沉積成巖作用研究進(jìn)展及其應(yīng)用

薛 超，齊桂民，魏安軍，胡秀強(qiáng)

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069)

1 成巖作用的概念及簡(jiǎn)要概況

雖然“沉積作用”早在19世紀(jì)中葉就被Gumbel提出，并用于冰川學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)等學(xué)科中，而且被廣泛的地質(zhì)學(xué)家們所接受，但不同的學(xué)者對(duì)此有著不同的認(rèn)識(shí)，目前最為普遍的理解為:沉積物在沉積后到變質(zhì)作用之前，這一漫長(zhǎng)階段所發(fā)生的各種物理、化學(xué)作用及生物化學(xué)作用，而不是指狹義的、僅指沉積物的石化和固結(jié)作用。

其研究的方向也由20世紀(jì)中后期的孔隙成因、粘土礦物及二氧化硅來(lái)源問(wèn)題，轉(zhuǎn)向了次生孔隙對(duì)油氣勘探，儲(chǔ)層物性等研究，更是隨著流體包裹體、鏡質(zhì)體反射率及電子探針等新分析測(cè)試技術(shù)的引進(jìn)，研究越來(lái)越廣泛。

剛剛沉積堆積的沉積物并不一定完全平衡，這種混合物，在物理化學(xué)條件下不斷的進(jìn)行調(diào)整，且隨著溫度、壓力及離子濃度等熱力學(xué)條件的變化而變化，且這種變化受控于成巖演化的調(diào)整作用，反應(yīng)在巖石的組構(gòu)和礦物學(xué)特征上，這種序列稱為成巖作用等級(jí)。其情況類似于變質(zhì)相。Dapples(1959)曾研究了砂巖中的成巖等級(jí)，他認(rèn)為分三個(gè)階段，初始成巖或成巖階段、中成巖或早期埋藏階段以及晚期埋藏或變質(zhì)淺階段;他在1962年又提出了砂巖成巖變化的地球化學(xué)階段(即氧化還原階段、交代階段和層狀硅酸鹽階段)。Fairbridge(1967)［2］在深入研究成巖作用之后提出了劃分三個(gè)成巖時(shí)期，即同生期、后生期和表生成巖期。(見圖 1)。其小于100m埋深的同生及成巖階段，相當(dāng)于淺埋階段;1 000～10 000m后生作用，溫度在100℃ ～200℃，相當(dāng)于深埋階段。Choquette等(1970)在討論碳酸鹽巖孔隙時(shí)，提出了始成巖階段、中成巖階段和晚成巖階段的劃分，也得到不少人的贊同。部分人還將其引用到砂質(zhì)沉積物的研究中。Choquette等的始成巖階段的變化是氧化還原反應(yīng);前期的中成巖階段變化主要是機(jī)械的壓實(shí)、壓溶、自生礦物析出和交代，是沉積物固結(jié)成巖石，原生粒間孔大量消耗(偶爾會(huì)產(chǎn)生次生孔隙)，后期的中成巖階段變化反應(yīng)在粘土礦物向伊利石轉(zhuǎn)變;晚成巖階段代表沉積有效埋藏以后，重新抬升至地表附近，在地表水作用下所發(fā)生的作用，相當(dāng)于表生成巖作用。Schmidt(1979)為了研究砂體孔隙演化和次生孔隙的形成，將Choquette的劃分方案進(jìn)行延伸，參考砂質(zhì)沉積物的結(jié)構(gòu)特征并結(jié)合沉積物中有機(jī)質(zhì)的熱演化程度，劃分了:未成熟期、次成熟期、成熟期和超成熟期。同時(shí)各個(gè)學(xué)者有著形異而神同的劃分意見，見圖表1。研究對(duì)象的差異，解決問(wèn)題的目的不同，所以對(duì)于成巖階段的劃分是不一致的，劃分所依據(jù)的標(biāo)志也不相同［1－4］。

