第三章 沉积后作用及其阶段的划分
矿物岩石课件：沉积期后变化
三、主要沉积期后变化
（1）压实和压溶作用 （2）胶结作用 （3）交代作用 （4）重结晶作用
三、主要沉积期后变化
（1）压实和压溶作用：由于上覆沉积物的静水压力而使松散沉积物的体积 缩小、含水量减少、密度增加的作用称为压实作用。
基质含量减少，颗粒含量增加(例如浊积岩中基质含量低) 片状矿物趋向于平行颗粒表面定向排列 质地相对柔软。松脆的颗粒繁盛变形或破碎。如泥屑。鲕
矿物岩石
沉积后作用及其阶段划分
沉积后作用及其阶段划分
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一、沉积后作用的概念 二、沉积期后变化阶段的划分和特点 三、主要沉积期后的变化
一、沉积后作用的概念
沉积后作用泛指沉积物形成以后，到沉积岩遭受风化作用和变质 作用之前这一演化阶段的所有变化或作用，包括成岩作用和后生作用。 成岩作用：沉积物转变沉积岩所发生的一系列变化。 后生作用：沉积岩形成以后到遭受风化作用或变质作用以前的变化。
胶结作用：指在成岩过程中，从粒间水溶液中沉淀出的矿物质，将松散沉 积物固结起来的作用，胶结作用是沉积物转变成沉积岩的重要作用。可发 生在成岩作用的各个时期。
胶结物：起到固结作用的矿物质。 常见的胶结物有硅质、碳酸盐质、铁质、硫酸盐质以及自生粘土矿物等。
三、主要沉积期后变化
（3）交代作用：是指一种矿物代替另一种矿物的现象，可发生在成 岩作用的各个阶段乃至表生期。
关，其分布不受层理控制。
二、沉积期后变化阶段的划分和特点
（4）表生成岩作用：指沉积物抬升到近地表，在潜水面以下常温常压 或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水（包括上升水）的影响下所 发生的变化。
介质环境：弱酸性——酸性，氧化——弱还原条件。 表生矿物：粘土和硅质矿物、氧化物矿物、碳酸盐、硫酸盐矿物及表 生结核、细脉等。
沉积学原理考点总结
专题一：相关沉积学原理沉积作用：是指被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后，由于条件发生改变而发生沉淀，堆积的过程。
基本可分为3种：机械沉积、化学沉积、生物沉积。
沉积岩的形成过程【仅作参考】沉积岩的形成过程大致可分三个阶段：（1）沉积岩原始物质（主要是母岩的风化产物）的形成；（2）沉积物的搬运和沉积；（3）沉积后作用。
（1）风化作用及其产物：沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质以及有机物质等，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破坏作用，按其性质可分为物理风化作用、化学风化作用及生物风化作用。
风化作用的结果形成了各种类型的沉积物。
（2）沉积物的搬运和沉积作用：母岩风化产物及其它来源的沉积物质，在流水、大气等介质的作用下，大部分进入搬运状态向沉积盆地转移；随介质搬运能力减弱，被搬运的沉积物相继发生沉积，沉积下来可长期固定，也可由于地壳上升、侵蚀基准面下降、流速加快，使得已沉积下来的碎屑物质重新遭受剥蚀而被搬运。
沉积物搬运和沉积的介质主要有流水和大气，其次为冰川、生物等。
1、机械搬运和沉积作用：碎屑物质在流水、空气、海湖水体以及冰川中的搬运和沉积作用。
2、化学搬运和沉积作用：胶体溶液和真溶液的搬运和沉积3、生物搬运和沉积作用：直接作用（生物遗体直接堆积）；间接作用（生物化学和生物物理沉积作用）（3）沉积后作用：包括成岩作用和后生作用。
沉积物转变为沉积岩所发生的一系列变化称为成岩作用；沉积岩形成以后，遭受风化作用和变质作用以前的变化称为后生作用。
其上限为沉积物表面或潜水面（沉积水体一沉积物界面或风化带以下），下带为变质带顶部﹙温度＜220℃，压力＜1000bar﹚。
1、同生作用：沉积物刚刚沉积后，而且尚与上覆水体相接触时的变化。
准同生作用：同生作用后，沉积物已基本与水体脱离，但还未脱离沉积时的环境。
2、成岩作用：沉积物基本上与上覆水体脱离的情况下，由疏松的沉积物转变为固结的沉积岩的过程。
地质学基础第三章 地层分析
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
2. 穿时普遍性原理 “穿时”——指在持续地海侵或海退的情况下，地质时代 因地而异的一个岩石地质体及其界线与地质时间面或化石 带斜交的现象或关系。这种穿时的现象是由沉积环境随时 间的迁移和侧向堆积作用所造成的。
穿时普遍性原理可概括为：全部侧向上可以识别和追索的 非火山成因的陆表海沉积物的岩石地层单位都必然是穿时 的。
在分析和对比岩石地层单位时，不采用穿时普遍性原 理作指导，而只采用叠覆原理，必然歪曲事物的真相，颠
倒地层和古地理的解释，也无法搞清岩层的真正侧向关系
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
表1－3－1 塔里木石炭系地层划分方案对比表
