成岩作用

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地球岩石及其形成作用(22)

地球岩石及其形成作用（22）胡经国第六节沉积岩的成岩作用一、成岩作用的概念成岩作用（Diagenesis）是指在一定压力、温度影响下，由原岩经风化作用、侵蚀作用、搬运作用、沉积作用而形成的松散（软）沉积物固结成为坚硬沉积岩的作用过程。

成岩作用大多发生在地下几千米以内的地质环境中。

成岩作用一词最早由德国学者 C.W.冈贝尔（1868 )提出。

各国学者对这一名词所赋予的含义并不完全一致。

需要指出的是，这里所说的成岩作用是指沉积岩的形成作用。

它与岩浆岩和变质岩的形成作用是有区别的。

成岩作用的主要方式包括沉积物的压实作用、胶结作用、交代作用、结晶作用、淋滤作用、水合作用和生物化学作用以及新矿物的产生等。

这些作用通常是在压力、温度不高的地壳表层发生的。

在作为成岩物质的沉积物被上覆沉积物覆盖以后，由于厌氧细菌的作用，有机质腐烂分解，产生H2S、CH4、NH3和CO2等气体，促使碳酸基矿物溶解成为重碳酸盐，高价氧化物还原成低价硫化物，酸性氧化环境变为碱性还原环境。

此时，沉积物发生重新分配、组合，胶体矿物脱水陈化、压缩胶结，最终固结成为岩石。

二、成岩作用机理松散（软）沉积物经过一定的物理、化学、生物化学变化以及其他变化和改造（如水分挤出、孔隙度减小、密度加大、胶结、重结晶、化学成分变化形成新矿物等），固结成为沉积岩的作用过程，称为成岩作用。

成岩作用是沉积岩形成的最后阶段。

沉积物的成岩作用机理是很复杂的，主要包括以下几种作用。

㈠、压实作用1、压实作用与附着水排出由于上覆沉积物逐渐增厚，上覆沉积物压力也不断增大，因而沉积物中的附着水逐渐被排出，颗粒间的孔隙减少，体积缩小，颗粒之间的联系力增强，从而使沉积物固结变硬的作用过程，称为沉积物的压实作用（Compaction）。

压实作用是粘土沉积物成岩作用的主要方式。

例如，新鲜的粘土沉积物孔隙度可达80%；在压实固结成为页岩以后，其孔隙度可减少至20%，甚至更小。

2、压实作用与失水作用随着压力的增大，温度也有所升高。

储层成岩作用_成岩作用和孔隙演化

滞流型
无动力来源和流体流动，为正常
压力平衡状态
能量流为主，伴随着物质流
无水循环无机酸为主成岩反应慢
温度、pH、Eh 及离子浓度
二、主要成岩作用
成岩作用的基本要素决定了可能发生的各种成岩作用。流体性质与矿物成分决定矿物是溶解还是沉淀。可以说，成岩过程是孔隙的形成与消亡的交替过程。因此，依据成岩作用对孔隙影响，可将其分为两大类：
系统与外界只存在周期性的流体交换，异常高压形成幕式
交换
物质流为主，伴随着能量流
封闭性水循环有机酸为主选择性反应
压力、温度及有机质丰度
物质流为主，伴随着能量流
开启性水循环大气水为主选择性反应
pH、Eh及离子浓度
能量流为主，伴随着物质流
半封闭性水循环有机酸为主，成岩反应活跃
超压力带与有机质丰度
③影响孔隙流体和岩石的反应方向：因为化学反应的平衡常数受温度控制，温度的变化势必引起反应的变化。在一种温度下，一定的成岩反应可以形成次生孔隙，在另一种温度下可能形成自生矿物而堵塞孔隙。
④古地温控制下有机质成岩演化序列：有机酸对矿物颗粒的溶解是形成次生孔隙重要途径之一。有机质随温度的变化衍生出不同的化学成分，而不同化学成分的有机酸对矿物的溶解则明显不同。
压力关系示意图
（四）流体
储层中所见到的自生矿物的沉淀与溶解作用是沉积盆地内大量溶解物质所造成。成岩期间储层中存在着不同成分的孔隙流体，这种流体是重新分配矿物的动力学条件。因此，其化学成分和活动程度对成岩作用起着很重要的控制作用。具体来说，孔隙流体一般包括孔隙水、油和气，孔隙水的影响最突出。
第二节成岩作用和孔隙演化
一、成岩作用的基本要素

