沉积物在蓄水盆地(海盆或陆盆)中堆积时,总是包含着数量不等的水分,人们将此视为原生沉积水。一般情况下,当时这种水的矿化度和化学组成与蓄水盆地当时的水体是相一致的。跟在不同蓄水盆地中水体蒸发演化过程中,相应地将沉澱不同盐类组分一样,在不同沉积物中所含的不同沉积水,也会在蒸发演变过程中沉澱不同的盐分。
基本介绍
- 中文名:原生沉积水
- 外文名:Nativesedimentary water
- 领域:地质学
- 适用範围:勘探、油气等
- 源于:海水
- 定义:沉积物中的水分
化学性状及存在形式
中、下三叠係为海相化学岩、蒸发岩地层,赋存于这些岩层中的水儘管在后期地质历史时期里经历了多次改造并向不同地球化学作用方向演化,但是其原始水体总是源于海水,总是与沉积物处于同一体系中相应的海水派生的,沉积物与蓄水盆地中的水体互为依存和统一,在化学成分上基本上是同一的。显而易见,要恢复黑卤原生沉积水的化学性状,首先要查明其储集层沉积时相应的蓄水盆地中水的含盐度。根据现代海水蒸发的大量灾验证明:当海水浓度达到70-80克/公升时,开始沉积原生白云岩;当浓度达到130-170克/公升时,沉积石膏;当浓度达到250-275克/公升时,沉积石盐;当浓度达到320-330克/公升时,沉积钾盐;当浓度达到345-350克/公升时,沉积光卤石。因此,用将今论古的方法,根据现代滷水储集层的岩石盐类物质成分的特性来恢复其沉积时古海水的含盐度,亦即是恢复原生沉积水的特性是合理可行的。
化学组分变化途径和方向
当原生沉积水埋藏于沉积层之后,其化学组分开始发生变化,沉积水成分总是力图与围岩建立新的动态平衡状态。通常发生三种作用
(1)物理化学作用、胶体化学作用;
(2)生物化学作用;
(3)脱水作用。
主要由碳酸盐岩类和硫酸盐岩类组成,有机质贫乏,主要发生第一种作用,使溶液中不稳定组分(SO4、Mg等)发生沉澱而减少,而稳定组分(CI、Na等)则相对浓集,溶液向盐化的单一方向发展。而其夹层绿豆岩对原生沉积水成分的改造具有重要意义,绿豆岩是以淤泥形式开始沉积的,沉积时可持有70~90%的水分,而且通常含有大量有机物和微生物,上述三种作用均可发生,在嫌氧条件下的生物化学作用使淤泥溶液成分发生变化。生物化学作用主要是细胞分解、蛋白质分解、脱硫酸、脱硝酸作用等,作用结果产生甲烷、硫化氢、氨和氮气,富集溴、碘、锂、硼等微量组分;SO4减少或消失,HCO3增高,碳酸盐沉澱作用使HCO3降低;Cl无变化,交替吸附作用使阳离子中的Na减少,而Ca增高;碳酸盐的沉澱作用使Ca减少;Mg由于自云岩沉澱作用而减少;pH值增高;rNa/rCl降低,Cl/Br略有降低或无甚变化。这是富含有机质的岩石在还原环境中发生的具有普遍意义的作用。当上覆岩层加厚时,导致地静压力加大而引起释水作用。粘土岩压固释水分为三个主要阶段:第一阶段保留的水只有原来体积的30%;第二阶段再移出10-15%;第三阶段,泥状岩内只留下百分之几的孔隙水了。因此,绿豆岩主要在早成岩阶段大量释水并挤入灰岩和白云岩中,从而改变原生沉积水的成分。