第十二章 成岩作用和沉积岩

地球岩石及其形成作用（22）胡经国第六节沉积岩的成岩作用一、成岩作用的概念成岩作用（Diagenesis）是指在一定压力、温度影响下，由原岩经风化作用、侵蚀作用、搬运作用、沉积作用而形成的松散（软）沉积物固结成为坚硬沉积岩的作用过程。

成岩作用大多发生在地下几千米以内的地质环境中。

成岩作用一词最早由德国学者 C.W.冈贝尔（1868 )提出。

各国学者对这一名词所赋予的含义并不完全一致。

需要指出的是，这里所说的成岩作用是指沉积岩的形成作用。

它与岩浆岩和变质岩的形成作用是有区别的。

成岩作用的主要方式包括沉积物的压实作用、胶结作用、交代作用、结晶作用、淋滤作用、水合作用和生物化学作用以及新矿物的产生等。

这些作用通常是在压力、温度不高的地壳表层发生的。

在作为成岩物质的沉积物被上覆沉积物覆盖以后，由于厌氧细菌的作用，有机质腐烂分解，产生H2S、CH4、NH3和CO2等气体，促使碳酸基矿物溶解成为重碳酸盐，高价氧化物还原成低价硫化物，酸性氧化环境变为碱性还原环境。

此时，沉积物发生重新分配、组合，胶体矿物脱水陈化、压缩胶结，最终固结成为岩石。

二、成岩作用机理松散（软）沉积物经过一定的物理、化学、生物化学变化以及其他变化和改造（如水分挤出、孔隙度减小、密度加大、胶结、重结晶、化学成分变化形成新矿物等），固结成为沉积岩的作用过程，称为成岩作用。

成岩作用是沉积岩形成的最后阶段。

沉积物的成岩作用机理是很复杂的，主要包括以下几种作用。

㈠、压实作用1、压实作用与附着水排出由于上覆沉积物逐渐增厚，上覆沉积物压力也不断增大，因而沉积物中的附着水逐渐被排出，颗粒间的孔隙减少，体积缩小，颗粒之间的联系力增强，从而使沉积物固结变硬的作用过程，称为沉积物的压实作用（Compaction）。

压实作用是粘土沉积物成岩作用的主要方式。

例如，新鲜的粘土沉积物孔隙度可达80%；在压实固结成为页岩以后，其孔隙度可减少至20%，甚至更小。

2、压实作用与失水作用随着压力的增大，温度也有所升高。

四、沉积物的成岩作用和沉积岩的后生作用第六组成员（一）沉积物的成岩作用• 1.压实作用•1）.概念：由于上覆沉积物不断加厚，在重荷压力下，松散的沉积物变得比较致密而减小其体积、减少其中水的含量，压实作用示意图这种用称为压实作用。

•2）.主要表现：孔隙度减小、含水量减少、以及结构、构造的变化。

•3）.影响因素：负荷的大小、沉积物的粒度、成分、溶液性质（如电解质的多少）、温度等。

2.胶结作用1）.概念：松散的沉积碎屑颗粒，通过粒间空隙水的粘结而紧密地连生在一起，变为坚硬的岩石，这种作用成为胶结作用。

2）.胶结作用的物质成为胶结物。

3）.常见的胶结物：碳酸盐质、硅质、铁质、有机质和粘土矿物等，大多是由溶解于水的物质沉淀而成。

4）.强度取决于胶结物的成分和含量。

硅质胶结物夹铁质与钙质的胶结作钙质胶结物泥质胶结作用3.重结晶作用1）.概念：胶体和化学沉积物质，在非晶质条件下，自发地进行各种构造组合。

重新排列，逐渐转变为结晶质；或细小晶体由于溶解，局部溶解或扩散作用，使原先晶体继续生长、加大等，统称为重结晶作用。

2）.重结晶作用不仅可以是松散的沉积物固结成岩，同时也可以破坏沉积物的原生结构和构造而形成新的结构和构造。

如：沉积物的颗粒大小，颗粒形状及颗粒排列方向等，均可因重结晶作用而被破坏而消失。

3）.重结晶作用之强弱取决于沉积物的成分、质点大小、均一性、密度等。

密度大的矿物易发生重结晶作用，并形成单个晶体或结核。

成分均一，溶解度大的矿物重结晶作用也很明显。

二氧化硅胶体也易产生重结晶。

该矿床是石灰岩经重结晶作用而成4.成岩矿物的形成1）.概念：原来在沉积阶段相对稳定的矿物，在成岩作用阶段通过化学反应与交代作用常会形成与成岩环境相适应的新矿物组合，这些新矿物称为成岩矿物。

