沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用

第四节 碎屑沉积物的沉积后作用第四节 碎屑沉积物的沉积后作用1沉积后作用的环境要素沉积后作用的环境要素温度温度压力压力流体流体盆地的构造演化盆地的构造演化生物扰动生物扰动 沉积后作用的环境要素 2一、一、砂砾沉积物（岩）的沉积后作用砂砾沉积物（岩）的沉积后作用（一）压实、压溶作用（一）压实、压溶作用 1.1.压实作用压实作用 沉沉积积物物在在上上覆覆水水层层和和沉沉积积层层的的重重荷荷(压压力力)下下，或或在在构构造造形形变变的的作作用用下下，发发生生水水分分排排出出、孔孔隙隙度度降降低低、体体积积缩小的作用。缩小的作用。一、砂砾沉积物（岩）的沉积后作用（一）压实、压溶作用3 压实作用效应压实作用效应/标志标志岩石结构变化岩石结构变化 压实作用效应/标志4塑性颗粒变形塑性颗粒变形塑性颗粒变形5泥岩岩屑被压实成假杂基泥岩岩屑被压实成假杂基泥岩岩屑被压实成假杂基6脆性颗粒破裂、错断脆性颗粒破裂、错断长石双晶纹变形，错断长石双晶纹变形，错断石英沿极不完全菱形石英沿极不完全菱形解理破裂解理破裂脆性颗粒破裂、错断长石双晶纹变形，错断石英沿极不完全菱形解理7沉积物体积缩小、流体排出、原始孔隙度降低。沉积物体积缩小、流体排出、原始孔隙度降低。石英砂岩原始石英砂岩原始4040 30 301010 排出的流体是其它多数沉积后作用发生的主要介质。排出的流体是其它多数沉积后作用发生的主要介质。3000m沉积物体积缩小、流体排出、原始孔隙度降低。3000m8颗粒的结构成熟度对压实效应的影响明显。颗粒的结构成熟度对压实效应的影响明显。圆度、形状、分选圆度、形状、分选，好，好 堆积紧密堆积紧密等大的球状砂粒随机堆积的孔隙度约等大的球状砂粒随机堆积的孔隙度约3747.6%25.9%颗粒的结构成熟度对压实效应的影响明显。47.6%25.9%92.2.压溶作用压溶作用 埋埋深深增增加加，颗颗粒粒接接触触点点上上因因压压力力增增大大，发发生生晶晶格格变变形形和溶解作用。和溶解作用。压实作用和压溶作用是持续进行的。压实作用和压溶作用是持续进行的。2.压溶作用 10效应：效应：随颗粒所受压力不断增加和地质时间的推移，颗粒随颗粒所受压力不断增加和地质时间的推移，颗粒点接触点接触线接触线接触凹凸接触凹凸接触缝合接触缝合接触效应：随颗粒所受压力不断增加和地质时间的推移，颗粒点接触11点接触点接触线接触线接触点接触点接触线接触线接触点接触线接触点接触线接触12凹凸接触凹凸接触凹凸接触凹凸接触凹凸接触凹凸接触13沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用14缝合接触缝合接触缝合接触缝合接触缝合接触缝合接触15 石英在石英在5001000m开始出现压溶和次生加大，开始出现压溶和次生加大，最大深度一般小于最大深度一般小于6000m6000m。石英在5001000m开始出现压溶和次生加大，163.压实作用强度的定量分析压实作用强度的定量分析接触强度接触强度1a+2b+3c+4d a+b+c+d a-点接触；点接触；b-线接触；线接触；c-凹凸接触；凹凸接触；d-缝合接触缝合接触3.压实作用强度的定量分析接触强度1a+2b+3c17视压实率（视压实率（4040粒间体积）粒间体积）4040 100 100视压实率视压实率 压实强度压实强度 70 强强视压实率（40粒间体积）40 100视压实率 184.4.差异压实作用差异压实作用 内部成分、结构、粒度不均一的薄沉积层，内部成分、结构、粒度不均一的薄沉积层，由于对压由于对压力的敏感程度不同，力的敏感程度不同，在压实过程中层内发生差异流动在压实过程中层内发生差异流动（蠕变），形成新的构造（蠕变），形成新的构造，如瘤状构造、扁豆状构造，如瘤状构造、扁豆状构造。