阶段

成岩

沉积物被新的薄层沉积物掩盖，与原沉积环境隔绝。引起成岩的一个重要因素是厌氧细菌，导致介质的pH值急剧增大，Eh值降低。如莓状（球状）黄铁矿就是这一时期形成的有代表性的矿物。

成岩作用中，低温反应常放热，伴有络合物形成。有利于有机质转化为石油、某些元素的迁移、富集、沉淀。在富含细菌的还原条件下，许多较大分子被破坏，植物分解，只保存稳定的木质部分。

成岩持续时间、深度，取决于沉积物成分、结构、有机组分、堆积速率、水深等。下界相当于细菌作用消失的深度，厚约1～100米。成岩发生在埋藏不深的地带、无垂直贯通裂隙的沉积物中，主要是本层物质的迁移、重新分配组合，几乎没有外来物质参加。温度不高，压力不大。自生矿物颗粒不大，新生矿物或其集合体的分布受层理控制，可穿过层理，但不穿过层面。矿物常为碱性、还原条件下的产物。

后生

后生作用的发生，与较高的温度、压力、外来物质加入有关，强度常取决于大地构造。在构造变动剧烈的造山地带，由于最初地壳强烈下沉、上覆巨厚沉积的负荷、后来强烈构造力的叠加，岩石发生强烈变化，甚至变质。在构造变动较弱、埋藏不深地区，作用不明显。由于静水压、负荷压、构造应力等，沉积物中可出现大量的裂隙，有助于水溶液的流动。后生作用的介质常为碱性至弱碱性、弱还原条件。

后生阶段因温度、压力高，作用时间长，形成的新生矿物晶体粗大，由于外来物质的加入，新生的自生矿物性质常与本层物质无关，其分布不受原生构造（层理）的控制。既可穿过层理，也可穿过层面。最常见的是交代、重结晶、次生加大等。形成的自生矿物反映了后生期介质的pH、Eh特点，为比重大、分子体积较小的变种。如成岩早期形成的莓状黄铁矿，会转变成立方体黄铁矿等。

影响因素

物质的成分、性质涉及自由能、形成络合物的稳定常数等，可影响物质成分在溶液中是长期保持迁移，还是很快沉淀。岩性因素（孔隙度、渗透性），决定溶液迁移的快慢、远近。强烈坳陷快速堆积、埋藏的地槽区，沉积岩可受较长时间、强烈后生作用，成岩阶段可能较短，稳定的沉积缓慢的地台区，沉积岩（物）可表现出较明显的成岩变化。

水作用：后生变化几乎在水参加下进行。当溶液中的任何物质的活度系数减小，会加大克分子浓度、溶解度。盐类在水中要增大克分子浓度，减小活度系数值。因此，CaCO3在NaCl溶液中比在纯水中溶解更完全。盐水比纯水更有溶解力，有利于物质迁移。介质的Eh、pH条件对各种矿物（特别含变价元素、氢氧化物、氧化物的矿物）的稳定性影响较大。

温度：可影响矿物结晶的地球化学性质、综合剂的电离化、OH-的活度、矿物的溶解度、溶液的流动性。

压力：可影响矿物的溶解度，埋藏较浅时，一般只发生机械压实，埋藏较深时，可能出现化学压实。压力下，矿物的转化趋向为分子体积较小的变种。

生物活动（细菌）：可改变介质的Eh值、pH值，使沉积物发生变化。还可提供某些物质，如脱硫细菌的作用可分解出H2S，参与形成硫化物。腐殖质在溶解不溶性盐类释出金属离子、溶解矿物、硅酸盐，延迟金属的沉淀、对金属的螯合作用、阳离子的交换、表面吸收等方面，起很大作用。

气候：在潮湿气候带的海盆地，可发生海解、成岩、后生、表生成岩、变质作用。在干旱的大陆环境中，有机质的作用很弱，成岩、后生阶段划分不明显，由于高矿化度的上升水作用强烈，表生成岩作用显著（盐渍化、碳酸盐化等）。

