侵入碳酸岩脉研究概况

1. 　侵入碳酸岩脉研究概况

碳酸岩脉侵入宽沟背斜格尔腾山群片麻岩和白云鄂博群下部长石石英砂岩中，在矿区南部和白云向斜轴部也有产出。碳酸岩脉的产状、岩石矿物组成、化学成分，蚀变作用在第一章已有详细叙述，不再一一赘述。岩脉矿物组成、化学成分与赋矿白云岩相似。岩脉研究对白云鄂博矿床成因探讨具有重要意义。
岩脉的年龄已做较多工作。1985年白鸽、袁忠信报道的岩脉的Rb-Sr等时年龄为433Ma，相应的ISr值为0.706。1994年任英忱等给予的4个独居石样品的Th-Pb等时年龄为445±11Ma。岩脉钠闪石矿物的40Ar/39Ar坪年龄先后两次由不同实验室测定，均获得中元古代末期的年龄（图9-1），Conrad和Mckee（1991）给予的40Ar/39Ar坪年龄是1260Ma（图9-1A），任英忱等（1994）给予的坪年龄是1209±12Ma（图9-1B）。两个年龄在误差范围内一致。我们对岩脉也做了工作，所获得的Sm-Nd年代学初步结果曾进行过报道（张宗清等，1994）。
对岩脉的成因也做过不少工作。普遍认为，岩脉与来自地幔碳酸岩岩浆有关（Yuan Zhongxin et al.,1992;Tu Guangzhi,1996；曹荣龙等，1994；张宗清等，1994；杨学明等，1998）。

2. 岩浆侵入对碳酸盐岩储集性的影响

碳酸盐岩的主要矿物成分是碳酸钙(含量在75%以上，甚至可达95%)，且其中一般也含有数量不等的有机质。由于碳酸钙和有机质的抗热、压力和酸(深部流体中)等能力均很差。所以，岩浆(及深部流体)对碳酸盐岩储集性的改造作用非常显著，且比较复杂。其作用类型包括破碎作用、气化作用、溶蚀作用和交代作用等，并以前三种为主，形成的次生储集空间包括裂缝、气孔、晶间孔等各种次生空隙。
首先，岩浆的挤压作用使碳酸盐岩发生脆性破裂，产生大量的拉张裂缝;其次，岩浆的高温作用使其中的碳酸钙和有机质热分解或气化，生成二氧化碳和烃，并产生大量孔洞;再者，岩浆流体中的酸性组分能够对碳酸钙起显著的溶蚀作用，产生大量溶孔。
野外和岩心观察发现，侵入岩周围碳酸盐岩发育大量的裂缝、溶孔、气孔等多种次生孔隙，储集性非常优越，而且油气(包括无机二氧化碳气)往往非常发育。如沾化凹陷孤西断裂带的渤深6-5井的奥陶系储层。该层段有三个储集空间发育段:解释储层80.5m/13层，其中侵入岩储层26m/5层(占总储层32%)。该井侵入岩厚度占总地层的23%，侵入岩储地比33%，总储地比23.2%(图5-9)。从渤深6-5井储层分布上看，储层主要发育与侵入岩及其附近，其根源是侵入岩及其流体使碳酸盐岩机械破碎、高温气化以及化学溶蚀综合作用的结果。
综上所述，岩浆及深部流体使围岩发生复杂的物理和化学反应，显著提高了围岩的储集性。由于围岩在成分、结构、构造等方面存在差异，以至于岩浆及深部流体对其改造作用差别很大，其中对碳酸盐岩、富含有机质泥岩和煤岩的改造作用相对较大。
参考文献
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3. 　变质岩区地质构造特征研究