圖1 以大陸邊緣剖面為例，說(shuō)明海洋沉積作用的三個(gè)成巖作用期(據(jù)Fairbridge，1967年改)。

2 成巖作用的進(jìn)展及應(yīng)用

2.1 成巖環(huán)境

成巖作用是內(nèi)部系統(tǒng)與外界環(huán)境相互作用、相互協(xié)調(diào)的過(guò)程，因而探討外界環(huán)境是成巖作用研究的必要條件。不同盆地類型有不同的成巖演化，克拉通盆地經(jīng)歷地史時(shí)間長(zhǎng)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)旋回多，導(dǎo)致成巖環(huán)境多變，成巖作用復(fù)雜;裂谷盆地地史時(shí)間短暫，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)旋回少，埋藏速率大，成巖序列和孔隙演化史簡(jiǎn)單;前陸盆地則介于前兩者之間。同一盆地，不同部位成巖演化也可能不同，并導(dǎo)致儲(chǔ)層性質(zhì)差異明顯。

例如羅靜蘭等對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組砂巖儲(chǔ)層物性研究，強(qiáng)烈的壓實(shí)作用造成了延長(zhǎng)組砂巖孔隙的大量喪失，晚成巖期的有機(jī)酸、大氣降水一定程度的改善了儲(chǔ)層的物性［5］。除此，成巖裂縫環(huán)境［6］、地幔熱流體等也對(duì)成巖起著舉足輕重的作用，壓力場(chǎng)的影響也是不容小覷，同樣也會(huì)是研究的重要進(jìn)展，壓力系統(tǒng)的差別也會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)果，松遼盆地欠壓實(shí)和正常壓力系統(tǒng)，形成氯化鈣、碳酸氫鈉等層間水［7］。

表1 成巖作用階段的劃分和對(duì)比

2.2 成巖流體方面

成巖作用和古流體演化過(guò)程有著密切的關(guān)系，全面深入的分析其漸變過(guò)程對(duì)研究成巖過(guò)程的多面性和復(fù)雜性非常重要。

在科技全球化的大背景下，美國(guó)政府通過(guò)出臺(tái)相關(guān)政策來(lái)鼓勵(lì)全民創(chuàng)新，大力引進(jìn)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才。同時(shí)，美國(guó)政府對(duì)創(chuàng)新成果的歸屬問(wèn)題給予高度重視。具體來(lái)講，在法律方面，美國(guó)制定眾多促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新的法律法規(guī)，其中包括早期的《1996年美國(guó)聯(lián)邦技術(shù)轉(zhuǎn)讓法》《小企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展法》以及不斷完善的《美國(guó)專利法》等[15]。此外，在支持中小企業(yè)創(chuàng)新方面，美國(guó)采用政府牽頭，多方共同協(xié)作研究的模式，協(xié)助解決中小企業(yè)資金和技術(shù)問(wèn)題。與美國(guó)相比，我國(guó)現(xiàn)階段缺乏體系性創(chuàng)新法律制度，對(duì)創(chuàng)新型企業(yè)的支持和保障制度較少。此外，我國(guó)缺少創(chuàng)新教育制度保障，這些創(chuàng)新制度的缺失將會(huì)嚴(yán)重阻礙我國(guó)科技創(chuàng)新活動(dòng)的實(shí)施和推進(jìn)。

盆地的流體簡(jiǎn)單講包括了大氣降水、沉積物壓實(shí)脫水、相變釋放的流體、有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變釋放的有機(jī)流體以及深部熱液流體等。其流動(dòng)的基本機(jī)制為重力驅(qū)動(dòng)及壓實(shí)或熱驅(qū)動(dòng)。地質(zhì)學(xué)中引入流體概念可追溯到100 a前。雖然上世紀(jì)50年代以來(lái)人們通過(guò)對(duì)流體包裹體和水)巖反應(yīng)的研究已意識(shí)到流體是地殼內(nèi)部一種活躍的營(yíng)力。但是由于傳統(tǒng)理論和技術(shù)條件上的影響和限制，人們?nèi)匀话压腆w巖石作為研究中心，忽略地殼流體的作用。直到近10 a來(lái)，由于深部流體活動(dòng)現(xiàn)象的不斷揭示，人們才逐漸認(rèn)識(shí)到地殼中物質(zhì)和能量在很大程度上是通過(guò)流體進(jìn)行搬運(yùn)和傳輸?shù)模貧ち黧w直接影響和控制著地殼內(nèi)部的構(gòu)造、成巖、變質(zhì)、成礦等重大地質(zhì)作用。用流體作用的觀點(diǎn)不僅可以檢驗(yàn)、修正和完善地質(zhì)科學(xué)，而且還可能建立全新的地質(zhì)理論。因此，當(dāng)前世界各國(guó)都把地殼流體作用列為發(fā)展地質(zhì)科學(xué)的重大基礎(chǔ)理論研究課題之一。

