沉积岩石学简明教材4.

第三章沉积期后变化一、沉积岩的形成过程1．沉积岩形成作用——沉积物形成（风化、搬运沉积作用）沉积物转变为沉积岩（同生和成岩作用）及沉积岩的变化直至转变为变质岩之前（后生作用），以及沉积岩抬升到近地表而遭受表生作用的全过程。2．沉积期后变化阶段：①同生阶段；②成岩阶段；③后生阶段；④表生阶段二、沉积期后各阶段的特点1．同生作用（iyngenesis）—沉积物沉积下来后，与沉积介质还保持着联系，沉积物表层与底层水之间所发生的一系列作用和反应。特点：沉积物表层与底层水之间的变化，与底层水有离子交换作用：a.开阔水渠中：喜氧细菌存在，产生CO2↑，介质pH↓，氧化作用强；b.局限盆地中：厌氧细菌存在，产生H2S↑，使底层水污染、毒化，介质pH↑，还原作用强。本阶段形成的代表性矿物：海绿石，另有沸石、结核型Fe、Mn矿物2．成岩作用——（diagenesis）松散沉积物脱离沉积环境而被固结成岩石期间所发生的作用。特点：本层物质的迁移产生重新分配和组合，没有或很少有外来物质参加；厌氧细菌大量存在，pH≥9，还原环境。本阶段形成的代表性矿物（产）：薄层黄铁矿、菱铁矿等矿床，矿物颗粒不大，新生矿物和集合体分布受层理控制。3．后生作用（anadiagenesis）——继成岩作用阶段之后，在沉积岩转化为变质岩之前所产生的一切作用和变化，称为后生作用。特点：a.在沉积物固结成岩后，外来的物质加入；b.温度高(300-350℃)，压力大(2.5-3×108Pa)，作用时间长；c.还原环境,细菌作用不明显；d.水的类型：沉积物囚水及外来上升水；e.构造环境（即发生后生作用的构造环境）—大地构造作用对后生作用的强度有很大影响；本阶段所形成的代表性矿物（产）：烟煤、石油、钠质石棉、水晶、萤石等；交代型各种金属硫化物矿床。4．表生作用——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，由于渗透水和浅部地下水（包括上升水）的影响下所发生的变化。特点：大气水、渗透水、上升水作用下所发生的建设性变化深部：大气水渗透、厌氧细菌条件下进行，“潜在表生作用”或“隐伏表生作用”。近地表：潜水面以下进行，喜氧条件下进行，“浅部表生作用”或“狭义表生作用”。本阶段所形成的代表性矿物（产）：次生氧化矿物、硅质矿物及硫酸盐矿物；多金属硫化物矿床。4．表生作用与风化作用的比较：共性：地表条件下发生的一种地质作用表生作用风化作用潜水面以下潜水面以上建设性破坏性石化去石化关系：表生作用可向风化作用过渡三、沉积期后变化的影响因素(P50-55)1．自由能2.pH、Eh3.T4．压力(P)对成岩作用影响:使沉积物发生脱水作用、压实作用、固结作用5．生物对成岩作用有影响6．时间因素(t)：时间长短与大地构造条件有关，与沉积性质有关。四、沉积期后变化的主要作用沉积岩经历了成岩—后生作用之后，不仅固结成岩，还发生结构、构造上的变化和形成新矿物（自生矿物）。其中主要作用有：1．压实作用2．压溶作用3．矿物多相转变、重结晶作用4．交代作用5．胶结作用与固结作用6．自生矿物的形成（结核的形成）1．压实作用（compaction）——沉积物在上覆水体和沉积物负荷压力下，不断排出水分、体积缩小、孔隙度降低的过程（孔隙度降低、相应将引起沉积层的渗透率的降低。）2．压溶作用（pressure-solution）——在压力作用下，沉积物或沉积岩内发生的溶解作用，称作压溶作用，包括物理和化学作用两方面。压溶作用的结果：将引起颗粒接触处晶格变形和溶解。现象：凹凸接触、压坑、缝合线接触、石英等的加大。藻鲕灰岩成岩压实作用（－）10×2.5缝合线构造3．重结晶作用和矿物的多相转变作用(recrystallizationandneomophismofmineral)重结晶作用——矿物组分以溶解—再沉淀或固体扩散等方式，使得细小晶粒集结成粗大晶粒的过程。主要特征：小晶体→大晶体。矿物的多相转变——复杂广义重结晶作用，矿物化学成分不变，晶格的形状大小变化。Sc3.5玉髓（+）10×10铸体41-11没有绿泥石包膜的地方可见石英次生加大现象，石英次生加大是堵塞孔隙的主要原因（-）10*铸体41-12没有绿泥石包膜的地方可见石英次生加大现象，石英次生加大是堵塞孔隙的主要原因（+）10*Sc1.1高岭石正杂基（+）10×10Sh2.2带状胶结（磷质）（+）10×104．交代作用(replacement)——在沉积期后演化过程中，沉积岩（物）中某种矿物被化学成分不同的另一种矿物所取代现象。①石灰岩或灰泥被白云石交代——“白云石化作用”，形成白云岩、白云质灰岩②石灰岩也可以被SiO2交代——“硅化”，形成燧石结核、燧石层③颗粒状灰岩——“硅化”，形成次生石英岩④碳酸盐岩——“交代”，形成菱铁岩、某些磷块岩。Se2.3基质中的白云石化现象（－）10×45．胶结作用与固结作用——可发生于同生、成岩、后生和表生各阶段。胶结作用(cementation)——从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散沉积物粘结成坚硬岩石的过程，基本上是化学和生物化学作用，对某些碎屑岩和粒屑内源岩，是沉积物→沉积岩的主要作用。固结作用(consolidation)——泛指松散沉积物转变为固结岩石的过程，通过胶结、压实、压溶甚至重结晶作用、生物的粘结作用等共同完成。常见胶结物为方解石和石英，其它还有白云石、菱铁矿、赤铁矿、针铁矿、玉髓、蛋白石、自生长石、沸石、硬石膏、重晶石、天青石、盐类矿物及粘土矿物等。6．自生矿物的形成（结核的形成）(P59）（1）海绿石：海解作用的产物，产出方式有（书上P59），但是不一定都为海相环境。（2）鲕绿泥石：海相环境、沼泽化的环境。（3）沸石类：（轻变质作用矿物）（4）粘土矿物：伊利石、高岭石、蒙脱石、伊—蒙、蒙—绿泥石混层（5）菱铁矿：低Eh值环境的指示矿物（6）自生长石：A.碎屑长石次生加大B.粘土杂基中形成长石细小晶体C.分散孤立生长于粘土质碳酸盐、粘土质、碳酸盐质粉砂岩中（7）自生硅质（8）其它自生矿物：莓状菱铁矿(成岩矿物、还原环境、厌氧细菌作用）Sc1.9海绿石作为胶结物（－）10×10铸体41-9没有绿泥石包膜的地方可见石英次生加大现象，石英次生加大是堵塞孔隙的主要原因（-）10*铸体41-10没有绿泥石包膜的地方可见石英次生加大现象，石英次生加大是堵塞孔隙的主要原因（+）10*Sc3.6岩石总体成分结构（+）10×10课堂作业用图表示沉积期后各阶段形成的结核的产状，并加以必要的文字说明。