溶蚀孔隙

更新时间:2022-08-25 13:39

溶蚀孔隙,又称溶孔,是碳酸盐矿物或伴生的其他易溶矿物被地下水、地表水溶解后形成的孔隙。

形成过程

地下水的溶解作用往往在沉积过程中就已开始进行,并延续到成岩作用结束。在这个阶段,地层中原生孔隙发育时,地下水大都比较活跃,并通过溶蚀而使孔隙进一步增加。成岩作用结束后,溶蚀孔隙仍可继续发育。尤其在不整合侵蚀面附近,由于处于渗流带及潜流带下部,地下水在原生孔隙发育带很活跃,加上地表水的不断补充,因而在不整合面附近往往形成极为发育的溶蚀孔隙。

形成原因

溶解能力

地下水的溶解能力是由地下水的性质和运动状态决定的。地下水并不是纯水,其中经常含有矿物离子溶质,其中以CO2成分最普遍,且对碳酸盐岩的溶解性影响最大。

当地下水中含有CO2时,水溶液呈酸性;随着CO2溶解量的增加,溶液的pH值降低,当其降至3.2时,便成为较强的酸性水,对碳酸盐岩的溶解能力大大增强。当这种地下水在碳酸盐岩地层中流动时,便逐渐将岩石溶解,并形成重碳酸盐被地下水带走。反之,当水中缺乏CO2时,则发生碳酸盐沉淀作用,堵塞孔隙,胶结岩石。

另外,岩石的溶蚀程度还与地下水的温度和压力有密切关系。

地貌气候构造

地下水运动是造成溶蚀作用发育的重要原因,而地下水的运动却又与地貌、气候和构造等因素有关。

在地貌上,溶蚀带多在河谷和海、湖岸附近地区较为发育。因为这些地区是泄水区和汇水区,地下水浸泡溶蚀时间长,在这些地区的碳酸盐岩层内部往往发育有很大的暗河。

在气候上,温暖潮湿的地区,溶蚀作用最为活跃。

从构造角度观察,在不整合古风化壳地带,由于长期沉积间断,岩石出露地表遭受风化剥蚀,地表水沿断层、裂缝渗人地下,产生大量溶孔、溶洞、溶缝、溶道,形成规模巨大、错综复杂的溶蚀空间,称为岩溶带。如果构造运动使该区长期、不匀速上升,上升快的时期,岩溶发育较差;上升缓慢时期,岩溶发育较好,这样好坏交替,就会形成多层岩溶带,在垂向上发育的厚度和深度可以达到很大。如果该区经历了多次沉积间断,有若干个不整合面,则相应可形成数个岩溶发育带。当然,在张性断层经过的地区,张性裂缝多,岩体破碎,有利于地下水进出。从现代岩溶调查来看,岩溶带紧随断层分布,岩溶与断层的关系比河流与断层的关系更为密切。对于褶皱而言,背、向斜的不同部位,岩溶发育程度也是不同的。一般情况下,向斜轴部岩溶最发育,褶皱轴部比翼部岩溶发育,但是在背斜倾没端、向斜翘起端,尤其是各类褶皱构造的交汇部位,岩溶最发育。另外,地层产状是水平、倾斜或直立,岩层的组合方式(如透水层与不透水层的组合形式)等,均对溶洞的延伸方向、排列和规模有一定影响。如有多层透水层与非透水层间互组合时,可形成多层岩溶带,各岩溶带厚度受上、下不透水层限制。

所以,岩溶带的发育和分布受多种因素控制,既要综合考虑,又要结合各地地质情况具体分析。

特点

溶孔的特点是形状不规则,有的承袭了被溶蚀颗粒的原来形状;边缘圆滑,有时在边壁上见有不溶物残余。溶解作用产生的孔隙既可以发生于后生阶段,如不整合面下的岩溶带,也可以发生于成岩晚期和成岩早期(准同生阶段),后者一般多见于近岸浅水地带沉积物暴露水面的时候。

分类

(1)粒间溶孔。指碳酸盐岩颗粒之间胶结物或基质被溶蚀后而形成的孔隙。

(2)粒内溶孔和铸模孔。粒内溶孔是指各种碳酸盐岩颗粒内部,由于选择性溶解,颗粒被局部溶蚀而形成的孔隙当溶蚀作用扩展到整个颗粒,形成与原颗粒形状、大小完全一致的孔隙时,亦可称为铸模孔隙。

(3)晶间溶孔。指晶体间的物质被溶蚀所形成的孔隙,多发育在白云岩中,主要溶蚀晶体间的方解石。溶蚀范围也可能部分涉及到周围的晶体,溶孔大小较均匀。

(4)晶内溶孔。晶粒内部被溶蚀而形成的孔隙,若整个晶体被溶蚀,形成与原晶体粒形状、大小相同的孔隙时,可称为晶体铸模孔隙。

(5)溶孔、溶洞。指不受岩石组构控制,由溶蚀作用所形成的孔隙。常呈不规则状,直径大于10 cm称为溶洞。溶孔、溶洞发育的储集层,在钻井过程中,常可见井喷、井漏和钻具放空等现象。

(6)窗格孔隙。由选择性溶蚀作用而成。孔隙多呈扁平状平行于岩石的层面,在裂缝发育的层系中窗格孔隙亦可形成良好的储层。

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