高鎂方解石白云石課件

第十五章碳酸鹽巖的成巖作用第一節(jié)主要成巖作用類型第二節(jié)成巖環(huán)境及其特征第十五章碳酸鹽巖的成巖作用第一節(jié)主要成巖作用類型第一節(jié)主要成巖作用類型一、壓實作用1、機械壓實組構(gòu)

機械壓實組構(gòu)主要包括：(1)塑性變形(2)破裂第一節(jié)主要成巖作用類型一、壓實作用1、機械壓實組構(gòu)1）顆粒的凹凸接觸：一個顆粒變形后形成凹入坑，相鄰顆粒的一部分嵌入其中。2）顆粒的線狀接觸：顆粒變形后以長軸緊密接觸。3）單個顆粒變形：如變形鮞粒，變形砂屑等。

（1）塑性變形組構(gòu)1、機械壓實組構(gòu)1）顆粒的凹凸接觸：一個顆粒變形后形成凹入坑，相鄰顆粒的一部

1）放射狀破裂：以由顆粒中心向四周輻射的微小破裂為特征。

2）斷裂：顆粒破裂成幾部分，但仍互相接近。

3）撕碎破裂：1個顆粒被破碎成大致相等的兩部分，可見位移的跡象。

4）剝離：顆粒表面發(fā)生片狀剝離，偶見于變形鮞狀石灰?guī)r中。

（2）脆性破裂組構(gòu)1、機械壓實組構(gòu)1）放射狀破裂：以由顆粒中心向四周輻射的微小破裂為特

1、縫合線構(gòu)造是溶解壓實組構(gòu)的唯一表現(xiàn)形式。2、縫合線往往由難溶的黏土礦物構(gòu)成，溶解的石灰?guī)r數(shù)量往往很大，是膠結(jié)物（CaCO3）的主要物質(zhì)來源。

（1）化學壓實組構(gòu)1、縫合線構(gòu)造是溶解壓實組構(gòu)的唯一表現(xiàn)形式。（1）化

膠結(jié)作用僅發(fā)生于粒屑灰?guī)r中，膠結(jié)作用與沉積作用可視為同步（何起祥，1978）。主要內(nèi)容

1、常見的膠結(jié)組構(gòu)

2、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用

3、膠結(jié)物的世代二、膠結(jié)作用膠結(jié)作用僅發(fā)生于粒屑灰?guī)r中，膠結(jié)作用與沉積作用二、膠1、常見的膠結(jié)物與膠結(jié)組構(gòu)膠結(jié)物主要為碳酸鹽類礦物，有：

方解石（低鎂方解石）文石鎂方解石（高鎂方解石）白云石1、常見的膠結(jié)物與膠結(jié)組構(gòu)膠結(jié)物主要為碳酸鹽類礦物，有：（1）針狀：膠結(jié)作用早期，砂屑灰?guī)r被纖維狀文石晶體部分膠結(jié)，文石從碎屑顆粒的表面向外生長。（2）粒狀：砂屑灰?guī)r中腕足類介殼碎屑及內(nèi)碎屑被等粒狀方解石膠結(jié)。（3）等軸生長：在砂屑灰?guī)r中海百合為干凈的方解石所環(huán)繞，形成共軸生長邊。（4）嵌晶：包含數(shù)個顆粒的粗晶或連片膠結(jié)物。1、常見的膠結(jié)物與膠結(jié)組構(gòu)（1）針狀：膠結(jié)作用早期，砂屑灰?guī)r被纖維狀文石晶體部分膠結(jié)，溶解離子結(jié)晶速度底質(zhì)的礦物成分與晶體結(jié)構(gòu)1、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用影響因素：溶解離子1、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用影響因素：在碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀環(huán)境中存在的溶解離子主要為：

鎂離子和鈣離子。碳酸鈣沉淀時受Mg/Ca比值影響。Mg/Ca比值不同，形成的礦物及組構(gòu)也不同2、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用A、對礦物成分的影響：

在富鎂離子的條件下，形成文石和高鎂方解石。正常情況下，形成方解石。（1）溶解離子在碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀環(huán)境中存在的溶解離子主要為：2、碳酸鈣膠B、對組構(gòu)（礦物習性）的影響：舉例：鎂離子的側(cè)向“毒害”效應（Folk,1974）方解石晶體是由CO32-離子和Ca2＋離子層交替組成，結(jié)晶C軸與離子交替層垂直。CO32-Ca2+CO32-Ca2CO32-B、對組構(gòu)（礦物習性）的影響：CO32-1、溶解離子對組構(gòu)（礦物習性）的影響鎂方解石成為平行于C軸的纖維狀或陡斜面體示意圖Mg/Ca比值影響方解石晶體習性示意圖1、溶解離子對組構(gòu)（礦物習性）的影響鎂方解石成為平行于C軸的膠結(jié)物的結(jié)晶速度控制著晶體的大小和形態(tài)。結(jié)晶作用和成核作用速度緩慢，有利于較大晶體如纖維晶和粒狀晶體的形成。結(jié)晶速度快，往往形成泥晶結(jié)構(gòu)。在極度低鎂的環(huán)境中，如在淡水中，快速的沉淀作用使方解石形成六邊形的板狀晶體或矮胖六方柱晶體。2、結(jié)晶速度膠結(jié)物的結(jié)晶速度控制著晶體的大小和形態(tài)。結(jié)晶作用2、結(jié)晶速度

