碳酸盐岩的成岩作用

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1、第七节第七节 碳酸盐岩的成岩作用碳酸盐岩的成岩作用压实作用压实作用胶结作用胶结作用重结晶作用重结晶作用交代作用交代作用溶解作用溶解作用1一、常見的成岩作用类型和特征一、常見的成岩作用类型和特征（一）、压实作用（一）、压实作用1、压实组构、压实组构碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物的的机机械械压压实实作作用用是是伴伴随随着着大大量量的的破破裂裂和和塑塑性流动进行的（恩格尔哈特，性流动进行的（恩格尔哈特，1977）。）。（1）机械压实组构）机械压实组构碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物的的机机械械压压实实组组构构包包括括塑塑性性变变形形和和破破裂裂两两种种类类型（表型（表13-1）。）。（2）化学压实组构）化学压实组

2、构亦称为溶解压实组构，是化学压实作用的产物。亦称为溶解压实组构，是化学压实作用的产物。缝合线是溶解压实组构的唯一表现形式。缝合线是溶解压实组构的唯一表现形式。2碳酸盐沉积物的压实组构碳酸盐沉积物的压实组构塑性变形组构塑性变形组构a、颗粒的凹凸接触：颗粒的凹凸接触：1个颗粒变形后形成凹入坑，相个颗粒变形后形成凹入坑，相邻颗粒的一部分嵌入其中。邻颗粒的一部分嵌入其中。b、颗粒的线状接触：颗粒变形后以长轴紧密接触。颗粒的线状接触：颗粒变形后以长轴紧密接触。c、单个颗粒变形：如变形鲕粒，变形砂屑等。单个颗粒变形：如变形鲕粒，变形砂屑等。3脆性破裂组构脆性破裂组构a、放射状破裂：以由颗粒中心向四周辐射的

3、微小放射状破裂：以由颗粒中心向四周辐射的微小破裂为特征。破裂为特征。b、断裂：颗粒破裂成几部分，但仍互相接近。断裂：颗粒破裂成几部分，但仍互相接近。c、撕碎破裂：撕碎破裂：1个颗粒被破碎成大致相等的两部分，个颗粒被破碎成大致相等的两部分，可见位移的迹象。可见位移的迹象。d、剥离：颗粒表面发生片状剥离，偶见于变形鲕剥离：颗粒表面发生片状剥离，偶见于变形鲕状石灰岩中。状石灰岩中。4(二二)胶结作用胶结作用 胶结作用仅发生于粒屑灰岩中胶结作用仅发生于粒屑灰岩中，胶结作用，胶结作用与沉积作用可视为同步（何起祥，与沉积作用可视为同步（何起祥，1978）。胶胶结结物物主主要要为为碳碳酸酸盐盐类类矿矿物物，

4、有有四四种种主主要要类类型型，即即方方解解石石（低低镁镁方方解解石石）、文文石石、镁镁方方解解石（高镁方解石）和白云石。石（高镁方解石）和白云石。51、常见的胶结组构、常见的胶结组构（1）针状：胶结作用早期，砂屑灰岩被纤维状文）针状：胶结作用早期，砂屑灰岩被纤维状文石晶体部分胶结，文石从碎屑颗粒的表面向外生石晶体部分胶结，文石从碎屑颗粒的表面向外生长。长。（2）粒状：砂屑灰岩中腕足类介壳碎屑及内碎屑）粒状：砂屑灰岩中腕足类介壳碎屑及内碎屑被等粒状方解石胶结。被等粒状方解石胶结。（3）等轴生长：在砂屑灰岩中海百合为干净的方）等轴生长：在砂屑灰岩中海百合为干净的方解石所环绕，形成共轴生长边。解石所

