压溶作用

压溶作用，又叫溶解蠕变，是沉积岩中一种有流体参与的塑性变形过程。由于压力的作用，沉积岩中的一些颗粒（通常是方解石或石英）在高压应力区发生溶解，通过流体迁移，而在低压应力区沉淀，从而造成塑性变形，这种作用称为压溶作用。压溶作用可以产生缝合线，颗粒的拉长等结构构造现象。充填脉的愈合物质来源于脉壁岩石，是压溶作用造成的结果。在垂直最大压缩方向的颗粒边界上被溶解出的物质向低应力区迁移和堆积，可形成劈理，主要有板劈理、褶劈理、破劈理。

作用介绍

物质从高应力的边界处溶解，通过粒间水膜而迁移；在低应力边界处沉淀，这种作用叫压溶作用。通常石英、方解石等矿物很易受到压溶而发生物质的迁移。被溶出的物质，可以在岩石的张性裂隙中沉淀，形成同构造脉；也可以在被压溶颗粒的两端张性空间处沉淀，形成须状增生晶体：或沉淀于强硬矿物的平行于拉伸方向的两端负压空间，形成压力影构造。层状硅酸盐矿物及炭质等，由于其晶格易于沿面滑移而使晶内位错密度降低，因而在剪应力作用下是稳定的，不易被压溶，而常成为残留物，构成暗色矿物富集的微薄层。压溶作用可以使岩石在垂直压缩方向上缩短和平行拉伸方向上伸长，从而达到总体的变形。但粒状矿物在压溶作用下并没有发生晶内塑性变形，其晶格方位不会改变。

作用变化

沉积物随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常孔隙流体压力时(达2～2.5倍)，颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格变形和溶解作用。此时，砂质沉积物进入了化学压实或压溶作用的初始阶段。从本质上讲，压实作用和压溶作用是同一物理、化学作用的两个不同阶段，它们是连续进行的，只不过压实作用是由物理因素引发，压溶作用是物理——化学因素共同引发的，但起主要作用的还随着颗粒所受应力的不断增加和地质时间的推移，颗粒受压溶处的形态将依次由点接触演化到线接触、凹凸接触和缝合接触。在砾岩中，常见砾石呈凹凸状接触，形成压入坑构造；在砂岩中，常见相邻石英颗粒呈缝合状接触；这都是压溶作用的结果。从切线接触至缝合接触，代表孔隙度逐渐降低和埋藏深度逐渐增加的过程。不过石英颗粒的缝合状接触不一定都是由压溶作用造成的，它也可以是相邻的石英颗粒次生加大、胶结物相对干扰生长造成的结果。

石英大约在500～1000m深处发生压溶和次生加大生长现象。据此推测，压溶作用应是500～1000m以下深埋藏成岩作用的特征，其强度随埋深的增加而增加。一般认为，压溶作用的最大深度值为6000m，在此以下则属变质作用范围了。

在石英颗粒表面存在的水膜，尤其是在颗粒之间存在的粘土薄膜，能促进石英颗粒接触处优先溶解和溶解物质的扩散。

水膜对石英颗粒压溶作用的影响

在石英颗粒外围包有一层水膜，其厚度仅几个分子厚，由于石英颗粒表面对水膜的吸引力，使得水膜具有一定的“刚性”，因而不会被压实作用所破坏。石英颗粒接触处为应力集中点，在水的参与下，颗粒接触处发生溶解，溶解的SiO2水化为H4SiO4分子，并以水膜为通道向周围孔隙运移。由于周围孔隙的流体压力小于压溶部位的压力，SiO2又可以硅质胶结物或石英次生加大的形式沉淀出来。

粘土膜对压溶作用的影响

砂粒周围常有粘土薄膜，它可以是绿泥石、蒙脱石、伊利石等，其中以伊利石较为常见。粘土薄膜的存在有助于压溶二氧化硅的扩散作用。粘土薄膜是由许多粘土小片与水膜聚集而成的。如果一个粘土小片与水膜聚集组成的膜厚为20A，那么两个石英颗粒之间厚为10u的粘土膜将含有5000个水膜。与纯石英颗粒间仅有几个水膜的情况相比，粘土膜极大地扩大了压溶物质的扩散与渗滤通道，使压溶部位的压溶物质能很快通过水膜被带走，压溶作用能快速地进行下去。另一方面，伊利石膜在压力和富含CO2孔隙水的作用下，能游离出K2CO3，从而构成局部碱性微环境，使得氧化硅的溶解度增加。压溶过程中进入溶液的SiO2扩散到附近流体压力较低且不存在碱性微环境的孔隙内时，SiO2溶解度随之降低，以胶结物形式析出。根据韦尔的观点，石英间的薄膜不一定是粘土，凡是小于压溶颗粒的质点都具有多孔性和易被水饱和的特性，不易被压溶的物质都可以作为压溶的媒介。但是韦尔也指出：大量的粘土存在将引起相反的效应。粘土多时，石英颗粒间的间距较大，粘土层将起衬垫作用，并对压应力起匀散作用，从而降低和阻止了石英颗粒的压溶。

其它影响

除石英外，长石压溶后重新析出新的胶结物的现象也是常见的。朱国华曾研究过陕北延长统长。砂岩的浊沸石胶结物。他认为，浊沸石是斜长石被压溶的组分与孔隙水反应并沉淀于孔隙内的产物，反应过程中还能沉淀出钠长石，其反应式为：

2CaAl2Si2O8+2Na+12H2O+6SiO2 →2NaAlSi3O8+CaAl2Si4O12·12H2O+Ca

压溶作用为硅质胶结物提供了大量氧化硅，是石英、长石等矿物次生加大生长并造成颗粒之间相互穿插接触的主要因素。此外，在压溶过程中，随着矿物的溶解，尚有Al、Na、K、Ca等元素进入孔隙水，从而引起岩石中各物质的重新分配。

关于深度对石英次生加大的影响问题，也有不同的看法。例如厄恩斯特等的实验表明，石英的次生加大并不包含压溶作用，近年来，在实验室条件下亦可制成次生加大的石英。成都地质学院研究云南某砂岩铜矿后发现，地表浅处石英次生加大极为常见，而在数百米深处，不仅没有次生加大的石英，还出现粘土和方解石交代石英颗粒的现象。此外，孔隙为油饱和的砂岩，甚至在深达1000m的地方，也可不发生压溶和石英的次生加大现象。

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