变质岩区地质构造环境比较复杂，但是变质岩区的地质构造活动和成矿关系十分密切，因此必须对变质岩区地质构造环境开展必要的深入的研究工作，编制变质岩区地质构造图。由于我国区域地质调查工作大部分从20世纪60年代到80年代完成，不同时期填制的地质图对地质特征的认识水平差别较大，因此必须按照新的理论观点对原有的资料进行综合分析，必要时应当开展野外补充调查工作，才能对变质岩区地质构造环境达到一定的认识程度，满足矿产预测工作的基本要求。变质岩区地质构造研究工作方法适用于陆块基底和造山带的构造研究。
一、区域变质作用特征研究
1.变质岩岩石学研究
岩石矿物成分组合、结构构造、矿物形成世代、标型特征、岩石化学特征、地球化学特征、包括微量元素稀土配分等。恢复原岩建造，分析变质作用过程中物质成分的迁移特征。
2.划分变质相带
确定空间分布特征，编制变质相带图。根据变质相带分布特征，分析构造热事件期次及空间分布特征，确定热中心。
3.常见区域变质相矿物组合（据马文璞，1992）
（1）蓝片岩相：高压低温变质作用形成。
发育蓝闪石＋硬玉、蓝闪石＋绿辉石、蓝闪石＋硬玉＋石英等特征组合。和绿泥石、多硅白云母、黑硬绿泥石、绿帘石、榍石、钠长石和石英共生。
（2）绿片岩相：重结晶作用早期阶段。
钠长石＋绿帘石＋石英，原岩为泥质岩中可见多硅白云母、绿泥石、榍石，有时出现黑云母。原岩为基性时可见绿泥石、阳起石、黑硬绿泥石、方解石。原岩为镁质岩石时可见叶蛇纹石、滑石和透闪石。
（3）绿帘石-角闪石相：变质作用中低级阶段，在绿片岩相和角闪岩相间过渡。
钠长石＋绿帘石＋普通角闪石。
（4）角闪石相，变质作用进入高级阶段。
普通角闪石＋斜长石，典型矿物组合和原岩成分有关。
泥质岩：石英＋硅线石＋黑云母＋白云母。
钙质岩：方解石＋透辉石＋透闪石（＋钙铝榴石＋黝帘石）
中基性岩：普通角闪石＋斜长石＋绿帘石＋硅线石
镁质岩：透闪石＋叶蛇纹石＋滑石＋直闪石。
（5）麻粒岩相：区域变质作用最高级阶段。典型矿物组合和原岩成分有关。
泥质岩：石英＋条纹长石＋矽线石＋铁铝榴石（＋黑云母、蓝晶石）
中基性岩：斜长石＋透辉石＋紫苏辉石（＋石榴石）
钙质岩：方解石＋透辉石＋镁橄榄石（＋方柱石、刚玉）
镁质岩：镁橄榄石＋顽火辉石＋尖晶石。
二、绿岩地体研究
绿岩带是指分布于太古宙古老陆块中的变质火山岩及变质沉积岩组成的变质地体。对成矿作用关系极为密切。现以绿岩带研究为主，同时对与其相关的花岗质岩石，以及高级变质基底区岩石特征简要介绍如下：
1.绿岩带地体特征
（1）绿岩带地体一般为宽数km至数十km，长数百km的带状或不规则带状地体，形成大量铁镁质矿物，呈向形构造，分布于大片花岗质岩石之中，变质一般为中低变质相，（高绿片岩相－低角闪岩相）。
（2）绿岩带下部层位为变质火山岩系列，主要岩石成分为拉斑玄武岩系列至钙碱性火山岩系列的变玄武岩、变安山岩为主。在火山岩系底部常见超镁铁质岩，有的地区发育有特殊的鬣刺结构，称为科马提岩，我国发现的主要是科马提质玄武岩相似的超镁铁质岩，也有发现科马提岩的报道。火山岩系上部成分为长英质火山岩类，由变粒岩、浅粒岩、云母石英片岩、绢云绿泥片岩等组成。绿岩带上部层位为变质沉积岩系，成分以碎屑岩、泥质岩类为主，有的地区发育碳酸盐类。
（3）构造特征：经历了强烈的多期变形作用，形成复杂的推覆片体，褶皱片体，常见岩浆底辟作用，韧性剪切带发育。经历了多期叠褶，发生强烈的构造置换作用，经常形成等斜褶皱造成的假单斜堆垛岩系。
2.花岗质岩石特征
构成花岗绿岩地体的另一部分主要是花岗质岩石、花岗质岩石分布范围比较广，一般形成时代和绿岩地体形成时代相近或稍晚，主要有片麻状花岗质杂岩体，底辟式花岗质岩基，钾质花岗岩侵入体。
（1）片麻状花岗质杂岩体占花岗绿岩地体中花岗质岩石的主体，岩性由片麻状英云闪长岩、奥长花岗岩、片麻状花岗闪长岩、片麻状二长花岗岩等岩石组成，和绿岩带接触带呈不规则状或过渡变化，岩体内常见绿岩包体。属绿岩带同构造岩浆活动产物。
（2）底辟式花岗质岩基：岩性由花岗闪长岩、英云闪长岩、奥长花岗岩组成、一般是等轴状分布。和围岩界线清楚，边部发育绿岩包体。一般在绿岩带变质－变形早期侵位。
（3）钾质花岗岩侵入体：呈小型长条状、不规则状、岩性为：二长花岗岩、钾长花岗岩等组成。属绿岩带变质变形作用晚期侵入。
3.绿岩带基底构造特征
研究花岗-绿岩地体必然涉及基底构造，称为高级变质区，属于太古宙陆核最古老的地体。变质程度达到高角闪岩相-麻粒岩相。该类地体过去往往和花岗绿岩地体没有严格划开，以“混合岩”处理，随着研究的深入，与花岗－绿岩地体之间存在显著的区别。其特征如下：
（1）“高级区”面积达到几百到上千km2，主要形成大小不等的椭圆形和不规则花岗质岩石构成的穹隆，其中80%以上由花岗岩类组成；由斜长角闪岩等岩类组成的表壳岩，呈包裹体赋存于花岗质岩石之中。
（2）花岗质岩石特征：高级区花岗质岩石岩性一般为灰色片麻岩、紫苏花岗岩组成，按照矿物成分和岩石化学、地球化学特征可以恢复为3种花岗岩：英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩、称为TTG组合。其主要特征为SiO2含量高，Na2O＞K2O，矿物含量以斜长石为主，微量元素，稀土元素特征均反映岩浆深源成因特征。
（3）麻粒岩包体特征：高级区经常发育麻粒岩包体，主要成分由石榴石、斜长石、单斜辉石、紫苏辉石、角闪石、黑云母等组成。低Si，高Al，高FeO，贫Mg、低碱特征。此外，还可见到角闪岩包体由镁角闪石、斜长石、透辉石、黑云母组成。
（4）表壳岩：在高级区残留有面积较小的支离破碎的表壳岩。主要岩性为：超镁铁质岩类，辉石岩、角闪石岩等基性岩类，斜长辉石岩，斜长角闪岩，基性麻粒岩等。中酸性岩类包括中性斜长角闪岩类、斜长变粒岩、浅色麻粒岩类、斜长片麻岩类、变粒岩类、浅粒岩类等。此外有磁铁石英岩类。例图见图2-5、图2-6。

