沉积学与层序地层学4(陆源碎屑岩)

第四章陆源碎屑岩,clasticrocksofterrigenousorigin,按照成因，碎屑岩的组成部分包括：陆源碎屑物质、化学沉淀物质。,碎屑岩,陆源碎屑物质,化学沉淀物质,碎屑颗粒,杂基,胶结物,矿物碎屑,岩屑,第一节碎屑岩的成分,Compositionofclasticrocks,一、概述,按照按产出形式，碎屑岩的基本组成部分包括：碎屑颗粒（矿物碎屑和岩石碎屑）、填隙物（杂基和胶结物）、孔隙。,碎屑岩的基本组成,碎屑颗粒,填隙物,杂基,胶结物,矿物碎屑,岩屑,孔隙,碎屑颗粒,填隙物,碎屑岩中的矿物,碎屑岩中的矿物,陆源碎屑矿物,自生矿物,在后生阶段生成的矿物,他生矿物，亦称继承矿物,沉积、成岩阶段生成的矿物,后生矿物,（一）矿物碎屑（Mineralclastics）,沉积岩中已发现的碎屑矿物约有160种，最常见的约有20种。在一种碎屑岩石中，其主要的碎屑矿物通常不过35种。,按照相对密度，碎屑矿物可分为：轻矿物：2.86，榍石、锆石等,碎屑：矿物碎屑、岩石碎屑（岩屑）,二、碎屑成分（Clasticconstituents）,1.石英（Quartz）,石英抗风化能力强，既抗磨又难分解，同时在大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高。所以石英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。,石英主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含量66.8%），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则更少。,石英具有油脂光泽，但只在新鲜断口上表现得明显。,在结晶岩中，深成中酸性岩浆岩、石英一长石质片麻岩及片岩含有大量石英，这是碎屑石英的主要来源。,不同来源的石英具有不同的特点。通过石英中所含包裹体及波状消光现象，结合颗粒大小及形状等特征，有助于判断石英的来源。,来自深成岩浆岩的石英：来自中酸性深成岩的石英，常含有细小的液体、气体包裹体，或含锆石、磷灰石、电气石、独居石等岩浆岩副矿物包裹体。矿物包裹体颗粒细小，自形程度高，排列无一定方位。尘状气、液包裹体使石英颗粒呈云雾状。,过去认为岩浆岩中的石英很少见到波状消光，但更多观察表明：较老的岩浆岩中的石英常常也表现有明显的波状消光。,来自变质岩的石英：片麻岩和片岩风化崩解后，会产生大量的单晶及多晶石英。变质石英表面常见裂纹，不含气液包裹体。大多数的石英晶粒都具有波状消光。,来自喷出岩及热液岩石的石英：火山喷出岩中的石英为高温石英，多为单晶，不具波状消光，不含包裹体，表面光洁如水，具有石英外形和破裂纹、港湾状溶蚀边缘。,来自热液脉的石英常含很多水、气包裹体。,再旋回石英：呈浑圆状或带自生加大边，以单晶的非波状消光石英为主。,2.长石（Feldspar）,在碎屑岩中，长石的含量少于石英。砂岩中长石的平均含量为1015%，长石主要分布于巨、粗砂岩中，有时见于中粒砂岩中，在砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。,长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。地壳运动比较剧烈，地形高差大，气候干，物理风化作用为主，搬运距离近以及堆积迅速等条件，是长石大量出现的有利因素。,在碎屑岩中，钾长石（正长石微斜长石）斜长石（钠长石钙长石）。,在长石中，最新鲜的是微斜长石，其颗粒表面极光洁，网格双晶清晰可见，常呈圆粒状。正长石常见高岭石化，使表面呈云雾状，颗粒轮廓模糊不清。酸性斜长石常具有清晰的钠长石双晶。斜长石常被绢云母或碳酸盐矿物所交代，表面呈云雾状，轮廓模糊。,再旋回长石的特征是微斜长石、正长石或斜长石具有自生加大边，与石英的自生加大不同，长石自生加大与原长石碎屑的光性方位不同，不同时消光。,3.云母（Mica）,在碎屑岩中，白云母黑云母。,4.重矿物（Heavymineral）,在碎屑岩中含量极少，一般不超过1%，在粒级为0.250.05mm的范围重矿物含量最高。