充填孔隙的膠結(jié)物有世代關(guān)系。早期膠結(jié)物一般垂直于粒屑的邊部生長，具有櫛狀組構(gòu)特征。晚期膠結(jié)物多為具鑲嵌組構(gòu)的粒狀方解石。一般認為早期方解石膠結(jié)物可能系海水成因的文石或高鎂方解石經(jīng)成巖變化而成，晚期的膠結(jié)物可能為淡水（Lindholm，1974）或可能為深埋的地下水或原生水（Folk,1974）所形成。3、膠結(jié)物的世代充填孔隙的膠結(jié)物有世代關(guān)系。3、膠

亮晶鮞?；?guī)r，早期：纖狀等厚環(huán)邊膠結(jié)物晚期：粒狀膠結(jié)物具兩世代膠結(jié)作用，單偏光，（10×10）

3、膠結(jié)物的世代3、膠結(jié)物的世代（1）海水來源：沉積物中的孔隙水通過海水的補給，不斷形成碳酸鈣的沉淀。這是碳酸給膠結(jié)物的主要來源。（2）成巖過程中文石和高鎂方解石發(fā)生溶解，溶解的碳酸鈣可沉淀為低鎂方解石膠結(jié)物。（3）化學壓實作用（壓溶作用）提供的碳酸鈣。（4）地下水來源：地下水通過毛細管濃縮作用，向近地表處搬運碳酸鈣溶液和濃縮以膠結(jié)物形成沉淀下來。（5）淡水將上覆沉積層中的碳酸鹽溶解后向下淋濾為下伏層位的沉積提供鈣質(zhì)膠結(jié)物。4、碳酸鈣膠結(jié)物的來源

（1）海水來源：沉積物中的孔隙水通過海水的補給，不斷4、碳酸1、溶解作用的條件及產(chǎn)物（1）條件：

1）碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中孔隙水的性質(zhì)發(fā)生變化，就要引起碳酸巖礦物或質(zhì)點的溶解作用。

2）為了保持長期而穩(wěn)定的溶解過程，孔隙水既要不飽和又要有流動性。這樣才能不僅使碳酸鹽溶解，而且能將溶解的物質(zhì)帶走。（2）產(chǎn)物：碳酸鹽巖或碳酸鹽沉積物的溶解一般屬于一致溶解的范疇，溶解作用的最終產(chǎn)物是次生孔隙（溶解孔隙）三、溶解作用1、溶解作用的條件及產(chǎn)物（1）條件：三、溶解作用（1）晶間孔隙：主要見于次生白云巖中，由交代作用形。由于菱形的白云石晶體的隨機生長伴隨著粒間未被交代部分的溶解作用而形成的。（2）溶膜孔隙：溶膜孔隙是由于沉積物或巖石中原生組分的選擇性溶解而形成。這些原生組分包括鮞粒、介殼和蒸發(fā)礦物等。（3）孔洞和溶溝：這種孔隙是與原生結(jié)構(gòu)無任何關(guān)系的溶解作用造成的。1、次生空隙的類型（1）晶間孔隙：主要見于次生白云巖中，由交代作用形。1、次生溶解作用

具殘余鮞粒結(jié)構(gòu)白云巖，飛仙關(guān)組，單偏光，

粒間溶孔發(fā)育，埋藏溶解作用溶解作用具殘余鮞粒結(jié)構(gòu)白云巖，飛仙關(guān)組，單偏光，粒間溶1、重結(jié)晶作用四、重結(jié)晶作用和礦物多相轉(zhuǎn)化

單純的重結(jié)晶作用是指：在成巖過程中礦物的晶體形狀和大小發(fā)生變化，而主要礦物成分不發(fā)生改變的作用。一般將晶體趨于加大的現(xiàn)象稱為“進變新生變形作用”，一般將晶體趨于縮小的現(xiàn)象稱為“退變新生變形作用”。這兩種作用的代表性產(chǎn)物分別為“微亮晶”和“泥微晶”。1、重結(jié)晶作用四、重結(jié)晶作用和礦物多相轉(zhuǎn)化單純的重結(jié)晶