种生物共生在一起组成一个生物群体（组合）。生物 群及其变化，在一定程度上反映了地层形成时期的自 然地理环境的改变和时代的变化。
化石组合法可以避免因个别标准化石在特殊沉积 环境中，由于穿时现象造成地层对比的错误。
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
3、种系演化法
生物地层法的局限性：化石鉴定的分歧 地质环境地复杂多变：相变与古生物
δ ( ‰)=（R样品－R标准）/R标准 ×103
R样品为上述三个比值之一， R标准 为国际标准对比样品。 氧同位素，选SMOW和PDB；硫同位素，选CDT；碳同位素，
PDB
SMOW、CDT和PDB分别是标准平均洋水氧、亚利桑那某峡
谷某一陨石铁中的硫、南卡罗莱纳州晚白垩Peedee组中箭石
化石的碳和氧。
绝大部分的沉积层或厚的沉积物楔形体是由沉积 物通过侧向加积或进积型式在倾斜面上堆积而成的。 该原理认为：
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。
3-第三章 沉积期后变化
重结晶作用：指矿物组分以溶解－再沉淀或固体扩散等方式，使得细 小晶粒集结成粗大晶粒得过程。
矿物得多相转变：当一种矿物相变为另一种更稳定得矿物相时，只发
生晶格的形状及大小的变化，而无化学成分的变化。
第四节 沉积期后阶段的主要作用
1. 压实作用(compaction)
系指沉积物在上覆水体和沉积物负荷压力下，不断排 出水分，体积缩小，孔隙度降低的过程。
2. 压溶作用(pressure-solution)
在压力作用下，沉积物或沉积岩内发生的溶解作用称为 压溶作用。 如缝合线构造，石英砂岩中某些石英次生加大边等也属 于压溶作用的产物
成岩作用阶段的划分和对比
二、有关术语的阐明
1. 同生作用(syngenesis)：指沉积物刚刚形成以后而尚与上覆水体相 接触时的变化。如‘海解作用’、‘海底风化作用’及‘陆解作用’ 等。 2. 成岩作用(diagenesis)：指上覆沉积物不断增加使早期沉积物逐渐 被掩埋，直至基本上与上覆水体脱离，使沉积物在新的物理化学条件下， 产生新的平衡，致使疏松的沉积物固结成岩的全部变化过程。 3. 后生作用(anadiagenesis / catagenesis)：继成岩作用阶段之后，在 沉积岩转变为变质岩之前或遭受风化作用之前所产生的一切作用和变化。
4. 表生作用(epigenesis)：指沉积物抬升到近地表，在潜水面以下常
温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水(包括上升水)的影 响下所发生的变化。
第三节 沉积期后的影响因素
沉积物脱离沉积环境进入沉积期后变化阶段，实质上是沉积物 在新的条件下，重新建立起新的平衡的过程。 影响这一平衡过程的因素主要有： 沉积物的成分、温度、压力、 以及层间水溶液的性质(溶度积、自由度、PH值、Eh值、浓度、溶 解气体的状况等) 。
地质沉积作用
地质沉积作用一、沉积作用及其分类沉积作用，指母岩风化剥蚀产物被搬运介质（河流水、风、海浪、潮流、洋流、浊流、冰川、地下水及生物等）搬运过程中，由于搬运条件（速度下降或搬运力降低等）发生改变，或到达适宜的场所后，发生沉淀、堆积的过程。
按沉积环境可分为陆相沉积与海相沉积两类。
按沉积作用方式可分为机械沉积、化学沉积和生物沉积三类。
广义而言，机械沉积指由于搬运条件（速度下降或搬运力降低等）发生改变，搬运物堆积和形成岩石的作用，狭义的机械沉积指介质（如水）中悬浮状物质的机械沉淀作用。
化学沉积，指水介质中以胶体溶液和真溶液形式搬运的物质，当物理、化学条件发生变化时，产生沉淀的过程。
生物沉积，指与生物生命活动及生物遗体紧密相关的沉积作用。
生物的沉积作用可表现为生物遗体直接堆积，还表现为在生物的生命活动过程中或生物遗体的分解过程中，引起介质物理、化学环境发生变化而导致的某些物质的沉淀或沉积。
按搬运动力形式可分为河流、洪流及片流、风、地下水、冰川、湖泊及沼泽和海洋的沉积作用。
二、沉积作用产物及其特征1.河流的沉积作用河流上游沉积：在河流上游，由于坡降大，河流具有较大的动能，河水搬运能力强，细粒物质被冲走，沉积物以河床砾石为主，成分复杂。
砾石呈叠瓦状排列，一般厚度不大，常呈透镜体分布于河道之中。
边滩与河漫滩沉积：河道在侧蚀弯曲的过程中，河水携带的碎屑物在凸岸一侧沉积，由浅滩而边滩。
边滩沉积物的成分复杂，常含有植物碎片，粒度变化范围大，规模较大河流的边滩沉积物，以砂为主，有少量的砾石和粉砂；较小河流的边滩沉积物，粒度可粗至砾石级；边滩沉积是单向环流侧向加积的产物。
在洪水期，水位增高，洪水中的细粒物质（粉砂、亚黏土等）沉积在淹没于水中的边滩面上，形成河漫滩。
因此，河漫滩沉积具有二元结构，即底部为边滩沉积，顶部为河漫滩沉积。
心滩沉积：心滩沉积形成于洪水期。
在洪水期，河流表流从中央向两侧流，底流从两侧向中心汇聚，然后上升，由于水流的相互抵触和重力作用，碎屑在河心发生沉积。
沉积后作用的概念
沉积后作用的概念沉积后作用是指沉积物在地质历史长期作用下所发生的改变。
