一、云南砂岩里有化石吗？
云南砂岩里有化石
恐龙的故乡。在距今18亿年前，这里是古地中海，海风轻拂，海涛拍岸，被大自然神奇之力聚在一起的沙粒，与一些似水泥样的材料混合，数亿年来不停地堆积在海滩，经长年累月的巨大压力挤压，逐渐形成云南砂岩。
随着喜马拉亚雅山造山运动的推演，沧海变桑田，云南砂岩和恐龙化石一起隆显在云南高原。
砂岩是一种沉积岩，由碎屑和填隙物组成，碎屑成分以石英为主，其次是长石、岩屑、白云母、绿泥石、重矿物等。
二、石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩有何异同点,并说明各自代表的大地构造意义。
石英砂岩是沉积岩 石英含量>50%的砂岩是石英砂岩。
石英砂岩：颜色浅，常为浅黄、灰白色，碎屑矿物以石英为主，含量在80%以上，其次可含少量的正长石、微斜长石和酸性斜长石及少量岩屑。石英砂粒的圆度高，分选好；粒度以中―细粒为最常见。常呈不厚的稳定层状，波痕及交错层理发育。钙质石英砂岩有时含有少量钙质生物介壳。
石英岩：是各种石英砂岩受热变质作用的升烂产物。一般呈白色或灰白色，具隐晶质或中细粒花岗变晶结构，块状构造，有时稍具片理构造。矿物成分主要为石英（.>85%)，其次是长石。硬度大，加稀盐酸不起泡。其硬度和强度均大于石英砂岩。
物理性质
摩氏硬度： 7 。
密 度： 2.64g/cm 3 ～ 2.71g/cm 3
光性特征：非均质集合体。
折 射 率 ： 1.544 ～ 1.533 ，点测法常为 1.54 。
双折射率：不可测。
紫外荧光：一般无；含铬云母的石英岩：巧棚无至弱，灰孝笑则绿或红。
吸收光谱：不特征，含铬云母的石英岩：可具 682nm，649nm吸收带。
染色处理：可染成各种颜色，放大检测可见染料在粒间分布。绿色染色石英岩可见 650nm吸收带。
石英砂岩
碎屑物质中90%以上为石英碎屑，重矿物很少，以中―穗困细粒常见，磨圆及分选性良好，石英颗粒表面光滑、干净，反应其改造作者旁用充分、成熟度高。在地台区的滨海或浅海地区沉积而成。母岩富含石英，形成在构造稳定,地形起伏不大,温首族橡暖潮湿气候条件下。
长石砂岩 要由碎屑石英和长石组成，碎屑中石英<75%,长石>25%,岩屑<10%。一般为中―粗粒，分选性和磨圆度变化大。母岩富含长石，形成在构造运动强烈、地形起伏大，干旱或寒冷气候下。
岩屑砂岩 屑占碎屑总量的25%以上,石英<75%,长石<10%。岩屑成分多种多样，随母岩而异，但以细晶及隐晶的岩石为主。重矿物含量较高，碎屑的分选、磨圆不好。多形成于强烈构造隆起区附近的坳陷带或坳陷盆地中，由母岩迅速剥蚀、迅速堆积而成。
1.石英砂岩硅石（石英砂岩、石英岩、石英砂、脉石英）中一种。属玻璃和冶金辅助原料矿产。主要产出地层层位有三：上三叠统须家河组顶部，下侏罗统珍珠简凳郑冲组和中下侏罗统自流井组底部。
特征：(1)下三叠统厚层白云质灰层，是溶洞形成的物质基础，该区最著名的黄龙洞和九天洞，均发育与三叠系灰岩中，该区地层为连续沉积，厚度大，且间夹有若干层抗化学侵蚀能力较强的白云岩、白云质灰岩、粉砂岩等夹层，有利于多层结构的岩溶洞穴地貌的形成。 (2)地台型共轭垂直节理。为洞穴地貌的形成开笔了道路。渗入地下的酸性水，在漫长的地质年代中将断层缓慢溶蚀。就是以这种蚂蚁肯骨头的精神，顽强地在灰岩中开凿出迂回曲折的洞穴地貌景观。
(3)地壳的间歇性抬升，形成了该区溶洞的多层式结构，黄龙洞的三层楼结构，标志着该区自完4第三纪以来，至少经理了三次明显的地壳间歇性上升运动。
