1、02化学搬沉成岩作用原文地址：http:/ 第三节 溶解物质的搬运与沉积作用一、概述二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用1、胶体及其特性 胶体是由溶质和溶煤二种物质组成的一类稳定的 细分散体系。自然界中水常是溶煤，其它物为溶质。 与粗分散体系及真溶液的区别：溶煤质点呈分子 状态，大小在1-100nmu间。具布朗运动，具双电层结 构而稳定，具电泳、电渗能力。 分正胶体和负胶体。2、胶体的搬运沉积规律 1)任何物质，不 论以何方式，成为1-100nm 的 质点在水体中均可成为胶体，胶体一经形成即可 随水体搬运直到胶体被破坏沉积为止； 腐殖酸胶体的存在有利胶体的稳定，有利于 搬运； 2) 不同名电解质的
2、加入，可使电荷中和，从而 使胶体质点发生凝聚而沉积； 3)异名胶体的相互混合可使电荷中和而发生沉 淀；4)介质 的pH和Eh 对胶体沉积影响很大，如高价 铁的氧化物在pH=25和氧化 环境中沉淀；铁的硅酸 盐在pH=27和氧化环境中沉淀； 铁的碳酸盐和硫化 物则在pH7和还原环境中沉淀。 5)其它因素：生物作用、蒸发作用、射线的照 射等，也可使胶体沉积 3、胶体沉积物常呈钟乳状、肾状、豆状、胶冻 状等，具贝壳状断口；多为含水矿物，且含水量很 不固定；其化学成分也不够固定；常具离子交换性 及吸附性；也常失水干裂老化或重结晶。三、真溶液物质的搬运和沉积作用 1、母岩 风化产物中的真溶液物质主要是C
3、l， S，Ca，Na，K，Mg等，其它物质任何物质，如P ， Si，Al，Fe，Mn等也可部分或微量地呈真溶液 状态 。可长时间 长距离地被搬运而不沉积。 2、易溶物 质的溶解与沉积受浓度和溶解度 的控制；难溶物质的溶解与沉积主要受溶度积 与浓度的控制；多种难溶物质存在时可出现分 步沉积现象； 3、pH值 和Eh值对难溶物质的溶解与沉积有 重要影响；4、温度对各种物质的溶解与沉积均有重要影响5、二氧化碳分压 及温度对碳酸盐矿 物有沉积与溶解有 极重要影响。6、减少溶剂的数量( 干燥气候强蒸发)可使 各种溶发生沉积 足见对于真溶液而言，只要其浓度小于该条 件下的溶解度(或溶度积) ，该物质将发生
4、溶解， 已溶解的物质将随水体一同搬运； 只要通过各种途径(改变温度、压力、 PH值、 EH值、减少溶 剂数量等)从而改变溶解度或其浓 度，当浓度等于或大于当时的溶解度(溶度积)则 可使该物质沉积。四、生物的搬运和沉积作用1、生物的搬运作用十分微弱，而沉积作用极其重要； 2、生物的直接沉积作用范围广、 时间长、数量巨大：3、生物的直接沉积物可分为硬体和软体； 硬体为内外骨骼(生物成因的无机物)； 软体(有机 质)：类脂化合物；氨基化合物；碳 水化合物；色素；木质素； 4、生物的间接沉积作用，可分为： 物理的：粘结作用；障积作用； 生物化学的：改变环境的PH和EH值；改变CO2五、化学沉积分异作用
5、溶解物质（包括胶体溶液物质和真溶液物质）因 其本身的化学性质(溶液中的化学活泼性或溶解度大小) 的差异，它们从溶液中沉淀将按溶度从小至的先后顺 序依次沉积的现象，称为“化学分异作用”或“化学 沉 积分异作用” 。六、两种沉积分异作用的关系及其地质意义1、机械沉积分异作用与化学沉积分异作用，是自然界中 两种既有区别而又并存的沉积分异作用，是沉积物（岩）形成 和分布的主要特色。 一般说来，机械沉积分异作用进行较早，化学沉 积分异作 用进行较晚；机械沉积分异作用的砂和粉砂阶段，大致与铁的氧化物阶 段（即化学沉积分异作用的开始阶段）相当；机械沉积分异作用的最后阶段（即粘土沉积的阶段），大 致与化学沉积
6、分异作用的碳酸盐沉积阶段相当； 待化学沉积分异作用进行到硫酸盐及卤化物阶段时，机械 沉积分异作用已基本结束了，故蒸发岩中很少有碎屑混入物。2、这两种沉积分异作用的结果，就形成了各种 类型的碎屑沉积岩和化学沉积岩以及相应的各种沉 积矿产，分异作用进行得越彻底，各种 类型的沉积 岩在成分上及结构上的成熟度就越高，从而就越易 形成各种沉积矿产。 相反，如果沉积分异作用由于各种因素的干扰 进行得不够彻底，则各种类型的混合沉积岩或过渡 类型的沉积岩就会大量出现，也是沉积岩多样性的 原因之一。第四节沉积后作用及其阶段的划分一、概述? 沉积物在最 终沉积(並被逐 渐埋藏) 之后直至 遭受变质或重新抬升遭受风
7、化剥蚀之前的漫长 时间内，因环境条件的改变，沉 积物的成分、 结构、构造和颜色等均将所发生一系列的变化， 这些变化的过程与其产物(结果)即称为“ 沉积 后作用”，这一过程最突出的变化是将松散的 沉积物变成固结的坚硬的岩石，因此有许多方 献称其为“ 成岩作用”。?特色： 沉积后作用的 时间 一般极其漫长； 变化原因在于最终被埋藏后脱离了地表环境， 温度、压力、 pH、Eh、CO2 、O2、生物等均有不同程 度的但却十分明显地变化； 变化是全面的系统的复杂的，既有物理的也有 化学的，既受物理也受化学规律支配控制； 对沉积岩的性质起极重要的控制作用，对储层 的孔隙度、渗透率起决定性的作用； 成岩的过