4.差异压实作用19差异压实作用差异压实作用差异压实作用20沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用21（二）胶结作用（二）胶结作用 从从孔孔隙隙溶溶液液中中沉沉淀淀出出矿矿物物质质（胶胶结结物物），将将松松散散的的沉沉积积物固结为岩石。物固结为岩石。另外，杂基脱水后的粘附，颗粒之间的反应边也另外，杂基脱水后的粘附，颗粒之间的反应边也 都属胶结作用都属胶结作用主要发生在成岩作用时期主要发生在成岩作用时期胶结物的生长方式胶结物的生长方式孔隙充填式孔隙充填式孔隙充填式孔隙充填式（二）胶结作用 从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物）22靠近底质的小晶体生长快，靠孔隙中心的大晶体生长慢。靠近底质的小晶体生长快，靠孔隙中心的大晶体生长慢。靠近底质的小晶体生长快，靠孔隙中心的大晶体生长慢。23 1 1、碳酸盐胶结物、碳酸盐胶结物 代表碱性成岩环境代表碱性成岩环境（1 1）碳酸盐胶结物类型及分布）碳酸盐胶结物类型及分布方解石、铁方解石方解石、铁方解石白云石、铁白云石白云石、铁白云石文石、高镁方解石（同生早成岩期）文石、高镁方解石（同生早成岩期）菱铁矿（少见）、菱铁矿（少见）、菱镁矿菱镁矿 1、碳酸盐胶结物 代表碱性成岩环境24碳酸盐胶结物的产状碳酸盐胶结物的产状 粒状、嵌晶状、孔隙衬边状（颗粒包膜）、栉状、次生加大。粒状、嵌晶状、孔隙衬边状（颗粒包膜）、栉状、次生加大。半自形晶粒状半自形晶粒状铁白云石铁白云石自形粒状自形粒状铁白云石铁白云石石英次生石英次生加大加大含铁方解含铁方解石嵌晶式石嵌晶式胶结胶结碳酸盐胶结物的产状 粒状、嵌晶状、孔隙衬边状（25铁白云石铁白云石斑块状胶结斑块状胶结方解石充方解石充填构造缝填构造缝铁白云石方解石充填构造缝26（2 2）碳酸盐胶结物的形成）碳酸盐胶结物的形成 与浓度、与浓度、pH pH 值有关值有关不同碳酸盐胶结物形成条件：不同碳酸盐胶结物形成条件：文石、高镁方解石文石、高镁方解石在成岩早期向方解石转变；在成岩早期向方解石转变；方解石晶粒大，直接沉淀；方解石晶粒大，直接沉淀；白云石早期：类似潮坪机理；白云石早期：类似潮坪机理；晚期：晚期：MgMg2+2+置换方解石置换方解石 菱铁矿地表：沼泽环境；菱铁矿地表：沼泽环境；成岩期：成岩期：FeFe2+2+对方解石的置换对方解石的置换（2）碳酸盐胶结物的形成27 （3 3）碳酸盐胶结物的来源）碳酸盐胶结物的来源海水和流动的孔隙水，主要的。海水和流动的孔隙水，主要的。钙质生物介壳溶解钙质生物介壳溶解 碳酸盐颗粒、晶粒的溶解碳酸盐颗粒、晶粒的溶解深部页岩的半透膜效应：半径小的深部页岩的半透膜效应：半径小的K K+、NaNa+逸出，逸出，CaCa2+2+残留。残留。（3）碳酸盐胶结物的来源 282.SiO2 胶结物胶结物（1 1）SiO2胶结物的类型和特征胶结物的类型和特征酸性孔隙水酸性孔隙水蛋白石蛋白石（非晶质）（非晶质）、方英石、方英石（纤维状雏晶，衬边胶结）（纤维状雏晶，衬边胶结）、玉髓玉髓（隐晶石英的集合体）（隐晶石英的集合体）、石英、石英（常次生加大）（常次生加大）。蛋白石、方英石常与火山碎屑有关蛋白石、方英石常与火山碎屑有关2.SiO2 胶结物（1）SiO2胶结物的类型和特征29石英次生加大石英次生加大石英次生加大30自生石英产状自生石英产状自生石英孔隙衬边自生石英孔隙衬边自生石英颗自生石英颗粒衬边粒衬边自生石英产状自生石英孔隙衬边自生石英颗粒衬边31自生石英自生石英自生石英32沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用33（2 2）SiO2胶结物的形成胶结物的形成 pH pH 值的影响值的影响需要偏酸性环境需要偏酸性环境（2）SiO2胶结物的形成34温度的影响：随温度上升，非晶质温度的影响：随温度上升，非晶质 SiO2溶解度溶解度 远大于远大于 石英。