有人认为延长组砂岩中绿泥石膜的形成与同沉积时期水动力条件关系更为密切,提出绿泥石黏土膜形成经历了5 个阶段:
原始颗粒沉积阶段、原始颗粒表面黏土吸附成膜阶段、颗粒初期压实阶段、环边绿泥石化阶段和自生绿泥石形成阶段。
他们发现“绿泥石黏土膜最发育的砂体,沉积相基本都是三角洲前缘分流河道微相,”他们认为是“因为前缘水下分流河道是三角洲前缘地区水动力条件最强的地方,在这种环境下极细的黏土颗粒无法沉淀下来,但可以在颗粒表面发生吸附,慢慢形成一层薄薄的等厚环边层“。他们还提出:”此外,三角洲前缘带是河水和湖水介质交汇的地方,由于两种水介质中电解质、胶体性质和载荷物质组成的差异,很容易使陆源黏土物质以化学方式吸附在颗粒表面,形成初期的黏土质膜,这类现象在鄂尔多斯盆地三叠系三角洲砂岩中屡见不鲜。这个等厚环边层是绿泥石黏土膜形成的基础,主要构成黏土膜的里层。如果水动力较弱时,黏土颗粒会直接沉淀下来,形成黏土杂基并充填于颗粒之间的孔隙中。“他们由此得出:”较强的水动力应该是形成绿泥石黏土膜的必要条件,在此可以认定绿泥石黏土膜是强水动力条件的微观相标志。”
其实,绿泥石膜之所以主要出现在三角洲前缘水下分流河道微相砂体中,不是由于其水动力条件最强而吸附在颗粒表面,而是由于三角洲前缘相砂体具有良好的渗流条件而易于生长时间漫长的自生粘土膜形成的缘故。当然这只是绿泥石膜形成所需的条件之一。绿泥石膜并不是强水动力条件的微观标志,只能说它是一种渗透性砂岩的指示性矿物。水动力的强弱反映在其流态上的不同上,水流强度取决于水的流速、流体和沉积物的比重、水流深度等,可以依靠运动的流体在非粘结性物质的表面上造成的波痕和其他底形来加以判断。在正常流体搬运和沉积过程中,任何粘土矿物都难以被吸附在碎屑颗粒的表面,那些均匀分布于碎屑颗粒表面的粘土矿物只能在埋藏成岩过程中沿颗粒表面非常缓慢地生长形成。延长组的绿泥石膜大多分布于粒间孔壁,作为孔隙衬里。在二维空间看到的碎屑表面完整的绿泥石包膜是因为碎屑的另一个与其他颗粒的接触点看不到而已。有些砂岩中绿泥石膜的开始形成时间略早,这样就导致几乎所有粒表均有绿泥石膜;而当砂岩中绿泥石膜的生长在压实作用后较晚时才开始时,它就会呈明显的粒间孔孔隙衬里。在砂岩成岩过程中,其温度、压力以及孔隙介质条件等都在发生着不断地变化,甚至在同一砂体内部的微介质条件都可能有所不同。只有当砂体渗流条件长期保持较好,形成绿泥石的物质来源以及孔隙介质条件保持不变的情况下,自生绿泥石膜才能够得以正常生长。
在鄂尔多斯盆地延长组沉积期,在长7~长1以东北或西北、北部物源为主控制的沉积区以及在长10~长8沉积期沉积的砂岩中普遍发育有自生绿泥石膜。有些砂岩由于成岩环境的变化,在绿泥石膜生长过程中穿插了石英的再生长及方解石和浊沸石等的充填,但这些自生矿物在砂岩中常呈凝块状不均匀分布,那些未曾被方解石和浊沸石占据过的粒间孔壁的绿泥石膜则往往要比被方解石或浊沸石包裹着的绿泥石膜厚一些。有些情况下,绿泥石膜的这一生长特征甚至可以作为判断剩余粒间孔和浊沸石溶孔的依据。
为什么说延长组的绿泥石膜是自生的,而不是陆源粘土呢?为什么说它的出现与砂体形成时的水动力条件没有直接关系呢?
下面是摘自郑俊茂、庞明编著的《碎屑储集岩的成岩作用研究》中有关“粘土矿物胶结作用及转变作用"中的一段文字,相必稍有点沉积学基础的人看过这段文字之后,就会对砂岩中的自生粘土和他生粘土加以区别,也就会明白为什么延长组砂岩中的绿泥石膜不是他生粘土的原因了。

