孫玉景，周立發(fā).

(1.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌 330013；2.西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安 710069)

地球內(nèi)部油氣資源的三分之一賦存在碳酸鹽巖中，尤其是白云巖中分布著數(shù)量可觀的油氣資源。白云巖儲(chǔ)層在碳酸鹽巖油氣勘探中占據(jù)著舉足輕重的地位。我國(guó)的塔里木盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地中深部層系白云巖的研究近年來(lái)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展[1-3]。在適宜的古氣候環(huán)境和古水文條件下，白云巖中可以形成風(fēng)化殼巖溶儲(chǔ)層，例如我國(guó)鄂爾多斯盆地奧陶系發(fā)育的巖溶儲(chǔ)層。此類(lèi)儲(chǔ)層的研究有別于其他類(lèi)型的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，研究的難點(diǎn)在于“白云石化模式”的研究，重點(diǎn)在于“巖溶古地貌”的研究。這兩方面的問(wèn)題共同構(gòu)成了“風(fēng)化殼巖溶型白云巖儲(chǔ)層”研究的核心問(wèn)題，亟待解決。因此，本文針對(duì)風(fēng)化殼巖溶型白云巖儲(chǔ)層，通過(guò)調(diào)研研究現(xiàn)狀，詳細(xì)剖析以上兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，指明存在問(wèn)題，提出改進(jìn)建議，以期為今后此類(lèi)儲(chǔ)層的分布預(yù)測(cè)和精細(xì)描述等提供更多的地質(zhì)依據(jù)。

1 白云石化模式

風(fēng)化殼巖溶型白云巖儲(chǔ)層研究的難點(diǎn)在于“白云石化模式”。對(duì)白云石化模式的研究主要是通過(guò)對(duì)白云石化模式歸類(lèi)，探究每一種模式下白云石化作用發(fā)生的環(huán)境、條件、機(jī)理，并分析存在的問(wèn)題。

1.1 白云石化模式的分類(lèi)

由古至今，白云巖的數(shù)量在遞減，特別是全新世以來(lái)，碳酸鹽巖地層中極少有白云石沉淀，現(xiàn)今自然界中幾乎不能形成白云巖[4-7]。起初，白云巖被認(rèn)為主要是原生沉淀形成的，隨著研究的不斷深入，大量證據(jù)表明，白云巖的形成以次生交代為主[5]。Deelman曾經(jīng)合成了白云石并且總結(jié)了相應(yīng)的合成條件，諸如溫度等[8]。但在Deelman的實(shí)驗(yàn)之后，未見(jiàn)國(guó)內(nèi)外其他學(xué)者進(jìn)行的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。截至目前，理想的白云石無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室特定的溫度和壓力條件下人工合成。1791年至今的兩個(gè)多世紀(jì)里，“白云巖問(wèn)題”始終縈繞在地質(zhì)學(xué)家的心頭，該問(wèn)題的研究也在不斷深入[3,9-10]。

關(guān)于白云石的生成有3種不同的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理[6]：

③2CaCO3+Mg2+=CaMg(CO3)2+Ca2+

②式和③式代表了次生白云石的反應(yīng)機(jī)理，即“白云石化模式”的反應(yīng)機(jī)理。白云石化模式的研究經(jīng)歷了相當(dāng)漫長(zhǎng)的階段，眾多研究者對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析和歸納總結(jié)[6-7]。目前主要包括7種模式：蒸發(fā)模式、滲透回流模式、混合水成因模式、海水成因模式、埋藏成因模式、熱液成因模式、微生物白云石化模式(圖1)。

1.1.1 蒸發(fā)模式

蒸發(fā)模式(薩布哈模式)形成于20世紀(jì)60年代，以波斯灣準(zhǔn)同生白云巖為代表，白云巖化深度<500 m，c(Mg2+)/c(Ca2+)在10～30之間，通常由海水滲透到碳酸鈣地層之后在蒸發(fā)作用下濃縮形成。石膏等蒸發(fā)巖礦物通常會(huì)出現(xiàn)在此類(lèi)白云巖中[6,11]。

1.1.2 滲透回流模式

滲透回流模式最早由Adams等在1965年提出，以加勒比海小安得列斯群島更新統(tǒng)白云巖為代表，白云巖化深度<700 m，c(Mg2+)/c(Ca2+)在10～30之間，一般是在潟湖或潮坪環(huán)境中，由海水蒸發(fā)形成高鹽度鹵水之后向下滲透到碳酸鈣地層而形成。泥—粉晶白云巖是該模式下的主要白云巖類(lèi)型[6,12]。

