陆源碎屑岩的成岩作用

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1、第五节陆源碎屑岩的成岩作用一、砂岩的成岩作用常见的成岩作用现象：压实作用胶结作用交代作用成岩蚀变重结晶作用1、压实作用和压溶作用A发生的时间：胶结作用之前——胶结过程中——胶结作用之后。B表现方式：早期：以压实作用方式为主，颗粒之间的滑动、重新排列和某些颗粒的碎裂变形。晚期：压溶作用方式为主，压力集中在颗粒接触点上。机械压实作用类型示意图1）压实组构A刚性颗粒：颗粒间的接触关系为点接触、线接触、凹凸接触和缝合线接触，甚至发生碎裂。B塑性接触：发生塑性变形，变形强烈时，形成假杂基。C片状矿物：表现为弯曲和折断现象斜长石脆性碎裂

2、白云母的弯曲和折断现象2）机械压实作用向化学压溶作用的转化影响因素：水膜的影响：石英颗粒表面有很薄的水膜（几个分子厚），在压力点上由于水的作用和参与，该处石英颗粒表面首先溶解形成H4SiO4，向周围扩散，在应力小的部位沉淀形成石英次生加大边。伊利石粘土的影响：砂质颗粒之间常有伊利石粘土膜，粘土膜由粘土和水膜聚集而成。增强溶解和扩散作用。深度：压溶作用随深度增加而增强。。颗粒的接触类型示意图机械压实作用下刚性颗粒接触关系3）压实作用的估计方法及其随埋深的变化刚性颗粒的接触强度Taylor（1950）的研究表明：在埋深900米处

3、，点接触占52%；在埋深2200米处，点接触减少为零；在埋深1700米处，缝合接触为零；在埋深2700米处，缝合接触占32%。一般，随深度增加，刚性颗粒的接触强度增加。5）去胶结物孔隙度（ΦcΦiΦm）去胶结物孔隙度：“将胶结物全部去掉之后得到的孔隙度”。即砂岩现有的孔隙度与胶结物所占孔隙度之和。Φi—砂质沉积物的初始孔隙度，约40%；Φm—去胶结物孔隙度；Φc—经压实作用减少的孔隙度Φc=Φi-Φm当Φc为零或很小时，说明压实作用微弱或没有发生；当Φc为负值时，说明砂岩遭受了强烈的交代作用。4）孔隙度砂岩刚沉积时的孔隙度为

4、40%；虽埋深增加，孔隙度变小。2、胶结作用1）常见的胶结物和胶结组构：常见胶结物为石英和方解石按结晶程度：非晶质胶结物：蛋白石、铁质等隐晶质胶结物：玉燧显晶质胶结物：具明显的结晶结构显晶质胶结物又分：共轴生长胶结（石英次生加大边、长石加大边）外延生长胶结（粒状结构、嵌晶结构、栉状结构）斜长石共轴生长胶结2）碳酸盐的胶结作用（1）碳酸盐胶结物的种类：方解石、白云石、铁白云石、文石，菱铁矿、菱锰矿等。多以显晶质结构存在，或栉状结构、嵌晶结构、交代结构等。（2）来源：文石、镁方解石的溶解；白云岩化作用；生物活动释放的二氧化碳使碳

5、酸盐溶解；火山活动造成的碳酸盐溶解；压溶作用形成的；砾岩，方解石胶结，CL，×1402）SiO2的胶结作用（1）SiO2胶结物的种类蛋白石、玉髓和石英（2）SiO2胶结物的沉淀机制实验证明：SiO2胶结物的沉淀作用是由垂直循环的地表水引起的。石英砂岩中的次生加大石英是在较浅的埋藏条件下，碎屑颗粒沉积后强烈压实前沉淀的。（3）SiO2胶结物的来源A海洋中硅质生物体的溶解；B硅酸盐矿物的转化释放出SiO2；C在深埋藏条件下，因高温造成的部分石英的重溶；D压溶作用。3、交代作用1）交代组构：交代假象：交代矿物具有被交代矿物的假象：

6、幻影构造：强烈的交代作用使原生颗粒只保留模糊的轮廓；交代切割：原生矿物颗粒被后期的矿物切割或溶蚀；交代残留：交代作用进行不彻底；交代假象——白云石交代长石2）常见的交代作用（1）石英和方解石的相互交代作用影响因素PH值的影响：PH值小于9时，方解石溶解，石英沉淀，石英交代方解石——硅化；PH值大于9.8时，石英溶解，方解石沉淀，方解石交代石英——碳酸盐化。温度的影响：随着温度的升高，石英的溶解度增加，方解释的溶解度减小；pH值与方解石、非晶质SiO2和石英的溶解度关系图方解石交代石英的化学过程（2）方解石交代粘土PH=8时，

7、溶液中富含Ca例子，一些粘土矿物将变得不稳定而被交代。（3）SiO2交代粘土矿物（硅化）硅化在薄片中表现为玉髓或隐晶石英的小颗粒散布在粘土基质中，它们可能是氧化硅在粘土矿物之间的微细孔隙中沉淀形成的。（4）粘土矿物交代石英在富含粘土基质的砂岩中，常见粘土矿物，尤其是伊利石溶蚀和交代石英颗粒或长石颗粒的现象。4、重结晶作用砂岩中的重结晶作用主要发育于基质及胶结物中。1）灰泥基质的重结晶作用：成岩早期重结晶为微晶方解石。成岩作用晚期，由细晶变成粗晶甚至形成嵌晶（连生）胶结组构。2）硅质胶结物的重结晶作用：非晶质蛋白石胶结物变成纤

8、维状或微晶的玉髓，然后进一步变为晶质石英，成为石英颗粒的次生加大边或呈单独的细小自形晶体。3）粘土基质的重结晶作用：形成白云母或自生长石（呈次生加大边或单个的晶粒）；隐晶质高岭石可重结晶为蠕虫状或鳞片高岭石5、成岩蚀变正长石的高岭土化：斜长石的绢云母化：斜长石的钠长石化：火山碎屑的蚀变：高