沉积学陆源碎屑岩各论沉积后作用
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地层水与沉积物之间从不平衡到平衡的变化过程
第四节 碎屑 沉积物的沉积
后作用
• 成岩作用类型
– 压实和压溶作用★ – 胶结作用★ – 交代作用★ – 重结晶作用和矿物的多形转变作用 – 溶解作用★★★
• 成岩（作用） 环境要素
– 温度、压力、流体 – 盆地的构造演化、生物扰动
• 成岩阶段划分
一、砂、砾沉 积物（岩）的
第第 四四 节章
碎
屑
沉 积
陆
物源
的 沉
碎
积屑
后 作
岩
用各
论
第四节 碎屑 沉积物的沉积
后作用
沉积后作用的定义
碎屑沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或者因构造运 动重新抬升到地表遭受风化作用以前所发生的一切作用。
相当于英美文献中的“成岩作用” （diagenesis），即广义的成岩作用。
实质
石英次生加大
第一小节
石英自生加大
两期胶结：石 英与方解石
（二）胶结作 用
3. 粘土矿物胶结物
石英砂岩粒间 自生高岭石
– 高岭石——酸性水介质条件 – 伊利石——富钾碱性条件 – 绿泥石——富铁、镁还原条
件 – 蒙脱石——富钙碱性条件 – 伊/蒙混层粘土矿物 – 海绿石——微咸水
绿泥石薄膜状胶结 长石砂岩
（二）胶结 作用
4. 沸石胶结物 浊沸石斑状胶结
（二）胶结 作用
（1）长石胶结物 产状——自生加大边、自形晶体 成分——钾长石、钠长石 粒间孔中自生钠长石 长石次生加大边 5. 其它自生矿物的胶结物
长石次生加大
（二）胶结作
用
黄铁矿
石膏斑状胶结
其它自生矿物的胶结物
1.
硫
酸
盐胶结源自物2.赤铁
矿
胶
结
物
3.
黄
铁
矿
胶
结
物
4.
海
绿
石
海绿石
（三）交代作 用
概念
○ 交代作用是指一种矿物代
替另一种矿物的现象
○实
质
○ 体系的化学平衡及平衡转
移
○ 两个阶段
○ 原矿物的溶解 + 新矿物
的生成
砂、砾沉积物（岩）的 沉积后 作用
（三）交代作 用
1. 碎屑岩中常见的交代作用
– 氧化硅和方解石相互交代作用 – 方解石交代长石 – 碳酸盐交代粘土矿物 – 粘土矿物交代长石 铁方解石
一、砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
（五）溶解作用与次生孔隙
• 1.溶解作用
–（1）概念
• 岩石组分发生部分或全部溶解的现象。
–（2）机理
• 沉积物（岩）中的孔隙水（介质）的物化条件 （浓度、pH值、Eh值、成分等）发生改变，从而 使其组分由稳定变得不稳定，以致发生溶解。
粒间孔隙 粒内孔 溶蚀裂缝孔隙 （五）溶解作用与次生孔隙
• 方解石★★★ • 白云石★★ • 菱铁矿★ • 文石、高镁方解石 • 菱镁矿
含铁方解石 嵌晶式胶结
自形粒状铁白 云石
方解石与白云 石胶结作用
碳酸盐胶结物
（二）胶结作 用
2. 二氧化硅胶结物
氧化硅胶结物——代表酸性孔隙水介质环境
• 蛋白石★、玉髓★★ • 石英（★★★★）
自生石英 孔隙衬边
–胶结作用(cementation)是指从孔隙溶液 中沉淀出矿物质（胶结物），将松散的沉 积物固结起来的作用。
• 是沉积岩孔渗性下降的主要原因之一
主要发生在成岩作用时期 胶结物的生长方式——孔隙充填式
（二）胶结作 用
一、砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
