沉积岩石学 第十四章 碳酸盐沉积物的沉积后作用
碳酸盐岩沉积与成岩作用机制探讨
碳酸盐岩沉积与成岩作用机制探讨碳酸盐岩是一种常见的沉积岩，其由大量的碳酸盐矿物组成，如方解石、白云石等。
在地质历史上，碳酸盐岩在形成和变质过程中扮演了重要的角色。
本文将探讨碳酸盐岩的沉积与成岩作用机制。
1. 碳酸盐岩的沉积机制碳酸盐岩的沉积主要发生在海洋环境中，包括浅海、大陆架、礁湖等。
其形成的过程可以分为三个主要步骤：溶解、分散与沉积。
首先，溶解是碳酸盐岩形成的基础。
海水中含有丰富的溶解性碳酸盐，如二氧化碳和碳酸氢盐。
这些溶解物质随着海水的循环和干湿交替，逐渐浓缩。
其次，分散是碳酸盐岩沉积的重要过程。
由于潮汐、波浪、水流等力量的作用，溶解在海水中的碳酸盐矿物会被搅拌和分散到更广阔的海洋区域，最终形成了碳酸盐沉积物。
最后，沉积是碳酸盐岩最终形成的关键步骤。
当碳酸盐矿物被分散到一定程度时，便会由于重力的作用而逐渐沉降到海底。
随着时间的推移，这些沉积物会逐渐积累，并通过后续的压实、固结等过程，形成碳酸盐岩。
2. 碳酸盐岩的成岩作用机制碳酸盐岩的成岩作用主要包括压实、溶解-重结晶和热化学作用三个方面。
首先，压实是碳酸盐岩成岩作用中最基本的过程。
由于沉积物的堆积和压实作用，碳酸盐岩会逐渐变得更加致密。
在这个过程中，水分会被挤出，颗粒之间的接触面积增加，导致碳酸盐岩的孔隙度减小。
其次，溶解-重结晶是碳酸盐岩成岩作用的重要过程之一。
由于地下水中含有溶质物质，如矿物质、酸性物质等，这些物质会与碳酸盐岩中的矿物产生反应，发生溶解和重结晶。
这一过程可以改变碳酸盐岩的组成和结构。
最后，热化学作用也是碳酸盐岩成岩作用的重要方面。
地下岩浆活动、岩石变质等能量转化作用可以使碳酸盐岩发生热化学反应。
这些反应会使矿物结构发生变化，形成新的矿物质。
综上所述，碳酸盐岩的沉积和成岩作用机制是相互关联的。
碳酸盐岩的形成需要经过海水中溶解和分散的过程，在沉积过程中逐渐积累并经历压实作用。
成岩作用在地质历史的长时间影响下，通过压实、溶解-重结晶和热化学作用等方式改变碳酸盐岩的物质组成和结构。
东北石油大学2019年硕士研究生入学统一考试自命题科目考
运条件、搬运方式、流速与粒度的关系、沉积条件、沉速的限制因素。机械沉 积分异作用、风化壳的概念
理解：溶度积的概念、溶解物质的搬运和沉积条件。化学沉积分异作用。 各种沉积期后作用的特征及标志，沉积期后作用阶段划分。沉积岩的分类。
第三章 碎屑岩的成分 考试内容： 碎屑岩的矿物成分特征（包括继承矿物、自生矿物、次生矿物、轻重矿物 的概念），碎屑岩的化学成分、化学成分与矿物成分的关系，碎屑岩的成分成 熟度。 考试要求： 掌握：碎屑岩的矿物成分特征（包括继承矿物、自生矿物、次生矿物、轻 重矿物的概念），碎屑岩的成分成熟度。 了解：碎屑岩的化学成分、化学成分与矿物成分的关系。 第四章 碎屑岩的结构和粒度分析 考试内容： 颗粒结构、填隙物结构及表现其相互关系的支撑类型及胶结方式。碎屑颗 粒的粒度划分标准、孔隙结构、粒度分析数据及基础图件。 考试要求： 掌握：颗粒结构、填隙物结构及表现其相互关系的支撑类型及胶结方式。 碎屑颗粒的粒度划分标准。 了解：孔隙结构、粒度分析数据及基础图件。 第五章 碎屑岩的构造和颜色 考试内容： 沉积构造、层理的概念、各种层理的特征及描述、层理的形成与流动体制 及底床形态的关系、其它类型沉积构造的特征、碎屑岩的颜色及成因意义。 考试要求： 掌握：沉积构造、层理的概念、各种层理的特征及描述、层理的形成与流 动体制及底床形态的关系、其它类型沉积构造的特征、碎屑岩的颜色及成因意 义。 第六章 砾岩 考试内容： 砾岩的概念、分类，各种成因的砾岩特征。 考试要求： 掌握：各种成因的砾岩特征。 理解：砾岩的概念、分类。 第七章 砂岩和粉砂岩 考试内容： 砂岩、粉砂岩的概念、砂岩的分类，各种砂岩的特征及成因，孔隙度、渗 透率的概念，砂岩成分、结构与储油物性的关系。 考试要求：
关系。 考试要求： 掌握：河流沉积过程及河流分类，河流沉积模式。 理解：古代河流鉴别标志及其与油气关系。 第十九章 湖泊相 考试内容： 湖泊的环境特点和沉积作用，湖泊沉积模式。古代湖泊鉴别标志及其与油
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4．多学科的交叉渗透，形成了一些新的分支学科
在学科之间相互渗透已日益普遍的今天，沉积岩石学和沉积学也与一些相
关学科交叉，形成了一些新的分支学科，例如沉积学和砂泥运动力学的结合形 成了沉积动力学，沉积学与物理、化学、热力学及有机化学结合形成了储层沉 积学、有机地球化学，沉积学与地震地层学结合形成了层序地层学，板块构造 学与沉积学结合形成了构造地层学，有机地球化学与沉积—成岩作用理论及层 控矿床学结合形成了生物成矿作用的学说和油藏地球化学，沉积学与测井学的 结合形成了测井沉积学。今后除了进一步完善上述新学科体系、理论水平、应 用范围，还应着眼于21世纪的高新科技的发展，扩大和发展新的交叉学科。
