砂岩的次生孔隙主要是其非矽酸鹽組分(以碳酸鹽礦物為主)溶解的產物。形成這種溶解孔隙的可溶物質可呈三種結構形式：沉積的物質、自生膠結物以及自生交代產物。岩石組分的破裂和收縮也可使砂岩產生重要的次生孔隙，不過，通常在數量上都是居於次要地位的。
基本介紹
- 中文名：次生孔隙
- 外文名：Secondary pores
- 套用學科：環境工程
- 適用領域範圍：環境生態
- 成因：破裂作用、收縮作用等
- 性質：現象
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基本介紹
指沉積物沉積後，在成岩過程中由於溶解作用及重組晶作用形成的孔隙，對砂岩次生孔隙的研究有很大的意義。如美國奧奇山石炭系的遠源濁積岩具有效孔隙度與砂岩的平均粒度成反比，並隨分選性降低而孔隙性變好。這主要是由於該砂岩中的有效孔隙主要是在成岩期產生的次生孔隙。
成因類型
次生孔隙的基本成因類型有以下五種：破裂作用、收縮作用、沉積物質的溶解作用、自生膠結物的溶解作用、自生膠帶物的溶解作用。
典型孔隙類型
破裂產生孔隙
由於岩石或岩石組分發生破裂作用而形成破裂面，後來充填裂隙物質的溶解可以形成重新開啟的裂縫。
① 第一種裂縫是張開的裂隙。張開的岩石裂隙具有延伸長度超過單個顆粒或單個粒間空間的分離面。岩石裂隙常常沿著顆粒邊緣延伸，但在固結很好的砂岩中，它們可以切穿單個砂粒，也可以切穿基質、膠結物、交代物和其它成岩組構。所以，它們是研究成岩次序的極好工具(例如，被張開裂隙切割的縫合線，其形成時間早於裂縫)。岩石裂隙的形狀、方向和大小，可以提供有關成因的線索。砂岩中張開岩石裂縫的大小，可從不到1 mm長的髮絲狀顯微裂隙，到相當長和寬的裂縫。
張開的岩石裂隙是很常見的一種孔隙結構類型。其重要性在於它能使許多砂岩層具有滲透性。張開的岩石裂隙可分成四種成因類型：原生裂縫；由於沉積物溶解而形成的重新開啟的裂縫(例如裂縫在暴露地表時被充填，隨後充填物又被溶解)；由於膠結物溶解而形成的重新開啟的裂縫；交代礦物溶解而形成的重新開啟的裂縫。溶解作用可使充填的裂縫部分或全部重新開啟。
② 第二種是張開的顆粒裂隙。其特徵為分離面限於個別顆粒之中。切穿整個顆粒的裂隙顯然是次生的，而僅僅切過顆粒一部分的裂隙可能是原生的，也可能是次生的。
張開的顆粒裂隙所起的作用變化相當大，它取決於砂岩的成岩歷史，在數量上它們只占孔隙的很小部分，但是對於了解成岩和孔隙歷史卻有著鑑定的價值。張開的顆粒裂隙可有三種成因類型：原生裂縫；膠結物溶解後重新開啟的裂隙；交代裂隙膠結物的礦物溶解後，重新開啟的裂隙。
③ 第三種是張開的粒間裂隙。張開的粒間裂隙限於單個粒間空間組分中，它們產生在粒間基質、粒間膠結物和粒間交代礦物中，其成因永遠是次生的。裂縫可以切過整個粒間空間，或者只切過它的一部分。
張開的粒間裂隙很少見，但可為確定成岩次序(其中包括顆粒骨架機械和化學壓實作用)提供極好的證據。張開的粒間裂隙具有和上述顆粒裂隙相同成因類型。
儘管這些裂縫對增加儲層的孔隙度所起的作用不大，但對改善儲層的滲透率有重要意義。另外對成岩作用也有一定的影響。因為它們加大了岩石與地下流體的接觸面積，使顆粒及膠結物溶解形成次生溶孔，顯然這與內部的微裂隙有關。
收縮孔隙
收縮孔隙是由一些礦物在脫水和重結晶過程中形成的孔隙。它可出現在顆粒、雜基和膠結物中。因此，收縮孔隙包括了多種多樣的孔隙結構。它的規模通常可以從微觀到接近砂岩顆粒的大小，其形狀可以是孔，也可以是縫。例如，東濮凹陷沙三段儲層中見到的主要是收縮縫，它們主要形成於泥岩、砂岩中的泥岩屑及泥質粉砂岩中。這些裂縫順層分布，延伸不遠，斷續出現，有時見順層成組出現。粘土礦物總是含有大量水分，在成岩壓實過程中孔隙減少，體積縮小，同時排出大量水分，從而形成成岩收縮縫。岩石中的溶孔被成組的收縮縫連通，構成沙三段良好的儲集條件。
溶解產生孔隙
溶解作用產生的孔隙是一種很重要的儲集空間。溶蝕孔隙是由碳酸鹽、長石、硫酸鹽或者其它可溶組分溶解而形成的。對溶解性比較差的矽酸鹽礦物或其它礦物，例如氧化物礦物組合，早期可被易溶礦物交代，然後被溶解產生次生溶蝕孔隙。可溶組分可以是碎屑顆粒、自生礦物膠結物或者交代礦物。
識別標識
砂岩次生孔隙的識別標誌是次生孔隙砂體研究中的重要課題，前人對此做了較詳細的研究。
從微觀上，K.P.Chepikov等引入了五種次生孔隙的識別標誌，即：①溶蝕顆粒；②粒間孔和溶縫；③彎曲孔；④殘餘膠結物；⑤不均勻填集。
V.Schmidt和D.A.McDonald認為，次生孔隙的識別應藉助於多方面的證據，因為沒有裂隙的次生孔隙和原生孔隙相似。次生孔隙一般較大，在形態和分布上比原生孔隙更無規律，認識孔隙的成因是識別次生孔隙的關鍵。
V.Schmidt和D.A.McDonald提出了鑑定砂岩中各種類型的次生孔隙的標誌。他們辨認出裂隙、收縮孔隙、沉積物質(化石和其它顆粒)的溶隙、自生膠結物的溶隙和自生交代礦物的溶隙。由可收縮基質生成的孔隙僅在局部地方顯得重要。通常，砂岩中的孔隙是原生孔隙與次生孔隙的結合。岩石具有各種次生成因的孔隙加上原生孔隙。證明次生孔隙存在的一些線索有特大的孔隙、部分溶解的顆粒、溶蝕的顆粒、擴大的孔隙管道和“漂浮的顆粒”。同年，又提出了識別次生孔隙的岩石學標準，包括：① 部分溶解；② 鑄模(印模)；③ 不均一填集；④ 超粒孔；⑤ 伸長狀孔隙；⑥ 溶蝕的顆粒；⑦ 組分內孔隙；⑧ 破裂的顆粒。
G.Shanmugam在總結前人研究成果的基礎上，提出了4類20種砂岩次生孔隙的識別標準。在一些情況下，可用標準不止一個。例如，顆粒骨架溶蝕顆粒、殘餘顆粒、殘餘粘土邊緣和超粒孔等。
