7 碎屑沉积物(岩)的沉积后作用
沉积学陆源碎屑岩各论沉积后作用
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.
地质学沉积岩部分复习资料
以粉砂、细砂、泥沉积为主。有小型交错层理及水平层理。有冲刷构造，含有一些植物化石碎片。
(三)、河漫亚相
位于天然堤亚相的外侧，在河谷后总地势偏高。主要是粉砂岩和粘土岩。具有波状层理和水平层理。
1、 河漫滩微相
以粉砂岩，泥质粉砂和粘土岩沉积为主。具有层理构造以水平层理为主。粉砂岩和泥质粉砂岩中含有炭屑，有时可见炭质页岩。化石很少，一般见植物碎片。
（一）盆地边缘 （相当于X带）
2、 河漫湖泊微相
沿河漫分布的呈串珠状的小型常年的蓄水洼地。以黏土沉积为主，其次是粉砂。水平层理发育，泥岩红中含有泥裂、干裂等。可出现淡水生物化石，干旱地区课形成盐湖。
3、 河漫沼泽微相
在河漫湖泊后期充填淤塞满பைடு நூலகம்后形成的。
以泥炭沉积为主具有水平层理，炭屑、植物化石丰富。
七、鲍马序列及其沉积特征（由下到上）
A段 （底部递变层段）
是经直接悬浮沉积作用由高密度的浊流堆积成的。下粗上细由砾、砂组成的韵律层。具有递变层理，底部具有冲刷界面。岩层呈块状。
B段 （下平行纹层段）
二、影响沉积机械分异作用的因素
主要因素有颗粒大小、颗粒形状、相对密度、以及搬运介质的性质和速度。（1）沉积物按照颗粒大小和相对密度发生分异，使相对密度大的体积小的物质与相对密度小的体积大的物质堆积在一起。（2）颗粒形状也影响着物质分异，片状矿物医悬浮而搬运得远，等轴粒状搬运至近处；作滚动搬运的颗粒，圆度球度高者易滚动而有利于被搬运。（3）颗粒的相对密度和形状与矿物成分密切相关，大小与矿物物理性质有关，因此机械沉积分异在一定程度上是依矿物的成分分异的。（悬浮状态是片状的物质易沉积，滚动状态粒状物质易沉积）。
9、交错层理形成与（介质运动多变的环境）
沉积物的成岩作用和沉积岩的后生作用
四、沉积物的成岩作用和沉积岩的后生作用第六组成员（一）沉积物的成岩作用• 1.压实作用•1）.概念：由于上覆沉积物不断加厚，在重荷压力下，松散的沉积物变得比较致密而减小其体积、减少其中水的含量，压实作用示意图这种用称为压实作用。
•2）.主要表现：孔隙度减小、含水量减少、以及结构、构造的变化。
•3）.影响因素：负荷的大小、沉积物的粒度、成分、溶液性质（如电解质的多少）、温度等。
2.胶结作用1）.概念：松散的沉积碎屑颗粒，通过粒间空隙水的粘结而紧密地连生在一起，变为坚硬的岩石，这种作用成为胶结作用。
2）.胶结作用的物质成为胶结物。
3）.常见的胶结物：碳酸盐质、硅质、铁质、有机质和粘土矿物等，大多是由溶解于水的物质沉淀而成。
4）.强度取决于胶结物的成分和含量。
硅质胶结物夹铁质与钙质的胶结作钙质胶结物泥质胶结作用3.重结晶作用1）.概念：胶体和化学沉积物质，在非晶质条件下，自发地进行各种构造组合。
重新排列，逐渐转变为结晶质；或细小晶体由于溶解，局部溶解或扩散作用，使原先晶体继续生长、加大等，统称为重结晶作用。
2）.重结晶作用不仅可以是松散的沉积物固结成岩，同时也可以破坏沉积物的原生结构和构造而形成新的结构和构造。
如：沉积物的颗粒大小，颗粒形状及颗粒排列方向等，均可因重结晶作用而被破坏而消失。
3）.重结晶作用之强弱取决于沉积物的成分、质点大小、均一性、密度等。
密度大的矿物易发生重结晶作用，并形成单个晶体或结核。
成分均一，溶解度大的矿物重结晶作用也很明显。
二氧化硅胶体也易产生重结晶。
该矿床是石灰岩经重结晶作用而成4.成岩矿物的形成1）.概念：原来在沉积阶段相对稳定的矿物，在成岩作用阶段通过化学反应与交代作用常会形成与成岩环境相适应的新矿物组合，这些新矿物称为成岩矿物。