1. 碳酸盐岩胶结物
–碳酸盐胶结物——代表 碱性成岩环境
2. 有机质成熟度
3. 古温度
4. 孔隙类型
划分依据
B
三、碎屑岩成岩阶段划分及主要标志
（二）划分和命名
• （一）划分方案
–1.同生成岩阶段 –2.早成岩阶段
• A亚期 • B亚期
–3.晚成岩阶段 •A亚期 •B亚期 •C亚期
–4.表生成岩阶段
成岩作用对储层物性 的影响
三、碎屑岩成 岩阶段划分及
主要标志
（三）交代作 用
1. 碎屑岩中常见的交代作用
• ⑥碳酸盐矿物的相互交代作 用
– 白云化作用 – 去白云化作用
• ⑦粘土矿物对石英的交代
水云母交代石英
铁白云石交代方解石
（三）交代作 用
2.交代作用的微观标志
不规则边缘 矿物假象
交叉切割现象
残留矿物包体 幻影构造 胶结物间的包裹关系
一、砂、砾沉 积物（岩）的
斜长石 高岭石化
铁白云石
铁白云石交代石英
第一小节
方解石交代长石
（三）交代作 用
1.碎屑岩中常见的交代作 用
⑤粘土矿物间的交代作用（相互转化作用）
– 泥岩中粘土矿物在埋藏成岩作用中的变化趋势
• 地质时代越老
– 绿泥石和伊利石增加 – 高岭石和蒙脱石减少
• 深埋藏地层
– 绿泥石和伊利石为主 – 高岭石和蒙脱石很少
沉积后作用
（四）重结晶作用和矿物的多形转变
• 1 重结晶
– 小晶体重新组合和结晶成大晶体 – 矿物变得稳定
• 碳酸盐胶结物重结晶，可形成连晶或嵌晶胶结物
• ２ 矿物的多形转变
– 较复杂的广义的重结晶作用 – 只发生晶格、形状和大小的变化，晶体可以由大变小
• 文石、高镁方解石→低镁方解石 • 蛋白石→玉髓→石英 • 胶磷矿→磷灰石
沉积后作用
泥
压实
泥岩
砂
砂岩
一、砂、砾 沉积物（岩） 的 沉积后
作用
压实压溶作用
一、砂、砾 沉积物（岩） 的 沉积后作
用
长石双晶纹变形，错断 塑性颗粒变形
（一）压实压溶作用
（一）压实压 溶作用
压溶作用
随埋藏深度的增加， 碎屑颗粒接触点上所 承受的压力增大，颗 粒接触处的溶解度增 高，发生晶格变形和 溶解作用，砂质沉积 物就进入了压溶作用 阶段。
各成岩阶段的主要标 志
一．同生期 二．成岩期 三．表生成岩期
本节重点
沉积后作用的定义
成岩作用类型
○ 压实和压溶作 用★
○ 胶结作用★ ○ 交代作用★ ○ 重结晶作用和
矿物的多形转 变作用 ○ 溶解作用 ★★★
成岩阶段划分
01 粘土沉积物沉积后作用与油气生成的关系
二、粘土沉积 物（岩）的沉
积后作用
02 一．粘土岩的沉积后作用的主要类型
○ 压实作用 ○ 粘土矿物的转化 ○ 粘土矿物的脱水作用
三、碎屑岩成 岩阶段划分及 主要标志
自生矿物类型及分布特点
碳酸盐矿物、石英、沸石类矿物、
A
粘土矿物等随埋深、地温增加而发
生规律性变化
沉积后作用
压实作用(paction)
○ 是指沉积物沉积后在上覆水层和沉 积层的重荷下，或在构造形变的作 用下，发生水分排出、孔隙度降低、 体积缩小的作用。
○ 沉积物进入埋藏阶段后 ○ 最先经历的成岩作用
压实压溶作用
砂、砾沉积物 （岩）的 沉 积后作用
压实压溶作用
（一）压实压溶作用
末压实
一、砂、砾沉 积物（岩）的
效应
○ 随颗粒所受压力 不断增加和地质 时间的推移，颗 粒由
○ 点接触→线接触 →凹凸接触→缝 合接触
砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
点接触 线接触 凹凸接触 缝合接触 （一）压实压溶作用 一、砂、砾沉积物 （岩）的 沉积后作
用
缝合线
