Diageneza
piaskowców
Podstawowe składniki
skały:
Kwarc, skalenie, litoklasty
Miki, glaukonit,
akcesoryczne minerały
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Diageneza
piaskowców
Podstawowe składniki
skały:
Kwarc, skalenie, litoklasty
Miki, glaukonit,
akcesoryczne minerały
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Dojrzałość teksturalna i
mineralna – długość pobytu w
reżimie sedymentacyjnym –
„recycling” osadów - indeks
CTR (cyrkon, turmalin rutyl)
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Występo-
wanie:
kratony – piaskowce bogate w
kwarc i czerty
„rozbieżne” brzegi kontynentów –
20-30% litoklastów
metamorficznych i osadowych
ryft kontynentalny – p-ce
wzbogacone w skalenie
„zbieżne” brzegi kontynentów – p-
ce bogate w litoklasty skał
wulkanicznych, skalenie zasadowe
(plagioklazy An>30%)
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Wskaźniki prowincji;
warunków kompakcji
Litoklasty – stan zachowania
Kwarc magmowy a metamorficzny
Bimodalny rozkład -> rekrystalizacja
Wielkość ziarna
szwy
Minerały ciężkie
Magmowe – egiryn, augit, chromit, ilmenit,
topaz
Metamorficzne – aktynolit, andaluzyt,
kordieryt, diopsyd, epidot, granat, glaukofan,
dysten, rutyl, silimanit, staurolit, tremolit
Nieokreślona prowincja – enstatyt, hornblenda,
hipersten, magnetyt, tytanit, turmalin, cyrkon
Skalenie – przeobrażenia w trakcie
kompakcji:
Wakuolizacja
Illityzacja
Montmorilonityzacja
Kaolinityzacja
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Diageneza:
Autigeneza, allogeneza
Kompakcja
czynniki wpływające na ciśnienie
kompakcji: gęstość wody (medium),
wysokość kolumny medium, grawitacja
(redukcja porowatości z 45 do 25%,
zachowanie ziarn plastycznych)
czynniki wpływające na wielkość
kompakcji: zawartość minerałów
ilastych, minerałów podatnych na
odkształcenie, efektywność sortowania
ziaren, głębokość pogrzebania
Arenity lityczne - >15% litoklastów
niepodatne na kompakcję ->
cementacja
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Cementacja
Lityfikacja – „friable sandstones”,
wielkość kontaktu związanego
Cement kwarcowy
Kwarc detrytyczny wtórny
Kwarc wtórny z rozpuszczania –
wytrącenia
Katodoluminescencja – aktywatory
Źródło krzemionki: niski metamorfizm
skał osadowych, rozkład skaleni,
montmorillonityzacja szkliwa
wulkanicznego, karbonatyzacja
minerałów krzemianowych – proces
saturacji dla opalu – cementacja tylko
w płytkich warstwach (wzrost
rozpuszczalności z głębokością i T) i
kwarcu (szybka saturacja, trudności z
nukleacją w niskiej temperaturze)
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Cementacja
Cement kalcytowy (najbardziej
powszechny w arenitach)
Brak ciągłości w wypełnieniu – pory,
patchy,nieregularne wypełnienie
(ciągłość cementu kwarcowego);
usuwanie cementu, zwrost wtórnej
porowatości (wydłużone pory);
powierzchnie korozji, zonacja (CL);
usuwanie przez rozpuszczanie
nietrwałych krzemianów -> mikro
kawerny -> utrata informacji o
prowincji
Reakcje H2O + CO2 = H
+
+ HCO3
-
;
Ca
2+
+ 2HCO3
-
= CaCO3 + H2O +CO2
; C6H12 + 9O2 = 6CO2 +H2O + ciepło
1000 cm3 wody morskiej produkuje
o.37 cm3 kalcytu
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Cementacja
Wzajemne przechodzenie
cementu kwarcowego w
kalcytowy – kwarc z inkluzjami
kalcytu, kalcyt zazębiający się
ze spoiwem krzemionkowym:
pH 7-9 -> gł. 2000-3000 m,
T=100
o
C kwarc krystalizuje w
równowadze z kalcytem przy pH
7.8
Przy CO2 wystarczy gł. 1500 m
T=40-130
o
C
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Cementacja
Cement hematytowy
Trzy postacie: magnetyt, goethyt,
hematyt (limonit), magnetyt stabilny
przy braku gazowej postaci tlenu;
goethyt -> dehydratacja -> limonit
Wymywanie i utlenianie żelaza z
minerałów Fe-Mg z gleb i skał; forma
transportu -> koloidy
Datowania paleomagnetyczne
diagenezy
Wpływ prężności tlenu w środowisku
na proces diagenezy z cementem
hematytowym -> powiązanie z materią
organiczną
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Cementacja
Minerały ilaste:
Ilość autigenicznych ziaren 1-2% obj.
skały
Reakcja 2Al(OH)3 + 2H4SiO4 =
Al2Si2O5(OH)4 + 5H2O
Dodatek kationów K - illit, Na, Ca –
montmorillonit, Mg, Fe – chloryt
Najkorzystniejsze środowisko –
piaskowce z litoklastami skał
wulkanicznych, wysoki przepływ
ciepła, wysoki gradient geotermiczny
(strefa subdukcji)
Stare arenity wulkanoklastyki -> matrix
chloryt, serycyt, kwarc, młode zeolity,
montmorillonit
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Cementacja – procesy
przemian
Cement zeolitowy
Analcym, heulandyt, laumontyt
CaA2Si7O18x6H2O (Heul) ->
CaAl2Si4O12x4H2O (Laum) +
3SiO2 + H2O
Anortyt + 2SiO2 + 4H2O ->
Laumontyt + 4H2O
Albityzacja
Kalcyfikacja
Albit/Anortyt(PL) + 4SiO2 +
2Na
+
+ Co3
2-
-> Albit + Kalcyt
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Podsumowanie
Tektonika płyt stymuluje typ
diagenezy (przepływ ciepła,
głębokość pogrzebania, stopień
geotermiczny)
Podsumowanie: najważniejsze
procesy diagenezy to kompakcja,
tworzenie nowych minerałów albo
poprzez cementację albo poprzez
zastępowanie fragmentów klastów
nowymi fazami.Wytrącanie nowych
faz wymaga roztworu przesyconego
w stosunku do powstającej fazy
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
Podsumowanie
Wytrącanie w porach wtórnego
kwarcu, kalcytu i innych minerałów
w arenitach kwarcowych może
następować poprzez rozpuszczanie
wymuszone wzrostem ciśnienia;
wymagany przepływ roztworów
diagenetycznych
Piaskowce lityczne- procesy
diagenetyczne obejmują rozpad
litoklastów, cementację, kompakcję
– trudność w rozróżnieniu matriksu
pierwotnego i wtórnego (przykład
piaskowce lityczne ze stref
subdukcji wymagają wysokiej
znajomości procesów fizyko-
chemicznych tej strefy dla opisania
diagenezy)
PDF stworzony przez wersj
ę demonstracyjną pdfFactory