1.1.3 混合水成因模式

混合水成因模式最早由Badiozamani于1973年提出。國(guó)外的典型代表是美國(guó)威斯康星中奧陶統(tǒng)米夫林段發(fā)育的白云巖，白云巖化深度<500 m，c(Mg2+)/c(Ca2+)在1.24～3.64之間，一般由大氣淡水與海水混合，再下滲到海平面以下地勢(shì)較高的灰?guī)r地層中發(fā)生反應(yīng)[6,13]。國(guó)內(nèi)的典型代表是鄂爾多斯盆地奧陶系沉積的白云巖，白云巖化深度在500～1 500 m之間，c(Mg2+)/c(Ca2+)在1.24～3.64之間，通常是海水在自身的壓力下滲透到灰?guī)r地層當(dāng)中，再與地下淡水形成混合水。開(kāi)放環(huán)境中大氣淡水或地下水與海水混合之后的白云石化即此類(lèi)成因模式，“霧心亮邊”是混合水成因白云石的一個(gè)顯著特點(diǎn)[6,14]。我國(guó)四川盆地中南部寒武系白云巖也可能為混合水白云石化作用形成的[15]。

1.1.4 海水成因模式

海水成因模式最早由Land于1985年提出，是指海水當(dāng)中的Mg2+和Ca2+濃度均變化不大，當(dāng)海水流經(jīng)方解石地層且濃度比達(dá)到一定要求時(shí)所發(fā)生的白云石化作用[16]。當(dāng)白云巖化深度<700 m，c(Mg2+)/c(Ca2+)在5.2～10之間時(shí)，海水滲透到淺層灰?guī)r地層當(dāng)中；當(dāng)白云巖化深度介于700～2 000 m，c(Mg2+)/c(Ca2+)在5.2～10之間時(shí)，海水在自身的壓力下滲透到深層的灰?guī)r地層當(dāng)中[6]。此種模式對(duì)海水本身的Mg2+濃度要求較高，最終形成的白云巖可能是結(jié)晶白云巖或者顆粒白云巖，典型代表是巴哈馬晚新生代發(fā)育的灘白云巖。

1.1.5 埋藏成因模式

埋藏成因模式的提出源于眾多研究者對(duì)有關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象的反復(fù)觀察與深入思考。一些研究發(fā)現(xiàn)，白云巖的含量與地層深度可能存在一定的正比例關(guān)系，由此引發(fā)了對(duì)地層埋深在2 000 m以下的白云巖成因的探討。典型代表是加拿大新斯科合上侏羅統(tǒng)Abenaki地臺(tái)發(fā)育的白云巖，白云巖化深度在2 000～3 000 m之間，c(Mg2+)/c(Ca2+)在4～10之間，壓實(shí)作用下地層中的海水或其他成巖流體在地層中流動(dòng)，創(chuàng)造了適宜的成巖環(huán)境[6]。埋藏成因模式得以成立的關(guān)鍵是深埋藏條件提供了有利的溫度和壓力，但Mg2+的多源性和相關(guān)的流體動(dòng)力學(xué)機(jī)制等也成為值得進(jìn)一步探討的問(wèn)題[17]。

1.1.6 熱液成因模式

熱液成因模式源于Graham R. Davies等在AAPG主題專輯中提出的熱液白云巖理論，這種模式也引起了白云巖研究者的濃厚興趣[18]。典型代表是紐約州上奧陶統(tǒng)特倫頓-布萊克里弗群發(fā)育的白云巖，白云巖化深度通常>2 500 m，c(Mg2+)/c(Ca2+)在4～10之間，由于深部熱流體上涌或巖漿活動(dòng)、底辟構(gòu)造等，使溫壓較大的富Mg2+流體滲透到上覆的地層當(dāng)中或沿?cái)鄬酉蛏线\(yùn)移，進(jìn)而引發(fā)白云石化作用[6,19]。熱液交代的過(guò)程中，同時(shí)具有一定程度的溶蝕性。此種成因的白云石化作用相比其他成因較易被理解，逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。

