成岩环境及其特征
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发布时间：2022-11-11 14:56
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时间：2024-12-13 07:50
一般而言，碳酸盐沉积物的成岩作用何时开始很难确定，如藻类的泥晶化作用可以发生在沉积期，也可以发生于成岩期;再如碳酸盐沉积物的胶结作用可以发生于碳酸盐沉积物出露地表或海底表层等。随埋深增加，成岩作用过程也不具有规律性的变化。这些成岩作用很难用碎屑岩中的成岩阶段表示。近年来的研究表明，碳酸盐沉积物的成岩作用与环境关系密切。与成岩作用关系密切的环境称之为成岩环境。Bllatetal.(1972)将成岩环境划分为:大气淡水环境、潮汐带环境、海底环境、地下深处环境和表生环境5种类型(详见方少仙等，1981)。Longman(1982)将成岩环境划分为两大类，近地表成岩环境和地下成岩环境，其中近地表成岩环境包括海洋潜水带、混合带、淡水或大气潜水带和淡水或大气渗流带。
本教材采用Longman(1982)的成岩环境划分(图15－9)。
图15－9 碳酸盐沙岛的主要成岩环境(Longman，1982)
一、海洋潜水带
海洋潜水带指温暖浅海(水深＜100m)，其中的沉积物或岩石中的所有孔隙空间都为正常海水所填充。海洋潜水带可细分为两个亚类。
◎活跃的海洋潜水带:活跃的海洋潜水带中水的运动与其他作用(如光合作用、生物的呼吸、CO2去气和细菌活动等)伴生，导致胶结作用发生。胶结作用发生于潮汐、波浪和海流能够使海水进入沉积物的区域，如陆架边缘和一些近滨碳酸盐沙坝，胶结物主要为镁方解石和文石。
◎停滞的海洋潜水带:在该带，水通过沉积物的运动相当缓慢，胶结作用很少发生。潟湖、缓倾斜的碳酸盐斜坡和远洋沉积中的沉积物往往在这种成岩环境开始其成岩过程。
二、混合带
混合带位于海洋潜水带和淡水潜水带之间。海水与淡水的混合可以形成一种对方解石稍微不饱和，而对白云石过饱和的溶液。在水循环良好的混合带环境中可以发生白云岩化(Badiozamani，1973)。
三、淡水或大气潜水带
该带位于渗流带和混合带之间。所有的孔隙空间均为含有溶解碳酸盐的大气水充满。潜水面的顶部以水平面为界。该带可划分出三个亚带:
◎未饱和带:在该亚带，大气水在对CaCO3不饱和的情况下通过渗流带，尤其在大气渗透带中存在裂隙、落水洞或洞穴的地方。一旦进入大气水潜水带，大气水便开始(或继续)溶解沉积物，产生类似于渗流带的晶洞或印模孔隙。
◎活跃的饱和带:在该亚带，水对于CaCO3是饱和的。在该亚带中任何能导致方解石沉淀的作用，如CO2的去气作用等都能够造成广泛的胶结作用，主要胶结物为粒状方解石。海胆碎屑的共轴生长也较常见，新生变形作用或颗粒的淋滤作用也可以出现。
◎停滞带:存在于大气淡水潜水带的较深部位和干旱气候条件下。水循环非常缓慢，几乎无胶结作用发生。文石和方解石的重结晶作用是主要的成岩作用现象。
四、淡水或大气渗流带
该带属于地表之下和潜水面之上的近地表带。孔隙空间既可以以空气为主，也可以以水为主。由于该带未被水所饱和，因而水可以通过毛细管作用存在于颗粒之间，也可以呈下垂状存在于颗粒之下。胶结作用主要受潮湿和干旱频繁交替的影响。该带的水通常是大气水(雨水)。大气水对CaCO3不饱和，因此溶解作用是渗流带的主要特征。一旦渗流带中的CaCO3达到饱和，它们就可以通过蒸发作用或CO2的去气作用使方解石沉淀下来。渗流带可以分成溶解和沉淀两个亚带:
◎溶解亚带:在该亚带，任何形式的CaCO3都可以发生溶解。该亚带的胶结作用主要发生于空气与岩石界面处。
◎沉淀亚带:沉淀亚带位于渗流带的下部，以胶结作用为主。胶结物的形貌反映了孔隙水的分布情况。如果孔隙水以月牙状分布于颗粒之间，那么胶结物将具有新月型的组构特征存在。如果水以悬滴状挂在于颗粒的下面，那么将形成悬挂型胶结物。该亚带的胶结物通常以细小等粒状的方解石为主。
五、埋藏成岩环境
埋藏成岩环境中发生的主要成岩事件包括(Longman，1982):①沉积物的压实作用和流体排出;②某些矿物和有机质的热成熟;③缝合作用;④白云岩化作用，尤其是沿断层和礁缘;⑤邻近缝合线的胶结作用;⑥裂隙作用;⑦沿缝合线的白云岩化作用和新生变形作用;⑧次生孔隙的形成;⑨石油运移。
