第三章 沉積后作用及其階段的劃分

1、第三章 沉積后作用及其階段的劃分 一、概述二、沉積后作用階段的劃分三、各階段的基本特征 一、概述一、概述 沉積后作用（成巖作用）：沉積物形成后：沉積物形成后到變質(zhì)作用或風(fēng)化作用之前這一時間段所發(fā)到變質(zhì)作用或風(fēng)化作用之前這一時間段所發(fā)生的作用。生的作用。 沉積物在最終沉積沉積物在最終沉積(并被逐漸埋藏并被逐漸埋藏)之后直至遭受變質(zhì)或之后直至遭受變質(zhì)或重新抬升遭受風(fēng)化剝蝕之前的漫長時間內(nèi)，因環(huán)境條件的改重新抬升遭受風(fēng)化剝蝕之前的漫長時間內(nèi)，因環(huán)境條件的改變，沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和顏色等均將所發(fā)生一系列變，沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和顏色等均將所發(fā)生一系列的變化，這些變化的過程與其產(chǎn)物即稱為的變化

2、，這些變化的過程與其產(chǎn)物即稱為“沉積后作用沉積后作用”，這一過程最突出的變化是將松散的沉積物變成固結(jié)的堅硬的這一過程最突出的變化是將松散的沉積物變成固結(jié)的堅硬的巖石，因此有許多文獻(xiàn)稱其為巖石，因此有許多文獻(xiàn)稱其為“成巖作用成巖作用”。特點：特點： 沉積后作用的時間一般極其漫長；沉積后作用的時間一般極其漫長； 由于最終被埋藏后脫離了地表環(huán)境，溫度、壓力、由于最終被埋藏后脫離了地表環(huán)境，溫度、壓力、pHpH、EhEh、COCO2 2 、O O2 2、生物等均有不同程度的但卻十分、生物等均有不同程度的但卻十分明顯地變化；明顯地變化； 變化是全面的系統(tǒng)的復(fù)雜的，既有物理的也有化變化是全面的系統(tǒng)的復(fù)雜的

3、，既有物理的也有化學(xué)的，既受物理也受化學(xué)規(guī)律支配控制；學(xué)的，既受物理也受化學(xué)規(guī)律支配控制； 對沉積巖的性質(zhì)起極重要的控制作用，對儲層的對沉積巖的性質(zhì)起極重要的控制作用，對儲層的孔隙度、滲透率起決定性的作用；孔隙度、滲透率起決定性的作用； 成巖的過程也是巖層中各種物質(zhì)的遷移、富集或成巖的過程也是巖層中各種物質(zhì)的遷移、富集或重新分配重新組成的過程，也即是油氣成礦的過程。重新分配重新組成的過程，也即是油氣成礦的過程。 研究內(nèi)容極豐富多樣，成巖變化原因極其復(fù)雜。研究內(nèi)容極豐富多樣，成巖變化原因極其復(fù)雜。成巖階段劃分方案眾多。成巖階段劃分方案眾多。1 1、根據(jù)粘土礦物（根據(jù)粘土礦物（塞根札柯（塞根札柯（

4、SegonzacSegonzac，197O197O）將沉積后階段）將沉積后階段分為以下四個階段：分為以下四個階段：早成巖；所有粘土礦物都是穩(wěn)定的，蒙脫石可以生成；早成巖；所有粘土礦物都是穩(wěn)定的，蒙脫石可以生成；中成巖：所有粘土礦物尚穩(wěn)定，見高嶺石的迪開石化及蒙脫石的伊利石化中成巖：所有粘土礦物尚穩(wěn)定，見高嶺石的迪開石化及蒙脫石的伊利石化晚成巖；溫度大于晚成巖；溫度大于100100，蒙脫石和不規(guī)則混層粘土礦物消失；，蒙脫石和不規(guī)則混層粘土礦物消失；近變質(zhì)：溫度約近變質(zhì)：溫度約200200，以伊利石和綠泥石為主。，以伊利石和綠泥石為主。沉積后作用階段的各家劃分方案介紹沉積后作用階段的各家劃分方案介

5、紹2 2、根據(jù)煤巖學(xué)（瓦索耶維奇等（、根據(jù)煤巖學(xué)（瓦索耶維奇等（19631963，19681968）的劃分方案）的劃分方案）1 1）成巖作用（泥炭階段）成巖作用（泥炭階段）2 2）后生作用。包括以下三個時期：）后生作用。包括以下三個時期：早后生（褐煤階段）；早后生（褐煤階段）；中后生（煤化階段）；中后生（煤化階段）；晚后生（成煤階段）。晚后生（成煤階段）。3) 3) 近變質(zhì)作用近變質(zhì)作用3 3、根據(jù)地球化學(xué)環(huán)境（費(fèi)爾布里奇（、根據(jù)地球化學(xué)環(huán)境（費(fèi)爾布里奇（FairbridgeFairbridge，19671967）分類）分類） l l）同生成）同生成巖：埋深埋深0 01000m1000m，與沉

6、積環(huán)境關(guān)系密切，常導(dǎo)致早期石化作用，與沉積環(huán)境關(guān)系密切，常導(dǎo)致早期石化作用和自生成礦作用；和自生成礦作用； 2 2）深理成巖：理深為）深理成巖：理深為10001000一一10000m10000m，發(fā)生的變化多種多樣，是在封存水和，發(fā)生的變化多種多樣，是在封存水和其他流體特別是鹵水和石油）向上和側(cè)向運(yùn)移的情況下發(fā)生的，溫度可達(dá)其他流體特別是鹵水和石油）向上和側(cè)向運(yùn)移的情況下發(fā)生的，溫度可達(dá)100100一一200200； 3 3）表生成巖：大氣水的影響顯著，發(fā)生的變化有氧化作用。風(fēng)化作用等。）表生成巖：大氣水的影響顯著，發(fā)生的變化有氧化作用。風(fēng)化作用等。 4 4、根據(jù)埋深（呂正謀、周自立（、根據(jù)埋

7、深（呂正謀、周自立（19851985）劃分為四個帶）劃分為四個帶） l l）淺成巖帶：深度小于）淺成巖帶：深度小于1700m1700m，成巖作用以機(jī)械壓實作用為主。，成巖作用以機(jī)械壓實作用為主。 2 2）中成巖帶：埋深）中成巖帶：埋深17001700一一21OOm21OOm：，砂巖為中固結(jié)狀態(tài)，以原生孔隙為主，：，砂巖為中固結(jié)狀態(tài)，以原生孔隙為主，是各類油田中最好的一類砂巖儲集層。是各類油田中最好的一類砂巖儲集層。 3 3）深成巖帶：埋深）深成巖帶：埋深21002100320Om320Om，階狀石榴石和石英強(qiáng)增生是該帶的特征，階狀石榴石和石英強(qiáng)增生是該帶的特征標(biāo)志，有機(jī)質(zhì)已大量向石油轉(zhuǎn)化，儲集

8、層物性較好，儲集空間中原生和次生孔標(biāo)志，有機(jī)質(zhì)已大量向石油轉(zhuǎn)化，儲集層物性較好，儲集空間中原生和次生孔隙均有。隙均有。 4 4）超深成巖帶：理深大于）超深成巖帶：理深大于320O320O一一3800m3800m，儲集層物性差，儲集空間主要是，儲集層物性差，儲集空間主要是次生孔隙。渤海灣第三系深層碎屑巖中有次生孔隙。渤海灣第三系深層碎屑巖中有2 23 3個次生孔隙發(fā)育帶。個次生孔隙發(fā)育帶。 二、沉積后作用階段（成巖階段）的劃分二、沉積后作用階段（成巖階段）的劃分 本書把成巖作用階段劃分為：本書把成巖作用階段劃分為： 1 1、同生成巖階段；、同生成巖階段； 2 2、成巖作用階段（早期或者淺埋藏階段