沉积物是指由固体颗粒、溶解物质、有机物等在气候、生物、地球物理等因素的作用下，逐渐沉积形成的岩层或沉积序列。
沉积后作用是一个复杂的过程，它涉及到多种物理、化学、生物等方面的作用与变化。
其中包括物理变质、化学变质、生物变质等各种过程。
首先是物理变质。
物理变质是指沉积物在地质作用下所发生的物理变化过程。
这些变化包括颗粒大小的改变、颗粒形状的改变、颗粒排列方式的改变等。
在物理变质过程中，沉积物的颗粒会逐渐变得更加紧密，颗粒之间的孔隙度减小，从而增强沉积物的密实性和抗压性。
其次是化学变质。
化学变质是指沉积物中的矿物质在地质历史长期作用下所发生的化学改变过程。
这些变化包括矿物质的成分变化、结构的改变、水分的消失等。
在化学变质过程中，一些矿物质会发生溶解、沉淀、热解、水合等反应，从而导致沉积物的成分和结构发生改变。
最后是生物变质。
生物变质是指生物活动在地质历史长期作用下对沉积物所造成的影响。
这些变化通常包括有机质的分解、生物礁的形成、化石的生成等。
在生物变质过程中，一些生物活动会导致沉积物中有机质的降解和转化，同时也会促进化石的生成和保存。
不同类型的沉积物在沉积后作用下所发生的变化也不尽相同。
例如，碎屑岩在物理变质的作用下，颗粒之间的压实度增加，可形成砾岩和石英岩；在化学变质的作用下，矿物质的成分会发生改变，可形成变质岩；在生物变质的作用下，有机物的降解和转化将促进石英质岩石的形成。
沉积后作用不仅对沉积物本身产生影响，也对整个地质环境和地质过程产生影响。
其中，沉积后作用对构造运动的影响尤为明显。
通过改变沉积物的物理性质和化学性质，沉积后作用可影响构造运动的传播和活动，从而对构造形变和地壳运动产生直接或间接的影响。
此外，沉积后作用还对地下水、矿藏等地质资源产生影响。
通过改变地下水的运动和分布、改变矿石矿物的组成和保存状态，沉积后作用可促进地下水资源的形成和矿藏的形成。
沉积作用及沉积矿床的类型
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
沉积作用及沉积矿床的类型
沉积分异作用的类型1. 机械沉积分异作用
碎屑物质在水、风、冰川等营力搬运过程中，在重力分选作用影响下，可按颗粒大小、形状、比重的差异，在不同部位依次沉积。
2. 化学沉积分异作用
（1）真溶液化学沉积分异作用。
由于水体的蒸发浓缩和碱化达到一定阶段时，便逐步从溶液中析出并发生沉淀，最终可形成由钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硼酸盐、硝酸盐等各种有用的盐类堆积物组成蒸发沉积矿床。
由于其有用物质组分为各种盐类，故又叫盐类矿床。
通常盐类矿物在溶液中析出与沉淀顺序与其溶解度大小相反，溶解度小的盐类矿物如碳酸钙和白云石首先沉淀，其次是钙、钠的硫酸盐和它们的复盐如石膏、硬石膏、芒硝、无水芒硝等沉淀，继之为石盐，最后以钾、镁盐类矿物及它们的复盐如钾石盐、光卤石、水氯镁石等的沉淀而告终。
上述沉淀顺序的反复进行导致韵律反复出现，便构成了盐类矿床的韵律层。
另外，溶液的pH 值、Eh 值、温度、压力等一系列因素也都与可溶物质的搬运和沉淀有关。
（2）胶体化学沉积分异作用。
表8-1 自然界中分布较广的正负胶体
正胶体
负胶体
Fe(OH)3Ce(OH)4
粘土胶体腐殖质
Al(OH)3 Cd(OH)3。
第三章 地层的沉积方式及沉积环境
No. 9
2010-6-4
1N4o. 10
2010-6-4
1N7o. 11
（3）生物沉积与地层形成
生物筑积作用：是生物礁地层形成的一 种特殊形式。原地生物形成生物格架， 之后别的填隙物充填。
地层特征：地层一般呈丘状隆起，岩层多 具块状构造。在形式上，可以表现为侧 向加积或垂向加积。
不同环境的水动力条件及其变化规律不同， 形成的旋回沉积序列也不同。
No. 15
控制地层旋回沉积作用的因素主要有环 境单元变化造成的水动力条件、物理化学 条件、生物条件的变化、海平面升降、沉 积物源性质、盆地基底的构造活动、古气 候的变化等。
根据成因，旋回沉积作用可分为不同的 类型，例如生物筑积作用等沉积体自身作 用为主的旋回沉积作用、曲流河的侧向加 积作用、三角洲等由于沉积盆地内环境单 元变迁形成的旋回沉积作用等。
现实主义原理是相分析的主要理论依据。 为了要对地层进行相分析，首先必须了解现 代沉积的不同结构、构造及其形成的环境条 件，然后以历史比较的观点，对古代地层的 相应特征作出环境条件的推论。
No. 24
注意：地质作用赖以进行的环境条件是 随时间的推移不断变化的，在运用现实 主义原理进行相分析时，不可机械的套 用现代模式，不仅要注意古、今地质作 用的相似性，还要考虑其差异性，而且 距今年代越久远，差异越大。
No. 16
曲流河
河流作用为主的三角洲
No. 17
海滩
碎屑岩潮坪
No. 18
No. 19
第二节 沉积相有关概念及主要相标志
No. 20
一、沉积环境和沉积相
➢ 沉积环境：具有独特的物理、化学和生物条件的自然地理单元 （河流环境、湖泊环境、滨海环境等）
第3章第四纪沉积物
