第六章碳酸鹽沉積物(巖)的沉積后作用

1、第八節(jié) 碳酸鹽沉積物（巖）的沉積后作用一、碳酸鹽沉積物（巖）沉積后作用的主要類型是介質(zhì)溶液的化學(xué)平衡遭到了破壞1.1.發(fā)生條件發(fā)生條件CaCOCaCO3 3不飽和，并為弱酸性不飽和，并為弱酸性孔隙水具有流動(dòng)性孔隙水具有流動(dòng)性2.2.發(fā)生在成巖作用的各個(gè)階段發(fā)生在成巖作用的各個(gè)階段溶解水體溶解水體早成巖期（同生期）早成巖期（同生期）成巖期成巖期表生期表生期3.3.成巖各階段溶解作用的特點(diǎn)成巖各階段溶解作用的特點(diǎn)成巖早期成巖早期選擇性溶解選擇性溶解 3.3.成巖各階段溶解作用的特點(diǎn)成巖各階段溶解作用的特點(diǎn)成巖晚期成巖晚期非選擇性溶解非選擇性溶解一、碳酸鹽沉積物沉積后作用的主要類型1.1.礦物的轉(zhuǎn)化

2、作用礦物的轉(zhuǎn)化作用礦物的轉(zhuǎn)化作用礦物的轉(zhuǎn)化作用方解石化作用方解石化作用現(xiàn)代淺海的碳酸鈣沉積物是由文石、高鎂方解石、低鎂現(xiàn)代淺海的碳酸鈣沉積物是由文石、高鎂方解石、低鎂方解石組成，但在相應(yīng)環(huán)境中形成方解石組成，但在相應(yīng)環(huán)境中形成 的古代石灰?guī)r卻都由的古代石灰?guī)r卻都由低鎂方解石組成。低鎂方解石組成。文石、高鎂方解石文石、高鎂方解石低鎂方解石低鎂方解石文石、高鎂方解石在極小范圍內(nèi)溶解并立即沉文石、高鎂方解石在極小范圍內(nèi)溶解并立即沉淀出方解石淀出方解石2.2.重結(jié)晶作用重結(jié)晶作用簡單重結(jié)晶簡單重結(jié)晶礦物晶體大小變化礦物晶體大小變化 成分不變成分不變應(yīng)力重結(jié)晶應(yīng)力重結(jié)晶在應(yīng)力作用下礦物晶格發(fā)生變形在應(yīng)力

3、作用下礦物晶格發(fā)生變形簡單重結(jié)晶和應(yīng)力重結(jié)晶現(xiàn)象不好區(qū)分時(shí)，簡單重結(jié)晶和應(yīng)力重結(jié)晶現(xiàn)象不好區(qū)分時(shí)，統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為（FolkFolk）, ,即即。單純的重結(jié)晶作用是指在成巖作用過程中，礦物的晶體形單純的重結(jié)晶作用是指在成巖作用過程中，礦物的晶體形狀和大小發(fā)生變化而主要礦物成分不改變的作用。狀和大小發(fā)生變化而主要礦物成分不改變的作用。晶體長大晶體長大微亮晶微亮晶晶體縮小晶體縮小微泥晶微泥晶（1）微亮晶）微亮晶某些古代泥晶石灰?guī)r，其泥晶的粒徑一般為某些古代泥晶石灰?guī)r，其泥晶的粒徑一般為510m（而現(xiàn)代沉積僅為（而現(xiàn)代沉積僅為13 m ），），F(xiàn)olk將其稱為微亮晶，將其稱為微亮晶，它是在成巖過程中，通

4、過與鎂離子的遷移有關(guān)的重結(jié)它是在成巖過程中，通過與鎂離子的遷移有關(guān)的重結(jié)晶作用形成的。晶作用形成的。微亮晶形成過程礦 物 轉(zhuǎn) 化 和 重 結(jié) 晶沖 洗 作 用 ， 粘 土 礦 物 吸 附 作 用重 結(jié) 晶 作 用低 鎂 方 解 石 （ 5 10） （ 微 亮 晶 ）低 鎂 方 解 石 （ 2 3）低低鎂鎂 方方 解解 石石 （ 2 2 3 3 ） 鎂鎂 離離 子子 （ 分分 布布 于于 方方 解解 石石 周周 圍圍 鎂鎂 套套 ）由由文文 石石 或或 高高 鎂鎂 方方 解解 石石 組組 成成 的的 海海 相相 碳碳 酸酸 鹽鹽 泥泥 （ 1 1 2 2 ）2.重結(jié)晶作用重結(jié)晶作用（2）微泥晶）