5、环绕，形成共轴生长边。（4）嵌晶：包含数个颗粒的粗晶或连片胶结物。）嵌晶：包含数个颗粒的粗晶或连片胶结物。62、碳酸钙胶结物的沉淀作用、碳酸钙胶结物的沉淀作用碳酸钙胶结物的沉淀作用主要受溶解离碳酸钙胶结物的沉淀作用主要受溶解离子、结晶速度和底质的矿物成分与晶体结构子、结晶速度和底质的矿物成分与晶体结构的控制和影响，其主要特征如下的控制和影响，其主要特征如下:7（1）溶解离子）溶解离子在碳酸钙胶结物的沉淀环境中存在的溶解离在碳酸钙胶结物的沉淀环境中存在的溶解离子主要为：镁离子和钙离子。子主要为：镁离子和钙离子。碳酸钙沉淀时受碳酸钙沉淀时受Mg/Ca比值影响。在富镁离子的条比值影响。在富镁离子的条

6、件下，形成文石和高镁方解石。正常情况下，形成方解件下，形成文石和高镁方解石。正常情况下，形成方解石。石。8镁离子的侧向镁离子的侧向“毒害毒害”效应有关（效应有关（Folk,1974） 方解石晶体是由方解石晶体是由CO32-离子和离子和Ca2离子层交替组成，离子层交替组成，结晶结晶C轴与离子交替层垂直。轴与离子交替层垂直。（1）溶溶液液中中的的MgMg2 2进进入入正正在在生生长长的的晶晶体体顶顶端端的的CaCa2 2层层内内部部占占据据了了某某一一钙钙离离子子的的位位置置。当当晶晶体体继继续续生生长长，其其上上很很快快被被1 1个个新新的的CaCa2 2生生长长层层覆覆盖盖。晶晶体体沿沿着着被

7、被掩掩埋埋的的C C轴轴方方向向继继续续生生长长，会会把把晶晶体体构构造造中中的的缺缺陷陷隐隐藏藏下下来来，以以这这种种方方式式进进入方解石晶格的少数镁离子对晶体的生长并无影响。入方解石晶格的少数镁离子对晶体的生长并无影响。9（2）假如镁离子正好进入）假如镁离子正好进入CaCa2 2层的裸露的边缘位置，由于层的裸露的边缘位置，由于镁离子具有较小的离子半径，当晶体继续生长时，其上覆镁离子具有较小的离子半径，当晶体继续生长时，其上覆和下伏的和下伏的COCO3 32-2-层将向层将向MgMg2 2方向收敛并把它包围起来，导致方向收敛并把它包围起来，导致晶体构造发生变形。晶体构造发生变形。当晶体进一步

8、生长时，离子半径比较大的当晶体进一步生长时，离子半径比较大的CaCa2 2离子再离子再也不能进入这一也不能进入这一CaCa2 2层。层。由于这一原因，晶体的侧向生长受到了限制，但这时由于这一原因，晶体的侧向生长受到了限制，但这时沿沿C C轴方向的生长并未受到镁离子的毒害，因而生长迅速。轴方向的生长并未受到镁离子的毒害，因而生长迅速。这样便形成了数微米宽的纤维状或泥晶陡斜菱面体高镁方这样便形成了数微米宽的纤维状或泥晶陡斜菱面体高镁方解石解石10镁方解石成为平行于镁方解石成为平行于C轴的纤维状或陡斜面体示意图轴的纤维状或陡斜面体示意图11（2）结晶速度）结晶速度胶胶结结物物的的结结晶晶速速度度控控

9、制制着着晶晶体体的的大大小小和和形形态态。结结晶晶作作用用和和成成核核作作用用速速度度缓缓慢慢，有有利利于于较较大大晶晶体体如如纤纤维维晶晶和粒状晶体的形成。结晶速度快，往往形成泥晶结构。和粒状晶体的形成。结晶速度快，往往形成泥晶结构。在在极极度度低低镁镁的的环环境境中中，如如在在淡淡水水中中，快快速速的的沉沉淀淀作作用用使方解石形成六边形的板状晶体或矮胖六方柱晶体。使方解石形成六边形的板状晶体或矮胖六方柱晶体。12Mg/Ca比值影响方解石晶体习性比值影响方解石晶体习性13（3）底质矿物成分与晶体结构）底质矿物成分与晶体结构胶胶结结物物依依附附于于颗颗粒粒表表面面结结晶晶生生长长，因因而而胶胶