2）.常见的成岩矿物有：石英、硅酸盐类矿物、长石、沸石及粘土矿物等。
石英长石粘土矿物云母（硅酸盐类矿物）5.结合的形成•1）.概念：结核是指矿物岩石学特征（成分、结构、构造）与周围沉积物（岩）不同的规模不大的包体，通常是一种化学或生物化学作用产物。
沉积成岩作用
沉积成岩作用松散的沉积物转变为固结沉积岩的过程，称为成岩作用。
成岩作用的方式主要有：1.压固作用沉积物在上覆压力作用下，由疏松状态固结为岩石的过程称为压固作用。
随着埋深的加大，沉积物承受的压力也不断加大，孔隙中水分不断排出，孔隙度下降，孔隙连通性变差，渗透性降低，颗粒间的联结力加强，使沉积物逐渐转为致密坚硬的沉积岩。
泥质沉积物主要通过压固作用形成岩石。
2.胶结作用松散的碎屑沉积颗粒，通过粒间孔隙水中的化学沉淀物质的黏结变为坚硬岩石的过程称为胶结作用。
作用的结果使沉积物固结成岩，减少孔隙度。
对碎屑物起胶结作用的化学物质称为胶结物，常见的胶结物有硅质、钙质、铁质、粘土质等。
碎屑沉积物主要通过胶结作用形成岩石。
3.重结晶作用是指矿物组分以溶解、再沉淀或固体扩散等方式，使细小晶粒集结成粗大晶粒的过程称为重结晶作用。
如蛋白石（SiO2·nH2O）脱水结晶变为隐晶质的玉髓（SiO2），玉髓进一步结晶成显晶质的石英；灰岩中的隐晶质方解石重结晶为粗晶的方解石等。
重结晶作用可使松散的沉积物固结成岩，也可破坏沉积物的原生结构和构造而形成新的结构和构造。
化学沉积物和生物化学沉积物通常以重结晶作用固结成岩。
4.交代作用沉积物（岩）中某种矿物被另一种矿物所替代的现象称为交代作用。
如灰岩中的方解石被白云岩交代，方解石与石英相互交代作用等。
5.压溶作用在压力作用下，沉积岩中的矿物颗粒发生溶解的作用称为压溶作用。
压溶作用引起颗粒接触处的溶解，使颗粒呈凹凸接触，甚至呈缝合线接触。
如碳酸盐岩中常见缝合线构造即属于压溶作用的产物。
7碎屑沉积物的沉积后作用
7碎屑沉积物的沉积后作用碎屑沉积物是由于山体侵蚀、河流冲刷、海浪侵蚀等自然力量的作用，将岩石颗粒、矿物颗粒和有机物颗粒等搬运、沉积形成的淤积体。
碎屑沉积物的沉积后作用包括物理作用、化学作用、生物作用等多个方面。
本文将对碎屑沉积物的沉积后作用进行探讨。
一、物理作用碎屑沉积物的物理作用主要包括压实作用、岩石变质作用和侵蚀作用。
1.压实作用：随着碎屑沉积物被沉积，沉积物之间的空隙逐渐减小，颗粒之间的接触面积增大，沉积物内部的压实作用逐渐增强。
这种压实作用会使碎屑沉积物的体积减小，密度增加。
在经历了一定的压实作用后，碎屑沉积物可以变为固结岩，如砂岩、泥岩等。
2.岩石变质作用：碎屑沉积物在演化过程中，可能会经历热力作用、压力作用和化学反应等作用，从而发生岩石变质作用。
这种作用会改变碎屑沉积物的颗粒结构和化学组成，使其形成新的岩石。
例如，砂岩经过高温和高压作用可以变质成为页岩、片麻岩等。
3.侵蚀作用：碎屑沉积物一旦沉积之后，还会受到侵蚀作用的影响。
风、水、冰等自然力量对沉积物进行侵蚀，将部分碎屑沉积物重新搬运到其他地方进行沉积。
这种侵蚀作用会改变原来的沉积环境，造成新的沉积，形成新的沉积岩层。
二、化学作用碎屑沉积物的化学作用主要包括胶结作用、脱盐作用和溶蚀作用等。
1.胶结作用：胶结作用是指通过水的存在，沉积物中的颗粒之间发生化学反应，形成胶结物质，使碎屑沉积物更加牢固地结合在一起。
这种胶结作用可以使碎屑沉积物形成胶结岩，如砾石岩、凝灰岩等。
2.脱盐作用：碎屑沉积物中含有一定数量的盐分，当沉积物中的水分蒸发或与地下水接触时，盐分可能会经历脱盐作用而溶解。
这种脱盐作用会改变沉积物的化学组成，形成新的矿物。
3.溶蚀作用：碎屑沉积物中的一些成分可能会被水中的溶解物质侵蚀溶解，使沉积物发生溶蚀作用。