• 3、中国西部及青藏地区 • 西部山高盆大，升降运动强烈，在山麓地带有粗碎屑堆积。 如天山北麓（即准噶尔盆地南缘）下更新统称西域组，以 砾石为主，厚1350m，含三门马化石。中更新统称乌苏组， 厚30m；上更新统称新疆组，厚150m，皆以砾石或砾、 砂、粘土等为主。盆地中全新世则主要为风沙堆积或盐湖 沉积，代表干燥气候条件下的产物。如柴达木盆地共有24 个盐湖，盐类总储量为600亿t，其中察尔汗盐湖是我国最 大的可溶性钾镁矿床、面积5800km2多，氯化钾储量约占 全国的97％，还含有大量的镁、锂等元素。 • 青藏高原，近年考察证明曾有多次冰川活动。在藏北遗留 有众多的湖泊，蕴藏丰富的硅藻土、硼砂及盐类矿产。
我国西北地区湿陷性黄土
• 3）黄土湿陷性的形成原因 • 内在因素：黄土的结构特征及其物质组成。 • 黄土的成分和结构上的基本特点是：以石英和长石组成的 粉粒为主，矿物亲水性较弱，粒度细而均一，连结虽较强 但不抗水；未经很好压实，结构疏松多孔，大孔性明显。 所以，黄土具有明显的遇水连结减弱，结构趋于紧密的倾 向。外部条件：水的浸润和压力作用。
第3章 第四纪沉积物
主要内容： 概述 第四纪沉积环境 ☆第四纪沉积层 中国第四纪地层特点
•
第四纪是地球发展最新阶段，它包括更 新世和全新世。地球发展历史有43亿年以 上，而第四纪却非常短促，约180万年左右。
一、概述
• 第四纪是地球发展史的最新阶段，时间范 围从上新世末（距今 248万年）直到现在。 第四纪分为更新世和全新世两个阶段。 • 它以人类的出现为开始，哺乳动物兴盛， 气候波动剧烈，各种陆相沉积发育。 • 有冰期和间冰期之分，更替达20多次。
• 3、膨胀土(expansive soil)： • 膨胀土是一种富含亲水性黏土矿物,且随含 水量的增减体积发生显著胀缩变形的硬塑 性黏土。
沉积岩形成及演化
四、风化壳及研究意义－概念 概念：残积物和经生物风化作用形成的土壤 层等在陆地上形成的不连续薄壳(层)，称为 风化壳。 风化壳的厚薄取决于岩石性质、气候和地形 等条件。
风化壳与固体矿产：如Fe、Mn、A1、Ni和粘土 矿等残余矿床，金、金刚石等残积砂矿。
风化壳与油气资源：古风化壳还是很好的储集 空间。
风成黄土
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沙丘的迁移与风成交错层理
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第三节 溶解物质的搬运与沉积作用
一、概述
二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用
三、真溶液物质的搬运和沉积作用
四、化学沉积分异作用
五、两种沉积分异作用的关系及其地质意义
六、生物（化学）的搬运和沉积作用
一、概述
母岩风化产物中的溶解物质，主要为Cl、S、Ca、 K、Mg、P、Si、Al、Fe等，前面的溶解度大，多呈真 溶液；后面的溶解度小，多呈胶体溶液。
层流
紊流
三、碎屑物质在流水中的搬运和沉积 ⑴ 碎屑物质的搬运方式（两种方式）
a、推移搬运（推移载荷）
较粗的碎屑（如砾石和砂）大都沿流水的底部呈移 动、滚动或跳跃式搬运前进。 b、悬浮搬运（悬浮载荷）
较细的碎屑（如粉沙和粘土）在流水中常呈悬浮状 态搬运。
（2）碎屑颗粒在流水中搬运与沉积的控制因素 第一、尤尔斯特隆(F. Hjulströ m, 1936)的实验 表明，颗粒的粒径和流体 的平均流速是控制搬运与 沉积的首要因素。
二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用
1、胶体及其特性
胶体溶液是指一定大小的（1～100nm）固体颗粒和 化合物分散在溶媒（自然界中就是水）中形成的溶液。
2、胶体的搬运沉积规律
1)任何物质，不论以何方式，成为1-100nm的 质点在水体中均可成为胶体，胶体一经形成即可 随水体搬运直到胶体被破坏沉积为止； 腐殖酸胶体的存在有利胶体的稳定，有利于 搬运； 2)不同名电解质的加入，可使电荷中和，从而 使胶体质点发生凝聚而沉积； 3)异名胶体的相互混合可使电荷中和而发生沉 淀；
《沉积岩岩石学》课程笔记
《沉积岩岩石学》课程笔记第一章：沉积岩岩石学概念1.1 沉积岩的定义和特征沉积岩是由母岩经过物理、化学和生物作用破碎、搬运、沉积并经过长时间的压实和胶结作用形成的岩石。
沉积岩具有以下特征：- 成分：主要由石英、长石、云母、粘土矿物等碎屑物质组成，也可含有有机质、碳酸盐等自生矿物。
- 结构：沉积岩具有独特的结构，如层理、波痕、泥裂等，反映了沉积环境和沉积过程。
- 构造：沉积岩的构造多样，包括水平层理、波状层理、交错层理等，是沉积环境和沉积作用的重要标志。
- 成岩作用：沉积岩在形成过程中经历了压实、胶结、重结晶等成岩作用，影响了其物理和化学性质。
1.2 沉积岩的分类根据沉积岩的组成和形成过程，可将其分为以下几类：- 碎屑岩：由母岩破碎、搬运、沉积形成的岩石，如砂岩、砾岩等。
- 泥质岩：由细粒沉积物经长时间沉积、压实形成的岩石，如泥岩、页岩等。