沉积成岩作用

沉积成岩作用沉积成岩作用是探讨地球科学中关于岩石构造形成的一种演化过程，它涉及到许多科学知识，如沉积学、矿物学、地质学、岩石学等。

那么沉积成岩作用是怎样进行的？沉积成岩有哪些作用呢？一、沉积成岩作用沉积成岩作用是指岩石在地壳内极深的深层环境下，源于沉积物（海砂、河砂、湖砂、火成岩碎屑）的物理、化学和生物等作用的综合作用，形成的一种复杂的构造过程。

它是由于沉积物在不断堆积、压实和混合，导致沉积物中夹杂物（如细菌、泥沙、沉积岩碎片、海盐甲烷等）发生物理、化学和生物作用而产生的构造过程。

岩石由此演化形成。

沉积成岩作用发生在极其深层，遭受着大量来自地幔层的压力。

地壳层中的沉积物首先表现为浊流、晶格、泥屑或积累物。

这些物质沉积在一起，并且因为极端的压力和温度条件，发生化学作用，形成岩石。

二、沉积成岩作用的效果沉积成岩作用的主要效果有：（1）形成岩浆：积物在高温、高压条件下可以形成岩浆。

岩浆有利于岩石形成，这是沉积成岩作用的最基本效果。

（2）促成物质迁移：积物在受到足够的压力和温度的条件下，会蒸发，这将促使部分物质迁移到更深的地壳层，从而改变了形成岩石的构成。

（3）影响岩石的组成：积物的物理、化学和生物作用，产生的结果是改变了岩石的化学组成，使岩石变得更加结实。

（4）影响岩石的结构：积物在受到足够的压力和温度，会结合和缩短，这将直接影响到岩石的结构，使岩石变得更加坚实。

三、沉积成岩作用的意义沉积成岩作用是地质演化过程当中不可或缺的一部分，它对地质结构、地质环境和地壳结构的变化起着重要的作用。

这些岩石的形成利于沉积物的堆积，因此沉积成岩作用有利于丰富沉积物质，形成更多的地下岩石以及地下水资源。

此外，沉积成岩作用的发生，也有助于改变地质构造，从而形成新的地质成果。

因此，沉积成岩作用在地质演化过程中对地球形成和演化起着重要作用，是理解地质系统演化过程不可分割的重要组成部分。

第十二章成岩作用与沉积岩

而达到相对稳定的状态。其与沉积物的根本区别就是是否经过固
结。
一、沉积岩中的矿物
沉积岩中已知的矿物达160种以上，而组成岩石的90%以上的矿物只
有20余种，最常见的是氧化物、硅酸盐、碳酸岩以及盐类矿物等。主
要矿物包括有石英、斜长石、钾长石和白云母、方解石、白云石和粘土矿物。
二、沉积岩的颜色
沉积岩的颜色：沉积岩的形成时受到当时古地理和古气候的控制，具有各种颜色。其颜色主要决定于它的矿物成分和沉积时的古地理环境，这是沉积岩命名的依据之一。例如，岩石中含有少量的Fe203，
第十二章成岩作用与沉积岩
主要内容
1、成岩作用 2、沉积岩的特征 3、沉积岩的分类及常见沉积岩
4、外生矿床
5、外力地质作用小结
第一节成岩作用
在外动力动力地质作用下形成的沉积物，一般处于表生条件下（常
温、常压、富氧等），此条件下沉积物疏松、多孔、富水。经过成岩
作用，松散的沉积物多转变成为坚硬的岩石，与当初的物理性质已有很大的差别，这种差别就是成岩作用造成的。因此，成岩作用是由松散状态的沉积物转变成坚硬岩石的过程，可以分为：压固脱水、胶结、重结晶作用、微生物及有机质作用等四种基本方式。
的表面常发育有刀砍纹构造。原生白云岩是干热气候条件下的咸水湖
或海相环境下的产物。
第四节外生矿床
一、矿石与矿床 1.矿石：在当前生产技术条件下能够开采利用的、含有有用矿物的岩石称为矿石。 2.矿床：在一定地质作用下形成的、在质量和数量上满足当前开采利用要求的有用矿物的富集地段。
第四节外生矿床
者称为水平岩层；纹层倾
斜者称为斜层理；相互交错者称为交错层理；在一个层内碎屑颗粒粒径由下向上逐渐变细称为递变层理。层理的基本术语和主要类型

8 成岩作用与沉积岩(资工、地信、地质)