溶蚀作用可以改变沉积物的形态和结构，形成新的溶孔、溶洞等地貌特征。
三、生物作用碎屑沉积物的生物作用主要包括生物搬运作用、生物成岩作用和化石形成等。
岩石学-碎屑物质的搬运和沉积作用
水的流速
颗粒直径 水的密度
粘度
层流、紊流和雷诺数
雷诺数（Re, Reynolds numbers ）--层流和 紊流的判别标准
惯性力与粘滞力之间的关系，描述流体的 流动状态
Re＝惯性力/粘滞力＝V2d2ρ/Vdμ＝Vdρ/μ
Re＝1± 层流 Re＝1～40 临界流 Re > 40 紊流
4. 潮汐
潮汐作用对滨岸地区的碎屑 物质影响很大，在潮汐作 用带，水体作大规模地涨 潮和落潮运动，因此也使 水底的碎屑物质作相应的 往返运动。
平潮
高潮高
停潮
低潮高
等深流、 内潮汐流、冷流、暖流、赤道洋流和上返 洋流等对碎屑物质的搬运和沉积均有一定 的作用 。
2. 风暴浪
风暴浪底比正常浪底深，可达200m 风暴浪对正常浪底附近沉积物冲刷侵蚀 风暴回流携带大量碎屑物质形成密度流或
重力流——深海浊流 正常浪底和风暴浪底间是风暴沉积物（岩）
3. 近岸流
A.沿岸流
纵浪引起，波峰线与岸线斜交破浪后产生
B.离岸流
沿岸流流动一段距离，穿过碎浪带形成
滨岸带近岸水流系统示意图（据赖内克，1973)
Ca、Na、Mg的盐类则常呈真溶液搬运 Al、Fe、Mn、Si的氧化物常呈胶体溶液搬运；
真溶液物质的搬运和沉积作用
四、化学沉积分异作用 Chemical sedimentary differentiation
沉积分异作用概念
母岩风化产物以及其他来源的沉积物在搬运
和沉积过程中会按颗粒大小、形状、比重、 矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的
类别 流体性质
密度 水动力学机制
液固相 搬运介质 搬运动力 搬运方式 运动关系 搬运物质 沉积作用 沉积环境 沉积构造
(沉积岩石学课件)第七章 碎屑沉积物(岩)的沉积后作用
五、溶解作用和次生孔隙
2.碎屑岩溶解成因的次生孔隙 溶蚀粒间孔隙 部分溶解 特大孔隙 伸长形孔隙 贴粒孔隙 溶蚀填隙物内孔隙 溶蚀粒内孔隙 部分溶解；铸模孔 溶蚀裂缝孔隙
自生★——真正的胶结物 成岩作用过程中化学沉淀而成层内火山物质或铝硅酸盐矿物等在孔隙水
的作用下，在原地转变为另一种矿物，或由孔隙水带到附近孔隙内析出而形成新的自生粘土 矿物，数量比它生者少得多
二、胶结作用
①粘土矿物胶结物类型 A.高岭石 形态 单晶呈假六边形晶片，集合体呈书页状或蠕虫状 产状 充填孔隙、交代其它矿物、其它自生矿物包体 产出条件 酸性水介质条件、充足SiO2和Al3+的循环孔隙水 来源 其它粘土矿物转变、火山玻璃及长石蚀变
五、溶解作用和次生孔隙
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）类型 选择性溶解——成岩早期 非选择性溶解——成岩晚期 （3）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。
五、溶解作用和次生孔隙
溶解作用 碎屑岩的各种组分 发生在成岩作用的各个阶段
五、溶解作用和次生孔隙
溶解作用主要是酸性孔隙水使某些组分溶解所致从目前的研究来看， （4）酸性介质的来源 有机酸 无机酸 粘土矿物转化 大气水 碳酸水
溶解作用的结果
产生次生孔隙
溶解作用的结果
研究次生孔隙的 类型√
发育时期 层位 地区
五、溶解作用和次生孔隙
碳酸盐矿物的相互交代
铁白云石交代 方解石
铁白云石交代 白云石
铁白云石交代 菱铁矿
三、交代作用
⑦粘土矿物对石英的交代
常见于杂基含量较高的砂岩
碎屑岩成岩作用
6.