2）.常见的成岩矿物有：石英、硅酸盐类矿物、长石、沸石及粘土矿物等。

石英长石粘土矿物云母（硅酸盐类矿物）5.结合的形成•1）.概念：结核是指矿物岩石学特征（成分、结构、构造）与周围沉积物（岩）不同的规模不大的包体，通常是一种化学或生物化学作用产物。

沉积成岩作用松散的沉积物转变为固结沉积岩的过程，称为成岩作用。

成岩作用的方式主要有：1.压固作用沉积物在上覆压力作用下，由疏松状态固结为岩石的过程称为压固作用。

随着埋深的加大，沉积物承受的压力也不断加大，孔隙中水分不断排出，孔隙度下降，孔隙连通性变差，渗透性降低，颗粒间的联结力加强，使沉积物逐渐转为致密坚硬的沉积岩。

泥质沉积物主要通过压固作用形成岩石。

2.胶结作用松散的碎屑沉积颗粒，通过粒间孔隙水中的化学沉淀物质的黏结变为坚硬岩石的过程称为胶结作用。

作用的结果使沉积物固结成岩，减少孔隙度。

对碎屑物起胶结作用的化学物质称为胶结物，常见的胶结物有硅质、钙质、铁质、粘土质等。

碎屑沉积物主要通过胶结作用形成岩石。

3.重结晶作用是指矿物组分以溶解、再沉淀或固体扩散等方式，使细小晶粒集结成粗大晶粒的过程称为重结晶作用。

如蛋白石（SiO2·nH2O）脱水结晶变为隐晶质的玉髓（SiO2），玉髓进一步结晶成显晶质的石英；灰岩中的隐晶质方解石重结晶为粗晶的方解石等。

重结晶作用可使松散的沉积物固结成岩，也可破坏沉积物的原生结构和构造而形成新的结构和构造。

化学沉积物和生物化学沉积物通常以重结晶作用固结成岩。

4.交代作用沉积物（岩）中某种矿物被另一种矿物所替代的现象称为交代作用。

如灰岩中的方解石被白云岩交代，方解石与石英相互交代作用等。

5.压溶作用在压力作用下，沉积岩中的矿物颗粒发生溶解的作用称为压溶作用。

压溶作用引起颗粒接触处的溶解，使颗粒呈凹凸接触，甚至呈缝合线接触。

如碳酸盐岩中常见缝合线构造即属于压溶作用的产物。

地质学基础-成岩作用
两个方面：1、沉积岩成岩作用阶段；
2、沉积岩成岩作用的类型。

沉积岩成岩作用阶段：
1、同生作用阶段：沉积物沉积下来后，与沉积介质还保持着联系时，沉积物表层与底层水之间所发生的一系列化学和物理化学反应称为同
生作用。

2、固结成岩作用阶段：松散沉积物脱离沉积介质而被固结成岩石的作用。

此阶段沉积物被埋藏，与底层水隔绝。

温度不高<200~300℃，压力不大<1000巴。

3、后生作用阶段：沉积物固结为坚硬的岩石以后，直至变质和风化以前所发生的变化成为后生作用。

由于外来物质的加入，本层物质与外来物质间的交代作用现象最为常见，重结晶、次生加大等作用也较普遍。

4、表生作用阶段：沉积岩抬升到近地表，在潜水面以下常温常压或低温低压条件下，在渗透水和浅部地下水的影响下所发生的变化称表生作用。

主要表现为溶蚀、充填、交代及某些物质的次生富集乃至成矿。

成岩作用的主要类型：压实、胶结、重结晶、交代、氧化还原、压溶。

沉积岩石学复习资料一、名词解释沉积岩：沉积岩石学：成岩作用：沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或者因构造运动重新抬升到地表遭受风化作用以前所发生的一切作用。

