第二章第六节其他成岩作用方式.ppt

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1、第二章第二章 成岩作用方式成岩作用方式 第六节第六节 重结晶作用重结晶作用 一、概述一、概述二、陆源碎屑岩的重结晶作用二、陆源碎屑岩的重结晶作用三、碳酸盐岩的重结晶作用三、碳酸盐岩的重结晶作用四、化石的重结晶作用四、化石的重结晶作用 1 1、重结晶作用、重结晶作用 指矿物组分以溶解一再沉淀方式，使得细小晶粒集合成粗大指矿物组分以溶解一再沉淀方式，使得细小晶粒集合成粗大晶粒的过程。晶粒的过程。 燧石中微石英燧石中微石英粗粒石英粗粒石英 石灰岩中泥晶方解石石灰岩中泥晶方解石亮晶方解石等亮晶方解石等 胶体脱水，并转变成结晶物质的现象，称为胶体陈化。胶体陈胶体脱水，并转变成结晶物质的现象，称为胶体陈化

2、。胶体陈化也是一种重结晶作用。化也是一种重结晶作用。一、概述一、概述2 2、矿物的多相转变、矿物的多相转变 矿物的多相转变是一种较复杂的广义重结晶作用。矿物的多相转变是一种较复杂的广义重结晶作用。 当一种矿物转变成另一种更稳定的矿物时，只发生晶当一种矿物转变成另一种更稳定的矿物时，只发生晶格的形状及大小的变化，而无化学成分的变化，但矿物的名称格的形状及大小的变化，而无化学成分的变化，但矿物的名称都发生了改变。都发生了改变。 文石文石方解石方解石 高镁方解石高镁方解石低镁方解石低镁方解石 胶磷矿（隐晶质）胶磷矿（隐晶质）磷灰石（显晶质）磷灰石（显晶质） 蛋白石（非晶质）蛋白石（非晶质）玉髓（隐晶

3、质）玉髓（隐晶质）石英（显晶质）石英（显晶质）二、陆源碎屑岩中的重结晶作用二、陆源碎屑岩中的重结晶作用重结晶作用主要发生在填隙物中（主要为胶结物）重结晶作用主要发生在填隙物中（主要为胶结物）1 1、碳酸盐胶结物、碳酸盐胶结物孔隙充填结构孔隙充填结构连生（嵌晶）结构连生（嵌晶）结构E铁白云石的充填交代铁白云石的充填交代贝贝16井井, 兴安岭群上部，兴安岭群上部，1349.16m贝贝16井，兴安岭群上部，井，兴安岭群上部，1332.23m 贝贝10井井，南屯组，南屯组 ，1620.00m贝贝27井井，大磨拐河组，大磨拐河组 ，1010.99m三、碳酸盐岩的重结晶作用三、碳酸盐岩的重结晶作用1 1、

4、碳酸盐软泥、碳酸盐软泥微亮晶（重结晶的泥晶、微晶）微亮晶（重结晶的泥晶、微晶）(1)(1)重结晶机制重结晶机制（2）微泥晶的成因：）微泥晶的成因： 在古代石灰岩中常常可以发现一些有孔虫、珊瑚、藻类和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，都是由粒径仅为粪球粒等，都是由粒径仅为1左右的泥晶方解石组成。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，其特征在透射光下不透明，在反射光下略带白色，Folk（1974）将其称为）将其称为“微泥晶微泥晶”。 微泥晶的原始成分可能也是镁方解石，在成岩作用过程中，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

5、镁孔隙水产生的毒害效应，阻碍了晶体的重结晶长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，最终只能形成及小的微泥晶结构。大，最终只能形成及小的微泥晶结构。（3 3）重结晶的泥晶与亮晶胶结物的区别）重结晶的泥晶与亮晶胶结物的区别重结晶的泥晶新生变形晶体重结晶的泥晶新生变形晶体A A 新生变形晶体大小不均，常呈斑坎状或不规则状分布；新生变形晶体大小不均，常呈斑坎状或不规则状分布； 亮晶胶结物充填孔隙或曼皮壳状形式出现亮晶胶结物充填孔隙或曼皮壳状形式出现B B 亮晶胶结物充填孔隙时，其长轴常垂直孔隙壁生长，向孔隙亮晶胶结物充填孔隙时，其长轴常垂直孔隙壁生长，向孔隙 中心晶体增大，个数减少；新