2.长石砂岩是一种长石碎屑含量大于25%的砂岩，它包括长石砂岩和岩屑质长石砂岩。一般为粗砂拦颂状结构，肉红色至灰色，分选性和磨圆度变化较大。长石砂岩多由长英质母岩，如花岗岩、片麻岩经机械风化，短距离搬运，在山前或山间盆地堆积而成。
特征：长石砂岩的特征如其名称，其内所含长石含量较多，长石含量大于50%，石英+岩屑小于50%。
该种岩石的成因一方面，其母岩含有长石，如母岩为长石伟晶岩，
另一方面，由于长石易水解，因此，如果发现了长粗则石砂岩，则可说明该砂岩在成岩前所经受的搬运距离较短，在地形起伏比较大，地壳活动剧烈的地区，易形成冲积扇，洪积扇等，其内成分搬运距离短，所以形成长石砂岩。
3.岩屑砂岩：岩屑含量占25％以上的砂岩，组成颗粒以石英(<75%)及少量长石、云母。胶结物为硅质和碳酸盐质。常在山前冲积扇、山间盆地及河流相沉积中产出。主要分布于强烈隆起的山前凹陷区内。
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三、合肥坳陷的储层特征及评价
合肥坳陷的储层主要有碎屑岩和碳酸盐岩两种。其中碎屑岩储层主要发育于上古生界石炭－二叠系，以及中－新生界的侏罗系、白垩系和古近系，是此次重点研究的对象；碳酸盐储层主要分布于下古生界及其以下地层，目前有关资料较少。
1.储层的物性特征
（1）常规物性特征
储层的常规物性是指孔隙度和渗透率等。研究结果表明，合肥坳陷中－古生界碎屑岩储层的孔隙度和渗透率都比较低，属于低孔低渗型储层，新生界砂岩储集体的物性相对较好。
1）石炭－二叠系储层：根据淮南地区钻井资料，石炭－二叠系砂岩含量近30%～50%，单层厚度一般2～6m，最厚可大于20m。坳陷内安参1井钻遇1157m的石炭－二叠系，顶部有200m 厚的砂岩，其余均为泥岩或灰质泥岩（伴有轻微变质现象）。合深4井钻遇的石炭－二叠系砂岩以岩屑石英砂岩为主，分选、磨圆度较好，成分成熟度较高，胶结类型有孔隙式、接触式和镶嵌式，砂岩孔隙度一般小于10%，平均渗透率为1×10-3μm2，属差储层。在合肥坳陷南部，花园墙组（C1h）以粗粒、中粗粒岩屑质石英砂岩或长石质岩屑砂岩为主，呈接触式、镶嵌式胶结。砂岩孔隙度为2.76%～5.18%，平均为2.84%，渗透率为（0.0025～0.11）×10-3μm2。杨山组（C1y）以中、粗粒石英砂岩为主，普遍含砾，砾石基本为硅质，分选、磨圆度较好，杂基含量较低，呈孔隙式、镶嵌式胶结。砂岩孔隙度为5.45%～7.49%，平均为6.26%，渗透率为（0.0019～0.004）×10-3μm2。总之，石炭系砂岩孔隙度最高仅7%左右，渗透率平均为0.011×10-3μm2，整体物性较差，为致密性的差－非储层。
2）侏罗系储层：侏罗系砂岩发育，单层厚度一般大于1m，最厚大于20m，砂岩一般占地层厚度的60%以上。
中上侏罗统上段（原称周公山组）砂岩以中粗、粗粒含砾不等粒砂岩为主，次为细砂岩。岩石类型以长石石英砂岩和长石砂岩为主，次为石英砂岩和长石质岩屑砂岩。岩石的成分成熟度和结构成熟度均较低，胶结类型主要为孔隙式。
中上侏罗统下段（原称圆筒山组）砂岩以细粒、粉细粒为主，次为粉粒和中粒砂岩。岩性以长石质石英砂岩为主，次为岩屑质石英砂岩、长石岩屑质砂岩和长石砂岩，岩石成分成熟度和结构成熟度中等－高，以孔隙式胶结为主。