斜层理是砂粒在介质流速较高时产生波动的情况下形成的，流动方向稳定时形成板状斜层理或单斜层理，流动方向交替变化时形成楔状交错层理等。
（1）水平层理：由水平的纹层组成。（2）波状层理：纹层呈波状起伏。是在水介质呈波浪运动条件下形成的。（3）斜层理：由一系列斜交或交切的层系组成。板状斜层理（层系界面大致平行）；楔状斜层理（层系界面不平行）；槽状斜层理（层系界面成弧状交切）。
第八章成岩作用与沉积岩第一节成岩作用
成岩作用:由松散的沉积物转变为沉积岩的过程称为成岩作用（diagenesis）。
成岩过程的特征：水分逐渐排出；孔隙度减少；密度加大；松散颗粒被胶结或发生重结晶作用，形成固结的岩石。成岩作用的主要方式: 压实作用、胶结作用和重结晶作用。
一、压实作用
按颗粒大小可分为巨晶（﹥4mm）、粗晶（4～0.5mm）、
中晶（ 0.5 ～ 0.25mm ）、细晶（ 0.25 ～ 0.05mm ）、粉晶（ 0.05 ～ 0.01mm ）、微晶（ 0.01 ～ 0.001mm ）和隐晶
（﹤0.001mm）结构。
4 生物结构：是由生物遗体或生物碎屑形成的岩石所具有的结构。如生物碎屑灰岩、介壳灰岩等。
压实作用（compaction）：是指沉积物在上覆水体和沉积物的负荷压力下，水分排出、孔隙度降低及体积缩小并转变为固结的岩石过程。
任何沉积物转变为沉积岩都经受了压实作用，但单纯的压实作用不一定能固结，还必须有其他成岩方式相配合。
二、胶结作用
（一）胶结作用（cementation）：是指从沉积物孔隙溶液中沉淀出的矿物质（即胶结物）将松散的沉积物粘结成为沉积岩的过程。对于砾、砂和粉砂等碎屑沉积物，必须通过胶结作用，才能固结成岩。（二）胶结物的种类：