3.水和大气的作用
水和大气是母岩风化的主要营力，也是母岩风化产物以及火山物质等 搬运的主要介质。绝大多数沉积岩都是在水体中沉积的，所以有些人把沉 积岩称作“水成岩”。其实水成岩只是沉积岩的一部分，还有主要由风的作 用形成的“风成岩”和主要由冰川作用形成的“冰碛岩”。相反，这种地表条 件下的水和大气作用，在岩浆岩和变质岩的形成过程中，则是不重要的。
4.生物作用和生物化学作用
生物作用和生物化学作用也是沉积岩形成的重要因素。 有的沉积岩，如生物礁石灰岩、硅藻岩和煤等，主要是由生 物遗体形成的，此即所谓的“生物岩”。还有一些沉积岩，是 在生物作用的影响下或参与下，通过生物化学作用形成的， 这类沉积岩统称为“生物化学岩”。相反，在岩浆岩和变质岩 的生成过程中，生物作用及生物化学作用则是微不足道的。
一、沉积岩的基本概念
沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、 沉积岩）之一。它是在地壳表层条件下，由母岩的风化产 物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，大都经 搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
第六讲 碳酸盐沉积物的沉积后作用(1)
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二、胶结作用
胶结作用在碳酸盐岩成岩过程中起着主导作用。组 成碳酸盐岩胶结物的矿物成分很多，但最主要的是碳酸 盐类矿物，即（低镁）方解石、文石、高镁方解石和白 云石。
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碳酸盐胶结物的结晶形态主要有泥晶、纤维晶、片 状晶和粒晶。任何一种碳酸盐矿物都可以构成泥晶胶结 物；纤维状及针状是文石特有的形态；高镁方解石有时 也呈纤维状；粒状是白云石和方解石胶结物的特征形 态，可呈自形与半自形菱面体、叶片状或他形等。对于 高镁方解石的纤维状习性，福克的假说认为是“镁离子 侧向毒害效应”的结果。
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三、交代作用
碳酸盐岩中常见的交代作用有白云化、去白云化、硅 化、石膏化和硬石膏化、去石膏化、菱铁矿化和黄铁矿化 等。 去白云化作用是指方解石等矿物交代白云石的作用。 石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现象称石膏化和 硬石膏化 石膏或硬石膏被碳酸盐矿物交代的作用称为去膏化作 用。
第三节 碳酸盐沉积物的沉积后作用
沉积后作用包括：溶解作用、胶结作用、交代作用、重 结晶作用、压实及压溶作用等，但在有些作用的主次上和特点 上与碎屑岩却有所不同。
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一、溶解作用
碳酸盐沉积物或碳酸盐岩的溶解作用是由于其中孔隙水 的性质发生变化而引起碳酸盐矿物或其它成分发生溶解。如 果孔除水能长期处于不饱和又有流动性，这样碳酸盐矿物就 会不断地被溶解和带出，从而形成大量的溶蚀孔隙。
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沉积岩⽯学第⼀章绪论1.沉积岩的概念：组成地球岩⽯圈的三⼤类岩⽯（沉积岩、岩浆岩、变质岩）之⼀。
在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、⽕⼭物质、⽣物来源物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质，经搬运作⽤、沉积作⽤以及沉积后作⽤⽽形成的⼀类岩⽯。
2.搬运和沉积的⽅式：1）物理搬运和沉积作⽤ 2）化学搬运和沉积作⽤3）⽣物搬运和沉积作⽤3.沉积岩中矿物成分的特征：1）⾼温矿物罕见 2）低温矿物富集3）特有的⾃⽣矿物第⼆章沉积岩的形成及演化1.风化作⽤概念：地壳表层岩⽯的⼀种破坏作⽤；因温度的变化，⽔以及各种酸的溶蚀作⽤、⽣物的作⽤以及各种地质营⼒的剥蚀作⽤等，地壳表层的岩⽯处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物的过程。
2.分类：按性质分:①物理风化作⽤②化学风化作⽤③⽣物风化作⽤3.元素迁移序列4.岩⽯风化程度1）⽯英：⽯英在风化作⽤中稳定性极⾼，它⼏乎不发⽣化学溶解作⽤，⼀般只发⽣机械破碎作⽤。
2）长⽯：风化稳定性仅次于⽯英，在长⽯类矿物中，钾长⽯的稳定性较⾼，多钠的酸性斜长⽯次之，中性斜长⽯⼜次之，多钙的基性斜长⽯最低3）云母：⽩云母的抗风化能⼒较强，⿊云母的抗风化能⼒较弱4）铁镁硅酸盐矿物，抗风化能⼒较差。
