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圆盘过滤机-深埋藏也仍然可以出现酸性介质。因此,高岭石的稳定

时间:2019-08-07 查看:105
内容摘要:粘土沉积物埋深压实变化 (据 Fuchtbauer,1978) 在压实过程中,随着埋深的加大,粘土沉积物若处在一个较封闭的系统中,上覆沉积负 荷在粘土岩中产生超孔隙压力,孔隙中的流体支撑了大部分以至全部上覆压力,骨架颗粒承 受的压力则大大地降低,形成塑性的、可...
粘土沉积物埋深压实变化
(据 Fuchtbauer,1978)
在压实过程中,随着埋深的加大,粘土沉积物若处在一个较封闭的系统中,上覆沉积负 荷在粘土岩中产生超孔隙压力,孔隙中的流体支撑了大部分以至全部上覆压力,骨架颗粒承 受的压力则大大地降低,形成塑性的、可流动的所谓欠压实泥岩。当上覆沉积负荷出现压力 的不均衡时,欠压实泥岩则向压力低的方向流动,在上覆层压力较小或具有裂隙的部位形成 泥岩的刺穿或底辟。
(二)粘土矿物的转化作用
在压实作用进行的同时,随着埋深的加大,压力和地温的增髙,以及粘土矿物层间水的 释放和层间阳离子的移出,粘土矿物之间将发生转化作用(图8-7)。在浅埋藏条件下,粘 土矿物主要为高岭石和蒙皂石;在深埋藏条件下,这些矿物消失而转化成伊利石和绿泥石。
粘土矿物在粘土岩中的分布随地质时代的新老而异。地质时代越老,高岭石和蒙皂石含 量减少,伊利石和绿泥石含量增加。地质时代的新老在一定程度上反映了埋深和成岩作用的 强弱,因而也就反映了粘土矿物在埋藏和成岩过程中的变化趋势。
1.高岭石的转化
高岭石类的粘土矿物(图8-2)在埋藏成岩过程中的转化趋势是转变为蒙皂石、伊利
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石或绿泥石。这种转化主要受埋藏深度(温度、压力)和介质的地球化学环境(pH值、离 子浓度)的控制,而且还会出现一系列过渡产物。在埋藏成岩过程中,随着埋深的增加、温 度升高、压力增大,高岭石即向结构有序度较高的同族矿物——地开石转化。一般认为高岭 石消失的最大温度区间为80?140°C,通常为90?110°C,地开石形成所需要的温度为110? 160°C。从理论上讲,高岭石随埋深和地温增加可向同族矿物的珍珠陶土转化。由于高岭石 往往受转化温度范围和介质条件改变等因素的影响,常在这种转化之前已经消失。
深部钻探资料表明,高岭石转化消失的深度区间可从数百米至数千米,温度区间也较 大。这说明高岭石的稳定性并非严格地受温度和压力的控制,而更重要的是与介质的地球化 学环境,即pH值及离子浓度有关。在酸性介质中,高岭石保持稳定,即使是温度升高、压 力增大,也不会向蒙皂石、伊利石转化。若pH值增大,从酸性介质到碱性介质,高岭石的 稳定性减小,若有K+存在,则转化为伊利石;若有Ca2+、Mg2+、Na+存在,则转化为蒙 皂石或绿泥石。一般情况下,随着埋深和介质pH值增加,溶液由酸性变为碱性,层间溶液 浓缩,离子浓度加大,高岭石变得不稳定而发生转化。但是,埋藏深度与pH值的增大并无 绝对的正比关系,深埋藏也仍然可以出现酸性介质。因此,高岭石的稳定性有一定的深度 范围。