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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。
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。
成岩作用阶段成岩阶段划分是指碎屑沉积物沉积后经各种成岩作用改造直至变质作用之前所经历的不同地质历史演化阶段。
可划分为同生成岩阶段、早成岩阶段、中成岩阶段、晚成岩阶段和表生成岩阶段。
(1)成岩阶段(Diagenetic Stage):指碎屑沉积物沉积后经各种成岩作用改造直至变质作用之前所经历的不同地质历史演化阶段。
可划分为同生成岩阶段(Syndiagenetic Stage) /早成岩阶段(Early Diagenetic Stage)、中成岩阶段(Middle Diagenetic Stage)、晚成岩阶段(Iate Diagenetic Stage)和表生成岩阶段(Epidiagenetic Stage)。
(2)同生成岩阶段(Syndiagenetic Stage):沉积物沉积后尚未完全脱离上覆水体时发生的变化与作用的时期称同生成岩阶段。
(3)表生成岩阶段(Epidiagenetic Stage):指处于某一成岩阶段弱固结或固结的碎屑岩，因构造抬升而暴露或接近地表，受到大气淡水的溶蚀，发生变化与作用的阶段。
[1]成岩阶段划分依据编辑播报1、自生矿物的特征主要是指自生矿物的分布、形成顺序及自生矿物中包裹体的均一温度。
它是划分成岩阶段的主要标志，这是由于成岩过程中自生矿物的出现和分布有其一定物理、化学条件和特定地质历史环境，它的形成和分布结合岩石结构构造变化能指示岩石形成发展过程。
随着地层温度、压力的变化和孔隙水化学性质的差异，在不同性质的水与岩石之间以及有机、无机之间的相互反应，就会出现不同类型自生矿物，所以自生矿物不仅可提供有关成岩过程中水介质性质的演变资料，同时也具有一定地质温度计意义。
石英次生加大在储层中也分布普遍，根据加大发育程度，特别是次生加大部分的包裹体温度也可对其形成顺序和阶段作出判断，如弱的石英加大曾测得包裹体温度为65+5℃，随成岩温度的增加，曾分别测得加大的包裹体温度有87℃、90℃、126℃和155℃等，由此确定的成岩温度，为成岩阶段划分提供了重要依据。
碳酸盐岩的成岩作用
碳酸盐岩的成岩作用主要是指碳酸盐岩的沉积、变质和熔融等物理化学过程，以及地壳演化过程中碳酸盐岩的改造作用。
1、沉积作用：碳酸盐岩是由海水中悬浮的碳酸盐物质，以及海底火山活动等途径沉积而成的。
2、变质作用：碳酸盐岩受到地壳构造变形，温度和压力的影响，可以发生变质作用，形成不同种类的碳酸盐岩。
3、熔融作用：碳酸盐岩在受到高温和高压的作用下，可以发生熔融作用，形成新的碳酸盐岩。
4、改造作用：地壳演化过程中，碳酸盐岩可以受到构造变形、渗透变质、熔融变质等作用，形成不同种类的碳酸盐岩。