1.1.7 微生物白云石化模式

微生物白云石化模式起源于Compton在1988年提出的“有機(jī)成因白云巖模式”，隨后Vasconcelos等在1995年正式提出“微生物白云石化模式”，后者是對(duì)前者的進(jìn)一步論證說(shuō)明[20-21]。目前，已有大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，在有機(jī)質(zhì)和微生物驅(qū)動(dòng)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)對(duì)碳酸鹽早期的沉積成巖有重要影響，凡是在微生物參與之下的硫酸鹽還原反應(yīng)、甲烷厭氧化反應(yīng)或者有氧呼吸等均有利于白云石的生成。故此種模式漸漸引起了人們的重視[6,22-26]。微生物白云石化模式表明有機(jī)質(zhì)、微生物、鹽度、溫度、Mg2+濃度是影響此類(lèi)白云巖成因的因素，微生物活動(dòng)在白云石生成過(guò)程中的影響可能大于n(Mg2+)/n(Ca2+)和蒸發(fā)作用等其他條件的影響[5,7]。不同種類(lèi)的微生物廣泛分布于各種沉積環(huán)境中，在探究白云巖成因時(shí)，不論是哪個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期形成的，都不能忽略微生物的影響[7]。我國(guó)發(fā)育的典型微生物白云巖是四川盆地震旦系燈影組白云巖[27-29]。

以上7種白云石化模式的實(shí)質(zhì)都是在一定的地質(zhì)條件下鈣質(zhì)碳酸鹽與富鎂流體結(jié)合，進(jìn)而發(fā)生白云石化作用。各種白云石化模式的區(qū)別主要在于白云石化作用的相對(duì)深度、c(Mg2+)/c(Ca2+)及流體動(dòng)力學(xué)機(jī)制。c(Mg2+)/c(Ca2+)和流體動(dòng)力學(xué)條件是制約白云石化作用的兩個(gè)重要因素，其中動(dòng)力學(xué)條件主要是指溫度和微生物活動(dòng)[6-7]。

1.2 存在問(wèn)題

根據(jù)前述白云石化模式的分類(lèi)及每一種白云石化模式的具體特征，發(fā)現(xiàn)目前的研究中主要存在以下3個(gè)問(wèn)題，制約著今后的相關(guān)研究和應(yīng)用。

1.2.1 熱液成因模式和埋藏成因模式的混淆

由于熱液成因模式和埋藏成因模式的白云巖化深度較大且接近，普遍大于2 000 m，這兩者的應(yīng)用不可避免地出現(xiàn)過(guò)混亂。例如，在發(fā)現(xiàn)了沖斷帶附近的熱液流體運(yùn)動(dòng)之后，威尼斯南部侏羅系的白云巖才被明確地解釋為熱液成因白云巖[30-31]。已有的相關(guān)研究中，對(duì)于淺層白云石化已經(jīng)有了較清楚的認(rèn)識(shí)，但是對(duì)于深層白云石化的機(jī)理尚不完全明確。在現(xiàn)今的實(shí)驗(yàn)條件下，難以模擬深層高溫高壓的成巖環(huán)境，因此深層條件下的熱液成因模式和埋藏成因模式還有非常大的研究空間。

1.2.2 微生物白云石化模式的忽略

微生物白云石化模式是7種白云石化模式中發(fā)現(xiàn)最晚的一種模式。在白云石化模式探究的過(guò)程中，如果過(guò)于強(qiáng)調(diào)蒸發(fā)作用、強(qiáng)調(diào)c(Mg2+)/c(Ca2+)或者強(qiáng)調(diào)其他因素，便會(huì)忽略微生物的活動(dòng)，很可能將微生物白云石化模式解釋為其他6種模式，導(dǎo)致白云石化模式應(yīng)用的錯(cuò)誤。由于微生物白云石化模式發(fā)現(xiàn)較晚，今后也存在很大的研究空間。

1.2.3 白云石化模式的局限性

根據(jù)以上7種確定的白云石化模式，并不能建立基于白云石化模式的具有系統(tǒng)性和連續(xù)性的白云巖成因類(lèi)型。換言之，前述7種白云石化模式僅僅可以解決相應(yīng)的環(huán)境下某一特定地區(qū)特定層位白云巖的成因，并不具有普適性，每一種模式的應(yīng)用都存在一定的環(huán)境局限性。因此，對(duì)于一個(gè)新的研究區(qū)域研究層位，如何從7種模式中快速準(zhǔn)確地甄別出與之相適應(yīng)的模式，值得思索。

