饶阳凹陷宁81井区沙一段文石存在的主要原因探讨

李 莉

（长江大学地球物理与石油资源学院，湖北 武汉430100）

（中石油华北油田分公司勘探开发研究院，河北 任丘062552）

崔周旗，陶明华，张秉顺 （中石油华北油田分公司勘探开发研究院，河北 任丘062552）

1 宁81井区主要地质特征

宁81井区位于冀中拗陷饶阳凹陷八里庄构造带宁23东构造圈闭。钻探目的层段主要为古近系的东营组和沙河街组。

1）东营组 （Ed） 上部为紫红色泥岩与灰白色细砂岩不等厚互层；中部为灰褐色泥岩、灰绿色含螺泥岩、泥岩与浅灰色细砂岩呈不等厚互层，夹紫红色泥岩及薄层黑色碳质泥岩；下部为紫红色、灰绿色、灰色泥岩与浅灰色细砂岩呈不等厚互层，夹黑色碳质泥岩。

2）沙河街组 （Es） 沙河街组沙一段 （Es1）上部为灰绿色、灰色泥岩与浅灰色细砂岩不等厚互层，夹薄层黑色碳质泥岩；中部为深灰色、灰褐色泥岩、灰质泥岩与灰褐色灰质页岩互层，夹浅灰色细砂岩；底部为灰色灰质泥岩与浅灰色灰质砂岩不等厚互层，夹紫红色泥岩。沙河街组沙二段 （Es2）为紫红色泥岩夹浅灰色细砂岩。沙河街组沙三段 （Es3）为深灰色泥岩与浅灰色灰质细砂岩呈略等厚互层，夹灰褐色灰质泥岩、灰色泥灰岩、灰岩及薄层黑色碳质泥岩。

2 文石层段的主要地质特征

1）文石的一般特征 文石又名霰石，属斜方晶系，主要成分与方解石相同，均为CaCO3，晶体呈柱状和针状，集合体常呈纤维状、晶簇状、柱状、放射状、皮壳状、钟乳状、鲕状、豆状和球状等。颜色主要为白色和黄白色，有时为浅绿色。薄片中无色。闪突起十分明显。文石不稳定，常温下易变为方解石，在薄片中常见方解石、白云石置换文石的假象。

海相生物的贝壳、骨骼均由文石组成，但通常已转变为方解石。外生成因的文石常与方解石、白云石共生于灰岩、砂岩中，或呈脉状产出；内生成因的文石形成于火山喷发的后期热液作用中，常见于玄武岩和安山岩的气孔中；在矿床氧化带中，常与孔雀石、褐铁矿、方解石等矿物共生；在高压低温的变质岩中，与蓝闪石、硬柱石、硬玉、绿泥石、白云母和榍石等共生。

2）文石层段的主要岩石学特征 X－衍射全岩分析资料表明，饶阳凹陷宁81井Es1取心井段3240.00～3282.50m中存在大量的文石，分布不均匀，部分井段不含文石，局部井段含量较高，含量一般在15%～50%，最高可达59% （见图1）。

岩石薄片鉴定结果可知，该井段岩石类型主要为含陆屑泥质泥晶灰 （云）岩、钙质页岩和含陆屑碳酸盐质页 （泥）岩等。泥质、陆源碎屑、文石、方解石和白云石等多具纹层状构造，陆屑成分主要为细粉砂级的石英、长石和岩屑 （见图2 （a）～ （d））。

扫描电镜资料表明，Es1取心井段中的文石晶粒细小，形状多不规则，仅见少量短柱状晶体，多与片状粘土矿物 （主要为伊利石和伊蒙混层矿物）混杂分布 （见图2（e）～ （h））。

图1 饶阳凹陷宁81井Es1文石含量分布图

图2 饶阳凹陷宁81井区Es1岩石薄片及扫描电镜显微照片

3）文石层段的主要沉积特征 微量元素分析及沉积相研究表明，饶阳凹陷宁81井Es1取心井段3240.00～3282.50m中古盐度一般为8‰～16‰，根据威尼斯盐度分类方案，Es1沉积时期古水介质主要为中盐水α－β环境，为正常湖泊相中的浅湖－半深湖亚相沉积 （见图3）。

3 文石大量存在的主要原因

由于文石在常温下不稳定，很容易转化为方解石和白云石，因此，正常情况下它很难存在于古近系Es1的地层中。

通过深入细致的分析研究发现，宁81井区Es1取心井段中的岩石具有如下特征：①岩石多具纹层状构造，主要由粘土矿物、方解石、白云石、文石和陆源碎屑等组成；②岩石结构致密，无论是陆源碎屑颗粒，还是文石、方解石和白云石等，绝大多数为细粉砂级 （或泥），粒径多为几个μm，颗 （晶）粒细小。由于岩石结构致密，致使文石形态多呈不规则粒状，很少具有柱状或针状外形；③粘土矿物含量较高，成分主要为片状伊利石和伊蒙混层矿物，多呈薄膜状分布在颗粒表面 （见图2）。

图3 饶阳凹陷宁81井区Es1沉积相图

由此可推断，Es1地层中纹层状分布的粘土矿物的封盖作用以及片状分布的粘土矿物的包裹作用，大大减少了文石与外界的接触，致使交代作用不能顺利进行，使得该井区地层中的文石得以大量保存，没有或很少向方解石、白云石转化。

与外界不接触、封闭的地质环境是否真是文石大量存在的主要原因呢？为了验证这一结论，对Es1取心井段的X－衍射全岩分析资料和岩石铸体薄片鉴定结果进行了深入细致的研究后发现，凡是岩石薄片鉴定中见半充填裂缝或溶孔的井段均不含文石，未见孔缝的井段文石含量较高 （见表1）。

表1 饶阳凹陷宁81井文石、碳酸盐岩含量与孔缝关系表

由此可推断，与外界不接触的封闭地质环境应是该井区古近系Es1文石大量存在的主要原因。

4 存在的问题

任何矿物的存在都不可能是单一因素造成的，由于技术手段和研究水平的限制，对宁81井区古近系Es1文石大量存在的主要原因的探索还不够深入，对于是否还存在其他的影响因素 （如有机质成熟过程中排出的大量有机酸、地层温度、压力等），有待于今后更细致深入的研究。