孔隙流體對(duì)砂巖儲(chǔ)層成巖作用和成巖演化的影響主要涉及砂巖成巖過(guò)程中的地球化學(xué)變化，如成巖礦物變化與水巖反應(yīng)關(guān)系;成巖反應(yīng)中儲(chǔ)層滲透率和孔隙度變化;烴類充注對(duì)成巖作用的影響等。

碎屑巖成巖作用主要包括壓實(shí)作用、自生礦物的形成作用、重結(jié)晶作用、膠結(jié)作用和溶解作用等，在成巖過(guò)程中，礦物相的轉(zhuǎn)化經(jīng)常發(fā)生，如碎屑長(zhǎng)石可以被鈉長(zhǎng)石、方解石或其它的礦物相交代;風(fēng)化作用過(guò)程中所形成的粘土礦物及殘余的層狀硅酸鹽在成巖作用過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨灰晾囊?蒙混層和綠泥石［8］。成巖作用強(qiáng)度受埋藏深度、古地溫場(chǎng)、埋藏時(shí)間三個(gè)因素的控制，它直接決定了水巖反應(yīng)的強(qiáng)度，從而導(dǎo)致在不同成巖階段成巖礦物組合的巨大差異。同時(shí)，沉積盆地成巖過(guò)程的流體活動(dòng)也影響到體系內(nèi)砂巖孔隙的特性，流動(dòng)引起的化學(xué)成巖作用會(huì)導(dǎo)致新生礦物沉淀和次生孔隙形成，如樓章華［9］等指出不同孔隙水成因的局部水動(dòng)力單元是決定松遼盆地扶揚(yáng)油層砂巖成巖相類型的重要因素之一，而且各種成巖相特征、自生礦物組合、孔隙成因與孔隙組合都有明顯的差別。因此，反過(guò)來(lái)利用成巖礦物的變化可以較好地指示盆地內(nèi)流體活動(dòng)特征。

碳酸鹽巖是一種溶解性很強(qiáng)的可溶性巖石，自其沉積作用結(jié)束就開始沉積成巖、溶蝕破壞、溶蝕充填、溶蝕改造等漫長(zhǎng)的多期溶解與沉淀成巖作用。碳酸鹽巖巖溶儲(chǔ)層的發(fā)育及空間展布特征受著多種因素的制約，不同因素對(duì)巖溶儲(chǔ)層形成和發(fā)育的影響不同。影響碳酸鹽巖巖溶發(fā)育的因素有很多，如古氣候、海平面的升降以及構(gòu)造活動(dòng)等。其中，構(gòu)造不整合面決定古地下水流平衡面、地下水的深度及活動(dòng)范圍，其中水動(dòng)力場(chǎng)對(duì)碳酸鹽巖巖溶發(fā)育起到了極其重要的作用，尤其是風(fēng)化殼巖溶。不整合面對(duì)巖溶發(fā)育的控制主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是古構(gòu)造所形成的不整合面形態(tài);二是古構(gòu)造形成不整合面的強(qiáng)度。斷裂帶流體活動(dòng)十分發(fā)育，一方面斷裂帶可能有多種流體來(lái)源，除了大氣降水之外，巖石成巖、變質(zhì)及剪切加熱造成的礦物脫水也可能是淺層活動(dòng)斷裂帶流體的一個(gè)來(lái)源，深源巖漿排出的流體或幔源流體也是斷裂帶流體可能的來(lái)源，另一方面深大斷層經(jīng)常是流體運(yùn)移的通道和儲(chǔ)集場(chǎng)所。深大斷裂帶是地殼流體釋放的主要部位之一，特別是在構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈期及地震活動(dòng)時(shí)期。因此，與碎屑巖相比，斷裂帶附近碳酸鹽巖受流體活動(dòng)及其影響更為明顯，其突出進(jìn)展體現(xiàn)在構(gòu)造熱液白云巖化［10－11］。

