次生孔隙形成的原因主要有哪些

1、次生孔隙形成的原因主要有哪些？答：次生孔隙形成的原因主要有：1）溶解（或溶蚀）作用；2）成岩收缩作用；3）构造应力作用。2、碎屑岩的成岩作用可以划分为哪几个阶段？每个阶段各有什么标志?答：碎屑岩的成岩作用可以划分为同生成岩阶段、早成岩阶段、中成岩阶段、晚成岩阶段和表生成岩阶段。（1）同生成岩阶段的主要标志有：①岩石（沉积物）疏松，原生孔隙发育；②海绿石主要形成于本阶段；③鲕绿泥石的形成；④同生结核的形成。⑤沿层理分布的微晶及斑块状泥晶菱铁矿；⑥分布于粒间及粒表的泥晶碳酸盐，有时呈纤维状及微粒状方解石；⑦有时有新月形及重力胶结；⑧在碱性水介质（盐湖盆地）中析出的自生矿物有粉末状和草莓状黄铁矿、他形粒状方沸石、基底式胶结或斑块状的石膏、钙芒硝，可见石英等硅酸盐矿物的溶蚀现象等。（2）早成岩阶段可分为A、B两期，下面分别对A期和B期进行阐述。1）早成岩A期的主要标志有：①古温度范围为古常温小于65℃。②有机质未成熟，其镜质组反射率Ro小于0.35%，最大热降解峰温Tmax小于430℃，孢粉颜色为淡黄色，热变指数TAI小于2.0。③岩石弱固结—半固结，原生粒间孔发育。④淡水—半咸水水介质的泥岩中富含蒙皂石层占70%以上的伊利石/蒙皂石（I/S）无序混层粘土矿物（有序度R=0），统称蒙皂石带；碱性水介质（含煤地层）的砂岩中自生矿物不发育，局部见少量方解石或菱铁矿，颗粒周围还可见少量绿泥石薄膜；碱性水介质的自生矿物有粒状方沸石、泥晶碳酸盐，无石英次生加大。古温度低于42℃是石膏及钙芒硝析出，本期末，泥晶含铁方解石和含铁白云石析出；泥岩中粘土矿物以伊利石—绿泥石（I—C）组合和伊利石—绿泥石—伊利石/蒙皂石混层（I-C-I/S）组合为主，伊利石/蒙皂石（I/S）混层为有序混层，也有无序混层，少见蒙皂石，砂岩中可见高岭石。⑤砂岩中一般未见石英加大，长石溶解较少，可见早期碳酸盐胶结（呈纤维状、栉壳状、微粒状）及绿泥石环边，粘土矿物可见蒙皂石、无序混层矿物及少量自生高岭石。在碱性水介质中可见石英、长石溶蚀现象。2）早成岩B期的主要标志有：①古温度范围为大于65℃～85℃。②有机质未成熟，镜质组反射率Ro为0.35%～0.5%，最大热解峰温Tmax为43℃～435℃，孢粉颜色为深黄色，热变指数TAI为2.0～2.5。③在淡水—半咸水水介质中，由于压实作用及碳酸盐类等矿物的胶结作用，岩石由半固结到固结，孔隙类型以原生孔隙为主，并可见少量此生孔隙；在酸性水介质（含煤地层）中，由于缺乏早期碳酸盐胶结物，压实强，颗粒可呈点—线状接触，压实作用使原生孔隙明显减少；碱性水介质中颗粒间以点接触为主，部分线接触，此生孔隙发育，形成原生孔隙、次生孔隙共存的局面。④淡水—半咸水水介质的泥岩中蒙皂石明显向伊利石/蒙皂石（I/S）混层粘土矿物转化，蒙皂石层占70%～50%，属无序混层（有序度R=0），称无序混层带；酸性水介质（含煤地层）的砂岩中胶结物少，局部可有少量早期方解石，粘土矿物以伊利石/蒙皂石（I/S）无序混层为主，还可有少量绿泥石和伊利石，在富火山碎屑的岩石中可见蒙皂石；碱性水介质的泥岩中粘土矿物以伊利石—绿泥石（I—C）组合和伊利石/蒙皂石混层（I—C—I/S）组合为主，少见高岭石或蒙皂石，伊利石/蒙皂石（I/S）混层为有序混层（蒙皂石可占20%～25%）。⑤淡水—半咸水水介质的砂岩中可见Ⅰ级石英次生加大，加大边窄或有自形晶面，扫描电子显微镜下可见石英小雏晶，呈零星或相连成不完整晶面，书页状自生高岭石较普遍，有的砂岩受火山碎屑颗粒的影响，仍可见蒙皂石；酸性水介质（含煤地层）在早成岩阶段B期末出现早期石英加大，有的具有明显加大边，使颗粒在单偏光下观察呈线状接触，自生高岭石也相当发育，还可见少量粒内溶孔及铸模孔；碱性水介质的自生矿物有亮晶方解石、白云石、含铁方解石、含铁白云石和泥晶铁白云石、孔隙式胶结的硬石膏和钙芒硝，石英次生加大属Ⅰ级，加大边窄且不连续，偶见自形晶面，部分长石次生加大，可见长石、碳酸盐和方沸石溶蚀。⑥在淡水—半咸水水介质中，有的砂岩基质中有云雾状燧石。⑦在淡水和酸性水介质中可见一些矿物交代和转化现象。