,按重矿物的风化稳定性可分为：稳定的重矿物和不稳定的重矿物。,不同类型的母岩其矿物组分不同，经风化破坏后会产生不同的重矿物组合，因此，利用重矿物解释母岩是非常有用的。,各类岩石的轻、重矿物组合,（二）岩屑（Rockfragments）,岩屑是母岩岩石的碎块，是保持着母岩结构的矿物集合体。,岩屑的含量决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。,所以，岩屑是提供沉积物来源区的岩石类型的直接标志。,在砂岩的碎屑中，岩屑的平均含量为1015%，常见的岩屑类型有：,花岗岩岩屑：花岗岩是地壳上分布最广的一类岩浆岩，沉积碎屑岩的主要母岩。,喷出岩岩屑：在砂岩中较丰富,酸性,中性,基性,碱性,片麻岩、片岩岩屑：易形成大量多晶石英,脉石英岩屑,脉石英岩屑,石英砂岩岩屑：较少或很少,燧石：稳定，抗风化能力较强,粘土岩岩屑,在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有一定关系。,三、填隙物成分（Interstitialminerals）,碎屑碎屑颗粒间的填隙物包括：杂基和胶结物,（一）杂基（Matrix）,1.杂基是碎屑岩中的细小的机械成因组分，其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。,3.不同碎屑岩中，杂基含量不同。杂基含量高是不成熟砂岩的特征。,2.杂基成分：高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物，亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级碎：绢云母、绿泥石、石英、长石等。,（二）胶结物（Cement）,胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。,胶结物成分主要有：硅质（石英、玉髓、蛋白石）碳酸盐（方解石、白云石）铁质（赤铁矿、褐铁矿等）硬石膏、石膏、黄铁矿粘土矿物,1.硅质胶结物（Siliceouscement）,包括非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓和结晶质的石英。,重结晶转变：蛋白石玉髓石英,硅质胶结物是由砂岩的过饱和孔隙水中沉淀出来的，孔隙水中溶解的SiO2可以有不同的来源：,海相沉积物孔隙水中，大量硅藻、放射虫、硅质海绵以及其它非晶质氧化硅骨骼发生溶解。在强大压力下，石英颗粒的局部溶解。长石、粘土矿物等硅酸盐矿物以及火山玻璃等物质的分解。,2.碳酸盐胶结物（Carbonatecement）,在砂岩中最常见的碳酸盐胶结物是方解石,由方解石胶结的砂岩常形成嵌晶结构,铁白云石胶结物,菱铁矿胶结物,3.其它类型的胶结物,氧化铁：赤铁矿、纤铁矿、针铁矿,石膏及硬石膏,磷灰石、沸石、海绿石等,重晶石、天青石、高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿泥石等,四、化学成分（Chemicalcomposition）,碎屑岩的成分可以用所含矿物成分表示，也可以用化学成分表示。,化学成分对岩浆岩、变质岩的研究十分重要。当前化学分析方法在研究碎屑岩中的应用还是日趋广泛。,砂岩中不同碎屑组分的砂岩，其化学成分特点亦不相同,主要砂岩类型的平均化学组分,化学成分与粒度之间存在明显关系,粗细SiO2减少，Al2O3和FeO增加,成熟度指碎屑物质在风化、搬运过程中，被改造趋向于最终产物的程度。碎屑物质被改造趋于的最终产物是什么样的程度？化学成分与矿物成分：SiO2、Al2O3含量；石英、长石、岩屑等含量成分成熟度结构：圆度、球度、分选性等方面结构成熟度,五、成分成熟度,成分成熟度指碎屑物质成分上被改造趋向于最终产物的程度，亦称“化学成熟度”或“矿物成熟度”。化学成分：SiO2含量高，Al2O3含量少；矿物成分：石英含量高、长石、岩屑等含量少,成熟度指数判别砂岩或其它碎屑岩在化学上及在矿物学上成熟度高低的一个指数：SiO2/Al2O3，Q/F，Q/（F+R），ZTR,Q=Quartz石英F=Feldspar长石R=Rockfragments岩屑Z=zircon锆石T=tourmaline电气石R=rutile金红石,成熟的砂岩以最稳定组分Q为主，Q75%，甚至90%以上，SiO2含量极高，Al2O3含量极低，SiO2/Al2O3比值高。