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user: 3. 结果分析 3.1. 块状砂岩分类 岩心观察发现，雅布赖盆地新河组砂岩主要为块状不等粒砂岩(图2)。根据岩石的颜色，块状砂岩可以分为灰白色砂岩(图2(a))和灰褐色砂岩(图2(b))，灰白色为砂岩的本色，而灰褐色为油质沥青的颜色。滴5%的稀盐酸发现，灰褐色砂岩均缓慢起泡，而灰白色砂岩有3种响应特征，分别为剧烈起泡、缓慢起泡和不起泡。通过对应的铸体薄片镜下观察可知，不起泡者为泥质全充填砂岩，剧烈起泡者为方解石全充填砂岩，缓慢起泡者为有一定含量方解石的砂岩。 图2. 雅布赖盆地新河组块状砂岩典型岩心图像 镜下观察和鉴定发现，新河组块状砂岩可以划分为7类砂岩(表2，图3)。7类砂岩以其所独有的岩石学特征进行命名，其中，“某物质全充填砂岩”是指该物质全充填粒间孔隙的砂岩，“富某物质砂岩”是指粒间孔隙中该物质丰富但不全充填粒间孔隙的砂岩。伊利石晶间孔、高岭石晶间孔和蛋白石微粒间孔均以伊利石、高岭石、蛋白石所占岩石体积的30%计算。长石溶孔和火山岩屑溶孔均为长石矿物溶蚀的产物，统称为长石质溶孔。 I类——泥质全充填砂岩，石英含量15.4%~27.3%，平均值为21.3%；长石含量24.6%~37.2%，平均值为31.2%；火成岩屑含量9.4%~15.8%，平均值为12.4%；变质岩屑含量10.4%~17.8%，平均值为13.9%；沉积岩屑含量1.3%~4.6%，平均值为2.5%；泥质含量13.5%~22.3%，平均值为18.7%。该类砂岩的特征是骨架颗粒“漂浮”在泥质之中(图3(a))。 II类——富伊利石膜砂岩。碎屑组分中，石英、长石、岩屑含量的平均值依次为21.4%、36.2%、25.2%；伊利石膜含量4.6%~6.8%，平均值为5.6%。胶结物为方解石，含量5.9%~7.7%，平均值为6.9%。储集空间由粒间孔、伊利石晶间孔和长石质溶孔组成，其中粒间孔的面孔率1.6%~4.1%，平均值为2.5%；伊利石晶间孔的面孔率1.1%~1.7%，平均值为1.4%；长石质溶孔的面孔率0.7%~1.3%，平均值为0.8%。伊利石膜具有两种赋存形式，充填状和环边状伊利石膜。充填状伊利石膜具有里、外双层结构，里层膜(依附于骨架颗粒)部分的伊利石片状或长条状，外层膜是里层膜向着孔隙方向的延伸，晶体形貌由片状转化为长条状或由长条状转化为丝状(图3(b))。环边状包裹骨架颗粒的伊利石膜厚度一般不超过10 μm，伊利石晶形差，紧贴着颗粒表面，孔隙中充填的方解石胶结物通常沿着边缘溶蚀成环边状溶孔(图3(c))，因其位于粒间孔隙中，文中暂称为粒间孔。 Table 2 Classification statistics from Xinhe Formation massive sandstones (49 samples 类型 I类 II类 III类 IV类 V类 VI类 VII类 命名 泥质全充填 砂岩 富伊利石膜 砂岩 方解石全充填砂岩 富方解石 砂岩 富高岭石和 方解石砂岩 富高岭石 砂岩 富蛋白石膜 砂岩 样品数 7 7 6 8 8 7 6 碎 屑 组 分 / % 石英 15.4~27.3 21.3 15.4~27.3 21.3 17.3~25.9 21.4 17.3~25.9 21.4 15.1~25.5 20.6 15.1~25.5 20.6 19.1~30.8 24.2 19.1~30.8 24.2 12.6~22.1 16.7 12.6~22.1 16.7 21.4~29.6 25.9 21.4~29.6 25.9 15.1~23.7 19.9 15.1~23.7 19.9 15.4~27.3 21.3 17.3~25.9 21.4 15.1~25.5 20.6 19.1~30.8 24.2 12.6~22.1 16.7 21.4~29.6 25.9 15.1~23.7 19.9 长石 24.6~37.2 31.2 24.6~37.2 31.2 30.1~40.0 36.2 30.1~40.0 36.2 30.9~39.5 33.9 30.9~39.5 33.9 24.8~31.8 28.1 