成岩作用

影响成岩作用和后生作用的因素影响成岩作用和后生作用的因素很多，如物质成分、物质本身的地球化学性质、沉积围岩的性质、岩相和岩性、地质构造环境、水的性质、pH值、Eh值、各种组分的活度（逸度）、温度、压力和有机质等。物质的成分和性质涉及其自由能、其形成络合物的稳定常数等，这些因素可影响物质的成分在溶液中是长期保持迁移状态还是很快沉淀下来。岩性因素包括其孔隙度和渗透性，决定溶液迁移的快慢和远近。强烈坳陷快速堆积和埋藏的区，沉积岩可遭受较长时间和强烈的后生作用,其成岩阶段可能较短
温度的重要作用在于它可以影响矿物结晶的地球化学性质、综合剂的电离化OH(的活度、矿物的溶解度以及溶液的流动性。压力可影响矿物的溶解度，埋藏较浅时，一般只发生机械的压实，而埋藏较深时，则可能出现化学的压实作用。在压力的作用下，矿物的转化趋势是趋向分子体积较小的变种。
生物的生机活动(如细菌的活动)可改变介质的Eh值、pH值,促使沉积物发生变化。还可提供某些物质,如脱硫细菌的作用可分解出H2S,参与形成硫化物。腐殖质在溶解不溶性盐类释出金属离子、溶解矿物和硅酸盐、延迟金属的沉淀、对金属的螯合作用、阳离子的交换、表面吸收等方面，起很大作用。
成岩作用和后生作用的方式包括下列各种：①压实作用，指在上覆沉积物不断加厚而使负荷压力增加的情况下，松散沉积物变得比较致密，体积减小，其中水含量减小。机械的压实不伴有化学反应，化学的压实作用伴有颗粒间或颗粒与水之间的化学反应及新
生矿物的形成。沉积物经压实后，孔隙度减小，结构与构造发生变化。如出现颗粒的定向性、压溶结构和次生加大结构等②水化作用,指矿物与水结合成为含水的矿物的作用，反之即脱水作用(CaSO4?2H2O)与(CaSO4)间的转化是这一作用的典型例子。沉积盆地的沉积大都是在水介质中进行的，因此最初阶段发生的水化作用，是普遍的现象。随着埋藏深度的加大，沉积物（岩）固结程度的增强，逐渐会发生脱水的作用。③水解作用，指矿物在水的作用下发生分解的作用。水起着盐基的作用，并提供氢氧离子。大多数均可发生水解，这与水介质的pH值有关，矿物水解过程中可有金属阳离子的游离。随着pH值的变化，矿物可以朝着水解方向进行，也可朝着去水解方向进行。④氧化与还原作用，这一作用与沉积环境和沉积演化的阶段有关。大陆环境及广海环境的沉积物表层常发生氧化，而停滞的闭流盆地沉积物常处于还原环境。在同生阶段，正常的沉积常处于氧化或弱氧化环境（海解阶段、陆解阶段），在成岩期和后生期变为还原及弱还原环境。⑤离子交换和吸附作用，水中呈离解状态的H(和OH(与遭受变化的矿物中的离子可以发生交换反应。水电离而产生的H(，能置换矿物中的碱金属离子。在成岩、后生阶段，和类矿物等，都可进行离子交换或离子吸附作用。最容易被吸附的首先是H(和OH(，以后就是阳离子Cu(、Al(、Zn(、Mg(、Ca(、K(、Na(和阴离子S(、Cl(、SO当H(或OH(离子被吸附后，吸附剂就带有自由电荷。例如，粘土矿物常与盐基离子结合而带负电荷，因此，粘土矿物能从海水中或溶液中吸附许多稀有金属。某些矿物吸附一些离子或进行离子交换之后，即转变为另一矿物。⑥胶体陈化作用，是指胶体脱水、过渡为偏胶体，最后形成稳定的自生矿物的过程，-玉髓-的变化即是其例。重结晶是后生作用中极常见的现象，在压力增大（或伴有温度的升高）的情况下,变化的趋势是缩小体积,及矿物变为分子体积较小的变种。⑦交代作用，是发生在已固化的沉积岩内对已有矿物的一种化学的替代作用，在化学上它是保持晶形不变的情况下的沉淀转化作用，主要发生在后生期和表生成岩期。经交代后常造成某些矿物的假象。⑧结核，是在矿物岩石学特征上（成分、结构等）与周围沉积物(岩)不同的、规模不大的包体，它可以产生在成岩的各个阶段，通常是化学的或生物化学的产物。⑨自生矿物的形成，在成岩期和后生期，会形成与各时期的介质条件相平衡的自生矿物，有一些是阶段的标志矿物。如成岩期的莓状、、、鳞绿泥石等；后生期的赤铁矿、、次生沸石、次生碳酸盐

沉积岩石学复习资料

沉积岩石学复习资料一、名词解释沉积岩：沉积岩石学：成岩作用：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。

风化作用：牛顿流体：重力流：一种在重力作用下发生流动的、弥散有大量沉积物的高密度流体。

非牛顿流体：急流：障碍物处激起浪花，一涌而过，只在障碍物附近的水面有所升高，而对稍远的上游水不发生任何影响缓流：在障碍物处发生水面跌落，而障碍物上游水面发生壅高，并延伸到上游相当远处层流：一种平缓的流动，水质点做直线运动，流体上下层之间无质量交换紊流：一种急湍的流动，水质点运动轨迹极不规则，流体上下层之间经常有质量交换碎屑流：一种砾、砂、泥和水相混合的高密度流体，泥和水相混合组成的依靠杂基支撑着砂、砾使之呈悬浮状态搬运，沿着斜坡运动。

颗粒流：由松散的颗粒（砾、砂）所构成的重力流。

由颗粒之间的相互碰撞所产生的支撑应力，保持颗粒呈悬浮状态被搬运。

液化沉积物流：沉积物孔隙中富含水，当孔隙水的压力超过静水压力时，即可产生超孔隙压力，使流体向上流动来支撑颗粒，使之呈悬浮状，即沉积物发生“液化”。

浊流：主要由砂、泥和水充分混合的高密度流体、靠液体的湍流来支撑碎屑颗粒，并使之呈悬浮状态。

30-40%泥＋砂；极少的砾。

密度高者达1.5-2g/cm3。

机械分异作用：碎屑物质在沉积的过程中，按粒度、密度、形状等差异发生有序沉积的现象。

胶体溶液：介于粗分散系（悬浮液）和离子分散系（真溶液）间，粒子直径介于1～100nm间，多呈分子状态。

化学沉积分异作用：泼性或溶解度的差异，以及受所处环境pH和Eh的影响，按一定顺序依次从溶液中沉淀出来的现象。

沉积岩的构造：指沉积岩各个组成部分的空间分布、排列方式和相互关系流动成因构造：沉积物在搬运和沉积时，由于介质（如水、空气）的流动，在沉积物内部或表面形成的构造，属流动成因构造。