东营凹陷下第三系深层成岩作用及次生孔隙发育特征
袁静（石油大学（华东）地球资源与信息学院，山东东营 257061）
主要内容： 首先介绍区域地质概况， 然后通过钻井取心分析测试、岩石薄片和扫描电镜 观察等手段，对东营凹陷下第三系深层成岩作用和次生孔隙发育特征进行研究， 结果表明东营凹陷下第三系深部碎屑岩地层经历了强烈的压实压溶作用和胶结 作用、复杂的交代作用和多期次的溶解作用。划分成岩作用阶段，并分析次生孔 隙的发育特征。得出各成岩阶段的孔隙形成特征。
8.
白马南地区长������1砂岩成岩作用及其对储层的影响
刘林玉D，曹青 ，柳益群¨，王震亮D
1) 西北大学地质学系， 大陆动力学教育部重点实验室， 西安， 7100692)西安石油大学资源工程系， 710069
主要内容： 根据砂岩薄片、铸体薄片、扫描电镜、X一衍射和包裹体测温分析，研究鄂 尔多斯盆地西峰油田白马南地区长81储层的成岩作用特征。该区的主要成岩作用 有压实作用、胶结作用、溶蚀作用和破裂作用。然后分析各种成岩作用对储层性 质的影响。 压实作用和胶结作用导致储层孔隙度变低，而溶蚀作用和破裂作用又 改善了砂岩孔隙结构。
1.
东营凹陷古近系砂岩成岩作用与孔隙演化
游国庆 ，潘家华 ，刘淑琴 ，陈永峤2
（1.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；2．长江大学，湖北荆州 434023)
主要内容： 东营凹陷的岩石组成主要由湖相成因的砂岩和泥岩组成，发育河流相、三角 洲相、扇三角洲相、滨浅湖相以及半深～深湖相浊积扇等砂岩。东营凹陷古近系 砂岩在沉积物埋藏过程中，主要成岩作用为压实作用、胶结作用、溶蚀作用、重 结晶作用。并通过薄片特征作了详细阐述。然后依据粘土矿物混层比的变化、自 生矿物演化、 岩石的结构构造及物性特征以及有机质成熟度等对北部陡坡带、南 部缓坡带和中央隆起带3个次级构造单元成岩阶段进行划分。通过对岩石薄片和 砂岩物性等资料的研究得出结论， 东营凹陷古近系砂岩储层经历了多种类型的成 岩作用，对储层性质有重大影响的是压实作用、胶结作用和区沙四段储层成岩作用研究
碎屑沉积物的沉积后作用
碎屑沉积物的沉积后作用首先是压实和固结作用。
当碎屑沉积物被沉积到一定厚度后，上方的沉积物对下方的沉积物施加压力，使其逐渐变紧密，填充原有的孔隙，并形成稳定的结构。
这个过程称为压实。
同时，压实的过程还会引起一定的水分流动，使岩石中的水分排出，进一步增加岩石的密度，形成固结。
其次是胶结作用。
在固结作用的同时，地下水中的溶质逐渐析出，填满空隙，形成胶结物质，使岩层更加坚硬和稳定。
常见的胶结物质有碳酸盐、硅酸盐和铁锈等。
溶解作用是指岩石中的溶质在地下水作用下逐渐溶解。
地下水中含有溶解各种溶质的溶液，在渗入岩石孔隙时，由于地下水中的不饱和状态，会使岩石中的一些成分发生溶解。
溶解作用对于岩石的溶解和形成空洞具有重要的作用。
风化作用是指岩石在受到风力的作用下，发生物理性或化学性的变化。
其中物理风化主要是指风力的冲击和磨蚀作用，造成岩石的破碎和堆积；而化学风化主要是指风中的氧化剂、酸性物质等与岩石中的矿物发生反应，使岩石结构发生变化。
侵蚀作用是指在自然条件下，岩石受到各种外力的作用，如水流、风力、冰雪和波浪等，使岩石受到破碎和移动的过程。
侵蚀过程中，碎屑沉积物会被剥蚀下来，然后经过水流或风力传送到其他地方重新沉积。
重新沉积作用是指当碎屑沉积物在原地受到侵蚀后，通过各种自然力量重新沉积到其他地区。
重新沉积过程中，沉积物中的颗粒会根据颗粒大小和密度的不同而重新分选，形成新的沉积岩。
最后是变质作用。
当碎屑沉积物被埋藏到较深部位时，会受到高温和高压的影响，使其发生物理和化学的变化。
这个过程称为变质作用。
变质作用可以使碎屑沉积物转变为变质岩，如片麻岩、云母片岩和石英片岩等。
总之，碎屑沉积物的沉积后作用非常复杂，涉及到多种地质作用。
这些作用相互作用，相互影响，共同塑造了地球表面的地貌和岩石的性质。
沉积岩与沉积相 考试试题 参考答案
1、沉积岩的形成要经历那几个过程？A、搬运作用、沉积作用、沉积后作用B、沉积岩原始物质的形成、搬运作用、沉积作用C、母岩风化作用、搬运作用、沉积作用D、沉积岩原始物质的形成、沉积物搬运和沉积作用、沉积后作用答案：D2、同岩浆岩相比，沉积物具有（）的特点。
