高镁方解石白云石课件.ppt

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1、第十五章碳酸盐岩的成岩作用第一节主要成岩作用类型第二节成岩环境及其特征第一节主要成岩作用类型一、压实作用1、机械压实组构机械压实组构主要包括：(1)塑性变形(2)破裂1）颗粒的凹凸接触：一个颗粒变形后形成凹入坑，相邻颗粒的一部分嵌入其中。2）颗粒的线状接触：颗粒变形后以长轴紧密接触。3）单个颗粒变形：如变形鲕粒，变形砂屑等。（1）塑性变形组构1、机械压实组构1）放射状破裂：以由颗粒中心向四周辐射的微小破裂为特征。2）断裂：颗粒破裂成几部分，但仍互相接近。3）撕碎破裂：1个颗粒被破碎成大致相等的两部分，可见位移的迹

2、象。4）剥离：颗粒表面发生片状剥离，偶见于变形鲕状石灰岩中。（2）脆性破裂组构1、机械压实组构1、缝合线构造是溶解压实组构的唯一表现形式。2、缝合线往往由难溶的黏土矿物构成，溶解的石灰岩数量往往很大，是胶结物（CaCO3）的主要物质来源。（1）化学压实组构胶结作用仅发生于粒屑灰岩中，胶结作用与沉积作用可视为同步（何起祥，1978）。主要内容1、常见的胶结组构2、碳酸钙胶结物的沉淀作用3、胶结物的世代二、胶结作用1、常见的胶结物与胶结组构胶结物主要为碳酸盐类矿物，有：方解石（低镁方解石）文石镁方解石（高镁方解石）白

3、云石（1）针状：胶结作用早期，砂屑灰岩被纤维状文石晶体部分胶结，文石从碎屑颗粒的表面向外生长。（2）粒状：砂屑灰岩中腕足类介壳碎屑及内碎屑被等粒状方解石胶结。（3）等轴生长：在砂屑灰岩中海百合为干净的方解石所环绕，形成共轴生长边。（4）嵌晶：包含数个颗粒的粗晶或连片胶结物。1、常见的胶结物与胶结组构溶解离子结晶速度底质的矿物成分与晶体结构1、碳酸钙胶结物的沉淀作用影响因素：在碳酸钙胶结物的沉淀环境中存在的溶解离子主要为：镁离子和钙离子。碳酸钙沉淀时受Mg/Ca比值影响。Mg/Ca比值不同，形成的矿物及组构也不同2

4、、碳酸钙胶结物的沉淀作用A、对矿物成分的影响：在富镁离子的条件下，形成文石和高镁方解石。正常情况下，形成方解石。（1）溶解离子B、对组构（矿物习性）的影响：举例：镁离子的侧向“毒害”效应（Folk,1974）方解石晶体是由CO32-离子和Ca2＋离子层交替组成，结晶C轴与离子交替层垂直。CO32-Ca2+CO32-Ca2CO32-1、溶解离子对组构（矿物习性）的影响镁方解石成为平行于C轴的纤维状或陡斜面体示意图Mg/Ca比值影响方解石晶体习性示意图胶结物的结晶速度控制着晶体的大小和形态。结晶作用和成核作用速度缓慢

5、，有利于较大晶体如纤维晶和粒状晶体的形成。结晶速度快，往往形成泥晶结构。在极度低镁的环境中，如在淡水中，快速的沉淀作用使方解石形成六边形的板状晶体或矮胖六方柱晶体。2、结晶速度充填孔隙的胶结物有世代关系。早期胶结物一般垂直于粒屑的边部生长，具有栉状组构特征。晚期胶结物多为具镶嵌组构的粒状方解石。一般认为早期方解石胶结物可能系海水成因的文石或高镁方解石经成岩变化而成，晚期的胶结物可能为淡水（Lindholm，1974）或可能为深埋的地下水或原生水（Folk,1974）所形成。3、胶结物的世代亮晶鲕粒灰岩，早期：纤状

6、等厚环边胶结物晚期：粒状胶结物具两世代胶结作用，单偏光，（10×10）3、胶结物的世代（1）海水来源：沉积物中的孔隙水通过海水的补给，不断形成碳酸钙的沉淀。这是碳酸给胶结物的主要来源。（2）成岩过程中文石和高镁方解石发生溶解，溶解的碳酸钙可沉淀为低镁方解石胶结物。（3）化学压实作用（压溶作用）提供的碳酸钙。（4）地下水来源：地下水通过毛细管浓缩作用，向近地表处搬运碳酸钙溶液和浓缩以胶结物形成沉淀下来。（5）淡水将上覆沉积层中的碳酸盐溶解后向下淋滤为下伏层位的沉积提供钙质胶结物。4、碳酸钙胶结物的来源1、溶解作用的

7、条件及产物（1）条件：1）碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质发生变化，就要引起碳酸岩矿物或质点的溶解作用。2）为了保持长期而稳定的溶解过程，孔隙水既要不饱和又要有流动性。这样才能不仅使碳酸盐溶解，而且能将溶解的物质带走。（2）产物：碳酸盐岩或碳酸盐沉积物的溶解一般属于一致溶解的范畴，溶解作用的最终产物是次生孔隙（溶解孔隙）三、溶解作用（1）晶间孔隙：主要见于次生白云岩中，由交代作用形。由于菱形的白云石晶体的随机生长伴随着粒间未被交代部分的溶解作用而形成的。（2）溶膜孔隙：溶膜孔隙是由于沉积物或岩石中原生组分的选

8、择性溶解而形成。这些原生组分包括鲕粒、介壳和蒸发矿物等。（3）孔洞和溶沟：这种孔隙是与原生结构无任何关系的溶解作用造成的。1、次生空隙的类型溶解作用具残余鲕粒结构白云岩，飞仙关组，单偏光，粒间溶孔发育，埋藏溶解作用1、重结晶作用四、重结晶作用和矿物多相转化单纯的重结晶作用是指：在成岩过程中矿物的晶体形状和大小发生变化，而主要矿物成分不发生改变的作用。一般将晶体趋于加大的现