稳定性：橄榄⽯<辉⽯<⾓闪⽯5）碳酸盐矿物：稳定性低，易溶于⽔；⼲旱条件近源快速堆积可形成岩屑6）粘⼟矿物：很稳定(⾃⾝是在风化条件下或沉积环境中⽣成)7）硫酸盐矿物、硫化物矿物、卤化物矿物：风化稳定性差，最易溶于⽔8）岩浆岩及变质岩中的⼀些次要矿物或副矿物：差别很⼤5.为什么造岩矿物风化稳定性差别如此之⼤？1）造岩矿物分化分异作⽤2）矿物的结晶温度（鲍⽂反应序列）3）矿物的晶体化学性质6.母岩风化的四个阶段性：机械破碎阶段饱和硅铝阶段酸性硅铝阶段铝铁⼟阶段7.母岩风化产物：1）碎屑残留物质：主要是母岩的岩屑和矿物碎屑，在风化作⽤的第⼀阶段最为发育 2）新⽣成的矿物：主要指在风化作⽤过程中新⽣成的⼀些矿物，如⽔⽩云母、⾼岭⽯、蒙脱⽯、蛋⽩⽯、铝⼟矿、褐铁矿等 3）溶解物质：主要是指母岩在化学风化过程中被溶解的那些成分，如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、Al、P等8.风化壳概念：由风化残余物质(包括碎屑残留物质和新⽣成的化学风化矿物)组成的地表岩⽯的表层部分，叫风化壳或风化带。
沉积学与沉积相课件碳酸盐岩沉积后作用
机理：富镁孔隙水产生的毒害效应，晶体缩小，
镁方解石形成极小的微泥晶。
（三）、胶结作用 1. 胶结物的成份、形态：
方解石、文石、高镁方解石、白云石。
非碳酸盐矿物 海绿石、石膏、硬石膏、盐类
形态： 泥晶(微晶) 文石、高镁方解石 纤维晶 文石、部分高镁方解石 粒状晶 方解石、白云石
2. 溶解离子对胶结物晶形的影响
（5）交代作用：白云化、硅化 （6）新生变形和重结晶作用
五、表生环境
溶解作用 大气淡水的非组构性溶解
交代作用 去石膏化作用、去白云化作用
孔隙、裂缝的充填作用 晶簇状方解石或方解石脉
三、碳酸盐沉积物（岩）的成岩阶段划分
1.同生阶段 大气淡水环境 海（湖）底（水）环境 混合水环境
2.早成岩期——浅埋藏成岩环境 3.晚成岩期——深埋藏成岩环境 4.表生期——表生成岩环境
白云石 与 石膏
→方解石＋泻利盐
不同因素影响下方解石和白云石溶解度的变化
A
B
C
(据ДCCOКOЛOB,转引自潘钟祥，1986)
A-温度影响（在CO2压力为9.80665×104Pa的条件下); B-碳酸含量的影响(温度为25℃); C-CaSO4的影响(CO2压力≈0.0012×9.80665×104Pa,温度为25℃时)
海滩岩： 海滩 碎屑 沉积物经早期胶结成岩。 热带、亚热带，周期性蒸发→CaCO3沉淀，速度很快。
（2）藻钻孔和泥晶化 潮间带，特征同前
（3）交代作用 准同生白云化作用
二、大气淡水环境
1.渗流亚环境
包括： ①溶解带
溶有CO2，酸性，选择性溶解。 ②沉淀带
因蒸发或CO2逸出，碳酸钙沉淀，胶结作用。 潮湿气候区：孔隙水下渗，下部发生沉淀、胶结作用。 干旱气候区：孔隙水上升（蒸发），地表形成钙结层。
沉积相讲课-14 碳酸盐深水沉积 共39页
第三节 事件沉积作用
一、碳酸盐重力流沉积 1、碳酸盐重力流沉积类型 是深水沉积的重要类型，包括： 岩崩、滑动－滑塌、碎屑流、 颗粒流和浊流
第三节 事件沉积作用
一、碳酸盐重力流沉积 2、碳酸盐重力流沉积特征
1）岩崩碎屑堆积岩 ◎概念：指包含在原地深水沉积物中的 、来自浅水台地的大型碳酸盐块体
第三节 事件沉积作用
二、碳酸盐等深流沉积
2、等深岩与浊积岩的区别
标志
浊积岩
等深岩
层厚 递变层理
10－100cm 正递变层理
< 5cm 正、反递变层理
水平层理
上部可见
多见
块状层理 多见，颗粒无定向 缺少，颗粒有定向
杂基
10－20％
0－5％
化石
多见
少见
谢 谢！
谢谢！
3、碳酸盐重力流沉积组合 和沉积模式
2）重力流沉积模式－4种
（3）沉积边缘－礁边缘沉积模式 台地边缘为平缓的生物礁，环台地 周缘不发育岩崩堆积
一、碳酸盐重力流沉积
3、碳酸盐重力流沉积组合 和沉积模式
2）重力流沉积模式－4种
（4）沉积边缘－滩边缘沉积模式 台地边缘是平缓的滩，环台地 周缘很少发育碎石堆积
第三节 事件沉积作用
二、碳酸盐等深流沉积 1、沉积特点 6）等深流流速变化形成正、反 递变层序 7）沉积厚度几厘米到几米
二、碳酸盐等深流沉积 1、沉积特点 8）自下而上沉积序列：
5 具生物扰动和生物碎片的泥质
4 夹粉砂质透镜的泥质 3 具生物扰动和生物碎片的粉砂质
2 具生物扰动、互层泥质和砂质
1 含有贝壳碎屑的泥质
第二节 正常沉积作用
4、以CCD为基准面，按CaCo3 残余物含量不同，可划分出5个 碳酸盐溶解相
沉积岩的形成过程及沉积后期的作用机理
沉积岩的形成过程及沉积后期的作用机理摘要:沉积岩的形成受众多因素的控制，总的来说,包括沉积岩的原始物质、搬运和沉积作用、沉积后作用。
文章遵循唯物主义论以及物质的对立统一观念，在原始物质一节中从陆源物质、生物来源物质、深部来源物质、宇宙来源物质这几方面进行了叙述。