6、生变形晶体的似球状斑块则中心晶体增大，个数减少；新生变形晶体的似球状斑块则 相反，中心为微亮晶，外部为放射状排列的较大的长形晶体相反，中心为微亮晶，外部为放射状排列的较大的长形晶体C C 新生变形晶体可破坏颗粒边界，但常保存其残余结构。亮晶新生变形晶体可破坏颗粒边界，但常保存其残余结构。亮晶 胶结物不破坏颗粒边界，常见两个以上世代胶结物不破坏颗粒边界，常见两个以上世代D D 亮晶胶结物干净透明，不含原岩残余物，新生变形晶体因常亮晶胶结物干净透明，不含原岩残余物，新生变形晶体因常 含显得较浑浊含显得较浑浊E E 新生变形晶体晶间界面一般为弯曲状，亮晶胶结物的晶间界新生变形晶体晶间界面一般为弯曲状

7、，亮晶胶结物的晶间界 面平直面平直2 2、文石、文石方解石方解石 （1 1）文石的矿物学特征）文石的矿物学特征 一种碳酸盐矿物。成分为一种碳酸盐矿物。成分为CaCOCaCO3 3 。又称。又称霰石霰石，与，与方解方解石石等成同质多象。斜方晶系，晶体呈柱状或矛状，常见假六等成同质多象。斜方晶系，晶体呈柱状或矛状，常见假六方对称的三连晶。集合体多呈皮壳状、鲕状、豆状、球粒状方对称的三连晶。集合体多呈皮壳状、鲕状、豆状、球粒状等。通常呈白色、黄白色。玻璃光泽，断口为油脂光泽。具等。通常呈白色、黄白色。玻璃光泽，断口为油脂光泽。具不完全的板面解理。贝壳状断口。不完全的板面解理。贝壳状断口。 在自然界文

8、石不稳定，常转变为方解石。在自然界文石不稳定，常转变为方解石。珍珠的矿物成分为文石珍珠的矿物成分为文石（2 2）文石）文石方解石的重结晶机制方解石的重结晶机制 通过晶体间的溶液薄膜进行的通过晶体间的溶液薄膜进行的 文石在极小的范围内溶解和立刻沉淀出方解石而完成的文石在极小的范围内溶解和立刻沉淀出方解石而完成的 转化过程中还发生了微量元素锶的丢失，是一种湿态过程转化过程中还发生了微量元素锶的丢失，是一种湿态过程（1 1）蛋白石）蛋白石 天然二氧化硅胶凝体。含水量不定，通常为天然二氧化硅胶凝体。含水量不定，通常为 3 39 9，最高，最高达达2020以上，属吸附水性质；但也有少量以以上，属吸附水性

9、质；但也有少量以 （OHOH）- - 形式存在。形式存在。 非晶质或超显微晶质矿物。非晶质或超显微晶质矿物。 通常呈冻状或葡萄状通常呈冻状或葡萄状 、 钟乳状皮壳钟乳状皮壳 玻璃光泽，但带树脂光泽，有的还呈柔和淡蓝色调的所谓玻璃光泽，但带树脂光泽，有的还呈柔和淡蓝色调的所谓蛋白光。贝壳状断口。蛋白光。贝壳状断口。 颜色多样颜色多样 普通蛋白石无色或白色，普通蛋白石无色或白色， 含杂质时可呈浅的灰、黄、蓝、棕、红等色含杂质时可呈浅的灰、黄、蓝、棕、红等色 乳白色的称为乳蛋白石乳白色的称为乳蛋白石 黄色而具树脂光泽的称为脂光蛋白石黄色而具树脂光泽的称为脂光蛋白石3 3、蛋白石、蛋白石玉髓玉髓石英石

10、英深灰或蓝深灰或蓝至黑色的黑蛋白石罕见，是珍贵的宝石。至黑色的黑蛋白石罕见，是珍贵的宝石。作为宝石的其他主要变种有：作为宝石的其他主要变种有： 火蛋白石，具强烈的橙、红等反射色；火蛋白石，具强烈的橙、红等反射色； 贵蛋白石呈红、橙、绿、蓝等晶亮闪烁的变彩贵蛋白石呈红、橙、绿、蓝等晶亮闪烁的变彩 木蛋白石是被蛋白石所石化的树木化石色木蛋白石是被蛋白石所石化的树木化石色在宝石业中，按色泽分为闪山石、欧泊、勒子石、玉滴石等。在宝石业中，按色泽分为闪山石、欧泊、勒子石、玉滴石等。 Lightning Ridge, large opal field in Australia, near the nort