5、微泥晶古代某些石灰?guī)r中，如某些有孔蟲、珊瑚藻類、糞球古代某些石灰?guī)r中，如某些有孔蟲、珊瑚藻類、糞球粒粒 等，均由僅等，均由僅1m的泥晶方解石組成，不顯光性，的泥晶方解石組成，不顯光性，反射光下略帶白色，?？朔Q其為反射光下略帶白色，?？朔Q其為“微泥晶微泥晶”，其形成，其形成是鎂方解石在成巖作用過程中，由于是鎂方解石在成巖作用過程中，由于孔隙水產(chǎn)生孔隙水產(chǎn)生的的，最終只能，最終只能形成極小的微泥晶結(jié)構(gòu)。形成極小的微泥晶結(jié)構(gòu)。微亮晶和微泥晶的形成均有兩個(gè)過程微亮晶和微泥晶的形成均有兩個(gè)過程早期的礦物轉(zhuǎn)化早期的礦物轉(zhuǎn)化稍后的重結(jié)晶作用稍后的重結(jié)晶作用晶體長大晶體長大微亮晶（微亮晶（5 51010 ）重

6、結(jié)晶作用重結(jié)晶作用如果介質(zhì)水中有鎂離子存在，晶體長不大如果介質(zhì)水中有鎂離子存在，晶體長不大晶體縮小晶體縮小微泥晶（微泥晶（1 1 ）不顯光性）不顯光性一、碳酸鹽沉積物沉積后作用的主要類型三）膠結(jié)作用3.膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)環(huán)邊狀分布環(huán)邊狀分布膠結(jié)物沿顆粒外表面呈環(huán)帶分布膠結(jié)物沿顆粒外表面呈環(huán)帶分布主要見于棘皮動(dòng)物的棘刺、海百合莖板中，沿主要見于棘皮動(dòng)物的棘刺、海百合莖板中，沿方解石方解石C軸優(yōu)先生長軸優(yōu)先生長新月形新月形晶粒晶粒連晶式連晶式4.碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素（1）溶液離子）溶液離子地質(zhì)環(huán)境中，控制地質(zhì)環(huán)境中，控制CaCO3結(jié)晶和形態(tài)的離子主

7、要有結(jié)晶和形態(tài)的離子主要有、Sr2+、SO42-文石、高鎂方解石文石、高鎂方解石針狀、陡峭的菱面體針狀、陡峭的菱面體低鎂方解石低鎂方解石菱面體、規(guī)則或不規(guī)則粒狀菱面體、規(guī)則或不規(guī)則粒狀晶體形態(tài)不同主要受鎂離子毒害效應(yīng)的影響晶體形態(tài)不同主要受鎂離子毒害效應(yīng)的影響4.碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素（2）結(jié)晶速度）結(jié)晶速度影響晶體的大小和形態(tài)影響晶體的大小和形態(tài)晶體較大，為粒狀晶晶體較大，為粒狀晶泥晶結(jié)構(gòu)、纖維晶泥晶結(jié)構(gòu)、纖維晶4.碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素（3）底質(zhì)的影響）底質(zhì)的影響底質(zhì)：膠結(jié)物賴以沉淀的物質(zhì)底質(zhì)：膠結(jié)物賴以沉

8、淀的物質(zhì)同質(zhì)成核同質(zhì)成核A.干凈的微粒多晶礦物底質(zhì)干凈的微粒多晶礦物底質(zhì)共軸生長共軸生長、鑲嵌結(jié)構(gòu)鑲嵌結(jié)構(gòu)膠結(jié)物晶體的膠結(jié)物晶體的C軸或最軸或最長晶軸與底質(zhì)原始表面垂直，呈纖維狀、粒長晶軸與底質(zhì)原始表面垂直，呈纖維狀、粒狀狀世代結(jié)構(gòu)世代結(jié)構(gòu)B.大的單晶底質(zhì)大的單晶底質(zhì)膠結(jié)物與單晶底質(zhì)呈明顯的共軸生長（呈現(xiàn)一膠結(jié)物與單晶底質(zhì)呈明顯的共軸生長（呈現(xiàn)一大晶體，具統(tǒng)一消光性）大晶體，具統(tǒng)一消光性）同質(zhì)成核干凈的微粒多晶干凈的微粒多晶礦物底質(zhì)礦物底質(zhì)大的單晶底質(zhì)大的單晶底質(zhì)4.碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素碳酸鹽膠結(jié)物結(jié)晶和形態(tài)的影響因素（3）底質(zhì)的影響）底質(zhì)的影響異質(zhì)成核（膠結(jié)物與底質(zhì)的成分不一致）