9、）；、成巖作用階段（早期或者淺埋藏階段）； 3 3、后生成巖作用階段（晚期埋深或者深埋階段）；、后生成巖作用階段（晚期埋深或者深埋階段）； 4 4、表生成巖作用階段、表生成巖作用階段 有關(guān)術(shù)語的定義有關(guān)術(shù)語的定義 1. 同生作用同生作用(syngenesis)：指沉積物剛剛形成以后而尚與上覆水體相指沉積物剛剛形成以后而尚與上覆水體相接觸時的變化。如接觸時的變化。如海解作用海解作用、海底風(fēng)化作用海底風(fēng)化作用及及陸解作用陸解作用等等 。 2. 成巖作用成巖作用(diagenesis)：指上覆沉積物不斷增加使早期沉積物逐漸指上覆沉積物不斷增加使早期沉積物逐漸被掩埋，直至基本上與上覆水體脫離，使沉積物

10、在新的物理化學(xué)條件下，被掩埋，直至基本上與上覆水體脫離，使沉積物在新的物理化學(xué)條件下，產(chǎn)生新的平衡，致使疏松的沉積物固結(jié)成巖的全部變化過程。產(chǎn)生新的平衡，致使疏松的沉積物固結(jié)成巖的全部變化過程。 3. 后生作用后生作用(anadiagenesis / catagenesis)：繼成巖作用階段之后，在繼成巖作用階段之后，在沉積巖轉(zhuǎn)變?yōu)樽冑|(zhì)巖之前或遭受風(fēng)化作用之前所產(chǎn)生的一切作用和變化。沉積巖轉(zhuǎn)變?yōu)樽冑|(zhì)巖之前或遭受風(fēng)化作用之前所產(chǎn)生的一切作用和變化。 4. 表生作用表生作用(epigenesis)：指沉積物抬升到近地表，在潛水面以下常指沉積物抬升到近地表，在潛水面以下常溫常壓或低溫低壓條件下，由于

11、滲透水和淺部地下水溫常壓或低溫低壓條件下，由于滲透水和淺部地下水(包括上升水包括上升水)的影的影響下所發(fā)生的變化。響下所發(fā)生的變化。 早成巖階段早成巖階段晚成巖階段晚成巖階段早成巖早成巖晚成巖晚成巖碎屑巖成巖作用階段劃分表三、石油系統(tǒng)成巖階段劃分三、石油系統(tǒng)成巖階段劃分第三節(jié)第三節(jié) 沉積期后的影響因素沉積期后的影響因素 沉積物脫離沉積環(huán)境進(jìn)入沉積期后變化階段，沉積物脫離沉積環(huán)境進(jìn)入沉積期后變化階段，實質(zhì)上是沉積物在新的條件下，重新建立起新的實質(zhì)上是沉積物在新的條件下，重新建立起新的平衡的過程。平衡的過程。 影響這一平衡過程的因素主要有：影響這一平衡過程的因素主要有： 沉積物的沉積物的成分、溫度

12、、壓力、以及層間水溶液的性質(zhì)成分、溫度、壓力、以及層間水溶液的性質(zhì)(溶度溶度積、自由度、積、自由度、PH值、值、Eh值、濃度、溶解氣體的狀值、濃度、溶解氣體的狀況等況等) 。 第四節(jié)第四節(jié) 沉積期后階段的主要作用沉積期后階段的主要作用 1. 壓實作用壓實作用(compaction) 系指沉積物在上覆水體和沉積物負(fù)荷壓力下，不斷排系指沉積物在上覆水體和沉積物負(fù)荷壓力下，不斷排出水分，體積縮小，孔隙度降低的過程。出水分，體積縮小，孔隙度降低的過程。 2. 壓溶作用壓溶作用(pressure-solution) 在壓力作用下，沉積物或沉積巖內(nèi)發(fā)生的溶解作用稱為在壓力作用下，沉積物或沉積巖內(nèi)發(fā)生的溶解

13、作用稱為壓溶作用。壓溶作用。 如縫合線構(gòu)造，石英砂巖中某些石英次生加大邊等也屬如縫合線構(gòu)造，石英砂巖中某些石英次生加大邊等也屬于壓溶作用的產(chǎn)物于壓溶作用的產(chǎn)物 3. 膠結(jié)作用膠結(jié)作用(cementation)和固結(jié)作用和固結(jié)作用(consolidation) 膠結(jié)作用：膠結(jié)作用：指從孔隙溶液中沉淀出礦物質(zhì)（即膠結(jié)物）將松散的沉積物粘結(jié)成堅硬巖石的過程，基本上是化學(xué)和生物化學(xué)作用，是沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖的最主要的一種作用。 固結(jié)作用：固結(jié)作用：泛指松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)楣探Y(jié)巖石的過程，它是通過膠結(jié)作用、壓實作用、壓溶作用、甚至重結(jié)晶作用、生物的粘結(jié)作用等共同完成。 常見的膠結(jié)物為方解石及石英，其它還有白

14、云石、菱鐵礦、赤鐵礦、針常見的膠結(jié)物為方解石及石英，其它還有白云石、菱鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、玉髓、蛋白石、自生長石、沸石、硬石膏、重晶石、天青石、鹽類礦鐵礦、玉髓、蛋白石、自生長石、沸石、硬石膏、重晶石、天青石、鹽類礦物及粘土礦物。物及粘土礦物。4. 重結(jié)晶作用重結(jié)晶作用(recrystallization)和礦物的多相轉(zhuǎn)變作用和礦物的多相轉(zhuǎn)變作用(neomorphism of mineral) 重結(jié)晶作用：重結(jié)晶作用：指礦物組分以溶解再沉淀或固體擴(kuò)散等方式，使得細(xì)小指礦物組分以溶解再沉淀或固體擴(kuò)散等方式，使得細(xì)小晶粒集結(jié)成粗大晶粒得過程。晶粒集結(jié)成粗大晶粒得過程。 礦物的多相轉(zhuǎn)變：礦物的多相

15、轉(zhuǎn)變：當(dāng)一種礦物相變?yōu)榱硪环N更穩(wěn)定得礦物相時，只發(fā)生當(dāng)一種礦物相變?yōu)榱硪环N更穩(wěn)定得礦物相時，只發(fā)生晶格的形狀及大小的變化，而無化學(xué)成分的變化。晶格的形狀及大小的變化，而無化學(xué)成分的變化。5. 交代作用交代作用(replament) 交代作用是指在沉積期后演化過程中，沉積物中某種礦物被化學(xué)交代作用是指在沉積期后演化過程中，沉積物中某種礦物被化學(xué)成分不同的另一種礦物所取代的現(xiàn)象成分不同的另一種礦物所取代的現(xiàn)象6. 自生礦物的形成自生礦物的形成（1）海綠石）海綠石: 形成于低溫海相環(huán)境，海水溫度形成于低溫海相環(huán)境，海水溫度1525， 水深水深1030m到到600m為宜，為宜，pH為為78，Eh010