（3）中成岩阶段，中成岩阶段同样可分为A、B两期。1）中成岩A期①古温度范围为85℃～140℃。②有机质低成熟—成熟，镜质体反射率Ro大于0.5%～1.3%，最大热解峰温Tmax为435℃～460℃，孢粉颜色为橘黄—棕色，热变指数TAI为2.5～3.7。③淡水—半咸水水介质中，泥岩中的伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物，蒙皂石层占15%～50%，其中蒙皂石层占35%～50%时属部分有序混层(R=0/R=1)，蒙皂石层占15%～35%时属有序混层(R=1)。在某些有火成岩侵入的地层中或富含火山碎屑物质的岩石中，蒙皂石和伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物的转化和分布有时出现异常，应综合其他指标进行成岩阶段划分；碱性水介质中泥岩中的粘土矿物以伊利石—绿泥石（I—C）组合和伊利石—绿泥石/蒙皂石混层（I—C—I/S）组合为主，偶见高岭石，伊利石/蒙皂石（I/S）混层均为有序混层（蒙皂石层小于20%）。④淡水—半咸水水介质的砂岩中可见晚期含铁碳酸盐类胶结物，特别是铁白云石，常呈粉晶—细晶，以交代、加大或胶结形式出现，还可见其他自生矿物如钠长石、浊沸石、片沸石、方沸石等。在酸性水介质（含煤地层）的富含石英和长石的砂岩中，自生矿物组合以石英加大和自生高岭石发育为特点，但它们的发育程度与石英、长石颗粒和填隙物的含量有关，在石英颗粒含量少而富含火山岩屑的砂岩中，石英次生加大不发育。另外，还可见长石加大、自生钠长石、方解石、菱铁矿、浊沸石、硬石膏、伊利石、绿泥石、伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物，以及石英颗粒裂缝愈合和高岭石向绿混石转化等现象。⑤淡水—半咸水水介质的石英次生加大属Ⅱ级。大部分石英颗粒和部分长石颗粒具次生加大，自形晶面发育，有的见石英小晶体，在扫描电子显微镜下，多数石英颗粒表面被较完整的自形晶面包裹，有的石英自生晶体向孔隙空间生长，交错相接，堵塞孔隙。酸性水介质（含煤地层）在中成岩阶段A期后期，水介质开始由酸性向碱性转变，出现含铁方解石、铁白云石等晚期碳酸盐的胶结、交代作用，使孔隙度下降，除部分碳酸盐溶解外，以长石和火山岩屑颗粒溶解为主，形成粒内溶孔、铸模孔等次生孔隙，岩石具有孔径大、喉道窄的特征，另外还可见裂缝。碱性水介质在本期（含）铁碳酸盐类胶结物中大量出现，常呈自形粉晶—细晶，以孔隙式胶结或以交代、加大形式出现，硬石膏和钙芒硝呈孔隙式胶结或以交代形式出现。石英次生加大属Ⅱ级，石英和长石普遍具有次生加大现象，自形晶面发育，扫描电子显微镜下颗粒表面被较完整的自形晶面包裹或有自生石英晶体出现，部分长石钠长石化，方沸石逐渐减少直至消失，长石等碎屑颗粒及碳酸盐常被溶解，次生孔隙发育，本期末溶蚀缝开始出现。⑥砂岩中的粘土矿物，可见自生高岭石、伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物、呈丝发状自生伊利石、叶片状或绒球状自生绿泥石、绿泥石/蒙皂石(C/S)混层粘土矿物等，蒙皂石基本上消失。⑦长石、岩屑等碎屑颗粒及碳酸盐胶结物常被溶解，孔隙类型除部分保留的原生孔隙外，以次生孔隙为主。三种水介质在中成岩阶段A期，根据泥岩中伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物演化和有机质热演化特征，以蒙皂石层占35%、镜质组反射率Ro为0.7%或最大热解峰温Tmax为440℃为界，还可以细分为A1、A2两个亚期。2）中成岩B期①古温度范围为140℃～175℃。②有机质处于高成熟阶段，镜质组反射率Ro为1.3%～2.0%，最大热解峰温Tmax为460℃～490℃，孢粉颜色为棕黑色，热变指数TAI为3.7～4.0。