[科普中國]-固結(jié)

固結(jié)（consolidation）是指松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)楣探Y(jié)巖石的過程，又稱固結(jié)作用。

簡介固結(jié)（consolidation）是指松散沉積物被壓實、固結(jié)成巖的過程。固結(jié)可以分為很多種類型，例如，壓固作用、自生礦物形成作用、膠體陳化、結(jié)核的形成、重結(jié)晶作用、脫水作用等。1

壓固作用壓固作用是指由于上覆沉積物的靜水壓力而使松散沉積物的體積縮小，含水量減少、密度增加的過程，是使沉積物石化變硬的主要因素之一。

壓固作用的強(qiáng)度取決于沉積物的類型及其埋藏深度。如泥質(zhì)沉積物受壓固作用的影響最大，新鮮軟泥的孔隙度可達(dá)90%以上，但其壓固成頁巖后，則孔隙度不足20%。砂和碳酸鹽沉積物受壓固作用的影響則較小。
當(dāng)靜水壓力達(dá)到一定程度時，在沉積顆粒間的接觸部位會發(fā)生溶解，這種壓力所導(dǎo)致的溶解作用稱為壓溶作用。如砂巖中某些石英顆粒之間的鋸齒狀接觸界線即是壓溶作用造成的，而且溶解出的SiO2還可形成碎屑石英的再生加大；石灰?guī)r中的縫合線構(gòu)造也是壓溶作用造成的。

另外，壓力還可改變沉積物中某些片狀、針狀及柱狀礦物或顆粒的排列方向，使之垂直于壓力作用方向排列。如頁巖的頁理及沿頁理方向的易裂性就是由于壓力作用使片狀礦物（粘土礦物、云母、綠泥石等）平行排列所致。1

膠結(jié)作用膠結(jié)作用是指松散的沉積顆粒由化學(xué)沉淀物質(zhì)或其它物質(zhì)粘結(jié)而變成堅固巖石的過程。粘結(jié)碎屑顆粒的化學(xué)沉淀物質(zhì)稱為膠結(jié)物。

膠結(jié)物主要來自粒間溶液和沉積物的溶解產(chǎn)物，通過粒間沉淀和粒間反應(yīng)等方式形成。此外，充填于碎屑顆粒之間的泥質(zhì)物質(zhì)（各種粘土礦物和泥級碎屑物質(zhì)），多數(shù)是和碎屑顆粒同時沉積的，經(jīng)壓實后它們對碎屑顆粒也起膠結(jié)作用。
在成巖作用過程中，?？沙霈F(xiàn)一種膠結(jié)物被另一種膠結(jié)物所交代，如硅質(zhì)和碳酸鹽質(zhì)兩種膠結(jié)物常發(fā)生互相交代的現(xiàn)象。膠結(jié)作用的結(jié)果是使沉積物固結(jié)成巖、并減少其孔隙度。1

常見膠結(jié)物類型有：

碳酸鹽質(zhì)有方解石、白云石等

硅質(zhì)有石英、玉髓及蛋白石

鐵質(zhì)有赤鐵礦、褐鐵礦等

硫酸鹽質(zhì)有石膏、硬石膏、重晶石等。

重結(jié)晶作用編輯

重結(jié)晶作用是指礦物成分借溶解、局部溶解及固體擴(kuò)散等作用而重新排列組合的過程。
重結(jié)晶作用的強(qiáng)弱取決于物質(zhì)成分、質(zhì)點大小、成分的均一性及比重等。礦物顆粒愈小，其表面比愈大，表面能也愈高，愈易發(fā)生重結(jié)晶作用。因為表面能高的物質(zhì)都有縮小表面比以增加穩(wěn)定性的趨勢，故重結(jié)晶作用一般表現(xiàn)為晶粒的加大。

重結(jié)晶的難易與物質(zhì)成分有關(guān)，易溶物質(zhì)，如碳酸鹽、鹽類等礦物最容易發(fā)生重結(jié)晶。重結(jié)晶的次序，一般是比重大而分子體積小和結(jié)晶能力強(qiáng)的礦物先發(fā)生重結(jié)晶，如黃鐵礦、白鐵礦、白云石、菱鐵礦、磷灰石等，它們易于形成較大的晶體。
非晶質(zhì)的膠體脫水陳化、變成結(jié)晶質(zhì)礦物也是重結(jié)晶作用的一種形式。
重結(jié)晶作用不僅可以使松軟的沉積物轉(zhuǎn)變成為固結(jié)的巖石，同時還可破壞沉積物的原生結(jié)構(gòu)構(gòu)造，形成新的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。如沉積物的顆粒大小、形狀及排列方式等，均可因重結(jié)晶而遭破壞，細(xì)薄的層理也可因礦物重結(jié)晶而消失。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙陽國 - 副教授 - 中國海洋大學(xué)