A、低温矿物富集B、高温矿物罕见C、特有的自生矿物D、碱金属含量远低于岩浆岩E、FeO高于Fe2O3F、存在大量有机质答案：A、B、C、D、F二、判断题1、沉积岩石组成岩石圈的三大类岩石之一，它是在地壳表层条件下，由母岩风化物质、火山物质、生物物质等沉积岩的原始物质经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用形成的一类岩石。
（）答案√2、形成沉积岩的地壳表层条件包括：常温、常压、水和大气的作用，生物和生物化学的作用以及重力作用。
（）答案√3、沉积岩可以划分为碎屑岩、碳酸盐岩、火山碎屑岩和生物岩。
（）答案×1、风化作用按性质，可以分为：（）A、物理风化作用B、化学风化作用C、生物风化作用D、根劈作用答案：A、B、C按照元素的风化差异性质，Br元素属于（）A、最易迁移元素B、易迁移元素C、可迁移元素D、惰性元素（微弱迁移）答案：A3、当母岩风化达到铝铁土阶段，主要剩下的物质是（）A、铁和铝的氧化物以及少量二氧化硅B、碳酸钙C、高岭石D、绿泥石答案：A二、判断题：1、化学风化作用在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶解等化学变化，分解而形成新矿物的过程，与生物作用无关（）答案：×2、元素的风化分异是造成造岩矿物风化稳定性差异的最根本原因（）答案：√3、在长期的风化作用以及搬运沉积作用过程中，风化稳定性较低的一些矿物被逐渐破坏而减少了，而风化稳定性高的石英则逐渐相对富集起来（）答案：√1、下列物质中呈真溶液形式在水体中搬运有（）A、Fe的氧化物B、Ca的盐类C、Na的盐类D、Mg的盐类答案：BCD2、胶体粒子的直径介于（）之间A、1～100nmB、0.1-0.25umC、0.1um以下D、1mm-2mm答案：A3、碎屑物质在流水的搬运过程中，哪一种矿物的相对含量会逐渐增加（）A、长石B、橄榄石C、石英D、方解石答案：C二、判断题：1、温度和压力对真溶液的搬运和沉淀没有明显的影响（）答案：×2、真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是它们的溶解度。
碎屑岩成岩作用
碎屑岩成岩作用研究1三碎屑岩成岩作用（沉积后作用）经历什么过程才变为现在的岩石？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。
2三碎屑岩成岩作用（沉积后作用）沉积后作用的类型(狭义的沉积后作用)有： （一）压实和压溶作用 （二）胶结作用 （三）交代作用 （四）重结晶及多型转变作用 （五）溶解作用33.1 压实与压溶作用3.1.1、压实作用是沉积物沉积后在其上覆水体或沉积层的重荷下， 或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、 体积缩小的变化过程。
标志：沉积物内部发生颗粒的滑动、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。
压实作用的结果：使岩石孔隙度降低，资料表明， 当埋深达3000米时石英砂岩的孔隙度将自40％左右降低至 10-30％ 43.1.1压实作用53.1.1压实作用63.1.1压实作用两者孔隙差别为什 么如此大？73.1.1压实作用颗粒压裂83.1.1压实作用颗粒压裂93.1.1压实作用假基质103.1.1压实作用颗粒间为点线 接触关系值得注意与加大边相区分113.1.1压实作用压实作用的结果：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。
123.1.1压实作用压实作用的影响因素：（1) 原始孔隙度大者易压实，反之亦然。
泥质沉积物的 原始孔隙度7O～90％压实作用明显；砂岩的原始孔隙度45～ 55%，其压实作用较弱； （2)荷重大、埋藏深度大压实明显。
（3)颗粒的形状、圆度、粗糙度、分选性、杂基含量等 对压实作用的效应也有影响。
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6套试题和答案