10、结结物物的的结结晶晶习习性性常常受受底底质质物物质质（简简称称底底质质）的的矿矿物物成成分分和和晶晶体体结构的控制和影响。结构的控制和影响。a、底质与胶结物成分相同时的胶结特征、底质与胶结物成分相同时的胶结特征 当当底底质质为为干干净净的的微微粒粒多多晶晶矿矿物物时时：胶胶结结物物与与底底质质共共轴轴生生长长、微微粒粒镶镶嵌嵌结结构构，演演化化为为从从底底质质表表面面向向孔孔隙隙中中心呈现晶体数量减少和个体增大的特征。心呈现晶体数量减少和个体增大的特征。 当当底底质质为为大大的的单单晶晶时时：胶胶结结物物与与单单晶晶底底质质呈呈明明显显的的共轴生长，形成共轴生长，形成“次生加大边次生加大边”。

11、14B B、底质与胶结物成分不同时的胶结特征、底质与胶结物成分不同时的胶结特征当方解石胶结物在文石或石英颗粒表面生长时，胶结物当方解石胶结物在文石或石英颗粒表面生长时，胶结物的结晶形态仍为微粒结构，的结晶形态仍为微粒结构， C C、同质多象矿物、同质多象矿物文石和方解石底质上的胶结作用文石和方解石底质上的胶结作用在文石和方解石两种底质共存的情况下，文石胶结物在文石和方解石两种底质共存的情况下，文石胶结物喜欢在文石底质上生长，方解石胶结物易在方解石底质喜欢在文石底质上生长，方解石胶结物易在方解石底质上生长。上生长。153、胶结物的世代、胶结物的世代充填孔隙的胶结物有世代关系。充填孔隙的胶结物有世

12、代关系。早早期期胶胶结结物物一一般般垂垂直直于于粒粒屑屑的的边边部部生生长长，具具有栉状组构特征。有栉状组构特征。晚晚期期胶胶结结物物多多为为具具镶镶嵌嵌组组构构的的粒粒状状方方解解石石。一一般般认认为为早早期期方方解解石石胶胶结结物物可可能能系系海海水水成成因因的的文文石石或或高高镁镁方方解解石石经经成成岩岩变变化化而而成成，晚晚期期的的胶胶结结物物可可能能为为淡淡水水（Lindholm，1974）或或可可能能为为深深埋埋的的地下水或原生水（地下水或原生水（Folk,1974）所形成。）所形成。16亮晶鲕粒灰岩，具两世代胶结作用，一世代为纤状等厚环亮晶鲕粒灰岩，具两世代胶结作用，一世代为纤状

13、等厚环边胶结物，边胶结物，二世代为粒状胶结物，飞仙关组，单偏光，二世代为粒状胶结物，飞仙关组，单偏光，1010174 4、碳酸钙胶结物的来源、碳酸钙胶结物的来源（1）海海水水来来源源：沉沉积积物物中中的的孔孔隙隙水水通通过过海海水水的的补补给给，不不断形成碳酸钙的沉淀。这是碳酸给胶结物的主要来源。断形成碳酸钙的沉淀。这是碳酸给胶结物的主要来源。（2）成成岩岩过过程程中中文文石石和和高高镁镁方方解解石石发发生生溶溶解解，溶溶解解的的碳碳酸钙可沉淀为低镁方解石胶结物。酸钙可沉淀为低镁方解石胶结物。（3）化学压实作用（压溶作用）提供的碳酸钙。）化学压实作用（压溶作用）提供的碳酸钙。（4）地地下下水水

14、来来源源：地地下下水水通通过过毛毛细细管管浓浓缩缩作作用用，向向近近地地表处搬运碳酸钙溶液和浓缩以胶结物形成沉淀下来。表处搬运碳酸钙溶液和浓缩以胶结物形成沉淀下来。（5）淡淡水水将将上上覆覆沉沉积积层层中中的的碳碳酸酸盐盐溶溶解解后后向向下下淋淋滤滤：为为下伏层位的沉积提供钙质胶结物。下伏层位的沉积提供钙质胶结物。18( (三三) )溶解作用溶解作用 碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质发生变碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质发生变化，就要引起碳酸岩矿物或质点的溶解作用。化，就要引起碳酸岩矿物或质点的溶解作用。 为了保持长期而稳定的溶解过程，孔隙水既要不为了保持长期而稳定的溶解过程，孔隙水既

