沉积岩石学简明教材4..ppt

第三章 沉积期后变化 一、沉积岩的形成过程 1．沉积岩形成作用——沉积物形成（风化、搬运沉积作用）沉积物转变为沉积岩（同生和成岩作用）及沉积岩的变化直至转变为变质岩之前（后生作用），以及沉积岩抬升到近地表而遭受表生作用的全过程。 2．沉积期后变化阶段：① 同生阶段；② 成岩阶段；③后生阶段；④表生阶段 二、沉积期后各阶段的特点 1．同生作用（iyngenesis）—沉积物沉积下来后，与沉积介质还保持着联系，沉积物表层与底层水之间所发生的一系列作用和反应。 特点：沉积物表层与底层水之间的变化，与底层水有离子交换作用：a.开阔水渠中：喜氧细菌存在，产生CO2↑，介质pH↓，氧化作用强； b.局限盆地中：厌氧细菌存在，产生H2S↑，使底层水污染、毒化，介质pH↑，还原作用强。 本阶段形成的代表性矿物：海绿石，另有沸石、结核型Fe、Mn矿物 2．成岩作用——（diagenesis）松散沉积物脱离沉积环境而被固结成岩石期间所发生的作用。 特点：本层物质的迁移产生重新分配和组合，没有或很少有外来物质参加；厌氧细菌大量存在，pH≥9，还原环境。 本阶段形成的代表性矿物（产）：薄层黄铁矿、菱铁矿等矿床，矿物颗粒不大，新生矿物和集合体分布受层理控制。 3．后生作用（anadiagenesis）——继成岩作用阶段之后，在沉积岩转化为变质岩之前所产生的一切作用和变化，称为后生作用。 特点： a.在沉积物固结成岩后，外来的物质加入； b.温度高( 300-350℃) ，压力大(2.5-3×108Pa)，作用时间长； c.还原环境,细菌作用不明显； d.水的类型：沉积物囚水及外来上升水； e.构造环境（即发生后生作用的构造环境）—大地构造作用对后生作用的强度有很大影响； 本阶段所形成的代表性矿物（产）：烟煤、石油、钠质石棉、水晶、萤石等；交代型各种金属硫化物矿床。 4．表生作用——沉积岩抬升到近地表，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。 特点：大气水、渗透水、上升水作用下所发生的建设性变化 深部：大气水渗透、厌氧细菌条件下进行，“潜在表生作用” 或“隐伏表生作用”。 近地表：潜水面以下进行，喜氧条件下进行， “浅部表生作用”或“狭义表生作用”。 本阶段所形成的代表性矿物（产）：次生氧化矿物、硅质矿物及硫酸盐矿物；多金属硫化物矿床。 4．表生作用与风化作用的比较： 共性：地表条件下发生的一种地质作用 三、沉积期后变化的影响因素(P50-55) 1．自由能 2. pH、Eh 3. T 4．压力(P)对成岩作用影响:使沉积物发生脱水作用、压实作用、固结作用 5．生物对成岩作用有影响 6．时间因素(t)：时间长短与大地构造条件有关，与沉积性质有关。 四、沉积期后变化的主要作用 沉积岩经历了成岩—后生作用之后，不仅固结成岩，还发生结构、构造上的变化和形成新矿物（自生矿物）。其中主要作用有： 1．压实作用 2．压溶作用 3．矿物多相转变、重结晶作用 4．交代作用 5．胶结作用与固结作用 6．自生矿物的形成（结核的形成） 1．压实作用（compaction）——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（孔隙度降低、相应将引起沉积层的渗透率的降低。） 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，称作压溶作用，包括物理和化学作用两方面。 压溶作用的结果：将引起颗粒接触处晶格变形和溶解。 现象：凹凸接触、压坑、缝合线接触、石英等的加大。 藻鲕灰岩成岩压实作用 （－）10×2.5 3．重结晶作用和矿物的多相转变作用(recrystallization and neomophism of mineral) 重结晶作用——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的过程。主要特征：小晶体→大晶体。 矿物的多相转变——复杂广义重结晶作用，矿物化学成分不变，晶格的形状大小变化。 Sc3.5 玉髓（+） 10×10 铸体41-11 没有绿泥石包膜的地方可见石英次生加大现象，石英次生加大是堵塞孔隙的主要原因 （-） 10* 铸体41-12 没有绿泥石包膜的地方可见石英次生加大现象，石英次生加大是堵塞孔隙的主要原因 （+） 10* Sc1.1 高岭石正杂基 （+） 10×10 Sh2.2 带状胶结（磷质） （+） 10×10 4．交代作用(replacement)——在沉积期后演化过程中，沉积岩（物）中某种矿物被化学成分不同的另一种矿物所取代现象。 ① 石灰岩或灰泥被白云石交代——“白云石化作用”，形成白云岩、白云质灰岩 ② 石灰岩也可以被SiO2交代——“硅化”，形成燧石结核、燧