层理构造：沉积岩岩石性质沿垂向上的变化或差异而产生的层状构造，可通过矿物成分、颜色、粒度、形状、排列或填集方式的突变或渐变显现出来。

碳酸盐岩的成岩作用

碳酸盐岩的成岩作用
碳酸盐岩的成岩作用主要是指碳酸盐岩的沉积、变质和熔融等物理化学过程，以及地壳演化过程中碳酸盐岩的改造作用。

1、沉积作用：碳酸盐岩是由海水中悬浮的碳酸盐物质，以及海底火山活动等途径沉积而成的。

2、变质作用：碳酸盐岩受到地壳构造变形，温度和压力的影响，可以发生变质作用，形成不同种类的碳酸盐岩。

3、熔融作用：碳酸盐岩在受到高温和高压的作用下，可以发生熔融作用，形成新的碳酸盐岩。

4、改造作用：地壳演化过程中，碳酸盐岩可以受到构造变形、渗透变质、熔融变质等作用，形成不同种类的碳酸盐岩。

3.成岩作用

2、成岩作用及成岩序列
通过偏光显微分析(常规薄片和铸体薄片)、阴极发光、扫描电镜、X衍射、稳定同位素、包裹体等分析，研究成岩作用类型、成岩序列、不同成岩作用对孔隙形成、破坏和演化的影响。
3、成岩阶段
根据X衍射(I/S混层比)、有机质热成熟度（Ro、Tmax等）、成岩矿物特征及孔隙成因类型，划分成岩阶段，研究不同成岩阶段的孔隙演化特征。
E、不同自生矿物的胶结作用
①碳酸盐最常见：方解石其次：白云石、铁白云石和菱铁矿少见：菱锰矿、片钠铝石现代胶结物：文石（老岩层中转变为低镁方解石）
不同成岩期碳酸盐胶结物分布特征（周自立、朱国华，1992）
主要特征形成时期矿物种类结构特点分布特征成岩作用性质
早期碳酸盐矿物主要压实期以前方解石、白云石
胶结产状
① 新月形胶结产状：胶结物仅位于两个颗粒接触处，一般呈弯曲的弧形表面，
可由单晶或多晶组成。成因：在颗粒接触处的表面张力影响下，水附着孔壁时具有弧形
表面，造成胶结物外表面也呈弧形。效应：对岩石物性影响很小。
② 重力型胶结产状：胶结物具有明显的方向性：大多在各个颗粒的同一侧发育，另一侧没有或很少有胶结物。成因：水溶液垂直向下流动时重力作用所引起。
薄片（常规、偏光、铸体、染色）阴极发光扫描电镜 X-射线衍射同位素包裹体
成岩作用的研究流程
成岩现象识别
成岩阶段划分
孔隙类型研究
孔隙演化规律研究
有利孔隙带预测
第二节成岩作用类型
破坏性成岩作用：压实作用胶结作用压溶作用重结晶作用
埋藏深度↑，压实强度↑，孔
隙度明显↓
Selley 的研究：在浅处

成壤与成岩作用结果

成壤与成岩作用结果
成壤作用是指残积物及其他沉积物的表层在一定条件下产生的形成土壤过程的产物。

即残积物的表层，通过生物风化、物理风化和化学风化发生了物质移动和能量转化。

它包括了土体内有机质的聚积和分解，矿物的形成和破坏，元素的迁移和转换，土壤剖面结构的形成和发展等，这一切便是土壤的形成过程目前对成岩作用（diagenesis）的理解还不统一，有人将其等同于固结作用（consolidation）（狭义成岩作用），本教材的成岩作用泛指沉积物从最后沉积或静止下来的那一时刻起直到它开始变质或遭受风化之前所经历的所有作用（广义成岩作用）。

按作用进行的时间先后，成岩作用又分为早、晚两期。

成岩作用讲稿

第一章绪论第一节成岩作用的概念与研究历史一、成岩作用的概念成岩作用一词diagenesis（复数diageneses，形容词diagenetic）最先由德国人GÜmbel（1868）提出。