現(xiàn)代淺海的碳酸鈣沉積物主要是由文石，高鎂方解石和低鎂方解石組成。

古代石灰?guī)r卻是由低鎂方解石組成的。

這一現(xiàn)象說明，文石和高鎂方解石在成巖過程中都已轉(zhuǎn)變成為低鎂方解石。2、礦物的多相轉(zhuǎn)化作用現(xiàn)代淺海的碳酸鈣沉積物主要是由文石，高鎂方解石和低鎂五、交代作用

碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中的交代作用十分活躍

常見的交代作用包括：

白云巖（石）化去白云巖（石）化硅化硫酸鹽化菱鐵礦化和黃鐵礦化等五、交代作用碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中的交代作用1.白云巖化作用：（1）滲濾回流作用（Adams和Rhodes，1960）（2）溶解-自白云巖化作用（3）混合白云巖化作用（4）深埋白云巖化（5）蒸發(fā)泵吸作用（6）生物白云巖化作用1.白云巖化作用：（1）滲濾回流作用（Adams和Rhod

白云巖化的滲濾回流作用機制（據(jù)K.S.Deffeyes，1965）海面強烈蒸發(fā)作用潮坪湖泊滲濾回流白云巖化區(qū)（1）滲濾回流作用（Adams和Rhodes，1960）利用該模式來解釋得克薩斯二疊紀白云巖的分布。海岸瀉湖的強烈蒸發(fā)作用使海水濃縮；石膏的沉淀，把Ca2＋從水中移走，增加了Mg2＋這濃度；富Mg2＋的殘留鹵水比瀉湖之下沉積物中充填的正常海水要重，因而向下滲流；富Mg2＋水體流經(jīng)先期沉淀的碳酸鹽沉積物，引起白云巖化作用。白云巖化的滲濾回流作用機制（據(jù)K.S.Deffeyes這一模式主張含鎂的碳酸鹽沉積物在一定的條件下發(fā)生溶解，然后重新沉淀下來，鎂離子和鈣離子結(jié)合形成白云石。毫無疑問，這一模式肯定能夠解釋某些白云巖的成因。然而正如Land等人（1975）指出，這是一種自我消耗，在鄰近組分未發(fā)生溶解的情況下，這種作用不可能為厚層碳酸鹽的白云化提供大量的鎂離子。（2）溶解-自白云巖化作用這一模式主張含鎂的碳酸鹽沉積物在一定的條件下發(fā)（2）溶解漢肖等（Hanshaw，1971）和Land（1973）提出了一個新的白云巖化機制，即大氣水（淡水）與海水混合機制來解釋佛羅里達和牙買加第四紀灰?guī)r中的白云巖的成因。按照該模式，正常海水與淡水混合形成半咸水，這種鹽水對于方解石不飽和，但對于白云石飽和，白云石沉淀，方解石溶解。（3）混合白云巖化作用漢肖等（Hanshaw，1971）和Land（1973）提出地下水與海水混合液對方解石和白云石飽和程度的影響（3）混合白云巖化作用地下水與海水混合液對方解石和白云石飽和程度的影響（3）混合白混合白云巖化模式（Badiozmani，1973)混合白云巖化模式（Badiozmani，1973)

Illing(1959)在研究加拿大西部晚泥盆世的礁體時，提出了地下水白云巖化模式。

他認為，在埋藏過程中，礁體下部或礁體周圍的沉積物排除同生水。這些同生水受蒙脫石轉(zhuǎn)變成伊利石的影響，因而含有高的Mg/Ca。當這些同生水流經(jīng)礁體時，便對礁體產(chǎn)生了白云巖化作用

（4）深埋白云巖化作用Illing(1959)在研究加拿大西部晚泥盆世的

在炎熱的氣候條件下，由于強烈的蒸發(fā)作用，潮上帶象泵一樣驅(qū)使海水通過沉積物的孔隙，向陸地運行，結(jié)果在朝上帶形成白云巖的薄殼。

白云巖化的重要結(jié)果是使巖石的孔隙度增大（13%），可能對成油具有重要意義。（5）蒸發(fā)泵吸作用在炎熱的氣候條件下，由于強烈的蒸發(fā)作用，潮上帶（2、去白云巖化作用

方解石交代白云石的作用叫做去白云巖化作用。（1）方解石晶體含有未交代完全的白云石殘余，形成特征的“嵌晶組構(gòu)”。（2）方解石常呈白云石菱面體的假象存在。（3）常常保存白云石的殘余組構(gòu)的痕跡（4）增加體積13%，但仍然可以見到菱形溶孔。五、交代作用2、去白云巖化作用方解石交代白云石的作用叫做去白（1）在富含硫酸鹽的地下水作用下完成的；其反應式：

