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溶蝕孔隙

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溶蝕孔隙,又稱溶孔,是碳酸鹽礦物或伴生的其他易溶礦物被地下水、地表水溶解後形成的孔隙。
溶蝕孔隙指沉積過程及成巖後由於溶解作用所形成的孔隙。地下水的溶解作用往往在沉積過程中就已開始進行,並延續到成岩作用結束。
中文名
溶蝕孔隙
外文名
Denudation pore
別    名
溶孔
形成過程
沉積過程到成巖
原    因
溶解、構造
特    點
形狀不規則

溶蝕孔隙形成過程

地下水的溶解作用往往在沉積過程中就已開始進行,並延續到成岩作用結束。在這個階段,地層中原生孔隙發育時,地下水大都比較活躍,並通過溶蝕而使孔隙進一步增加。成岩作用結束後,溶蝕孔隙仍可繼續發育。尤其在不整合侵蝕面附近,由於處於滲流帶及潛流帶下部,地下水在原生孔隙發育帶很活躍,加上地表水的不斷補充,因而在不整合面附近往往形成極為發育的溶蝕孔隙。 [1] 

溶蝕孔隙形成原因

溶蝕孔隙溶解能力

地下水的溶解能力是由地下水的性質和運動狀態決定的。地下水並不是純水,其中經常含有礦物離子溶質,其中以CO2成分最普遍,且對碳酸鹽巖的溶解性影響最大。
當地下水中含有CO2時,水溶液呈酸性;隨着CO2溶解量的增加,溶液的pH值降低,當其降至3.2時,便成為較強的酸性水,對碳酸鹽巖的溶解能力大大增強。當這種地下水在碳酸鹽巖地層中流動時,便逐漸將岩石溶解,並形成重碳酸鹽被地下水帶走。反之,當水中缺乏CO2時,則發生碳酸鹽沉澱作用,堵塞孔隙,膠結岩石。
另外,岩石的溶蝕程度還與地下水的温度和壓力有密切關係。 [1] 

溶蝕孔隙地貌氣候構造

地下水運動是造成溶蝕作用發育的重要原因,而地下水的運動卻又與地貌、氣候和構造等因素有關。
在地貌上,溶蝕帶多在河谷和海、湖岸附近地區較為發育。因為這些地區是泄水區和匯水區,地下水浸泡溶蝕時間長,在這些地區的碳酸鹽岩層內部往往發育有很大的暗河。
在氣候上,温暖潮濕的地區,溶蝕作用最為活躍。
從構造角度觀察,在不整合古風化殼地帶,由於長期沉積間斷,岩石出露地表遭受風化剝蝕,地表水沿斷層、裂縫滲人地下,產生大量溶孔、溶洞、溶縫、溶道,形成規模巨大、錯綜複雜的溶蝕空間,稱為岩溶帶。如果構造運動使該區長期、不勻速上升,上升快的時期,岩溶發育較差;上升緩慢時期,岩溶發育較好,這樣好壞交替,就會形成多層岩溶帶,在垂向上發育的厚度和深度可以達到很大。如果該區經歷了多次沉積間斷,有若干個不整合面,則相應可形成數個岩溶發育帶。當然,在張性斷層經過的地區,張性裂縫多,巖體破碎,有利於地下水進出。從現代岩溶調查來看,岩溶帶緊隨斷層分佈,岩溶與斷層的關係比河流與斷層的關係更為密切。對於褶皺而言,背、向斜的不同部位,岩溶發育程度也是不同的。一般情況下,向斜軸部岩溶最發育,褶皺軸部比翼部岩溶發育,但是在背斜傾沒端、向斜翹起端,尤其是各類褶皺構造的交匯部位,岩溶最發育。另外,地層產狀是水平、傾斜或直立,岩層的組合方式(如透水層與不透水層的組合形式)等,均對溶洞的延伸方向、排列和規模有一定影響。如有多層透水層與非透水層間互組合時,可形成多層岩溶帶,各岩溶帶厚度受上、下不透水層限制。
所以,岩溶帶的發育和分佈受多種因素控制,既要綜合考慮,又要結合各地地質情況具體分析。 [1] 

溶蝕孔隙特點

溶孔的特點是形狀不規則,有的承襲了被溶蝕顆粒的原來形狀;邊緣圓滑,有時在邊壁上見有不溶物殘餘。溶解作用產生的孔隙既可以發生於後生階段,如不整合面下的岩溶帶,也可以發生於成巖晚期和成巖早期(準同生階段),後者一般多見於近岸淺水地帶沉積物暴露水面的時候。 [2] 

溶蝕孔隙分類

(1)粒間溶孔。指碳酸鹽巖顆粒之間膠結物或基質被溶蝕後而形成的孔隙。
(2)粒內溶孔和鑄模孔。粒內溶孔是指各種碳酸鹽巖顆粒內部,由於選擇性溶解,顆粒被局部溶蝕而形成的孔隙當溶蝕作用擴展到整個顆粒,形成與原顆粒形狀、大小完全一致的孔隙時,亦可稱為鑄模孔隙。
(3)晶間溶孔。指晶體間的物質被溶蝕所形成的孔隙,多發育在白雲岩中,主要溶蝕晶體間的方解石。溶蝕範圍也可能部分涉及到周圍的晶體,溶孔大小較均勻。
(4)晶內溶孔。晶粒內部被溶蝕而形成的孔隙,若整個晶體被溶蝕,形成與原晶體粒形狀、大小相同的孔隙時,可稱為晶體鑄模孔隙。
(5)溶孔、溶洞。指不受岩石組構控制,由溶蝕作用所形成的孔隙。常呈不規則狀,直徑大於10 cm稱為溶洞。溶孔、溶洞發育的儲集層,在鑽井過程中,常可見井噴、井漏和鑽具放空等現象。
(6)窗格孔隙。由選擇性溶蝕作用而成。孔隙多呈扁平狀平行於岩石的層面,在裂縫發育的層系中窗格孔隙亦可形成良好的儲層。
參考資料
  • 1.    張厚福.石油地質學:石油工業出版社,1999
  • 2.    何更生.油層物理.北京:石油工業出版社,2010年