碎屑岩成岩作用第三章主要研究方法
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成岩作用及研究进展一、成岩作用的概念:成岩作用diagenesis :是指使松散沉积物固结形成沉积岩石的作用。
形成岩石的各种地质作用的统称。
如岩浆成岩作用、变质成岩作用、沉积成岩作用、花岗岩化作用、混合岩化作用等。
通常所说的成岩作用是指沉积物沉积后至岩石固结,在深埋环境下直到变质作用之前发生的物理、化学的变化,以及埋藏后演示又被抬升至地表或接近地表的环境中所发生的一切物理、化学变化。
直到固结为岩石以前所发生的一切物理的和化学的(或生物)变化过程。
一般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等。
这些作用通常是在压力、温度不高的地壳表层发生的。
当成岩物质被覆盖之后,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。
此时沉积物质发生重新分配、组合,胶体矿物脱水陈化、压缩胶结,最终固结为岩石。
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。
压实作用(compaction)又称压固作用、压缩作用,压实作用是沉积物最重要的成岩作用之一。
指沉积物沉积后,由于上覆沉积物不断加厚,在重荷压力下所发生的作用。
通过压实作用沉积物发生脱水,孔隙度降低,体积缩小,密度增大,松软的沉积物变成固结的岩石。
例如泥炭,通过压实体积缩小(到1/20~1/30)后,便转变为坚硬的煤。
研究资料表明,碎屑沉积物在300米深处,受压实作用影响,其所含75%以上的水已被排出,石英砂岩由40%左右的原始孔隙降低至30%~10%。
胶结作用是沉积物在成岩过程中的一种变化。
沉积物的松散碎屑被胶结成坚硬岩石的作用。
其胶结物的成分不同,也可以和碎屑物成分相同。
前者如钙质胶结的钙质砂岩,后者如硅质胶结的石英砂岩。
常见的胶结物有泥质的、铁质的、硅质的和钙质的等。
碎屑岩的识别室内观察碎屑岩的方法碎屑岩的观察分为手标本(野外露头)和薄片两部分内容,前者具有宏观和空间(三维)性,后者则是微观和断面(二维)的显示,两者相辅相成,不能偏废。
按照认识事物的一般规律,观察总是从总体开始,逐渐深入到各个细节,再从细节回到整体,有时甚至要经过多次反复,才能对岩石的特征获得较全面、较深刻的认识。
在实验过程中,首先详细地观察手标本,对岩石的成分、结构、构造、风化特点有了较全面的了解之后,再有目的、有意识地进行镜下薄片观察,以弥补手标本鉴定中的不足之处。
可以这样说,显微镜下岩石薄片鉴定是沉积岩室内研究的基础,为此要很好地学习掌握。
沉积岩室内鉴定的目的是为了仔细确定沉积岩中各种组分的成分、含量及结构、构造等方面的特征,以便对岩石进行准确的定名、推断岩石形成条件、形成后的变化以及与油气方面的关系。
现将砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩的观察描述内容说明如下。
一)砾岩1.肉眼观察1)颜色:指出岩石总的颜色,并推断其成因。
2)构造:注意砾石有无定向排列或优选方位及粒序变化等,否则定为块状构造。
3)成分:包括颗粒(砾石)、填隙物的类型、含量和特征。
4)结构:包括砾石大小、砾石的圆度、球度,说明其磨圆的程度,及长、中、短三个轴的情况,砾石的形状及表面特征及支撑性等。
2. 镜下鉴定一般用低、中倍镜,进一步鉴定砾石成分和填隙物的成分、结构及显微构造等。
3.举例细角砾岩手标本描述:灰褐色,块状构造,砾石含量65%,以硅岩(硬度大)为主,次为泥岩;填隙物约30%,为泥质;孔隙约占5%;砾石直径2mm——10mm,,分选差,棱角——次棱角状;孔隙直径达lmm,呈杂基支撑结构。
镜下鉴定:砾石成分有硅质岩、泥岩和页岩,硅质岩单偏光镜下无色,有的被泥质交代,边缘污浊;正交偏光镜下具小米粒状结构,约占砾石总量的2/3。
泥岩和页岩表面污浊,泥质结构,页岩显水平层理,填隙物为粘土矿物,已发生绿泥石化和绢云母化。
定名:灰褐色块状构造单成分细角砾岩。