一、砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
（二）胶结作用
• 概念
第四节 碎屑 沉积物的沉积
后作用
• 成岩作用类型
– 压实和压溶作用★ – 胶结作用★ – 交代作用★ – 重结晶作用和矿物的多形转变作用 – 溶解作用★★★
• 成岩（作用） 环境要素
– 温度、压力、流体 – 盆地的构造演化、生物扰动
• 成岩阶段划分
一、砂、砾沉 积物（岩）的
第第 四四 节章
碎
屑
沉 积
陆
物源
的 沉
碎
积屑
后 作
岩
用各
论
第四节 碎屑 沉积物的沉积
后作用
沉积后作用的定义
碎屑沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或者因构造运 动重新抬升到地表遭受风化作用以前所发生的一切作用。
相当于英美文献中的“成岩作用” （diagenesis），即广义的成岩作用。
实质
石英次生加大
第一小节
石英自生加大
两期胶结：石 英与方解石
（二）胶结作 用
3. 粘土矿物胶结物
石英砂岩粒间 自生高岭石
– 高岭石——酸性水介质条件 – 伊利石——富钾碱性条件 – 绿泥石——富铁、镁还原条
件 – 蒙脱石——富钙碱性条件 – 伊/蒙混层粘土矿物 – 海绿石——微咸水
绿泥石薄膜状胶结 长石砂岩
（二）胶结 作用
4. 沸石胶结物 浊沸石斑状胶结
（二）胶结 作用
（1）长石胶结物 产状——自生加大边、自形晶体 成分——钾长石、钠长石 粒间孔中自生钠长石 长石次生加大边 5. 其它自生矿物的胶结物
长石次生加大
（二）胶结作
用
黄铁矿
石膏斑状胶结
其它自生矿物的胶结物
1.
硫
酸
盐胶结源自物2.赤铁
矿
胶
结
物
3.
黄
铁
矿
胶
结
物
4.
海
绿
石
海绿石
（三）交代作 用
概念
○ 交代作用是指一种矿物代
替另一种矿物的现象
○实
质
○ 体系的化学平衡及平衡转
移
○ 两个阶段
○ 原矿物的溶解 + 新矿物
的生成
砂、砾沉积物（岩）的 沉积后 作用
（三）交代作 用
1. 碎屑岩中常见的交代作用
– 氧化硅和方解石相互交代作用 – 方解石交代长石 – 碳酸盐交代粘土矿物 – 粘土矿物交代长石 铁方解石
一、砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
（五）溶解作用与次生孔隙
• 1.溶解作用
–（1）概念
• 岩石组分发生部分或全部溶解的现象。
–（2）机理
• 沉积物（岩）中的孔隙水（介质）的物化条件 （浓度、pH值、Eh值、成分等）发生改变，从而 使其组分由稳定变得不稳定，以致发生溶解。
粒间孔隙 粒内孔 溶蚀裂缝孔隙 （五）溶解作用与次生孔隙
• 方解石★★★ • 白云石★★ • 菱铁矿★ • 文石、高镁方解石 • 菱镁矿
含铁方解石 嵌晶式胶结
自形粒状铁白 云石
方解石与白云 石胶结作用
碳酸盐胶结物
（二）胶结作 用
2. 二氧化硅胶结物
氧化硅胶结物——代表酸性孔隙水介质环境
• 蛋白石★、玉髓★★ • 石英（★★★★）
自生石英 孔隙衬边
–胶结作用(cementation)是指从孔隙溶液 中沉淀出矿物质（胶结物），将松散的沉 积物固结起来的作用。
• 是沉积岩孔渗性下降的主要原因之一
主要发生在成岩作用时期 胶结物的生长方式——孔隙充填式
（二）胶结作 用
一、砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
1. 碳酸盐岩胶结物
–碳酸盐胶结物——代表 碱性成岩环境