,未成熟的砂岩最稳定组分含量低，不稳定组分含量高，SiO2/Al2O3比值低，如长石砂岩、岩屑砂岩。,按成分成熟度来划分，砂岩可以分为成熟砂岩和未成熟砂岩。,第二节碎屑岩的结构,Texturesofclasticrocks,碎屑岩的结构是指构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状以及空间组合方式。,碎屑岩的结构组分,碎屑颗粒,填隙物,孔隙（派生组分）,矿物碎屑,岩石碎屑,杂基,胶结物,一、碎屑颗粒的结构（Texturesofclasticgrains）,碎屑颗粒的结构特征一般包括：粒度、球度、形状、圆度、颗粒的表面特征。,（一）粒度（Grainsize）,1.粒度的概念,粒度是指碎屑颗粒的大小。粒度是碎屑颗粒的最主要的结构特征，直接决定着岩石的类型和性质，是碎屑岩分类命名的重要依据。,表示粒度，可用线性值和体积值,体积值：可用标准直径（dn）表示，代表着与颗粒同体积的球体直径。,线性值：直观度量出来的线性直径，颗粒的长、中、短直径:dL（A）、dI（B）、dS（C）,最大投影面,2.粒级的划分,（1）伍登温特华斯（Udden-Wentworth）的划分方案，2的几何级数制。它是以1mm为中心，乘以2或除以2来进行分级的。0.06250.1250.250.51mm,（2）十进制划分方案，在我国应用较广泛。,0.00010.0010.010.11101001000mm,（3）中国石油天然气集团公司标准石油行业碎屑颗粒粒度分级标准。,3.碎屑岩的粒度分类及命名,（1）三级命名法：50%的粒级定为岩石的主名，即基本名；介于50-25%之间的粒级以形容词“质”的形式写在基本名之前；25-10%的粒级作次要形容词，以“含”的形式写在最前面；含量10%的粒级一般不反映在岩石的名称中,（2）复合命名：若碎屑岩的粒度分选较差，所含粒级较多，没有含量50%的粒级，而含量介于5025%的粒级又不止一个，进行复合命名，以“岩”的形式表示，含量较多的写在后面。,（3）若碎屑岩的粒度分选更差，粒度含量均2/3，C/B2/3椭球体：B/A2/3扁球体：B/A2/3，C/B2/3长扁球体：B/A50%。,2.角砾岩（breccias）：棱角状和次棱角状砾石含量50%。,（Classificationbyroundnessofgravels）,（二）根据砾石的大小分类,细砾岩（granules）：砾石直径为210mm中砾岩（pebbles）：砾石直径为10100cmm粗砾岩（cobbles）：砾石直径为1001000mm巨砾岩（boulders）：砾石直径为1000mm,当岩石中碎屑颗粒大小不一致时，可采用三级命名法。角砾岩也可以按平均粒度大小同样命名。,（Classificationbysizeofgravels）,（三）根据砾石的成分分类（Classificationbycompositionofgravels）,1.单成分砾岩和角砾岩（oligomicticconglomeratesandbreccias）,砾石成分较单一，同一种成分的砾石占75%以上，可以是稳定性较高的岩屑或矿物碎屑，如滨岸地带的石英砾石，也可以是稳定性较低的岩屑，如竹叶状灰岩。,2.复成分砾岩和角砾岩（polymicticconglomeratesandbreccias）,通常分选不好，磨圆度不高，层理不明显，多沿山区呈带状分布，厚度变化大，为母岩迅速破坏和迅速堆积的产物。,砾石成分复杂，各种类型的砾石都不超过50%。,成因类型很多，以造山期后的河或砾岩及山麓洪积砾岩分布最广。,1.底砾岩（basalconglomerates）,分布于侵蚀面上，常常位于海侵层位的最底部，与下伏地层呈假整合接触，为海侵开始阶段的产物。,成分一般较简单，稳定组分较高，磨圆度高，分选性好，基质含量少。,（四）根据砾岩在剖面中的位置分类,（Classificationbypositionofconglomeratesinsections）,2.