第二章碎屑岩的主要成岩作用
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《沉积岩岩石学》课程笔记第一章:沉积岩岩石学概念1.1 沉积岩的定义和特征沉积岩是由母岩经过物理、化学和生物作用破碎、搬运、沉积并经过长时间的压实和胶结作用形成的岩石。
沉积岩具有以下特征:- 成分:主要由石英、长石、云母、粘土矿物等碎屑物质组成,也可含有有机质、碳酸盐等自生矿物。
- 结构:沉积岩具有独特的结构,如层理、波痕、泥裂等,反映了沉积环境和沉积过程。
- 构造:沉积岩的构造多样,包括水平层理、波状层理、交错层理等,是沉积环境和沉积作用的重要标志。
- 成岩作用:沉积岩在形成过程中经历了压实、胶结、重结晶等成岩作用,影响了其物理和化学性质。
1.2 沉积岩的分类根据沉积岩的组成和形成过程,可将其分为以下几类:- 碎屑岩:由母岩破碎、搬运、沉积形成的岩石,如砂岩、砾岩等。
- 泥质岩:由细粒沉积物经长时间沉积、压实形成的岩石,如泥岩、页岩等。
- 化学岩:由化学沉积作用形成的岩石,如石灰岩、白云岩等。
- 生物岩:由生物残骸沉积形成的岩石,如礁灰岩、贝壳灰岩等。
1.3 沉积岩在地质历史中的重要性沉积岩在地质历史中具有重要意义,主要体现在以下几个方面:- 地层划分:沉积岩具有明显的层理和化石,是地质年代划分和地层对比的重要依据。
- 资源矿产:许多金属矿产、非金属矿产和能源矿产(如煤、石油、天然气)都赋存于沉积岩中。
- 环境记录:沉积岩记录了地球历史上的古气候、古地理、生物演化等信息,对了解地球演变过程具有重要意义。
- 工程地质:沉积岩的物理和化学性质影响工程建设和地基处理,对工程地质研究具有重要意义。
1.4 沉积岩研究方法研究沉积岩的方法主要包括:- 宏观观察:通过野外考察、露头观测等手段,研究沉积岩的宏观特征,如颜色、层理、构造等。
- 显微镜观察:利用光学显微镜、扫描电镜等仪器,观察沉积岩的微观特征,如矿物成分、结构、成岩作用等。
- 地球化学分析:通过对沉积岩样品进行元素和同位素分析,研究其物质来源、沉积环境和成岩过程。
第一章绪论第一节成岩作用的概念与研究历史一、成岩作用的概念成岩作用一词diagenesis(复数diageneses,形容词diagenetic)最先由德国人GÜmbel(1868)提出。
在国内一样以为,成岩作用是指碎屑沉积物在沉积后到变质作用之前,这一漫长时期所发生的各类物理、化学及生物转变。
而不是狭义的,仅指沉积物的石化和固结作用(郑浚茂,1989)。
成岩作用的这一概念是我国现代大多数地质家们所同意的概念。
二、研究历史①1868-1970:一样性的描述,岩石学方面的研究。
②1970-1995年:成岩作用与石油地质相结合,再加上大量新技术、新方式的引入,如X―衍射、铸体薄片、压汞、阴极发光显微镜、SEM、R o、Rork Ever、同位素、荧光显微镜、电子探针等使成岩作用的研究取得冲破性进展,最大的发觉确实是深层(>4000m)次生孔隙的发觉,并在其中发觉了工业油气流。
不仅具有理论意义,而且具有庞大的经济成效。
专门是成岩圈闭的发觉,令人们更进一步熟悉了成岩作用研究的重要性。
③1995~现今:显现了三个不同的研究方式和领域A、分析、化验、观看、描述:刘宝珺、孙永传、李忠、郑浚茂、应凤祥、赵澄林B、成岩作用物理模拟:赵澄林、孟元林C、成岩作用数值模拟:孟元林、应凤祥、何东博表1-1 成岩作用进展史(李忠,2006)第二节成岩作用的研究内容与意义一、成岩作用在石油地质中的地位(一)成岩作用对成藏要素的阻碍石油与天然气是一种沉积有机矿产,其形成和散布与沉积相和成岩作用紧密相关。
成岩作用可进一步分为早成岩时期A期、B期、中成岩时期A1、A2亚期、B期和晚成岩时期,他对石油地质的六大成藏要素生、储、盖、运、圈、保均有紧密关系(表1-1)。
表1-1 成岩作用对成藏要素的阻碍与操纵(二)对储层质量的阻碍成岩作用对六大成藏要素阻碍最严峻的是储层的质量。
研究说明,储层的物性要紧受沉积相、成岩作用和构造作用的阻碍与操纵。