24.8~31.8 28.1 26.9~33.5 29.4 26.9~33.5 29.4 17.7~26.0 22.6 17.7~26.0 22.6 24.3~30.7 27.5 24.3~30.7 27.5 24.6~37.2 31.2 30.1~40.0 36.2 30.9~39.5 33.9 24.8~31.8 28.1 26.9~33.5 29.4 17.7~26.0 22.6 24.3~30.7 27.5 火成岩屑 9.4~15.8 12.4 9.4~15.8 12.4 10.4~16.9 14.4 10.4~16.9 14.4 9.8~15.0 12.7 9.8~15.0 12.7 13.4~18.4 15.4 13.4~18.4 15.4 9.3~17.4 14.1 9.3~17.4 14.1 5.9~15.8 8.7 5.9~15.8 8.7 14.9~18.8 16.9 14.9~18.8 16.9 9.4~15.8 12.4 10.4~16.9 14.4 9.8~15.0 12.7 13.4~18.4 15.4 9.3~17.4 14.1 5.9~15.8 8.7 14.9~18.8 16.9 变质岩屑 10.4~17.8 13.9 10.4~17.8 13.9 6.0~12.5 8.3 6.0~12.5 8.3 6.3~10.0 7.7 6.3~10.0 7.7 4.9~10.7 8.0 4.9~10.7 8.0 8.9~15.8 11.6 8.9~15.8 11.6 7.3~14.7 10.2 7.3~14.7 10.2 4.7~10.4 7.3 4.7~10.4 7.3 10.4~17.8 13.9 6.0~12.5 8.3 6.3~10.0 7.7 4.9~10.7 8.0 8.9~15.8 11.6 7.3~14.7 10.2 4.7~10.4 7.3 沉积岩屑 1.3~4.6 2.5 1.3~4.6 2.5 1.5~3.2 2.5 1.5~3.2 2.5 1.1~2.3 1.7 1.1~2.3 1.7 1.4~3.5 2.6 1.4~3.5 2.6 1.4~3.7 2.8 1.4~3.7 2.8 1.5~2.6 1.9 1.5~2.6 1.9 2.1~4.2 2.9 2.1~4.2 2.9 1.3~4.6 2.5 1.5~3.2 2.5 1.1~2.3 1.7 1.4~3.5 2.6 1.4~3.7 2.8 1.5~2.6 1.9 2.1~4.2 2.9 泥质 13.5~22.3 18.7 13.5~22.3 18.7 / / / / / / 13.5~22.3 18.7 伊利石膜 / 4.6~6.8 5.6 4.6~6.8 5.6 / / / / / 4.6~6.8 5.6 胶 结 物 / % 方解石 / 5.9~7.7 6.9 5.9~7.7 6.9 19.4~27.5 23.4 19.4~27.5 23.4 6.3~13.4 10.1 6.3~13.4 10.1 6.1~8.8 7.9 6.1~8.8 7.9 1.6~2.7 2.1 1.6~2.7 2.1 2.1~4.2 3.3 2.1~4.2 3.3 5.9~7.7 6.9 19.4~27.5 23.4 6.3~13.4 10.1 6.1~8.8 7.9 1.6~2.7 2.1 2.1~4.2 3.3 蛋白石膜 / / / / / / 5.4~6.5 6.0 5.4~6.5 6.0 5.4~6.5 6.0 高岭石 / / / / 4.1~5.8 4.7 4.1~5.8 4.7 10.4~12.7 12.1 10.4~12.7 12.1 / 4.1~5.8 4.7 10.4~12.7 12.1 次生 石英加大 / / / 0.4~1.7 0.9 0.4~1.7 0.9 0.0~0.8 0.1 0.0~0.8 0.1 0.8~2.1 1.4 0.8~2.1 1.4 0.9~1.4 1.2 0.9~1.4 1.2 0.4~1.7 0.9 0.0~0.8 0.1 0.8~2.1 1.4 0.9~1.4 1.2 次生 长石加大 / / / 0.9~1.9 1.1 0.9~1.9 1.1 0.4~1.1 0.7 