图2-5　清原-夹皮沟花岗岩－绿岩带地质图

（据李俊建、沈保丰等，1994）
1.晚太古界绿岩带（清原群、夹皮沟群、和龙群）；2.中太古界高级区表壳岩（辉南群、龙岗群）；3.晚太古代钠质花岗岩；4.晚太古代钾质花岗岩；5.中太古代钠质花岗岩；6.紫苏花岗岩；7.燕山期花岗岩；8.华力西期花岗岩；9.韧性剪切带；10.断层及推测断层

图2-6　清原地区太古宙地质图

（据李俊建、沈保丰等，1994）
1.后太古宙地层及岩浆岩；2.清原群组透由组；3.清原群金凤岭组；4.浑南群石棚子组；5.浑南群景家沟组；6.英云闪长岩；7.花岗闪长岩；8.英云闪长－奥长花岗岩；9.英云闪长质片麻岩；10.花岗闪长质片麻岩；11.奥长花岗质片麻岩；12.紫苏花岗岩；13.燕山期花岗岩；14.华力西期花岗岩；15.钾质花岗岩；16.变质花岗岩；17.粗斑状糜棱岩；18.糜棱岩；19.岩相界线；20.断层及推测断层；21.不整合；22.地理界线
三、变质核杂岩构造
（1）变质核杂岩的概念不同的研究者认识不完全相同。现将描述性特征说明如下：一般指深变质基底构造呈穹状或长垣状出露，形成“背形”构造，周边被盖层环绕基底，由古老深变质岩类（包括变质火山岩、沉积岩和侵入岩）组成，其顶部发育剪切滑脱带。
（2）变质核杂岩一般认为由于深部岩浆上拱而形成，或者由于伸展构造造成岩层减薄，深部基底上隆而形成。反映了深部热动力作用。
四、韧性剪切带
变质岩区控制构造格架，变质作用，岩浆活动的主要构造是韧性剪切带，因此识别韧性剪切带十分重要。韧性剪切带，规模大小不等，大者达数百上千km。某些板块主要边界多受韧性剪切带控制。其主要特征：
（1）韧性剪切带由线性强变形带与其间弱变形断片或岩块相间组成，强变形带主要形成糜棱岩类岩石，发育面理、线理、形成不同强度的线状带。
（2）韧性剪切带形成的构造岩石主要为糜棱岩类，根据其基质动态重结晶程度又可划分为各类由初糜棱岩到糜棱岩、超糜棱岩，直至形成构造片岩、构造片麻岩。高压应力矿物常见有：蓝闪石、硬柱石、柯石英、硬绿泥石、多硅白云母等。岩石中常可见平行面理的条带状长英质细脉、石英细脉等。
（3）韧性剪切带有关的宏观标志：
a.鞘褶皱，一般发育于剪切带强烈剪切部位，拉伸线理与褶皱平行。
b.新生面理：由矿物及矿物集合体定向分布形成面理。
c.拉伸线理：柱状矿物，板状矿物、平行定向，有的矿物颗粒被拉长，如所谓石英“扒丝”。
五、剥离断层
（1）主要指向深部变缓的大规模低角度正断层，向上和高角度正断层联合，剖面上造成部分地层缺失。
（2）上下盘岩石变形有明显区别，上盘以脆性伸展变形为主，下盘为韧性流变变形，发育糜棱岩，下盘岩石变质较深，上盘岩石弱变质或不变质。
（3）剥离断层经常成为不同构造层分界面。地表常常形成类似“飞来峰”和“构造窗”的“残留峰”，“剥离窗”。
六、构造混杂岩带
构造混杂岩带主要发育于不同板块接合带之间，一般长达数百km，宽数km至数十km。特征如下：
（1）不同时代，不同成因岩石互相混杂，包括深海相蛇绿岩、玄武岩、硅质岩、薄层远洋灰岩及陆缘沉积、杂砂岩、砂岩、泥岩类相互混杂堆积。
（2）多相变质岩混杂，可见高压变质岩类如榴辉岩相岩石、发育蓝闪石、硬柱石等应力矿物，有的形成含有柯石英、金刚石等标志矿物的超高压变质带。
