Diageneza

piaskowców

Podstawowe składniki

skały:

Kwarc, skalenie, litoklasty

Miki, glaukonit,

akcesoryczne minerały

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory

www.pdffactory.pl/

Dojrzałość teksturalna i
mineralna – długość pobytu w
reżimie sedymentacyjnym –
„recycling” osadów - indeks
CTR (cyrkon, turmalin rutyl)

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

Diageneza – ziarna jako
wskaźnik prowincji

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

Katodoluminescencja

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

PDF stworzony przez wersj

ę demonstracyjną pdfFactory

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/

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

www.pdffactory.pl/