主要成岩作用类型
成岩作用主要包括沉积岩、变质岩、喷出岩、侵入岩四种方式。
(一)岩浆分异作用
岩浆可以通过两种方式发生分异，即熔离作用和结晶分异作用，这是岩浆内部发生的一种演化。
1.熔离作用
原来均一的岩浆，随着温度和压力的降低或者由于外来组分的加入，使其分为互不混溶的两种岩浆，即称为岩浆的熔离作用。日常生活中的油—水关系可以做为这方面的例子。在炼铁炉中熔炼铁矿石时，在CaCO3和CaF2等外加熔剂作用下，铁水和熔渣(硅酸盐熔体)就分为互不混溶的两个液层，铁水比重大而下沉，熔渣轻而上浮，这是同天然熔离作用很相似的又一例子。此外，也有人把玄武岩熔化后做试验，在玄武岩熔体加入CaF2，结果熔体也分为两个液层，上部为相当于流纹岩岩浆的酸性熔体层，下部为相当于橄榄岩的超基性熔体层。
目前认为，在天然的岩浆中硫化物、氧化物和硅酸盐熔体可以发生熔离作用；一些含有铜镍的基性岩浆在高温时铜镍硫化物熔体完全混溶于基性岩浆中，当温度下降到某一限度后，此二种熔体即发生分离，铜镍硫化物比重大而富集于底部成矿床，硅酸盐熔体在上部固结成岩石。我国西南某地的含铂硫化物矿床就是这样形成。至于岩浆中不同的硅酸盐熔体之间能否发生熔离作用，尚有争议。不过一些人仍认为辉长岩中的条带状构造和某些珍珠岩中的球粒是硅酸盐熔离作用造成的。甚至近来有人提出在上地幔的岩浆源区就能够发生深部熔离作用从而产生安山岩浆和玄武岩浆的论点，尚待研究。
2.结晶分异作用
矿物的结晶温度有高有低，因此，矿物从岩浆中结晶析出的次序也有先有后。在岩浆冷凝过程中矿物按其结晶温度的高低先后同岩浆发生分离的现象叫结晶分异作用。结晶分异作用在玄武岩浆中研究得最为完备，由鲍文和贝莱(Baliey)于本世纪20年代即完成了实验和地质方面的经典研究，成为岩浆岩的理论支柱之一。
玄武岩浆的结晶分异作用模式一般称为鲍文反应原理，即随着岩浆温度的降低，橄榄石首先结晶，并由于它比重大而沉落于岩浆体底部形成橄榄岩；继而辉石—基性斜长石同时结晶并沉落于橄榄岩“层”之上形成辉长岩；角闪石—中性斜长石同时析出构成闪长岩；而岩浆中越来越富SiO2、K2O、Na2O及挥发性组分，并慢慢地被已晶出的矿物“层”挤到岩浆体的顶部最后结晶出石英—钾长石—酸性斜长石组合，即花岗岩。因为在这一分异过程中在矿物晶出后因其比重不同受重力作用而分别沉落、堆积，故又称“重力结晶分异作用”。用这种理论能够较圆满地解释层状超基性—基性侵入岩杂岩体，并建立堆积岩理论。在有关层状侵入体的矿床研究中，这种理论也得到了验证，并起到了指导找矿的作用。所以，这种结晶分异观点，经过半个多世纪的实验研究、理论探索和地质观察，对于层状超基性—基性岩的成因解释基本上得到了承认。但用玄武岩浆的分异作用解释多数或全部岩浆岩的成因，尚有值得进一步研究的地方。
(二)同化混染作用
由于岩浆温度很高，并且有很强的化学活动能力，因此它可以熔化或溶解与之相接触的围岩或所捕虏的围岩块，从而改变原来岩浆的成分。若岩浆把围岩彻底熔化或溶解，使之同岩浆完全均一，则称同化作用；若熔化或溶解不彻底，不同程度的保留有围岩的痕迹(如斑杂构造等)，则称混染作用。因同化和混染往往并存，故又统称同化混染作用。此外，也有人把岩浆熔化或溶解围岩并使之逐渐消失于岩浆中的过程叫同化作用；把因围岩的熔化或溶解使岩浆成分受到外来物质(围岩)的污染(混染)而改变其原来成分的作用叫混染作用。显然，同化与混染为同一过程，是岩浆与围岩的相互作用，岩浆同化围岩，围岩则污染岩浆，因此，也一并称为同化混染作用。