11、hern border of the state of New South Wales, in the plains region of the Great Artesian Basin. The town of Lightning Ridge is 75 km (45 mi) north of Walgett and 770 km (480 mi) northwest of Sydney. The field is the only reliable source in the world for black opals. Opals have been mined in the area

12、since the 1880s, but commercial mining began only in the early 20th century and expanded in the 1960s, boosting the towns economy. The mining has also encouraged tourism, with tours of mines, opal-cutting xhibitions, and an Opal Festival, held every August. Lightning Ridge is said to have been named

13、 for a sheep that was struck by lightning. 蛋白石形成于地表或近地表富水的地质条件下，存在于蛋白石形成于地表或近地表富水的地质条件下，存在于各种类型岩石的空洞和裂隙中，尤以火山岩和热泉活动的地各种类型岩石的空洞和裂隙中，尤以火山岩和热泉活动的地区为常见。区为常见。 在第三纪及近代的海洋沉积物中也常见。在第三纪及近代的海洋沉积物中也常见。 蛋白石暴露于干热的大气中时，可逐渐脱水而慢慢失去蛋白石暴露于干热的大气中时，可逐渐脱水而慢慢失去光泽，并最终转变为石髓。光泽，并最终转变为石髓。 宝石级蛋白石的重要产地有澳大利亚的昆士兰和新南宝石级蛋白石的重要产地有澳

14、大利亚的昆士兰和新南威尔士、墨西哥、洪都拉斯、匈牙利、日本、新西兰、美国威尔士、墨西哥、洪都拉斯、匈牙利、日本、新西兰、美国的内华达和爱达荷等。的内华达和爱达荷等。蛋白石的重结晶作用蛋白石的重结晶作用按照蛋白石的光性和衍射图象分为：按照蛋白石的光性和衍射图象分为：蛋白石蛋白石 A 几乎都是非晶质的氧化硅，几乎都是非晶质的氧化硅， 在在x射线衍射图上，射线衍射图上， 大约在大约在041nm处为宽带，无方石英或鳞石英的峰值。处为宽带，无方石英或鳞石英的峰值。生物成因：硅藻、放射虫、海绵骨针的壳生物成因：硅藻、放射虫、海绵骨针的壳非生物成因：贵蛋白石、硅华非生物成因：贵蛋白石、硅华 非生物成因的蛋白

15、石是由非生物成因的蛋白石是由pH降低、温度降低或蒸发作用，降低、温度降低或蒸发作用，从低盐度过饱和的碱性溶液中，由于聚合作用，氧化硅凝胶从低盐度过饱和的碱性溶液中，由于聚合作用，氧化硅凝胶沉淀形成。沉淀形成。 蛋白石蛋白石C 主要是由有序的方石英及少量的鳞石英的峰值叠加主要是由有序的方石英及少量的鳞石英的峰值叠加蛋白石蛋白石CT 蛋白石蛋白石 CT是是 方石英方石英( (低温方石英低温方石英) )和和 鳞鳞石英，无序混层构成。石英，无序混层构成。 其其X X射线衍射图表明，在面网间距为射线衍射图表明，在面网间距为0.4050.405一一0.41nm0.41nm以及以及0.25nm0.25nm处

16、有两个宽阔的反射峰，处有两个宽阔的反射峰， 在在0.4250.425一一0.435nm0.435nm处有一个不太明显的次要反则峰，随着埋藏处有一个不太明显的次要反则峰，随着埋藏深度增大，深度增大，蛋白石蛋白石CT的结晶度增加，而网间距减小。的结晶度增加，而网间距减小。 （2 2）玉髓）玉髓 玉髓的原子排列与石英完全一样，是一种隐晶、微晶玉髓的原子排列与石英完全一样，是一种隐晶、微晶状的石英变种，具有充填水的超微孔状的石英变种，具有充填水的超微孔(0.1nm)(0.1nm)，比石英合有更，比石英合有更多的杂质，常呈细小粒状、纤维状及放射状球粒。纤维多的杂质，常呈细小粒状、纤维状及放射状球粒。纤维

17、状视延性的不同，分为正玉髓和负玉髓，硅质岩中负玉髓居多，状视延性的不同，分为正玉髓和负玉髓，硅质岩中负玉髓居多，正玉髓常与蒸发岩共生。正玉髓常与蒸发岩共生。（3 3）微晶石英）微晶石英 微晶石英，通常微晶石英，通常1010一一5050m m，常常等粒镶嵌，出于晶体的，常常等粒镶嵌，出于晶体的生长干涉形成弯曲的晶面。生长干涉形成弯曲的晶面。 古代的硅质岩主要是微晶石英和天髓组成，蛋白石仅出古代的硅质岩主要是微晶石英和天髓组成，蛋白石仅出现于中生代和新生代的硅质岩中。现于中生代和新生代的硅质岩中。（4 4）重结晶顺序）重结晶顺序蛋白石蛋白石 A（硅质生物软泥）（硅质生物软泥）蛋白石蛋白石 A（次生