16、0mV（2）鮞綠泥石：其形成條件與海綠石相近，也出現(xiàn)于海相環(huán)境；也）鮞綠泥石：其形成條件與海綠石相近，也出現(xiàn)于海相環(huán)境；也 有在低有在低pH的沼澤環(huán)境中的的沼澤環(huán)境中的（3）沸石類）沸石類（4）高嶺石）高嶺石（5）菱鐵礦）菱鐵礦（6）自生長石）自生長石（7）自生硅質(zhì)）自生硅質(zhì)7.溶解作用溶解作用1617一、概念一、概念沉積后作用（成巖作用）：沉積后作用（成巖作用）：碎屑沉積物的沉積后作用是指碎屑沉積物沉碎屑沉積物的沉積后作用是指碎屑沉積物沉積后轉(zhuǎn)變?yōu)榉e后轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖沉積巖直至直至變質(zhì)作用以前變質(zhì)作用以前或或因構(gòu)造因構(gòu)造運(yùn)動運(yùn)動重新抬升到地表遭受風(fēng)化以前所發(fā)生的一重新抬升到地表遭受風(fēng)化以前所發(fā)生

17、的一切變化過程及其結(jié)果。切變化過程及其結(jié)果。其所經(jīng)歷的整個地質(zhì)時期稱為沉積后作用期其所經(jīng)歷的整個地質(zhì)時期稱為沉積后作用期（成巖作用期）。（成巖作用期）。 18二、成巖作用的類型二、成巖作用的類型：（一）壓實和壓溶作用（一）壓實和壓溶作用（二）膠結(jié)作用（二）膠結(jié)作用（三）交代作用（三）交代作用（四）重結(jié)晶及多相轉(zhuǎn)變作用（四）重結(jié)晶及多相轉(zhuǎn)變作用（五）溶解作用（五）溶解作用19第一節(jié)第一節(jié) 壓實與壓溶作用壓實與壓溶作用一、壓實作用（機(jī)械壓實作用）1、定義、定義 沉積物在上覆沉積物在上覆( (沉積物及水體沉積物及水體) )的重荷壓力下或的重荷壓力下或在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，發(fā)生水分排出、孔隙度降低和在構(gòu)

18、造應(yīng)力的作用下，發(fā)生水分排出、孔隙度降低和體積縮小的過程與結(jié)果稱壓實作用體積縮小的過程與結(jié)果稱壓實作用( (機(jī)械壓實作用機(jī)械壓實作用) )。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用20第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用 2、壓實作用的標(biāo)志、壓實作用的標(biāo)志 在沉積物內(nèi)部可以發(fā)生碎屑顆粒的滑動、轉(zhuǎn)動、位移、在沉積物內(nèi)部可以發(fā)生碎屑顆粒的滑動、轉(zhuǎn)動、位移、變形、破裂，進(jìn)而導(dǎo)致顆粒的重新排列和某些結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變形、破裂，進(jìn)而導(dǎo)致顆粒的重新排列和某些結(jié)構(gòu)構(gòu)造的改變，如假雜基的形成。變，如假雜基的形成。21第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用脆性顆粒彎曲

19、破碎22第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用顆粒彎曲破碎23第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用24第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用壓實作用強(qiáng)度系列壓實作用強(qiáng)度系列25第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用壓實作用強(qiáng)度系列壓實作用強(qiáng)度系列26第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用壓實作用強(qiáng)度系列壓實作用強(qiáng)度系列273 3、壓實作用產(chǎn)生的結(jié)果、壓實作用產(chǎn)生的結(jié)果孔隙度降低，滲透率降低孔隙度降低，滲透率降低，碎屑顆粒間的接，碎屑顆粒間的接觸強(qiáng)度增加，沉積層強(qiáng)度的增加和抗侵蝕能力的觸強(qiáng)度增加，沉積層強(qiáng)度的增加和

20、抗侵蝕能力的增強(qiáng)。增強(qiáng)。排出的水是孔隙流體的主要來源之一排出的水是孔隙流體的主要來源之一?？紫??？紫读黧w中的流體中的Si4+,K+,Na+, Mg2+,Fe2+,Ca2+等離子等離子,是后是后期化學(xué)成巖作用期化學(xué)成巖作用(膠結(jié)作用膠結(jié)作用)的物質(zhì)基礎(chǔ)。的物質(zhì)基礎(chǔ)。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用28u4 4、影響因素、影響因素 1) 1) 原始孔隙度大者易壓實，反之亦然原始孔隙度大者易壓實，反之亦然。泥質(zhì)沉積物的原。泥質(zhì)沉積物的原始孔隙度始孔隙度7O7O9090壓實作用明顯；壓實作用明顯；砂巖的原始孔隙度砂巖的原始孔隙度454555%55%，其壓實作用較弱；其壓實作用較

21、弱；2)2)荷重大、埋藏深度大壓實明顯荷重大、埋藏深度大壓實明顯。一般孔隙的大小和孔隙。一般孔隙的大小和孔隙度的高低與埋藏深度有正相關(guān)關(guān)系。度的高低與埋藏深度有正相關(guān)關(guān)系。3)3)顆粒的形狀、圓度、粗糙度、分選性、雜基含量等對壓顆粒的形狀、圓度、粗糙度、分選性、雜基含量等對壓實作用的效應(yīng)也有影響實作用的效應(yīng)也有影響。顆粒的圓度越高，分選性越好，原始。顆粒的圓度越高，分選性越好，原始沉積物填積越緊密，其壓實作用較弱。如礫巖的壓實效應(yīng)一般沉積物填積越緊密，其壓實作用較弱。如礫巖的壓實效應(yīng)一般比砂巖弱，砂巖比粉砂巖弱。比砂巖弱，砂巖比粉砂巖弱。4)4)早期膠結(jié)作用能有效減弱壓實效應(yīng)早期膠結(jié)作用能有效

22、減弱壓實效應(yīng)。排水不暢也可形成排水不暢也可形成欠壓實帶。欠壓實帶。壓實作用主要發(fā)生在膠結(jié)作用之前，即同生期與早壓實作用主要發(fā)生在膠結(jié)作用之前，即同生期與早成巖早期成巖早期。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用29 二壓溶作用二壓溶作用 1、概念：、概念： 沉積物隨埋藏深度的增加，碎屑顆粒接觸點上沉積物隨埋藏深度的增加，碎屑顆粒接觸點上所承受的來自上覆層的應(yīng)力超過孔隙水所能承受的所承受的來自上覆層的應(yīng)力超過孔隙水所能承受的靜水壓時，或者受較強(qiáng)的構(gòu)造應(yīng)力作用時，靜水壓時，或者受較強(qiáng)的構(gòu)造應(yīng)力作用時，顆粒接顆粒接觸處的溶解度增高而導(dǎo)致的晶格變形和溶解作用稱觸處的溶解度增高而導(dǎo)致的晶

23、格變形和溶解作用稱壓溶作用壓溶作用。 壓溶作用是一種復(fù)雜的物理壓溶作用是一種復(fù)雜的物理-化學(xué)成巖作用，亦化學(xué)成巖作用，亦稱化學(xué)壓實作用。稱化學(xué)壓實作用。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用30 2、壓溶作用標(biāo)志、壓溶作用標(biāo)志： 顆粒接觸處顆粒接觸處(壓溶處壓溶處)的形態(tài)將依次由的形態(tài)將依次由點接觸演化到線接觸、凹凸接觸和縫合點接觸演化到線接觸、凹凸接觸和縫合接觸。接觸。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用31第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用顆粒凹凸接觸和縫合接觸顆粒凹凸接觸和縫合接觸32第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓

24、溶作用灰?guī)r中多發(fā)育縫合線構(gòu)造灰?guī)r中多發(fā)育縫合線構(gòu)造33第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用點接觸點接觸線接觸線接觸線接觸凹凸接觸線接觸凹凸接觸343、壓溶作用產(chǎn)生的結(jié)果壓溶作用產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)一步減小孔隙體積和孔隙度，增加巖石的進(jìn)一步減小孔隙體積和孔隙度，增加巖石的密度和強(qiáng)度，降低滲透率；密度和強(qiáng)度，降低滲透率；壓溶作用為硅質(zhì)膠結(jié)物提供了大量氧化硅，壓溶作用為硅質(zhì)膠結(jié)物提供了大量氧化硅，是石英、長石等礦物次生加大生長并造成顆粒之是石英、長石等礦物次生加大生長并造成顆粒之間相互穿插接觸的主要因素。間相互穿插接觸的主要因素。此外，在壓溶過程此外，在壓溶過程中，隨著礦物的溶解，尚有中，

25、隨著礦物的溶解，尚有Al3+，Na+，K+，Ca2+等元素進(jìn)入孔隙水，從而引起巖石中各種物質(zhì)的等元素進(jìn)入孔隙水，從而引起巖石中各種物質(zhì)的重新分配。重新分配。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用354 4、影響因素、影響因素1)溫度和壓力是發(fā)生壓溶作用的首要因素：足溫度和壓力是發(fā)生壓溶作用的首要因素：足夠高的溫度和相當(dāng)大的應(yīng)力方可發(fā)生壓溶作用。夠高的溫度和相當(dāng)大的應(yīng)力方可發(fā)生壓溶作用。資料表明，在正常地溫梯度條件下，石英大約資料表明，在正常地溫梯度條件下，石英大約在在5005001000m1000m深處發(fā)生壓溶和次生加大生長現(xiàn)象；深處發(fā)生壓溶和次生加大生長現(xiàn)象；據(jù)此推測，據(jù)此推

26、測，壓溶作用應(yīng)是深埋藏成巖作用的特征壓溶作用應(yīng)是深埋藏成巖作用的特征, ,即主要發(fā)生在機(jī)械壓實作用之后即主要發(fā)生在機(jī)械壓實作用之后，其強(qiáng)度隨埋深的，其強(qiáng)度隨埋深的增加而增加。一般認(rèn)為，在正常的地溫梯度情況下，增加而增加。一般認(rèn)為，在正常的地溫梯度情況下，壓溶作用的最大深度值為壓溶作用的最大深度值為 6000m6000m。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用362)碎屑顆粒表面有水膜存在時有利于壓溶作用的碎屑顆粒表面有水膜存在時有利于壓溶作用的進(jìn)行進(jìn)行如在碎屑如在碎屑( (石英石英) )顆粒外圍有一層水膜存在，即使顆粒外圍有一層水膜存在，即使其厚度僅幾個分子厚，由于石英顆粒表面

27、對水膜的吸其厚度僅幾個分子厚，由于石英顆粒表面對水膜的吸引力，使得水膜具有足夠的引力，使得水膜具有足夠的“剛性剛性”，而不會被壓實，而不會被壓實作用所破壞。石英顆粒接觸處為應(yīng)力集中點，在水的作用所破壞。石英顆粒接觸處為應(yīng)力集中點，在水的參與下，顆粒接觸處發(fā)生溶解，參與下，顆粒接觸處發(fā)生溶解，溶解的溶解的SiOSiO2 2水化為水化為H H4 4SiOSiO4 4( (硅烷醇、原硅酸硅烷醇、原硅酸) )分子，并以水膜為通道向周分子，并以水膜為通道向周圍孔隙運(yùn)移圍孔隙運(yùn)移。由于周圍孔隙的流體壓力小于壓溶部位由于周圍孔隙的流體壓力小于壓溶部位的壓力，的壓力，SiOSiO2 2又可以硅質(zhì)膠結(jié)物或石英次

28、生加大邊的又可以硅質(zhì)膠結(jié)物或石英次生加大邊的形式沉淀出來。形式沉淀出來。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用373)3)粘土膜的存在有利于壓溶作用的進(jìn)行粘土膜的存在有利于壓溶作用的進(jìn)行砂粒周圍常有粘土薄膜，其成分可以是綠泥石、砂粒周圍常有粘土薄膜，其成分可以是綠泥石、蒙脫石、伊利石等，其中以伊利石較為常見。粘土薄蒙脫石、伊利石等，其中以伊利石較為常見。粘土薄膜是由許多水化粘土小晶片聚集而成的。如果一個粘膜是由許多水化粘土小晶片聚集而成的。如果一個粘土小晶片與其水化膜膜厚為土小晶片與其水化膜膜厚為20201010-10-10m m，那么兩個石英，那么兩個石英顆粒之間厚為顆粒之

29、間厚為10m10m的粘土膜將含有的粘土膜將含有50005000個水化小晶片。個水化小晶片。因此因此粘土膜極大地擴(kuò)大了壓溶物質(zhì)的擴(kuò)散與滲濾通道，粘土膜極大地擴(kuò)大了壓溶物質(zhì)的擴(kuò)散與滲濾通道，使壓溶部位的壓溶物質(zhì)能很快通過水膜被帶走，壓溶使壓溶部位的壓溶物質(zhì)能很快通過水膜被帶走，壓溶作用能快速地進(jìn)行下去。作用能快速地進(jìn)行下去。另外，另外，伊利石膜在壓力和富含伊利石膜在壓力和富含COCO2 2孔隙水的作用下，孔隙水的作用下，能游離出能游離出K K2 2COCO3 3，從而構(gòu)成局部堿性微環(huán)境，使得氧化，從而構(gòu)成局部堿性微環(huán)境，使得氧化硅的溶解度增加硅的溶解度增加。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié)

30、壓實和壓溶作用38第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用39第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用404)剛性的碎屑顆粒有利于壓溶作用的進(jìn)行剛性的碎屑顆粒有利于壓溶作用的進(jìn)行。因此因此除石英碎屑外，長石經(jīng)壓溶作用后重新析出新的膠結(jié)除石英碎屑外，長石經(jīng)壓溶作用后重新析出新的膠結(jié)物的現(xiàn)象也是常見的。物的現(xiàn)象也是常見的。朱國華（朱國華（198198）曾研究過陜北延長統(tǒng)長）曾研究過陜北延長統(tǒng)長6 6砂巖的濁砂巖的濁沸石膠結(jié)物，他認(rèn)為濁沸石是斜長石被壓溶的組分與沸石膠結(jié)物，他認(rèn)為濁沸石是斜長石被壓溶的組分與孔隙水反應(yīng)并沉淀于孔隙內(nèi)的產(chǎn)物，反應(yīng)過程中還能孔隙水反應(yīng)并沉淀于孔