一般同化混染作用中岩浆成分变化的规律是基性岩浆同化酸性(或富含SiO2)的围岩时，岩浆向酸性变化(酸度增加)；反之，酸性岩浆同化基性(富含Ca、Fe、Mg)围岩时，岩浆向基性方向变化(酸度降低)。按照鲍文反应原理，基性岩浆可以同化酸性围岩，但酸性岩浆难于同化基性围岩。不过由于酸性岩浆往往富含挥发组份(CO2、H2O、F、Cl等)，因而有很强的溶解能力，虽然其温度低些，但它也能发生强烈的同化作用。其中酸性岩浆同化碳酸盐岩石(石灰岩、白云岩)的作用具有重大意义，因为它不仅能形成许多小的中性岩侵入体，而且也往往伴有矽卡岩化形成所谓矽卡岩矿床，如铜、铁、钨矿等。在该同化作用中，大量Ca和Mg加入岩浆，使岩浆酸度降低，形成闪长岩或石英闪长岩，而在接触带上形成含石榴石和辉石的矽卡岩(变质岩)。如长江中下游的许多中—酸性侵入岩体广泛发育此种同化作用。
一、压实作用
泥屑灰岩和砂屑灰岩在沉积以后具有与黏土、粉砂及砂相似的孔隙度。在圆筒压实实验中，由于方解石的强度比较低，因此，碳酸盐沉积物的机械压实作用是伴随着大量的破裂和塑性流动进行的(恩格尔哈特，1977)。这一点与陆源碎屑岩不同。在陆源碎屑岩中，石英和硅酸盐碎屑沉积物的压实作用主要是颗粒的重新定向造成的。
机械压实作用主要发生在未胶结的碳酸盐沉积物中，而化学压实作用则主要发生于已被胶结的碳酸盐沉积物中。
1.机械压实组构碳酸盐沉积物的机械压实组构包括塑性变形和脆性破裂两种类型(表15－1)。
表15－1 碳酸盐沉积物的压实组构
2.化学压实组构
化学压实组构亦称为溶解压实组构，是化学压实作用的产物。缝合线是溶解压实组构的唯一表现形式(参见图11－24)。
二、胶结作用
在碳酸盐岩中，胶结作用仅发生于粒屑灰岩中。碳酸盐岩的胶结作用速度比陆源碎屑岩快得多。例如，在博奈尔岛，现代沙滩沉积物正在成岩，Strombus的介壳被胶结成岩;另外，许多介壳具有渔民采用留下的孔，推测应该是现代的生物;有些玻璃瓶子的碎片已被胶结，据此判断，胶结作用不过是一二十年间的事。因此碳酸盐岩胶结作用的一个特点是胶结作用与沉积作用可视为同步进行(何起祥，1978)。
1.常见的胶结物与胶结组构
碳酸盐岩的胶结物主要为碳酸盐类矿物，有四种主要类型，即方解石(低镁方解石)、文石、镁方解石(高镁方解石)和白云石。
碳酸盐胶结物主要有三种结晶形态，即泥晶、纤维晶和较粗晶。现代的泥晶胶结物由方解石或文石、镁方解石和白云石组成。在扫描电镜下，它们常呈细针状、菱面体、陡斜菱面体或偏三角面体等结晶形态。古代灰岩的泥晶胶结物则为多面体或圆形的粒状方解石。纤维状是文石的特有形态，有时高镁方解石也呈纤维状。粒状是白云石和方解石胶结物的特征，但有时也可呈自形菱面体，半自形、刃状或他形等多种形态。
碳酸盐岩的胶结组构包括:
◎针状:胶结作用早期，砂屑灰岩被纤维状文石晶体部分胶结，文石从碎屑颗粒的表面向外生长。
◎粒状:砂屑灰岩中腕足类介壳碎屑及内碎屑被等粒状方解石胶结。
◎等轴生长:在砂屑灰岩中海百合为干净的方解石所环绕，形成共轴生长边。
◎嵌晶:包含数个颗粒的粗晶或连片胶结物。
2.碳酸钙胶结物的沉淀作用
碳酸钙胶结物的沉淀作用主要受溶解离子、结晶速度、底质的矿物成分及晶体结构的控制和影响，其主要特征如下:
(1)溶解离子
在地质环境中，碳酸盐胶结物矿物的晶体形态主要受Mg2+和Na+的影响，其次为Sr2+和SO2－4等。