- 化学岩：由化学沉积作用形成的岩石，如石灰岩、白云岩等。
- 生物岩：由生物残骸沉积形成的岩石，如礁灰岩、贝壳灰岩等。
1.3 沉积岩在地质历史中的重要性沉积岩在地质历史中具有重要意义，主要体现在以下几个方面：- 地层划分：沉积岩具有明显的层理和化石，是地质年代划分和地层对比的重要依据。
- 资源矿产：许多金属矿产、非金属矿产和能源矿产（如煤、石油、天然气）都赋存于沉积岩中。
- 环境记录：沉积岩记录了地球历史上的古气候、古地理、生物演化等信息，对了解地球演变过程具有重要意义。
- 工程地质：沉积岩的物理和化学性质影响工程建设和地基处理，对工程地质研究具有重要意义。
1.4 沉积岩研究方法研究沉积岩的方法主要包括：- 宏观观察：通过野外考察、露头观测等手段，研究沉积岩的宏观特征，如颜色、层理、构造等。
- 显微镜观察：利用光学显微镜、扫描电镜等仪器，观察沉积岩的微观特征，如矿物成分、结构、成岩作用等。
- 地球化学分析：通过对沉积岩样品进行元素和同位素分析，研究其物质来源、沉积环境和成岩过程。
碎屑沉积物的沉积后作用
细粒长石砂岩（含油） 骨架颗粒紧密排列，多呈凹凸－线状接触 蓝色铸体，单偏光，下第三系沙河街组 胜利油田营72井2852.0m
颗粒之间的溶蚀
颗粒接触紧密 中－粗粒石英砂岩 压实作用使石岩颗粒呈线 接触，紧密镶嵌。正交偏光 侏罗系延安组，长庆油田北80井1434.3m
压实作用强度
树被压扁，压扁率
泥岩压实率很大，能到40%
颗粒填集密度测量
颗粒截距总长度
填集密度= --------------------- 100％ 测量长度
压实率－压实率反映了砂体压实后原始孔隙体积降低的百分比 原始孔隙体积 — 压实后粒间体积
压实率= -----------------------------------------原始孔隙体积
对变质作用与沉积成岩作用的界限可从两个方面考虑：
1>. 基于沉积岩石学的观点: 沉积物中相互连通孔隙的完全封 闭是成岩作用结束、变质作用开始的标志 2>. 另一个基于变质岩石学的观点: 强调真正变质矿物组合的 出现是 变质作用开始的重要标志。 这些变质矿物包括浊沸石、硬柱石、钠云母和叶腊石等。 很低温变质作用(Very Low Temperature Metamorphism)
压溶作用较强，石英颗粒呈缝合线状接 触。正交偏光，二叠系下石盒子组，长 庆油田镇川l井2076.0m
阴极发光 边缘次生加大
早期压实作用
粗－中粒岩屑砂岩
石英呈棕色发光，局 部有加大，颗粒有的 呈线状接触
石炭系，沁水盆地沁 参1井1040.5m
六千米以下石油天然气可能就不存在了，因为被压实了，但是现在发现七千米以下发现了石油
颗粒重排
部分完整的贝 壳发生破碎
沉积岩的形成及演化
母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成 第一节 母岩的风化作用 沉积岩最原始物质的形成 第二节 碎屑物质的搬运和沉积作用 第三节 溶解物质的搬运和沉积作用 第四节 沉积后作用及其阶段的划分
第一节 母岩的风化作用 —沉积岩最原始物质的形成 沉积岩最原始物质的形成
一、风化作用的概念 二、各种造岩矿物的风化及其产物 三、各种岩石的风化及其产物 四、母岩风化过程中元素的转移顺序及母岩风化的 阶段性 五、母岩风化产物的类型 六、风化壳 七、沉积物的其他来源
一、风化作用的概念
沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、 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， 宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的，所以这里就着重介绍 母岩的风化作用及其产物的形成，其他原始物质简述之。 母岩的风化作用及其产物的形成，其他原始物质简述之。 母岩，如前所述，是供给沉积岩原始物质成分的岩石， 母岩，如前所述，是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩 浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。 浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。 风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。 风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。 风化作用（weathering）是指由于温度的变化，大气、 风化作用（weathering）是指由于温度的变化，大气、水和水溶 液以及生物的生命活动等因素的影响，使地壳表层的岩石、 液以及生物的生命活动等因素的影响，使地壳表层的岩石、矿物在原 地发生物理的或化学的变化，从而形成松散堆积物的过程。 地发生物理的或化学的变化，从而形成松散堆积物的过程。 引起岩石破坏的外界因素有温度的变化 温度的变化、 引起岩石破坏的外界因素有 温度的变化 、 水以及各种酸的溶蚀作 生物的作用、各种地质营力的剥蚀作用等。 用、生物的作用、各种地质营力的剥蚀作用等。 在这些因素的共同影响下， 在这些因素的共同影响下，地壳表层的岩石就处于新的不稳定状 逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。 态，逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。这些风化产物就是最主要的 沉积岩的原始物质成分。 沉积岩的原始物质成分。
