碳酸盐胶结物.ppt

第八章 碳酸盐胶结物; 碳酸盐胶结物的研究为碳酸盐岩史学家和矿物学家提供了直观的令人满意的材料；其对填塞和保存孔隙的影响、胶结物同生命的或石化的有机质之间的相互作用；现代碳酸盐沉积环境等等，使得碳酸盐胶结物的研究越来越受到沉积学家们的重视。;第一节 碳酸盐的胶结作用;第一节 胶结物的胶结作用; 碳酸盐的胶结作用和成岩作用可以发生在许多环境中：沉积物沉积期间的海洋环境，淡水透镜体渗入沉积环境的近地表部位，海平面下降产生的大陆背景以及海水于已改变了化学性质的水或深部地下盐水的混合带。; 1. 海洋背景 在海洋中已发现的迅速的胶结作用是很普遍的。 ;;2). 礁 在浅水背景下，尤其是在礁的边缘，胶结作用比深水更为广泛。生物礁中活跃的胶结作用带一般限制在礁沉积物外部几英尺处，大规模胶结作用的位置一般在礁向海的边缘，而礁以主礁方向的背风一侧很少或没有胶结作用。;3). 浅水碳酸盐台地 随着碳酸盐沉积物的沉积作用，准同生期胶结作用也在横穿浅水台地上发生。例如，在波浪带和潮涌带，碳酸盐围绕中心核沉淀形成的葡萄状灰岩，通常发育于缺乏搅动的海底直到鲕滩的背风面，它们一部分是在砂级颗粒的接触点由碳酸盐胶结物沉积而形成。; 在清水沉积环境的潮间带和潮上带，胶结作用也同样普遍。沿海滩出现的潮间带胶结作用，通过潮汐泵作用的脱气减少CO2，可以形成海滩岩。这种胶结物随着矿物的变化，可以是微晶的、叶片状或纤维状的。 ; 在蒸发和盐度升高的地区，静水泻湖之上的潮上带，可以胶结成不同厚度的结壳(上图)。这些结壳显示出干燥和膨胀的形迹。在膨胀而形成的挤压脊通常表现出蝶状下凹的多边形。 干燥和超盐度地区的潮上和潮间结壳，通常生长文石灰华壳。这种结壳常常由形成或/和聚集在飞溅带和高部位的潮间及潮上环境的包壳颗粒和豆石组成。; 另外，在潮上带出现的胶结作用及其特征与海水涨潮有关。如果盐度升高和钙镁比值增加，在干旱地区的潮上坪硬石膏沉淀期间，沉积矿物将发生变化。; 3. 埋藏背景 浅埋过程发生在近地表湿度和压力下的大气水或海水中。在同淡水接触期间，属海洋范畴的原始碳酸盐的胶结作用和溶解作用继续进行；在最早的埋藏压实作用期间，与脱水作用一起产生了颗粒的再定向和碎解。;4. 深埋藏背景 Meyer(1980)证明，在某些碳酸盐岩中，重要的压溶作用可能出现在上覆盖层几十米之下，水化学发生变化的位置可能和深度一样重要。Logan(1979)及Wanless(1979,1982)证明，在极端的情况下，一些石灰岩的溶解作用更普遍，而在某些情况下完全掩盖了许多沉积上的关系。;二. 胶结物的矿物与化学特征、组构特征; 白云石和低镁方解石（通常2%）一般都是从大气水中沉淀出的碳酸盐矿物。在大部分大气水的条件下，文石很快地溶解，而镁方解石则快速转变成低镁方解石。 一般说来，从大气水中沉淀出的胶结物显示出含量低的痕量元素成分所产生的低离子强度的影响。大气水所形成的白云石一般显示锶的平均浓度为2×10-4或更低，大多数情况下含钠量有10-4量级。方解石通常显示出锶浓度为4×10-4或更少的来源和溶液的氧化还原状态。有些大气水形成白云石是富含铁的，但如果距海水或粘土来源很远，通常含锰很少。; 富铁碳酸盐被假定是由还原溶液形成的，因为在这样的条件下，铁的离子半径允许它进入到碳酸盐的晶格中。铁的作用有如阴极发光的一种阻尼，而锰似乎像辐射离子。铁-锰碳酸盐的稳定范围是随pH值和Eh值而变化的，也随伴生发磷光强弱的总含硫量而变化。（如图）如果锰和铁存在于此系统中，阴极发光法对于迅速而又精密的鉴定胶结物沉淀的环境特征是一种有用的方法；如果有足够的关于副矿物的资料和胶结物中含镁、锶成分的资料，阴极发光法也是很有用的。; 总之，从大气水中沉淀出的碳酸盐胶结物的氧、碳同位素总是以富含轻同位素为特征。并且不论它是何种类型的矿物，从大气水中沉淀出的胶结物通常都是清洁的、等粒的菱面体，它们都倾向于形成粗的结晶质颗粒，常充填于整个孔隙空间。由颗粒到孔隙的中心，晶体大小稍有变化。孔隙中常充填着单一的晶体颗粒。;3. 海洋过渡带的胶结物;; 占优势的矿物为：在泻湖边缘的文石及白云石；向陆地边缘的硬石膏；介于泻湖和陆地边缘的石膏。横越萨布哈德作用是复杂的，并似乎被石膏的沉淀作用所触发。若石膏及其文石是从卤水中沉淀出来的，则镁/钙值可能很快的上升到开始发生白云石化作用的比值。现有的文石是被白云石所交代或