层间砾岩（interformationalconglomerates）,整合地夹于其它岩层之间，它的存在并不代表有侵蚀间断，与下伏地层是连续沉积的。,砾石成分较复杂，磨圆度差，基质成分复杂。,它们通常是当地岩石边冲刷、边沉积的破坏产物。,3.层内砾岩,层内砾岩是指该岩层在准同生期尚处于半固结状态时，经侵蚀、破碎和再沉积而成的砾岩沉积物，再经成岩作用而成的砾岩，如竹叶状灰岩。,底砾岩、层间砾岩和层内砾岩的特征比较,（五）成因分类（Geneticclassification）,诺尔顿（Norton，1917）首先提出角砾岩的成因分类。,在砾岩分类中采用具有成因意义的岩石特征，作为分类的基础，既有利于成因分析，又便于实际工作，这样较为理想。,滨岸砾岩、河成砾岩、洪积砾岩、冰川砾岩、内碎屑砾岩、泥石流砾岩、滑塌砾岩、岩溶砾岩、礁前砾岩等。,三、主要成因类型（Maingenetictypesandexamples）,砾岩和角砾岩的成因类型很多，常见的几种类型有：滨岸砾岩（Coastalconglomerates）、河成砾岩（Fluvialconglomerates）、洪积砾岩（Alluvialconglomerates）、冰川角砾岩（Glacialbreccias）、滑塌角砾岩（Slumpbreccias）岩溶角砾岩（Karstbreccias）,滨岸砾石,（续表）,四、研究方法和意义（Resaerchmethodsandsignificance）,（一）研究方法,1.野外研究,（1）粒度和分选（2）砾石成分（3）砾石的磨圆度、球度及表面特征,（4）基质的成分和结构特点、胶结物的成分、胶结类型以及它们与砾石的相对含量。,（5）沉积构造特点,（6）砾石层的产状及与其它岩石层的关系，在平面上的分布情况。,2.室内研究是野外工作的补充，是野外实际资料的综合整理。,（二）研究意义,1.常作为沉积间断的标志和划分地层的依据。2.有助于了解地质发展历史，如地壳运动情况、古气候条件、冰川的存在等。3.在古地理研究中具有重要的作用。4.砾岩本身就是矿石。5.未胶结或中等胶结的砾岩常常是含水层，也可以含油、气。,（Sandstonesandsiltstones）,第四节砂岩及粉砂岩,一、砂岩的一般特征（Generalcharacteristics）,（一）基本概念,砂岩：主要由砂（20.1mm）的陆源碎屑颗粒组成的碎屑岩，其中砂的含量50%。,Sandstone,Primaryquartzgrains（originalsediment）cementedwithcalciumcarbonatematrix,（二）砂岩的一般特点,（1）碎屑成分较为复杂，以轻矿物为主，重矿物10%的，分选不好的混杂砂岩杂砂岩（wacke）粘土基质10%）和砂屑岩（粘土基质15%泥质岩：基质50%（2）对砂岩和杂砂岩进行三角图解三端元分类：石英（Q）、长石（F）、岩屑（R）的相对含量进行划分，其中R包括燧石、硅质岩屑和花岗质岩石在内的各种岩屑以及碎屑状云母及绿泥石。,（3）对于富长石特别是富岩屑的砂岩，可采用辅助三角图解，辅助三角图解的三个端元组分可根据具体情况灵活选择。（4）当砂岩中含有次要矿物和特殊矿物时，可采用附加定名，如海绿石石英砂岩，其综合定名格式为：颜色+特征矿物+胶结物成分+结构（粒级类型）+岩石基本名称。如：紫红色铁质胶结中细粒石英砂岩灰绿色含海绿石中粒石英砂岩,三、石英砂岩类（一）主要类型（Maintypes）1.石英砂岩（Quartzsandstones）（1）石英碎屑90%，含少量长石和燧石等岩屑，重矿物含量极少。（2）石英大都为单晶石英，磨圆好，分选好，缺少泥质。（3）几乎所有的石英都含有包裹体,（4）长石主要是微斜长石、正长石和钠长石。（5）岩屑可能只包含少量磨蚀好的燧石和石英岩等。（6）胶结物大多为硅质，次为钙质、铁质及海绿石等。（7）化学成分：SiO2含量高，可达99%，甚至更高。（8）颜色：大多为灰白色，有些略带浅红、浅黄、浅绿等色调，主要取决于胶结物的颜色。（9）沉积构造：波痕、交错层理。,2.长石质石英砂岩Q=7590%，FR，F=525%，RF，R=525%，F15%。4.长石岩屑质石英砂岩Q=5075%，F25%，RR,（二）成因（Origin）1.