在搬运与沉积作用一节中从机械搬运与生物搬运两方面进行了描述，这也是沉积岩形成过程中所受到的外力作用与生物作用。
在沉积后作用这一内容中主要就同生作用、成岩作用、后生作用、表生作用就行了叙述。
总之，沉积岩的形成过程实质上就是沉积物与环境不断斗争的过程。
关键字：沉积岩形成过程沉积后期作用机理沉积岩是地壳上先形成的出露（或曾出露）的岩石，又叫叫做母岩,可以是岩浆岩、变质岩[1]。
沉积岩形成过程的讨论,是沉积岩形成理论的核心。
沉积岩石学作为一门独立的学科问世,已经几十年,至今业已形成了比较完整的体系。
五十年代初期,苏联地质界曾经开展过一次关于沉积造岩作用的原动力问题的讨论。
题目可谓大矣,但答案却很少触及问题的本质。
例如,有人认为,“沉积物或沉积岩的产生,乃是矿物质在地表的迁移过程中发生分离(分异)和混合(掺合)的复杂的相互作用的结果。
”也有人认为,“沉积作用的原动力包含在介质物质,即水圈、气圈和生物圈物质所具有的力能和岩石圈物质所具有的力能里面” [2]。
这些提法看起来大相径庭,但本质上是一样的,即离开物质的运动,表面地、片面地、形而上学地看待沉积岩的形成。
后来沉积岩形成作用的理论研究,也有了大的进展,但问题依然不少,亟待解决。
1沉积岩原始物质的形成及来源沉积岩原始物质是形成沉积岩的物质基础，其来源有四种，即陆源物质、生物源物质、深源物质及宇宙源物质[3]。
陆源物质是母岩风化作用的产物，是沉积岩原始物质最主要的来源；沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、有机物质以及宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的。
风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。
【石油天然气】Experiment 9： 碳酸盐岩沉积后作用的
一、实验目的要求
1.熟练掌握碳酸盐岩观察鉴定的方法 2.学习和掌握有关碳酸盐岩的成岩作用主要类型、 特点 3.掌握白云石化作用的特点，学会区分同生、准同 生、成岩及后生白云岩 4.学习和熟练掌握碳酸盐岩成岩作用的研究方法， 学会建立成岩序列
沉积学实验
沉积学实验
Байду номын сангаас 沉积学实验
沉积学实验
2．溶解、沉淀作用的镜下鉴定： (1)燧石质白云岩（河北，碳小26#） (2)海绿石鲕粒石灰岩（北京，寒武系,碳12, 碳小9#） (3)含油生物介壳灰岩（山东，下第三系，碳 24#）
沉积学实验
二、实验内容
5．压实和压溶作用的镜下鉴定 (1)黑色鲕粒石灰岩（北京，寒武系，碳小8#） (2)鲕粒石灰岩（山东历城，寒武系，碳大11#） 6．生物成岩作用的镜下鉴定 (1)红色鲕粒石灰岩（辽宁，寒武系，碳小7#） (2)鲕粒石灰岩（北京，寒武系，碳9#）
沉积学实验
二、实验内容
3．矿物的转化及重结晶作用的镜下鉴定 (1)有孔虫石灰岩（安徽，石炭系，碳14#） (2)生物石灰岩（安徽，石炭系，碳15#） (3)红色鲕粒石灰岩(辽宁，寒武系，碳小7#） (4)黑色鲕粒石灰岩(北京，寒武系，碳小8#)
4．充填、胶结作用的镜下鉴定 (1)红色鲕粒石灰岩(辽宁，寒武系，碳小7#) (2)黑色鲕粒石灰岩(北京，寒武系，碳小8#) (3)鲕粒石灰岩(河北，寒武系，碳8#)
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沉积学实验
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沉积学-沉积岩-碳酸盐岩沉积后作用
石大袁静
石大袁静
复 习
成岩作用的主要类型及特征 溶解作用、碳酸盐矿物转化和重结晶作用、胶结作用、 溶解作用、碳酸盐矿物转化和重结晶作用、胶结作用、 交代作用、 交代作用、压实压溶作用 沉积后作用的环境 海水环境、大气淡水环境、海水 混合水环境 混合水环境、 海水环境、大气淡水环境、海水—混合水环境、 埋藏环境、 埋藏环境、表生环境 成岩阶段划分 同生期、早成岩期、晚成岩期、 同生期、早成岩期、晚成岩期、表生期
石大袁静
一、溶解作用
3.成岩各阶段溶解作用的特点 3.成岩各阶段溶解作用的特点 成岩早期 选择性溶解 不稳定组分（文石、高镁方解石）先被溶解 不稳定组分（文石、高镁方解石） 常形成铸模孔 成岩晚期 非选择性溶解 溶孔、溶缝、 溶孔、溶缝、溶洞 4.石油地质意义重要 4.石油地质意义重要
石大袁静
选择性溶解形成的孔隙
碳酸盐沉积物（ 第十一章 碳酸盐沉积物（岩）沉 积后作用
石大袁静
前
言
碳酸盐沉积物的 沉积后作用类型及研究方法 与碎屑岩的类似 或基本相同
第十一章
碳酸盐沉积物（ 碳酸盐沉积物（岩） 沉积后作用
石大袁静
概
述