（3）地层叠置关系混乱，形成基体和岩块两部分，基体物质一般由千枚岩、板岩、片岩等碎屑物组成，外来岩块由大小不等的包体组成，有榴辉岩、榴闪岩、镁铁质岩、蓝闪石片岩、硅质岩、灰岩、砂岩等等。
（4）有的地区出现低温高压变形变质带和高温低压结晶带并列的双变质带。
七、走滑剪切带
（1）走滑剪切带一般指近直立的断裂面，两侧岩块发生相对水平剪切运动，规模较大，长达上千公里或数千公里，位移达数十至上百km，一般浅部以脆性变形为主，深部以韧性变形为主。
（2）一般分为纵向走滑和横向走滑两类。纵向走滑主要与造山带平行延伸，经常沿地体拼合带发生，横向走滑，贯穿造山带或大陆地块。
八、多期褶皱研究
变质岩区褶皱叠加十分常见，因此应加以判别。一般通过编制岩性图的方法进行判别。根据特殊标志层，在图面上勾绘包络面的地质界线，如果发现异常形态（如穹盆状、弯钩状等），即应加以分析，必要时，通过野外调查寻找转折端，收集必要的面理、线理资料，以确定褶皱期次，以及构造应力场。
叠加褶皱的识别标志：
（1）早期褶皱轴面有规律的再褶皱；
（2）早期褶皱伴生的面理和韧性剪切面有规律地弯曲；
（3）两组不同类型和不同方向的面理有规律地交切；
（4）褶皱枢纽和伴生线理有规律地弯曲；
（5）褶皱位态有规律地倾竖或斜卧；
（6）大型褶皱转折端处存在横卧小褶皱，且大小褶皱轴面正交；
（7）大型褶皱岩层内发育有无根褶皱，香肠构造呈有规律地弯曲并在转折端横卧；
（8）穹隆和构造盆地呈等间距规律分布；
（9）褶皱平面或剖面形态各异，地质界线回曲，甚至呈镰状、耳状、蘑菇状和复杂多样形态。
九、古断裂的判别
（1）新断裂追踪，迁就古断裂；
（2）断层岩重新挫碎，成分复杂，结构构造被改造，新老断层岩共存。
（3）断层标志多样化，发育多向擦痕，断层角砾岩透镜体化等；
（4）多期次侵入岩体共存于断裂带中或与其成生联系有关的同一构造体系中；
（5）新断层重接、斜接、反接、截接古断裂。
以上第（二）、（三）、（四）、（五）、（六）、（七）、（八）、（九）等部分的内容根据傅昭仁、蔡学林（1996）。
十、变质岩区地质构造图的编制
例图见图2-7。

图2-7　豫西秦岭群构造地质图

（据刘国惠、张寿广等，1993）
1.白垩系；2.上三叠统；3.上古生界；4.下古生界；5.秦岭岩界；6.大理岩；7.片麻岩；8.中生代花岗岩；9.古生代或元古宙花岗岩；10.闪长岩；11.超基性岩；12.韧性剪切带；13.构造混杂岩；14.片（面）理；15.断层；16.推覆构造
（1）根据区调资料详细收集变质岩岩石学资料。
（2）编制变质相带图，根据变质相以及原岩建造划分不同矿物组合的相带。
（3）太古宙变质岩区划分高级区及花岗－绿岩地体。
（4）进行构造解析工作，分析区域构造变形特征、判断构造组合：剥离断层及滑脱断层系、变质核杂岩构造、堆垛层构造，构造混杂岩带、韧性剪切带、韧性走滑构造。并在图面上加以表达。
（5）变质岩地质构造图的内容
a.岩性组合及产状分布；
b.变质相带界线；
c.由岩性层表示的褶皱构造；
d.伸展、收缩、剪切等大型构造组合，包括变质核杂岩构造、韧性剪切带、韧性走滑构造、剥离断层及滑脱断层系、堆垛层构造、构造混杂岩带等；
e.片麻理、片理等区域性面理构造；
f.岩浆侵入体；
g.不同变形特征的构造群落分区界线；
h.太古宙变质岩区应表示花岗绿岩地体。
（6）编写说明书。

