近日,地科学院2024级地质学专业硕士生陈泓州以第一作者身份在中文EI检索期刊《石油与天然气地质》(影响因子7.149)上发表题为“页岩中方解石类型、成因及地质意义”的研究论文。长江大学地球科学学院为论文第一署名单位,硕士生陈泓州为论文第一作者,其导师朱光有教授为论文通讯作者。

图1 论文首页
论文系统阐述了页岩中方解石的类型划分、成因机制及其多重地质意义。在类型划分上,页岩中方解石根据粒径大小划分为泥晶与亮晶两大类,其中泥晶方解石根据产出形态进一步划分为分散颗粒状、结核状、纹层状等,多形成于同生-早成岩阶段;亮晶方解石则根据长短轴比划分为纤维状、刃状、等轴状,主要形成于中-晚成岩阶段,其中纤维状方解石脉可以作为油气成熟过程中流体超压的构造证据。

图2 页岩方解石脉的反轴生长模型
a,a1.分别为反轴刃状方解石脉早期和晚期阶段;b,b1.分别为反轴纤维状方解石脉早期和晚期阶段;c,c1.分别为反轴方解石脉早期和结晶扩展晚期叠锥结构阶段
在成因机制上,方解石的形成受流体超压、构造应力和结晶力三者共同控制,其物质来源具有多样性,钙离子可来自早期钙质溶解、孔隙水等多种途径,碳酸根离子则兼具有机与无机来源。其形成过程具有明显的阶段性特征,早期受微生物活动影响,中期与有机质脱羧作用相关,晚期与甲烷热氧化流体活动关联,并在热演化过程中出现独特的溶蚀窗与逆溶蚀现象。
在地质意义方面,方解石对页岩油气勘探开发具有双重影响:一方面,作为脆性矿物它能提高页岩脆性、促进裂缝扩展,其溶蚀孔和裂缝为油气提供储集空间,同时方解石包裹体对恢复古沉积环境具有重要指示意义;另一方面,其胶结

图3 陆相页岩(a)和海相页岩(b)中方解石脉的形成过程

图4 不同岩石成分的力学性质及其对岩石可压裂性的影响
作用会导致孔隙度降低,对储层物性产生负面影响。因此,深入揭示页岩中方解石的成因与分布规律,对于页岩油气甜点预测与高效开发具有重要的指导价值。
论文链接:https://link.cnki.net/urlid/11.4820.TE.20251113.1427.002