石英。温度的影响：随温度上升，非晶质35石英次生加大的阶段性：雏晶较大晶面的小晶体石英次生加大的阶段性：雏晶较大晶面的小晶体 整个石英颗粒呈多面体整个石英颗粒呈多面体石英次生加大的阶段性：雏晶较大晶面的小晶体36石英的次生加大石英的次生加大石英的次生加大37（3 3）SiO SiO2 2胶结物的来源胶结物的来源地表水和地下水，含量地表水和地下水，含量13mg/L13mg/L几十几十mg/Lmg/L，早成岩期胶结；，早成岩期胶结；硅质生物骨骼的溶解；硅质生物骨骼的溶解；石英颗粒的压溶；石英颗粒的压溶；粘土矿物（蒙脱石）的成岩转化；粘土矿物（蒙脱石）的成岩转化；硅酸盐矿物（多为长石）的蚀变；硅酸盐矿物（多为长石）的蚀变；火山碎屑的脱玻化和蚀变；火山碎屑的脱玻化和蚀变；海底火山喷发；海底火山喷发；地层的构造抬升地层的构造抬升（3）SiO2胶结物的来源地表水和地下水，含量13mg/38（1 1）粘土矿物胶结物类型）粘土矿物胶结物类型.高岭石高岭石形态：形态：假六边形晶片，假六边形晶片，集合体呈书页状或蠕虫状集合体呈书页状或蠕虫状产状：产状：充填孔隙充填孔隙、交代其它矿物、交代其它矿物产出条件：产出条件：酸性水介质、充足酸性水介质、充足SiOSiO2 2和和AlAl3+3+3.3.粘土矿物胶结物粘土矿物胶结物（1）粘土矿物胶结物类型 3.粘土矿物胶结物39自生高岭石自生高岭石40沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用41自生高岭石自生高岭石石英砂岩粒间自生石英砂岩粒间自生高岭石高岭石自生高岭石晶间孔自生高岭石晶间孔充填沥青充填沥青自生高岭石石英砂岩粒间自生高岭石自生高岭石晶间孔充填沥青42.蒙脱石（蒙脱石（蒙皂石蒙皂石）形态：起伏不平的毛毡状、棉絮状、蜂窝状形态：起伏不平的毛毡状、棉絮状、蜂窝状产出条件：富产出条件：富Ca Ca 2+2+、NaNa+，碱性，碱性环境：环境：火山物质较丰富火山物质较丰富变化：成岩早期含量较高，晚期变化：成岩早期含量较高，晚期其它粘土矿物。其它粘土矿物。.蒙脱石（蒙皂石）43沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用44沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用45.伊利石伊利石形态：形态：细而薄的鳞片状、纤维状，丝缕状，细而薄的鳞片状、纤维状，丝缕状，最高干涉色可达一最高干涉色可达一级顶部，级顶部，产状：产状：颗粒包膜（即：孔隙衬边）、孔隙搭桥（集合体）颗粒包膜（即：孔隙衬边）、孔隙搭桥（集合体）埋深增大埋深增大结晶度变好，绢云母结晶度变好，绢云母产出条件：产出条件：富富K K碱性条件、其它粘土矿物转化碱性条件、其它粘土矿物转化.伊利石 46自生伊利石自生伊利石自生伊利石47分布于粒间的片状伊利石，SEM，2000。白垩系泉头组，吉林油田梨参2井42644269m。分布于粒间的片状伊利石，SEM，2000。白垩系泉头组，吉48杆沸石与伊利石杆沸石与伊利石杆沸石与伊利石49粒间伊利石粘土桥，高87井3652.9m,SEM，1000。粒间伊利石粘土桥，高87井3652.9m,SEM，10050.伊伊/蒙混层粘土矿物蒙混层粘土矿物 介于伊利石和蒙脱石之间。介于伊利石和蒙脱石之间。I/S I/S 中的中的S S层百分比层百分比是划分碎屑岩成岩阶段的重要标志是划分碎屑岩成岩阶段的重要标志.伊/蒙混层粘土矿物51伊伊/蒙混层蒙混层1 1：1 1伊/蒙混层1：152.绿泥石绿泥石形态：形态：片状、片状、玫瑰花状玫瑰花状、竹叶状、竹叶状、绒球状绒球状等。等。