压实作用的结果:水排出、最紧密堆积、孔 隙减少、变致密。
• (2)化学压实作用—压溶作用 (Pressure Dissolution) • 压溶作用指在负荷或应力作用下，在颗粒 、晶体和岩层之间的接触点上，受到最大应 力和弹性应变，化学势能不断增加，使应变 矿物的溶解度提高，导致接触处发生局部溶 解。
⑤淡水将上覆沉积层的碳酸盐溶解后向下淋滤
4.交代作用(Replacement)
在碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中，原来的矿 物和组分被新矿物取代的作用叫交代作用。 碳酸盐岩中常见的交代作用有白云石化、
去白云石化、硅化、石膏化和硬石膏化、
去石膏化、菱铁矿化和黄铁矿化等。
• (1) 去白云化作用
方解石交代白云石的作用叫去白云化作
意义：
• 溶解作用具有扩大和增加岩石孔隙的作用，
形成的新孔隙系统往往又是油气渗滤和储集
的有效空间。 • 溶解作用可以在碳酸盐岩成岩过程中多次发 生，各个世代的溶解作用对碳酸盐岩储层性 质的影响不尽相同。
2.矿物的转化作用和重结晶作用 (1) 矿物的转化作用（Inversion of Minerals） ①矿物的同质多象转化，即仅发生晶格和晶
定义:碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性 质发生变化，引起碳酸盐矿物或其他成分
溶解。
溶解的原因
（1）、大气淡水的淋滤（图2）
图2 大气淡水的风化淋滤
（2）、酸的影响 在不同的成岩阶段，都可形成一定量的碳酸
或有机酸，促使溶解作用的发生。
特征： 在各成岩阶段都可以发生 成岩作用早期的溶解具有选择性 成岩作用晚期的溶解不具有选择性
3. 胶结作用(Cementation)
胶结作用是一种孔隙水的物理化学和生物 化学的沉淀作用。作用的结果是在粒间的
孔隙中发生晶体生长，把碳酸盐颗粒或矿
物粘结起来使之变成固结的岩石。
1) 碳酸盐胶结物的矿物成分和结晶形态 • 组成碳酸盐岩胶结物的矿物很多，但最主 要的是碳酸盐类矿物。如方解石(低镁方解
可能为海水成因的文石或高镁石，可能为淡水成因 或深埋的地下孔隙水或原生水形成（图5 ）。
图4 早期
图5 后期
1/24/2017
3）碳酸盐胶结物的来源
①海水来源（主要来源）
②成岩过程中文石和高镁方解石发生溶解
③压溶过程中溶解的碳酸钙（重要补充来源） ④地下水来源
主要的压溶构造: (1)缝合线
(2)颗粒间的微缝合线
(3)未缝合的缝，粘土缝、马尾丝脉、马尾 丝缝、帚纹状纹层、波状纹层、假缝合构 造。
·
碳酸盐岩主要成岩作用类型及其特征
张鹏 矿物S131
目录
一、基本概念 二、成岩作用的主要类型
一、基本概念
碳酸盐岩的成岩作用：是在沉积作用阶段
之后，碳酸盐沉积物及碳酸盐岩所发生的
一系列的物理的、化学的、物理化学的和
生物的作用，以及这些作用所引起的碳酸
盐沉积物和碳酸盐岩的结构、构造、成分 以及物理的和化学的性质的变化（图1）。
高镁方解石
图3 微亮晶重结晶作用
②微泥晶的形成作用 观察古代石灰岩时，常见某些有孔虫、珊 瑚藻类和粪球粒，它们都是由粒径仅1μ m左右 的泥晶方解石组成，不透明，在反向光下略带 白色，福克称其为“微泥晶”。
微泥晶的原始成分可能也是镁方解石，在 成岩作用过程中，由于富镁孔隙水产生的镁离 子的毒害效应，阻碍了晶体的重结晶长大，最 终只能形成极小的微泥晶结构。
石局部溶解的作用。
(1)物理压实作用(Compaction)
物理压实作用是指碳酸盐沉积物在上覆岩层的
负荷压力下，发生水分减少、孔隙度降低、体 积缩小、晶体和颗粒趋向紧密排列的作用。
常见的物理压实现象有： 颗粒点接触频率高、颗粒变形、颗粒间线状接触或 曲面接触、颗粒断裂或破裂等。
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•
用，交代完全时可形成交代石灰岩。
去白云化主要是在近地表、含石膏的白云 岩或有石膏夹层的白云岩地区发生的，其过程
是在富含硫酸盐的地下水的作用下进行的:
CaMg(CO3)2+CaSO4· 2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O
•
(2) 石膏化和硬石膏化作用 石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现象叫石膏化和硬石膏化。 • (3) 去石膏化作用 石膏和硬石膏晶体被碳酸盐矿物交代的现象叫去石膏化。 • 去石膏化常与地表淡水和细菌的作用有关。
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沉积物形成阶段
成岩作用阶段 沉 积 后 作 用
成岩作用
碳酸盐岩
后生作用阶段
后生作用
风化作用
变质作用
图1 碳酸盐岩的形成与演化
二、成岩作用的主要类型
•
碳酸盐沉积物的成岩作用类型很多，主
要有溶解作用、矿物的转化作用和重结晶
作用、胶结作用、交代作用、压实作用与 压溶作用等。
• 1.溶解作用（Solution）
• 在地下，还原硫细菌与硫酸盐产生下列反 应：
6CaSO4+4H2O+6CO2→6CaCO3+4H2S+11O2+2S
5.压实和压溶作用 (Compaction and Pressure Dissolution)
•
碳酸盐沉积物在上覆层的负荷压力下，发生孔 隙流体的减少、孔隙度降低、沉积物密度增加、 体积减小、颗粒变形破裂、甚至引起颗粒和岩
石）、文石、镁方解石(高镁方解石)、白
云石。
• 碳酸盐胶结物主要有3种结晶形态，即泥晶、
纤维晶和较粗的粒状晶体。
2）胶结物的世代
• 充填孔隙的胶结物往往由两个或两个以 上世代组成，有时随着世代的不同，其组 构和微量元素的组成也随之发生变化。 • 早期胶结物一般在颗粒周围组成薄边胶 结，常见为纤维状或马牙状无铁方解石；
形的变化，并不发生化学成分的变化（同
分异构）。
文石(CaC03 )
低镁方解石(CaCO3)
有化学成分的变化，但无晶格和晶形的变化 （同构异形）。
高镁方解石（MgCO3>4%）
低镁方解石（MgCO3<4%） (2) 重结晶作用(Recrystallization) 单纯的重结晶作用是指在成岩过程中，矿物的 晶体形状和大小发生变化而主要矿物成分不改
变的作用。
• 一般情况下趋向于出现晶体长大的现象， 福克称之为“进变新生变形”作用。 • 特殊情况下也可能发生晶体的缩小，或称
之为“退变新生变形”作用。
这两种重结晶类型主要有微亮晶与微泥晶。
①微亮晶的形成作用 某些古代泥晶石灰岩，其泥晶的粒径一般 为5～10μ m，福克将这种大小为5～10μ m的方 解石晶体称作“微亮晶”。 它是在成岩过程中通过与镁离子的迁移有 关的重结晶作用造成的（图3）。 文石 低镁方解石 Mg2+