圖1 白云石化模式示意Fig.1 A sketch of dolomitization model

1.3 改進(jìn)建議

白云石化模式的研究是一個(gè)具有一定難度、進(jìn)展相對(duì)緩慢的課題，針對(duì)某一特定地區(qū)特定時(shí)期的白云巖，其白云石化模式的研究需要做科學(xué)而具體的分析，通過(guò)白云巖化深度、白云巖化流體中的鎂鈣比、形成環(huán)境、典型礦物來(lái)判斷白云石化模式。埋藏成因模式相對(duì)來(lái)說(shuō)更具有普遍性，埋藏白云巖中δ18O多為負(fù)值，Sr和Na等微量元素含量很低；熱液成因模式中應(yīng)尋找熱流體、斷裂活動(dòng)等典型證據(jù)；微生物白云石化模式中尤其要重視細(xì)菌的活動(dòng)?？傮w來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)應(yīng)從以下兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

1.3.1 研究思路的調(diào)整

隨著白云巖相關(guān)研究的不斷深入，白云石化模式的研究應(yīng)逐漸地由“定性研究”轉(zhuǎn)變到“定量研究”、由“概念模型”轉(zhuǎn)變到“數(shù)值模型”。白云石化模式的研究不能再單純依靠沉積學(xué)中關(guān)于礦物巖石的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)分析，而應(yīng)該與地質(zhì)建模和數(shù)值模擬相結(jié)合，通過(guò)設(shè)置合理的地質(zhì)參數(shù)及模型，對(duì)各種成因模式中涉及的白云石化流體流量、流動(dòng)機(jī)制、c(Mg2+)等展開(kāi)定量研究。

1.3.2 研究方法的完善

不同的成因模式代表著白云巖形成的不同內(nèi)涵，這就需要借助于對(duì)巖石、礦物、元素從宏觀到微觀進(jìn)行地球化學(xué)特征的詳細(xì)分析來(lái)深入研究。目前，白云石化模式的研究方法主要有：電子探針?lè)治?、陰極發(fā)光分析、稀土元素分析、碳氧同位素分析、X射線衍射分析。通過(guò)對(duì)不同成巖環(huán)境中流體成分與特性、流體活動(dòng)、成巖作用、巖石與礦物的分析，以及微生物活動(dòng)的分析等，為特定的白云石化模式提供證據(jù)。隨著地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)手段的不斷發(fā)展，在傳統(tǒng)的地球化學(xué)分析測(cè)試的基礎(chǔ)上，也可以結(jié)合同位素定年、古地磁分析、原子力顯微鏡等方法和儀器來(lái)研究白云巖的微觀晶體結(jié)構(gòu)。

研究思路的調(diào)整和研究方法的完善會(huì)為白云石化模式的研究提供更多更可靠的理論依據(jù)和事實(shí)依據(jù)，不僅能針對(duì)性地解決目前存在的3個(gè)問(wèn)題，還能為未來(lái)白云石化模式的研究奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 巖溶古地貌

巖溶古地貌的研究對(duì)于風(fēng)化殼巖溶型白云巖儲(chǔ)層的研究來(lái)說(shuō)是重中之重，對(duì)于此類(lèi)儲(chǔ)層的分布預(yù)測(cè)、儲(chǔ)層的精細(xì)描述等具有實(shí)際意義[32-36]。通過(guò)古地貌的恢復(fù)進(jìn)行古地貌單元的劃分，同時(shí)結(jié)合巖溶垂向分帶，有助于尋找?guī)r溶儲(chǔ)層的空間分布規(guī)律并建立巖溶發(fā)育模式。20世紀(jì)50年代古地貌研究逐漸興起，而國(guó)內(nèi)的古地貌研究起步于20世紀(jì)70年代。不同地區(qū)的巖溶古地貌在宏觀上主要受當(dāng)時(shí)的古氣候類(lèi)型、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、暴露時(shí)間的影響，在微觀上主要受礦物的類(lèi)型、顆粒的大小及巖石孔滲性的影響[37-39]。暴露在現(xiàn)代地形中的巖溶古地貌容易觀察和研究，然而深埋藏條件下的喀斯特地貌卻難以清楚地進(jìn)行描繪和解釋[40]。古地貌恢復(fù)的直接成果是古地貌地質(zhì)圖，圖中可以展現(xiàn)出物源區(qū)和沉積區(qū)等[39,41]。

