21 世纪以来，随着科学技术的发展，埋藏成岩过程中粘土矿物的演化预测、动力学研

究、微生物对粘土矿物的作用；沉积有机质与粘土矿物的有机

—无机相互作用；砂岩中自生

伊利石的形成机制以及颗粒包膜和孔隙衬里的自生绿泥与孔隙保存或演化的关系等都是近
几年碎屑岩沉积学和石油地质学的研究热点。

 

　　

2 研究内容 

　　

2.1 矿物学特征 

　　粘土矿物是一种含水的硅酸盐或铝硅酸盐，分为非晶质和结晶质两类。后者分为层状和
链层状两种结构类型，最常见的是层状结构的粘土矿物。层状结构的粘土矿物根据结构单元
层分为

1

∶1 型（高岭石族矿物）、2∶1（水云母族矿物）型和 2∶1∶1（绿泥石族矿物）型三种

类型。不同类型的粘土矿物表现的矿物学特征各不相同

[4～6]（表 1）。 

　　

2.2 赋存状态 

　　自生粘土矿物的赋存状态是指粘土矿物分布特征及其与岩石骨架颗粒之间的相互关系
表现了粘土矿物在油气层岩石孔道中的存在位置，以及粘土矿物本身的聚集状态

[7]。通常

分为三种基本类型，即充填式（分散质点式）、衬垫式（薄膜式）和搭桥式。

 

　　孔隙充填式是指粘土矿物以假六片状，絮状等单体形态或以花朵状、花瓣状等集合体充
填于砂岩颗粒之间的孔隙中或微裂隙壁上。按其充填的程度可分为完全充填与不完全充填
（图

1）；薄膜式指粘土矿物在碎屑岩颗粒表面呈定向排列，组成连续的贴付于孔隙壁上

的薄膜。在镜下看，粘土矿物在颗粒表面排列具明显的方向性，根据其排列方向与颗粒表面
夹角的关系，可分为两种：一种是其排列与颗粒表面近于平行；另一种是垂直于颗粒表面
向孔隙内生长，即栉壳状。搭桥式是粘土矿物自颗粒表面向孔隙中垂直生长，生长快者可到
达孔隙的彼岸，在孔隙中形成粘土矿物渡桥，其间有空洞存在，故称为搭桥式（图

1）。 

　　

2.3 发育机理 

　　自生粘土矿物是在砂岩储层的成岩过程中，由某些先驱物质蚀变或者孔隙水直接沉淀
形成的粘土矿物，自生粘土矿物的形成条件取决于砂岩中矿物的成分、孔隙流体的性质、温
度及氢离子浓度。砂岩中常见自生粘土矿物的反应过程式如下：

 　　2NaAlSi3O8（钠长

石）

+H2O+2H+= Al2Si2O5（OH）4（高岭石）+4SiO2+2Na+ 

　　

2KAlSi3O8（钾长石）+H2O+2H+= Al2Si2O5（OH）4（高岭石）+4SiO2+2K+ 

　　

3KAlSi3O8（钾长石）+2H++H2O= KAl3Si3O10（OH）2（伊利石）+6SiO2（硅质）

+2K++H2O 
　 　

3NaAlSi3O8 （ 钠 长 石 ） +K++2H++H2O  =KAl3Si3O10 （ OH ） 2 （ 伊 利 石 ） +3Na+

+6SiO2（硅质）+H2O 
　　

3Al2Si2O5（OH）4（高岭石）+2K+= 2KAl3Si3O10（OH）2（伊利石）+2H++3H2O 

　　

4.5K++8Al3++蒙皂石→伊利石+Na++ 2Ca2++2.5Fe3++2Mg2++3Si4+ 

　　

4Fe2++2Mg2++3Al2Si2O5（OH）4（高岭石）+9H2O=Fe4Mg4Al6Si6O20（OH）16

（绿泥石）

+14H+ 

　 　

KAlSi （ 钾 长 石 ） +0.4Fe2++0.3Mg2++  1.4H2O=0.3 （ Fe14Mg12Al2.5 ）

（

Al0.7Si3.3）O10（OH）8（绿泥石）+2SiO2+0.4H++K+ 

　　

2Al（OH）3+3H4SiO4+Fe2++4Mg2+= FeMg4Al2Si3O10（OH）8（绿泥石）+10H+ 

　　

2.4 对储层物性的影响 

　　砂岩的渗透率随着自生粘土矿物在孔隙中的产状不同，按分散质点式，薄膜式，搭桥
式 ， 依 次 降 低 ， 主 要 是 因 为 储 层 的 渗 透 率 有 砂 岩 的 孔 喉 半 径 大 小 和 连 通 性 所 决 定
Neasham（1977）。对多个油气田砂岩储集层自生粘土矿物成分统计表明，胶结物中高岭石
含量高的砂岩，比绿泥石、蒙脱石、伊利石含量高的砂岩储集物性好

[8～11]。 

　　分散质点式充填的自生高岭石，充填于孔隙内，在一定的程度上抑制了其他的胶结作