0.4~1.1 0.7 0.5~1.5 0.9 0.5~1.5 0.9 1.6~2.1 1.9 1.6~2.1 1.9 0.9~1.9 1.1 0.4~1.1 0.7 0.5~1.5 0.9 1.6~2.1 1.9 储 集 空 间 类 型 / % 粒间孔 / 0.7~3.5 1.7 0.7~3.5 1.7 / 6.3~8.1 7.3 6.3~8.1 7.3 3.0~7.4 5.3 3.0~7.4 5.3 2.0~6.7 3.9 2.0~6.7 3.9 6.4~8.5 7.5 6.4~8.5 7.5 0.7~3.5 1.7 6.3~8.1 7.3 3.0~7.4 5.3 2.0~6.7 3.9 6.4~8.5 7.5 长石质 溶孔 / 0.7~1.3 0.8 0.7~1.3 0.8 / 1.3~3.3 2.5 1.3~3.3 2.5 2.6~6.2 4.7 2.6~6.2 4.7 3.9~6.6 5.4 3.9~6.6 5.4 2.9~4.4 3.7 2.9~4.4 3.7 0.7~1.3 0.8 1.3~3.3 2.5 2.6~6.2 4.7 3.9~6.6 5.4 2.9~4.4 3.7 伊利石 晶间孔 / 1.1~1.7 1.4 1.1~1.7 1.4 / / / / / 1.1~1.7 1.4 方解石 溶孔 / 0.5~1.1 0.8 0.5~1.1 0.8 / / / / / 0.5~1.1 0.8 高岭石 晶间孔 / / / / 1.6~2.3 1.9 1.6~2.3 1.9 4.4~5.1 4.9 4.4~5.1 4.9 / 1.6~2.3 1.9 4.4~5.1 4.9 蛋白石 微粒间孔 / / / / / / 1.6~2.1 1.9 1.6~2.1 1.9 1.6~2.1 1.9 表2. 新河组块状砂岩分类统计表(49个样品) 注：“/”铸体薄片鉴定含量 < 0.1%。 III类——方解石全充填砂岩。碎屑组分中，石英、长石、岩屑含量的平均值依次为20.6%、33.9%、22.1%。胶结物为方解石，含量19.4%~27.5%，平均值为23.4%。方解石胶结物全充填粒间孔隙，碎屑颗粒之间点状或线状接触，常见基底式胶结，碎屑颗粒“漂浮”在方解石胶结物之中(图3(d)，图3(e))。 图3. 新河组块状砂岩典型微观图像 IV类——富方解石砂岩，石英、长石、岩屑含量的平均值依次为24.2%、28.1%、26.0%。胶结物中，方解石、次生长石加大、次生石英加大含量的平均值依次为10.1%、1.1%、0.9%。粒间孔、长石质溶孔面孔率的平均值依次为7.3%、2.5%。粒间孔壁面上发育次生石英加大和次生长石加大，孔中无高岭石等胶结物充填(图3(f))。 V类——富高岭石和方解石砂岩，方解石含量6.1%~8.8%，平均值为7.9%；高岭石含量4.1%~5.8%，平均值为4.7%；次生长石加大含量0.4%~1.1%，平均值为0.8%；次生石英加大含量0~0.8%，平均值为0.1%。粒间孔的面孔率3.0%~7.4%，平均值为5.3%；长石质溶孔的面孔率2.6%~6.2%，平均值为4.7%；高岭石晶间孔的面孔率1.6%~2.3%，平均值为1.9%。粒间孔中常见方解石和高岭石共生的现象(图3(g)，图3(h))。 VI类——富高岭石砂岩，高岭石含量10.4%~12.7%，平均值为12.1%；方解石含量1.6%~2.7%，平均值为2.1%；次生石英加大含量0.8%~2.1%，平均值为1.4%；次生长石加大含量0.5%~1.5%，平均值为0.9%。长石质溶孔的面孔率3.9%~6.6%，平均值为5.4%；高岭石晶间孔的面孔率4.4%~5.1%，平均值为4.9%；粒间孔的面孔率2.0%~6.7%，平均值为3.9%。粒间孔中高岭石丰富(图3(i)，图3(j))。 VII类——富蛋白石膜砂岩，蛋白石、方解石、次生长石加大、次生石英加大含量的平均值依次为6.0%、3.3%、1.9%、1.2%。粒间孔、长石质溶孔、蛋白石微粒间孔的面孔率平均值依次为7.5%、3.7%、1.9%。蛋白石膜环粒间孔分布，可依附在碎屑颗粒、次生石英加大、次生长石加大和方解石胶结物表面，微孔隙发育(图3(k)，图3(l))。 