2. 有机质成熟度
3. 古温度
4. 孔隙类型
划分依据
B
三、碎屑岩成岩阶段划分及主要标志
（二）划分和命名
• （一）划分方案
–1.同生成岩阶段 –2.早成岩阶段
• A亚期 • B亚期
–3.晚成岩阶段 •A亚期 •B亚期 •C亚期
–4.表生成岩阶段
成岩作用对储层物性 的影响
三、碎屑岩成 岩阶段划分及
主要标志
（三）交代作 用
1. 碎屑岩中常见的交代作用
• ⑥碳酸盐矿物的相互交代作 用
– 白云化作用 – 去白云化作用
• ⑦粘土矿物对石英的交代
水云母交代石英
铁白云石交代方解石
（三）交代作 用
2.交代作用的微观标志
不规则边缘 矿物假象
交叉切割现象
残留矿物包体 幻影构造 胶结物间的包裹关系
一、砂、砾沉 积物（岩）的
斜长石 高岭石化
铁白云石
铁白云石交代石英
第一小节
方解石交代长石
（三）交代作 用
1.碎屑岩中常见的交代作 用
⑤粘土矿物间的交代作用（相互转化作用）
– 泥岩中粘土矿物在埋藏成岩作用中的变化趋势
• 地质时代越老
– 绿泥石和伊利石增加 – 高岭石和蒙脱石减少
• 深埋藏地层
– 绿泥石和伊利石为主 – 高岭石和蒙脱石很少
沉积后作用
（四）重结晶作用和矿物的多形转变
• 1 重结晶
– 小晶体重新组合和结晶成大晶体 – 矿物变得稳定
• 碳酸盐胶结物重结晶，可形成连晶或嵌晶胶结物
• ２ 矿物的多形转变
– 较复杂的广义的重结晶作用 – 只发生晶格、形状和大小的变化，晶体可以由大变小
• 文石、高镁方解石→低镁方解石 • 蛋白石→玉髓→石英 • 胶磷矿→磷灰石
沉积后作用
泥
压实
泥岩
砂
砂岩
一、砂、砾 沉积物（岩） 的 沉积后
作用
压实压溶作用
一、砂、砾 沉积物（岩） 的 沉积后作
用
长石双晶纹变形，错断 塑性颗粒变形
（一）压实压溶作用
（一）压实压 溶作用
压溶作用
随埋藏深度的增加， 碎屑颗粒接触点上所 承受的压力增大，颗 粒接触处的溶解度增 高，发生晶格变形和 溶解作用，砂质沉积 物就进入了压溶作用 阶段。
各成岩阶段的主要标 志
一．同生期 二．成岩期 三．表生成岩期
本节重点
沉积后作用的定义
成岩作用类型
○ 压实和压溶作 用★
○ 胶结作用★ ○ 交代作用★ ○ 重结晶作用和
矿物的多形转 变作用 ○ 溶解作用 ★★★
成岩阶段划分
01 粘土沉积物沉积后作用与油气生成的关系
二、粘土沉积 物（岩）的沉
积后作用
02 一．粘土岩的沉积后作用的主要类型
○ 压实作用 ○ 粘土矿物的转化 ○ 粘土矿物的脱水作用
三、碎屑岩成 岩阶段划分及 主要标志
自生矿物类型及分布特点
碳酸盐矿物、石英、沸石类矿物、
A
粘土矿物等随埋深、地温增加而发
生规律性变化
沉积后作用
压实作用(paction)
○ 是指沉积物沉积后在上覆水层和沉 积层的重荷下，或在构造形变的作 用下，发生水分排出、孔隙度降低、 体积缩小的作用。
○ 沉积物进入埋藏阶段后 ○ 最先经历的成岩作用
压实压溶作用
砂、砾沉积物 （岩）的 沉 积后作用
压实压溶作用
（一）压实压溶作用
末压实
一、砂、砾沉 积物（岩）的
效应
○ 随颗粒所受压力 不断增加和地质 时间的推移，颗 粒由
○ 点接触→线接触 →凹凸接触→缝 合接触
砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
点接触 线接触 凹凸接触 缝合接触 （一）压实压溶作用 一、砂、砾沉积物 （岩）的 沉积后作
用
缝合线
一、砂、砾沉积物（岩）的 沉积后作用
（二）胶结作用
• 概念