CaMg(CO3)2＋CaSO4·2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O（2）是在近地表條件下發(fā)生的（解決膏鹽溶解問題）。（3）發(fā)生在不含石膏的地區(qū)；這時硫酸鹽離子可能是由黃鐵礦或其它硫化物的氧化而成。去白云巖化作用發(fā)生的條件：（1）在富含硫酸鹽的地下水作用下完成的；其反應式：去白云巖化3、石膏化和硬石膏化硬石膏或石膏被碳酸鹽礦物交代的作用叫去石膏化作用去石膏化常與地表淡水和細菌的作用有關(guān)。可能反應：

6CaSO4+4H2O+6CO2→6CaCO3+4H2S+11O2+2S

此外，在地表去白云石化時，也可伴有去石膏化作用。

石膏和硬石膏交代碳酸鹽礦物或組分的現(xiàn)象叫石膏化或硬石膏化。該作用的發(fā)生可能與含硫酸鹽的孔隙水的活動有關(guān)。在地下，石膏為硬石膏交代。常見于干旱氣候。5、去石膏化作用3、石膏化和硬石膏化硬石膏或石膏被碳酸鹽礦物交代的作用叫去石膏質(zhì)白云巖，石膏發(fā)育，硬石膏作用，飛仙關(guān)組，單偏光，4×10硬石膏化膏質(zhì)白云巖，石膏發(fā)育，硬石膏作用，飛仙關(guān)組，單偏光，4×105.硅化作用

當pH相對較低，且孔隙水為SiO2所飽和時，碳酸鹽常常發(fā)生硅化。

CaCO3+H2O+CO2+H4SiO4SiO2+Ca2++2HCO3-+2H2O

硅化作用具有明顯的選擇性。生物組分最易發(fā)生硅化，形成硅質(zhì)內(nèi)模。其他常見的交代產(chǎn)物有硅質(zhì)結(jié)核和硅質(zhì)條帶。硅化產(chǎn)物常常保留原有的沉淀構(gòu)造（如細紋理和生物的微構(gòu)造等）。5.硅化作用當pH相對較低，且孔隙水為SiO2所飽

成巖環(huán)境及分類：第二節(jié)成巖環(huán)境及其特征

成巖環(huán)境：與成巖作用關(guān)系密切的環(huán)境稱之為成巖環(huán)境。

Longman(1982)將成巖環(huán)境劃分為兩大類：1、近地表成巖環(huán)境：海洋潛水帶混合帶淡水或大氣潛水帶淡水或大氣滲流帶。2、地下成巖環(huán)境成巖環(huán)境及分類：第二節(jié)成巖環(huán)境及其特征成巖環(huán)境：與成碳酸鹽沙島的主要成巖環(huán)境（Longman，1982）碳酸鹽沙島的主要成巖環(huán)境（Longman，1982）1、海洋潛水帶成巖環(huán)境及其特征

海洋潛水帶指溫暖淺海（水深<100m），其中的沉積物或巖石中的多余孔隙空間都為正常海水所填充。（1）活躍的海洋潛水帶：水運動與其他作用（如光合作用生物的呼吸，CO2去氣，細菌活動等）伴生，導致膠結(jié)作用。膠結(jié)物主要為鎂方解石和文石。（2）停滯的海洋潛水帶：水通過沉積物的運動相當緩慢，

膠結(jié)作用很少發(fā)生。。1、海洋潛水帶成巖環(huán)境及其特征海洋潛水帶指溫暖淺2、混合帶

成巖環(huán)境及其特征

位于海洋潛水帶和淡水潛水帶之間。海水與淡水的混合可以形成一種對方解石稍微不飽和，而對白云石過飽和的溶液。在水循環(huán)良好的混合帶環(huán)境中可以發(fā)生白云巖化（Badiozamani,1973）。2、混合帶成巖環(huán)境及其特征位于海洋潛水帶和淡水潛3、淡水或大氣潛水帶

成巖環(huán)境及其特征

位于滲流帶和混合帶之間。所有的孔隙均為含有液碳酸鹽的大氣水充滿。潛水面的頂部以海平面為界。（1）未飽和帶：對CaCO3不飽和大氣水進入潛水帶，便開始（或繼續(xù)）溶解沉積物，產(chǎn)生類似于滲流帶的晶洞或印模孔隙。（2）活躍的飽和帶：水對于CaCO3飽和，導致方解石廣泛的膠結(jié)作用。膠結(jié)物為粒狀方解石。（3）停滯帶：存在于大氣淡水潛水帶的較深部位和干旱氣候條件下。水循環(huán)緩慢，幾乎無膠結(jié)作用發(fā)生。3、淡水或大氣潛水帶成巖環(huán)境及其特征位于滲4、淡水或大氣滲流帶