第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 碳酸盐沉积物沉积后作用的环境（自学） 第二节 碳酸盐沉积物沉积后作用的环境（自学） 碳酸盐沉积物（ 成岩阶段划分（自学） 第三节 碳酸盐沉积物（岩）成岩阶段划分（自学）
第三节 碳酸盐沉积物（岩）的 成岩阶段划分
1.同生阶段 同生阶段 大气淡水环境 海（湖）底（水）环境 混合水环境 2.早成岩期 早成岩期——浅埋藏成岩环境 早成岩期 浅埋藏成岩环境 3.晚成岩期 晚成岩期——深埋藏成岩环境 晚成岩期 深埋藏成岩环境 4.表生期 表生期——表生成岩环境 表生期 表生成岩环境
《沉积岩石学》课程教学大纲
《沉积岩石学》课程教学大纲一、课程目的与任务《沉积岩石学》课程共104学时，包括《沉积岩》部分64学时（含20学时实验课），《岩相古地理》部分40学时。
《沉积岩石学》是地质工程专业（石油地质专业）重要的专业基础课之一。
通过系统学习，使学生掌握沉积岩形成演化和分布特征以及识别方法、使学生掌握主要沉积类型的沉积特征（相标志）、沉积序列和沉积模式以及沉积体与油气成藏要素之间的关系。
同时，为地层学、层序地层学、地球化学、石油地质学、储层地质学以及测井地质学、地震地层学学习和研究提供沉积学基础。
《沉积岩石学》课程的教学任务是，全面了解沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系，根据沉积岩的原生沉积特点和时空分布规律，阐明沉积岩的物源、沉积岩的成分、沉积岩的结构和构造、沉积相的概念和分类；总结沉积岩形成的理论，包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论，特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点，不同碎屑岩和碳酸盐岩沉积相的基本特征、沉积相模式、主要识别标志和与油气分布之间的关系、沉积岩形成的沉积环境、沉积砂体的时空分布，恢复沉积古地理面貌，预测沉积矿产的有利分布地区，搞清沉积物（岩）的成因与油气成藏要素之间的关系。
同时，掌握沉积岩和沉积相的综合研究方法。
二、课程基本要求（包括与相关课程之间的联系与分工）1、掌握沉积岩的形成理论及其分布规律理论知识。
2、掌握主要类型沉积岩的岩性特征，观察和描述方法，分类和命名原则，并初步掌握沉积岩的机械分析，染色分析，普通薄片等常规测试鉴定办法。
了解部分先进测试鉴定方法。
要求学生有矿物学、岩浆岩、变质岩基础知识，熟练掌握矿物、岩石的描述和鉴定方法。
3、掌握沉积相概念、不同沉积相类型沉积特征和沉积相模式以及不同沉积相类型的识别方法。
了解不同沉积相类型与油气富集之间的关系。
《沉积岩》部分共64学时，4学分，其中实验课占20学时。
通过学习，要求掌握沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系，为阐明沉积岩成因及分布规律提供依据；总结沉积岩形成的理论，包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论，特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点，搞清沉积物（岩）的成因和油气生成及储集的关系，并兼顾某些沉积矿床的成岩和成矿机理；掌握主要类型沉积岩的岩性特征，观察和描述方法，分类和命名原则，并初步掌握沉积岩的机械分析，染色分析，油浸法等常规测试鉴定办法。
13碳酸盐沉积物的沉积后作用
亮晶鲕粒灰岩，淡 水选择性溶解形成 粒内溶孔，飞仙关
组
XSYU
第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型
成岩晚期，由于不稳定组分已经转变为低镁方解石，其溶解 作用一般不具选择性，称为非选择性溶解，常形成溶孔、溶洞、 溶缝。
• 四、交代作用
•
原来的矿物和组分被新矿物取代的作用称为交代作
用。碳酸盐岩中，常见的交代作用有：
•
1、去白云化作用
•
方解石交代白云石的作用称为去白云化作用。是在
富含硫酸盐的地下水作用下进行的，其反应式为：
• CaMg(CO3)2 + CaSO4﹒2H2O →2CaCO3 + MgSO4
+2H2O
•
由去白云化作用形成的方解石晶体粗大，多呈不规
海洋软泥受淡水冲洗，解除了“镁套”的束缚，重结晶为微亮晶方解石的过程
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第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型
（2）微泥晶的形成作用 在古代石灰岩中，常见某些有孔虫、珊瑚藻类和粪球粒，它们 都由粒径仅1μm左右的泥晶方解石组成，不透明，福克称之为“微 泥晶”。其原始成分可能是镁方解石，在成岩过程中，由于富镁孔 隙水产生的Mg离子的毒害效应，阻碍了晶体的重结晶长大，最终 只能形成极小的微泥晶结构。