各个沉积相的沉积序列
河流沉积旋回的多阶性是河流相 的又一重要特征
河流沉积环境及其沉积特征
与曲流河相比，辫状河沉积在垂向层序上有以下特点：
①二元结构的底层沉积发育良好、厚 度较大，顶层沉积不发育或厚度较小 ②底层沉积的粒度粗，砂砾岩发育 ③由河道迁移形成的各种层理类型发育
河流沉积研究实例
滦河现代河流沉积
古河流沉积砂体可形成岩性圈闭油藏、地 层—岩性圈闭油藏、构造—岩性圈闭油藏
现代滦河中上游 辫状河沉积层序
现代滦河二阶地爪村 曲流河沉积层序
堤岸亚相
曲 流 河 相
边滩沉积
河床滞留沉积
陆源碎屑湖泊沉积模式
湖成三角洲的垂向层序自下而上为前三角洲泥-三角洲前缘三角洲平原组成的反旋回层序
潮坪沉积可发育海退型的进积层序和海进型的退积层序
古代潮坪沉积以海退型进积层序最为常见，在剖面上呈 现出下粗上细沉积层序
有障壁海岸相
有障壁海岸相
潮上坪
高潮坪
中潮坪 潮 间 坪
低潮坪
潮下坪
浪控和潮控三角洲沉积特征
潮控三角洲前积作用形成了一个 下细上粗的反旋回垂向层序
层序下部主要是以潮汐砂脊为 特征的三角洲前缘进积作用产生的 向上变粗的层序
上部主要为三角洲平原的潮坪 和潮道沉积
顶部常发育沼泽和分支河道沉积
三角洲平 原亚相
三
角
三角洲前 洲
缘亚相
相
前三角洲 亚相
有障壁海岸相
④沉积层序
冲积扇各亚相的沉积序列特征
冲积扇向源区退积——下粗上细的退积正旋回层序
沉积作用的阶段
沉积作用的阶段嘿，朋友们！咱今儿来聊聊沉积作用的阶段，这可有意思啦！你看啊，沉积作用就像是一场大自然的大工程。
想象一下，河流奔腾不息，带着各种泥沙、石块一路向前，就像个勤劳的搬运工。
这就是第一个阶段呀，物质的搬运。
那些泥沙呀，被河水带着到处跑，从山上跑到平原，从这里跑到那里，多有趣呀！然后呢，到了合适的地方，这些被搬运的物质就开始沉淀下来啦。
就好像跑累了要休息一样，它们安安静静地躺在那里，形成了一层又一层。
这就是沉积阶段啦，是不是很形象？就像我们收拾东西，把它们归置好放在一个地方。
在这个过程中啊，不同的物质会有不同的表现呢。
比如说有些小颗粒的泥沙，很容易就沉淀下来了，而那些大石块可能就没那么容易。
这就好像我们一群人，小个子可能更容易找到舒服的地方待着，大个子就得费点劲找个合适的地儿。
随着时间的推移，这些沉淀下来的物质会越积越多，越堆越厚。
这时候就进入到压实阶段啦。
就跟我们盖被子似的，一开始很蓬松，压一压就紧实了。
这些物质被压实后，就变得更加坚固了。
再往后呢，经过漫长的时间，它们可能还会发生一些变化，形成各种各样的岩石。
哇，这多神奇呀！从一开始的泥沙、石块，经过这么多阶段，最后变成了坚固的岩石。
你说大自然是不是很厉害？它就这么一点点地塑造着我们的地球。
沉积作用的这些阶段，就像是一部漫长的历史剧，每一个阶段都有着独特的故事。
我们生活的这个世界，有那么多奇妙的自然现象，沉积作用只是其中之一。
我们应该多去观察，多去了解，这样才能更好地感受大自然的魅力呀！所以呀，别小看了这些小小的泥沙和石块，它们可是大自然这部大剧里的重要角色呢！它们通过沉积作用的各个阶段，创造出了我们地球上丰富多彩的地貌和景观。
让我们一起珍惜和保护大自然，让这些神奇的过程能够一直延续下去吧！。
第三章 沉积期后变化
长石粒内溶蚀孔隙及粒间溶孔
砂 岩 内 的 溶 孔
溶孔亮晶鲕粒白云岩，发育负鲕结构（粒内溶孔和示底构造）
负鲕
负鲕
负鲕
5. 自生矿物的形成
自生矿物和结核代表着成岩、后生、表生作用阶段响 应的地球化学微环境，可以作为阶段划分的重要标志。 自生矿物和胶结物没有严格的定义区分。 常见的自生矿物有：海绿石、鲕绿泥石、沸石、粘土 矿物、菱铁矿、自生长石、自生硅质矿物、莓状黄铁矿、 铁白云石等。
次生加大的石英
鲕绿泥石
石英次生加大及片状伊利石充填
绿泥石
川中地区包浅001-1井须二段砂岩
粒间残余孔隙内见伊利石、黄铁矿颗粒
最常见的现象是交代、重结晶、次生加大等。
4.表生成岩作用
较深埋藏的岩石，被抬升到潜水面以下，在常温常压的 条件下，在渗滤水和浅部地下水(包括上升水)的影响下所发 生的变化，称为表生成岩作用。 表生成岩作用与暴露于地表或潜水面以上的岩石所遭受 的风化作用是不相同的，风化作用是一种“去石化作用” ， 是使岩石发生解离和成壤作用。而表生成岩作用表现为次生 胶结、交代、某些物质的富集以及成矿作用。表生成岩作用 的强度取决于岩石的渗透性、岩性及古地理、古气候等条件。