2.3 成巖作用模擬實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)的模擬實(shí)際上是一種“將今論古”的一種反推法，近年來(lái)的模擬汲取了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和熱力學(xué)模擬的優(yōu)點(diǎn)考慮到溫度、壓力、流體和時(shí)間等因素，從盆地或凹陷規(guī)模尺度上進(jìn)行成巖過(guò)程綜合模擬。通過(guò)模擬成巖參數(shù)鏡質(zhì)組反射率、古地溫、伊/蒙混層中蒙皂石的含量、自生石英百分含量和甾烷異構(gòu)化率在時(shí)空上的變化規(guī)律，進(jìn)而模擬一個(gè)地區(qū)的成巖史并預(yù)測(cè)成巖階段的展布特征;然后根據(jù)成巖作用對(duì)生、儲(chǔ)、蓋層的控制作用以及成巖史與構(gòu)造發(fā)育史的匹配關(guān)系，預(yù)測(cè)有利區(qū)帶。R.Karmakar等從孔隙系統(tǒng)角度出發(fā)，提出了基于滲透率理論的成巖作用幾何學(xué)模型。J.S.Reed等應(yīng)用多元探索方法、單因素相關(guān)分析法(CA)和去勢(shì)相關(guān)分析法(PCA)，對(duì)Appalachian盆地石炭紀(jì)砂巖進(jìn)行了詳細(xì)研究，由此得出該盆地古氣候、沉積和埋藏演化史是控制成巖作用的主要因素，并由此導(dǎo)致成巖演化的差異，進(jìn)而影響儲(chǔ)層性質(zhì)［12－13］。

袁波等［14］以準(zhǔn)噶爾盆地中央1區(qū)塊侏羅系三工河組為例，改進(jìn)成巖效應(yīng)模擬研究方法，選取單井成巖指標(biāo)鏡質(zhì)體反射率、甾烷異構(gòu)化指數(shù)、粘土礦物伊/蒙混層中蒙皂石含量、古地溫和石英加大體積含量來(lái)模擬侏羅系儲(chǔ)層的成巖演化過(guò)程，建立單井縱向成巖演化序列。在此基礎(chǔ)上模擬侏羅系三工河組的成巖史，得到平面上成巖演化階段的空間展布特征和趨勢(shì)，并對(duì)三工河組儲(chǔ)層進(jìn)行成巖相評(píng)價(jià)。得到的改進(jìn)后的方法能夠預(yù)測(cè)不同地史時(shí)期的成巖階段和生、儲(chǔ)、蓋層的發(fā)育，并指出在研究區(qū)東北側(cè)的成巖階段為晚成巖A1期，西北側(cè)和南側(cè)為晚成巖A2期。

2.4 成巖作用與沉積相的聯(lián)系

沉積相同樣與成巖作用有著密切的關(guān)系，碎屑巖的碎屑顆粒成分與流體成分主要受沉積(微)相的影響與控制，因此，沉積(微)相是影響成巖作用的一個(gè)重要因素。慶陽(yáng)地區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層綠泥石環(huán)邊相僅在三角洲分流河道和河口壩砂體中分布，構(gòu)成了該區(qū)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。吐哈盆地中三疊統(tǒng)辮狀河三角洲前緣分流河道和河口壩砂體中陸源雜基含量低、分選性較好。有利于保存原生孔隙，同時(shí)這些原生孔隙的存在也為后期溶蝕作用提供了通道和空間，次生孔隙較發(fā)育，物性普遍較好;而平原辮狀河道、河道間等砂體的壓實(shí)強(qiáng)度大，溶蝕作用弱，儲(chǔ)集性差。

