14第十四章 成岩作用.ppt

 碳酸盐沉积物的成岩作用，是碳酸盐沉积物在沉积之后到变质之前所发生的一系列物理的、化学的、生物的作用（过程），以及这些作用所引起的碳酸盐沉积物和碳酸盐岩的结构、构造、成分以及物理和化学性质的变化。 成岩作用的类型主要包括：溶蚀作用、胶结作用、交代作用、重结晶作用、压实及压溶作用等，有些作用在主次上和特点上与碎屑岩有所不同。 生物成岩作用——藻钻孔和泥晶化 主要包括藻类、真菌等钻孔生物的钻孔与侵蚀及钻孔生物死亡后的孔洞为细粒碳酸盐沉积物充填或胶结物沉淀。藻类钻孔一般1~5μm，菌类钻孔1~2μm，最终导致颗粒变细称泥晶化。依泥晶化程度分别称：藻钻孔，泥化边缘，泥晶套，泥晶化颗粒。 藻类的泥晶化又可分为建设型和 破坏型 三期九种方解石胶结物 二、成岩阶段及其划分标志 2．早成岩阶段 沉积物在最终埋藏并脱离海水、大气水、混合水的影响之后，在浅埋藏成岩环境中固结成岩并形成生物气的阶段称为早期成岩阶段。 这一阶段的主要标志是：温度为常温－80℃，有机质未成熟－半成熟，形成生物气，镜质体反射率为﹤0.35－0.5％；压实构造，方解石胶结及充填，白云石胶结充填及交代，石膏胶结充填及交代，石英充填及交代，重结晶等。 4．晚成岩阶段B期 碳酸盐岩处于深埋藏成岩环境，有机质生成气态烃，岩石进一步固化破裂直至变质前的阶段为晚成岩阶段B期。 这一阶段的主要标志是：温度为140－200℃，有机质高成熟－过成熟，生成气态烃，镜质体反射率为﹥1.3－4.0％；压溶构造，方解石充填，白云石充填及交代，石膏、重晶石、天青石、萤石、石英等的充填及交代，有机酸溶蚀，重结晶等。 5．表生成岩阶段 因地壳运动抬升和海平面下降，导致碳酸盐岩曝露并接近地表，遭受物理、化学、生物的风化、淋溶、侵蚀、剥蚀等作用的沉积间断时期为表生成岩阶段。 该阶段处于大气淡水成岩环境，常温条件，油气发生氧化降解。常见的成岩标志为渗流砂，岩溶，淡水方解石充填、硅化，褐铁矿化，去白云石化，去膏化，岩溶角砾岩，洞缝高岭石充填，低 的Sr 、 B 、 Na，δ13C呈负值等。 本 章 小 结 1、碳酸盐岩成岩作用的类型与陆源碎屑岩类似，同样主要有压实、压溶、胶结、交代、矿物相的转化与重结晶(合称新生变形作用)、溶解等作用类型。 2、碳酸盐岩成岩环境可以划分为五种基本类型：海水、 大气淡水、混合水、埋藏、表生成岩环境；各成岩环境不仅发育特征性的成岩作用类型，而且具有各自的成岩标志。 3、根据岩石学、古温度、镜质体反射率、有机质成熟度等成岩标志，碳酸盐岩成岩阶段可划分为同生成岩、早成岩、晚成岩、表生成岩四个阶段。 成岩作用随成岩环境的变迁而不断改变，同类成岩作用也可以形成于不同成岩阶段。因此，在不断演化的成岩环境控制下，每一碳酸盐岩地质体都有其特定的成岩序列和成岩阶段。 一、成岩序列 成岩序列是在同一成岩体中各类成岩作用发育和演化的次序。由于成岩作用直接受成岩环境的控制，并与沉积作用的性质和沉积物的结构特征密切相关，因此，不同的碳酸盐岩体具有不同的成岩序列。我国海进和海退的碳酸盐沉积序列均较发育，在不同的气候条件影响下，相同的沉积物可具有不同的成岩序列。 第三节 成岩序列和成岩阶段 一、成岩序列 海进层序中的碳酸盐沉积常具有较完整的成岩序列，先期沉积的碳酸盐颗粒可普遍具有不同程度的泥晶化、白云石化，并为世代环边胶结物所胶结。在深埋藏环境中，经压实、变形作用可发展为压溶、埋藏白云石化或重结晶作用。沉积物的原始结构可随埋藏成岩作用的加强而消失或明显改变。 因海退而使浅水沉积物早期暴露、遭受大气淡水淋溶、淡水胶结，或因气候干旱、蒸发作用强烈，沉积物在固结前即发生白云石化的现象亦较常见。在构造作用控制下，具此类成岩组构的岩石多数有各种深理成岩作用叠加。抬升后，受表生成岩作用则形成溶孔、溶洞和垮塌角砾岩，去白云石化强烈时可形成次生灰岩。 一、成岩序列 我国各时代的海退型礁、滩沉积物多具上述成岩历史而具较为复杂的成岩系列，但许多低能沉积区的沉积物如直接进入埋藏环境时，其成岩序列多较简单，并以生物泥晶化、压溶、埋藏白云石化或重结晶作用为主。 我国碳酸盐岩沉积类型较为复杂，不同沉积相的成岩序列亦各不相同。扬子区上、下古生界，特别是华北地区下古生界台地沉积的碳酸盐岩，常不同程度地接近地表海水成岩特征，其后因抬升而遭受大气淡水成岩作用，并使成岩序列复杂化；如直接演化为深埋成岩环境，则表现为浅一深埋藏的成岩序列。湘西黔东的中寒武统、南盘江和川南地区二叠系以及鄂尔多斯地区奥陶系的较深水和深水沉积，因沉积物缺乏早期大气淡水成岩改造，故以压实、破碎、变形、压溶、重结晶等简