连生胶结（嵌晶结构）— 方解石胶结物的重结晶作用
单体六方板状，集合体书册状、蠕虫状高岭石晶间孔
5.溶解作用
砂岩中的任何碎屑颗粒、杂基、胶结物和交代矿 物，在一定的成岩环境中都可以不同程度地发生溶解作 用。溶解作用的结果形成了砂岩中的次生孔隙。 如果溶解作用仅仅是砂岩中的原生胶结物被全部溶 解掉，那么所形成的次生孔隙的结构特征与原生孔隙完 全一致。如果碎屑颗粒与自生矿物被溶解或部分溶解， 则所形成的次生孔隙结构与原生孔隙有很大的差别。早 期形成的次生孔隙，又可被后来的胶结物充填，交代矿 物又可对碎屑和自生矿物进行再交代，以后又可再度发 生溶解。这样，砂岩的孔隙结构可以发生极大的变化。
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4)早期胶结作用能有效减弱压实效应。排水不畅也可形成 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。
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
二．压溶作用
1、概念：
沉积物随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上 所承受的来自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 触处的溶解度增高而导致的晶格变形和溶解作用称 压溶作用。
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
2)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。
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
3、压实作用产生的结果
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。
4. 表生作用(epigenesis)：指沉积物抬升到近地表，在潜水面以下常
温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水(包括上升水)的影 响下所发生的变化。
早成岩阶段
晚成岩阶段
早成岩
晚成岩
三、石油系统成岩阶段划分
碎屑岩成岩作用阶段划分表
第三节 沉积期后的影响因素
沉积物脱离沉积环境进入沉积期后变化阶段， 实质上是沉积物在新的条件下，重新建立起新的
第三章 沉积后作用及其阶段的划分
一、概述 二、沉积后作用阶段的划分 三、各阶段的基本特征
一、概述
沉积后作用（成岩作用）：沉积物形成后
到变质作用或风化作用之前这一时间段所发
生的作用。
沉积物在最终沉积(并被逐渐埋藏)之后直至遭受变质或
重新抬升遭受风化剥蚀之前的漫长时间内，因环境条件的改
变，沉积物的成分、结构、构造和颜色等均将所发生一系列 的变化，这些变化的过程与其产物即称为“沉积后作用”，
（一）压实和压溶作用
（二）胶结作用
（三）交代作用
（四）重结晶及多相转变作用
（五）溶解作用
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
第一节
压实与压溶作用
一、压实作用（机械压实作用）
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)。
5. 交代作用(replament)
交代作用是指在沉积期后演化过程中，沉积物中某种矿物被化学 成分不同的另一种矿物所取代的现象
6. 自生矿物的形成
（1）海绿石: 形成于低温海相环境，海水温度15～25℃， 水深10～30m到600m为宜，pH为7～8，Eh0～100mV （2）鲕绿泥石：其形成条件与海绿石相近，也出现于海相环境；也 有在低pH的沼泽环境中的 （3）沸石类 （4）高岭石 （5）菱铁矿 （6）自生长石 （7）自生硅质
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
2、压实作用的标志
在沉积物内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。
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
脆性颗粒弯曲破碎
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
4、根据埋深（吕正谋、周自立（1985）划分为四个带）
l）浅成岩带：深度小于1700m，成岩作用以机械压实作用为主。 2）中成岩带：埋深1700一21OOm：，砂岩为中固结状态，以原生孔隙为主， 是各类油田中最好的一类砂岩储集层。 3）深成岩带：埋深2100～320Om，阶状石榴石和石英强增生是该带的特征 标志，有机质已大量向石油转化，储集层物性较好，储集空间中原生和次生孔 隙均有。 4）超深成岩带：理深大于320O一3800m，储集层物性差，储集空间主要是 次生孔隙。渤海湾第三系深层碎屑岩中有2～3个次生孔隙发育带。