8、程也是岩层中各种物质的迁移、富集 或重分配重组成的过程，也即是油成矿的过程；研究容极丰富多样。二、沉积后作用阶段的划分1、根据粘土矿物以塞根札柯（Segonzac ，197O）将沉积后阶段分为以 下四个阶段： 早成岩；所有粘土矿物都是 稳定的，蒙脱石可以生 成； 中成岩：沉积物变得致密，所有粘土矿物尚稳定， 但见高岭石的迪开石化及蒙脱石的 伊利石化； 晚成岩；温度大于100，蒙脱石和不规则混层粘 土矿物消失； 近变质：温度 约200 ，以伊利石和绿泥石为主。2、根据煤岩学 瓦索耶维奇等（1963， 1968）的划分是；1）成岩作用（泥炭阶段）2）后生作用。包括以下三个时期： 早后生（褐煤阶段）
9、； 中后生（煤化阶段）； 晚后生（成煤阶段）。3、根据地球化学环境 费尔布里奇（Fairbridge ，1967）分类 l）同生成岩：埋深01000m，与沉积环境关 系密切，常导致早期石化作用和自生成矿作用； 2）深理成岩：理深为1000一10000m，发生的 变化多种多样，是在封存水和其他流体别是卤水和 石油）向上和侧向运移的情况下发生的，温度可达 100一200 ； 3）表生成岩：大气水的影响显著，发生的变 化有氧化作用。风化作用等。4、根据埋深吕正谋、周自立（198）根据对东营凹陷第三系成岩作用的 研究，自上而下分为以下四个带： l）浅成岩带：深度小于1700m，温度小于75，R0=0.
10、4% ， 成岩作用以机械压实作用为主，砂岩固结度差， 储集层物性好。 2）中成岩带：埋深1700一21OO：，温度7590， R0=0.39%0.43%，蒙脱石开始向伊利石转化，已进入液态烃生 成的“窗口”，砂岩为中固结状态，以原生孔隙为主，是各类油 田中最好的一类砂岩储集层。 3）深成岩带：埋深2100320Om，温度90130 ，R0= 0.430.78，泥岩中以混层粘土矿物为主，出 现蒙脱石一绿 泥石混层粘土矿物，阶状石榴石和石英强增生是该带的特征标志， 有机质已大量向石油转化，储集层物性较好， 储集空间中原生和 次生孔隙均有。 4）超深成岩带：理深大于320O一3800m，温度大于13
11、0 ， R0078，粘土矿物以伊利石和绿泥石为主，储集 层物性差， 主要取决于碳酸盐矿物含量和溶解作用程度，储集空间主要是次 生孔隙。渤海湾第三系深层碎屑岩中有23个次生孔隙发育带。5、综合分类原中国石油天然气总公司科技发展部（1990）综合自生矿 物、粘土矿物、有机质成熟度、岩石 结构和物性等把成岩作 用划分为：同生期；早成岩期（A和B两个亚期）；晚成岩期（A，B，C三个亚朝）；表生成岩期 这一方案目前正在我国各油田油气储集层研究中加以推广 使用，并已发布了有关的行业标准。三、各阶段的基本特征本章小结1、 溶解物质主要在水体中以胶体和真溶液的形 式进行搬运与沉积，受化学规律支配控制；2、当难
12、溶物质( 及其它物质)的颗粒尺寸达1100um时 即可成为溶煤在水中( 溶剂)成为胶体；胶 体是特殊的细分散体系，其溶煤带电荷，依此可分 为 正、负胶体；胶体具双电层和水化膜结构，一 经 形成可稳定地长距离搬运；胶体的沉积条件是 ;有异 性电解质的加入，异性胶体相混合，Eh和pH值的改 变，蒸 发浓缩等；3、易溶物质主要以真溶液形式进行搬运和沉积， 控制其溶解及沉积的主要因素是溶解度(或溶度积)， 某物质的浓度小于其溶解度时，该物质即将不断溶解 而被搬运，如其浓度等于或大于其溶解度(或溶度积) 时，即可沉积；蒸发浓缩、温度变化、Eh和pH值的变 化、CO2分压的改变均使真溶液发生沉积( 或溶解
13、)； 4、生物的搬运作用极微弱，而其沉积作用极其 重要；沉积方式有硬体和软体的直接沉积、生物的生 命活动形成间接的物理沉积(障积和粘结)，间接的化 学沉积作用(改变环境的pH和Eh、改变CO2从而改变 溶 解物质的溶解度导致其沉积)；5、环境条件改变导致溶解物质发生沉积时， 将按溶解度由大至小的顺序依次沉积的现象称化学 分异作用。化学沉积分异与机械沉积分异合称沉积 分异作用。一般机械分异在先，化学分异在后。6、沉积物最终沉积之后至变质或至再受风化 作用之前的时期为沉积后时期，此时期发生的各种 变化(过 程与结果) 均属沉积后作用阶段； 一般将其分为：同生、早成岩(成岩)、晚成岩 (后生)和表生成岩四个 阶段。划分的依据有地化条 件、煤岩学特征、粘土矿物类型及特征、自生 矿物 及特征等。