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自郑俊茂、庞明《碎屑储集岩的成岩作用研究》P69

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自郑俊茂、庞明《碎屑储集岩的成岩作用研究》P70
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自郑俊茂、庞明《碎屑储集岩的成岩作用研究》P71
书中总结的非常全面:他生粘土矿物由于剥蚀及搬运期间的分解作用,以及成岩过程中与非粘土杂质混合而使其成分不纯;而自生粘土矿物成分纯度很高,一般为单矿物,因为它形成于地下一定的物理化学条件下;他生粘土矿物来源于各种不同类型岩石和土壤类型,一般是两种和两种以上粘土的混合物。根据这些判断标志,延长组砂岩中的绿泥石与自生粘土非常相符。更主要的依据是延长组砂岩中绿泥石膜的微观特征及其产出特征则更符合自生粘土。至于绿泥石膜的分层性则正是粒间自生矿物的一种特有的结构特征的表现,在《沉积岩石学》中介绍碎屑沉积物的沉积后生作用时有一张插图,书中对插图的注解是:胶结物结晶的大小与晶体生长速度以及底质的性质有关,一般说,小的晶体生长速度快,大的晶体生长速度慢。孔隙胶结物的结构特征是紧靠底质处的晶体小而数量多,具有长轴垂直底质表面的优选方位;远离底质向孔隙中心,晶体愈大数量愈少。

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有很多现象都可以证实绿泥石膜的存在并非出现在成岩之前,不是因为“三角洲前缘带是河水和湖水介质交汇的地方,由于两种水介质中电解质、胶体性质和载荷物质组成的差异,很容易使陆源黏土物质以化学方式吸附在颗粒表面,形成初期的黏土质膜”。延长组砂岩中的绿泥石膜不仅仅出现在河流入湖与湖水介质的交汇处,而在三角洲平原以及水动力条件较弱的粉-细砂岩中均可以发育绿泥石膜。此外,在具绿泥石膜的砂体内,被早期方解石胶结的砂岩中基本没有绿泥石膜;在同一块砂岩中当有石英加大边出现时,在石英加大边与核之间并没有绿泥石膜的存在;在大部分颗粒接触部位都看不到绿泥石膜等等。这些事实都足以证明,延长组砂岩中的绿泥石膜,即便是靠近碎屑颗粒最里面的那层绿泥石也并非陆源粘土,“绿泥石黏土膜是强水动力条件的微观相标志。” 这样的结论未必准确!

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这张照片虽然不清楚,但很典型,自生绿泥石膜沿颗粒表面垂直生长形成等厚的膜

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这是一张拍自鄂尔多斯盆地西缘石沟驿剖面延长组砂岩的照片,这里的绿泥石膜非常厚,而且也可以看出是分了好几层的

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自生绿泥石呈粒间孔孔隙衬里状,从颜色是至少可以分为两层,在颗粒接触部位几乎没有分布,在石英加大部位,绿泥石膜绕过加大部分生长,表明绿泥石膜的生长晚于石英加大(包括最最早形成的那一层)

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绿泥石膜厚度大,并呈分层状,这种分层反映其形成过程中孔隙水的介质可能曾发生过微弱的变化

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绿泥石膜主要分布在粒间孔发育部位
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不仅在粒间孔,在成岩期间形成的次生粒内缝的缝壁也有绿泥石膜生长,这也证实绿泥石膜是在成岩期间自生的,而不是由吸附的陆源粘土而转化的

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在既有绿泥石膜又有石英加大的砂岩中,石英加大边的形成有时可以略早于绿泥石膜的生长,在加大边与核之间看不到绿泥石膜,只有在稍晚期生长至充填孔隙的硅质与石英颗粒间才会包裹有绿泥石膜

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在颗粒最早接触的点位处没有绿泥石膜,而在孔隙发育部位,绿泥石膜可以非常发育

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绿泥石作为粒间孔的孔隙衬里,在邻孔隙一侧一块岩屑中的石英部位可见石英在绿泥石膜之外发生再生长,沿再生长边也有一层绿泥石膜,之后绿泥石膜被加大边所包裹,这一现象说明砂岩中的绿泥石膜是在不断缓慢地生长着的