成巖環(huán)境及其特征

位于地表之下和潛水面之上的近地表帶?？紫犊臻g既可以以空氣為主，也可以以水為主。

該帶的水通常是大氣水（雨水），對CaCO3不飽和。溶解是滲流帶的主要特征。

滲流帶達到飽和后，就可以通過蒸發(fā)作用或CO2的去氣作用使方解石沉淀下來。4、淡水或大氣滲流帶成巖環(huán)境及其特征位于地表之下

4、淡水或大氣滲流帶

成巖環(huán)境及其特征

（1）溶解亞帶任何形式的碳酸鈣都可以發(fā)生溶解。膠結(jié)作用主要發(fā)生于空氣與巖石界面處。（2）沉淀亞帶位于滲流帶的下部，以膠結(jié)作用為主。如果孔隙水以彎月狀分布于顆粒之間，那么膠結(jié)物將具有新月型的組構(gòu)特征。如果水以懸滴狀掛在于顆粒的下面，那么將形成懸掛型膠結(jié)物。該亞帶的膠結(jié)物通常以細小等粒狀的方解石為主。4、淡水或大氣滲流帶成巖環(huán)境及其特征（1）溶解亞帶

地下埋深的成巖環(huán)境中發(fā)生的主要成巖事件包括：（1）沉積物的壓實作用和流體排出；（2）某些礦物和有機質(zhì)的熱成熟；（3）縫合作用；（4）白云巖化作用，尤其是沿斷層和礁緣；（5）鄰近縫合線的膠結(jié)作用；（6）裂隙作用；（7）沿縫合線的白云巖化作用和新生變形作用；（8）次生孔隙的形成；（9）石油運移5、地下成巖環(huán)境

成巖環(huán)境及其特征

地下埋深的成巖環(huán)境中發(fā)生的主要成巖事件包括：5、地下第十五章碳酸鹽巖的成巖作用思考題1、碳酸鹽成巖作用方式？2、碳酸鈣膠結(jié)物的來源？3、白云巖化作用模式有那些？4、碳酸鹽的成巖環(huán)境有那些？第十五章碳酸鹽巖的成巖作用思考題1、碳酸鹽成巖作用方式第十五章碳酸鹽巖的成巖作用第一節(jié)主要成巖作用類型第二節(jié)成巖環(huán)境及其特征第十五章碳酸鹽巖的成巖作用第一節(jié)主要成巖作用類型第一節(jié)主要成巖作用類型一、壓實作用1、機械壓實組構(gòu)

機械壓實組構(gòu)主要包括：(1)塑性變形(2)破裂第一節(jié)主要成巖作用類型一、壓實作用1、機械壓實組構(gòu)1）顆粒的凹凸接觸：一個顆粒變形后形成凹入坑，相鄰顆粒的一部分嵌入其中。2）顆粒的線狀接觸：顆粒變形后以長軸緊密接觸。3）單個顆粒變形：如變形鮞粒，變形砂屑等。

（1）塑性變形組構(gòu)1、機械壓實組構(gòu)1）顆粒的凹凸接觸：一個顆粒變形后形成凹入坑，相鄰顆粒的一部

1）放射狀破裂：以由顆粒中心向四周輻射的微小破裂為特征。

2）斷裂：顆粒破裂成幾部分，但仍互相接近。

3）撕碎破裂：1個顆粒被破碎成大致相等的兩部分，可見位移的跡象。

4）剝離：顆粒表面發(fā)生片狀剝離，偶見于變形鮞狀石灰?guī)r中。

（2）脆性破裂組構(gòu)1、機械壓實組構(gòu)1）放射狀破裂：以由顆粒中心向四周輻射的微小破裂為特

1、縫合線構(gòu)造是溶解壓實組構(gòu)的唯一表現(xiàn)形式。2、縫合線往往由難溶的黏土礦物構(gòu)成，溶解的石灰?guī)r數(shù)量往往很大，是膠結(jié)物（CaCO3）的主要物質(zhì)來源。

（1）化學壓實組構(gòu)1、縫合線構(gòu)造是溶解壓實組構(gòu)的唯一表現(xiàn)形式。（1）化

膠結(jié)作用僅發(fā)生于粒屑灰?guī)r中，膠結(jié)作用與沉積作用可視為同步（何起祥，1978）。主要內(nèi)容

1、常見的膠結(jié)組構(gòu)

2、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用

3、膠結(jié)物的世代二、膠結(jié)作用膠結(jié)作用僅發(fā)生于粒屑灰?guī)r中，膠結(jié)作用與沉積作用二、膠1、常見的膠結(jié)物與膠結(jié)組構(gòu)膠結(jié)物主要為碳酸鹽類礦物，有：