物质基础要有富含长石的母岩，如花岗岩、花岗片麻岩等。,2.有利于母岩崩解条件（1）构造条件：在构造活动比较强烈的地区，形成高差较大的地形起伏，花岗质基底隆起，相邻地带发生沉陷，从而使母岩遭受到剧烈侵蚀、快速堆积。,3.多在特定的环境下生成（1）在地台区少见，台地区多为基底型长石砂岩，分布不广，厚度较小。（2）在地槽区有大量长石砂岩堆积，山间坳陷、边缘坳陷的河、湖环境中，海成者很少见。,（2）气候条件：极其干旱或寒冷的气候条件下化学风化减弱有利于不稳定组分的保存，温湿气候条件也有长石砂岩的堆积。,五、岩屑砂岩类（一）主要类型（Maintypes）1.岩屑砂岩（Rockfragmentsandstones）（1）含有丰富的岩屑，R25%，F5060%，泥质可达3040%，砂（50%）的沉积岩。粘土疏松或未固结成岩的粘土矿物沉积物，粒径50%）组成的沉积岩,粘土岩的主要组分粘土矿物大多数来自母岩风化的产物，并以悬浮方式搬运至水盆地，以机械沉积的方式而成。所以粘土岩应归属陆源碎屑沉积岩。粘土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石，约占沉积岩总量的60%（也有人认为55%）。粘土岩是主要的生油岩和良好的盖层，同时亦具有其它广泛的工业使用价值。,1.非渗透性石油及天然气在地下保存的良好盖层2.吸附性粘土矿物具有从周围介质中吸附各种离子、放射性元素及有机色素的能力。自然伽马测井（U4，Th4，K）改善钻井液性能（调节粘度）3.吸水膨胀性：蒙脱石吸水膨胀810倍,二、粘土岩的主要物理特性,4.可塑性水调和后造形，撤外力形不变5.耐火性Al2O3Fe，TiO2，SiO26.烧结性粘土矿物在低于耐火度的低温下局部熔化，因而使质点相互粘结成坚硬的瓷质石块。粘土熔融（从局部熔化至全部熔化成流体的温度范围）范围越大，工业价值越高。,7.粘结性（结合性能）指粘土能与瘠性材料（掺入砂质）粘合，塑造出良好的泥坏，干燥后坚实的性能。,8.干缩性指粘土沉积物风干或加热烧干后，由于质点表面结合水分的蒸发，而产生的体积收缩的现象。对于工业原料来说，是一种不利的性质。,矿物成分以粘土矿物为主，次为陆源碎屑矿物、化学沉积的非粘土矿物及有机质。化学成分以SiO2、Al2O3、H2O为主，次为Fe、Mg、Ca、Na、K的氧化物及一些微量元素。,三、粘土岩的物质成分,（一）粘土矿物（Clayminerals）粘土矿物是一种含水的硅酸盐或铝硅酸盐，可分为非晶质和结晶质两类。,粘土矿物的结构由两种基本结构层构成：硅氧四面体层和铝氧八面体层或铁氧八面体层。,1.粘土矿物的结构,硅氧四面体由一个硅与四个氧组成,铝氧八面体层主要由铝与氧或氢氧离子的八面体配位构成的,当八面体层中心由三价的阳离子（Al3+、Fe3+）充填时，则所有的八面体的中心，只有三分之二被充填，必定有一个空位置，称二八面体型结构（水铝矿层Al-OH）。,当八面体层中心由二价的阳离子占据时，则所有的八面体的中心全部被充填，称三八面体型结构（水镁石层Mg-OH）。,粘土矿物的结构单位层有两种类型：,蒙脱石型：属三层型的结构单位层（2:1型），由两层四面体夹一层八面体组成，伊利石和绿泥石也属三层型。,高岭石型：属双层型的结构单位层（1:1型），由一个八面体层连接一个四面体层组成。,除了以上四种常见的粘土矿物外，还有不少的混层粘土，它是由两种以上的粘土矿物的结构单位层在c轴方向交互叠置构成的。,若两种以上粘土矿物结构单位层作有规律的互层叠置，则称有序混层；否则称为无序混层，如伊-蒙混层、绿-蒙混层、伊-绿混层等。,2.粘土矿物的类型,（1）高岭石族,高岭石、地开石、珍珠陶土，其化学式为Al4Si4O10（OH）8或Al2O32SO22H2O,（2）埃洛石（多水高岭石）族,埃洛石（多水高岭石）Al4Si4O10OH84H2O变埃洛石Al4Si4O10OH8,埃洛石的晶体结构（沿a轴投影）,（3）蒙脱石族,蒙脱石、拜来石、绿脱石、皂石等蒙脱石（Al2，Mg3）Si4O10（OH）2nH2O,（4）水云母族,伊利石（水云母）K1Al2（Al，Si）Si3O10（OH）2nH2O海绿石,砂岩中粒表和孔隙充填的伊利石，呈叶片-丝缕状。