Диагенез осадочных пород

Диагенез – это процесс, при котором осадочные породы изменяются после отложения, но до того, как они будут погребены и литифицированы (превратятся в породу). Этот процесс включает в себя физические, химические и биологические изменения, которые могут повлиять на минералогия, текстура и другие свойства осадочная порода. Диагенез может происходить при относительно низких температурах и давлениях, обычно в пределах нескольких верхних километров земной коры. Он может включать множество процессов, таких как уплотнение, цементация, растворение, перекристаллизация и образование новых полезные ископаемые. В целом диагенез играет решающую роль в формировании свойств и характеристик осадочных пород. горные породы.

Физические и химические изменения во время диагенеза

В ходе диагенеза в осадочных породах могут происходить физические и химические изменения. Физические изменения включают уплотнение и цементацию, тогда как химические изменения включают растворение, осаждение и замещение.

Уплотнение происходит по мере того, как осадочные слои погребаются под дополнительными слоями, что приводит к уменьшению порового пространства между зернами осадка. Это уменьшение порового пространства приводит к более плотной упаковке зерен осадка, что приводит к увеличению плотности и прочности породы.

Цементация происходит, когда минералы, такие как кварц or кальцит, осадок из жидкостей, которые просачиваются через осадок, заполняя оставшееся поровое пространство и связывая зерна осадка вместе.

Растворение происходит, когда минералы в осадке растворяются флюидами, оставляя пустое пространство. Осаждение происходит, когда растворенные в жидкости минералы отлагаются в отложениях, заполняя пустое пространство и потенциально заменяя существующие минералы. Замещение происходит, когда минералы в отложениях замещаются другими минералами, которые привносятся флюидами в процессе диагенеза.

Факторы, влияющие на диагенез

Несколько факторов могут влиять на диагенез осадочных пород, в том числе:

1. Температура: диагенез зависит от температуры, так как более высокие температуры могут вызвать перекристаллизацию минералов и изменение минералогии.
2. Давление: Давление также может играть роль в диагенезе, поскольку повышенное давление может вызвать уплотнение и цементацию осадочных частиц.
3. жидкости: флюиды, присутствующие в осадочных породах, также могут влиять на диагенез. Подземные воды, например, могут изменить минералогию осадочных пород посредством растворения и осаждения.
4. Время: Чем дольше захоронены осадочные породы, тем больше времени остается для диагенеза.
5. Состав осадка: Состав осадочной породы также может влиять на диагенез, так как некоторые минералы более восприимчивы к изменение чем другие.
6. климат: Климат, в котором откладываются осадочные породы, также может влиять на диагенез. Например, засушливый климат может вести к формированию эвапориты, а влажный климат может привести к образованию каолинит.

Виды диагенеза: уплотнение, цементация, перекристаллизация, замещение и др.

В осадочных породах может происходить несколько типов диагенеза:

1. Уплотнение: По мере захоронения осадка вес вышележащих слоев заставляет зерна сжиматься и сближаться, уменьшая объем порового пространства между ними.
2. цементирование: По мере уменьшения порового пространства богатые минералами флюиды могут протекать через породу, откладывая минералы, связывающие зерна вместе. Обычные цементы включают кальцит, кварц и глинистые минералы.
3. перекристаллизация: В условиях повышенной температуры и давления минералы в породе могут растворяться и повторно осаждаться в виде более крупных и более стабильных кристаллов.
4. Замена: В некоторых случаях минералы в исходных отложениях замещаются новыми минералами. Например, арагонит раковины могут растворяться и замещаться кальцитом.
5. роспуск: Некоторые минералы могут растворяться в процессе диагенеза, оставляя после себя поры или каверны.
6. Органические процессы: Бактериальная деятельность может производить метан, который может вызвать осаждение карбонатных минералов.

Тип и степень диагенеза, который происходит в осадочной породе, зависят от множества факторов, включая состав и текстуру исходного осадка, глубину и продолжительность залегания, температуру, давление и химический состав флюидов, протекающих через породу.

Диагенез и пористость/проницаемость осадочных пород

Диагенез может оказывать значительное влияние на пористость и проницаемость осадочных пород. Уплотнение, цементация и замена могут привести к снижению пористости и проницаемости, в то время как перекристаллизация и некоторые формы цементации могут фактически увеличить пористость и проницаемость.

Уплотнение происходит по мере того, как отложения закапываются, и вес вышележащих отложений приводит к более плотной упаковке зерен отложений. Это уменьшает поровое пространство в породе, уменьшая ее пористость и проницаемость.

Цементация происходит, когда минералы осаждаются из жидкостей, заполняющих поры между зернами осадка. Эти цементирующие минералы могут полностью заполнять поры, еще больше снижая пористость и проницаемость породы.

Замещение происходит, когда минералы в породе замещаются другими минералами. Этот процесс также может уменьшить пористость и проницаемость, поскольку новые минералы могут не иметь такой же структуры пор, как исходные минералы.

Перекристаллизация происходит, когда существующие минералы в породе растворяются и переосаждаются в виде более крупных кристаллов более одинакового размера. Этот процесс может увеличить пористость и проницаемость, если новые кристаллы не заполняют поры или если во время процесса создаются новые поры.

В целом, влияние диагенеза на пористость и проницаемость является комплексным и зависит от множества факторов, включая первоначальную среду осадконакопления, природу отложений, тип происходящего диагенеза, а также время и продолжительность диагенетических процессов.

Примеры диагенетических признаков и их значение в интерпретации истории осадконакопления и диагенеза осадочных пород

Есть несколько диагенетических признаков, которые можно использовать для интерпретации истории осадконакопления и диагенеза осадочных пород. Вот несколько примеров:

1. цементирование: Цементация происходит, когда минералы осаждаются в порах между зернами осадка, заполняя пространства и связывая зерна вместе. Различные типы цемента могут образовываться в зависимости от состава отложений и флюидов, присутствующих во время диагенеза. Цементация может уменьшить пористость и увеличить проницаемость породы, что может повлиять на поток жидкости через породу.
2. перекристаллизация: перекристаллизация происходит, когда минералы в породе заменяются новыми кристаллами того же минерала. Это может произойти из-за изменений температуры, давления или химического состава жидкости во время диагенеза. Перекристаллизация может изменить текстуру и ткань породы, а также вызвать минералогические изменения, влияющие на свойства породы.
3. доломитизация: доломитизация происходит, когда богатые магнием флюиды замещают карбонат кальция в осадочной породе, образуя минерал доломит. Этот процесс может происходить во время диагенеза или позже в истории породы и может привести к значительным изменениям пористости и проницаемости породы.
4. Замена: замена происходит, когда один минерал заменяется другим минералом, обычно из-за изменений в химическом составе жидкости. Например, при диагенезе захоронения полевые шпаты в песчаниках могут замещаться глинистыми минералами, что может влиять на механические свойства породы.
5. Конкременты: Конкреции представляют собой сферические или яйцевидные тела, которые образуются в осадочных породах в процессе диагенеза. Они могут образовываться в результате осаждения минералов в порах или в результате роста кристаллов вокруг ядра. Конкреции могут дать важную информацию об условиях диагенеза, а также об условиях осадконакопления породы.

Изучая эти диагенетические особенности, геологи могут получить представление об условиях, присутствующих во время диагенеза, а также об условиях осадконакопления и истории осадочных пород. Эту информацию можно использовать для интерпретации свойств породы и ее потенциала в качестве резервуара для нефти, газа или подземных вод.