31、隙內(nèi)的產(chǎn)物，反應(yīng)過程中還能沉淀出鈉長石。其反應(yīng)式為沉淀出鈉長石。其反應(yīng)式為： 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第一節(jié) 壓實和壓溶作用41第二節(jié)第二節(jié) 膠結(jié)作用膠結(jié)作用1、膠結(jié)作用、膠結(jié)作用從孔隙溶液中沉淀出礦物質(zhì)（膠結(jié)物），將松散的從孔隙溶液中沉淀出礦物質(zhì)（膠結(jié)物），將松散的沉積物固結(jié)起來的作用。沉積物固結(jié)起來的作用。膠結(jié)作用是沉積物轉(zhuǎn)變成沉積巖的重要作用，也是膠結(jié)作用是沉積物轉(zhuǎn)變成沉積巖的重要作用，也是使沉積巖中孔隙度和滲透率降低的主要原因之一。使沉積巖中孔隙度和滲透率降低的主要原因之一。一、概述一、概述第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用422 2、發(fā)生時間、發(fā)生時間膠結(jié)作用主

32、要發(fā)生在膠結(jié)作用主要發(fā)生在早成巖早成巖和和晚成巖晚成巖作用階作用階段的各個時期。不同時期的膠結(jié)物結(jié)構(gòu)特征各異，段的各個時期。不同時期的膠結(jié)物結(jié)構(gòu)特征各異，因此膠結(jié)物常有因此膠結(jié)物常有“世代世代”。在同生成巖階段和表在同生成巖階段和表生成巖作用階段也可以不同程度的膠結(jié)作用發(fā)生。生成巖作用階段也可以不同程度的膠結(jié)作用發(fā)生。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用43第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用膠結(jié)膠結(jié)“世代世代”圖示圖示443 3、膠結(jié)物的種類、膠結(jié)物的種類最常見的有氧化硅、碳酸鹽和粘土礦物。最常見的有氧化硅、碳酸鹽和粘土礦物。較常見的膠結(jié)物有石膏和硬石膏、氧化鐵、重晶

33、較常見的膠結(jié)物有石膏和硬石膏、氧化鐵、重晶石、磷灰石、螢石、沸石、黃鐵礦、白鐵礦等。石、磷灰石、螢石、沸石、黃鐵礦、白鐵礦等。其它類型的膠結(jié)物也有產(chǎn)出但很少見。其它類型的膠結(jié)物也有產(chǎn)出但很少見。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用 膠結(jié)物類型常與砂巖顆粒成分及孔隙溶液性質(zhì)有關(guān)。膠結(jié)物類型常與砂巖顆粒成分及孔隙溶液性質(zhì)有關(guān)。 如石英砂巖大部分是氧化硅和碳酸鹽膠結(jié)，而一些巖如石英砂巖大部分是氧化硅和碳酸鹽膠結(jié)，而一些巖屑砂巖、雜砂巖和火山碎屑質(zhì)砂巖的膠結(jié)物主要是蝕變了屑砂巖、雜砂巖和火山碎屑質(zhì)砂巖的膠結(jié)物主要是蝕變了的雜基和化學(xué)沉淀物的混合物，其成分有粘土礦物、沸石的雜基和化學(xué)沉淀物的

34、混合物，其成分有粘土礦物、沸石礦物和其他硅酸鹽礦物。礦物和其他硅酸鹽礦物。 454 4、膠結(jié)作用的結(jié)果與標(biāo)志、膠結(jié)作用的結(jié)果與標(biāo)志膠結(jié)作用能使松散沉積物變?yōu)楣探Y(jié)的巖石；碎屑顆粒間孔隙被充填而進(jìn)一步縮小、滲透率進(jìn)一步降低；顆粒接觸強(qiáng)度和巖石強(qiáng)度增加。具有特殊結(jié)構(gòu)和一定數(shù)量膠結(jié)物的形成是最主要的標(biāo)志。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用46二、常見膠結(jié)作用簡介二、常見膠結(jié)作用簡介1 1粘土礦物膠結(jié)作用粘土礦物膠結(jié)作用 粘土礦物是砂巖中一種較重要的填隙物，常見的粘土礦物是砂巖中一種較重要的填隙物，常見的自生粘土礦物膠結(jié)物有自生粘土礦物膠結(jié)物有高嶺石、伊利石、蒙脫石、綠高嶺石、伊利石、蒙脫

35、石、綠泥石泥石。（1）高嶺石：）高嶺石： 在薄片中一般呈假六邊形晶片，集合體呈書頁狀在薄片中一般呈假六邊形晶片，集合體呈書頁狀或蠕蟲狀，以孔隙充填或交代其他礦物或以其他自生或蠕蟲狀，以孔隙充填或交代其他礦物或以其他自生礦物的包體產(chǎn)出。礦物的包體產(chǎn)出。是在富含是在富含SiOSiO2 2和和AlAl3+3+的循環(huán)孔隙水中的循環(huán)孔隙水中析出，也可由其他粘土礦物轉(zhuǎn)變而來，亦可是砂巖內(nèi)析出，也可由其他粘土礦物轉(zhuǎn)變而來，亦可是砂巖內(nèi)部火山玻璃及長石蝕變的產(chǎn)物。部火山玻璃及長石蝕變的產(chǎn)物。在一些分選較好和粒在一些分選較好和粒度較粗的長石石英砂巖、長石砂巖中常見。度較粗的長石石英砂巖、長石砂巖中常見。第九章

36、碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用47第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用48粗大、自形、蠕蟲狀高嶺石。 KL201井,3668.10m,K1b,250()第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用49第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用書頁狀及蠕蟲狀高嶺石書頁狀及蠕蟲狀高嶺石50第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用書頁狀高嶺石書頁狀高嶺石51 (2) 伊利石：伊利石： 伊利石常呈不規(guī)則的細(xì)小晶片及顆粒包膜形式伊利石常呈不規(guī)則的細(xì)小晶片及顆粒包膜形式產(chǎn)出，產(chǎn)出，其結(jié)晶程度隨埋藏深度的增加而變好，最后其結(jié)晶程度隨埋藏深度的增加而變好，最后轉(zhuǎn)化成絹云

37、母。伊利石可以是在成巖過程中由其他轉(zhuǎn)化成絹云母。伊利石可以是在成巖過程中由其他粘土礦物轉(zhuǎn)變而來的。粘土礦物轉(zhuǎn)變而來的。 (3）綠泥石）綠泥石: 多呈顆粒包膜或孔隙襯邊形式產(chǎn)出多呈顆粒包膜或孔隙襯邊形式產(chǎn)出。自生綠泥。自生綠泥石分布于各種砂巖中，石分布于各種砂巖中，可從孔隙水中直接沉淀外，可從孔隙水中直接沉淀外，也可由其他粘土礦物轉(zhuǎn)變而來也可由其他粘土礦物轉(zhuǎn)變而來。隨著理深增加、溫。隨著理深增加、溫度升高，度升高，PHPH值增加，早期形成的高嶺石、蒙脫石值增加，早期形成的高嶺石、蒙脫石- -伊伊利石混層粘土變得不穩(wěn)定，在有利石混層粘土變得不穩(wěn)定，在有FeFe2+2+和和MgMg2+2+存在的還存

38、在的還原條件下轉(zhuǎn)變成綠泥石和黑云母組合。原條件下轉(zhuǎn)變成綠泥石和黑云母組合。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用52第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用絲狀伊利石絲狀伊利石53第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用絲狀伊利石絲狀伊利石54第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用花瓣狀綠泥石花瓣狀綠泥石55第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用花瓣狀綠泥石花瓣狀綠泥石56第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用花瓣狀綠泥石花瓣狀綠泥石57（4）蒙脫石）蒙脫石: 自生蒙脫石多呈極細(xì)小的鱗片或絮狀，顯微鏡自生蒙脫石多呈極細(xì)小的鱗片或絮狀，顯