2.1 巖溶古地貌恢復(fù)

古地貌恢復(fù)的方法包括：殘厚法、印模法、回剝法、沉積學(xué)方法、層序地層法、地球物理法等[37-39,41-43]。殘厚法是最直接的一種恢復(fù)方法，其實(shí)質(zhì)是繪制出不整合面之上殘余地層的厚度等值線圖，鄂爾多斯盆地的巖溶古地貌曾經(jīng)使用這種方法來(lái)恢復(fù)[44-45]。印模法的實(shí)質(zhì)是確立風(fēng)化殼之上的某一標(biāo)志層，繪制出標(biāo)志層與不整合面之間的地層厚度圖，是一種間接方法。殘厚法和印模法兩者常常被結(jié)合起來(lái)[46-49]，如“下薄+上薄”型、“下厚+上厚”型為二級(jí)古地貌的劃分依據(jù)，“下厚+上薄”型、“下薄+上厚”型為三級(jí)古地貌的劃分依據(jù)[48]，這大大提高了古地貌恢復(fù)的精度?；貏兎ǖ膶?shí)質(zhì)是在模擬盆地埋藏史與沉積史的基礎(chǔ)上，確定研究區(qū)目的層的埋藏深度，再利用鏡像原理，反演出當(dāng)時(shí)的古地貌形態(tài)[50-51]。沉積學(xué)方法的實(shí)質(zhì)是將基礎(chǔ)地質(zhì)圖件與古構(gòu)造、古環(huán)境、古水流等多種沉積學(xué)信息結(jié)合起來(lái)恢復(fù)古地貌，典型的代表是鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)沉積前古地貌的恢復(fù)[52]。層序地層法的實(shí)質(zhì)是依據(jù)層序地層學(xué)原理建立等時(shí)地層格架，以兩個(gè)地層等時(shí)界面之間的厚度來(lái)反應(yīng)研究區(qū)的古地貌，新疆塔河地區(qū)的古地貌曾經(jīng)使用這種方法來(lái)恢復(fù)[53]。地球物理法的實(shí)質(zhì)是利用相關(guān)地震資料，采用波阻抗反演法、正演模型法等來(lái)識(shí)別地貌的高低起伏并建立與研究區(qū)對(duì)應(yīng)的識(shí)別模型，鄂爾多斯盆地神木—榆林地區(qū)和延長(zhǎng)地區(qū)的古地貌都曾經(jīng)使用這種方法來(lái)恢復(fù)[54-55]。

綜合來(lái)看，殘厚法和印模法是較為常用的兩種方法，最終通過(guò)地層厚度可以直接判別古地貌的高低形態(tài)等；回剝法與印模法有相似之處，區(qū)別在于回剝法需要進(jìn)行盆地埋藏史和沉積史的模擬；沉積學(xué)方法需要掌握大量研究區(qū)的地質(zhì)資料，如果研究區(qū)地質(zhì)資料的數(shù)量較少、質(zhì)量較低，古地貌恢復(fù)的結(jié)果將會(huì)與實(shí)際產(chǎn)生較大偏差；層序地層法是伴隨層序地層學(xué)的發(fā)展而逐漸應(yīng)用的一種方法，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)的古地貌恢復(fù)研究中高分辨率層序地層學(xué)方法將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用；地球物理法不僅是油氣勘探過(guò)程中必不可少的一種方法，更是古地貌恢復(fù)時(shí)一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)手段。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)概況及相關(guān)地質(zhì)資料，選擇更加準(zhǔn)確和適宜的古地貌恢復(fù)法。

巖溶古地貌恢復(fù)之后，一般可在平面上劃分3種不同類(lèi)型的二級(jí)古地貌，分別為巖溶高地、巖溶斜坡、巖溶盆地，以及若干三級(jí)古地貌，諸如臺(tái)地、溝槽、谷地、洼地、殘丘等。目前的古地貌劃分很少進(jìn)一步細(xì)劃到四級(jí)古地貌。二級(jí)古地貌的準(zhǔn)確劃分和三級(jí)古地貌的精細(xì)劃分共同決定著某一區(qū)域能否成為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。不同的古地貌對(duì)儲(chǔ)層的影響需要結(jié)合實(shí)例具體分析。一般來(lái)說(shuō)，二級(jí)古地貌中的巖溶斜坡區(qū)是優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，三級(jí)古地貌的殘丘等部位是優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)。