2.5 成巖相研究

成巖環(huán)境的巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征和巖石物理特征等的總和反映成巖相。它研究的內(nèi)容主要是某一時(shí)段、某一區(qū)域的地質(zhì)體內(nèi)現(xiàn)今成巖相的類型、孔滲條件和分布特征，研究方法和流程通常是以單井成巖相為基礎(chǔ)，結(jié)合地震、測(cè)井等資料，進(jìn)行剖面展開和平面成圖，研究成巖相在縱向和橫向上的分布規(guī)律及控制因素。并利用成巖相類型及分布進(jìn)行“甜點(diǎn)”預(yù)測(cè)，以及成巖圈閉的有效預(yù)測(cè)，已經(jīng)成為儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究的前緣和熱點(diǎn)［15］。

例如利用成巖相、沉積相、地震相、沉積相等判別模式，把點(diǎn)上的成巖相研究擴(kuò)展到三維中定量分析，進(jìn)而預(yù)測(cè)有利區(qū)。鄭榮才、耿威等［16］對(duì)鄂爾多斯盆地白豹地區(qū)長(zhǎng)六油層組砂巖進(jìn)行研究，通過(guò)各種分析化驗(yàn)及測(cè)試，分析出不同的成巖作用，及組合類型、演化序列等，得到壓實(shí)－膠結(jié)成巖相、壓實(shí)成巖相和膠結(jié)－溶蝕成巖相。這與鄒才能的成巖相命名不同，不是十分明朗，所以筆者還是認(rèn)為三層命名的方案好些。

2.6 成巖作用與層序地層的關(guān)系

受控于全球海平面升降、構(gòu)造沉降、氣候和沉積物供給等因素控制的層序地層，逐漸演化為一門學(xué)科，及層序地層序，它是一門相對(duì)新興和有前景的地層分支學(xué)科，海平面的相對(duì)變化，總的來(lái)講，是一種可容空間的大小變化，造成了沉積體系域的有序變化，進(jìn)而沉積介質(zhì)、原聲孔隙水、鹽度、pH值、Eh值等都受到影響，對(duì)沉積物的埋藏、成巖及后期沉積演化有著重要影響。

例如林小兵、田春景等［17］對(duì)輪南古隆起下的中奧陶統(tǒng)碳酸鹽進(jìn)行層序地層劃分，并分析了成巖作用，得到海侵體系域主要發(fā)育方解石膠結(jié)作用和微弱的白云石化作用，而其下伏早期層序沉積則可在海侵期廣泛發(fā)育大氣淡水溶蝕作用和混合水白云石化作用;高位體系域主要發(fā)育有大氣淡水膠結(jié)、溶蝕和白云石化作用等。在層序地層格架下對(duì)輪南中下奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖進(jìn)行成巖作用區(qū)域?qū)Ρ鹊慕Y(jié)果表明，高位期以及海侵期下伏的前期高位期沉積，為有利的成巖作用改造層位，并在物性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中得到了證明，因此，可以作為該地區(qū)有利儲(chǔ)集體評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的一種新的理論支持。

2.7 成巖作用與層控固體礦床研究

對(duì)于許多固體礦產(chǎn)來(lái)說(shuō)，其含礦建造即為沉積巖，沉積巖的孔隙為其提供有效的容礦空間，因此，成巖作用研究就成為這些層控固體礦床研究的重要內(nèi)容之一［18－19］。

