古岩溶识别与研究动态

2025-03-11 09:44:39

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回答1：

将岩溶作用与油气勘探直接联系起来的论述，首见于1954年桑布瑞发表的《石油勘探中地貌学的运用》一书，着重从潜伏岩溶地形等方面探讨不整合侵蚀面在油气聚集中的作用。

彭大钧等（1990）对20世纪90年代以前的古岩溶研究方法进行了系统性的总结：①古构造方法应用于研究古构造与古岩溶的关系；②沉积相分析方法应用于古岩溶相、亚相及微相的划分；③岩石学、矿物学方法对古岩溶水文地化形迹、充填物特征的研究具有很大作用，可为探讨古岩溶形成的孔隙水起源、流体性质提供依据；岩石铸体薄片、岩心观察、扫描电镜分析、x光衍射分析等，对古岩溶微孔隙系统的研究也很有帮助；④古水文地球化学分析、有机地球化学分析方法对古岩溶及油气形成的古水文地球化学环境研究很有意义；⑤古生物学方法与同位素方法结合运用对于发现和确定古岩溶的存在具有实际意义；⑥钻探方法和物探方法综合运用有助于发现和确定古岩溶的存在；⑦计算机运用对恢复古岩溶形成的古水动力场、古构造应力场的数学模拟提供了可能，同时，应用其他数学地质方法研究古岩溶也可得以实施；⑧物理方法可以对古岩溶系统的形成进行水动力场电模拟；⑨室内溶蚀实验方法可以获取古岩溶发育控制因素的重要参数和直观资料。

近10年来，岩溶研究方法进一步丰富（宋志敏，1993；黄思静，1995；林庆洲，1993；福特，1996；李定龙，1999），具体的研究方法还集中体现在以下几个方面。

在岩矿分析手段中，阴极发光技术获得了更加广泛的应用。黄思静（1995）、宋志敏（1993）等人将阴极发光技术更成熟地应用于矿物学研究中，对于研究胶结物的形成环境、期次、成因等做了大量的工作；岩溶作用的岩石学研究包括宏观和微观两方面内容。岩石的宏观研究，主要为研究围岩与洞穴中充填物的成分、孔隙特征以及充填物的充填方式等；其微观研究主要是通过铸体薄片、扫描电镜、阴极发光等现代岩矿分析手段，来辨认或推断古岩溶的存在。岩石学研究建立起岩溶分析的地质概念模型，是分析岩溶机制、建立岩溶模式的重要基石。

在地球化学分析中，微量元素和稀土元素的应用，使得岩溶分析方法取得了重要的进展（李定龙等，1999）。元素丰度在一定程度上可以揭示岩溶发生的环境和演变情况。一般来说，P,U在岩溶系统中的含量低，而Al等在表生条件下稳定的元素丰度高；当粘性土充填孔洞缝中时，可以改变碳酸盐的化学成分，充填程度越高，Si,K,Ba,Zn,V等易吸附的元素含量越高。

溶蚀过程中存在由弱到强的同位素分馏效应，即各区域样品的δ¹³C和δ¹⁸O有随溶蚀强度加大同步朝低、负值方向迁移的规律。Mahboubi等（2002）在研究伊朗Kopet Dagh油田碳酸盐岩地层时，测得灰岩层的δ¹³C和δ¹⁸O的PDB值分别是＋0.8‰～－1.5‰和－2.82 ‰～＋3.5‰，受到大气水和埋藏成岩作用的双重影响。根据同位素的质量平衡原理，成岩流体与基岩之间的同位素交换，就成了后来各种岩溶岩的同位素富集与贫乏的主要原因。郑荣才等（1997）依据蚀变碳酸盐矿物的锶同位素主要取决于流体中的w（⁸⁷Sr)/w（⁸⁶Sr）比值的原理，首次利用Sr同位素对古岩溶作用进行了研究，对样品锶同位素比值及其与氧、碳同位素的相关关系作了详细的分析，得出川东黄龙组碳酸盐岩储层为古岩溶作用产物的结论；认为随着岩石蚀变程度的增加，w（⁸⁷Sr)/w（⁸⁶Sr）比值升高。

近几年出现的微量元素，尤其是稀土元素的研究，又将岩溶研究的定量化大大地推进了一步；稀土元素的迁移存在轻稀土迁出率高于重稀土的分馏效应，并具有随溶蚀强度加大，REE与w（La)/w（Lu）和δCe/δEu比值趋于同步下降的特点，并且稀土配分模式也要相应地发生变化。李定龙等人（1999b）以皖北奥陶系稀土元素地球化学特征为标志确定其古岩溶发育环境、识别岩溶作用期次。稀土元素研究对于确定母岩来源，也是非常重要的。

油气田古岩溶研究过程中，充分应用钻井和录井资料是非常重要的。由于野外露头研究只能类比反映地下情况，而且多数地区很难找到较好的地下目的层的相应露头；同时，岩心资料非常有限，不可能只通过单孔来建立地下岩溶模式。这使得钻井、录井资料成为分析地下情况较为直接的重要证据。

相对于常规测井，成像测井资料在古岩溶的研究上独具特色。电阻率成像测井是20世纪80年代中期以来，在传统地层倾角测井技术基础上发展起来的一种高新技术。传统测井方法一般只能测量一条反映井壁地层特征垂向变化的测井曲线；而成像测井可以同时记录多达192条电阻率曲线，这些曲线有规律地覆盖在井壁不同部位，共同构成一个庞大的数字矩阵，经过数据恢复、图像生成和图像增强等一系列处理后，得到反映井壁地层细节特征的二维电阻率图像。利用这些二维图像，可以清楚地观察到井壁周围的岩溶现象。

根据不同规模岩溶储集空间对波速有不同程度影响的理论，利用现代精密的地震采集手段和处理方法，建立起岩溶现象与地震反射的关系，对古岩溶进行深入研究。在地下，流体分布和储集空间的存在会导致地震波传播速度发生变化，从而引起地震反射异常，这是地震方法研究岩溶的基本原理。

随着对古岩溶认识和研究的不断深入，研究技术和方法逐渐向多学科交叉和多技术综合的趋势发展，体现出系统科学的特点。贾振远等（2004）指出古岩溶缝洞储层特征和预测研究应包括：概念模型的建立、钻孔资料的研究、岩心研究、地震勘探资料研究、地球化学和微观研究以及古地貌和古水文研究等6个方面。宋来明等（2005）从岩石学研究、地球化学研究、钻井录井特征、成像测井技术、岩溶层的地震分析等方面综合研究了碳酸盐岩古岩溶。

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