下侏罗统防虎山组以中粒、中粗粒为主，次为含砾砂岩或砂砾岩。砂岩分选、磨圆度差，杂基含量高，以岩屑砂岩为主，次为岩屑长石砂岩，成分成熟度低。其中杂基含量高的砂岩以基底式胶结为主，杂基含量低的砂岩以孔隙式或镶嵌式胶结为主。通常砂岩颗粒越小，分选、磨圆度越差，杂基含量越高，原始孔隙度就越低，反之，则越大。
侏罗系砂岩孔隙度一般小于10%，渗透率除个别样品大于1×10-3μm2外，绝大多数小于0.1×10-3μm2，基本上属于低孔隙、微渗透率、微－细喉道型的差－非储层，但局部可能发育优质储层。从总体上看，砂岩储集物性由老至新依次变好，坳陷北部较南部好。例如，坳陷北部合深3井的孔隙度平均为8.29%，渗透率平均为0.164×10-3μm2，而南部的肥8井孔隙度平均只有2.86%。
3）白垩系储层：白垩系储层主要分布于上白垩统响导铺组下段和下白垩统朱巷组上段。其中响导铺组下段以细砂岩为主，单层厚2～4m，最厚为5～10m，累计500m 左右，占组厚的30%；成分和结构成熟度均较低，但压实、胶结作用不强烈，以原生孔隙为主；孔隙度为6.16%～18.59%，一般为10%，一般渗透率为（6～7）×10-3μm2，属中等储层。朱巷组上段以细、中砂岩为主，单层厚度一般为2m，最厚为6.5m，累计200余米，占组厚的15%左右；岩石压实、胶结作用较强烈，以次生孔隙为主；孔隙度为5.24%～7.94%，一般为6%，渗透率普遍小于1×10-3μm2，属差储层。
4）古近系储层：古近系砂岩发育。储层岩性主要为红灰色、浅棕色中细粒砂岩、含砾砂岩、粉砂岩，孔隙度为3.07%～22.3%，平均为10%，渗透率为（0.20～5.09）×10-3μm2，平均为1.88×10-3μm2。在合深5井的64～1362m 井段，砂岩累计厚度628m，占该段总厚度的48%，分选中等，孔隙－接触式胶结，以原生孔隙为主。孔隙度一般在10%左右，最大值可达21%，渗透率为（11～20）×10-3μm2，属中等储层。
（2）储层孔隙结构特征
根据压汞分析资料，深层砂岩孔喉分布具有分选差、歪度偏细的特点，表现在毛管压力曲线上排替压力pd、中值压力p50和最小非饱和孔隙体积大，随毛管压力增大，曲线靠紧坐标右侧攀升，退汞效率低（表7-1）。在15块岩心压汞样品中，优势孔隙分布特征为：侏罗系为0.0366～0.293μm，石炭－二叠系一般为（4.6～73.2）×10-3μm之间。仅有中上侏罗统上段砂岩样品（FZ860-1）排替压力值为0.3836MPa，其余14块样品均大于2MPa；中值压力为1.5978MPa，其余14块样品均大于9.8815MPa；最大连通孔隙半径为1.955μm，其余均小于0.36μm；退汞效率仅此一块为41.606%，其余均小于27.321%；最小非饱和孔隙体积为7.71%，其余均大于12%，最大值为70.313%，中值半径在（4.0～74.0）×10-3μm之间，属微－细喉道型。
侏罗系长石质岩屑中－细砂岩铸体薄片图像分析揭示了该套砂岩的孔隙结构特征（图7-1）。该样品面孔率平均值为4.886%，最小值为1.7291%，最大值为8.077%；最小孔隙直径为1.6μm，最大为239.3μm，方差为435.9；最大孔隙直径平均值为26.6μm，小者仅5.9μm，大者可达373.734μm，方差为1095.35；孔隙等效圆直径平均为13.9948μm，最小值为4.8941μm，最大可达 200.436μm，标准偏差19.0316；孔隙面积平均为411.084μm2，最小值为18.8μm2，最大值为30150.3μm2，标准偏差1812.33。根据该样品孔隙等效圆直径判断，该砂岩属于微孔隙类型。