在国内一样以为，成岩作用是指碎屑沉积物在沉积后到变质作用之前，这一漫长时期所发生的各类物理、化学及生物转变。

而不是狭义的，仅指沉积物的石化和固结作用（郑浚茂,1989）。

成岩作用的这一概念是我国现代大多数地质家们所同意的概念。

二、研究历史①1868-1970：一样性的描述，岩石学方面的研究。

②1970-1995年：成岩作用与石油地质相结合，再加上大量新技术、新方式的引入，如X―衍射、铸体薄片、压汞、阴极发光显微镜、SEM、R o、Rork Ever、同位素、荧光显微镜、电子探针等使成岩作用的研究取得冲破性进展，最大的发觉确实是深层（>4000m）次生孔隙的发觉，并在其中发觉了工业油气流。

不仅具有理论意义，而且具有庞大的经济成效。

专门是成岩圈闭的发觉，令人们更进一步熟悉了成岩作用研究的重要性。

③1995~现今：显现了三个不同的研究方式和领域A、分析、化验、观看、描述：刘宝珺、孙永传、李忠、郑浚茂、应凤祥、赵澄林B、成岩作用物理模拟：赵澄林、孟元林C、成岩作用数值模拟：孟元林、应凤祥、何东博表1-1 成岩作用进展史（李忠，2006）第二节成岩作用的研究内容与意义一、成岩作用在石油地质中的地位（一）成岩作用对成藏要素的阻碍石油与天然气是一种沉积有机矿产，其形成和散布与沉积相和成岩作用紧密相关。

成岩作用可进一步分为早成岩时期A期、B期、中成岩时期A1、A2亚期、B期和晚成岩时期，他对石油地质的六大成藏要素生、储、盖、运、圈、保均有紧密关系（表1-1）。

表1-1 成岩作用对成藏要素的阻碍与操纵（二）对储层质量的阻碍成岩作用对六大成藏要素阻碍最严峻的是储层的质量。

研究说明，储层的物性要紧受沉积相、成岩作用和构造作用的阻碍与操纵。

储层地质学(中国石油大学)-4成岩作用

和次生孔隙的形成。
1、有机酸的形成在烃源岩生成液态烃之前，干洛根分子就释放出其外围羧基和酚基，形成一元羧酸和二元羧酸两类水溶性有机酸。二元羧酸阴离子浓度幅度下降的主要原因是热脱羧作用，温度高时，二元羧酸就会脱羧转变为一元羧酸和（或）CO2。
2、羧酸和酚基在碳酸盐和铝硅酸盐溶蚀和次生孔隙形成中的
缚石类胶结物：呈粒状、板状、纤维状、针状等。赤铁矿胶结物：常受含氧孔隙水的分解。黄铁矿胶结物：形成于强还原环境。在同生成岩阶段的黄铁矿
在电镜下显示为草莓状，由八面体黄铁矿微晶集合而成。在砂
岩油藏中，黄铁矿常富集于油水边界部位。
4、交代作用（1）概念一种矿物代替另一种矿物的作用。
（2）类型
储层地质学——成岩作用及其对储层孔隙发育的影响
（1）成岩作用：是沉积物沉积之后转变沉积岩直至变质作用之前，或因构造运动重新抬升到地表遭受风化之前所发生的
物理、化学和生物的作用，以及这些作用所引起的沉积物或
沉积岩的结构、构造和成分的变化。（2）影响因素：较多，但以孔隙水的性质及运动最为重要。（3）主要类型：压实、压溶、交代、矿物的多形转化、重结晶等作用。
2、压溶作用产生：缝合线、微缝合线、未缝合线的缝。若缝合线中没有不溶残余和自生矿物充填，可作为储集
空间储渗油气。
3、胶结作用（1）碳酸盐矿物胶结物古代的：主要为方解石和白云石；现代的：方解石、文石、镁方解石和白云石。
三种结晶形态：泥晶、纤维晶、较粗的粒状晶体。
影响胶结物晶体形态的因素是镁离子、硫酸根离子、铁离子的选择性毒害效应，结果使镁方解石成长为数微米宽的纤维状或泥晶状陡斜菱面体。
4、交代作用（1）白云石化作用雾心亮边构造：在污浊白云石的外缘形成