15、要不饱和又要有流动性。这样才能不仅使碳酸盐溶解，而饱和又要有流动性。这样才能不仅使碳酸盐溶解，而且能将溶解的物质带走。且能将溶解的物质带走。 碳酸盐岩或碳酸盐沉积物的溶解一般属于一致溶碳酸盐岩或碳酸盐沉积物的溶解一般属于一致溶解的范畴，溶解作用的最终产物是次生孔隙（溶解孔解的范畴，溶解作用的最终产物是次生孔隙（溶解孔隙）。隙）。19由溶解作用形成的次生孔隙的类型由溶解作用形成的次生孔隙的类型： （1）晶间孔隙：主要见于次生白云岩中，由交代作用）晶间孔隙：主要见于次生白云岩中，由交代作用形成。由于菱形的白云石晶体的随机生长伴随着粒间未形成。由于菱形的白云石晶体的随机生长伴随着粒间未被交代部分的被

16、交代部分的溶解作用而形成的。溶解作用而形成的。（2 2）溶溶膜膜孔孔隙隙：溶溶膜膜孔孔隙隙是是由由于于沉沉积积物物或或岩岩石石中中原原生生组组分分的的选选择择性性溶溶解解而而形形成成。这这些些原原生生组组分分包包括括鲕鲕粒粒、介介壳和蒸发矿物等。壳和蒸发矿物等。（3 3）孔孔洞洞和和溶溶沟沟：这这种种孔孔隙隙是是与与原原生生结结构构无无任任何何关关系系的溶解作用造成的。的溶解作用造成的。20具残余鲕粒结构白云岩，粒间溶孔发育，具残余鲕粒结构白云岩，粒间溶孔发育，埋藏溶解作用，飞仙关组，单偏光，埋藏溶解作用，飞仙关组，单偏光，41021(四四)重结晶作用和矿物多相转化作用重结晶作用和矿物多相转化

17、作用1、重结晶作用、重结晶作用单单纯纯的的重重结结晶晶作作用用是是指指，在在成成岩岩过过程程中中矿矿物物的的晶晶体体形形状状和和大大小小发发生生变变化化，而而主主要要矿矿物物成成分分不不发发生生改改变变的的作作用用。一一般般将将晶晶体体趋趋于于加加大大的的现现象象称称为为“进进变变新新生生变变形形作作用用”，将将晶晶体体趋趋于于缩缩小小的的现现象象称称为为“退退变变新新生生变变形形作作用用”。这这两两种种作作用用的的代代表表性性产产物物分分别为别为“微亮晶微亮晶”和和“泥微晶泥微晶”。22（1）微亮晶）微亮晶由由 大大 于于 3 ， 常常 为为 5 5 1010的的 方方 解解 石石 晶晶 粒

18、粒 组组 成成 ，FolkFolk（19741974）将将其其称称为为“微微亮亮晶晶”。成成岩岩过过程程中中通通过过与与镁镁离子的迁移有关的重结晶作用形成的。离子的迁移有关的重结晶作用形成的。 海相碳酸盐泥是由文石和方解石組成。海相碳酸盐泥是由文石和方解石組成。 在在埋埋藏藏成成岩岩条条件件发发生生渐渐进进成成岩岩作作用用时时，向向低低镁镁方方解解石石转化并伴随镁离子的溶出。转化并伴随镁离子的溶出。 已已溶溶出出的的镁镁离离子子保保留留在在晶晶体体间间隙隙中中，围围绕绕细细小小的的方方解解石石周周围围形形成成“镁镁膜膜”，妨妨碍碍晶晶体体的的进进一一步步重重结结晶晶，使使方方解解石的晶粒只有石