表7-1 合肥坳陷砂岩储层孔隙结构特征数据表
图7-1 合肥坳陷侏罗系长石质岩屑中-细砂岩铸体薄片图像分析直方图
上白垩统长石质岩屑含砾粗砂岩铸体薄片图像分析结果表明（图7-2），面孔率平均值为6.4%，最小值为3.8%，最大值为10.2%，标准偏差2.1；最小孔隙直径为13.2μm，其变化范围在1.6～243.4μm之间，标准偏差16.7；最大孔隙直径平均为26.8μm，变化范围在6.9～496.2μm，标准偏差为29.0；孔隙等效圆直径平均为13.9μm，最小值4.8941μm，变化于5.2～252.8μm 之间，标准偏差16.2；孔隙面积平均为337.9μm2，最小值21.5μm2，最大值为41144.6μm2，标准偏差1549.0。根据该样品孔隙等效圆中值半径判断，该砂岩属于孔隙类型。
图7-2 合肥坳陷上白垩统长石质岩屑含砾粗砂岩铸体薄片图像分析直方图
2.储层成岩作用与成岩阶段
（1）成岩作用类型
1）埋藏压实及胶结作用：压实及胶结作用使埋藏沉积的孔隙度急剧减小，但二者降低孔隙度的方式不同。压实作用不可逆地减少砂岩粒间体积，如果压实作用强烈，则孔隙度渗透率迅速下降，层间水的流动受到限制，胶结作用就会受到限制。反之，胶结作用进行得快，则压实作用就会受到制约，但压实和胶结作用的结果是一致的，即导致储层物性变差。
根据各种镜检和测试分析结果推测，合肥坳陷侏罗系中、上统砂岩原始孔隙度为39.2%，经早期压实作用降到18.6%，经早期碳酸盐胶结作用降到7.8%，而晚期溶解、硅质增生及其他胶结作用，可使孔隙度恢复到8%。压实作用贯穿于沉积物的整个埋藏过程中，砂岩孔隙度随埋深加大而逐渐减小。例如，在合深3井，井深1000m 处的孔隙度为10%，井深2000m 处的孔隙度减小到5%左右。在侏罗系露头区，砂岩孔隙也有类似的变化特征（图7-3）。
图7-3 合肥坳陷砂岩孔隙度与埋深关系图
合肥坳陷下侏罗统防虎山组（J1f）、石炭系花园墙（C1h）和道人冲组（C2d）砂岩中的塑性颗粒及杂基含量多，易于压实、压嵌而变得致密。其中，刚性的石英多具破裂纹、微裂缝，长石破碎和晶纹错动；刚性弱的岩屑易压扁、拉长，颗粒之间多以线状、缝合线状接触；岩石中的碳酸盐胶结作用、硅质胶结作用及其他胶结作用都比较弱。杨山组（C1y）、淮南地区石炭－二叠系砂岩，以及胡油坊组（C2h）砂岩中的塑性颗粒及杂基含量少，硅质胶结作用强，岩石较为致密坚硬。
侏罗系中、上统砂岩的胶结作用主要是碳酸盐胶结和硅质胶结。其中，硅质和白云石胶结物难以溶解，影响次生孔隙的发育。成岩期方解石、白云石呈微晶粒状，晚成岩期普遍含铁。中、上侏罗统砂岩的孔隙度随钙质含量增加而降低（图7-4）。
综上所述，合肥坳陷中、上侏罗统的压实及胶结作用相对较弱，其余地层均较强。
2）溶蚀作用：溶蚀作用是形成次生孔隙的主要成岩过程。砂岩中次生孔隙的形成既可由碳酸盐矿物溶解造成，也可由硅酸盐矿物的溶解造成，例如长石溶蚀后能形成高岭石，并产生次生孔隙。
图7-4 合肥坳陷中上侏罗统砂岩钙质含量与孔隙度关系图