2.2 存在問(wèn)題

巖溶古地貌的恢復(fù)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作，通過(guò)以上對(duì)巖溶古地貌恢復(fù)方法及古地貌恢復(fù)結(jié)果(古地貌單元的確立)的一系列調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前的研究中主要存在以下問(wèn)題。

2.2.1 缺少巖溶古地貌定量研究

巖溶古地貌恢復(fù)的研究大都停留在定性階段，涉及定量的研究并不是特別成熟，一些定量化的手段有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究。目前存在的主要問(wèn)題是對(duì)二級(jí)古地貌的恢復(fù)不準(zhǔn)確、對(duì)三級(jí)古地貌的刻畫(huà)不精細(xì)，尚不能通過(guò)精準(zhǔn)的數(shù)值來(lái)準(zhǔn)確定位二級(jí)古地貌單元和三級(jí)古地貌單元的界限及范圍，使其接近實(shí)際。

2.2.2 古地貌恢復(fù)結(jié)果互相矛盾

一般情況下，通過(guò)單一的恢復(fù)方法并不能使宏觀古地貌的格局與局部古地貌的刻畫(huà)有機(jī)統(tǒng)一。借助不同的方法來(lái)恢復(fù)巖溶古地貌，其結(jié)果之間可能多多少少地存在矛盾與沖突，例如“印模法”與“殘厚法”。因此，矛盾與沖突的消除對(duì)于最終古地貌的形態(tài)特征的確定就顯得格外重要。

2.2.3 三級(jí)古地貌的命名不統(tǒng)一

二級(jí)古地貌的命名在學(xué)術(shù)界已得到了一致認(rèn)可，即巖溶高地、巖溶斜坡、巖溶盆地，但對(duì)于三級(jí)古地貌的命名并未完全統(tǒng)一。目前出現(xiàn)的三級(jí)古地貌單元名稱有：臺(tái)地、階坪、階地、溝谷、溝槽、殘丘、溶丘、溶坑、淺洼等。同一種三級(jí)古地貌單元可能出現(xiàn)兩種甚至三種不同的命名。命名的混亂非常不利于對(duì)三級(jí)古地貌單元的深入研究。

2.3 改進(jìn)建議

產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因是多方面的，應(yīng)分別從以下3個(gè)方面有針對(duì)性地解決問(wèn)題。

2.3.1 開(kāi)展巖溶古地貌的定量研究

以往的研究中出現(xiàn)過(guò)一種定量研究方法，通過(guò)風(fēng)化殼上下地層厚度的組合方式來(lái)劃分古地貌[48]，但這種厚度界限值僅適用于研究區(qū)。如果換做其他研究區(qū)，這種厚度界限值就不再適用。因此，這種方法需要做進(jìn)一步的探究。在實(shí)際的研究中，可以將各個(gè)特征參數(shù)(如古水深、殘余地層厚度、剝蝕地層厚度等)與屬性參數(shù)(如古物源、古環(huán)境等)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)各參數(shù)的分析對(duì)比，與最終恢復(fù)的古地貌相互佐證。在巖溶斜坡區(qū)，如果需要進(jìn)行坡度計(jì)算，可以利用不同點(diǎn)之間地層厚度的差值和兩點(diǎn)之間的水平距離來(lái)計(jì)算。

2.3.2 選擇合適的古地貌恢復(fù)方法

古地貌恢復(fù)方法的選擇首先需要明確區(qū)域地質(zhì)背景，其次要參考所掌握的地質(zhì)資料，最后進(jìn)行古地貌方法的選擇。古地貌恢復(fù)方法直接決定著巖溶古地貌能否準(zhǔn)確恢復(fù)和精細(xì)刻畫(huà)。由于每一種恢復(fù)方法的原理和側(cè)重點(diǎn)不同，例如殘厚法對(duì)局部古地貌的刻畫(huà)較為精準(zhǔn)，印模法對(duì)宏觀古地貌的刻畫(huà)較為真實(shí)，當(dāng)不同方法的恢復(fù)結(jié)果之間出現(xiàn)矛盾與沖突時(shí)，要科學(xué)分析問(wèn)題，去偽存真，大膽取舍，選擇符合古地貌演化規(guī)律的恢復(fù)結(jié)果。

