碎屑岩成岩作用课件.ppt

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1、第九章碎屑沉积物的沉积后作用（成岩作用）碎屑沉积物的沉积后作用是指碎屑沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或因构造运动重新抬升到地表遭受风化以前所发生的一切变化过程及其结果。其所经历的整个地质时期称为沉积后作用期。沉积后作用的类型(狭义的沉积后作用)有：（一）压实和压溶作用（二）胶结作用（三）交代作用（四）重结晶及多型转变作用（五）溶解作用1第一节压实与压溶作用一、压实作用1、定义沉积物在上覆(沉积物及水体)的重荷压力下或在构造应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低和体积缩小的过程与结果称压实作用(机械压实作用)。2、标志在沉积物内

2、部可以发生碎屑颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂，进而导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变，如假杂基的形成。23453、结果孔隙度降低，渗透率降低，碎屑颗粒间的接触强度增加，沉积层强度的增加和抗侵蚀能力的增强。排出的水是孔隙流体的主要来源之一。孔隙流体中的Si4+,K+,Na+,Mg2+,Fe2+,Ca2+等离子,是后期化学成岩作用(胶结作用)的物质基础。64、影响因素1)原始孔隙度大者易压实，反之亦然。泥质沉积物的原始孔隙度7O～90％压实作用明显；砂岩的原始孔隙度45～55%，其压实作用较弱；2)荷重大、埋藏深度大压实明显。一般孔

3、隙的大小和孔隙度的高低与埋藏深度有正相关关系。3)颗粒的形状、圆度、粗糙度、分选性、杂基含量等对压实作用的效应也有影响。颗粒的圆度越高，分选性越好，原始沉积物填积越紧密，其压实作用较弱。如砾岩的压实效应一般比砂岩弱，砂岩比粉砂岩弱。4)早期胶结作用能有效减弱压实效应。排水不暢也可形成欠压实带。压实作用主要发生在胶结作用之前，即同生期与早成岩早期。78910二．压溶作用1、概念：沉积物随埋藏深度的增加，当上覆层的应力超过孔隙水所能承受的静水压时，或者受较强的构造应力作用时，颗粒接触处的应力和溶解度增高而导致的晶格变形和溶解作用称压溶作用。

4、压溶作用是一种复杂的物理-化学成岩作用，亦称化学压实作用。2、标志：颗粒接触处(压溶处)的形态将依次由点接触演化到线接触、凹凸接触和缝合接触形成压入坑构造；形成缝合线构造；形成压力影构造。11121314153、结果进一步减小孔隙体积和孔隙度，增加岩石的密度和强度，降低渗透率；压溶作用为硅质胶结物提供了大量氧化硅，是石英、长石等矿物次生加大生长并造成颗粒之间相互穿插接触的主要因素。此外，在压溶过程中，随着矿物的溶解，尚有Al3+，Na+，K+，Ca2+等元素进入孔隙水，从而引起岩石中各种物质的重新分配。164、影响因素1)温度和压力是发

5、生压溶作用的首要因素：足够高的温度和相当大的应力方可发生压溶作用。资料表明，在正常地温梯度条件下，石英大约在500～1000m深处发生压溶和次生加大生长现象；据此推测，压溶作用应是深埋藏成岩作用的特征,即主要发生在机械压实作用之后，其强度随理深的增加而增加。一般认为，在正常的地温梯度情况下，压溶作用的最大深度值为6000m。172)碎屑颗粒表面有水膜存在时有利于压溶作用的进行如在碎屑(石英)颗粒外围有一层水膜存在，即使其厚度仅几个分子厚，由于石英颗粒表面对水膜的吸引力，使得水膜具有足够的“刚性”，而不会被压实作用所破坏。石英颗粒接触处为

6、应力集中点，在水的参与下，颗粒接触处发生溶解，溶解的SiO2水化为H4SiO4(硅烷醇、原硅酸)分子，并以水膜为通道向周围孔隙运移。由于周围孔隙的流体压力小于压溶部位的压力，SiO2又可以硅质胶结物或石英次生加大边的形式沉淀出来。183)粘土膜的存在有利于压溶作用的进行砂粒周围常有粘土薄膜，其成分可以是绿泥石、蒙脱石、伊利石等，其中以伊利石较为常见。粘土薄膜是由许多水化粘土小晶片聚集而成的。如果一个粘土小晶片与其水化膜膜厚为20×10-10m，那么两个石英颗粒之间厚为10μm的粘土膜将含有5000个水化小晶片。因此粘土膜极大地扩大了压溶

7、物质的扩散与渗滤通道，使压溶部位的压溶物质能很快通过水膜被带走，压溶作用能快速地进行下去。另外，伊利石膜在压力和富含CO2孔隙水的作用下，能游离出K2CO3，从而构成局部碱性微环境，使得氧化硅的溶解度增加。压溶过程中进入溶液的SiO2扩散到附近流体压力较低且不存在碱性微环境的孔隙内时，SiO2溶解度随之降低，以胶结物形式析出。192021224)刚性的碎屑颗粒有利于应力中亦有利于压溶作用的进行。因此除石英碎屑外，长石经压溶作用后重新析出新的胶结物的现象也是常见的。朱国华（198）曾研究过陕北延长统长6砂岩的浊沸石胶结物，他认为浊沸石是斜

8、长石被压溶的组分与孔隙水反应并沉淀于孔隙内的产物，反应过程中还能沉淀出钠长石。其反应式为：23第二节胶结作用一、概述1、胶结作用从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散的沉积物固结起来的(变化过程及结果)