4.成岩作用

第四讲
成岩作用
一、成岩作用的概念
二、成岩作用的阶段划分三、主要成岩作用及特点
一、成岩作用的概念
松散的沉积物经历成岩作用，变成坚固岩层成岩作用: 沉积物从沉积下来的那一时刻起一直到变质或风化之前在其表面或内部发生的一切
作用
成岩作用也就是在沉积岩三大形成阶段的最后一个阶段
一、成岩作用的概念
颗粒之间的孔隙较发育
胶结作用
接触式胶结(Contact cementation)
胶结作用
镶嵌式胶结(Mosaic cementation) 颗粒之间彼此接触颗粒之间因压溶而多呈面接触、凸凹接触或缝合线接触
也称无胶结物式胶结
胶结作用
镶嵌式胶结(Mosaic cementation)
成隐晶的长英质矿物、蛋白石转变成玉髓或进一
步转变成石英，胶磷矿转变成磷灰石等。
重结晶作用
重结晶作用(Recrystallization)
变晶鲕及周围的重结晶方解石晶体变晶鲕：鲕粒强烈重结晶后鲕核和包壳结构完全消失，但仍然可完好地保留它的光滑球状形态。
重结晶作用
重结晶作用(Recrystallization)
作用晚期成岩作用
深埋成岩作用 (向变质作用过渡)
表生成岩作用 (向风化作用过渡)
表生成岩作用 (向风化作用过渡)
二、成岩作用的阶段划分
早期成岩成作用岩作晚期用成岩作用
同生作用沉积物刚刚沉积，还暴露在沉积环境底层水中在沉积物一水界面及其以下的一薄层内所发生的一切物理、化学或生物作用，为沉积作用的进一步延续沉积物开始埋藏至固结成岩总体特点：温压升高、层间连通性变差，开放系统变为封闭系统，孔隙水和厌氧细菌的间接生物化学作用增强。固结的沉积岩进一步埋藏至发生变质作用之前总体特点：埋深加大，温压升高、生物作用一般弱，孔隙度已大大减少，相互连通性也变差，岩石的成分和结构等都会顺应物化条件的改变而改变。

地质成岩作用

地质成岩作用一、成岩作用及其分类成岩作用，指沉积物沉积后至岩石固结，在深埋环境下直到变质作用之前发生的物理、化学的变化，以及埋藏后岩石又被抬升至地表或接近地表的环境中所发生的一切物理、化学变化。

直到固结为岩石以前所发生的一切物理的和化学的（或生物）变化过程。

一般包括沉积物的压实作用、胶结作用、交代作用、结晶作用、淋滤作用、水合作用和生物化学作用等。

包括硬结成岩作用、岩浆成岩作用和变质成岩作用。

岩浆成岩作用分为侵入成岩作用和喷出成岩作用。

二、硬结成岩作用及其产物特征硬结成岩作用，也称沉积成岩作用，指松散沉积物在上覆沉积物的重荷压力作用下，孔隙减少，水分排除，碎屑颗粒间的联系力增强，或碎屑间隙中的充填物质黏结力增大，或因压力、温度的影响，沉积物部分溶解并重结晶，转变为坚硬岩石的过程。

一般而言，松散沉积物上覆沉积物越厚，重荷压力作用越强，孔隙减少程度越高，水分排除越完全，固结成岩作用越完全，碎屑颗粒间的联系力越强，或碎屑间隙中的充填物质黏结力越大，成岩后的岩石密度越大，空隙率越小，岩石中含水率越低，岩石越稳定，岩石抵抗风化作用的能力越强，越有利于隧道围岩的稳定；反之，重荷压力作用越弱，孔隙减少程度越低，水分排除越不完全，固结成岩作用越不完全，碎屑颗粒间的联系力越弱，或碎屑间隙中的充填物质黏结力越低，成岩后的岩石密度越小，空隙率大，岩石中含水率高，岩石越不稳定，岩石抵抗风化作用的能力越弱，越不利于隧道围岩的稳定。

压力、温度影响越大，沉积物溶解并重结晶的程度越高，成岩过程越完整，岩石越稳定，岩石抵抗风化作用的能力越强，越有利于隧道围岩的稳定；反之，沉积物溶解并重结晶的程度越低，成岩过程越不完整，岩石越不稳定，岩石抵抗风化作用的能力越低，越不利于隧道围岩的稳。

由于层间结合力较低，相较于由厚层、巨厚层岩石构成的隧道围岩岩体，由薄层岩石构成的围岩岩体稳定性较差。

三、岩浆成岩作用及其产物特征岩浆成岩作用，是指产生于地壳深部（至上地幔顶部）的高温高压熔融岩浆，沿地层岩石体中的断裂构造上升直至喷出地表冷凝固结成岩的整个地质作用过程。