《沉积学》模拟试题A一、名词解释(每题2分,共20分)1.沉积岩2.机械沉积分异作用3.杂基4.结构成熟度5.沉积后作用6.叠层石构造7.沃尔索相律8.河流的“二元结构”9.沉积相10.重力流二、填空题(每题1分,共20分)1.沉积岩的形成过程大致可分成如下阶段：、、。
2.按有无页理发育，可将粘土岩分为页岩和。
3.狭义火山碎屑岩的主要岩石类型有：、、。
4.碳酸盐岩主要由、、、、五种结构组分组成。
5.冲积扇的沉积类型包括、、和四种类型。
6.根据地貌特点、水动力状况、沉积物特征，无障壁海岸沉积相由陆向海依次为、、和四个亚相。
三、简答题(每题6分,共30分)1.简述三级分类命名原则并对具体岩石命名。
简述三级分类命名原则（4分），并给具体岩石命名（2分）：一碎屑岩，粒度在0.5-0.25mm的碎屑占60%，0.1-0.25mm的占27%，0.01～0.1mm的占11%，<0.01mm的占2%。
2.试画出并简单描述3种不同类型的层理构造（每个图示和描述各1分）。
3.白云石有哪些成因机理？4.简述典型浊积岩的垂向序列（鲍玛序列）特征。
5.简述欧文的陆表海能量带模式。
四、论述题(共40分)1.试从碎屑岩的原始物质来源、搬运和沉积作用、沉积后作用等方面阐述碎屑岩的形成过程。
（25分）2.何谓建设性三角洲？试述建设性三角洲的鉴定特征、主要亚相、微相类型，并分析与油气的关系。
（15分）《沉积学》模拟试题A参考答案一、名词解释（每题2分，共20分）1.沉积岩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，是它在地壳表层条件下，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，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
2.机械沉积分异作用碎屑物质在搬运、沉积过程中按粒度大小、密度、形状以及矿物成分等物理性质进行分异并依一定顺序分别集中的沉积现象。
3.杂基杂基是碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，其粒级一般以泥为主，可包括一些细粉砂。
沉积岩答疑
碳酸盐岩的颜色－－类型、成因和环境意义
石大袁 静
第十章 碳酸盐岩各论
第一节 石灰岩
一、石灰岩的分类
福克和邓哈姆的分类方案★★★★★
福克的分类方案（341134） 以具成因意义的结构为依据进行分类 3：三端元分类 » 异化颗粒 » 微晶方解石泥 » 亮晶方解石胶结物
而形成的一类岩石。
石大袁 静
沉积岩的分类
根据沉积岩原始沉积物质成分的来源 主要由母岩风化产物组成的沉积岩 碎屑岩 化学岩
砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩 碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其它化学岩 主要由火山碎屑物质组成的沉积岩 火山碎屑岩 主要由生物遗体组成的沉积岩 可燃有机岩 非可燃有机岩
煤 油页岩
主要类型及其特征
火山碎屑熔岩、熔结火山碎屑岩 火山碎屑岩√√√√√ 沉火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩
火山碎屑岩的成因类型及其标志
海相、陆相；重力型、降落灰型、水携型
石大袁 静
第九章 碳酸盐岩概论
碳酸盐岩的概念
碳酸盐岩的成分
碳酸盐晶粒、生物格架、孔隙
石大袁 静
石大袁 静
第三章 碎屑岩的成分
第三节 杂基
杂基是什么？ ★★★★★
分布于碎屑颗粒之间，以悬移载荷方式与颗粒同时沉积，
粒径一般小于0.03mm的细小机械成因碎屑沉积物。 杂基意义（流体性质、沉积速率、结构成熟度）
第四节 胶结物
胶结物是什么？有哪些类型？ ★★★★★ 什么是填隙物？其概念的相对性是指什么？
石大袁 静
《沉积岩及沉积相》答疑
石油大学地球资源与信息学院
袁 静
沉积岩石学复习提纲
岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律
碎屑岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律摘要：砂、砾沉积物沉积后会遭受一些沉积后作用，即成岩作用。
主要有：机械压实及压溶作用、胶结作用、交代作用、重结晶作用及溶解作用等。