4. 碳酸盐岩测井沉积微相研究

以海相沉积为主的碳酸盐岩沉积环境及沉积结构，与陆相砂泥岩地层有很大的区别。陆相沉积的砂泥岩剖面岩类型较为单一，粒度与层理变化较为复杂，它们反映了沉积环境及沉积相的变化。沉积层理则不如砂岩那样重要，沉积环境的物理性质也存在较大差别，势必影响到测井响应的差异。如地层倾角对砂泥岩沉积环境是一种重要的指相工具，对碳酸盐岩则意义有限；可以反映矿物成分变化的自然伽马能谱测井则是进行碳酸盐岩沉积微相分析的重要手段。因而在碳酸盐岩中测井沉积微相分析是重要手段，在碳酸盐岩中测井沉积微相应建立不同于砂泥岩地层的专门模型。
（一）碳酸盐岩测井沉积微相研究方法与流程
在碳酸盐岩中用测井资料进行沉积微相研究内容包括以下几个方面，具体流程见图7-38。
1）选择与确定油气田的关键井；
2）建立碳酸盐岩地质沉积微相模型；
3）地质沉积与测井响应特征确定；
4）测井信息环境校正与归一化；
5）测井信息与地质微相相关分析；
6）采用各种数理统计方法建立测井沉积微相模型；
7）进行测井沉积微相划分反馈验证与模型修改。
（二）碳酸盐岩沉积微相模式建立
我国碳酸岩盐油气藏沉积环境多以海相为主。四川碳酸盐岩具有代表性，属于碳酸盐岩海相潮汐沉积模式。