则状，可见白云石的菱面体假晶。常因交代不完全，在方
解石晶体中残留白云石质点。
具残余鲕粒结 构白云岩，粒 间溶孔发育， 埋藏溶解作用，
飞仙关组
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第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型
二、碳酸钙矿物的转化作用和重结晶作用
14 第十四章 碳酸盐沉积物的沉积后作用
压实作用
介壳石灰岩，压实 破裂与压实定向
２、压溶作用
缝合线，颗粒间缝合接触。
主要的压溶构造有：（1）缝合线，是压溶作用的特征 性构造；（2）颗粒间的微缝合线；（3）粘土和石 英粉砂含量高（>10％）或有机质较丰富的石灰岩和 晶粒较细的白云岩中密细缝组合，与缝合线构造的 溶解作用的效应相似。
根据被缝合线切割的矿脉或鲕粒复原，计算压溶时岩层损失厚度图示 （h为损失厚度的最低值限；A’B’为AB的复原图）
微亮晶形成过程
由文石或高镁方解石组成的海相碳酸盐泥（1～2μ ） 矿物转化和重结晶 低镁方解石（2～3μ ）＋镁离子（分布于方解石周围→镁套） 冲洗作用，粘土矿物吸附作用 低镁方解石（ 2～ 3μ ） 重结晶作用 低镁方解石（ 5～ 10μ ）（微亮晶）
–2、微泥晶 • 古代某些石灰岩中，如某些有孔虫、珊瑚藻类、粪 球粒 等，均由仅1μ±的泥晶方解石组成，福克称 其为“微泥晶”，其形成是镁方解石在成岩作用过 程中，由于富镁孔隙水产生的镁离子毒害效应，阻 碍晶体重结晶长大，最终只能形成极小的微泥晶结 构。
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16、压实作用的证据有哪些？压溶作用与压实作用有何不同？ 17、试对比碳酸盐沉积物及硅质沉积物发生白云化、去白云化、硅 化、去硅化的基本条件及其基本特征？ 18、试以海滩岩为例说明大气淡水成岩作用？ 19、试述浅水碳酸盐沉积物的泥晶化作用及泥晶套的形成？ 20、试用物理作用、化学作用、物理—化学作用综述碳酸盐沉积物 沉积后的六种主要作用及它们之间的关系？ 21、试从水介质条件、温度、压力、地壳升降等方面综述碳酸盐沉 积物的几种主要成岩作用？ 22、试述沉积后作用的环境的基本类型及其不同环境的成岩作用特 征。 储油的碳酸盐岩有何特征？生油的碳酸盐岩有何特征？古侵蚀面对 找油有何意义？ 23、有关下列名词的解释：高镁方解石、原白云石、泥质石灰岩、 泥晶石灰岩、泥灰岩、颗粒、变形鲕、碳酸盐泥、粪球粒、异常化 学岩、正常化学岩、生物亮晶石灰岩、晶粒石灰岩、颗粒石灰岩、 颗粒岩、石灰华、萨巴哈、碳酸盐台地、示底构造、鸟眼构造。
地质大沉积岩石学课件第14章 成岩作用
基底式胶结
>颗粒之间彼此接触
>胶结物含量很少，只分 布在颗粒之间的接触点 附近
>颗粒之间的孔隙较发育
>颗粒搭成支架状，颗粒之间多 呈点状接触。
>胶结物含量少，只充填在碎屑 颗粒之间的孔隙中。
>颗粒支撑结构。 >形成于晚期成岩阶段. >是最常见的颗粒支撑结构
a
>颗粒之间因压溶而多呈面接触、 凸凹接触或缝合线接触
: .
同生作用
早期成岩
成
作用
浅埋成岩作用
岩
作
深埋成岩作用(向
变质作用过渡) 用 晚期成岩
作用
表生成岩作用(向 风化作用过渡)
o
1. 2. 3. 4.
b,
三渡缝合线构造观察
2.
o
基底式胶结(Basal cement-ation)
>碎屑颗粒彼此不相接触 >填隙物含量较多 >基质支撑 >形成于同生期 >它通常是高密度流(如浊流、
交代作用——交代假象结构
腕足壳被玉髓和石英交代，仍保留腕足壳的假象
交代作用——交代阴影结构
1. 白云岩中细砂级大小的白云石质球状阴影，可能是鲕粒的阴影； 2. 白云岩中非规则状白云石质阴影，难以确切判别是何种颗粒的阴影。
交代作用——交代阴影结构
菱形白云石交代鲕粒灰岩中的鲕粒
重结晶作用(Recrystallization)
生屑粒泥灰岩的重结晶作用
重结晶作用(Recrystallization)
泥晶灰岩的重结晶作用
交代作用和重结晶作用的最大区别在哪？
o交代作用前后矿物成分发生改变 o重结晶前后矿物成分不变， 仅结 构和形态改变
14.第十四章 碳酸盐沉积物的沉积后作用
影响碳酸盐胶结物具体形状和大小的因素有：（ 1）首先是溶解离子对碳 酸盐胶结物晶出和形态的影响；（ 2）其次是结晶速度对碳酸盐胶结物结晶形 态的影响；（3）再次是底质对碳酸盐胶结物结晶形态的影响。
2．碳酸盐胶结物的世代
充填孔隙的胶结物往往由两个或 两个以上世代组成，有时随着世代的 不同其组构和微量元素的组成也随之 发生变化。在古代石灰岩中，早期胶 结物一般在颗粒周围组成薄边胶结， 常见为纤维状或马牙状无铁方解石； 后期胶结物多为粒状含铁方解石，有 时按含铁量递增或递减的顺序还可组 成多期胶结。 早期方解石胶 结 物多为 海水 成因 的 文石或 高镁 方解 石经成岩变化而成， 后期的可能为淡水 成 因或从 深埋 的地 下 孔隙水 或原 生水 沉 淀 形成 （图 14 － 5）。
