豫西北奥陶系马家沟组三段遗迹化石的属性表征及其成因机制
豫西北奥陶系马家沟组三段中发育有丰富的遗迹化石。运用野外观察、室内切片、偏光显微镜、阴极发光显微镜、XRD 分析、柱塞孔渗测试及稳定碳、氧同位素测试等方法对生物扰动改造碳酸盐岩岩石物性的效应和机制进行了相关研究。研究表明：（ 1 ）豫西北奥陶系马家沟组三段共发育 Thalassinoides ， Helminthposis 和Chondrites 三类遗迹组构；Thalassinoides 遗迹组构整体生物扰动强度及各组成分子之间的横向与垂向上的连通程度均较高。Helminthposis遗迹组构的各组成分子间的垂向连通性差，横向连通性随着生物扰动强度的增加会出现一定程度的增强，生物潜穴充填物多为白云石；Chondrites遗迹组构的生物扰动指数一般在2-3左右，遗迹组构的各组成生物潜穴间的横向连通性较好，垂向连通性差；（2）生物潜穴中发育的白云化作用主要包括同生-准同生期的回流渗透白云化作用和埋藏阶段的埋藏白云化作用；白云化作用可分为三个成岩阶段：第一期白云化作用（早期白云化作用）主要形成同生-准同生成岩环境-极浅埋藏成岩环境，此阶段主要形成供后期白云化作用继续交代的白云石微晶晶核，这期成岩特征在当前生物潜穴充填物中残留结果不明显；第二期白云化作用（中期白云化作用）发生在中-深埋藏成岩环境，其可分为 A、B 两个阶段，A 阶段围绕微晶白云石晶核持续交代形成自形、半自形的白云石；B阶段则是对自形、半自形白云石的交代，形成具有他形嵌晶结构的白云石以及他形点接触、线接触的过渡期白云石；（3）生物潜穴诱导型孔隙的演化经历了：①生物掘穴作用，为后来沉积物充填提供容纳空间，并为后期成岩作用的发生提供了可能性，会显著提升准同生期沉积物的整体物性；②同生-准同生期成岩作用，主要是在生物潜穴中充填碳酸盐泥，同时部分碳酸盐泥受大气 CO2的影响发生了溶解，会提升沉积物的整体物性；③浅埋藏成岩作用，生物潜穴充填物发生了白云化，形成了自形-半自形白云石，充填物的物性增强；④中-深埋藏成岩作用，主要是白云化作用、埋藏溶蚀作用和胶结作用，总体看来中-深埋藏成岩作用会降低充填物物性；⑤表生成岩作用（胶结作用与溶蚀作用），主要表现为对生物潜穴的选择性溶蚀，以及方解石在溶蚀缝隙、构造裂隙中的重结晶，在不同范围内对岩石物性的改造表现虽不一致，但总体上岩石整体物性仍有提升；（4）含遗迹组构样品的孔渗性要明显优于围岩基质，其平均孔隙度为0.97%，平均渗透率为8.216×10-3md，相较于围岩的平均孔隙度0.43%和平均渗透率0.308×10-3md，其孔隙度提高了约两倍，而渗透率提升了约27倍；并且随着含遗迹组构岩石样品生物扰动指数的增加，其孔隙度和渗透率都呈现出先增加后降低的趋势，这可能是由于高扰动强度下生物潜穴发生了过白云化作用所导致；从不同的遗迹组构来看，Thalassinoides遗迹组构对岩石物性的改造程度最大，这主要取决于其生物扰动程度及垂向和横向上的殖居范围，Helminthposis遗迹组构对岩石物性的改造作用较为局限，仅在生物扰动程度处于3左右时会明显提升岩石整体的物性，Chondrites遗迹组构对岩石物性的改造受限于生物潜穴的连通性和延伸范围，表现为局部改造程度较高但从整体上来看其对岩石整体物性的改造效应最差。
马家沟组;遗迹组构;碳酸盐岩;成岩作用;改造机制
河南理工大学
硕士
古生物学与地层学
牛永斌
2018
中文
P588.245
2019-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）