13碳酸盐沉积物的沉积后作用.pptx

第十三章第十三章 碳酸盐沉积物的碳酸盐沉积物的沉积后作用沉积后作用（post-sedimentational process of carbonate sediments）第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 碳酸盐沉积物的沉积后作用（广义的碳酸盐岩成岩碳酸盐沉积物的沉积后作用（广义的碳酸盐岩成岩作用），是指碳酸盐沉积物沉积之后，碳酸盐沉积物及作用），是指碳酸盐沉积物沉积之后，碳酸盐沉积物及碳酸盐岩所发生的一系列物理的、化学的、物理化学的碳酸盐岩所发生的一系列物理的、化学的、物理化学的和生物的作用，以及这些作用所引起的碳酸盐沉积物和和生物的作用，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碳酸盐岩的结构、构造、成分以及物理和化学性质的变化。化。碳酸盐沉积物沉积后作用中的狭义成岩作用类型很碳酸盐沉积物沉积后作用中的狭义成岩作用类型很多，主要有多，主要有溶解作用、碳酸钙矿物的转化作用和重结晶溶解作用、碳酸钙矿物的转化作用和重结晶作用、胶结作用、交代作用、压实及压溶作用等。作用、胶结作用、交代作用、压实及压溶作用等。第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型一、溶解作用一、溶解作用 溶解作用是由于碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质方式溶解作用是由于碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质方式了变化，从而引起碳酸盐矿物或其它成分发生溶解作用。了变化，从而引起碳酸盐矿物或其它成分发生溶解作用。溶解作用可以发生在碳酸盐岩的各个成岩阶段，同生期和成岩溶解作用可以发生在碳酸盐岩的各个成岩阶段，同生期和成岩早期的溶解作用常具选择行的特点。常形成特征的溶模孔隙（早期的溶解作用常具选择行的特点。常形成特征的溶模孔隙（mold pore）。）。亮晶鲕粒灰岩，淡水选择性溶解形成粒内溶孔，飞仙关组 第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 成岩晚期，由于不稳定组分已经转变为低镁方解石，其溶解成岩晚期，由于不稳定组分已经转变为低镁方解石，其溶解作用一般不具选择性，称为非选择性溶解，常形成溶孔、溶洞、溶作用一般不具选择性，称为非选择性溶解，常形成溶孔、溶洞、溶缝。缝。具残余鲕粒结构白云岩，粒间溶孔发育，埋藏溶解作用，飞仙关组 第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型二、碳酸钙矿物的转化作用和重结晶作用二、碳酸钙矿物的转化作用和重结晶作用 1、矿物的转化作用方解石化作用、矿物的转化作用方解石化作用 碳酸钙矿物的转化作用包括两个方面：其一是矿物的同质多象碳酸钙矿物的转化作用包括两个方面：其一是矿物的同质多象转化仅发生矿物晶格、晶形的变化，不发生化学成分的变化，如转化仅发生矿物晶格、晶形的变化，不发生化学成分的变化，如文石转化为低镁方解石；文石转化为低镁方解石；其二是有化学成分的变化，即有离子的带入带出，如高镁方解其二是有化学成分的变化，即有离子的带入带出，如高镁方解石转化石转化为低镁方解石为低镁方解石。研究表明，碳酸钙矿物的转化是在常温、常压状态下进行的湿研究表明，碳酸钙矿物的转化是在常温、常压状态下进行的湿态转化。态转化。2.重结晶作用重结晶作用 重结晶作用是指在成岩过程中，矿物的晶体形状和大小发生变重结晶作用是指在成岩过程中，矿物的晶体形状和大小发生变化而主要矿物成分不改变的作用。一般情况下趋向于出现晶体增大化而主要矿物成分不改变的作用。一般情况下趋向于出现晶体增大的现象的现象“进变新生变形进变新生变形”。特殊情况下也可发生晶体的缩小，。特殊情况下也可发生晶体的缩小，称为称为“退变退变新生变形新生变形”作用。作用。第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 （1）微亮晶的形成作用）微亮晶的形成作用 某些古代的泥晶石灰岩中，泥晶的粒径一般为某些古代的泥晶石灰岩中，泥晶的粒径一般为510m，福克，福克将这种大小的方解石晶体称为将这种大小的方解石晶体称为“微亮晶微亮晶”。它是在成岩过程中通过。它是在成岩过程中通过与与Mg离子的迁移有关的重结晶作用造成的。由文石或高镁方解石离子的迁移有关的重结晶作用造成的。