成岩作用

方解石、白云石、石膏、重晶
石或石英.
C. 栉壳状结构(Ctenoid texture)
胶结物晶体呈针状、锥状、柱状或片状、板状垂直被胶结颗粒表面生长，在薄片中，它们的长轴彼此平行或大体平行，又称丛生状结构。粘土、绿泥石等硅酸盐和文石、镁方解石、方解石等碳酸盐
可形成这种结构。
D.加大边结构(Enlargement texture)
溶蚀作用
1.碎屑石英由表至里被溶蚀；
2.碎长石顺解理和表面被溶蚀； 3.泥晶基质被溶蚀
溶蚀作用
b. 交代作用(Replacement)
交代作用指一种矿物代替另一种矿物的现象。
交代作用可以发生于成岩作用的各个阶段乃至表生
期。交代作用常可形成以下4种类型结构：
主要胶结物有硅质、方解石、赤铁矿、粘土、海绿
石、石膏等。
※亮晶
在同生期和成岩阶段由水化学作用沉淀于碳酸盐颗粒之间的结晶方解石称亮晶。由于方解石晶体一般较清洁明亮，故常称为“亮
晶方解石”、“亮晶方解石胶结物”或“亮晶”。
亮晶与砂岩中的胶结物在成因上很相似，都是因水的化学作用而沉淀并充填在颗粒之间的胶结物，二者也都代表水动力条件较强的环境。
又称共轴增生状结构，
即胶结物与被胶结颗粒的成
分相同、晶格连续，就好像
被胶结颗粒向着粒间边缘向
外加大一样。这种胶结物称
为颗粒的自生加大边。
次生加大边结构
E. 嵌晶结构(Poikilotopic texture)
又称连晶结构，胶结物晶体粗大，多个颗粒镶
嵌在一个光性一致的大晶体内。方解石、石膏、硬
6. 自生矿物的形成(authigenic mineral)：海绿石，鲕绿泥石，沸石类，粘土矿物，方解石、菱铁矿、草莓状黄铁矿，自生石英和自生长石（再生加大边）.也有将此归入胶结作用。

成岩作用

3、重结晶作用矿物成分借溶解、局部溶解及固体扩散等作用而重新排列组合的现象称为重结晶作用。重结晶作用一般表现为晶粒的加大。它不仅使松软的沉积物转变成为固结的岩石，同时还可破坏沉积物的原生结构构造，形成新的结构构造。重结晶作用的强度取决于物质成分、质点大小、成分的均一性及比重等。
4、成岩矿物的形成在成岩作用过程中，其矿物成分也有显著的变化，形成许多与成岩环境的物理化学条件相适应的成岩矿物。常见的成岩矿物有自生的石英、长石、黄铁矿、白铁矿、海绿石、菱铁矿、方解石、白云石、各种粘土矿物、鲕绿泥石、沸石、磷灰石、石膏、硬石膏、天青石、重晶石等。
一般由岩浆岩(如花岗岩等)风化来的石英，常有矿物包裹体—锆石、磷灰石、电气石等，有时有细小的液体或气体包裹体; 来自变质岩(片麻岩、片岩、石英岩等)中的石英单晶可具波状消光; 来自先期沉积岩中的石英，因经过长期磨蚀，故较圆，有的有磨蚀的次生加大边。
2）长石
长石在碎屑岩中的含量仅次于石英，平均含量有11.5％,长石主要来自花岗岩、花岗片麻岩中。
4、成分成熟度是指碎屑沉积组分在其风化、搬运、沉积作用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。由低到高如下：多晶石英--单晶波状消光石英--石英不稳定岩屑--长石--石英+燧石斜长石--正长石--微斜长石片岩--千枚岩--板岩重矿物—锆石+电气石+金红石
第四节成岩作用
一、成岩作用阶段的划分
1、成岩作用的概念沉积物堆积下来之后，进入与原介质隔绝的新环境，由于物理化学条件的改变，沉积物的物质成分和结构构造将发生一系列的变化，引起沉积物和沉积岩发生变化的作用统称为成岩作用。
2、成岩作用的阶段成岩作用一般分为四个阶段：同生阶段（或称海解阶段）、成岩阶段、后生阶段和表生成岩阶段。 1）同生阶段是指沉积物沉积下来与底水脱离接触之前；介质一般为中-酸性，氧化条件；形成海绿石、钙十字沸石、铁锰结核等矿物。还可以形成底栖生物钻孔、生物扰动及变形构造。