（1）CaCO3不饱和，并为弱酸性；
（2）孔隙水具有流动性。
在碳酸盐岩的各个成岩阶段都可以发生溶解作用，这些 溶解作用可以分为选择性溶解和非选择性溶解两种。
（1）同生期和成岩早期的溶解作用常具选择性的特点。
大气淡水 这是由于海洋沉积物内的不稳定组分，如文石和高镁方解 石的生物骨骼以及文石质的鲕粒和晶体比方解石易受溶解而造 成的。这类颗粒溶解后常常形成特征的溶模孔隙。 古代碳酸盐岩中能完好地保存溶模孔隙，可能是由于颗粒 选择性溶解而基质未受溶解所致，也可能是由于颗粒最外层的 泥晶皮或泥晶套的保护作用的结果（图14－1）。
2．压溶作用
碳酸盐岩在负荷或应力作用下，在颗粒、晶体和岩层之间 的接触点上，受到最大应力和弹性应变，化学势能不断增加， 压溶作用使应变矿物的溶解度提高，导致在接触处发生局部溶 解。主要的压溶构造有： 1）缝合线，是压溶作用的特征性构造； 2）颗粒间的微缝合线（图14－7）； 3）粘土和石英粉砂含量高（＞10％）或有机质较丰富的石 灰岩和晶粒较细的白云岩中密细缝组合，与缝合线构造的溶解 作用的效应相似。
沉积学与沉积相课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用
③.伊利石
形态： 细而薄的鳞片状、纤维状，丝缕状，最高干涉色可达一 级顶部，
产状： 颗粒包膜（即：孔隙衬边）、孔隙搭桥（集合体） 埋深增大→结晶度变好，绢云母
产出条件： 富K碱性条件、其它粘土矿物转化
自生伊利石
分布于粒间的片状伊利石，SEM， 2000。白垩系 泉头组，吉林油田梨参2井4264~4269m。
产状： 粒状、板状、纤维、针状、嵌晶状等
产出条件： 高的pH值，酸性则溶解 富含SiO2、Ca、Na、K等离子 高矿化度孔隙水和CO2
沸石胶结物产状：
沸石嵌晶式 胶结
丝光沸石
杆沸石
5.其它自生矿物的胶结作用
（1）长石胶结物
产状 自生加大边、小的自形晶体,一般含量很低
成分 钾长石、钠长石，（自生钙长石未见）
pH< 8 硅化作用； pH＝8～9.8 两者均可沉淀； pH≥9.8 方解石化；
自然界中pH≥9.8很罕见。 故温度很重要，可促进SiO2的溶解和CaCO3的沉淀。
方解石交代石英
碳酸盐矿物交代石英
铁白云石交 代石英
白云石 交代石英
铁方解石交代 石英
（2）碳酸盐矿物交代长石 主要出现在方解石胶结的砂岩中。
（1）高岭石 —— 偏酸性水。
随埋深加大， 酸性条件下将向有序度更高的地开石、珍珠陶土转化。 碱性条件下：向伊利石、绿泥石、蒙脱石转化。
（2）蒙脱石 —— 碱性水体
埋深加大，层间水被释放，层间塌陷，转为伊蒙混层。
较高温、 K+ ： 向伊利石转化。 较高温、 Fe2+、Mg2+ ： 向绿泥石转化。
（3）混层粘土矿物 粘土矿物转化的中间产物，
另外，杂基脱水后的粘附，颗粒之间的反应边也 都属胶结作用
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沿缝合线溶孔
负鲕铸模孔
螺体腔孔、粒间溶孔
鲕粒间溶孔
选择性溶解形成的孔隙
岩溶作用，亮晶负鮞鲕粒 灰岩，孔壁充填炭质沥青
非选择性溶解形成的孔隙
亮晶鲕粒云岩，粒间、粒内溶孔， 粒间溶孔为晶粒状白云石胶结
碳酸盐岩的孔隙分类 (据乔魁特，1970）
四、交代作用 1、去白云化作用 （1）机理 富含硫酸盐的地表条件下： CaMg(CO3)2+CaSO4· 2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O
世代胶结
亮晶鲕粒灰岩， 方解石胶结物细刃 状、叶片状—细晶
3、亮晶方解石胶结物与新生变形方解石的区别 （1）新生变形晶体大小不均，常呈斑块状或不规则状分布，亮晶胶结物 充填孔隙或呈皮壳状形式出现。 （2）孔隙胶结物具充填组构。其长轴常垂直孔隙壁生长，向孔隙中心晶 体增大，个数减少，新生变形晶体似球状斑块则相反。中心为微亮晶， 外部为放射状排列的较大的长形晶体。 （3）新生变形晶体可破坏颗粒边界，但常保存其残余组构。铸型颗粒小 的亮晶胶结物不破坏颗粒边界其特征与孔隙充填组构类似、常具两个以 上世代、不同世代晶体的成分和组构可以不同。 （4）亮晶胶结物干净透明，不含原岩残余物。新生变形晶体因常含杂质 而显得较浑浊。有机质多时会使晶体显淡褐色或略具多色性。 （5)新生变形晶体晶间界面一般为弯曲状。胶结物亮晶晶间界面较平直， 三个晶体接合时合成一个180˚角的贴面接合率高达30~73％。 （6）骨骼的重结晶共轴环边（交代环边）切割邻近的基质或颗粒，胶结 物的共轴环边与邻近的胶结物或颗粒分界请楚，无切割。