19、的晶粒只有2 233大小。大小。 当当镁镁离离子子为为低低镁镁微微咸咸水水的的淋淋滤滤作作用用，或或为为淡淡水水下下渗渗时时的的淋淋滤滤作作用用，或或被被碳碳酸酸盐盐层层中中的的粘粘土土矿矿物物吸吸收收，或或为为雨雨水水的的冲冲洗洗作作用用所所迁迁移移走走时时，方方解解石石晶晶体体就就从从“镁镁膜膜”的的束束缚缚中中解解放放出出来来，重重结结晶晶作作用用就就会会使使晶晶体体增增长长至至5 51010大大小小的的微晶。微晶。23意讲解“微亮晶”和“微泥晶”24（2 2）微泥晶）微泥晶 在在古古代代石石灰灰岩岩中中常常常常可可以以发发现现一一些些有有孔孔虫虫、珊珊瑚瑚、藻藻类类和和粪粪球球粒粒等等

20、，都都是是由由粒粒径径仅仅为为11左左右右的的泥泥晶晶方方解解石石组组成成。其其特特征征在在透透射射光光下下不不透透明明，在在反反射射光光下下略略带带白白色色，FolkFolk（19741974）将其称为）将其称为“微泥晶微泥晶”。 微微泥泥晶晶的的原原始始成成分分可可能能也也是是镁镁方方解解石石，在在成成岩岩作作用用过过程程中中，由由于于富富镁镁孔孔隙隙水水产产生生的的毒毒害害效效应应，阻阻碍碍了了晶晶体体的重结晶长大，最终只能形成及小的微晶结构。的重结晶长大，最终只能形成及小的微晶结构。252 2、矿物的多相转化作用、矿物的多相转化作用现现代代浅浅海海的的碳碳酸酸钙钙沉沉积积物物主主要要是

21、是由由文文石石，高高镁镁方方解解石和低镁方解石组成。石和低镁方解石组成。古代石灰岩却是由低镁方解石组成的。古代石灰岩却是由低镁方解石组成的。这这一一现现象象说说明明，文文石石和和高高镁镁方方解解石石在在成成岩岩过过程程中中都已转变成为低镁方解石。都已转变成为低镁方解石。文文石石向向方方解解石石转转化化是是通通过过晶晶体体间间的的溶溶液液薄薄膜膜进进行行的的，包包括括湿湿态态的的同同质质多多相相转转变变和和湿湿态态重重结结晶晶作作用用，其其转转化化过过程程可可能能是是通通过过文文石石在在极极小小的的范范围围内内溶溶解解和和立立刻刻沉沉淀淀出出方方解解石石而而完完成成的的。在在这这一一转转化化过过

22、程程中中还还发发生生了了微微量量元元素素锶锶的的丢丢失失，这这说说明明文文石石向向方方解解石石转转化化是是一一种种湿态过程。湿态过程。26(六六)交代作用交代作用碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物或或碳碳酸酸盐盐岩岩中中的的交交代代作作用用十十分分活活跃，常见的交代作用包括：白云岩化跃，常见的交代作用包括：白云岩化去白云岩化去白云岩化硅化硅化硫酸盐化硫酸盐化菱铁矿化和黄铁矿化等菱铁矿化和黄铁矿化等271.白云岩化作用：白云岩化作用：白云岩的成因：白云岩的成因：原生白云岩，原生白云岩，次生白云岩。次生白云岩。交代成因的次生白云岩为主。交代成因的次生白云岩为主。28（1）渗滤回流作用）渗滤回流作用Adams

23、和和Rhodes（1960）利利用用该该模模式式来来解解释释得得克克萨斯二叠纪白云岩的分布。萨斯二叠纪白云岩的分布。他他们们认认为为海海岸岸泻泻湖湖的的强强烈烈蒸蒸发发作作用用使使海海水水浓浓缩缩。石石膏膏的的沉沉淀淀，把把Ca2从从水水中中移移走走，这这样样富富Mg2的的残残留留卤卤水水就就比比泻泻湖湖之之下下沉沉积积物物中中充充填填的的正正常常海海水水要要重重，因因而而向向下下渗渗流流，富富Mg2的的大大量量水水体体就就流流经经了了先先期期沉沉淀淀的的碳酸盐沉积物，引起白云岩化作用。碳酸盐沉积物，引起白云岩化作用。29海面海面强烈蒸发作用强烈蒸发作用潮坪潮坪湖泊湖泊渗滤渗滤回流回流白云岩化