在水溶液中沉淀的碳酸钙矿物的类型主要受Mg2+/Ca2+比值的影响。在Mg2+和Ca2+富集的海水中，碳酸钙主要结晶成文石，其次为高镁方解石，一般不形成低镁方解石。这是因为方解石的结晶速度比文石的慢。在富镁环境中，Mg2+易于进入晶格。所以在海水中，除形成文石外，形成的方解石必然是富镁的方解石，其形态主要为泥晶或纤维晶。
镁方解石的纤维状结晶习性与Mg2+的侧向“毒害”效应有关(福克，1974)。众所周知，方解石晶格是由CO2－3和Ca2+层交替组成，结晶C轴与离子交替层垂直。假如溶液中的Mg2+进入正在生长的晶体顶端的Ca2+层内部占据了某一Ca2+的位置，当晶体继续生长，其上很快被一个新的Ca2+生长层覆盖。晶体沿着被掩埋的C轴方向继续生长，会把晶体构造中的缺陷隐藏下来，以这种方式进入方解石晶格的少数Mg2+对晶体的生长并无影响。但在另一种情况下，假如Mg2+正好进入Ca2+层的裸露的边缘位置，由于Mg2+具有较小的离子半径，当晶体继续生长时，其上覆和下伏的CO2－3层将向Mg2+方向收敛并把它包围起来，会导致晶体构造发生变形。当晶体进一步生长时，离子半径比较大的Ca2+再也不能进入这一Ca2+层。由于这一原因，晶体的侧向生长受到限制，但这时沿C轴方向的生长并未受到Mg2+的“毒害”，因而生长迅速。这样便形成了数微米宽的纤维状或泥晶陡斜菱面体高镁方解石(图15－1)。
图15－1 镁方解石形成平行C轴的纤维状或陡斜菱面体示意图(福克，1974)
SO2－4和Fe2+对方解石的生长也具有选择性的“毒害”效应，但它们的含量微少，估计其影响不如Mg2+那样重要，所以生成的铁方解石大多数是等粒状的。
地表淡水含Mg2+和Ca2+极少，所以在淡水中没有Mg2+的“毒害”，因而生长的碳酸钙矿物都是低镁方解石，常具有菱面体晶形。深埋的地下水，由于较浅处发生了白云岩化作用和黏土矿物对Mg2+的选择性吸附作用，也显示缺镁的特征，缺镁的地下水没有Mg2+的“毒害”，因而生成的碳酸盐胶结物为粗粒镶嵌结构的方解石(图15－2)。如果沉淀速度快，形成泥晶结构;如果沉淀速度慢，则为粒状镶嵌组构。
图15－2 Mg2+/Ca2+比值影响方解石结晶习性(福克，1974)
根据实验资料，在富镁环境中，碳酸钙主要呈文石产出，所以海水中形成的碳酸钙矿物以文石最为发育。Bunn(1933)认为，在结晶出文石的溶液中有Sr2+存在时，不仅会使CO2－3层的间距改变，而且还会引起CO2－3层的变形。由于这种形变的影响，晶体的侧向生长受到“毒害”，最终将使文石结晶成平行C轴的纤维晶。
(2)结晶速度
结晶速度控制着晶体的大小和形态。结晶作用和成核作用速度缓慢，有利于较大晶体如纤维晶和粒状晶体的形成。结晶速度快，往往形成泥晶结构。在极度低镁的环境中，如在淡水中，快速的沉淀作用使方解石形成六边形的板状晶体或矮胖状六方柱晶体。
(3)底质矿物成分与晶体结构
胶结物依附于颗粒表面结晶生长，因而胶结物的结晶习性常受底质物质(简称底质)的矿物成分和晶体结构的控制和影响。
◎底质与胶结物成分相同时的胶结特征:当底质为干净的微粒多晶矿物时，胶结伊始，胶结物与底质共轴生长，形成微粒镶嵌结构。尔后的竞争生长将产生胶结物生长的优选方位。优选方位表现为胶结物的C轴或最长形晶轴与底质表面垂直，从底质表面向孔隙中心呈现晶体数量减少和个体增大的特征。