• 2.发生在成岩作用的各个阶段
• 早成岩期（同生期）
• 大气淡水
• 成岩期
• 粒间水（弱酸性）
• 表生期
• 大气淡水（地表水）
• 3.成岩各阶段溶解作用的特点
• 成岩早期
• 选择性溶解
• 不稳定组分（文石、高镁方解石）先被溶解，表现 在对碳酸盐组分的溶解有选择性。
• 成岩晚期
• 非选择性溶解• 溶孔源自溶缝、溶洞，不具选择性。去膏化
白云岩，刀刃状白云石为去膏 化产物，晶粒大小不等
亮晶异形粒云岩，石膏假 晶内有异形粒残余，染色
硅化
残余藻团粒硅（化）岩，藻云岩硅化，皮壳状结构，粒 间孔玉髓—燧石—石英充填
五、压实作用和压溶作用 １、压实作用 • 孔隙流体减少，孔隙度降低，沉积物密度增大，颗粒变 形、破裂。 颗粒碳酸盐岩中常见的压实现象有： (1)颗粒点接触频率高： （2）颗粒定向和变形；(3)颗粒间线状接触或曲面接触；(4) 颗粒压平；(5)颗粒断裂或破裂；（6）颗粒错断或分离；(7) 颗粒表皮撕裂；（8）颗粒表部揉皱；（9）颗粒内部构造形变； (10)颗粒在应力作用下发生粉碎性碎裂；（11）有机质破碎变 形为不规则细脉。
一、 碳酸盐矿物的转化作用 • 矿物的转化作用
• 矿物的同质多象转化
晶格和晶形变化，化学成分不变
文石→低镁方解石
• 矿物的异质同象转化
化学成分变化，晶格和晶形无变化
高镁方解石→低镁方解石
碳酸盐矿物的转化作用
亮晶鲕粒灰岩，方解石充填负鲕粒，粒缘为纤维状 方解石胶结，纤维长短近似，原为文石或高镁方解石
胶结作用
亮晶鲕粒灰岩，方解石充填负鲕粒，粒缘为 纤维状方解石胶结，原为文石或高镁方解石
表鲕灰质云岩，连晶方解石胶结，早成岩浅埋藏
咸水湖潜流带胶结物
中国枝管藻云岩，结壳结构，具藻架孔和管孔（小圆孔），沿 枝管藻分布纤维状等厚环边胶结物
• 2、碳酸盐胶结物的世代
•
充填孔隙的胶结物往往由两个或两个以上世代组 成、有时随着世代的不同，其组构和微量元素的组 成也随之发生变化。在古代石灰岩中、早期胶结物 一般在颗粒周围组成薄边胶结，常见为纤维状或马 牙状无铁方解石；后期胶结物多为粒状含铁方解石， 有时按含铁量递增或递减的顺序还可组成多期胶结。
与颗粒之间的关系
分布特点
在岩石中所占的百 分含量
通常小于30%~40%
含量从0~100%变化较大
三、溶解作用
溶解作用是由于碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质 发生了变化、从而引起碳酸盐矿物或其它成分发生溶解作 用。可形成 溶孔、溶缝、溶沟、溶洞等。
• 1.发生条件
• CaCO3不饱和，并为弱酸性 • 孔隙水具有流动性
白云石与石膏共生→方解石＋泻利盐
去白云化
中晶云岩，白云石环带状， 内部暗色环边为方解石，晶 间为泥晶方解石充填
2、石膏化和硬石膏化 • 石膏、硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现象 3、去石膏化作用 • 石膏、硬石膏晶体被碳酸盐矿物交代的作用
膏化
亮晶砂屑膏质云岩，板状、 放射状硬石膏，孔隙全充填
亮晶砂屑含膏云岩，残余砂 屑，白云石与硬石膏胶结， 无孔隙
二、胶结作用 胶结作用是一种孔隙水的物理化学和生物化学的沉淀 作用，作用的结果是在粒间的孔隙中发生晶体生长· 这类晶 体就是胶结物，它能把碳酸盐颗粒或矿物粘结起来使之变 成固结的岩石． 1、碳酸盐胶结物的矿物成分和结晶形态 任何一种碳酸盐矿物：泥晶 文石：纤维状及针状 镁方解石：纤维状； 白云石、方解石：粒状，自形与半自形菱面体、叶片状 或他形。 • 影响碳酸盐胶结物具体形状和大小的因素有： 溶解离子、结晶速度、底质
亮晶方解石胶结物与重结晶方解石(或新生变形方解石)区别
比较内容 明亮程度 世代现象、结构 晶粒自形程度、接 触关系 亮晶胶结物 晶体较明亮，明亮程度较 均一 常具世代现象，第一世代 具栉壳状结构，第二世代 一般具粒状镶嵌结构 晶粒边缘接触界线大多平 直，贴面结合 与颗粒接触界线清楚，不 破坏颗粒边缘 多见于颗粒碳酸盐岩的填 隙物中，分布位置取决于 粒间孔隙 重结晶或新生变形 晶体较污浊，明亮程度较差， 不均一 决不具世代现象和栉壳状结 构，常具不等粒的似花岗变 晶结构 接触界面弯曲，不规则，三 重结合 与颗粒接触界线不清楚，可 破坏颗粒边缘或嵌入颗粒 与颗粒同时沉积下来，分布 不均一
第十四章
碳酸盐沉积物的沉积后作用
第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型
第二节 碳酸盐沉积物沉积后作用的环境及特征
第三节 成岩序列和成岩阶段
本章重点
１、常见碳酸盐成作用类型、特征及石油地质意义
第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型
一、碳酸钙矿物的转化作用 二、胶结作用 三、溶解作用 四、交代作用 五、压实作用和压溶作用 六、重结晶作用