第3章 沉积期后变化、第五章 沉积岩分类

第三章沉积期后变化Postsedimentationprocess一、概述沉积物的形成阶段：母岩风化产物以及其它来源的物质成分，在搬运和沉积作用之后，就变成了沉积物。沉积期后作用：泛指沉积物形成之以后，到沉积岩遭受风化作用和变质作用之前这一演化阶段的所有变化或作用。亦称为广义的成岩作用。母岩沉积物形成阶段成岩作用阶段沉积岩风化作用变质作用沉积岩的形成与演化后生作用阶段沉积后作用成岩作用后生作用表生作用同生作用广义的成岩作用包括狭义的成岩作用和后生作用两个阶段。成岩作用(diagenesis)：沉积物转变沉积岩所发生的一系列变化。后生作用(catagenesis)：沉积物形成以后到遭受风化作用或变质作用以前的变化。沉积后作用的上限为沉积物表面或潜水面沉积后作用的下限为变质岩带顶(220℃，1000bar)二、沉积期后作用阶段的划分沉积期后作用阶段的划分，到目前为止也还没有一个公认的、统一的划分方案。1.根据粘土矿物成分来划分2.根据煤岩学来划分3.根据地球化学环境来划分4.根据埋深来划分5.综合划分方案成岩作用阶段的划分和对比本教材划分方案：①同生阶段；②成岩阶段；③后生阶段；④表生阶段1.同生作用(iyngenesis)：指沉积物刚刚形成以后而尚与上覆水体相接触时的变化。主要是沉积物表层与底层水之间所发生的一系列作用和反应。如‘海解作用’、‘海底风化作用’及‘陆解作用’等。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)：指上覆沉积物不断增加使早期沉积物逐渐被掩埋，直至基本上与上覆水体脱离，使沉积物在新的物理化学条件下，产生新的平衡，致使疏松的沉积物固结成岩的全部变化过程。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。6.后生作用(anadiagenesis/catagenesis)：继成岩作用阶段之后，在沉积岩转变为变质岩之前或遭受风化作用之前所产生的一切作用和变化。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。7.表生作用(epigenesis)：指沉积物抬升到近地表，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。三、沉积期后的影响因素(P50-55)沉积物脱离沉积环境进入沉积期后变化阶段，实质上是沉积物在新的条件下，重新建立起新的平衡的过程。影响这一平衡过程的因素主要有：沉积物的成分、温度、压力、层间水溶液的性质(溶度积、自由能、pH值、Eh值、浓度、溶解气体的状况等)，以及生物作用。四、沉积后作用主要类型1.压实作用(compaction)2.压溶作用(pressure-solution)3.胶结作用(cementation)和固结作用(consolidation)4.重结晶作用(recrystallization)和矿物的多相转变作用(neomorphismofmineral)5.交代作用(replament)6.自生矿物的形成沉积期后阶段的主要作用1.压实作用(compaction)系指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。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为压溶作用。如缝合线构造，石英砂岩中某些石英次生加大边等也属于压溶作用的产物3.胶结作用(cementation)和固结作用(consolidation)胶结作用：指从孔隙溶液中沉淀出矿物质（即胶结物）将松散的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，是沉积物转变为沉积岩的最主要的一种作用。固结作用：泛指松散沉积物转变为固结岩石的过程，它是通过胶结作用、压实作用、压溶作用、甚至重结晶作用、生物的粘结作用等共同完成。常见的胶结物为方解石及石英，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。4.重结晶作用(recrystallization)和矿物的多相转变作用(neomorphismofmineral)重结晶作用：指矿物组分以溶解－再沉淀或固体扩散等方式，使得细小晶粒集结成粗大晶粒得过程。矿物得多相转变：当一种矿物相变为另一种更稳定得矿物相时，只发生晶格的形状及大小的变化，而无化学成分的变化。5.交代作用(replament)交代作用是指在沉积期后演化过程中，沉积物中某种矿物被化学成分不同的另一种矿物所取代的现象6.自生矿物的形成（1）海绿石:形成于低温海相环境，海水温度15～25℃，水深10～30m到600m为宜，pH为7～8，Eh0～100mV（2）鲕绿泥石：其形成条件与海绿石相近，也出现于海相环境；也有在低pH的沼泽环境中的（3）沸石类（4）高岭石（5）菱铁矿（6）自生长石（7）自生硅质第五章沉积岩的总分类一、沉积岩的分类原则1）沉积作用方式：物理、化学、生物作用2）沉积物来源：外源和内源3）沉积物堆积方式：搬运或残积4）沉积岩生成顺序（分异作用）5）动力条件和自然地理环境：海、河、冰川、风成二、沉积岩的分类现状佩蒂庄的成因分类在欧美十分流行！（1957、1975）外生沉积物（碎屑）内生沉积物（化学和生物的）二、沉积岩的分类现状塞利（R.C.Selley,1976)的成因分类自生沉积他生沉积二、沉积岩的分类现状弗雷德曼和桑德斯（G.M.FriedmanandJ.E.Sanders,1978)的成因分类盆内岩石火山碎屑岩盆外岩石二、沉积岩的分类现状什维佐夫的成因分类（苏联，1961）碎屑岩混积岩粘土岩化学岩和生物化学岩二、沉积岩的分类现状鲁欣的成因分类（1961）基本类型附生类型混积类型三、我国沉积岩的分类现状1）50-60年代，采用了什维佐夫和鲁欣的分类；2）70年代，作了适当修改；3）80年代，刘宝珺编制的教材《沉积岩石学》中分类如下：陆源沉积岩、火山物源沉积岩和内源沉积岩。四、本书沉积岩的分类曾允孚教授（90年代至今）的成因分类基本类型附生岩火山碎屑岩陆源沉积岩内源沉积岩蒸发岩非蒸发岩可燃性有机岩陆源碎屑岩泥质岩二、一些问题的说明1.关于粘土岩为什么将粘土岩划归碎屑岩中?沉积岩中的粘土物质基本上是母岩风化的产物经过机械搬运和沉积作用而来的，基本上是陆源的，由化学作用在沉积环境中新生成的粘土矿物为量很少。2.碳酸盐岩虽然颗粒石灰岩的沉积机理主要是机械的，但其颗粒的生成还是化学作用或生物作用为主的。3.关于生物化学岩实际上是生物岩与化学岩之间的过渡岩石类型，如生物石灰岩、礁石灰岩、白垩、硅藻岩等。4.关于附生岩象含铜、铀、硫、沸石、海绿石以及其他特殊元素或矿物的沉积岩，由于其经济意义较大，常受人们的格外重视，并常被称作“含铜岩”、“含铀岩”、“含海绿石岩”等。5.关于异地岩和原地岩异地岩---指其沉积物是外来的。原地岩---指其沉积物是当地生成的。6.关于内源岩和外源岩外源岩---指其物质成分来自沉积环境以外。内源岩---指其物质成分来自沉积环境以内。重点•沉积期后作用的概念？•沉积期后变化的阶段划分？•沉积期后阶段的主要作用类型及概念？•沉积岩成因分类的原则？p86•熟悉本书采用的沉积岩分类方案？P90,表5-4