碎屑岩成岩作用.pptx

碎屑岩成岩作用会计学第2页/共83页成岩作用的主要类型：（一）压实和压溶作用（二）胶结作用（三）交代作用（四）重结晶及矿物的多型转变作用（五）溶解作用第3页/共83页9.1 压实和压溶作用第一节 压实与压溶作用一、压实作用（机械压实作用）1、定义 沉积物在上覆(沉积物及水体)的重荷压力下或在构造应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低和体积缩小的过程与结果称为压实作用(机械压实作用)。它在沉积物埋藏的早期阶段表现得比较明显。9.1 压实和压溶作用第4页/共83页 2、压实作用的标志 在沉积物内部可以发生碎屑颗粒的滑动、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，如假杂基的形成。9.1 压实和压溶作用第5页/共83页2、压实作用的标志脆性颗粒弯曲破碎9.1 压实和压溶作用第6页/共83页2、压实作用的标志第7页/共83页9.1 压实和压溶作用3、压实作用产生的结果孔隙度降低，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。 9.1 压实和压溶作用第8页/共83页4、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%，压实作用较弱；2) 荷重大、埋藏深度大，压实明显。一般孔隙的大小和孔隙度的高低与埋藏深度有正相关关系。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。颗粒的圆度越高，分选性越好，原始沉积物填积越紧密，其压实作用较弱。如砾岩的压实效应一般比砂岩弱，砂岩比粉砂岩弱。4) 早期胶结作用能有效减弱压实效应。排水不畅也可形成欠压实带。压实作用主要发生在胶结作用之前，即同生期与早成岩早期。9.1 压实和压溶作用第9页/共83页 二．压溶作用 1、概念 沉积物随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的应力超过孔隙水所能承受的静水压时，或者受较强的构造应力作用时，颗粒接触处的溶解度增高而导致的晶格变形和溶解作用称压溶作用。 压溶作用是一种复杂的物理-化学成岩作用，亦称化学压实作用。 9.1 压实和压溶作用第10页/共83页 2、压溶作用标志 颗粒接触处(压溶处)的形态将依次由点接触演化到线接触、凹凸接触和缝合接触。第11页/共83页9.1 压实和压溶作用2、压溶作用标志颗粒凹凸接触和缝合接触9.1 压实和压溶作用第12页/共83页2、压溶作用标志灰岩中的缝合线构造第13页/共83页9.1 压实和压溶作用2、压溶作用标志点接触线接触线接触～凹凸接触9.1 压实和压溶作用第14页/共83页3、压溶作用产生的结果进一步减小孔隙体积和孔隙度，增加岩石的密度和强度，降低渗透率；压溶作用为硅质胶结物提供了大量氧化硅，是石英、长石等矿物次生加大生长并造成颗粒之间相互穿插接触的主要因素。此外，在压溶过程中，随着矿物的溶解，尚有Al3+，Na+，K+，Ca2+等元素进入孔隙水，从而引起岩石中各种物质的重新分配。9.1 压实和压溶作用第15页/共83页4、压溶作用的影响因素1) 温度和压力是发生压溶作用的首要因素，足够高的温度和相当大的应力才有可能发生压溶作用。资料表明，在正常地温梯度条件下，石英大约在500～1000m深处发生压溶和次生加大生长现象；据此推测，压溶作用应是深埋藏成岩作用的特征,即主要发生在机械压实作用之后，其强度随埋深的增加而增加。一般认为，在正常的地温梯度情况下，压溶作用的最大深度值为 6000m。9.1 压实和压溶作用第16页/共83页4、压溶作用的影响因素2) 碎屑颗粒表面有水膜存在时有利于压溶作用的进行如果在碎屑(石英)颗粒外围有一层水膜存在，即使其厚度仅几个分子厚，由于石英颗粒表面对水膜的吸引力，使得水膜具有足够的“刚性”，而不会被压实作用所破坏。石英颗粒接触处为应力集中点，在水的参与下，颗粒接触处发生溶解，溶解的SiO2水化为H4SiO4(硅烷醇、原硅酸)分子，并以水膜为通道向周围孔隙运移。由于周围孔隙的流体压力小于压溶部位的压力，SiO2又可以硅质胶结物或石英次生加大边的形式沉淀出来。 9.1 压实和压溶作用第17页/共83页4、压溶作用的影响因素3)粘土膜的存在有利于压溶作用的进行砂粒周围常有粘土薄膜，其成分可以是绿泥石、蒙脱石、伊利石等，其中以伊利石较为常见。粘土薄膜是由许多水化粘土小晶片聚集而成的。如果一个粘土小晶片与其水化膜膜厚为20×10-10m，那么两个石英颗粒之间厚为10μm的粘土膜将含有5000个水化小晶片。因此，粘土膜极大地扩大了压溶物质的扩散与渗滤通