近年來(lái)有很大發(fā)展，以由過(guò)去的單純的分析環(huán)境轉(zhuǎn)為研究巖石的成因、沉積作用的過(guò)程、成巖作用變化及其與巖石孔隙演化關(guān)系等，由傳統(tǒng)的定性化研究方法（主要指用巖石學(xué)偏光顯微鏡進(jìn)行的微相研究）發(fā)展到定量化研究沉積微相及微相組合，研究?jī)?nèi)容漸趨豐富并逐步向各學(xué)科分散、滲透，不論是從研究?jī)?nèi)容還是研究方法上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 參考文獻(xiàn) [1]馮增昭.碳酸鹽巖巖相古地理學(xué)[m].石油工業(yè)出版社，1989，5. [2]flügel.碳酸鹽巖微相：分析、解釋及應(yīng)用[m].馬永生，主譯.地質(zhì)出版社，2006，10. [3]包洪平，楊承運(yùn).碳酸鹽巖微相分析及其在巖相古地理研究中的意義[m].巖相古地理，1999，19（6）：23-29. [4]初廣震.塔里木盆地寒武-奧陶系碳酸鹽巖微相與成巖作用研究[d].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2010，5. （作者單位：1、太原理工大學(xué)研究生院；2、大同煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

作者簡(jiǎn)介

張慧霞，女，1981年 籍貫：河北省阜平縣 學(xué)歷：研究生 職稱(chēng)：講師 單位：山西省太原理工大學(xué)研究生院 研究方向：地質(zhì)工程。