例如，在以碳酸鹽為主巖的金屬礦床中，以白云巖為主巖的密西西比河谷型鉛鋅礦床和以石灰?guī)r或白云巖作為主巖的天青石礦床的形成機(jī)制都強(qiáng)烈的與成巖作用有關(guān)，黃思靜［20］等對(duì)四川盆地東北部三疊系飛仙關(guān)組碳酸鹽進(jìn)行研究，認(rèn)為白云巖的白云石化過(guò)程實(shí)在埋藏成巖過(guò)程的封閉系統(tǒng)中發(fā)生的，它具高鍶低錳的特點(diǎn)，成巖體系中高鍶流體與同期大型－超大型天青石礦床可能具有同源特征，低錳特征說(shuō)明其海相影響小，那么晚成巖埋藏階段才發(fā)生了白云石化作用，它與天青石礦床具有密切關(guān)系。除此以外大量研究還說(shuō)明了，鄂爾多斯盆地東勝地區(qū)存在超大型砂巖型鈾礦這與成巖作用也有密切的關(guān)系。

2.8 成巖作用存在的若干問(wèn)題

先前的沉積巖石學(xué)側(cè)重于描述，對(duì)巖石的分類也主要是依據(jù)表面的特征和其組構(gòu)還有成分差異，進(jìn)行劃分，對(duì)其成因意義不曾研究。隨著不斷的進(jìn)步，沉積學(xué)家注重了水－沉積物界面，由于其經(jīng)歷時(shí)間短暫，沉積物被埋藏以后要經(jīng)歷很長(zhǎng)的地質(zhì)歷史，發(fā)生復(fù)雜的變化，即所謂的成巖－后生變化，所以這一階段的研究更具理論和實(shí)際意義。

早期的成巖作用也主要是壓實(shí)和膠結(jié)兩方面，運(yùn)用的傳統(tǒng)的礦物學(xué)方法。到1960年前后，Pockham和Crook提出以片沸石和濁沸石的出現(xiàn)劃分變質(zhì)巖與沉積巖的界限，獲得眾人的支持。之后對(duì)于重力流的研究，也有一定進(jìn)展，利用“震積巖”判斷其成因、成巖。

成巖階段的劃分，物化的變化等都非常重要，我們看到的自生礦物形成、溶蝕、變化等都涉及化學(xué)作用。其影響的因素?zé)o外乎包括溫度、壓力、成分、濃度、Eh、pH等。但其動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，時(shí)間在其中的作用歷程，也都未得到具體的解釋，在礦床方面的“巖相控礦”理論規(guī)律也是值得研究的［20－21］。

資源量的逐年需要，礦床學(xué)家的重視點(diǎn)多存在與地質(zhì)構(gòu)造和物源，缺少了對(duì)沉積成巖和后生的地球化學(xué)和有機(jī)地球化學(xué)研究。甚至是古生物、各種生物菌對(duì)成巖的研究也是非常重要的。成巖的轉(zhuǎn)變是沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閹r石的重要階段，過(guò)程經(jīng)歷復(fù)雜，研究的尺度要不斷調(diào)整。

3 成巖作用的發(fā)展趨勢(shì)

由于其復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，其影響的多因素和復(fù)雜的過(guò)程，多種技術(shù)手段的并用與結(jié)合，是必不可少的。包括:基礎(chǔ)的薄片、掃描電鏡、陰極發(fā)光、粘土礦物的X衍射、流體包裹體、同位素、鏡質(zhì)體反射、電子探針等。巖石成分的多源性，流體來(lái)源的廣泛性，溫度、壓力的多變性等對(duì)成巖影響巨大。儲(chǔ)層孔隙演化的過(guò)程同時(shí)受到沉積體系、古氣候、盆地沉降與地層折返等多因素的作用和影響，它是有機(jī)和無(wú)機(jī)界長(zhǎng)時(shí)間作用的結(jié)果。