风化作用：牛顿流体：重力流：一种在重力作用下发生流动的、弥散有大量沉积物的高密度流体。

非牛顿流体：急流：障碍物处激起浪花，一涌而过，只在障碍物附近的水面有所升高，而对稍远的上游水不发生任何影响缓流：在障碍物处发生水面跌落，而障碍物上游水面发生壅高，并延伸到上游相当远处层流：一种平缓的流动，水质点做直线运动，流体上下层之间无质量交换紊流：一种急湍的流动，水质点运动轨迹极不规则，流体上下层之间经常有质量交换碎屑流：一种砾、砂、泥和水相混合的高密度流体，泥和水相混合组成的依靠杂基支撑着砂、砾使之呈悬浮状态搬运，沿着斜坡运动。

颗粒流：由松散的颗粒（砾、砂）所构成的重力流。

由颗粒之间的相互碰撞所产生的支撑应力，保持颗粒呈悬浮状态被搬运。

液化沉积物流：沉积物孔隙中富含水，当孔隙水的压力超过静水压力时，即可产生超孔隙压力，使流体向上流动来支撑颗粒，使之呈悬浮状，即沉积物发生“液化”。

浊流：主要由砂、泥和水充分混合的高密度流体、靠液体的湍流来支撑碎屑颗粒，并使之呈悬浮状态。

30-40%泥＋砂；极少的砾。

密度高者达1.5-2g/cm3。

机械分异作用：碎屑物质在沉积的过程中，按粒度、密度、形状等差异发生有序沉积的现象。

胶体溶液：介于粗分散系（悬浮液）和离子分散系（真溶液）间，粒子直径介于1～100nm间，多呈分子状态。

化学沉积分异作用：泼性或溶解度的差异，以及受所处环境pH和Eh的影响，按一定顺序依次从溶液中沉淀出来的现象。

沉积岩的构造：指沉积岩各个组成部分的空间分布、排列方式和相互关系流动成因构造：沉积物在搬运和沉积时，由于介质（如水、空气）的流动，在沉积物内部或表面形成的构造，属流动成因构造。

层理构造：沉积岩岩石性质沿垂向上的变化或差异而产生的层状构造，可通过矿物成分、颜色、粒度、形状、排列或填集方式的突变或渐变显现出来。

简述成岩作用的概念及其包含的类型下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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《沉积岩与沉积相》课程笔记第一章：沉积岩的基本概念及基本特征1.1 沉积岩的定义沉积岩，也称为沉积物岩，是指在地表或地表附近，由风化作用产生的碎屑物质、生物残骸或化学沉淀物，经过搬运、沉积、压实和胶结等地质作用形成的岩石。

沉积岩覆盖了地球表面约75%的面积，是地壳中最丰富的岩石类型之一。

1.2 沉积岩的形成过程沉积岩的形成是一个复杂的地质过程，主要包括以下几个阶段：（1）母岩的风化作用- 物理风化：由于温度变化、冰冻作用、植物根系的生长等物理因素导致岩石破碎。

- 化学风化：岩石与水、氧气、二氧化碳等化学反应，导致矿物成分发生变化。

- 生物风化：生物活动，如微生物、植物和动物，通过其代谢过程分解岩石。

（2）碎屑物质的搬运和沉积- 搬运介质：水流、风力、冰川、重力等自然力量。

- 搬运过程：侵蚀、携带、沉积、分选等。

- 沉积环境：河流、湖泊、海洋、沙漠等。

（3）沉积后作用- 压实作用：上覆沉积物的重量导致下伏沉积物排水、体积减小。

- 胶结作用：矿物质填充沉积物间隙，使之固结成岩。

- 成岩作用：包括化学沉淀、生物化学作用、矿物转变等。

1.3 沉积岩的基本特征（1）层理构造- 定义：沉积岩中的层状结构，反映了沉积环境的周期性变化。

- 类型：水平层理、波状层理、交错层理、递变层理等。

（2）化石- 重要性：提供了生物演化和古环境信息。

- 类型：植物化石、动物化石、微生物化石等。

（3）成分和结构- 碎屑成分：石英、长石、云母等矿物碎屑。

- 填隙物：泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。

- 结构：根据粒度分为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。

（4）颜色- 影响因素：沉积物成分、氧化还原条件、有机质含量等。

- 常见颜色：灰色、黄色、红色、绿色、黑色等。

1.4 沉积岩的分类沉积岩可以根据其成因、成分和结构进行分类：（1）碎屑岩- 砾岩：由直径大于2毫米的碎屑组成。

- 砂岩：由直径在0.0625毫米至2毫米之间的碎屑组成。

- 粉砂岩：由直径在0.0039毫米至0.0625毫米之间的碎屑组成。