由文石或高镁方解石组成的海相碳酸盐泥，在埋藏条件下发生渐进成岩作用时，通过矿组成的海相碳酸盐泥，在埋藏条件下发生渐进成岩作用时，通过矿物的转化和重结晶作用，都要转化为物的转化和重结晶作用，都要转化为低镁方解石，使晶体增长至低镁方解石，使晶体增长至510m大小的微亮晶。大小的微亮晶。海洋软泥受淡水冲洗，解除了“镁套”的束缚，重结晶为微亮晶方解石的过程 第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 （2）微泥晶的形成作用）微泥晶的形成作用 在古代石灰岩中，常见某些有孔虫、珊瑚藻类和粪球粒，它们在古代石灰岩中，常见某些有孔虫、珊瑚藻类和粪球粒，它们都由粒径仅都由粒径仅1m左右的泥晶方解石组成，不透明，福克左右的泥晶方解石组成，不透明，福克称之为称之为“微微泥晶泥晶”。其原始成分可能是镁方解石，在成岩过程中，由于富镁孔。其原始成分可能是镁方解石，在成岩过程中，由于富镁孔隙水产生的隙水产生的Mg离子的毒害效应，阻碍了晶体的重结晶长大，最终只离子的毒害效应，阻碍了晶体的重结晶长大，最终只能形成极小的微泥晶结构。能形成极小的微泥晶结构。三、胶结作用三、胶结作用 1、碳酸盐胶结物的矿物成分和结晶形态、碳酸盐胶结物的矿物成分和结晶形态 现代海洋碳酸盐胶结物的矿物成分主要为方解石、文石、高镁现代海洋碳酸盐胶结物的矿物成分主要为方解石、文石、高镁方解石和白云石。碳酸盐胶结物主要有方解石和白云石。碳酸盐胶结物主要有3种结晶形态：种结晶形态：泥晶、纤维晶泥晶、纤维晶和较粗的粒状晶体和较粗的粒状晶体。影响碳酸盐胶结物晶体形状和大小的因素主要有：溶解离子对影响碳酸盐胶结物晶体形状和大小的因素主要有：溶解离子对碳酸盐胶结物晶出和形态的影响；结晶速度对碳酸盐胶结物结晶形碳酸盐胶结物晶出和形态的影响；结晶速度对碳酸盐胶结物结晶形态的影响；底质对态的影响；底质对碳酸盐胶结物和形态的影响。碳酸盐胶结物和形态的影响。第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型镁方解石成为平行于镁方解石成为平行于C轴的轴的纤维状或陡斜面体示意图纤维状或陡斜面体示意图 Mg/Ca比值影响方解比值影响方解石晶体习性石晶体习性第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 2、碳酸盐胶结物的世代、碳酸盐胶结物的世代 充填孔隙的胶结物往往由两个或两个以上的世代组成，随世代充填孔隙的胶结物往往由两个或两个以上的世代组成，随世代的不同，胶结物的结构和微量元素的组成也有变化。早期胶结物多的不同，胶结物的结构和微量元素的组成也有变化。早期胶结物多在颗粒周围形成薄边胶结，常见为纤维状、马牙状无铁方解石，后在颗粒周围形成薄边胶结，常见为纤维状、马牙状无铁方解石，后期胶结物多为粒状含铁方解石。期胶结物多为粒状含铁方解石。亮晶鲕粒灰岩，具两世代胶结作用，一世代为纤状等厚环边胶结物，二世代为粒状胶结物。飞仙关组 在碳酸盐岩中广泛发育着新生变形方解石晶体，它们在光学显微镜下与亮晶方解石胶结物的特征有许多相似之处。两者的主要区别如下：1)新生变形晶体大小不均，常呈斑块状或不规则状分布；亮晶胶结物充填孔隙或呈皮壳状形式出现。2)孔隙胶结物具充填组构，其长轴常垂直孔隙壁生长，向孔隙中心晶体增大，个数减少；新生变形晶体的似球状斑块则相反，中心为微亮晶，外部为放射状排列的较大的长形晶体。3、亮晶方解石胶结物与新生变形方解石的区别、亮晶方解石胶结物与新生变形方解石的区别 第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型3)新生变形晶体可破坏颗粒边界，但常保存其残余组构；铸型颗粒小的亮晶胶结物不破坏颗粒边界，其特征与孔隙充填组构类似，常具两个以上世代，不同世代晶体的成分和组构可以不同。4)亮晶胶结物干净透明，不含原岩残余物；新生变形晶体因常含上述杂质而显得较浑浊，当有机质多时，还会使晶体显淡褐色或略具多色性。5)新生变形晶体晶间界面一般为弯曲状；胶结物亮晶晶间界面较平直，三个晶体接合时合成一个180的贴面，接合率高达30%73%。6)骨骼的重结晶共轴环边(交代环边)切割邻近的基质或颗粒，胶结物的共轴环边与邻近的胶结物或颗粒分界清楚，无切割。第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型四、交代作用四、交代作用 原来的矿物和组分被新矿物取代的作用称为交代作用。原来的矿物和组分被新矿物取代的作用称为交代作用。碳酸盐岩中，常见的交代作用有：碳酸盐岩中，常见的交代作用有：1、去白云化作用、去白云化作用 方解石交代白云石的作用称为去白云化作用。