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
4、影响因素
1)温度和压力是发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，其强度随埋深的 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。
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。
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
2、压溶作用标志：
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。
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
颗粒凹凸接触和缝合接触
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
2、根据煤岩学（瓦索耶维奇等（1963，1968）的划分方案）
1）成岩作用（泥炭阶段） 2）后生作用。包括以下三个时期：
①早后生（褐煤阶段）；
②中后生（煤化阶段）； ③晚后生（成煤阶段）。 3) 近变质作用
3、根据地球化学环境（费尔布里奇（Fairbridge，1967）分类）
l）同生成岩：埋深0～1000m，与沉积环境关系密切，常导致早期石化作用 和自生成矿作用； 2）深理成岩：理深为1000一10000m，发生的变化多种多样，是在封存水和 其他流体特别是卤水和石油）向上和侧向运移的情况下发生的，温度可达 100一 200℃； 3）表生成岩：大气水的影响显著，发生的变化有氧化作用。风化作用等。
2. 压溶作用(pressure-solution)
在压力作用下，沉积物或沉积岩内发生的溶解作用称为 压溶作用。 如缝合线构造，石英砂岩中某些石英次生加大边等也属 于压溶作用的产物
3. 胶结作用(cementation)和固结作用(consolidation)
胶结作用：指从孔隙溶液中沉淀出矿物质（即胶结物）将松散的沉积物 粘结成坚硬岩石的过程，基本上是化学和生物化学作用，是沉积物转变为沉
这一过程最突出的变化是将松散的沉积物变成固结的坚硬的
岩石，因此有许多文献称其为“成岩作用”。
特点：
沉积后作用的时间一般极其漫长； 由于最终被埋藏后脱离了地表环境，温度、压力、 pH、Eh、CO2 、O2、生物等均有不同程度的但却十分明 显地变化； 变化是全面的系统的复杂的，既有物理的也有化 学的，既受物理也受化学规律支配控制； 对沉积岩的性质起极重要的控制作用，对储层的 孔隙度、渗透率起决定性的作用； 成岩的过程也是岩层中各种物质的迁移、富集或 重新分配重新组成的过程，也即是油气成矿的过程。 研究内容极丰富多样，成岩变化原因极其复杂。 成岩阶段划分方案众多。
积岩的最主要的一种作用。
固结作用：泛指松散沉积物转变为固结岩石的过程，它是通过胶结作用、 压实作用、压溶作用、甚至重结晶作用、生物的粘结作用等共同完成。 常见的胶结物为方解石及石英，其它还有白云石、菱铁矿、赤铁矿、针 铁矿、玉髓、蛋白石、自生长石、沸石、硬石膏、重晶石、天青石、盐类矿 物及粘土矿物。
平衡的过程。
影响这一平衡过程的因素主要有： 沉积物的
成分、温度、压力、以及层间水溶液的性质(溶度
积、自由度、PH值、Eh值、浓度、溶解气体的状
况等) 。
第四节 沉积期后阶段的主要作用
1. 压实作用(compaction)
系指沉积物在上覆水体和沉积物负荷压力下，不断排 出水分，体积缩小，孔隙度降低的过程。
7.溶解作用
碎屑沉积物的沉积后作用 （成岩作用）
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一、概念
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
（成岩作用期）。
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二、成岩作用的类型：
第一节
压实和压溶作用
颗粒弯曲破碎
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
压实作用强度系列
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
压实作用强度系列
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
压实作用强度系列
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第九章 碎屑沉积物的沉积后作用
第一节
压实和压溶作用
3)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。