依据福克砂岩分类标准 [ 4 ]，I类砂岩为长石岩屑砂岩，III类砂岩为岩屑长石砂岩，其它砂岩为长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩(图4)。总体上，石英、长石、岩屑等碎屑组分含量变化范围不大。 图4. 7类块状砂岩三端元分类(49个样品) 7类砂岩的胶结物类型及含量平均值直方图(图5)可见，不同种类砂岩的胶结物类型及含量差异明显。其中，I类砂岩中无胶结物；II类和III类砂岩中仅见方解石胶结物，但II类砂岩中方解石含量远低于III类砂岩中方解石含量；IV~VII类砂岩至少有3种类型胶结物，IV类砂岩以方解石为主，V类砂岩方解石和高岭石丰富，VI类砂岩以高岭石为主，VII类砂岩以富蛋白石有别于其它砂岩。 图5. 7类块状砂岩胶结物含量平均值直方图(49个样品) 7类砂岩的储集空间类型及面孔率平均值直方图(图6)可以看出，不同类型砂岩的储集空间类型及面孔率差异明显。I类和III类砂岩致密无孔，II类砂岩有伊利石晶间孔，IV类砂岩发育粒间孔，V类砂岩常见高岭石晶间孔，VI类砂岩高岭石晶间孔极为丰富，VII类砂岩富蛋白石微粒间孔。 图6. 7类块状砂岩储集空间面孔率直方图(49个样品) 3.2. 砂岩分类约束下的物性特征 图7是砂岩分类约束下的物性特征图解，其中，图7(a)是孔隙度直方图，图7(b)是渗透率直方图，图7(c)是孔隙度与渗透率交会图。 图7(a)、图7(b)显示，I类砂岩的孔隙度为1.9%~4.2%，平均值为2.9%；渗透率为(0.03~0.15) × 10 −3 μm 2 ，平均值为0.09 × 10 −3 μm 2 。II类砂岩的孔隙度为6.1%~8.6%，平均值为7.5%；渗透率为(0.61~1.62) × 10 −3 μm 2 ，平均值为1.12 × 10 −3 μm 2 。III类砂岩的孔隙度为1.8%~3.2%，平均值为2.5%；渗透率为(0.01~0.19) × 10 −3 μm 2 ，平均值为0.11 × 10 −3 μm 2 。IV类砂岩的孔隙度为6.3%~9.5%，平均值为7.6%；渗透率为(0.55~2.81) × 10 −3 μm 2 ，平均值为1.37 × 10 −3 μm 2 。V类砂岩的孔隙度为10.2%~13.8%，平均值为12.1%；渗透率为(0.39~4.65) × 10 −3 μm 2 ，平均值为1.61 × 10 −3 μm 2 。VI类砂岩的孔隙度为9.3%~12.6%，平均值为10.5%；渗透率为(0.58~4.41) × 10 −3 μm 2 ，平均值为2.20 × 10 −3 μm 2 。VII类砂岩的孔隙度为9.0%~11.8%，平均值为10.9%；渗透率为(10.55~68.59) × 10 −3 μm 2 ，平均值为48.76 × 10 −3 μm 2 。图7(a)、图7(b)与图1(a)、图1(b)比对发现，砂岩分类将孔隙度和渗透率的分布划分为了几个值域区间，这有助于解释新河组块状砂岩孔隙度和渗透率分布复杂的原因。 图7. 7类块状砂岩孔隙度与渗透率特征(49组样品) 由图7(c)可知，I和III类、II和IV类、V和VI类砂岩的孔隙度和渗透率分布区间重叠，VII类砂岩的孔隙度与V和VI类砂岩的孔隙度重叠，但VII类砂岩的渗透率 > V和VI类砂岩的渗透率；I和III类砂岩的孔隙度 < II和IV类砂岩的孔隙度 < V~VII类砂岩的孔隙度，但I和III类砂岩的渗透率 < II类和IV~VI类砂岩的渗透率 < VII类砂岩的渗透率，这些特征反映了新河组砂岩物性的复杂性。图7(c)和图1(c)对比表明，砂岩分类大致将新河组块状砂岩复杂的孔隙度和渗透率关系转化到4个值域区间：I和III类、II和IV类、V和VI类、VII类等，这有利于梳理新河组块状砂岩物性变化复杂的影响因素。 通过表1和图3~6对雅布赖盆地新河组块状砂岩岩石学特征与物性相关性的剖析可知，I类砂岩因泥质全充填而压实致密，III类砂岩因方解石全充填而胶结致密；II、IV~VII类砂岩的储集空间由粒间孔、长石质溶孔、高岭石晶间孔、伊利石晶间孔、蛋白石微粒间孔以不同的组合形式出现，造就了复杂多变的孔隙度和渗透率分布关系。