是在富方解石交代白云石的作用称为去白云化作用。是在富含硫酸盐的地下水作用下进行的，其反应式为：含硫酸盐的地下水作用下进行的，其反应式为：CaMg(CO3)2+CaSO42H2O 2CaCO3+MgSO4+2H2O 由去白云化作用形成的方解石晶体粗大，多呈不规则由去白云化作用形成的方解石晶体粗大，多呈不规则状，可见白云石的菱面体假晶。常因交代不完全，在方解状，可见白云石的菱面体假晶。常因交代不完全，在方解石晶体中残留白云石质点。石晶体中残留白云石质点。第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 2、石膏化和硬石膏化作用、石膏化和硬石膏化作用 石膏、硬石膏矿物交代碳酸盐矿物或组分的现象称为石膏、硬石膏矿物交代碳酸盐矿物或组分的现象称为石膏化或石膏化或硬石膏化作用硬石膏化作用。其发生与含硫酸盐的孔隙水作用有关。交代成因的。其发生与含硫酸盐的孔隙水作用有关。交代成因的石膏、硬石膏，一般具有被交代矿物或颗粒的假象。石膏、硬石膏，一般具有被交代矿物或颗粒的假象。交代不完全时，交代不完全时，晶体中保留有残留晶体的包体。晶体中保留有残留晶体的包体。膏质白云岩，石膏发育，硬石膏作用，飞仙关组 第一节第一节 碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型碳酸盐沉积物沉积后作用的主要类型 3、去石膏化作用、去石膏化作用 石膏、硬石膏矿物被碳酸盐矿物交代的现象称为去石膏、硬石膏矿物被碳酸盐矿物交代的现象称为去石膏化作用石膏化作用。其发生与地表淡水和细菌的作用有关。在地下，还原硫细菌与硫酸其发生与地表淡水和细菌的作用有关。在地下，还原硫细菌与硫酸盐产生如下反应：盐产生如下反应：6CaSO4+4H2O+6CO2 6CaCO3+4H2S+11O2+2S五、压实和压溶作用五、压实和压溶作用 1.压实作用压实作用 颗粒碳酸盐岩中常见的压实现象有：颗粒点接触频率高、颗粒颗粒碳酸盐岩中常见的压实现象有：颗粒点接触频率高、颗粒定向和变形、颗粒间线状接触或曲面接触、颗粒压平、颗粒破裂、定向和变形、颗粒间线状接触或曲面接触、颗粒压平、颗粒破裂、颗粒错断或分离、颗粒表皮撕裂、揉皱、颗粒内部构造变形。颗粒错断或分离、颗粒表皮撕裂、揉皱、颗粒内部构造变形。2.压溶作用压溶作用 主要压溶构造有：缝合线构造、颗粒间的微缝合线主要压溶构造有：缝合线构造、颗粒间的微缝合线第二节第二节 碳酸盐沉积物沉积后作用的环境及特征碳酸盐沉积物沉积后作用的环境及特征 碳酸盐的沉积后环境可划分为五种基本类型，即：碳酸盐的沉积后环境可划分为五种基本类型，即：海水环境海水环境 海水潜流亚环境海水潜流亚环境 海水渗流亚环境海水渗流亚环境 淡水环境淡水环境 淡水潜流亚环境淡水潜流亚环境 淡水渗流亚环境淡水渗流亚环境海水淡水混合环境海水淡水混合环境埋藏环境埋藏环境 浅埋亚环境浅埋亚环境 深埋亚环境深埋亚环境表生环境表生环境第三节第三节 成岩序列和成岩阶段成岩序列和成岩阶段 一、成岩序列一、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。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。不同的碳酸盐岩沉积体具有不同的成岩序列，相同的碳酸盐沉积物不同的碳酸盐岩沉积体具有不同的成岩序列，相同的碳酸盐沉积物可具有不同的成岩序列（可具有不同的成岩序列（P194，图，图1410）。）。二、成岩阶段及其划分标志二、成岩阶段及其划分标志 （P194，表，表142）影响碳酸盐沉积物沉积后变化的因素有哪些？影响碳酸盐沉积物沉积后变化的因素有哪些？研究碳酸盐沉积物沉积后作用的意义有哪些？研究碳酸盐沉积物沉积后作用的意义有哪些？试述碳酸盐沉积物沉积后作用主要类型的含义。每种作用发生在试述碳酸盐沉积物沉积后作用主要类型的含义。每种作用发生在沉积后的哪些阶段？其鉴别标志是什么？沉积后的哪些阶段？其鉴别标志是什么？具颗粒结构的石灰岩中，其胶结物的矿物成分和晶体形态受到哪具颗粒结构的石灰岩中，其胶结物的矿物成分和晶体形态受到哪些因素的影响？些因素的影响？在碳酸盐岩中文石向低镁方解石转化的机理是什么？重结晶作用在碳酸盐岩中文石向低镁方解石转化的机理是什么？重结晶作用的机理又是什么？的机理又是什么？试述去白云化作用岩石的鉴别标志。在碳酸盐岩中膏化作用的机试述去白云化作用岩石的鉴别标志。在碳酸盐岩中膏化作用的机理是什么？理是什么？碳酸盐沉积物沉积后作用的五种环境分别可能出现哪些成岩后生碳酸盐沉积物沉积后作用的五种环境分别可能出现哪些成岩后生变化的类型？变化的类型？复习思考题复习思考题