当底质为大的单晶时，胶结物与单晶底质呈明显的共轴生长。方解石的增生晶与原来的棘屑结合成一个大的晶体。在正交偏光镜下呈现一致消光，形成“次生加大边”，或“共轴环边”。棘屑，特别是海百合茎的共轴生长过程(Evamy＆Shearman，1965，1966)首先沿棘屑方解石的C轴方向生长。由于海百合茎板多孔且茎轴与晶体C轴平行，所以胶结物生长时，首先充填茎板孔隙，然后再沿C轴形成锥状体。当增生晶体继续发育时，锥面个数逐渐减少，锥面生长加快，最终胶结物沿C轴方向延长增生。
◎底质与胶结物成分不同时的胶结特征:当方解石胶结物在文石或石英颗粒表面生长时，胶结物的结晶形态仍为微粒结构，但在孔隙系统中所占体积较小，显得不发育。
◎同质多象矿物———文石和方解石底质上的胶结作用:在文石和方解石两种底质共存的情况下，文石胶结物趋向在文石底质上生长，方解石胶结物易在方解石底质上生长。
(4)胶结物的世代
充填孔隙的胶结物往往有两个或两个以上世代组成。在古代石灰岩中，早期胶结物一般垂直于粒屑的边部生长，具有栉状结构特征。晚期胶结物多为具镶嵌结构的粒状方解石，一般认为早期方解石胶结物可能系海水成因的文石或高镁方解石经成岩变化而成，晚期的胶结物可能为淡水(Lindholm，1974)，也可能为深埋的地下水或原生水(Folk，1974)所形成。
(5)碳酸钙胶结物的来源
现代碳酸盐沉积物中的孔隙度为40%～70%，而相应石灰岩中的孔隙小于10%，一般只有1%～2%。许多古代石灰岩的压实作用并不明显。研究表明，古代石灰岩中孔隙降低的主要原因是碳酸钙胶结物的充填作用。因此，碳酸钙胶结物的来源是石灰岩成岩作用的主要问题之一。归纳起来，碳酸钙的来源有以下5种:①海水来源，沉积物中的孔隙水通过海水的补给，不断形成碳酸钙的沉淀。这是碳酸钙胶结物的主要来源。②成岩过程中文石和高镁方解石发生溶解，溶解的碳酸钙可再沉淀为低镁方解石胶结物。③化学压实作用(压溶作用)提供的碳酸钙。④地下水来源，地下水通过毛细管浓缩作用，向近地表处搬运碳酸钙溶液，浓缩后以胶结物形式沉淀下来。⑤淡水将上覆沉积层中的碳酸盐溶解后向下淋滤，为下伏层位的沉积提供钙质胶结物。
三、溶解作用
在碳酸盐岩中，碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中孔隙水的性质发生变化，就会引起碳酸盐矿物或质点的溶解。为了保持长期而稳定的溶解过程，孔隙水既不能饱和又要有流动性。只有这样的水，才能既使碳酸盐溶解，又能将溶解的物质带走。碳酸盐岩或碳酸盐沉积物的溶解一般属于一致溶解的范畴，溶解作用最终会产生次生孔隙(溶解孔隙)。
由溶解作用形成的次生孔隙主要有以下几种类型:
◎晶间孔隙:发育于晶体之间，主要见于次生白云岩中。在交代成因的次生白云岩中，晶间孔隙的形成是由于菱形的白云石晶体的随机生长，并伴随着粒间未被交代部分的溶解作用而形成的。
◎溶膜孔隙:是由于沉积物或岩石中原生组分的选择性溶解而形成的。这些原生组分包括鲕粒、介壳和蒸发盐等。
◎孔洞和溶沟:这种孔隙是与原生结构无任何关系的溶解作用造成的。
四、重结晶作用和矿物多相转化作用
1.重结晶作用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，而主要矿物成分不发生改变的作用。一般将晶体趋于加大的现象称为“进变新生变形作用”，将晶体趋于缩小的现象称为“退变新生变形作用”。这两种作用的代表性产物分别为“微亮晶”和“微泥晶”。