在合肥坳陷石炭－二叠系砂岩中，高岭石含量较高，除了部分与蒙脱石的转化有关外，主要是表生淋滤作用的结果。其中，道人冲组（C2d）砂岩中的长石经过表生淋滤作用，就全部转化为高岭石，进而又转化为绿泥石或伊利石。据有关专家研究，次生孔隙是大量形成于镜质体反射率Ro为0.6%～1.2%的有机质热演化阶段。研究区石炭－二叠系特别是坳陷南部的石炭系有机质演化程度高，已超过了次生孔隙的发育阶段，因此次生孔隙不发育；侏罗系也因为暗色泥岩少，难以形成次生孔隙发育所需的有机酸，次生孔隙也不发育。总之，合肥坳陷中、新生界砂岩中普遍发生过溶蚀作用，但比较微弱，对砂岩孔隙度贡献不大，致使砂岩渗透率小于0.1×10-3μm2。
3）交代作用：交代作用是指砂岩中的石英、长石、岩屑等碎屑颗粒被碳酸盐和粘土矿物等交代的现象。在上白垩统长石质岩屑含砾粗砂岩中，见有铁泥质交代碎屑颗粒而使以岩屑为主的颗粒边缘锯齿化现象。也见到钙质在交代长石的同时，交代石英和岩屑颗粒的现象。
4）粘土矿物转化：粘土矿物转化程度也反映了碎屑岩成岩作用的强弱（赵杏媛等，1990）。合肥坳陷中、新生代砂岩中的粘土矿物总量占7%～46%，常见的粘土矿物有绿泥石、伊利石，伊利石/蒙兑石混层比变化在26～59之间。高岭石仅见于上白垩统砂岩中，在长石质岩屑含砾粗砂岩中见片状的高岭石充填于孔隙之中。有些砂岩样品中的钙质胶结物出现局部粘土化，有的见球状绿泥石充填。
（2）成岩阶段的划分
沉积物的成岩作用过程及发展阶段，受地质条件和埋藏历史的控制。由于各研究目的不同，其侧重点也不同，国内外出现了多种划分方案。根据我国陆相盆地碎屑岩储集岩的成岩后生作用阶段划分标准中国石油天然气总公司.1989.陆相盆地碎屑岩储集岩的成岩后生作用阶段划分标准（试用），内部研究报告.
，合肥坳陷砂岩成岩阶段划分如表7-2。
盆地南缘石炭系砂岩包裹体均一温度为130～157℃，压溶作用强，石英次生加大明显，胶结物中出现了含铁白云石，说明砂岩成岩演化程度高，处于晚成岩B-C期；坳陷北部石炭－二叠系砂岩成岩演化程度相对于南部稍弱，处于晚成岩A-B期。侏罗系防虎山组（J1f）包裹体均一温度为140～150℃，压溶作用较强，石英次生加大明显，胶结物中出现了含铁白云石，说明成岩演化程度较高，属晚成岩B期。中、上侏罗统上段砂岩包裹体均一温度为110～130℃，压溶作用弱－中等，石英次生加大明显，说明成岩演化程度较低，处于早成岩B期－晚成岩A期；中、上侏罗统下段介于以上二者之间，主要属于晚成岩A期。大桥凹陷合浅4井上白垩统砂岩处在早成岩B期，孔隙度降到最低点15%，随后保持稳定，孔隙度变化不大。
表7-2 合肥坳陷中生界及周缘上古生界成岩特征统计
综上所述，合肥坳陷中－古生界砂岩储层基本处于晚成岩阶段，储层物性比较差。由于合肥坳陷的烃源岩也以中－古生界为主，其生烃时间较早，研究中－古生界砂岩储层的演化过程与生烃过程的匹配关系，显然具有十分重要的意义。
3.合肥坳陷的储层综合评价
根据上述各类资料，依据砂岩储层的分类评价标准，把储层分为四大类八小类，其中Ⅰ类属好储层，Ⅱ类中等，Ⅲ类差，Ⅳ类基本上为非储层。研究区砂岩储层综合评价结论如下：
1）区内没有Ⅰ类好储层，仅有Ⅱ－Ⅳ类储层。
2）Ⅱ类储层主要发育于古近系、白垩系、侏罗系中上统砂岩中，在坳陷内广泛分布，以原生粒间孔为主，砂岩厚度大，泥岩厚度小，但是否为有效储层有待进一步研究。
3）Ⅲ类储层主要是产于淮南型石炭－二叠系和中、上侏罗统的砂岩，对储油来说属差储层，但对于储气而言，可以作为中等的储气层。
4）Ⅳ类储层主要产于下侏罗统防虎组和河南商城、固始地区的石炭－二叠系中，对储油来说，属非储层，但可以作差的储气层。
合肥坳陷在历次构造运动中形成的构造裂缝，作为油气运移通道，尚需深入进行评价。