9、異質(zhì)成核（膠結(jié)物與底質(zhì)的成分不一致）晶粒狀（微粒、隱粒）晶粒狀（微粒、隱粒）5.膠結(jié)物的世代（兩個(gè)或兩個(gè)以上的世代）膠結(jié)物的世代（兩個(gè)或兩個(gè)以上的世代）早期早期后期后期6.一、碳酸鹽沉積物沉積后作用的主要類型一、碳酸鹽沉積物沉積后作用的主要類型1.去白云化作用去白云化作用方解石交代白云石方解石交代白云石（1）機(jī)理）機(jī)理富含硫酸鹽的地表?xiàng)l件下富含硫酸鹽的地表?xiàng)l件下CaMg(CO3)2+CaSO42H2O2CaCO3+MgSO4+2H2O含石膏的白云巖或有石膏夾層的白云巖地區(qū)含石膏的白云巖或有石膏夾層的白云巖地區(qū)黃鐵礦或其它硫化物氧化生成硫酸根黃鐵礦或其它硫化物氧化生成硫酸根1.去白云化作用去白云

10、化作用（2）特征）特征溶孔發(fā)育（泄利鹽易溶被帶走，形成多孔石灰?guī)r）溶孔發(fā)育（泄利鹽易溶被帶走，形成多孔石灰?guī)r）風(fēng)化外貌風(fēng)化外貌具有交代痕跡具有交代痕跡蒸發(fā)系列缺少膏鹽層（被溶解）蒸發(fā)系列缺少膏鹽層（被溶解）2.石膏化和硬石膏化石膏化和硬石膏化石膏、硬石膏交代碳酸鹽礦物或組分的現(xiàn)象石膏、硬石膏交代碳酸鹽礦物或組分的現(xiàn)象與含硫酸鹽的孔隙水活動(dòng)有關(guān)與含硫酸鹽的孔隙水活動(dòng)有關(guān)3.去石膏化作用去石膏化作用石膏、硬石膏晶體被碳酸鹽礦物交代的作用石膏、硬石膏晶體被碳酸鹽礦物交代的作用與地表淡水和細(xì)菌的作用有關(guān)與地表淡水和細(xì)菌的作用有關(guān)6CaSO4+4H2O+6CO26CaCO3+4H2S+11O2+2S一、

11、碳酸鹽沉積物沉積后作用的主要類型五）壓實(shí)作用和壓溶作用五）壓實(shí)作用和壓溶作用類似碎屑巖類似碎屑巖壓實(shí)作用壓實(shí)作用孔隙流體減少孔隙流體減少孔隙度降低孔隙度降低沉積物密度增大沉積物密度增大顆粒變形、破裂顆粒變形、破裂壓溶作用壓溶作用縫合線縫合線顆粒間縫合接觸顆粒間縫合接觸物理壓實(shí)作用物理壓實(shí)作用六）生物成巖作用1.藻鉆孔藻鉆孔藻類附著在碳酸鹽顆粒表面生長藻類附著在碳酸鹽顆粒表面生長,形成一系列的鉆孔形成一系列的鉆孔.2.2.泥晶套泥晶套由內(nèi)石藻在碳酸鹽顆粒邊緣鉆孔或向外生長，以及泥晶碳酸鹽在孔洞由內(nèi)石藻在碳酸鹽顆粒邊緣鉆孔或向外生長，以及泥晶碳酸鹽在孔洞或藻間沉淀或充填所形成的泥晶包殼。或藻間沉淀或充填所形成的泥晶包殼。內(nèi)石藻：主要包括非鈣質(zhì)藍(lán)藻、綠藻和紅藻內(nèi)石藻：主要包括非鈣質(zhì)藍(lán)藻、綠藻和紅藻根據(jù)其活動(dòng)過程和方式不同根據(jù)其活動(dòng)過程和方式不同內(nèi)石藻從顆粒邊緣向內(nèi)鉆孔，形成的藻鉆孔被泥晶方解內(nèi)石藻從顆粒邊緣向內(nèi)鉆孔，形成的藻鉆孔被泥晶方解石充填或沉淀石充填或沉淀泥晶化作用泥晶化作用形成于顆粒外表面，由內(nèi)石藻附著在顆粒表面向外生長，形成于顆粒外表面，由內(nèi)石藻附著在顆粒表面向外生長，死亡后鈣化和粘結(jié)泥晶方解石而成。死亡后鈣化和粘結(jié)泥晶方解石而成。二、碳