陸源碎屑巖的成巖作用

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1、第五節(jié)陸源碎屑巖的成巖作用一、砂巖的成巖作用常見的成巖作用現(xiàn)象：壓實作用膠結(jié)作用交代作用成巖蝕變重結(jié)晶作用1、壓實作用和壓溶作用A發(fā)生的時間：膠結(jié)作用之前——膠結(jié)過程中——膠結(jié)作用之后。B表現(xiàn)方式：早期：以壓實作用方式為主，顆粒之間的滑動、重新排列和某些顆粒的碎裂變形。晚期：壓溶作用方式為主，壓力集中在顆粒接觸點上。機械壓實作用類型示意圖1）壓實組構(gòu)A剛性顆粒：顆粒間的接觸關(guān)系為點接觸、線接觸、凹凸接觸和縫合線接觸，甚至發(fā)生碎裂。B塑性接觸：發(fā)生塑性變形，變形強烈時，形成假雜基。C片狀礦物：表現(xiàn)為彎曲和折斷現(xiàn)象斜長石脆性碎裂

2、白云母的彎曲和折斷現(xiàn)象2）機械壓實作用向化學(xué)壓溶作用的轉(zhuǎn)化影響因素：水膜的影響：石英顆粒表面有很薄的水膜（幾個分子厚），在壓力點上由于水的作用和參與，該處石英顆粒表面首先溶解形成H4SiO4，向周圍擴散，在應(yīng)力小的部位沉淀形成石英次生加大邊。伊利石粘土的影響：砂質(zhì)顆粒之間常有伊利石粘土膜，粘土膜由粘土和水膜聚集而成。增強溶解和擴散作用。深度：壓溶作用隨深度增加而增強。。顆粒的接觸類型示意圖機械壓實作用下剛性顆粒接觸關(guān)系3）壓實作用的估計方法及其隨埋深的變化剛性顆粒的接觸強度Taylor（1950）的研究表明：在埋深900米處

3、，點接觸占52%；在埋深2200米處，點接觸減少為零；在埋深1700米處，縫合接觸為零；在埋深2700米處，縫合接觸占32%。一般，隨深度增加，剛性顆粒的接觸強度增加。5）去膠結(jié)物孔隙度（ΦcΦiΦm）去膠結(jié)物孔隙度：“將膠結(jié)物全部去掉之后得到的孔隙度”。即砂巖現(xiàn)有的孔隙度與膠結(jié)物所占孔隙度之和。Φi—砂質(zhì)沉積物的初始孔隙度，約40%；Φm—去膠結(jié)物孔隙度；Φc—經(jīng)壓實作用減少的孔隙度Φc=Φi-Φm當(dāng)Φc為零或很小時，說明壓實作用微弱或沒有發(fā)生；當(dāng)Φc為負(fù)值時，說明砂巖遭受了強烈的交代作用。4）孔隙度砂巖剛沉積時的孔隙度為

4、40%；雖埋深增加，孔隙度變小。2、膠結(jié)作用1）常見的膠結(jié)物和膠結(jié)組構(gòu)：常見膠結(jié)物為石英和方解石按結(jié)晶程度：非晶質(zhì)膠結(jié)物：蛋白石、鐵質(zhì)等隱晶質(zhì)膠結(jié)物：玉燧顯晶質(zhì)膠結(jié)物：具明顯的結(jié)晶結(jié)構(gòu)顯晶質(zhì)膠結(jié)物又分：共軸生長膠結(jié)（石英次生加大邊、長石加大邊）外延生長膠結(jié)（粒狀結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、櫛狀結(jié)構(gòu)）斜長石共軸生長膠結(jié)2）碳酸鹽的膠結(jié)作用（1）碳酸鹽膠結(jié)物的種類：方解石、白云石、鐵白云石、文石，菱鐵礦、菱錳礦等。多以顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)存在，或櫛狀結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。（2）來源：文石、鎂方解石的溶解；白云巖化作用；生物活動釋放的二氧化碳使碳

5、酸鹽溶解；火山活動造成的碳酸鹽溶解；壓溶作用形成的；礫巖，方解石膠結(jié)，CL，×1402）SiO2的膠結(jié)作用（1）SiO2膠結(jié)物的種類蛋白石、玉髓和石英（2）SiO2膠結(jié)物的沉淀機制實驗證明：SiO2膠結(jié)物的沉淀作用是由垂直循環(huán)的地表水引起的。石英砂巖中的次生加大石英是在較淺的埋藏條件下，碎屑顆粒沉積后強烈壓實前沉淀的。（3）SiO2膠結(jié)物的來源A海洋中硅質(zhì)生物體的溶解；B硅酸鹽礦物的轉(zhuǎn)化釋放出SiO2；C在深埋藏條件下，因高溫造成的部分石英的重溶；D壓溶作用。3、交代作用1）交代組構(gòu)：交代假象：交代礦物具有被交代礦物的假象：

6、幻影構(gòu)造：強烈的交代作用使原生顆粒只保留模糊的輪廓；交代切割：原生礦物顆粒被后期的礦物切割或溶蝕；交代殘留：交代作用進行不徹底；交代假象——白云石交代長石2）常見的交代作用（1）石英和方解石的相互交代作用影響因素PH值的影響：PH值小于9時，方解石溶解，石英沉淀，石英交代方解石——硅化；PH值大于9.8時，石英溶解，方解石沉淀，方解石交代石英——碳酸鹽化。溫度的影響：隨著溫度的升高，石英的溶解度增加，方解釋的溶解度減小；pH值與方解石、非晶質(zhì)SiO2和石英的溶解度關(guān)系圖方解石交代石英的化學(xué)過程（2）方解石交代粘土PH=8時，

7、溶液中富含Ca例子，一些粘土礦物將變得不穩(wěn)定而被交代。（3）SiO2交代粘土礦物（硅化）硅化在薄片中表現(xiàn)為玉髓或隱晶石英的小顆粒散布在粘土基質(zhì)中，它們可能是氧化硅在粘土礦物之間的微細孔隙中沉淀形成的。（4）粘土礦物交代石英在富含粘土基質(zhì)的砂巖中，常見粘土礦物，尤其是伊利石溶蝕和交代石英顆粒或長石顆粒的現(xiàn)象。4、重結(jié)晶作用砂巖中的重結(jié)晶作用主要發(fā)育于基質(zhì)及膠結(jié)物中。1）灰泥基質(zhì)的重結(jié)晶作用：成巖早期重結(jié)晶為微晶方解石。成巖作用晚期，由細晶變成粗晶甚至形成嵌晶（連生）膠結(jié)組構(gòu)。2）硅質(zhì)膠結(jié)物的重結(jié)晶作用：非晶質(zhì)蛋白石膠結(jié)物變成纖

8、維狀或微晶的玉髓，然后進一步變?yōu)榫з|(zhì)石英，成為石英顆粒的次生加大邊或呈單獨的細小自形晶體。3）粘土基質(zhì)的重結(jié)晶作用：形成白云母或自生長石（呈次生加大邊或單個的晶粒）；隱晶質(zhì)高嶺石可重結(jié)晶為蠕蟲狀或鱗片高嶺石5、成巖蝕變正長石的高嶺土化：斜長石的絹云母化：斜長石的鈉長石化：火山碎屑的蝕變：高