14.第十四章 成岩作用和沉积岩2
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岩石成岩作用的地质观察与解释地质学是研究地球的物质组成、内部结构和地球表面变动的科学。
在地质学的研究中,岩石成岩作用扮演着重要的角色。
岩石成岩作用是指岩石在地球内部或地表环境中,受到温度、压力、化学成分等因素的影响而发生的变化过程。
通过对岩石成岩作用的地质观察与解释,我们可以更深入地了解地球的演化过程以及地壳形成和变形的原因。
一、岩石成岩作用的分类岩石成岩作用可以分为三种类型,包括变质作用、沉积作用和接触作用。
变质作用是指岩石在高温高压环境下发生的变化,主要包括区域变质和接触变质。
沉积作用是指岩石沉积物在沉积盆地中形成沉积岩的过程,主要包括物理和化学沉积作用。
接触作用是指侵入的岩浆与周围岩石接触,发生热液循环和物理、化学作用的过程。
二、岩石成岩作用的地质观察地质观察是指通过对地球表面岩石和地层的观察来推测地质历史和地球演化过程的方法。
在观察岩石成岩作用时,我们可以从以下几个方面进行详细观察。
1. 岩石类型不同的岩石类型代表了不同的成岩作用。
例如,变质岩石表明该区域经历过高温高压的变质作用,而沉积岩石则表明该区域经历过物理和化学沉积作用。
2. 岩石结构和纹理岩石的结构和纹理记录了其形成过程中所受到的力学和地球化学作用。
观察岩石的结构和纹理可以揭示岩石的变形历史、岩浆侵入过程以及岩石中的矿物组成。
3. 岩石中的矿物组成岩石中的矿物组成可以揭示岩石形成的环境和成岩作用类型。
通过观察岩石中的矿物组成,我们可以确定岩石形成时的温度、压力和化学条件等。
4. 构造变形特征岩石的变形特征包括节理、褶皱、断层等。
观察这些特征可以帮助我们了解岩石成岩作用中产生的构造变形过程以及岩石的应力环境。
三、岩石成岩作用的地质解释在地质学中,我们通过观察和解释岩石成岩作用的现象,来推测地球演化过程。
岩石成岩作用的地质解释可以从以下几个方面进行。
1. 变质作用解释变质作用是指岩石在高温高压环境中发生变化的过程。
对于区域变质作用,我们可以解释为地壳的构造活动、新生岩浆侵入等导致了区域压力和温度变化。
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。
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。
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。