方解石（低鎂方解石）文石鎂方解石（高鎂方解石）白云石1、常見的膠結(jié)物與膠結(jié)組構(gòu)膠結(jié)物主要為碳酸鹽類礦物，有：（1）針狀：膠結(jié)作用早期，砂屑灰?guī)r被纖維狀文石晶體部分膠結(jié)，文石從碎屑顆粒的表面向外生長。（2）粒狀：砂屑灰?guī)r中腕足類介殼碎屑及內(nèi)碎屑被等粒狀方解石膠結(jié)。（3）等軸生長：在砂屑灰?guī)r中海百合為干凈的方解石所環(huán)繞，形成共軸生長邊。（4）嵌晶：包含數(shù)個顆粒的粗晶或連片膠結(jié)物。1、常見的膠結(jié)物與膠結(jié)組構(gòu)（1）針狀：膠結(jié)作用早期，砂屑灰?guī)r被纖維狀文石晶體部分膠結(jié)，溶解離子結(jié)晶速度底質(zhì)的礦物成分與晶體結(jié)構(gòu)1、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用影響因素：溶解離子1、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用影響因素：在碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀環(huán)境中存在的溶解離子主要為：

鎂離子和鈣離子。碳酸鈣沉淀時受Mg/Ca比值影響。Mg/Ca比值不同，形成的礦物及組構(gòu)也不同2、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用A、對礦物成分的影響：

在富鎂離子的條件下，形成文石和高鎂方解石。正常情況下，形成方解石。（1）溶解離子在碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀環(huán)境中存在的溶解離子主要為：2、碳酸鈣膠B、對組構(gòu)（礦物習性）的影響：舉例：鎂離子的側(cè)向“毒害”效應（Folk,1974）方解石晶體是由CO32-離子和Ca2＋離子層交替組成，結(jié)晶C軸與離子交替層垂直。CO32-Ca2+CO32-Ca2CO32-B、對組構(gòu)（礦物習性）的影響：CO32-1、溶解離子對組構(gòu)（礦物習性）的影響鎂方解石成為平行于C軸的纖維狀或陡斜面體示意圖Mg/Ca比值影響方解石晶體習性示意圖1、溶解離子對組構(gòu)（礦物習性）的影響鎂方解石成為平行于C軸的膠結(jié)物的結(jié)晶速度控制著晶體的大小和形態(tài)。結(jié)晶作用和成核作用速度緩慢，有利于較大晶體如纖維晶和粒狀晶體的形成。結(jié)晶速度快，往往形成泥晶結(jié)構(gòu)。在極度低鎂的環(huán)境中，如在淡水中，快速的沉淀作用使方解石形成六邊形的板狀晶體或矮胖六方柱晶體。2、結(jié)晶速度膠結(jié)物的結(jié)晶速度控制著晶體的大小和形態(tài)。結(jié)晶作用2、結(jié)晶速度

充填孔隙的膠結(jié)物有世代關(guān)系。早期膠結(jié)物一般垂直于粒屑的邊部生長，具有櫛狀組構(gòu)特征。晚期膠結(jié)物多為具鑲嵌組構(gòu)的粒狀方解石。一般認為早期方解石膠結(jié)物可能系海水成因的文石或高鎂方解石經(jīng)成巖變化而成，晚期的膠結(jié)物可能為淡水（Lindholm，1974）或可能為深埋的地下水或原生水（Folk,1974）所形成。3、膠結(jié)物的世代充填孔隙的膠結(jié)物有世代關(guān)系。3、膠

亮晶鮞?；?guī)r，早期：纖狀等厚環(huán)邊膠結(jié)物晚期：粒狀膠結(jié)物具兩世代膠結(jié)作用，單偏光，（10×10）

3、膠結(jié)物的世代3、膠結(jié)物的世代（1）海水來源：沉積物中的孔隙水通過海水的補給，不斷形成碳酸鈣的沉淀。這是碳酸給膠結(jié)物的主要來源。（2）成巖過程中文石和高鎂方解石發(fā)生溶解，溶解的碳酸鈣可沉淀為低鎂方解石膠結(jié)物。（3）化學壓實作用（壓溶作用）提供的碳酸鈣。（4）地下水來源：地下水通過毛細管濃縮作用，向近地表處搬運碳酸鈣溶液和濃縮以膠結(jié)物形成沉淀下來。（5）淡水將上覆沉積層中的碳酸鹽溶解后向下淋濾為下伏層位的沉積提供鈣質(zhì)膠結(jié)物。4、碳酸鈣膠結(jié)物的來源

（1）海水來源：沉積物中的孔隙水通過海水的補給，不斷4、碳酸1、溶解作用的條件及產(chǎn)物（1）條件：

1）碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中孔隙水的性質(zhì)發(fā)生變化，就要引起碳酸巖礦物或質(zhì)點的溶解作用。