24、区白云岩化区白云岩化的渗滤回流作用机制白云岩化的渗滤回流作用机制30（2）溶解）溶解自白云岩化作用自白云岩化作用这这一一模模式式主主张张含含镁镁的的碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物在在一一定定的的条条件件下下发发生生溶溶解解，然然后后重重新新沉沉淀淀下下来来，镁镁离离子子和和钙钙离离子子结结合合形形成白云石。成白云石。毫毫无无疑疑问问，这这一一模模式式肯肯定定能能够够解解释释某某些些白白云云岩岩的的成成因因。然然而而正正如如Land等等人人（1975）指指出出，这这是是一一种种自自我我消消耗耗，在在邻邻近近组组分分未未发发生生溶溶解解的的情情况况下下，这这种种作作用用不不可可能能为厚层碳酸盐的白云化提

25、供大量的镁离子。为厚层碳酸盐的白云化提供大量的镁离子。31（3）混合白云岩化作用）混合白云岩化作用Hanshaw等等（1971）和和Land（1973）提提出出了了一一个个新新的的白白云云岩岩化化机机制制，即即大大气气水水（淡淡水水）与与海海水水混混合合的的白白云云岩岩化化机机制制来来解解释释佛佛罗罗里里达达和和牙牙买买加加第第四四纪纪灰灰岩岩中中的的白白云云岩岩的的成成因。因。按按照照该该模模式式，正正常常海海水水与与淡淡水水混混合合形形成成半半咸咸水水，这这种种盐盐水水对对于于方方解解石石不不饱饱和和，但但对对于于白白云云石石饱饱和和，白白云云石石沉沉淀淀，方解石溶解。方解石溶解。32地下

26、水与海水混合液对方解石和白云石饱和程度的影响地下水与海水混合液对方解石和白云石饱和程度的影响33混合白云岩化模式（混合白云岩化模式（Badiozmani，1973)34（4）深埋白云岩化作用）深埋白云岩化作用Illing(1959)在在研研究究加加拿拿大大西西部部晚晚泥泥盆盆世世的的礁礁体体时时，提提出出了了地地下下水水白白云云岩岩化化模模式式。他他认认为为，在在埋埋藏藏过过程程中中，礁礁体体下下部部或或礁礁体体周周围围的的沉沉积积物物排排除除同同生生水水。这这些些同同生生水水大大概概已已受受到到蒙蒙脱脱石石转转变变成成伊伊利利石石的的影影响响，因因而而含含有有高高的的Mg/Ca。当当这这些些

27、同同生生水水流流经经礁礁体体时时，便对礁体产生了便对礁体产生了白云岩化作用白云岩化作用35（5）蒸发泵吸作用）蒸发泵吸作用在炎热的气候条件下，由于强烈的蒸发作用，在炎热的气候条件下，由于强烈的蒸发作用，潮上带向泵一样驱使海水通过沉积物的孔隙，向陆潮上带向泵一样驱使海水通过沉积物的孔隙，向陆地运行，结构在朝上带形成白云岩的薄壳。地运行，结构在朝上带形成白云岩的薄壳。36白云岩化的蒸发泵吸作用白云岩化的蒸发泵吸作用37控制白云石结晶的主要因素控制白云石结晶的主要因素Mg/CaMg/Ca、盐度和结晶速度、盐度和结晶速度382、去白云岩化作用、去白云岩化作用 方解石交代白云石的作用叫做去白云岩化作方解

28、石交代白云石的作用叫做去白云岩化作用用。 （1）方解石晶体含有未交代完全的白云石残）方解石晶体含有未交代完全的白云石残余，形成特征的余，形成特征的“嵌晶组构嵌晶组构”。(2)方解石常呈白云石菱面体的假象存在。方解石常呈白云石菱面体的假象存在。 （3）常常保存白云石的残余组构的痕迹）常常保存白云石的残余组构的痕迹39去白云岩化作用发生的条件：去白云岩化作用发生的条件：1、是在近地表条件下发生的。、是在近地表条件下发生的。2、在富含硫酸盐的地下水作用下完成的；、在富含硫酸盐的地下水作用下完成的；其反应式如下：其反应式如下：CaMg(CO3)2CaSO42H2O2CaCO3+MgSO4+2H2O3、