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砂岩中碎屑接触处非常干净,粒间孔具发育的绿泥石膜衬里

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石英颗粒在形成极薄的绿泥石膜之后发生再生长,部分绿泥石膜被包裹于加大边内,而未发生再生长的石英和长石颗粒表面具发育的绿泥石膜

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粒间孔壁具发育的粘土膜,紧邻碎屑颗粒部位是绿泥石膜,照片下部绿泥石膜之后的填隙物为浊沸石,浊沸石的充填发生在绿泥石膜开始形成后不久。在绿泥石膜开始形成后不久,由于浊沸石的充填使得绿泥石膜的生长停止了,只有未被浊沸石占据的剩余粒间孔壁的绿泥石膜可以继续生长

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碎屑定向分布,塑性岩屑变形,在塑性岩屑接触部位看不到绿泥石膜,而在粒间孔壁普遍生长绿泥石孔隙衬里,表面绿泥石并非陆源粘土

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在鄂尔多斯盆地延长组砂岩中,自生绿泥石膜分布广泛,绿泥石膜是部分孔隙性砂体的标志性矿物,而与沉积期的水动力强度没有直接关系


18
这是两种拍自同一单砂体中不同深度段的两张照片,左侧的砂岩粒间孔发育,碎屑普遍发育绿泥石膜;右侧的照片拍自其钙质砂岩夹层,在钙质砂岩中,碎屑表面看不到绿泥石膜,表明绿泥石并非来自陆源的粘土

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在同一块砂岩中,被稍早期形成的铁方解石充填部位(紫色),碎屑表面几乎没有绿泥石膜或绿泥石膜极薄

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在砂岩中,石英和长石加大边与核之间几乎没有绿泥石膜,绿泥石膜仅分布于粒间孔孔壁,表明它并非为碎屑媳妇的陆源粘土

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在长石、石英加大较发育的砂岩中,绿泥石膜较薄。自生矿物的生长是受孔隙水介质等成岩条件所控制的,而与沉积期的水动力条件无关

22 照片中央的粒间孔内,有石英加大的部位没有绿泥石膜,在没有石英加大的部位有薄的绿泥石衬里,而且绿泥石衬里的厚度不等

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照片中央粒间孔中的自生矿物生成顺序如蓝色箭头所示:石英加大边——方解石,绿泥石也许在石英加大开始后就开始生长,最终被方解石所包裹,在石英加大边与核之间以及颗粒接触部位看不到所谓早期吸附状的绿泥石

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粒间孔中石英初始加大边与颗粒之间没有绿泥石膜,之后形成的加大部分将粒间孔半充填,并将绿泥石膜包裹其中,碎屑颗粒接触部位没有绿泥石膜

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照片中碎屑颗粒接触部位没有绿泥石膜,而稍晚期生长的石英加大边将稍早期形成的绿泥石膜包裹其中

26
碎屑接触处级被方解石充填的孔隙壁没有绿泥石膜,剩余粒间孔具发育的绿泥石孔隙衬里

27
碎屑定向分布,塑性组分变形,在颗粒接触部位及被方解石充填的孔隙壁没有绿泥石膜,粒间孔具绿泥石孔隙衬里

28
在沉积期水动力并不是很强的粉-细粒砂岩中,颗粒间呈线状紧密接触,但少量连通性差的粒间孔壁仍具自生绿泥石孔隙衬里

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在渗流条件好,形成自生绿泥石的物质供应能得以延续的砂岩中,自生绿泥石膜可以非常发育

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这是一块形成于水动力条件非常弱的具沙纹层理的粉-细粒砂岩

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这是与照片27同一口钻井相差仅1m的砂岩照片,砂岩中碎屑定向分布,大小不一,颗粒间紧密接触,在粗粒碎屑相对集中部位粒间孔发育,粒间孔壁具薄的绿泥石孔隙衬里


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为同视域正交偏光与单偏光照片,左侧正交偏光下可见长石具粒内破裂缝,右侧照片可见微裂缝壁具绿泥石衬里,可排除绿泥石来自陆源的可能

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长石具粒内缝,沿粒内缝壁生长绿泥石衬里,颗粒接触部位及石英加大边与核部之间则没有绿泥石分布,孔隙和裂缝内充填沥青质

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这是一张拍自下古生界砂岩的照片,照片中的绿泥石膜不是成岩期间自生的,而是由火山灰蚀变而形成的,孔隙中央为硅质,这种绿泥石膜的厚度不一,绿泥石膜的光性较差
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