◎微亮晶:一些古代灰岩，由大于3μm(常为5～10μm)的方解石晶粒组成，福克(1974)将其称为“微亮晶”。它是在成岩过程中通过与Mg2+的迁移有关的重结晶作用形成的。一般而言，海相碳酸盐泥由文石或高镁方解石组成。它们在埋藏条件下发生渐进成岩作用时，通过矿物的转化和重结晶作用，都会转变成低镁方解石。若为高镁方解石，转化时还将伴随着Mg2+的溶出。在一般情况下，已溶出的Mg2+并没有被带走，而是保留在晶体间隙中，并在细小的方解石周围形成“镁膜”，它们妨碍了晶体的进一步重结晶，使方解石的晶粒只有2～3μm大小。当Mg2+为低镁微咸水的淋滤，或为淡水下渗时淋滤，或被碳酸盐层中的黏土矿物吸收，或为雨水的冲洗作用所迁移走时，方解石晶体就从“镁膜”的束缚中解放出来，重结晶作用就会使晶体增长至5～10μm大小的微晶(图15－3)。
图15－3 微亮晶形成过程示意图(福克，1974)
◎微泥晶:在古代石灰岩中常常可以发现一些有孔虫、珊瑚、藻类和粪球粒等，都是由粒径仅为1μm左右的泥晶方解石组成。其特征在透射光下不透明，在反射光下略带白色，福克(1974)将其称为“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“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晶结构。
2.矿物的多相转化作用众所周知，现代浅海的碳酸钙沉积物主要是由文石、高镁方解石和低镁方解石组成。但在相应环境中形成的古代石灰岩却是由低镁方解石组成的。这一现象说明，文石和高镁方解石在成岩过程中都已转变成为低镁方解石。现代碳酸盐沉积物的研究表明，碳酸钙矿物的转化是在常温常压下进行的湿态转变。
文石向方解石转化是通过晶体间的溶液薄膜进行的，包括湿态的同质多象转变和湿态重结晶作用，其转化过程可能是通过文石在极小的范围内溶解和立刻沉淀出方解石而完成的，实质上相当于一种就地交代作用。在这一转化过程中还发生了微量元素锶的丢失，这说明文石向方解石转化是一种湿态过程。
五、交代作用
碳酸盐沉积物或碳酸盐岩中的交代作用十分活跃，常见的交代作用包括白云岩化、去白云岩化、硅化、硫酸盐化、菱铁矿化和黄铁矿化等。
1.白云岩化的形成机制
白云岩的形成机制是碳酸盐岩中最复杂、争论时间最久、最难解决的问题之一(曾允孚，1984)。争论的焦点是有无原生白云岩(何起祥，1977)。目前大多数研究者认为，自然界既存在原生白云岩，也存在着次生成因的白云岩。白云岩的形成机制主要有以下几种:
(1)原生沉淀作用在近现代碳酸盐沉积物中，是否有真正的原生白云石，即是否真正有化学沉淀方式从水中直接沉淀出来的白云石，这是众多学者关心的问题。现在，在常温常压的条件下，在实验室中尚未合成出真正的化学计量的白云石。
澳大利亚南部考龙潟湖中存在原生白云岩。这里的白云岩是在水很咸、pH值很高、植物很茂盛的条件下形成的。通过植物的光合作用，植物从水中吸取CO2，从而使水的pH值升高，这就促使了白云石的沉淀。
(2)渗滤回流作用
Adams＆Rhodes(1960)利用该模式来解释美国得克萨斯二叠纪白云岩的分布。他们认为海岸潟湖的强烈蒸发作用使海水浓缩，石膏沉淀，Ca2+从水中移走，这样富Mg2+的残留卤水就比潟湖之下沉积物中充填的正常海水要重，因而向下渗流，结果富Mg2+的大量水体就流经了先期沉淀的碳酸盐沉积物，引起白云岩化作用(图15－4)。