2.3.3 逐步統(tǒng)一三級(jí)古地貌的命名

三級(jí)古地貌單元命名的統(tǒng)一還需要國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的共同努力，在深入認(rèn)識(shí)不同三級(jí)古地貌單元的特征與性質(zhì)的基礎(chǔ)上，逐步統(tǒng)一命名。不同的三級(jí)古地貌單元內(nèi)，白云巖儲(chǔ)層的破壞和改造程度不同，造成巖溶儲(chǔ)層的物性不同。因此，命名統(tǒng)一以后，三級(jí)古地貌單元與巖溶儲(chǔ)層之間的關(guān)系會(huì)更加明確，巖溶儲(chǔ)層空間分布規(guī)律也會(huì)有更加深入的認(rèn)識(shí)。

3 展望

進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期，在水文學(xué)、巖溶學(xué)、沉積學(xué)、油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)等多學(xué)科巖溶研究的基礎(chǔ)上，地球化學(xué)、常規(guī)測(cè)井、成像測(cè)井、地震勘探等技術(shù)手段開(kāi)始用于巖溶的系統(tǒng)化及定量化研究，涵蓋了風(fēng)化殼巖溶的演化、巖溶作用的期次與強(qiáng)度、巖溶儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能、碳酸鹽巖溶洞的識(shí)別、風(fēng)化殼儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)、風(fēng)化殼巖溶發(fā)育模式等內(nèi)容[56-61]。通過(guò)對(duì)我國(guó)的一些典型巖溶儲(chǔ)層進(jìn)行分析，巖溶識(shí)別標(biāo)志、巖溶相帶劃分方法、溶蝕孔洞縫發(fā)育機(jī)理、巖溶發(fā)育主控因素等得到了更加深入的研究[62]。

總體上，國(guó)內(nèi)外關(guān)于風(fēng)化殼巖溶型白云巖儲(chǔ)層的研究逐漸從“理論研究”轉(zhuǎn)向“應(yīng)用研究”、從“定性描述”轉(zhuǎn)向“定量描述”、從“宏觀預(yù)測(cè)”轉(zhuǎn)向“微觀剖析”[63]。儲(chǔ)層評(píng)價(jià)已經(jīng)從“單因素評(píng)價(jià)”發(fā)展到“多因素評(píng)價(jià)”，在最初地質(zhì)參數(shù)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，測(cè)井參數(shù)(聲波時(shí)差、電阻率等)和地震參數(shù)(地震振幅、地震相干、波阻抗反演等)評(píng)價(jià)也越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在實(shí)際中。多參數(shù)評(píng)價(jià)體系的確立有助于從多角度展開(kāi)對(duì)儲(chǔ)層的精細(xì)描述[64-67]。具體來(lái)說(shuō)，主要是通過(guò)多種手段、多種參數(shù)確定某一特定地區(qū)特定層位“風(fēng)化殼巖溶型白云巖儲(chǔ)層”的白云石化模式、巖溶古地貌等，最終明確優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)，同時(shí)展開(kāi)儲(chǔ)層精細(xì)描述。

“白云石化模式”和“巖溶古地貌”這兩個(gè)問(wèn)題直接影響著風(fēng)化殼巖溶型白云巖儲(chǔ)層的分布預(yù)測(cè)，即優(yōu)勢(shì)儲(chǔ)層發(fā)育區(qū)的確定。針對(duì)這兩方面的問(wèn)題，今后應(yīng)注重對(duì)研究方法和技術(shù)手段的改進(jìn)，充分利用巖心、薄片、錄井、測(cè)井、地震及測(cè)試等各項(xiàng)地質(zhì)資料，宏觀與微觀相結(jié)合、靜態(tài)地質(zhì)資料和動(dòng)態(tài)測(cè)試資料相結(jié)合的方法，對(duì)儲(chǔ)層的宏觀和微觀的儲(chǔ)集特征進(jìn)行分析，尤其是加強(qiáng)對(duì)白云石化模式的甄別和對(duì)巖溶古地貌的刻畫(huà)，最終明確巖溶儲(chǔ)層的主控因素及成因機(jī)理。