1、成巖作用第1頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三第六章 成巖作用的概念、作用類型所謂成巖作用是指松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)楣探Y(jié)的沉積巖的過程。它包括物理、化學(xué)和生物作用。嚴格地講，應(yīng)該定義為：成巖作用指從沉積物剛沉積下來開始，至遭受變質(zhì)作用或風化作用之前，沉積物所經(jīng)受的各種作用，成巖作用使沉積物變?yōu)槌练e巖，并使沉積巖進一步遭受變化。 許多人對成巖作用了解的不多，因它所涉及的機理以及包括的范圍很廣，如生物作用，成烴作用等，成巖作用對石油儲層有重要的影響，成巖作用也是煤化作用的重要研究內(nèi)容。第2頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三 Diagenesis（成巖作用）

2、一詞是1868年德國人Von.Giimbel最先提出的，1894年瓦爾特Walther在現(xiàn)代巖石成因一書問世，被廣泛接受。20世紀4050年代，成巖作用的論文許多，但對其概念、類型及劃分的認識不統(tǒng)一。LarLen .G和Chilingar G.V(1967.1979.1982)的觀點，沉積物剛沉積下來就進入成巖作用階段，至受變質(zhì)或風化作用以前的整個階段所受的作用。但和變質(zhì)作用的界限不甚清晰。第3頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三 有人認為石化作用（lithification）即成巖作用，為同意語，現(xiàn)在看來lithification的范圍窄，當沉積物埋深500米時，厚沉積

3、物具固定形態(tài)，有一定強度，1000米埋深時，各種沉積巖都可達到最大密度，石化作用僅是一個階段，（1967年）把成巖作用劃分三個階段 :同生成巖作用 后生成巖作用 表生成巖作用 第4頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三同生成巖作用(地表0100米深度) 分二個階段：開始（初始）階段 早期埋藏階段，主要是需氧氣，細菌活動，產(chǎn)生二氧化碳，使介質(zhì)變成酸性介質(zhì)，在一定深度下，游離氧消失，和早期埋藏階段的分界面是Eh=0 Eh為正則為開始階段 Eh為負則為進入早期埋藏階段 第5頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三滯留海盆地無開始階段，直接進入早期階段。海綠石、沸

4、石都是開始階段形成，結(jié)核狀黃鐵礦為早期埋藏階段，還原階段，厭氧細菌活動，PH高，變成堿性溶液，開始階段形成碳酸鹽可保留下來，此階段產(chǎn)物為黃鐵礦FeS2。第6頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三后生成巖作用深埋階段，成巖作用。100010000米，往往是在盆地凹陷階段，溫度壓力增高，100200,低溫熱液250 左右。地球化學(xué)環(huán)境Eh0，PH中等到高。上覆沉積物產(chǎn)生壓實作用，脫水，發(fā)生膠結(jié)，空隙溶液大規(guī)模遷移，可產(chǎn)生溶液沉淀。粘土礦物對壓力最敏感，分散的固態(tài)有機物主要對溫度變化敏感 。第7頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三表生成巖作用含一定的氧氣、二

5、氧化碳，低PH，高Eh，甚至破碎。物質(zhì)遭破壞，但不同于風化作用，仍是成巖作用，以潛水面分界，蘇聯(lián)的資料較多，主要有： 1922 費爾斯曼 1954 瓦索也佳齊用“同生作用”和“后生作用”這兩個術(shù)語。同生作用指沉積物沉積下來到成巖作用，沉積物的變化；后生作用，成為沉積巖后再變化，至風化或變質(zhì)之前的作用。 第8頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三表生作用：沉積巖形成后抬升到表生作用帶，潛水面以下或以上，向風化過渡。 Myctobacob.n.B 1940把成巖作用劃分為兩個階段： 早期成巖作用（同生作用）狹義的成巖作用 晚期成巖作用（后成作用）后生作用第9頁，共16頁，202

6、2年，5月20日，12點49分，星期三費爾斯曼Fairfridgl特征同生作用同生成巖早期海綠石成巖階段早期埋藏階段我國一般劃分四個階段 ：同生階段成巖階段 后生階段 表生階段一般同生階段沉積后作用華東石院還有進后生作用，后生作用，退后生作用，表生成巖作用等 第10頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三海解作用：海底風化作用，海床上剛沉積下的沉積物和海水相反應(yīng)，達到平衡，產(chǎn)生一些礦物如海綠石，是一種早期成巖作用，但有些風化作用性質(zhì)不同，剛沉積下顆粒如：Si,Ca,P等元素，被溶解進入海水，稱海解。陸解作用：大陸淡水對沉積物發(fā)生物理、物理化學(xué)作用。 第11頁，共16頁，202

7、2年，5月20日，12點49分，星期三成巖作用往往據(jù)埋藏深度劃分兩種類型 淺埋成巖作用和深埋成巖作用淺埋成巖作用相當于成巖作用，深埋成巖作用相當于后生作用。粘土礦物之間轉(zhuǎn)化的階段稱初始（期）變質(zhì)作用（incipient metamorphism）,屬成巖作用范疇，再加深或受巖漿、構(gòu)造運動影響時，為淺變質(zhì)作用（epigonal metamorphism），也稱初級變質(zhì)作用，屬變質(zhì)作用。第12頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三成巖作用中的幾種作用:交代作用 某些礦物（集合體）被化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)替換的作用，稱交代作用。可部分或全部交代，如石英交代碳酸鹽，溶液由堿性酸性。 白

8、云化作用：人工合成白云石未成功，天津地調(diào)所合成了無序白云石，不能代表真正白云石，還有，還有硅化、去硅化、去白云化等許多作用。 第13頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三不同階段成巖模式、環(huán)境還沒有成熟，特別是成巖和成礦的關(guān)系，特別是銅、鈾與砂巖有關(guān)（沉積學(xué)百科全書 成巖作用 P252258） 我們可以說，沉積物+成巖作用沉積巖：如灰泥+成巖作用碳酸鹽巖 砂+成巖作用砂巖第14頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三成巖作用與變質(zhì)作用和風化作用的界線 風化作用 風化作用使巖石退化、松散，與成巖作用使巖石固結(jié)、進化正好相反。兩者界線劃分并分很嚴格。 Engelhardt（1977） 在沉積物和沉積巖的成因中對風化作用和成巖作用進行了討論，他認為風化作用發(fā)生時巖石受大氣圈包圍，可以有無限量的水和空氣參與，成巖作用是巖石與孔隙水發(fā)生作用，孔隙水是封閉性的。盡管如此，風化作用與成巖作用界線仍不很清楚。第15頁，共16頁，2022年，5月20日，12點49分，星期三變質(zhì)作用成巖作用與變質(zhì)作用界線相對比較清楚，主要根據(jù)