第09章 碳酸盐类胶结作用.ppt

第九章 碳酸盐类的胶结作用 ;§9.1碳酸钙胶结物的来源;淡水石化作用; 一定体积的碳酸盐沉积物要固结成石灰岩需要同体积的胶结物。这些胶结物的来源是： 大气淡水，地下淡水环境下沉积方解石 海洋环境，或埋后海水里的胶结作用。碳酸钙溶解特别是钙质生物壳的溶解 这些现实，对现代沉积可以很好地解释。但对古代的沉积不易解释。已发现，有些碳酸盐沉积物是在海水中石化而不是在淡水中，因而有两种可能性。 ①大气淡水的胶结作用 ②海洋环境或埋后海水中的胶结作用; 矿物成分的转化： 石化过程中，主要的作用是矿物的相变。第一是白云石化。溶液中如果有镁离子Mg2+、So42-这些离子可以阻止方解石的成核作用，（即结晶作用）若Caco3过饱和这时沉积下的文石，（这可能由于文石、方解石的晶格不一样）海水中的Mg2+较多。故文石、高镁方解石在海水里沉积。一旦离开海洋环境，进入大气淡水环境，文石、高镁方解石就转变为低镁方解石。若没有淡水在干的环境下，转变非常慢，或几乎无变化。若有淡水变化很快，淡水温度若100°C，文石—方解石只需一天，室温下需几个月。 ;这样看，第三纪以前的地层中，几乎无文石存在。即使有少量文石存在，可能局部保存有淡水。 老地层中发现有贝壳中的文石，这些贝壳结构无保存完好，有特殊的意义。在生物化学方面，环境方面，可提供沉积成岩环境方面的信息。在有机质存在时，也可能才发现文石存在。;白云石化的看法;成岩白云岩 成层、顺层，不切穿层理。镜下棱柱体发育，雾心塞进。Caco3物质没有交代完，残留在其中。具斑带构造。 后生白云岩 分布不规则，切穿层理，晶体大。自形好，干净透明，受构造影响。 碳酸盐中 MgCO310%称为高镁方解石  MgCO3 6%称为低镁方解石 ; 加积石化作用 碳酸盐颗粒从溶液中沉淀出来或从生物沉积中分泌出来。它可附加在石质的CaCO3体的上面，即它不是胶结作用，也不是压实作用。这样小的碳酸盐体增加为大的颗粒，1962年顿哈姆称这种岩石为粘质岩。 礁灰岩分为三种：骨架岩、降积岩、粘质岩。 ;§9.2海洋碳酸盐沉积物在淡水中的石化;方解石的沉淀;高镁方解石转化为低镁方解石 ;从氧和碳同位素来证明淡水石化 ;海水环境形成的颗粒δ13C为正值。 淡水中碳酸盐的值δ13C约为—25‰ 岩石不断石化时，文石和高镁方解石减少，方解石增多，δ13C 的数值有规律地越来越变负，O16含量增加。而O18随石化作用而减少。 ;§9.3 海水的石化作用;以海滩岩为例，南北纬300以内，潮间带的范围有碳酸盐颗粒，陆源碎屑，火山物质有CaCO3交接形成岩石。 海南岛的海滩岩成分也不同。有生物礁的碎块被胶结。也有破碎的花岗岩岩基形成的砾石。胶结物主要是文石及高镁方解石、少量的低镁方解石，可能是暂短的接触大气淡水形成的。因而认为海滩岩是海水石化形成的。海滩岩形成速度很快，现在正在进行中。 ;碳酸盐及其成岩作用，《lediment　degenesis》较详细地论述石灰岩的埋藏和成岩作用。国内对海滩岩的研究较多的是沙庆按等。 关于碳酸盐的压溶作用在成岩中也较重要。主要有两种现象： ①缝合线：沿不同岩性岩层界面或泥颗粒接触面，由于压溶作用形成的线。一些不溶解的物质保存在缝合线上，地台上与层理一致，地槽上往往斜交。 ②压力影：压溶也可以形成压力影。受压方向颗粒呈锯齿状，在垂直压力方向上形成纤维状方解石，称压力影。;碳酸盐的胶结作用 ;大气淡水环境 Mg2+少或没有，有极低镁方解石沉淀结晶速度快，而且可以形成粗大明亮的胶结体 。 大气淡水渗透带 溶液运移主要是垂直运动，形成新月型胶结带及重力胶结。 埋藏成岩环境（晚期 ) 海压增大，胶结物粗大，（嵌晶胶结）。有时大的嵌晶胶结物中包含有小的晶体。称为连生胶结。