（通訊員：盧寬）近日，永利6774app手机版官网特任教授李歡在中科院一區TOP國際著名地學期刊《Earth-Science Reviews》（IF=10.8）發表題為“A review and discussion on the influences of grain-coating clay minerals on water-rock interactions in sandstones”的研究論文（圖1）。李歡為第一作者，永利6774app手机版官网為第一完成單位，李歡和中國石油大學（華東）胡欽紅教授作為共同通訊作者。合作作者包括英國杜倫大學Stuart Jones教授、Jon Gluyas教授、澳大利亞昆士蘭大學Eric Ansah博士、阿德萊德大學Saju Menacherry博士、美國德克薩斯大學經濟地質調查局王琪琪博士後、和成都理工大學及中海油天津分公司研究院葉濤博士/高工。該成果得到Melbourne Research Scholarship和David Lachlan Hay Memorial Fund的聯合資助。

圖1.文章首頁截圖.

砂岩儲層中的粘土膜是一類十分特别的礦物而受到廣泛關注。在儲層成岩/水-岩反應領域内，過往的研究往往隻關注其對次生石英膠結物生長的抑制作用，但粘土膜的作用并不僅限于此。作者通過整合大量研究論文，詳細梳理了目前業界對粘土膜作用的認識與挑戰。進而，通過數學計算與數值模拟等方法，作者進一步拓展了現有認識，并重點讨論了粘土膜在砂岩水-岩反應中的5個作用，具體如下。

（1）粘土膜降低被包裹碎屑顆粒表面積的機理：作者通過幾何方法定量計算了碎屑顆粒表面積降低與粘土膜屬性參數間的關系，包括包裹率、粘土闆片晶體厚度和粘土闆片晶體間隙寬度（圖2），且其與包裹率間呈抛物線關系，而非負相關線性關系。

圖2.砂岩顆粒包裹不連續粘土膜及參數分類模式圖.

（2）粘土膜降低跨層物質擴散速率的機理：粘土膜具有多孔屬性，其與其他多孔介質類似，可以降低物質穿層擴散速率，其受到粘土膜微孔隙度、迂曲度和膜厚度綜合影響。簡而言之，微孔隙度越小、膜厚度越大，擴散速率下降幅度越大。

（3）粘土膜降低被包裹長石顆粒溶蝕速率的機理：在上述兩點因素的基礎上，粘土膜可以顯著降低被包裹長石顆粒的溶蝕速率，溶蝕速率降低幅度主要受到粘土膜厚度、膜微孔隙度與迂曲度比值、和被包裹長石溶蝕速率與H⁺跨層擴散速率間比值的綜合影響。

（4）粘土膜的潛在溶蝕過程：盡管識别和量化存在挑戰，但已有案例表明粘土膜可以被顯著溶蝕（圖3）。

圖3.澳大利亞Otway盆地下白垩紀Pretty Hill組綠泥石膜溶蝕的證據.

（5）粘土膜抑制石英加大的機理：除粘土降低碎屑顆粒表面積外，粘土闆片晶體間隙寬度會顯著降低在間隙上生長的細小石英晶的生長速率，使其快速達到自形晶；此外闆片晶體物理隔絕了相鄰的兩個細小石英晶的合并，最終導緻被包裹處無法生長薄片尺度可識别的次生石英。

總之，在砂岩水-岩反應領域内，粘土膜具有上述多種作用，可顯著影響水-岩反應路徑、強度及結果。但作者同時也強調，目前業界對于上述第1~4方面機理的理解還仍有待深入。

論文信息：Huan Li*, Qinhong Hu*, Stuart Jones, Jon Gluyas, Eric O. Ansah, Saju Menacherry, Qiqi Wang, Tao Ye, 2025. A review and discussion on the influences of grain-coating clay minerals on water-rock interactions in sandstones. Earth-Science Reviews 263, 105073.https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2025.105073.

（編輯：韓靜 審核：朱光有）