图7-38 碳酸盐岩测井沉积微相划分流程

1）潮上带
2）潮间带
3）潮下带
（三）测井碳酸盐岩沉积微相建模
1.碳酸盐岩沉积相的测井响应特征
（1）自然伽马能谱
由于不同沉积环境、岩类、物源及地球化学性质上的差别，使地层中的放射性元素铀、钍、钾的富集程度及相对含量的比例发生变化。浅海碳酸盐岩生成于清水环境，直接生物堆积和间接生化作用影响自然伽马能谱的响应，放射性铀在一定程度上反映了生物富集及演化特征；而泥质则影响了钍、钾的分布。成岩后生变化及地下水溶蚀的裂缝都可形成放射性铀的富集，自然伽马能谱对沉积环境响应的规律如下：
1）在氧化环境钍矿物含量稳定，不易风化。
2）钾极易被带负电荷的胶体吸咐，因而在粘土矿物中钾含量增高。
3）粘土矿物含量与水动力条件及沉积低能环境有关，而钍钾比及钍、钾含量增加可确定泥质及粘土矿物含量的增高。
4）铀含量与有机质还原作用关系密切，特别与岩石中有机碳含量有好的正相关关系。有机碳及干酪根反映生油母质的丰度，因而铀含量可作生油母质的指示器；而钍钾比低则反映还原环境，相反则说明处于氧化环境。
（2）总自然伽马值
总自然伽马值主要反映泥质与粘土的含量，在生油层则反映生油母质的增加。它的规律是有机质含量很高的生油岩自然伽马为异常高值，泥、页岩为正常的高值，泥质石灰岩与白云岩为中值，白云岩为中低值，纯石灰岩为低值，生物礁岩及石膏为最低值，钾岩为高值。
（3）电阻率测井
在碳酸盐岩中，硬石膏及盐岩电阻率可达数万欧米，致密石灰岩为高值，孔隙发育的石灰岩及白云岩为中低值；泥、页岩为最低值。
（4）岩性密度测井
岩性密度测井包括两种物理量，一种为有效光电吸收截面指数Pe及岩石的体积密度。有效光电吸收截面指数与岩石化学元素光电吸收截面关系密切，因而它可以正确区分岩石矿物成分及岩性。如石灰岩Pe为5.084，而白云岩为3.142，硬石膏为5.055，砂岩为1.086，从而反映了岩石沉积与成岩环境。岩石体积密度的差别不但反映不同岩类，而且反映了沉积环境，体积密度由高而低的岩类为：硬石膏、白云岩、石灰岩、孔隙云岩、孔隙灰岩、生物灰岩、岩盐、泥质岩、页岩及泥岩。
（5）声波测井
在碳酸盐岩剖面中，致密白云岩纵波速度最大，致密石灰岩也较高，它们在变密度测井曲线上表现出黑白分明。石灰岩与白云岩孔隙度增加使纵波速度有所降低，变密度的灰度曲线表现为黑白反差减弱。对石膏层声速虽然减小，但变密度曲线则黑白分明。岩石泥质增加与孔隙度特征相似，泥、页岩类纵波速度最小。由于能量衰减，变密度曲线黑白反差很小。
（6）中子测井
在中子测井石灰岩视孔隙度曲线上，硬石膏与致密石灰岩都近于零值。盐岩次之，白云岩有0～3%视孔隙度读数。随地层孔隙度增大，中子读数增高，泥质含量增高中子读数也相应增大。泥、页岩中子读数增高，可达25%视孔隙度读数。
2.碳酸盐岩测井电相与沉积微相的关系
根据以上测井信息对沉积环境响应特征看出，测井对沉积微相变化而造成岩石物理性质变化是敏感的。因而根据各种测井信息集总，可以形成随井深沉积环境变化而引起岩石物理变化的连续剖面。虽然还不能说它直接反映某些明确的地质概念，但它能反映井眼内随井深而变化的岩石各种物理性质的差异，我们称之电相剖面。实际地质各种沉积微相差别必然造成物理性质的差异，因而这种电相剖面可以转化为地质信息，具体说就是沉积微相变化的信息。这种转化是通过取心井段根据地质信息所划分出的随深度变化的沉积微相段与电相剖面相关分析得到的，通过各种统计数学的聚类方法，如非线性映射、多组判别、模糊聚类、神经网络等方法，建立起各种沉积微相的模型，并经过置信度检验，才能将电相剖面转化为测井沉积微相剖面。
3.碳酸盐岩电相的确定和划分
（1）用最佳有序分割进行剖面电相分层
采用多种测井信息作为多变量进行有序样品的最佳分割是主要的电相自动分层方法。这是一种按多变量离差达到最大的方法。
（2）采用非线性映射对电相进行聚类划分
非线性映射是通过对多变量由多维空间降维映射到低维空间，用低维空间直观显示聚类点群分布的数理统计技术。它不考虑数据沿剖面的连贯性，因此在测井多变量最佳有序分割形成电相分层的基础上，根据样品的亲疏关系，进行以电相特征为基础的进一步电相特征聚类。
4.测井沉积微相模式建立与微相划分方法
（1）用多种判别建立测井沉积微相模式
在测井多变量数据进行电相聚类后，以已知关键井地质微相作参照，建立测井多变量沉积微相判别函数，达到建立测井沉积微相模式的目的。
根据总自然伽马、无铀自然伽马、铀测量值、钍测量值、钾测量值、中子、密度、声波、双侧向电阻率及微球形聚集测井信息作为变量，以地质划分的各种沉积微相作为判别标准，这样就可构成碳酸盐岩各种沉积微相的判别函数。它们就是建立起来的碳酸盐岩测井沉积微相的模式及数学模型。
（2）用模糊聚类法建立碳酸盐岩沉积微相模式
利用测井信息碳酸岩沉积微相划分的实质是，由于沉积环境中岩石与地层物理特征的变化，多种测井可由不同的角度来对这些变化进行信息响应，因而测井信息可用于沉积微相变化的区分。采用多种测井信息作为变量进行聚类分析，将相似程度高的点群聚类分析，将相似程度高的点群聚类也是测井沉积微相划分的重要手段。由于自然现象的复杂而出现模糊现象，因而采用聚类模糊统计方法建立模糊聚类统计模型来进行碳酸盐岩沉积微相测井划分模型建立。
根据模糊集理论发展的模糊数学方法进行测井多变量沉积微相聚类与划分，从而建立起碳酸盐岩测井沉积微相模式。
（3）神经网络技术测井沉积微相划分
测井信息是地质沉积差别物理性质差异的反映。它属于非结构信息，难以用数学精确地描述；但存在大量实际资料可供学习，因而采用人工神经网络技术监督学习的方法。通过它的自组织、自适应的学习能力及对模糊与随机信息的联想、推理与类比能力，可通过神经网络方法来建立测井碳酸盐岩沉积微相模式。具体采用的是多层感知机用S函数作为激活函数。对于第k层的第j个神经元来说，其输出为