39、微鏡下難辨認(rèn)，電鏡下下難辨認(rèn)，電鏡下為砂粒表面的皺紋狀及蜂窩狀薄為砂粒表面的皺紋狀及蜂窩狀薄膜膜。在一些含火山物質(zhì)較豐富的砂巖中，在其成巖在一些含火山物質(zhì)較豐富的砂巖中，在其成巖作用的早期，含量較豐富；隨著成巖作用的加強(qiáng)，作用的早期，含量較豐富；隨著成巖作用的加強(qiáng)，將轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌N類的粘土礦物。將轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌N類的粘土礦物。（5）伊蒙混層粘土礦物）伊蒙混層粘土礦物伊蒙混層粘土是自生粘土礦物中最常見的一類伊蒙混層粘土是自生粘土礦物中最常見的一類粘土礦物，多為顆粒包膜粘土礦物，多為顆粒包膜。伊蒙混層粘土礦物形態(tài)伊蒙混層粘土礦物形態(tài)介于伊利石和蒙脫石之間，如混層晶格中富含伊利介于伊利石和蒙脫石之間，如混

40、層晶格中富含伊利石層，其形態(tài)近似于伊利石，呈不規(guī)則晶片狀；如石層，其形態(tài)近似于伊利石，呈不規(guī)則晶片狀；如富含蒙脫石層，則呈類似于蒙脫石的皺紋狀。富含蒙脫石層，則呈類似于蒙脫石的皺紋狀。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用58第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用花瓣狀蒙脫石花瓣狀蒙脫石59第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用花瓣狀蒙脫石花瓣狀蒙脫石60第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用花瓣狀蒙脫石花瓣狀蒙脫石61第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用伊蒙混層伊蒙混層62細(xì)粒巖屑砂巖細(xì)粒巖屑砂巖,原生粒間孔原生粒間孔,顆粒粘土包膜發(fā)育顆粒

41、粘土包膜發(fā)育.KL201井井,3783.21m, K1bs2 ,鑄體片鑄體片,50()第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用63 綜上所述：綜上所述：u常見粘土膠結(jié)礦物有常見粘土膠結(jié)礦物有高嶺石高嶺石、伊利石伊利石、蒙脫石蒙脫石、綠泥石綠泥石、混層混層粘土礦物粘土礦物等，其類型可反映孔隙溶液的性質(zhì)；等，其類型可反映孔隙溶液的性質(zhì)；u膠結(jié)物結(jié)構(gòu)：自生粘土膠結(jié)物中以高嶺石結(jié)晶較好、粒度較粗、膠結(jié)物結(jié)構(gòu)：自生粘土膠結(jié)物中以高嶺石結(jié)晶較好、粒度較粗、多以孔隙充填形式產(chǎn)出；多以孔隙充填形式產(chǎn)出；伊利石、蒙膠石、綠泥石和混層粘土晶伊利石、蒙膠石、綠泥石和混層粘土晶體均極細(xì)小，多以體均極細(xì)小，多以

42、顆粒包膜和孔隙襯邊顆粒包膜和孔隙襯邊的形式產(chǎn)出；的形式產(chǎn)出；u既可從孔隙溶液結(jié)晶形成，也可以由礦物轉(zhuǎn)化、火山玻璃及長既可從孔隙溶液結(jié)晶形成，也可以由礦物轉(zhuǎn)化、火山玻璃及長石蝕變形成；石蝕變形成；u粘土膠結(jié)物在碎屑巖中起膠結(jié)作用的同時，也縮小碎屑巖的孔粘土膠結(jié)物在碎屑巖中起膠結(jié)作用的同時，也縮小碎屑巖的孔隙空間，同時降低碎屑巖的滲透率，其對滲透率的破壞作用遠(yuǎn)比隙空間，同時降低碎屑巖的滲透率，其對滲透率的破壞作用遠(yuǎn)比孔隙度降低的影響要大，孔隙度降低的影響要大，尤其是以尤其是以顆粒包膜和孔隙襯邊顆粒包膜和孔隙襯邊形式產(chǎn)出形式產(chǎn)出粘土礦物，易于堵塞砂巖的孔隙喉道，對砂巖滲透率的破壞更粘土礦物，易于堵塞

43、砂巖的孔隙喉道，對砂巖滲透率的破壞更為顯著為顯著。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用642 2氧化硅膠結(jié)作用氧化硅膠結(jié)作用(1)氧化硅膠結(jié)物氧化硅膠結(jié)物：蛋白玉、玉髓和石英。石英分布最廣泛蛋白玉、玉髓和石英。石英分布最廣泛。(2)結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征：蛋白石為非晶質(zhì)多充填孔隙產(chǎn)出；玉髓實質(zhì)上是蛋白石為非晶質(zhì)多充填孔隙產(chǎn)出；玉髓實質(zhì)上是隱晶石英，呈纖維狀、球粒狀、半球粒狀或極細(xì)小的微晶狀，隱晶石英，呈纖維狀、球粒狀、半球粒狀或極細(xì)小的微晶狀，多充填孔隙產(chǎn)出；石英可以呈微、細(xì)粒狀充填于孔隙中，但更多充填孔隙產(chǎn)出；石英可以呈微、細(xì)粒狀充填于孔隙中，但更常見的是以碎屑石英自生加大邊的形式出現(xiàn)

44、。常見的是以碎屑石英自生加大邊的形式出現(xiàn)。(3)分布：一般來講，分布：一般來講，非晶質(zhì)蛋白石膠結(jié)物出現(xiàn)在第三紀(jì)以后較非晶質(zhì)蛋白石膠結(jié)物出現(xiàn)在第三紀(jì)以后較年輕的、埋藏深度較淺的碎屑巖中，年輕的、埋藏深度較淺的碎屑巖中，在第三紀(jì)前古老的砂巖中在第三紀(jì)前古老的砂巖中很難見到。而很難見到。而結(jié)晶質(zhì)的玉髓和石英卻在地質(zhì)時代較老、埋深較結(jié)晶質(zhì)的玉髓和石英卻在地質(zhì)時代較老、埋深較大的碎屑巖中存在；大的碎屑巖中存在；在井深較大的巖心中，一般只能見到石英在井深較大的巖心中，一般只能見到石英膠結(jié)物，并呈次生加大膠結(jié)。膠結(jié)物，并呈次生加大膠結(jié)。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用65第九章 碎屑沉積物

45、的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用 中粒石英砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，二次石英加大及殘余粒間孔中粒石英砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，二次石英加大及殘余粒間孔. .66硅質(zhì)膠結(jié)物石英次生加大方解石膠結(jié)物硅質(zhì)膠結(jié)物石英次生加大第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用67硅質(zhì)膠結(jié)物石英次生加大第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用68第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用69(4)氧化硅膠結(jié)物來源：氧化硅膠結(jié)物來源：u第一，來源于地表水和地下水第一，來源于地表水和地下水。這可能是較淺處石這可能是較淺處石英自生加大膠結(jié)物的主要來源，不過只有保持孔隙英自生加大膠結(jié)物的主要來源，不過只有保持孔隙水的長期循