29、发发生生在在不不含含石石膏膏的的地地区区；这这时时硫硫酸酸盐盐离离子子可可能能是是由由黄黄铁矿或其它硫化物的氧化而成。铁矿或其它硫化物的氧化而成。403.石膏化和硬石膏化石膏化和硬石膏化石石膏膏和和硬硬石石膏膏交交代代碳碳酸酸盐盐矿矿物物或或组组分分的的现现象象叫石膏化或硬石膏化。叫石膏化或硬石膏化。该该作作用用的的发发生生可可能能与与含含硫硫酸酸盐盐的的孔孔隙隙水水的的活活动有关。在地下石膏为硬石膏交代。动有关。在地下石膏为硬石膏交代。常见于干旱气候。常见于干旱气候。41膏质白云岩，石膏发育，硬石膏作用，飞仙关组，单偏光，膏质白云岩，石膏发育，硬石膏作用，飞仙关组，单偏光，410424.去石

30、膏化作用去石膏化作用硬硬石石膏膏或或石石膏膏被被碳碳酸酸盐盐矿矿物物交交代代的的作作用用叫叫去去石石膏膏化化作作用用。去去石石膏膏化化常常与与地地表表淡淡水水和和细细菌菌的的作作用用有有关关。在地下还原硫细菌与硫酸盐产生下列反应：在地下还原硫细菌与硫酸盐产生下列反应：6CaSO4+4H2O+6CO26CaCO6CaCO3 3+4H+4H2 2S+11OS+11O2 2+2S+2S 此此外外，在在地地表表去去白白云云石石化化时时，也也可可伴伴有有去去石石膏膏化化作用。作用。435.5.硅化作用硅化作用当当pH相相对对较较低低，且且孔孔隙隙水水为为SiO2所所饱饱和和时时，碳碳酸酸盐盐常常发生硅化

31、。常常发生硅化。CaCOCaCO3 3+ +H2O+CO2+ +H4SiO4SiO2+CaCa2+2HCO3-+2+2H2O 硅硅化化作作用用具具有有明明显显的的选选择择性性。生生物物组组分分最最易易发发生生硅硅化化，形形成成硅硅质质内内模模。其其他他常常见见的的交交代代产产物物有有硅硅质质结结核核和和硅硅质质条条带带。硅硅化化产产物物常常常常保保留留原原有有的的沉沉淀淀构构造造（如如细细纹纹理和生物的微构造等）。理和生物的微构造等）。44二、成岩环境及其特征二、成岩环境及其特征 成岩环境：与成岩作用关系密切的环境称之为成岩环境成岩环境：与成岩作用关系密切的环境称之为成岩环境。Longman(

32、1982)Longman(1982)将成岩环境划分为两大类：将成岩环境划分为两大类：1 1、近地表成岩环境：、近地表成岩环境： 海洋潜水带海洋潜水带 混合带混合带 淡水或大气潜水带淡水或大气潜水带 淡水或大气渗流带。淡水或大气渗流带。2 2、地下成岩环境，、地下成岩环境，45碳酸盐沙岛的主要成岩环境（碳酸盐沙岛的主要成岩环境（Longman，1982）461 1、海洋潜水带、海洋潜水带 海洋潜水海洋潜水带指温暖浅海（水深指温暖浅海（水深100m100m），其中），其中的沉的沉积物或岩石中的多有孔隙空物或岩石中的多有孔隙空间都都为正常海水正常海水所填充。所填充。（1 1）活活跃跃的的海海洋洋潜潜

33、水水带带：水水运运动动与与其其他他作作用用（如如光光合合作作用用，生生物物的的呼呼吸吸，COCO2 2去去气气，细细菌菌活活动动等等）伴伴生生，导导致致胶胶结结作作用用。胶胶结结物物主主要要为为镁镁方方解解石和文石。石和文石。（2 2）停停滞滞的的海海洋洋潜潜水水带带：水水通通过过沉沉积积物物的的运运动动相当缓慢，胶结作用很少发生。相当缓慢，胶结作用很少发生。 472、混合带、混合带位位于于海海洋洋潜潜水水带带和和淡淡水水潜潜水水带带之之间间。海海水水与与淡淡水水的的混混合合可可以以形形成成一一种种对对方方解解石石稍稍微微不不饱饱和和，而而对对白白云云是是过过饱饱和和的的溶溶液液。在在水水循循