图15－4 渗滤回流白云岩化模式(K.S.Deffeyes，1965)
Deffeyes et al.(1965)报道了南Carbbean Bonaire的现代富镁卤水与盐湖(石膏正在沉积)具有成因联系。这使渗透回流模式受到了普遍认可。通过湖水化学的研究，他们预测较重的卤水应沉入湖底，会在湖底之下形成白云石。然而，当Lucia于1967年重返该地区钻探验证渗透回流模式时，在预期的深度并未发现白云岩，粒间水的化学成分也与正常海水无异。该钻探活动使渗透回流模式受到了挫折。
(3)溶解－自白云岩化作用
这一模式主张含镁的碳酸盐沉积物在一定的条件下发生溶解，然后重新沉淀下来，Mg2+和Ca2+结合形成白云石。毫无疑问，这一模式能够解释某些白云岩的成因。然而正如Landetal.(1975)指出，这是一种自我消耗，在邻近组分未发生溶解的情况下，不可能为厚层碳酸盐的白云岩化提供大量的Mg2+。
(4)混合白云岩化作用
渗透回流作用和原生沉淀作用机制都有一个共同点，即都需要干热的气候，都需要高Mg/Ca比的盐水，都把白云石当作一种“蒸发”矿物看待。然而，这些模式都不能解释广泛分布的与陆表海陆棚或构造高地共生的白云岩，无蒸发岩共生的白云岩和非潮湿环境的白云岩。
针对这一问题，Hanshaw et al.(1971)和Land(1973)提出了一个新的白云岩化机制，即大气水(淡水)与海水混合的白云岩化机制来解释美国佛罗里达和牙买加第四纪灰岩中的白云岩成因。按照该模式，正常海水与淡水混合形成半咸水，这种盐水对于方解石不饱和，但对于白云石饱和(图15－5)。尔后Badiozmani(1973)接受和应用了该模式。
图15－5 混合白云岩化模式(Badiozmani，1973)
在实验研究中，Badiozmani(1973)验证了大气水(淡水)与正常海水的混合液对方解石和白云石的饱和程度的影响。Badiozmani(1973)用这一混合白云岩化作用机制解释了美国威斯康星的中奥陶统白云岩的成因，得到了满意的结果(图15－6)。
图15－6 地下水与海水混合液对方解石和白云石饱和程度的影响(Badiozamani，1973)海水为正常海水，地下水为墨西哥尤卡坦的地下水
(5)深埋白云岩化作用
Illing(1959)在研究加拿大西部晚泥盆世的礁体时，提出了地下水白云岩化模式。他认为，在埋藏过程中，礁体下部或礁体周围的沉积物排出同生水。这些同生水可能已受到蒙脱石转变成伊利石的影响，因而具有高的Mg/Ca值。当这些同生水流经礁体时，便对礁体产生了白云岩化作用。
Illing(1959)的埋藏白云岩化作用得到了Mattes＆Mountjoy(1980)的支持。在加拿大艾伯塔Jaspar国家公园中的泥盆纪Miette建隆的白云岩化研究中，他们不仅识别出与压溶作用有关的深埋白云岩化作用，而且也识别出几种其他的与埋藏有联系的白云岩。例如，由于受相邻或其上部排出的碱性、富镁流体的影响，从而形成了浸染状的白云石。
(6)蒸发泵吸作用
许靖华等(1969)对波斯湾萨布哈潮上区的白云岩化作用进行了研究，并提出了蒸发泵作用机理(图15－7)。他们认为，海水是由于萨布哈上面的蒸发作用从潟湖侧向被吸至潮上沉积物内(它不是毛细管作用使沉积物孔隙充满水)，这种强烈的蒸发作用也提高了孔隙水的Mg/Ca比值(通过文石和石膏的沉淀消耗了海水中的钙)，因而引起白云岩化作用。在主要的海退期起作用的潮上蒸发白云岩作用，可以产生广泛的白云岩层。