成巖作用已經(jīng)上升為成巖系統(tǒng)，有學(xué)者認(rèn)為其“結(jié)構(gòu)”與“功能”等級(jí)的辨證統(tǒng)一，可以從盆地大系統(tǒng)研究中全面地揭示成巖作用規(guī)律，因此盆地－成巖系統(tǒng)研究仍是成巖作用研究的重要方面;盆地演化過(guò)程中流體參與了各種成巖變化，并影響有機(jī)質(zhì)和某些分散元素成礦作用的發(fā)生和形成，因此，通過(guò)流體活動(dòng)這一樞紐，在成巖過(guò)程中考察成礦作用的發(fā)生、發(fā)展和形成，將是盆地成巖作用研究的發(fā)展趨勢(shì)。盆地成巖作用系統(tǒng)分析的新觀點(diǎn)仍將是未來(lái)成巖作用研究中的一個(gè)顯著特點(diǎn)，即將油氣盆地的成巖史與油氣的成藏演化史緊密結(jié)合起來(lái)，使成巖作用研究工作的開展能直接為油氣勘探服務(wù)。

早期成巖作用在環(huán)境沉積學(xué)及環(huán)境監(jiān)測(cè)和治理領(lǐng)域?qū)⒌玫街攸c(diǎn)發(fā)展。沉積物污染已經(jīng)成為威脅人類可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)平衡的環(huán)境問(wèn)題，污染物在沉積物中的遷移、轉(zhuǎn)化及歸宿是沉積物污染化學(xué)研究的核心問(wèn)題，也是早期成巖作用研究的一個(gè)重要方面。對(duì)于早成巖期有機(jī)質(zhì)降解過(guò)程、微生物作用特點(diǎn)、早期成巖作用序列及早期成巖作用數(shù)學(xué)模型等方面都缺乏深入而系統(tǒng)的研究。

雖然目前關(guān)于成巖相的研究和應(yīng)用探討較多，但缺乏一套完整的概念體系和理論技術(shù)體系，在成巖相的劃分和命名上沒有規(guī)范化的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，多處于定性研究階段。精細(xì)、規(guī)范化的成巖相研究，對(duì)指導(dǎo)資源勘探開發(fā)方面將發(fā)揮重要作用。

熱力學(xué)模擬將在成巖作用定量研究中發(fā)揮重要作用，其各礦物的熱力學(xué)參數(shù)的進(jìn)一步完善、各種礦物模型更加精確以及地層水測(cè)試技術(shù)的進(jìn)一步提高都直接關(guān)系到成巖模擬的客觀性和準(zhǔn)確性。

研究不同成巖環(huán)境下各種性質(zhì)地層水與礦物巖石之間的物質(zhì)能量交換、礦物穩(wěn)定條件和變化，以及在此過(guò)程中發(fā)生的元素賦存狀態(tài)的改變、有機(jī)－無(wú)機(jī)相互作用、成巖－成礦響應(yīng)，對(duì)理解成礦(藏)機(jī)理都具有十分重要的意義，同時(shí)也可重建某個(gè)地區(qū)的成巖演化史。

各種測(cè)試技術(shù)的不斷發(fā)展，引導(dǎo)著成巖作用的不斷定量化，無(wú)論是與盆地系統(tǒng)結(jié)合還是與山體隆升相符，成巖作用的演化都具有其獨(dú)樹一幟的研究特點(diǎn)，它與沉積學(xué)、地層學(xué)、地球化學(xué)等多基礎(chǔ)學(xué)科交叉，又有其特征，對(duì)于交叉的邊緣學(xué)科研究意義重大。由于生產(chǎn)的和技術(shù)的配比大，它在理論應(yīng)用方面和定量研究方面具有良好的發(fā)展前景。

4 結(jié)語(yǔ)

在新技術(shù)和新思路的促進(jìn)下，成巖作用的研究?jī)?nèi)容已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了巖石學(xué)的范疇，它已發(fā)展成為沉積巖石學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、礦床學(xué)與各種測(cè)試技術(shù)相互滲透的一門邊緣學(xué)科。成巖作用與構(gòu)造、沉積相、層序地層學(xué)、成礦(藏)作用等方面的聯(lián)系也更加密切，并且已被列為沉積學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)及層控礦床學(xué)等方面的重要研究?jī)?nèi)容。

［1］劉寶珺.沉積成巖作用［M］.科學(xué)出版社.1992.

［2］地質(zhì)礦產(chǎn)部情報(bào)研究所.國(guó)外沉積成巖作用［M］.地質(zhì)出版設(shè)社.1988.