在各个成岩作用阶段，其岩石的孔隙度会发生变化。
碳酸盐岩的孔隙也会在成岩作用下有规律的的变化。
关键字：碎屑岩、碳酸盐岩、成岩作用1．碎屑岩的成岩作用及其多孔隙度的影响（1）压实作用压实作用系指沉积物沉积后在其上覆水层或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。
压实作用是沉积物进入埋藏阶段后最先经历的成岩作用。
压实作用对颗粒灰岩、白云岩影响较小，而对泥灰岩等细粒岩大半对数图解上孔隙度变化规律压实作用最明显的结果是沉积物体积缩小发生排水、脱水作用。
石英砂岩的孔隙度为40%左右，在3000m深处其孔隙度降至30%-10%.碎屑沉积物在300m深处时，75%的水已经被排除，所排出的水是孔隙度的主要来源之一。
以饶阳凹陷为例,饶阳凹陷位于渤海湾裂谷盆地内的冀中坳陷中部, 是在中国东部中新生代断陷盆地背景上发育起来的单段式箕状含油凹陷, 属于冀中坳陷一个次级构造单元。
该研究区储层砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低, 岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主, 磨圆中等, 多呈次棱-次圆状, 分选中等偏差。
该研究区的结构成熟度不高。
该地区的岩石矿物以长石，杂基等以塑形为主的碎屑，随着埋深的增加，使沙岩储层的孔隙度大为减少。
埋深从2000m至5000m, 最大孔隙度由32.9%降至2.17%, 平均孔隙度下降率1.02%/100m.研究区机械压实作用贯穿了整个成岩过程, 但在成岩早期对储层的影响远比其它时期大.（2）压溶作用压溶作用主要发生在3000m一下。
沉积物埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆地层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常空隙流体压力时，颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格变形和溶解作用。
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。
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
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第一节 沉积后作用的主要类型和影响因素
一、压实压溶作用
1.压实作用 （1）概念
压实作用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
（2）压实作用效应/标志
①粘土矿物胶结物类型 A.高岭石 形态 单晶呈假六边形晶片，集合体呈书页状或蠕虫状 产状 充填孔隙、交代其它矿物、其它自生矿物包体 产出条件 酸性水介质条件、充足SiO2和Al3+的循环孔隙水 来源 其它粘土矿物转变、火山玻璃及长石蚀变
自生高岭石
自生高岭石
石英砂岩粒间 自生高岭石
自生高岭石晶 间孔充填沥青
D.粘土矿物的成岩转化
E.硅酸盐矿物的不一致溶解尤以长石重要
F.火山玻璃去玻化和蚀变变成粘土矿物或沸石类矿物
G.海底火山喷发
H.构造抬升T、P↓，孔隙水中的SiO2过饱和
（2）碳酸盐胶结物——代表碱性成岩环境
①碳酸盐胶结物类型 方解石★★★ 白云石★★ 成岩后期由方解石转化而来 菱铁矿★ 还原微咸水环境，地下：富含有机质沉积物地表——沼泽环境； 文石、高镁方解石 同生成岩期 菱镁矿
第七章 碎屑沉积物（岩） 的沉积后作用
概述
一、沉积后作用的定义
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。 此过程实质上是地层水与沉积物之间从不平衡到平衡的 变化过程。
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
后生胶结物可以取代早生胶结物 胶结物溶解即去胶结作用，形成次生孔隙
胶结物的生长方式——孔隙充填式
2.胶结物的类型和胶结方式
（1）氧化硅胶结物——代表酸性孔隙水介质环境 蛋白石★、玉髓★★