,（5）绿泥石族,正绿泥石（Mg，Fe）p（Al，Fe）pSi4-pO10（OH）8鳞绿泥石,（6）海泡石族,海泡石（sepiolite）、坡缕石等,层状结构硅酸盐矿物。成分为Mg4Si6O15（OH）26H2O。斜方晶系。世界最主要产地为土耳其的埃斯基谢希尔。中国产地有江西乐平、湖南浏阳等。,（二）非粘土矿物（Non-Clayminerals）1.陆源碎屑矿物石英、长石、云母、各种副矿物。2.化学沉积的自生矿物主要有Fe、Mn、Al的氧化物和氢氧化物、含水氧化硅、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化物。,（三）有机物质（Organicmaterials）,有些粘土岩中含有大量的炭质，是成煤的原始有机物质。,粘土岩中常有数量不等的有机物质,（四）粘土岩的化学成分粘土岩的化学成分主要为SiO2、Al2O3、H2O，可达80%，其次为Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等。,（一）粘土岩的结构（Texturesofclayrocks）,1.按颗粒的相对含量划分,含粉砂（砂）粘土结构,粘土结构,粉砂（砂）质粘土结构,四、粘土岩的结构、构造和颜色,Textures，structuresandcolorsofclayrocks,2.按粘土矿物的结晶程度及晶体形态划分,隐晶质结构,非晶质结构,显晶质结构,3.鲕粒及豆粒结构,5.残余结构,4.内碎屑结构,（二）粘土岩的构造（Structuresofclayrocks）,各种层面构造（干裂、雨痕、）,层理（水平层理、块状层理等）,水底滑动构造,宏观构造,显微毡状构造,显微鳞片构造,显微定向构造,显微构造,MudCracks,（三）粘土岩的颜色（Colorsofclayrocks）,粘土岩常见的颜色有红、紫、褐黄、灰绿、灰黑、黑色等，颜色的差异与粘土岩含的有机碳、铁离子的氧化状态等因素有关。,五、粘土岩的分类（Classificationofclayrocks）,（一）压实作用（Compaction）,粘土物质沉积后，处于软泥状态，其原始孔隙度达7090%，孔隙中饱含自由水。,粘土沉积物的沉积后变化主要表现为压实作用、粘土矿物的转化作用和脱水作用。,六、粘土沉积物的沉积后变化,埋深300500m，孔隙水很容易排出，孔隙度急剧降低。埋深500m，孔隙度降低显著变缓。埋深2000m左右，孔隙度为1015%。埋深4000m，孔隙度为510%。埋深6000m，孔隙度为33.5%。,随着埋藏深度的增加，在上覆水体和沉积物负荷的重压下，粘土质点将重新排列、变形或破裂，孔隙水不断排出，原始粘土沉积物孔隙度大大降低，体积缩小，最后被压固结成为粘土岩。,（二）粘土矿物的转化作用,随着埋藏深度的增加、压力和温度的增加，粘土矿物之间将发生转化作用。,（Inversionofclayminerals）,不同地质时代中粘土矿物的分布,浅埋条件下，粘土矿物可出现高岭石和蒙脱石；深埋条件下，这些矿物消失而转化成伊利石和绿泥石。,1.高岭石的转化,高岭石类的粘土矿物在埋藏成岩过程中的转化趋势是转变为蒙脱石、伊利石或绿泥石。,2.蒙脱石的转化,随埋深的增加，蒙脱石向伊利石转化。蒙脱石向伊利石或绿泥石转化的重要条件是孔隙水为碱性介质，如果孔隙水为酸性，蒙脱石则将向伊利石转化。,3.伊利石和绿泥石的转化,伊利石和绿泥石在埋藏成岩过程中，若孔隙水保持碱性，二者可保持稳定而不发生变化。若孔隙水为酸性，则二者均不稳定，并且可以转化为高岭石。这种逆向转化是一种退变作用，常出现于表生成岩环境。,4.混层粘土矿物的转化,混层矿物为大多数粘土矿物转化的中间产物，常起着粘土矿物转化的指示剂作用。在埋藏成岩过程中，混层粘土矿物显示为进变作用过程。在表生成岩环境中，若有混层粘土矿物，表示粘土矿物逆向转化为退变作用过程。,（三）粘土矿物的脱水作用,孔隙水（粒间水、自由水）存在于粘土沉积物颗粒间的孔隙中，可以自由流动。,（Dehydrationofclaysediments）,吸附水（薄膜水）由粘土颗粒表面的吸附作用而形成在颗粒表的水化薄膜。,层间水（结晶水）以水分子形式在在于粘土矿物晶体结构单元层之间的水。,结构水（化合水）以OH-的形式出现于粘土矿物晶体结