沉积岩石学 第十四章 碳酸盐沉积物的沉积后作用

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
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。
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
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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
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
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。
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
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
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
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
• 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、溶缝、溶洞，不具选择性。
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。