石英（★★★★）常以石英颗粒自生加大边形式出现。
次生加大胶结（secondry enlargement cement，） 某些溶解物质逐步沉淀在同成分的碎屑颗粒表面，使原 来颗粒增大的现象）
铁方解石 嵌晶式胶
结
③碳酸盐胶结物的来源 海水和流动的孔隙水 钙质生物介壳溶解 碳酸盐颗粒的溶解 深部页岩的半透膜效应使深处的碳酸盐增多。
（3）粘土矿物胶结
粘土矿物
成岩作用过程中化学沉淀而成层内火山物质或铝硅酸盐矿物等在孔隙水
的作用下，在原地转变为另一种矿物，或由孔隙水带到附近孔隙内析出而形成新的自生粘土 矿物，数量比它生者少得多
自生增长（authigenic overgrowth，） 在陆源矿物或化学成因矿物上长出同成分边缘的现象）。
石英次生加大
自生石英产状
自生石英 孔隙衬边
自生石英 颗粒衬边
自生石英
氧化硅胶结物的来源
A.地表水 和地下水 （SiO2=13ppm）
（SiO2=几十ppm）
B.硅质生物骨壳的溶解
C.碎屑石英压溶作用
泥岩岩屑被压实成假杂基
脆性颗粒破裂、错断
长石双晶纹变形，错断
石英脆性变形
石英沿极不完全菱 形解理破裂
2.压溶作用
（1）概念
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。
本质上，压实作用和压溶作用是同一物理—化学过 程的两个阶段，是持续进行的。
B.伊利石 形态 细而薄的鳞片状、纤维状，最高干涉色可达一级顶部， 产状 颗粒包膜、孔隙衬边、孔隙搭桥（集合体） 埋深增大→绢云母 产出条件 富K碱性条件 来源 其它粘土矿物转化，如高岭石、蒙脱石等。
自生伊利石
自生伊利石产状
自生伊利石 孔隙衬边
丝缕状伊利石 向孔隙内生长
C.绿泥石 形态 板状、玫瑰花状、竹叶状、绒球状等。 产状 颗粒包膜或孔隙衬边 产出条件 有Fe2+和Mg2+存在的还原条件 来源 孔隙水中直接沉淀 其它粘土矿物转变，如高岭石。
②碳酸盐胶结物的产状 晶粒状 斑块状 衬边状 自生加大环边 嵌晶状 次生孔隙充填物 充填胶结微裂缝（如方解石脉）
碳酸盐胶结物的产状
半自形—自形 晶粒状铁白云石
自形粒状铁 白云石
石英次生加大
含铁方解石 嵌晶式胶结
碳酸盐胶结物的产状
铁白云石 斑块状胶结
方解石充 填构造缝
碳酸盐胶结物的产状
铁白云石次生 加大式胶结
自生绿泥石
长石表面绿泥石
绿泥石薄膜状 胶结长石砂岩
自生绿泥石产状
充填粒间孔
D.蒙脱石 产出条件 富Ca碱性条件 环境 常见于火山物质较丰富的砂岩，如火山碎屑（砂）岩 变化 成岩早期含量较高 成岩作用加强→其它粘土矿物。
二、成岩作用类型
压实和压溶作用★——细粒沉积物重要 胶结作用★——粗粒沉积物重要 交代作用★——发生在岩石组分之间 重结晶作用和矿物的多形转变作用
对碳酸盐沉积物及胶结物重要 溶解作用★★★
时间、环境跨度大，产生孔隙，也是交代作用的必要 过程
三、成岩（作用）环境要素
温度 压力 流体
化学性质（有机质演化、粘土矿物转化）、流动方式 盆地的构造演化 生物扰动
（来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力） （超过正常孔隙流体压力达2～2.5倍） 有人把压溶作用称为化学压实作用，因此在有些文献中压实作用包括物理压实和化学压实作用。
（2）效应
随颗粒所受压力不断增加和地质时间的推移，颗粒
点接触→线接触→ 凹凸接触→缝合接触
点接触——线接触
缝合接触
缝合接触
3.差异压实作用
是指内部组构不均一的沉积层或粒度不一致的薄沉积层， 由于原始组分对压力的敏感程度不同，在压实过程中发 生差异流动，使原始沉积构造遭受到破坏，并形成一些 新的构造特征，常见的如瘤状构造、扁豆状构造。
差异压实作用
二、胶结作用
1.概念
胶结作用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。
①岩石结构构造变化 塑性颗粒受压变形，刚性颗粒受压破裂、错断 颗粒趋于定向排列、成因定向构造。 实际上是由不稳定状态向稳定状态转化
②孔隙流体排出，为后期的成岩作用提供物质基础垂直于应
力方向上颗粒溶蚀， Si4+、K+、Na+、Mg2+、Fe2+、Ca2+等离子游离出来，
③岩石原始孔隙度、体积缩小
塑性颗粒变形