碎屑岩成岩作用研究1三碎屑岩成岩作用(沉积后作用)经历什么过程才变为现在的岩石?碎屑沉积物的沉积后作用是指碎屑沉积物沉积后转变 为沉积岩直至变质作用以前,或因构造运动重新抬升到地 表遭受风化以前所发生的一切变化过程及其结果。
其所经 历的整个地质时期称为沉积后作用期。
2三碎屑岩成岩作用(沉积后作用)沉积后作用的类型(狭义的沉积后作用)有: (一)压实和压溶作用 (二)胶结作用 (三)交代作用 (四)重结晶及多型转变作用 (五)溶解作用33.1 压实与压溶作用3.1.1、压实作用是沉积物沉积后在其上覆水体或沉积层的重荷下, 或在构造形变应力的作用下,发生水分排出、孔隙度降低、 体积缩小的变化过程。
标志:沉积物内部发生颗粒的滑动、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。
压实作用的结果:使岩石孔隙度降低,资料表明, 当埋深达3000米时石英砂岩的孔隙度将自40%左右降低至 10-30% 43.1.1压实作用53.1.1压实作用63.1.1压实作用两者孔隙差别为什 么如此大?73.1.1压实作用颗粒压裂83.1.1压实作用颗粒压裂93.1.1压实作用假基质103.1.1压实作用颗粒间为点线 接触关系值得注意与加大边相区分113.1.1压实作用压实作用的结果: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。
123.1.1压实作用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%,其压实作用较弱; (2)荷重大、埋藏深度大压实明显。
(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。
地质学(选择题)习题库与答案一、单选题(共60题,每题1分,共60分)1、以下哪个不是褶曲要素?( )A、翼B、曲C、核D、轴正确答案:B2、古登堡面与莫霍面之间的部分属于地球的那个部分( )A、下地壳;B、地幔;C、上地壳;D、地核正确答案:B3、按形成原因天然地震可划分为( )A、构造地震和火山地震B、陷落地震和激发地震C、A+BD、深源地震和浅源地震正确答案:C4、下列关于震级和烈度的叙述,哪一项是正确的( )A、每次地震只有一个震级,一个烈度B、每次地震震级只有一个,但烈度可以有多个C、每次地震的震级和烈度都可以有多个D、每次地震可以有多个震级,烈度只有一个正确答案:B5、加里东运动发生于( )。
A、中生代B、晚古生代C、早古生代D、新生代正确答案:B6、地球最主要的热源是( )。
A、太阳能;B、地球C、万有引力D、核能正确答案:B7、宁静式喷发型以( )喷发为主。
A、酸性熔浆B、基性熔浆C、中性熔浆D、超基性熔浆正确答案:B8、碎屑岩的主要成岩方式( )A、脱水作用B、胶结作用C、重结晶作用D、压固作用正确答案:B9、泥盆纪属于( )。
A、元古宙B、早古生代C、晚古生代D、新生代正确答案:C10、海洋面积约占地球表面面积的( )A、90%B、80%C、70%D、60%正确答案:C11、片理构造是区域变质岩中的常见构造,下列哪一种片理构造变质作用最强( )。
A、片麻状构造B、千枚状构造C、板状构造D、片状构造12、风搬运作用的主要方式是( )。
A、推运B、悬运 ;C、跃运 ;正确答案:A13、岩基是岩浆( )形成的A、交代作用B、火山作用C、侵入作用D、喷出作用正确答案:C14、随深度增加地热增温率的变化规律是( )。
A、先增大后变小;B、先变小后增大。
C、不断增大;D、不断变小;正确答案:D15、石灰岩变成大理岩所发生的主要变化是( )A、岩石成分B、矿物成分C、岩石结构正确答案:C16、火山气体喷发物最主要成分是下列哪一种,( )A、二氧化硫。
(一)碎屑岩的成分1、碎屑岩由碎屑成分和填隙物成分(杂基、胶结物)组成。
2、碎屑岩的碎屑成分除陆源碎屑外还有岩石碎屑;岩石碎屑是以矿物集合体的形式出现的,它的成分反映着母岩的岩石类型。
3、碎屑矿物按密度可分为轻矿物和重矿物(>2.86)。
4、碎屑:是母岩岩石的碎块。
是保持着母岩结构的矿物集合体。