地球物理测井

具体算法采用误差反向传播，用梯度搜索技术使代价函数最小化。
采用这种方法将各种测井信息变量作为网络输入层，以地质确定的各种沉积微相作为期望输入值赋给网络输入层，采用误差反向传播法对网络训练。通过计算期望值与实际输入值之间的误差来调节网络神经元的连接权，通过网络学习，可对未知井的沉积微相预测。
（四）碳酸盐岩测井沉积微相划分实例
四川盆地东部五百梯构造石炭系是一套非均质的以潟湖相沉积为主的碳酸盐岩剖面，由地质资料建立的沉积微相包括：潟湖内浅滩、暴露浅滩、石英砂浅滩、潟湖、暴露蒸发六种微相。测井采用中子、密度、自然伽马、铀曲线、钍曲线、钾曲线、声波及双侧向电阻率等10种测井信息，采用上述数理统计方法建立了测井沉积微相的模式及数理模型，并得到了地质验证。图7-39给出了测井沉积微相模式，图中中间为岩性剖面，其右为测井电相划出岩类，右边方形曲线为测井划分出沉积微相，最右边为地质沉积亚相划分结果，由图看出二者很一致。

图7-39 五百梯构造石炭系测井沉积微相模式及地质验证

5. 　侵入岩区地质构造特征研究

一、岩浆侵入作用特征研究
（1）对侵入岩三维空间形态进行推断分析，研究岩体特征，包括出露面积、剖面形态、推断产状、接触关系、接触变质作用、侵入角砾岩、相带划分、原生构造、侵入深度、剥蚀程度、隐伏岩体、侵位方式、侵入时代。
（2）岩石物质成分研究：矿物成分、副矿物、岩石结构构造、岩石化学、地球化学成分、微量元素、同位素分布、稀土含量配分、气液包裹体等。
（3）分析岩浆演化特征：说明岩浆侵入过程，分析岩浆分异特征，说明各阶段物质成分演化特征，划分侵入作用期次，编制侵入岩浆作用柱状图，分析侵入岩物质成分来源、侵入岩成因以及岩浆侵入作用反映的构造环境。
（4）研究控岩构造特征，确定岩浆构造带，确定其分布特征和发生发展历史。
（5）从时间、空间、物质成分三方面说明岩浆侵入作用和成矿作用的关系。
（6）隐伏花岗岩类岩体的地质预测标志：隐伏岩体在矿产预测工作中具有十分重要的意义，许多内生矿产都与隐伏侵入岩体在空间上有密切关系，因此隐伏岩体的判别十分重要，其地质预测标志主要有热接触带变质晕、热液蚀变交代、岩脉或岩枝发育、其他构造等标志，结合地球物理标志和地球化学标志一般可以判别隐伏岩体的空间位置。
二、常用花岗岩类型分类方案
自20世纪80年代以来，我国在区调工作中常用的花岗岩分类方案主要根据Pitcher1983年分类（表2-1）。

表2-1　花岗岩类型特征一览表


续表

注：转引自林景仟（1987）。
三、花岗岩类岩石谱系单位划分方法
原地矿部自1991年以来在全国推行花岗岩类岩石谱系单位划分方法，为了便于资料的综合研究工作，现按原地矿部直属单位管理局1991年编印的《花岗岩类区1:5万区域地质填图方法指南》（以下简称《指南》）。择要介绍花岗岩类岩石谱系单位的划分方法，供参考。
（一）概念
花岗岩类岩石谱系单位的划分方法，是指在花岗岩类岩浆同源性及其演化规律概念指导下，在野外地质填图过程中根据岩石成分、结构、包体成分特征以及侵入时间序次把不同侵入体归并为岩石单元；并进一步根据各岩石单元侵入的时间、空间、物质组分的关系，归并为超单元。这是国内外应用于花岗岩区野外填图时通用的方法。
（二）岩石单元的归并依据
（1）岩石成分特征：包括岩石种类、矿物成分、岩石化学、地球化学成份特征基本一致的不同侵入体可划归同一岩石单元。
（2）岩石结构特征：对岩石中所含矿物的相对大小、绝对大小、矿物形态及它们的组合特点和相互关系，经过详细对比基本一致的相同岩性的侵入体，可以划归同一岩石单元。
（3）侵入体所含包体基本相同或相似：指包体的发育程度、种类、包体的岩石类型、形状特征以及与寄主岩的相互关系基本相同或相似。
（4）侵入体所赋存的脉岩和脉岩组合基本相类似。
（5）侵入体形成的时间基本相同：侵入体的侵入序次和相对年代关系应一致，形成时间基本相同，在大区域对比时存在延时或穿时现象。
（三）花岗岩超单元归并依据
（1）空间上紧密伴生：一般为同一构造区域或岩石区内不同深成岩体中相同时代或相似的一套岩石序列。有的是同心状分布，有的呈涌动型接触关系。
（2）时间上紧密相关：一般应属同一熔融事件的产物，是同一主岩浆侵入期的产物，可见脉动、涌动型接触关系，但不应有显著的斜切、截断关系。
（3）成分上具有亲缘关系和演化关系：具有相似的岩石成分演化、结构变化和变形构造的基本特征。
花岗岩区划分岩石谱系单位作为对比岩体的相对关系，研究岩浆演化划分侵入岩浆构造带具有意义，但是通过十多年填图的实践，有的学者认为，对岩浆活动的研究只停留于划分岩石谱系单位是不够的，还应当进行比较深入的研究工作，尤其是应进一步深入开展岩浆活动与构造演化的研究工作。
四、花岗岩构造环境类型的划分
花岗岩构造环境分类及判别方法国内外有很多学者有其各自的分类方法。最新的最有权威的分类及判别方法以肖庆辉等2002年出版的《花岗岩研究思维与方法》中综合介绍的几种分类及方法，在此直接摘要介绍。
（1）根据肖庆辉2002年介绍的巴尔巴林（BarBarin）构造环境判别方法。
花岗岩分为：
a.含白云母过铝花岗岩类（MPG）；
b.含堇青石及富黑云母过铝花岗岩类（CPG）；
c.富钾及钾长石斑状钙碱性花岗岩类（KCG）；
d.含角闪石钙碱性花岗岩类（ACG）；
e.岛弧拉斑玄武质花岗岩类（ATG）；
f.洋脊拉斑玄武质花岗岩类（RTG）；
g.过碱性及碱性花岗岩类（PAG）。