图15－7 潮上萨布哈蒸发泵白云岩化机理(许靖华等，1969)
(7)生物白云岩化作用
这是一个最新的研究成果，Vasconcelos＆Mackenzie(1997)通过研究巴西LagoaVermelha盐碱滩中还原硫酸盐细菌成因的白云石而提出来的(图15－8)。该模式中，沉积物表面缺氧的混浊层创造了一个特殊环境，光合作用产生的有机物可以被还原硫酸盐细菌循环利用，并伴随着方解石和白云石的沉淀。该模式要求有一个持续的硫酸盐供应来沉淀白云石。
图15－8 生物白云岩化作用模式图(Vasconcelos＆Mackenzie，1997)
2.去白云岩化作用
方解石交代白云石的作用称做去白云岩化作用，交代完全时可形成交代石灰岩。去白云岩化岩石的主要特征为(方少仙，1981):
(1)方解石晶体含有未交代完全的白云石残余，形成特征的“嵌晶组构”。但交代完全时，原岩将变为一种细－粗晶的镶嵌组构石灰岩。
(2)方解石常呈白云石菱面体的假象存在，但有时菱面体是由许多方解石聚合而成，即聚合菱面体。
(3)常常保存白云石的残余组构的痕迹，如出现白云石菱面体的氧化铁交代的残余痕迹，或白云石菱面体的痕迹。
去白云岩化一般仅见于地表露头中，在深井中同层位的白云岩往往不发生交代作用，这说明，去白云岩化是在近地表条件下发生的。去白云岩化的交代作用主要是在富含硫酸盐的地下水作用下完成的，硫酸根离子能从白云石中吸取镁离子形成硫酸镁和方解石，其反应式如下:
岩石学
这一反应主要发生于含石膏的白云岩或有石膏夹层的白云岩地区。石膏受淡水溶解后渗入白云岩孔隙，从而引起去白云岩化作用。在白云石被方解石交代的同时，石膏的溶膜孔隙还可被方解石填充。去白云岩化也可以发生在不含石膏的地区，这时硫酸根离子可能是由黄铁矿或其他硫化物的氧化而成。
根据实验(Groot，1967)，去白云岩化是在高Ca/Mg比值情况下，当溶液中CO2分压小于0.05MPa和温度低于50℃的条件下完成的。
3.石膏化和硬石膏化
石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现象叫石膏化或硬石膏化。该作用的发生可能与含硫酸盐的孔隙水的活动有关。碳酸盐矿物或组分在地下被石膏或硬石膏交代。
交代的石膏和硬石膏一般都具有被交代矿物或颗粒的假象。交代不完全时，晶体中保留有残余颗粒的包体，这种包体在反射光下常呈混浊状，显褐色。
4.去石膏化作用
硬石膏或石膏被碳酸盐矿物交代的作用叫去石膏化作用。去石膏化常与地表淡水和细菌的作用有关。在地下还原硫细菌与硫酸盐产生下列反应:
岩石学
此外，在地表去白云岩化时，也可伴有去石膏化作用。
5.硅化作用
当pH相对较低，且孔隙水的SiO2呈饱和时，碳酸盐常常发生硅化。
岩石学
硅化作用具有明显的选择性。生物组分最易发生硅化，形成硅质内模。其他常见的交代产物有硅质结核和硅质条带。硅化产物常常保留原有的沉淀构造(如细纹理和生物的微构造等)。
主要成岩作用类型
答：1.重结晶作用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,而主要矿物成分不发生改变的作用。一般将晶体趋于加大的现象称为“进变新生变形作用”,将晶体趋于缩小的现象称为“退变新生变形作用”。这两种作用的代表性产物分别为“微亮晶”和“微泥晶”。 ◎微亮晶:一些古代灰岩,由大于3μm(...