2）為了保持長期而穩(wěn)定的溶解過程，孔隙水既要不飽和又要有流動性。這樣才能不僅使碳酸鹽溶解，而且能將溶解的物質(zhì)帶走。（2）產(chǎn)物：碳酸鹽巖或碳酸鹽沉積物的溶解一般屬于一致溶解的范疇，溶解作用的最終產(chǎn)物是次生孔隙（溶解孔隙）三、溶解作用1、溶解作用的條件及產(chǎn)物（1）條件：三、溶解作用（1）晶間孔隙：主要見于次生白云巖中，由交代作用形。由于菱形的白云石晶體的隨機生長伴隨著粒間未被交代部分的溶解作用而形成的。（2）溶膜孔隙：溶膜孔隙是由于沉積物或巖石中原生組分的選擇性溶解而形成。這些原生組分包括鮞粒、介殼和蒸發(fā)礦物等。（3）孔洞和溶溝：這種孔隙是與原生結(jié)構(gòu)無任何關(guān)系的溶解作用造成的。1、次生空隙的類型（1）晶間孔隙：主要見于次生白云巖中，由交代作用形。1、次生溶解作用

具殘余鮞粒結(jié)構(gòu)白云巖，飛仙關(guān)組，單偏光，

粒間溶孔發(fā)育，埋藏溶解作用溶解作用具殘余鮞粒結(jié)構(gòu)白云巖，飛仙關(guān)組，單偏光，粒間溶1、重結(jié)晶作用四、重結(jié)晶作用和礦物多相轉(zhuǎn)化

單純的重結(jié)晶作用是指：在成巖過程中礦物的晶體形狀和大小發(fā)生變化，而主要礦物成分不發(fā)生改變的作用。一般將晶體趨于加大的現(xiàn)象稱為“進變新生變形作用”，一般將晶體趨于縮小的現(xiàn)象稱為“退變新生變形作用”。這兩種作用的代表性產(chǎn)物分別為“微亮晶”和“泥微晶”。1、重結(jié)晶作用四、重結(jié)晶作用和礦物多相轉(zhuǎn)化單純的重結(jié)晶

現(xiàn)代淺海的碳酸鈣沉積物主要是由文石，高鎂方解石和低鎂方解石組成。

古代石灰?guī)r卻是由低鎂方解石組成的。

這一現(xiàn)象說明，文石和高鎂方解石在成巖過程中都已轉(zhuǎn)變成為低鎂方解石。2、礦物的多相轉(zhuǎn)化作用現(xiàn)代淺海的碳酸鈣沉積物主要是由文石，高鎂方解石和低鎂五、交代作用

碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中的交代作用十分活躍

常見的交代作用包括：

白云巖（石）化去白云巖（石）化硅化硫酸鹽化菱鐵礦化和黃鐵礦化等五、交代作用碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中的交代作用1.白云巖化作用：（1）滲濾回流作用（Adams和Rhodes，1960）（2）溶解-自白云巖化作用（3）混合白云巖化作用（4）深埋白云巖化（5）蒸發(fā)泵吸作用（6）生物白云巖化作用1.白云巖化作用：（1）滲濾回流作用（Adams和Rhod

白云巖化的滲濾回流作用機制（據(jù)K.S.Deffeyes，1965）海面強烈蒸發(fā)作用潮坪湖泊滲濾回流白云巖化區(qū)（1）滲濾回流作用（Adams和Rhodes，1960）利用該模式來解釋得克薩斯二疊紀白云巖的分布。海岸瀉湖的強烈蒸發(fā)作用使海水濃縮；石膏的沉淀，把Ca2＋從水中移走，增加了Mg2＋這濃度；富Mg2＋的殘留鹵水比瀉湖之下沉積物中充填的正常海水要重，因而向下滲流；富Mg2＋水體流經(jīng)先期沉淀的碳酸鹽沉積物，引起白云巖化作用。白云巖化的滲濾回流作用機制（據(jù)K.S.Deffeyes這一模式主張含鎂的碳酸鹽沉積物在一定的條件下發(fā)生溶解，然后重新沉淀下來，鎂離子和鈣離子結(jié)合形成白云石。毫無疑問，這一模式肯定能夠解釋某些白云巖的成因。然而正如Land等人（1975）指出，這是一種自我消耗，在鄰近組分未發(fā)生溶解的情況下，這種作用不可能為厚層碳酸鹽的白云化提供大量的鎂離子。（2）溶解-自白云巖化作用這一模式主張含鎂的碳酸鹽沉積物在一定的條件下發(fā)（2）溶解漢肖等（Hanshaw，1971）和Land（1973）提出了一個新的白云巖化機制，即大氣水（淡水）與海水混合機制來解釋佛羅里達和牙買加第四紀灰?guī)r中的白云巖的成因。按照該模式，正常海水與淡水混合形成半咸水，這種鹽水對于方解石不飽和，但對于白云石飽和，白云石沉淀，方解石溶解。（3）混合白云巖化作用漢肖等（Hanshaw，1971）和Land（1973）提出地下水與海水混合液對方解石和白云石飽和程度的影響（3）混合白云巖化作用地下水與海水混合液對方解石和白云石飽和程度的影響（3）混合白混合白云巖化模式（Badiozmani，1973)混合白云巖化模式（Badiozmani，1973)