产状：产状：颗粒包膜（即：孔隙衬边）颗粒包膜（即：孔隙衬边）产出条件：产出条件：有有FeFe2+2+和和MgMg2+2+存在的碱性条件存在的碱性条件来源：来源：孔隙水中直接沉淀、其它粘土矿物转变孔隙水中直接沉淀、其它粘土矿物转变.绿泥石53自生绿泥石自生绿泥石绿泥石薄膜状胶结绿泥石薄膜状胶结长石砂岩长石砂岩长石表面绿泥石长石表面绿泥石自生绿泥石绿泥石薄膜状胶结长石砂岩长石表面绿泥石54沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用55绒球状绿泥石充填孔隙，SEM，800。第三系，冀东油田高82井4022.2m。绒球状绿泥石充填孔隙，SEM，800。第三系，冀东油田高56分布于粒表的针叶状绿泥石，SEM，1000。第三系，冀东油田高82井4022.2m。分布于粒表的针叶状绿泥石，SEM，1000。第三系，冀东57（2 2）粘土矿物胶结物的产状）粘土矿物胶结物的产状 孔隙衬边（孔隙衬边（即薄膜状或栉壳状即薄膜状或栉壳状）、孔隙充填、交代、裂隙或）、孔隙充填、交代、裂隙或晶洞充填晶洞充填（2）粘土矿物胶结物的产状58（3 3）粘土矿物胶结物的形成与转变）粘土矿物胶结物的形成与转变略略（3）粘土矿物胶结物的形成与转变略59 （4 4）粘土矿物对储层的影响：粘土矿物对储层的影响：钾长石的高岭土化后体积将减少钾长石的高岭土化后体积将减少53.6%；颗粒包膜、衬边的粘土矿物亦堵塞喉道颗粒包膜、衬边的粘土矿物亦堵塞喉道储层敏感性储层敏感性；但晶粒较大的高岭石可保留晶间孔隙。但晶粒较大的高岭石可保留晶间孔隙。（4）粘土矿物对储层的影响：604.4.沸石胶结物沸石胶结物火山碎屑、长石与孔隙水相互作用的产物火山碎屑、长石与孔隙水相互作用的产物。成分：成分：方沸石、片沸石、浊沸石、斜沸石等方沸石、片沸石、浊沸石、斜沸石等,化学成分类似于长石。化学成分类似于长石。产状：产状：粒状、板状、纤维、针状、嵌晶状等粒状、板状、纤维、针状、嵌晶状等产出条件：产出条件：高的高的pHpH值值，酸性则溶解，酸性则溶解富含富含SiOSiO2 2、CaCa、NaNa、K K等离子等离子高矿化度孔隙水和高矿化度孔隙水和COCO2 2 4.沸石胶结物 61沸石胶结物产状：沸石胶结物产状：沸石嵌晶式沸石嵌晶式胶结胶结沸石胶结物产状：沸石嵌晶式胶结62丝光沸石丝光沸石丝光沸石63杆沸石杆沸石64（1 1）长石胶结物）长石胶结物产状产状自生加大边、小的自形晶体自生加大边、小的自形晶体,一般含量很低一般含量很低成分成分钾长石、钠长石，（自生钙长石未见）钾长石、钠长石，（自生钙长石未见）形成条件形成条件孔隙水中有足够的孔隙水中有足够的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3足够高的足够高的NaNa+/H/H+或或K K+/H/H+活度比值、较高的温度活度比值、较高的温度5.其它自生矿物的胶结作用其它自生矿物的胶结作用（1）长石胶结物5.其它自生矿物的胶结作用65长石胶结物产状长石胶结物产状粒间孔中粒间孔中自生钠长石自生钠长石长石次生长石次生加大边加大边长石次生长石次生加大边加大边长石胶结物产状粒间孔中长石次生加大边长石次生加大边66沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用67（2 2）硫酸盐胶结物）硫酸盐胶结物 石膏石膏 硬石膏、硬石膏、重晶石、天青石重晶石、天青石产状：嵌晶、晶粒状胶结产状：嵌晶、晶粒状胶结产出条件：沉积期的蒸发、成岩期的溶解再沉淀、产出条件：沉积期的蒸发、成岩期的溶解再沉淀、孔隙水间或与矿物的反应。孔隙水间或与矿物的反应。