③淡水—半咸水水介质的泥岩中有伊利石及伊利石/蒙皂石(I/S)混层粘土矿物，蒙皂石层小于15%，属超点阵或称卡尔克博格有序混层(有序度R≥3)，称超点阵有序混层带；酸性水介质（含煤地层）的砂岩中高岭石、伊利石/蒙皂石(I/S）混层粘土矿物含量下降，伊利石、绿泥石含量升高，成为主要粘土矿物类型；碱性水介质的泥岩中粘土矿物为伊利石—绿泥石组合。④淡水—半咸水水介质的砂岩中石英次生加大为Ⅲ级，特别是富含石英的岩石中几乎所有石英和长石具有加大且边宽，多呈镶嵌状，高岭石明显减少或缺失，有的可见含铁碳酸盐类矿物、浊沸石和钠长石化；酸性水介质（含煤地层）的砂岩中的自生矿物以铁方解石、铁白云石发育为特征，以交代作用为主，石英加大可达Ⅲ级，有的还可见长石加大以及榍石、硬石膏、重晶石等；在碱性水介质中，（含）铁碳酸盐和硬石膏多以交代形式或以充填粒间孔隙形式出现，石英加大属Ⅲ级，大部分石英和长石次生加大，加大边宽且连续，石英自形晶面发育，扫描电子显微镜下石英自生晶体相互联结，大部分长石钠长石化。⑤在淡水—半咸水水介质中，颗粒间石英自形晶体相互连接，岩石致密，有裂缝发育；酸性水介质（含煤地层）的孔隙类型以裂缝为主，少量溶孔，颗粒间呈线—凹凸状接触或缝合线状接触；碱性水介质中岩石致密，裂缝较发育，颗粒间以凹凸接触和缝合线状接触为主，部分颗粒间为线接触。（4）晚成岩阶段①古温度范围为175℃～200℃。②有机质处于过成熟阶段，镜质组反射率Ro为2.0%～4.0%，最大热解峰温Tmax＞490℃，孢粉颜色为黑色，热变指数TAI＞4.0。③淡水—半咸水水介质的岩石已极致密，颗粒呈缝合接触及有缝合线出现，孔隙极少且有裂缝发育；酸性水介质（含煤地层）的孔隙类型以裂缝为主，含少量长石岩屑溶孔，颗粒间呈缝合线状接触，有的可见石英颗粒压裂及愈合现象；在碱性水介质中还可见缝合线发育。④在淡水—半咸水水介质的砂岩中可见晚期碳酸盐类矿物及钠长石、榍石等自生矿物，石英加大属Ⅳ级，颗粒间呈缝合线状接触，自形晶面消失；酸性水介质（含煤地层）的砂岩中自生矿物为铁白云石、石英加大（可达Ⅳ级）、少量榍石等，粘上矿物有绿泥石、伊利石、黑云母挤压变形，有的被菱铁矿交代或伊利石化；在碱性水介质中可见（含）铁碳酸盐及钠长石等自生矿物，石英次生加大属Ⅳ级，颗粒间呈缝合线状接触，自形晶面消失，普遍见钠长石化现象。⑤砂岩和泥岩中代表性粘土矿物为伊利石和绿泥石，并有绢云母、黑云母，混层已基本消失，称伊利石带或伊利石—绿泥石带。根据伊利石的结晶度，其Kuber指数（K.I）为0.25（Δ2θ）＜K.I＜0.42°（Δ2θ），属于晚成岩期；碱性水介质的砂岩和泥岩中代表性粘土矿物为伊利石和绿泥石，并有绢云母和黑云母。（5）表生成岩阶段的主要标志①含低价铁的矿物（如黄铁矿、菱铁矿等）被褐铁矿化或呈褐铁矿的浸染现象；②碎屑颗粒表面的氧化膜；③新月形碳酸盐胶结及重力胶结；④渗流充填物；⑤表生钙质结核；⑥硬石膏的石膏化；⑦表生高岭石；⑧溶蚀现象，有溶孔、溶洞产生，使不整合面下的次生孔隙发育，改善了物性；⑨断层和裂缝的发育，为地表水的向下渗透及深部地层水和地表水的对流作用提供通道，同时也形成次生孔隙。3、碎屑岩储层成岩作用有哪几种？分别对孔隙有什么影响？答：碎屑岩储层成岩作用有机械压实作用、压溶作用、胶结作用和溶解与交代作用。它们对孔隙的影响分别阐述如下。（1）机械压实作用机械压实作用是沉积物在上覆重力及静水压力作用下，发生水分排出，碎屑颗粒紧密排列而使孔隙体积缩小、孔隙度降低、渗透性变差的成岩作用。影响碎屑岩的机械压实作用主要有颗粒的成分、粒度分选、磨圆度、埋深及地层压力等。机械压实作用的最终结果就是减小了粒间体积，使原始孔隙度降低。沉积物经机械压实作用后，会发生许多变化，主要有：1）碎屑颗粒的重新排列，从游离状到接近或达到最紧密的堆积状态；2）塑性岩屑挤压变形；3）软矿物颗粒弯曲进而发生成分变化；4）刚性碎屑矿物压碎或压裂。（2）压溶作用当上覆地层压力或构造应力超过孔隙水所能承受的静水压力时，引起颗粒接触点上晶格变形和溶解，这种局部溶解称为压溶作用。压实和压溶是两个连续进行阶段，压实作用由物理作用引发，压溶作用由物理作用和化学作用共同引发。在成岩作用的早期，由于颗粒间接触松散，压实作用容易进行，随着成岩作用强度的加大，碎屑颗粒间接触的紧密程度