表2-2　花岗岩类型及它们的来源与地球动力学环境的关系

（2）根据肖庆辉2002年综合介绍Maniar和Piccoli（1989）提出的花岗岩构造环境类型方案如下：
a.岛弧花岗岩类（IAG）：是指由于一个大洋板块俯冲在另一个大洋板块之下的作用所形成的岩浆弧岩石。岩石类型为石英闪长岩、石英二长闪长岩、英云闪长岩和花岗闪长岩。
b.大陆弧花岗岩类（CAG）：是指大洋板块俯冲在大陆板块之下在大陆形成的岩浆弧岩石。岩石类型为英云闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩（QAP图上A/P＜2.0）。
c.大陆碰撞花岗岩类（CCG）：是指在造山作用的陆陆碰撞时期侵入的岩石。岩石类型为花岗岩（QAP图上A/P＜2.0）。

表2-3　主要花岗岩类类型的主要矿物组合

注：0表示缺失；＋表示稀少；＋＋表示一般；＋＋＋表示丰富。

表2-4　主要花岗岩类类型的野外产状及岩石特征

注：0表示缺失；＋表示稀少；＋＋表示一般；＋＋＋表示丰富。

表2-5　主要花岗岩类类型的主要元素和同位素特征

注：＋表示低；＋＋表示中等；＋＋＋表示高。

表2-6　花岗岩类构造环境分类及其实例

注：摘自肖庆辉等，2002。
d.后造山花岗岩类（POG）：是指在造山作用的最后阶段侵入的花岗岩类，一般是在造山带变形作用结束后侵入的。岩石类型为花岗岩。
e.与裂谷有关的花岗岩类（RRG）：是指那些与大陆地壳裂谷作用有关的岩石。这里严格指与裂谷地堑的形成有关的花岗岩类岩石。显示双峰式分布形式，岩石类型为碱性花岗岩，石英碱性正长岩和石英正长岩。
f.与大陆的造陆抬升有关的花岗岩类（CEUG）：是指与经历过造陆的地壳抬升，但并没有进一步发展成一个裂谷的大陆地区有关的花岗岩。岩石类型为花岗岩（QAP图上A/P＞2.0）、碱性花岗岩、石英碱性正长岩和石英正长岩。
g.大洋斜长花岗岩（OP）：指与镁铁质岩石相联系的以较小规模存在的花岗岩类岩石。一般在大洋岛及洋中脊上见到。岩石类型为英云闪长岩。
构造环境的判别流程及其判别方法可查阅肖庆辉等2002年《花岗岩研究思维与方法》。
五、岩浆构造图编制
（1）在地质图上，形成侵入岩分布图，如有火山岩分布，则为岩浆分布图；
（2）分期次确定区域控岩构造带，并标示边界；
（3）标示不同构造层界线；
（4）标示各类变形构造；
（5）岩浆构造图内容：
按时代加岩性表示侵入体，接触带类型，蚀变区（带），岩浆构造带，地质构造单元界线，不同构造层界线以及各类变形构造；根据研究成果应尽量划分花岗岩类构造环境分类，通过岩浆岩类型特征显示当时的大地构造环境特征。
（6）编写说明书。