第三节 成岩作用
由松散的沉积物转变为沉积岩的过程称为成岩作用(diagenesis)。各种沉积物一般原来都是松散的,在漫长的地质时期中,沉积物逐层堆积,较新的沉积物覆盖在较老的之上,沉积物逐渐加厚。被深埋的早期沉积物,由于上覆沉积物的压力,下部的沉积物逐渐被压实;同时由于孔隙水的溶解、沉淀作用,使颗粒互相胶结;而且部分颗粒发生重结晶,最后,松散的沉积物固结成为坚硬的岩石。由沉积物经成岩作用形成的岩石称为沉积岩。由于沉积岩是在地表或近地表条件下形成的,其形成过程及保存条件与岩浆岩或变质岩明显不同,因此,沉积岩的基本外貌特征与岩浆岩或变质岩有很大差别。
成岩作用的主要方式有三种,即压实作用、胶结作用和重结晶作用。
(一)压实作用
压实作用(compaction)是指沉积物在上覆水体和沉积物的负荷压力下,水分排出、孔隙度降低及体积缩小的过程。随着孔隙度降低,相应地将引起沉积层的渗透率降低、颗粒间的连接力增大、抗侵蚀能力增强。任何沉积物转变为沉积岩都经受了压实作用。
通常随着埋深增大,孔隙度趋于减小。砂粒在沉积时排列就比较紧密,因此,即使埋藏很深,压实量也不会很大。颗粒状的碳酸盐沉积物与砂沉积类似,压实作用通常也不显著。而软泥状的碳酸盐沉积与粘土沉积一样,会受到强烈的压实。新沉积的粘土孔隙度可达80%以上,含水量达80%~90%。瑞士楚格湖现代沉积粘土,在表面的沉积物含水量为83.6%,孔隙度达92%;当上覆沉积物约3.6m厚时,含水量减至70.6%,孔隙度降至85%。由粘土固结成页岩,孔隙度可减少为20%。软泥经压实作用就可形成泥岩。软泥被埋藏后不断排出孔隙水,到埋深1~1.5km时,含水量仅剩约30%,这时已成为泥岩。
本文标题:成岩作用
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