是提供沉积物来源区岩石类型的直接标志。
5、杂基:是碎屑岩中细小的机械成因组分。
以泥岩为主,次为细粉砂。
6、胶结物:充填于颗粒之间的起胶结作用的自生矿物。
7、按成熟度划分可将砂岩分为成熟砂岩和未成熟砂岩两类。
(二)碎屑岩的结构及粒度分析1、碎屑岩的结构:是指构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状及空间组合方式。
碎屑岩的结构组合包括碎屑颗粒和填隙物(杂基、胶结物)。
2、碎屑颗粒的结构特征一般包括粒度、球度、形状、圆度及颗粒的表面特征。
3、粒度分级(直径):巨砾>1000mm 巨砂2-1mm 粉砂0.1-0.01mm粗砾1000-100mm 粗砂1-0.5mm 粘土<0.01mm中砾100-10mm 中砂0.5-0.25mm细砾10-2mm 细砂0.25-0.1mm4、球度:它是用来度量一个颗粒近于球体的程度。
是一个定量参数。
颗粒的形状是由ABC三个轴的相对大小决定的。
可分为四种形状:圆球体、椭球体、扁球体、长扁球体。
5、圆度:是指颗粒的原始棱角被磨圆的程度。
是碎屑的主要结构特征。
碎屑的圆度一方面取决于它在搬运过程中所受的磨蚀作用强度,另一方面也取决于碎屑本身的物理化学性质及其原始形状、粒度等。
碎屑的圆度划分为四个级别:棱角状、次棱角状、圆状、次圆状。
沉积产物不是化学沉淀组分。
从成分上看,杂基多为粘土矿物,有时为碳酸盐灰泥、云泥及一些细粉砂碎屑颗粒。
原始杂基和正杂基都可以作为沉积环境的标志。
8、结构成熟度:是指碎屑沉积物经风化、搬运和沉积作用的改造,使之接近终极结构特征的程度。
9、胶结物的结构类型:非晶质及隐晶质结构、显晶粒状结构、嵌晶结构、自生加大结构。
碎屑岩和碳酸盐岩的成岩作用类型及孔隙演化规律摘要:砂、砾沉积物沉积后会遭受一些沉积后作用,即成岩作用。
主要有:机械压实及压溶作用、胶结作用、交代作用、重结晶作用及溶解作用等。
在各个成岩作用阶段,其岩石的孔隙度会发生变化。
碳酸盐岩的孔隙也会在成岩作用下有规律的的变化。
关键字:碎屑岩、碳酸盐岩、成岩作用1.碎屑岩的成岩作用及其多孔隙度的影响(1)压实作用压实作用系指沉积物沉积后在其上覆水层或沉积层的重荷下,或在构造形变应力的作用下,发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。
压实作用是沉积物进入埋藏阶段后最先经历的成岩作用。
压实作用对颗粒灰岩、白云岩影响较小,而对泥灰岩等细粒岩大半对数图解上孔隙度变化规律压实作用最明显的结果是沉积物体积缩小发生排水、脱水作用。
石英砂岩的孔隙度为40%左右,在3000m深处其孔隙度降至30%-10%.碎屑沉积物在300m深处时,75%的水已经被排除,所排出的水是孔隙度的主要来源之一。
以饶阳凹陷为例,饶阳凹陷位于渤海湾裂谷盆地内的冀中坳陷中部, 是在中国东部中新生代断陷盆地背景上发育起来的单段式箕状含油凹陷, 属于冀中坳陷一个次级构造单元。
该研究区储层砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低, 岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主, 磨圆中等, 多呈次棱-次圆状, 分选中等偏差。
该研究区的结构成熟度不高。
该地区的岩石矿物以长石,杂基等以塑形为主的碎屑,随着埋深的增加,使沙岩储层的孔隙度大为减少。
埋深从2000m至5000m, 最大孔隙度由32.9%降至2.17%, 平均孔隙度下降率1.02%/100m.研究区机械压实作用贯穿了整个成岩过程, 但在成岩早期对储层的影响远比其它时期大.(2)压溶作用压溶作用主要发生在3000m一下。
沉积物埋藏深度的增加,碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆地层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常空隙流体压力时,颗粒接触处的溶解度增高,将发生晶格变形和溶解作用。