46、環(huán)，而且有氧化硅的不斷補(bǔ)給的條件下水的長期循環(huán)，而且有氧化硅的不斷補(bǔ)給的條件下才能形成大量的石英膠結(jié)物。才能形成大量的石英膠結(jié)物。 u第二，來源于硅質(zhì)生物骨殼的溶解第二，來源于硅質(zhì)生物骨殼的溶解。碎屑沉積物中碎屑沉積物中的硅藻、放射蟲、硅質(zhì)海綿骨針以及其他分泌氧化的硅藻、放射蟲、硅質(zhì)海綿骨針以及其他分泌氧化硅的生物骨殼，在沉積后將很快溶解，溶解作用一硅的生物骨殼，在沉積后將很快溶解，溶解作用一直進(jìn)行到水中非晶質(zhì)氧化硅飽和為止。直進(jìn)行到水中非晶質(zhì)氧化硅飽和為止。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用70u第三，來源于碎屑石英壓溶作用。第三，來源于碎屑石英壓溶作用。溶出的氧化硅，溶出的

47、氧化硅，往往在受壓溶顆粒附近的孔隙中沉淀成石英的次生加往往在受壓溶顆粒附近的孔隙中沉淀成石英的次生加大邊。大邊。 u第四，來源于粘土礦物的成巖轉(zhuǎn)化作用。第四，來源于粘土礦物的成巖轉(zhuǎn)化作用。在頁巖與在頁巖與砂巖互層的地層中，頁巖中的粘土礦物在成巖轉(zhuǎn)化過砂巖互層的地層中，頁巖中的粘土礦物在成巖轉(zhuǎn)化過程中有程中有SiOSiO2 2析出，并進(jìn)入鄰近砂體的邊部成膠結(jié)物沉析出，并進(jìn)入鄰近砂體的邊部成膠結(jié)物沉淀下來。蒙脫石或蒙伊混層粘土向伊利石轉(zhuǎn)化，可析淀下來。蒙脫石或蒙伊混層粘土向伊利石轉(zhuǎn)化，可析出可觀的出可觀的SiOSiO2 2。u第五，來源于硅酸鹽礦物的不一致溶解作用第五，來源于硅酸鹽礦物的不一致溶解

48、作用，以長以長石為重要。長石向高嶺石蝕變會析出石為重要。長石向高嶺石蝕變會析出SiOSiO2 2第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用71u第六，來源于火山玻璃去玻化和蝕變成粘土礦物或第六，來源于火山玻璃去?；臀g變成粘土礦物或沸石類礦物過程中析出的沸石類礦物過程中析出的SiO2。去?；饔贸０l(fā)生去?；饔贸０l(fā)生在近地表淺處，所以常產(chǎn)生非晶質(zhì)蛋白石膠結(jié)物。在近地表淺處，所以常產(chǎn)生非晶質(zhì)蛋白石膠結(jié)物。 u第七，來源于海底火山噴發(fā)。第七，來源于海底火山噴發(fā)。海底火山噴發(fā)可直接海底火山噴發(fā)可直接提供大量氧化硅。提供大量氧化硅。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用72 3 3碳

49、酸鹽膠結(jié)作用碳酸鹽膠結(jié)作用u(1) 礦物種類：礦物種類： 方解石、白云石、菱鐵礦、菱鎂礦、文石等。方解石、白云石、菱鐵礦、菱鎂礦、文石等。u(2) 膠結(jié)方式膠結(jié)方式(結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu))多樣多樣， 可呈均一組分和混合充填于空隙中，呈交代物，呈可呈均一組分和混合充填于空隙中，呈交代物，呈結(jié)核狀，或存在于薄的紋層中。方解石常見粒狀結(jié)結(jié)核狀，或存在于薄的紋層中。方解石常見粒狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、櫛殼狀結(jié)構(gòu)以及構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、櫛殼狀結(jié)構(gòu)以及連晶膠結(jié)結(jié)構(gòu)連晶膠結(jié)結(jié)構(gòu)。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用73u(3)分布分布：在許多砂巖中，：在許多砂巖中，碳酸鹽膠結(jié)物是早期沉碳酸鹽膠結(jié)物是早期沉淀的，其它成巖

50、階段也可形成。淀的，其它成巖階段也可形成。可根據(jù)不同碳酸可根據(jù)不同碳酸鹽礦物充填順序分析膠結(jié)作用的順序，這也是研鹽礦物充填順序分析膠結(jié)作用的順序，這也是研究成巖演化歷史的依據(jù)。究成巖演化歷史的依據(jù)。 分布最廣和最常見的是方解石，其次是白云石分布最廣和最常見的是方解石，其次是白云石。文石是在現(xiàn)代砂巖中出現(xiàn)的，在較老的砂巖中均文石是在現(xiàn)代砂巖中出現(xiàn)的，在較老的砂巖中均轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐?。轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐?。第九?碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用74第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用75第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用 早期泥晶白云石重結(jié)晶成粉晶白云石，白云石呈基底式膠結(jié)

51、，顆粒為懸浮狀。（-）12076u(4)碳酸鹽物質(zhì)來源其一，其一，海水和流動的孔隙水海水和流動的孔隙水能持續(xù)地帶入溶解的碳酸鹽，能持續(xù)地帶入溶解的碳酸鹽，為碳酸鹽膠結(jié)物的主要來源。為碳酸鹽膠結(jié)物的主要來源。其二，其二，孔隙水溶解碎屑沉積物中的介殼和碳酸鹽顆粒孔隙水溶解碎屑沉積物中的介殼和碳酸鹽顆粒，溶解的物質(zhì)又作為成巖期的膠結(jié)物沉淀下來。溶解的物質(zhì)又作為成巖期的膠結(jié)物沉淀下來。其三，其三，砂巖中碳酸鹽顆粒的壓溶砂巖中碳酸鹽顆粒的壓溶，也可以由砂巖層上下，也可以由砂巖層上下碳酸鹽巖地層的壓溶提供大量的碳酸鹽膠結(jié)物。這是較深處碳酸鹽巖地層的壓溶提供大量的碳酸鹽膠結(jié)物。這是較深處碳酸鹽膠結(jié)物的主要來

52、源之一。碳酸鹽膠結(jié)物的主要來源之一。其四，其四，深部頁巖層的半滲透膜（網(wǎng)狀）效應(yīng)深部頁巖層的半滲透膜（網(wǎng)狀）效應(yīng)，可使深處，可使深處的陰離子和離子半徑大的陽離子的陰離子和離子半徑大的陽離子(如如Ca2+)相對大量富集，致使相對大量富集，致使碳酸鹽膠結(jié)物增多。雖然深部壓力的增加可以稍微提高那些碳酸鹽膠結(jié)物增多。雖然深部壓力的增加可以稍微提高那些離子的溶度積，但半滲透膜效應(yīng)是主要的。所以當(dāng)砂巖深埋離子的溶度積，但半滲透膜效應(yīng)是主要的。所以當(dāng)砂巖深埋時，往往有鐵方解石或者白云石沉淀于孔隙之中甚至交代碎時，往往有鐵方解石或者白云石沉淀于孔隙之中甚至交代碎屑。屑。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié)