Illing(1959)在研究加拿大西部晚泥盆世的礁體時，提出了地下水白云巖化模式。

他認為，在埋藏過程中，礁體下部或礁體周圍的沉積物排除同生水。這些同生水受蒙脫石轉(zhuǎn)變成伊利石的影響，因而含有高的Mg/Ca。當這些同生水流經(jīng)礁體時，便對礁體產(chǎn)生了白云巖化作用

（4）深埋白云巖化作用Illing(1959)在研究加拿大西部晚泥盆世的

在炎熱的氣候條件下，由于強烈的蒸發(fā)作用，潮上帶象泵一樣驅(qū)使海水通過沉積物的孔隙，向陸地運行，結(jié)果在朝上帶形成白云巖的薄殼。

白云巖化的重要結(jié)果是使巖石的孔隙度增大（13%），可能對成油具有重要意義。（5）蒸發(fā)泵吸作用在炎熱的氣候條件下，由于強烈的蒸發(fā)作用，潮上帶（2、去白云巖化作用

方解石交代白云石的作用叫做去白云巖化作用。（1）方解石晶體含有未交代完全的白云石殘余，形成特征的“嵌晶組構(gòu)”。（2）方解石常呈白云石菱面體的假象存在。（3）常常保存白云石的殘余組構(gòu)的痕跡（4）增加體積13%，但仍然可以見到菱形溶孔。五、交代作用2、去白云巖化作用方解石交代白云石的作用叫做去白（1）在富含硫酸鹽的地下水作用下完成的；其反應式：

CaMg(CO3)2＋CaSO4·2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O（2）是在近地表條件下發(fā)生的（解決膏鹽溶解問題）。（3）發(fā)生在不含石膏的地區(qū)；這時硫酸鹽離子可能是由黃鐵礦或其它硫化物的氧化而成。去白云巖化作用發(fā)生的條件：（1）在富含硫酸鹽的地下水作用下完成的；其反應式：去白云巖化3、石膏化和硬石膏化硬石膏或石膏被碳酸鹽礦物交代的作用叫去石膏化作用去石膏化常與地表淡水和細菌的作用有關(guān)?？赡芊磻?/p>

6CaSO4+4H2O+6CO2→6CaCO3+4H2S+11O2+2S

此外，在地表去白云石化時，也可伴有去石膏化作用。

石膏和硬石膏交代碳酸鹽礦物或組分的現(xiàn)象叫石膏化或硬石膏化。該作用的發(fā)生可能與含硫酸鹽的孔隙水的活動有關(guān)。在地下，石膏為硬石膏交代。常見于干旱氣候。5、去石膏化作用3、石膏化和硬石膏化硬石膏或石膏被碳酸鹽礦物交代的作用叫去石膏質(zhì)白云巖，石膏發(fā)育，硬石膏作用，飛仙關(guān)組，單偏光，4×10硬石膏化膏質(zhì)白云巖，石膏發(fā)育，硬石膏作用，飛仙關(guān)組，單偏光，4×105.硅化作用

當pH相對較低，且孔隙水為SiO2所飽和時，碳酸鹽常常發(fā)生硅化。

CaCO3+H2O+CO2+H4SiO4SiO2+Ca2++2HCO3-+2H2O

硅化作用具有明顯的選擇性。生物組分最易發(fā)生硅化，形成硅質(zhì)內(nèi)模。其他常見的交代產(chǎn)物有硅質(zhì)結(jié)核和硅質(zhì)條帶。硅化產(chǎn)物常常保留原有的沉淀構(gòu)造（如細紋理和生物的微構(gòu)造等）。5.硅化作用當pH相對較低，且孔隙水為SiO2所飽

成巖環(huán)境及分類：第二節(jié)成巖環(huán)境及其特征

成巖環(huán)境：與成巖作用關(guān)系密切的環(huán)境稱之為成巖環(huán)境。

Longman(1982)將成巖環(huán)境劃分為兩大類：1、近地表成巖環(huán)境：海洋潛水帶混合帶淡水或大氣潛水帶淡水或大氣滲流帶。2、地下成巖環(huán)境成巖環(huán)境及分類：第二節(jié)成巖環(huán)境及其特征成巖環(huán)境：與成