水化水化脱水脱水（2）硫酸盐胶结物 水化脱水68硫酸盐胶结物产状硫酸盐胶结物产状硬石膏半自硬石膏半自形形自形枝自形枝状胶结状胶结硬石膏硬石膏斑状胶斑状胶结结石膏斑状石膏斑状胶结胶结硫酸盐胶结物产状硬石膏半自形自形枝状胶结硬石膏石膏斑状胶结69 （3 3）赤铁矿胶结物）赤铁矿胶结物 可以单独存在，也可与粘土混合填隙。可以单独存在，也可与粘土混合填隙。形式：形式：水体中直接化学沉淀出水体中直接化学沉淀出FeFe的氧化物；的氧化物；含铁矿物在成岩过程中的氧化。含铁矿物在成岩过程中的氧化。（3）赤铁矿胶结物70沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用71（4 4）黄铁矿胶结物）黄铁矿胶结物 含有机质的强还原条件含有机质的强还原条件成岩早期成岩早期草莓状；草莓状；成岩晚期成岩晚期晶粒状。晶粒状。（4）黄铁矿胶结物72黄铁矿胶结物黄铁矿胶结物黄铁矿黄铁矿自形晶体自形晶体黄铁矿黄铁矿颗粒衬边颗粒衬边黄铁矿胶结物黄铁矿黄铁矿73（5 5）海绿石）海绿石 圆形或肾形的小鳞片集合体。圆形或肾形的小鳞片集合体。海相环境，同生期，偏冷水，铁镁矿物海解的产物海相环境，同生期，偏冷水，铁镁矿物海解的产物（5）海绿石74三、交代作用三、交代作用交代作用是指一种矿物代替另一种矿物的现象。交代作用是指一种矿物代替另一种矿物的现象。实质：体系的化学平衡及平衡转移。实质：体系的化学平衡及平衡转移。含两个同时过程：含两个同时过程：原矿物的溶解原矿物的溶解+新矿物的生成新矿物的生成三、交代作用751.1.碎屑岩中常见的交代作用碎屑岩中常见的交代作用（1 1）二氧化硅和方解石的相互交代作用）二氧化硅和方解石的相互交代作用主要影响因素：自身化学性质、主要影响因素：自身化学性质、pHpH、温度、压力、温度、压力 1.碎屑岩中常见的交代作用 76pHpH 8 8 硅化作用；硅化作用；pHpH8 89.8 9.8 两者均可沉淀；两者均可沉淀；pH9.8 pH9.8 方解石化；方解石化；pH70502070502020产状产状早期早期薄膜式、孔隙衬边式薄膜式、孔隙衬边式晚期晚期孔隙充填式、孔隙搭桥式孔隙充填式、孔隙搭桥式（4）粘土矿物 1232.2.有机质成熟度有机质成熟度（1 1）镜质体反射率（）镜质体反射率（RoRo）温度的函数，正相关，不可逆温度的函数，正相关，不可逆（2 2）孢粉颜色）孢粉颜色温度升高，淡黄温度升高，淡黄黄黄枯黄枯黄棕棕棕黑棕黑黑色黑色3.3.古温度古温度4.4.孔隙类型孔隙类型原生孔隙原生孔隙次生孔隙次生孔隙 2.有机质成熟度 124（二）成岩阶段的划分及命名（二）成岩阶段的划分及命名（一）划分方案（一）划分方案1.1.同生阶段同生阶段2.2.早成岩阶段早成岩阶段A A亚期亚期B B亚期亚期3.晚成岩阶段晚成岩阶段A亚期亚期B亚期亚期C亚期亚期4.表生成岩阶段表生成岩阶段（二）成岩阶段的划分及命名（一）划分方案3.晚成岩阶段125沉积学与沉积相ppt课件碎屑沉积物(岩)的沉积后作用126 四、成岩作用对储层物性的影响四、成岩作用对储层物性的影响降低储层孔渗性降低储层孔渗性压实压溶、胶结作用压实压溶、胶结作用增加储层孔渗性增加储层孔渗性溶解作用、溶解作用、构造活动构造活动 四、成岩作用对储层物性的影响降低储层孔渗性压实压溶、胶127早成岩早成岩A A期压实为主，砂岩孔隙度期压实为主，砂岩孔隙度4040 25 25早成岩早成岩B B期压溶、胶结作用，原生孔隙度降到极限。期压溶、胶结作用，原生孔隙度降到极限。早成岩早成岩早成岩A期压实为主，砂岩孔隙度40 128晚成岩晚成岩 A A B B亚期有机质成熟。亚期有机质成熟。A A期期COCO2 2及有机酸排出，溶解作用为主。及有机酸排出，溶解作用为主。B B期酸类减少，期酸类减少，pHpH增高，胶结、压溶为主。增高，胶结、压溶为主。晚成岩晚成岩C C期储层致密，不可压实。期储层致密，不可压实。晚成岩晚成岩晚成岩 A B亚期有机质成熟。B期酸类减少，pH129