18、非晶质氧化硅）（次生非晶质氧化硅）蛋白石蛋白石 CT再有序的蛋白石再有序的蛋白石 CT玉髓玉髓微晶石英微晶石英结晶度由低到高结晶度由低到高四、化石的重结晶作用四、化石的重结晶作用 1 1、钙质生物骨骼、钙质生物骨骼 钙质生物骨骼由文石或方解石组成钙质生物骨骼由文石或方解石组成 许多动物的壳是由文石组成，文石最终转变成方解石。许多动物的壳是由文石组成，文石最终转变成方解石。 目前发现侏罗纪的蜗牛和双壳类仍然主要由文石组成，目前发现侏罗纪的蜗牛和双壳类仍然主要由文石组成，而早于侏罗纪的壳类化石已重结晶成方解石。而早于侏罗纪的壳类化石已重结晶成方解石。 按晶体的空间分布形态分为粒状、纤状、片状和柱状

19、四按晶体的空间分布形态分为粒状、纤状、片状和柱状四种结构类型。种结构类型。A A 粒状结构粒状结构 由大致等粒状的方解石或文石晶粒组成，是低等生物的主由大致等粒状的方解石或文石晶粒组成，是低等生物的主要结构类型，细分为：要结构类型，细分为：圆笠虫圆笠虫胶粒或粘结结构胶粒或粘结结构隐粒结构隐粒结构微粒结构微粒结构晶粒结构晶粒结构单晶结构单晶结构B B 纤状结构纤状结构 由平行或放射排列的方解石或文石纤状晶体组成。由平行或放射排列的方解石或文石纤状晶体组成。光性光性c c轴与结晶轴与结晶c c轴轴( (延向延向) )一致。为腔肠动物、节肢动物一致。为腔肠动物、节肢动物( (钙壳钙壳) )、轮藻藏卵

20、器和鱼耳石的主要特征。某些有孔虫、苔藓虫、腕足轮藻藏卵器和鱼耳石的主要特征。某些有孔虫、苔藓虫、腕足类和软体动物亦具此结构。按纤体生长基础的几何形态、生长类和软体动物亦具此结构。按纤体生长基础的几何形态、生长方式和大小分为层纤、柱纤、球纤、柱层纤和玻纤五种。方式和大小分为层纤、柱纤、球纤、柱层纤和玻纤五种。C C 片状结构片状结构 由近乎平行的、厚度小于由近乎平行的、厚度小于1 1的方解石或文石小片状晶体的方解石或文石小片状晶体叠积组成。常见于苔鲜虫、腕足类、软体功物和环节叠积组成。常见于苔鲜虫、腕足类、软体功物和环节( (龙介科龙介科) )动物栖管小，按小片叠积方式和光轴方位，分为叶片、交动

21、物栖管小，按小片叠积方式和光轴方位，分为叶片、交错纹和珍珠三种类型。错纹和珍珠三种类型。D D 柱状结构柱状结构 柱体较宽，短轴大于柱体较宽，短轴大于5 5 ，横切面为多边形，长轴垂直或，横切面为多边形，长轴垂直或倾斜于壳面。柱体为单独的消光单位，其光性方位杂乱柱体倾斜于壳面。柱体为单独的消光单位，其光性方位杂乱柱体间界线规则或不规则。主要组成腕足类、瓣鳃类、腹足类和掘间界线规则或不规则。主要组成腕足类、瓣鳃类、腹足类和掘足类的肌泌层。某些腕足类外层、某些瓣鳃类外尼、某些腹足足类的肌泌层。某些腕足类外层、某些瓣鳃类外尼、某些腹足类外层的柱体结构发育，可为主壳层。类外层的柱体结构发育，可为主壳层。 硅化木硅化木(Petrified-Wood)(Petrified-Wood)生成于中生代，以侏罗纪最多。生成于中生代，以侏罗纪最多。由富二氧化硅交代而石化。由富二氧化硅交代而石化。 硅化木的矿物成分为蛋白石及玉髓硅化木的矿物成分为蛋白石及玉髓。2 2、硅化木的成因、硅化木的成因