［3］Fairbridge.R.W.，Phases of diagenesis and anthigensis in Diagenesis in sediments［J］.Elsevier，1967，19 － 89.

［4］夏文杰，李秀華.沉積成巖作用階段劃分的有關(guān)問(wèn)題［J］.地質(zhì)評(píng)論.1995，41(5):444 －451.

［5］羅靜蘭，劉小洪，林潼，等.成巖作用與油氣侵位對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組砂巖儲(chǔ)層物性的影響［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào).2006，80(5):664－673.

［6］Charlotte Vinchon ，Dennis Giot，F(xiàn)abienne Orsag － Sperber，etc.Changes in reservoir quality determined from the diagenetic evolution of Triassic and Lower Lias sedimentary successions(Balazuc borehole，Ardeche，F(xiàn)rance)［J］.Marine and petroleum geology，1996，13(6):685～6941.

［7］Xie X N，J iao J J，Cheng J M1 Regional variation of formation water chemistry and diagenesis reaction in underpressured system:example from Shiwu depression of Songliao basin，NE China［J］.1 Journal of geochemical exploration，2003，78:585～5901.

［8］賴錦，王貴文，王書南，等.碎屑巖儲(chǔ)層成巖相研究現(xiàn)狀及進(jìn)展［J］.2013，28(1):39 － 50.

［9］樓章華，姚炎明，金愛民，等.松遼盆地地下流體地球化學(xué)特征研究［J］.礦物學(xué)報(bào).2002，22(4):343－349.

［10］解習(xí)農(nóng)，成建梅，孟元林，等.沉積盆地流體活動(dòng)及其成巖響應(yīng)［J］.沉積學(xué)報(bào).2009，27(5):863 －871.

［11］黃思靜，張雪花，劉麗紅，等.碳酸鹽成巖作用研究現(xiàn)狀與前瞻［J］.地學(xué)前緣.2009，16(5):219 －231.

［12］Karmakara R，Mannaa S S，Du tta T.A geometrical model of diagenesis using percolation theory［J］.Physica，2003，318:113 ～120.

［13］Reed J S，Eriksson KA，KowalewskiM1 Climatic，depositional and burial controls on diagenesis of Appalachian Carboniferous sandstones:qualitative and quantitative methods［J］.sedimentary geology，2005，176:225 ～246.

［14］袁波，楊俊生，楊懷宇，等.成巖作用效應(yīng)模擬的應(yīng)用［J］.中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào).2009，33(2):1 －6.

［15］陳彥華，劉鶯.成巖相－儲(chǔ)集體預(yù)測(cè)的新途徑［J］，石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì).1994，16(3):274 －281.

［16］鄭榮才，耿威，周剛，等.鄂爾多斯盆地白豹地區(qū)長(zhǎng)6砂巖［J］.成巖作用與成巖相研究.巖性油氣藏.2007，19(2):1－8.

［17］林小兵，王振宇，田景春，等.層序地層格架中碳酸鹽巖準(zhǔn)同生成巖作用分析－以輪南古隆起下中奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖為例［J］.沉積與特提斯地質(zhì).2007，27(4):50－55.

［18］郭聰祥，胡曉天.用層控礦床理論淺析白云鄂博鐵礦的成礦［J］.科技信息.2008，5:311 －312.

［19］劉文均，鄭榮才.硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)與花垣鉛鋅礦床［J］.中國(guó)科學(xué)(D 輯).2000，30(5):456－464.

［20］黃思靜，QING Hairuo，胡作維，等.封閉系統(tǒng)中的白云石化作用及其石油地質(zhì)學(xué)和礦床學(xué)意義－以四川盆地東北部三疊系飛仙關(guān)組碳酸鹽巖為例［J］.巖石學(xué)報(bào).2007，23(11):2955－2962.

［21］劉寶珺.沉積成巖作用研究的若干問(wèn)題［J］.沉積學(xué)報(bào).2009，27(5):787－791.