53、 膠結(jié)作用77 4 4長石膠結(jié)物長石膠結(jié)物u自生長石的成分為鉀長石和鈉長石。自生長石的成分為鉀長石和鈉長石。u自生長石是碎屑巖中常見的一種自生礦物，它可以自生長石是碎屑巖中常見的一種自生礦物，它可以呈碎屑長石的呈碎屑長石的自生加大邊自生加大邊，也可以在，也可以在基質(zhì)中呈小的基質(zhì)中呈小的自形晶體產(chǎn)出自形晶體產(chǎn)出。它既可以在石英砂巖中出現(xiàn)，也可。它既可以在石英砂巖中出現(xiàn)，也可以在雜砂巖中出現(xiàn)。以在雜砂巖中出現(xiàn)。u它在各類砂巖中的豐度一般都很低。它在各類砂巖中的豐度一般都很低。 u 有利于形成自生長石的條件，除孔隙溶液中有足夠有利于形成自生長石的條件，除孔隙溶液中有足夠的的SiO2外，還必須是外，還

54、必須是Al2O3的濃度高，的濃度高，Na+ H+和和K+H+的活度比高，以及比較高的溫度。的活度比高，以及比較高的溫度。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用78第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用795 5沸石膠結(jié)物沸石膠結(jié)物 u碎屑巖中常見的沸石類膠結(jié)物有碎屑巖中常見的沸石類膠結(jié)物有方沸石、片沸石、濁方沸石、片沸石、濁沸石及斜沸石沸石及斜沸石等。成分與長石相似，分子式為：等。成分與長石相似，分子式為：Am/nAlpSiqO2(p+q)wH2O，其中，其中 A主要為主要為 Ca，Na，K，其次為，其次為Be和和Sr；n為陽離子電價；為陽離子電價；q/p在在15間。間。

55、u呈晶粒狀、板狀、纖維狀、針狀及束狀產(chǎn)出，可形成呈晶粒狀、板狀、纖維狀、針狀及束狀產(chǎn)出，可形成于成巖作用的各個階段。于成巖作用的各個階段。u沸石常見于富含火山碎屑和長石的砂巖中，常是火山沸石常見于富含火山碎屑和長石的砂巖中，常是火山碎屑和長石與地下水相互作用的產(chǎn)物。有利于形成沸碎屑和長石與地下水相互作用的產(chǎn)物。有利于形成沸石的介質(zhì)條件是高的石的介質(zhì)條件是高的 pH值和富含值和富含SiO2及及Ca，Na，K離子，即高礦化度的孔隙水和適當(dāng)?shù)亩趸挤謮?。離子，即高礦化度的孔隙水和適當(dāng)?shù)亩趸挤謮?。第九?碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用80 片沸石充填于粒間，呈橘紅色，克拉瑪依油田二疊系

56、第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用81第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用長石砂巖長石砂巖82 6 6硫酸鹽膠結(jié)物硫酸鹽膠結(jié)物 u碎屑巖中最常見的硫酸鹽膠結(jié)物是碎屑巖中最常見的硫酸鹽膠結(jié)物是石膏和硬石膏，此石膏和硬石膏，此外還有重晶石和天青石外還有重晶石和天青石。u 石膏和硬石膏石膏和硬石膏常呈連晶狀充填于孔隙中，也可交代常呈連晶狀充填于孔隙中，也可交代其他礦物產(chǎn)出其他礦物產(chǎn)出; 重晶石、天青石常呈晶粒狀、板條狀重晶石、天青石常呈晶粒狀、板條狀或連晶斑塊，充填在孔隙中或交代其他碎屑顆粒?；蜻B晶斑塊，充填在孔隙中或交代其他碎屑顆粒。u可形成于沉積期及成巖作用的各個階段。

57、可形成于沉積期及成巖作用的各個階段。形成于沉積形成于沉積期和早成巖期的往往與強(qiáng)蒸發(fā)作用有關(guān)，形成于晚成期和早成巖期的往往與強(qiáng)蒸發(fā)作用有關(guān)，形成于晚成巖期的往往與早期石膏的溶解和再沉淀作用有關(guān)。地巖期的往往與早期石膏的溶解和再沉淀作用有關(guān)。地層水與沉積物相互反應(yīng)或不同地層水的混合，也可析層水與沉積物相互反應(yīng)或不同地層水的混合，也可析出石膏與硬石膏。形成重晶石所需要的鋇離子，可以出石膏與硬石膏。形成重晶石所需要的鋇離子，可以由鉀長石高嶺石化和溶蝕過程中提供。由鉀長石高嶺石化和溶蝕過程中提供。 第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用83 早期石膏連晶式膠結(jié)，后期石膏脫水轉(zhuǎn)化為硬石膏，（+）

58、120；下第三系，江漢油田金6井第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用84第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第二節(jié) 膠結(jié)作用85第三節(jié)第三節(jié) 交代作用交代作用 一、概述一、概述 1、概念：、概念：交代作用是指一種礦物代替另一種礦交代作用是指一種礦物代替另一種礦物的現(xiàn)象。物的現(xiàn)象。 交代作用基本是在固體狀態(tài)下發(fā)生的，新礦物的交代作用基本是在固體狀態(tài)下發(fā)生的，新礦物的形成與舊礦物的消失同時進(jìn)行。形成與舊礦物的消失同時進(jìn)行。 交代作用的實質(zhì)是體系的化學(xué)平衡及平衡轉(zhuǎn)移的問題。交代作用的實質(zhì)是體系的化學(xué)平衡及平衡轉(zhuǎn)移的問題。當(dāng)體系內(nèi)的物理、化學(xué)條件（溫度、壓力、濃度、流體成分、當(dāng)體系內(nèi)的物理、化

59、學(xué)條件（溫度、壓力、濃度、流體成分、PH值、值、Eh值等）發(fā)生改變時，原來穩(wěn)定的礦物或礦物組合將值等）發(fā)生改變時，原來穩(wěn)定的礦物或礦物組合將變得不穩(wěn)定，發(fā)生溶解、遷移或原地轉(zhuǎn)化，形成在新的物理、變得不穩(wěn)定，發(fā)生溶解、遷移或原地轉(zhuǎn)化，形成在新的物理、化學(xué)條件下穩(wěn)定存在的新礦物或礦物組合。化學(xué)條件下穩(wěn)定存在的新礦物或礦物組合。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第三節(jié) 交代作用862、發(fā)生時間：交代作用可以發(fā)生于成巖作用的、發(fā)生時間：交代作用可以發(fā)生于成巖作用的各個階段乃至表生期。但主要是在晚成巖期和早成巖各個階段乃至表生期。但主要是在晚成巖期和早成巖晚期。晚期。3、交代作用受多、交代作用受多種物理種

60、物理-化學(xué)因素的影化學(xué)因素的影響。當(dāng)固體顆粒表面響。當(dāng)固體顆粒表面存在溶液薄膜時有利存在溶液薄膜時有利于交代作用的發(fā)生。于交代作用的發(fā)生。第九章 碎屑沉積物的沉積后作用 第三節(jié) 交代作用87u l) 礦物假象礦物假象：被交代礦物的原生成分雖已被交代，但其晶被交代礦物的原生成分雖已被交代，但其晶體外形得到完好的保存。交代礦物具有被交代礦物的假象，體外形得到完好的保存。交代礦物具有被交代礦物的假象，u 2) 幻影構(gòu)造：幻影構(gòu)造：巖石受到強(qiáng)烈的交代作用，原生顆粒只留下巖石受到強(qiáng)烈的交代作用，原生顆粒只留下模糊的輪廓稱為幻影，如硅化顆粒、強(qiáng)白云化巖石中的生物骨模糊的輪廓稱為幻影，如硅化顆粒、強(qiáng)白云化巖