主要成岩作用类型及其特征
答：(一)破坏性成岩作用主要类型及特征 1.压实、压溶作用 压实、压溶作用是使岩石密度增大、原生孔隙度大幅降低的主要成岩作用。压实作用的强弱主要与岩石埋深、地温及碎屑矿物组分等有关(郑浚茂等,1989;刘宝珺等,1992),浅埋藏时以机械压实作用为主,随着埋深加大代之而发育压溶作用。 富县地区延长组砂岩中,石英含量...
主要成岩作用及其作用特点
答：在很高压力作用下,沉积颗粒可全部或主要呈压溶性接触形成压溶性镶嵌结构,如沉积石英岩就具有这样的结构。就作用机制而言,压溶应属化学变化过程,压力只是使矿物的溶解度加大。因此,压溶也称化学压实。 图14-2 颗粒之间接触类型随压力增大的变化序列 通常,物理或机械压实发生在浅埋成岩阶段并随沉积物的固结而减弱,而...
成岩作用的主要类型
答：成岩作用的主要类型包括：1. 压实作用：在压力作用下，岩石中的颗粒间孔隙减小，体积收缩。例如，在海底火山喷发形成的玄武岩，经过压实作用形成海底枕状玄武岩。2. 胶结作用：包括碳酸盐岩的溶解-再沉淀、硅质或磷质的胶结、铁质或锰质胶结等。胶结物可以是自生矿物，也可以是后期碎屑或溶解物质。3. ...
主要成岩类型
答：溶蚀作用。这些矿物发生交代时，既溶蚀一些矿物又形成一些新矿物，从而对储层物性影响较小。这些成岩作用主要包括钠长石化、黑云母蚀变、硬石膏化、黄铁矿化、高岭石的伊利石化、蒙脱石的伊利石化等。综上所述，造成大量次生孔隙发育的主要成岩作用为碳酸盐类、长石类矿物的溶蚀－沉淀作用。
火山岩成岩作用类型
答：火山岩储集空间的形成、 发展等演化过程非常复杂。 各个演化过程中都发生不同的成岩作用类型, 对储层起到了破坏和改善的双重作用。 准噶尔盆地石炭系火山岩成岩作用类型主要包括结晶分异作用、 冷凝固结作用、 风化淋滤作用、 构造作用、 充填胶结作用、 溶蚀作用和蚀变作用等。1. 结晶分异作用 结晶...
成岩作用及其非均质性
答：（1）压实作用 压实作用是本区砂岩储层中最普遍、最典型的一种成岩作用，也是导致储层物性变差的主要因素之一。MSC4和MSC5砂岩储层从三叠纪开始进入中等埋藏阶段，侏罗纪进入中-深埋藏阶段，早白垩世进入深埋藏阶段，经历了较强的压实。压实强度主要取决于砂岩的埋藏深度、粒度及杂基含量。（2）胶结、...
成岩作用主要包括
答：结晶作用：指岩浆或热液中的溶质在高温条件下逐渐结晶沉淀，形成新的矿物晶体和岩石。这种作用可以使岩石的组分和结构发生改变，从而形成不同的岩石类型。3、变质作用：指岩石在高温和高压的条件下发生物理和化学变化的过程。变质作用可以改变岩石的矿物组成、结构和纹理，形成变质岩，如片麻岩、云母片岩等。
成岩作用类型
答：（1）压实作用 压实作用是松散沉积物在上覆水体和沉积物负荷压力作用下发生总体积缩小和孔隙度 降低的一种成岩作用方式，也是储层形成过程中不可避免的一种破坏性成岩作用。压实作 用在岩石学特征上表现为碎屑粒间孔隙变小和减少，塑性碎屑的变形作用和刚性碎屑的碎 裂作用。在被强烈压实的砂岩中，...
储层成岩作用特征
答：一、成岩作用类型 1.压实作用 压实作用系指沉积物埋藏后,随着埋藏深度的增加,在上覆水层或沉积物的重荷下或构造形变应力的作用下,发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用,与此同时沉积物的密度增加。机械压实的主要标志有: (1)随着压实作用的加强,颗粒间的接触关系变化趋势是:点→线→凹凸→缝合线接触(图10...