34、环环良良好好的的混混合合带带 环环 境境 中中 可可 以以 发发 生生 白白 云云 岩岩 化化（Badiozamani,1973Badiozamani,1973）。）。483.3.、淡水或大气潜水带、淡水或大气潜水带位位于于渗渗流流带带和和混混合合带带之之间间。所所有有的的孔孔隙隙均均为为含含有有溶溶液碳酸盐的大气水充满。潜水面的顶部以水平面为界。液碳酸盐的大气水充满。潜水面的顶部以水平面为界。（1 1）未饱和带）未饱和带对对CaCOCaCO3 3不不饱饱和和大大气气水水进进入入潜潜水水带带，便便开开始始（或或继继续续）溶溶解沉积物，产生类似于渗流带的晶洞或印模孔隙。解沉积物，产生类似于渗流带

35、的晶洞或印模孔隙。（2 2）活跃的饱和带）活跃的饱和带水水对对于于CaCOCaCO3 3饱饱和和，导导致致方方解解石石广广泛泛的的胶胶结结作作用用。胶胶结物为粒状方解石。结物为粒状方解石。（3 3） 停滞带停滞带存存在在于于大大气气淡淡水水潜潜水水带带的的较较深深部部位位和和干干旱旱气气候候条条件件下下。水循环非常缓慢，几乎无胶结作用发生。水循环非常缓慢，几乎无胶结作用发生。494 4、淡水或大气渗流带、淡水或大气渗流带 位于地表之下和潜水面之上的近地表带。位于地表之下和潜水面之上的近地表带。 孔隙空间既可以以空气为主，也可以以水为主。孔隙空间既可以以空气为主，也可以以水为主。 该该带带的的水

36、水通通常常是是大大气气水水（雨雨水水），对对CaCOCaCO3 3不不饱饱和和。溶溶解是渗流带的主要特征。解是渗流带的主要特征。 渗渗流流带带达达到到饱饱和和后后，就就可可以以通通过过蒸蒸发发作作用用或或COCO2 2的的去去气气作用使方解石沉淀下来。作用使方解石沉淀下来。50（1 1）溶解亚带）溶解亚带 任任何何形形式式的的碳碳酸酸钙钙都都可可以以发发生生溶溶解解。胶胶结结作作用用主主要要发生于空气与岩石界面处。发生于空气与岩石界面处。（2 2）沉淀亚带）沉淀亚带 位位于于渗渗流流带带的的下下部部，以以胶胶结结作作用用为为主主。如如果果孔孔隙隙水水以以弯弯月月状状分分布布于于颗颗粒粒之之间间

37、，那那么么胶胶结结物物将将具具有有新新月月型型的的组组构构特特征征。如如果果水水以以悬悬滴滴状状挂挂在在于于颗颗粒粒的的下下面面，那那么么将将形形成成悬悬挂挂型型胶胶结结物物。该该亚亚带带的的胶胶结结物物通通常常以以细细小小等粒状的方解石为主。等粒状的方解石为主。515 5、地下成岩环境、地下成岩环境地下埋深的成岩环境中发生的主要成岩事件包括：地下埋深的成岩环境中发生的主要成岩事件包括：1 1）沉积物的压实作用和流体排出；）沉积物的压实作用和流体排出；2 2）某些矿物和有机质的热成熟；）某些矿物和有机质的热成熟；3 3）缝合作用；）缝合作用；4 4）白云岩化作用，尤其是沿断层和礁缘；）白云岩化作用，尤其是沿断层和礁缘；5 5）邻近缝合线的胶结作用；）邻近缝合线的胶结作用；6 6）裂隙作用；）裂隙作用；7 7）沿缝合线的白云岩化作用和新生变形作用；）沿缝合线的白云岩化作用和新生变形作用；8 8）次生孔隙的形成；）次生孔隙的形成；9 9）石油运移）石油运移52