作用方式

压实：上覆沉积物不断加厚，负荷压力增加，松散沉积物变得致密，体积减小，水含量减小。化学压实伴有颗粒间、颗粒与水的反应、新生矿物形成。

水化：矿物与水结合为含水矿物，如硬石膏(CaSO4)转化为石膏(CaSO4·2H2O)。沉积盆地的沉积大都在水介质中进行，最初一般发生水化，随着埋藏深度加大，沉积物固结增强，逐渐发生脱水。

水解：矿物在水作用下发生分解。水起着盐基的作用，提供氢氧离子。大多数硅酸盐矿物可发生水解，这与水介质的pH值有关，矿物水解中可有金属阳离子的游离。

氧化、还原：大陆、海环境的沉积物表层常发生氧化，停滞的闭流盆地沉积物常发生还原。同生阶段，沉积常处于氧化、弱氧化环境（海解、陆解阶段），在成岩、后生期变为还原、弱还原环境。

离子交换、吸附：水中呈离解状态的H+、OH-与遭受变化的矿物中的离子发生交换。水电离产生的H+，能置换矿物中的碱金属离子。在成岩、后生阶段，粘土矿物、沸石类矿物等，可进行离子交换、吸附。容易被吸附的是H+、OH-，然后是Cu2+、Al3+、Zn2+、Mg2+、Ca2+、K+、Na+；S2-、Cl-、SO42-。当H+、OH-离子被吸附后，吸附剂带有自由电荷。如粘土矿物常与盐基离子结合带负电荷，因此能从海水、溶液中吸附许多稀有金属。某些矿物吸附一些离子、进行离子交换后，转变为另一矿物。

胶体陈化：胶体脱水、过渡为偏胶体，最后形成稳定的自生矿物，如蛋白石-玉髓-石英的变化。重结晶是后生中常见现象，压力增大（或伴有温度升高）下，体积缩小、矿物变为分子体积较小的变种。

交代：发生在已固化的沉积岩内，对已有矿物的一种化学替代，在化学上它是保持晶形不变情况下的沉淀转化作用，主要发生在后生期、表生成岩期。经交代后常造成某些矿物的假象。

结核：是在矿物岩石特征（成分、结构等）上与周围沉积物（岩）不同的、规模不大的包体，它可以产生在成岩的各个阶段，通常是化学、生物化学的产物。

自生矿物形成：成岩、后生期，形成与各期介质条件平衡的自生矿物。如成岩期的莓状黄铁矿、菱铁矿、白云石、鳞绿泥石；后生期的赤铁矿、板钛矿、次生沸石、次生碳酸盐、云母类、自生长石。

胶结：个别颗粒彼此联结，可通过粒间矿物质的沉淀、碎屑颗粒的溶解、沉淀、反应等方式完成。常用于表述颗粒岩石（如砂岩）。

固结、石化：松散的沉积物转变为坚硬岩石，粘土岩、各种生物化学岩。各种未固结的沉积物，转变为坚硬岩石。

生烃的成岩作用

当动物植物在沉积时被埋葬，有机分子的成分在温度和压力升高的过程中被毁坏。这种转换发生在埋藏的最初的几百米，结果是产生两种初级产物：干酪根和沥青。

通常被认为烃类是通过这些干酪根热量的改变形成的（油气生物成因学说）。在这种方式，给一个特定的条件（与温度特别相关），干酪根通过化学过程如裂化或后生作用会分解形成烃类。

一个基于实验数据的动力学模型能够知道成岩作用的实质的变化，以及一个压实孔隙方法的数学模型来研究溶解-析出原理。这些模型已经被广泛地研究了，已在实际地质中应用。

成岩作用基于烃类起源和煤起源可分为：早、中、晚期成岩作用。在早期成岩作用阶段泥岩失去孔隙水，形成少量或没形成烃类，煤变成褐煤和次烟煤。在中期成岩作用时，发生粘土矿物脱水，石油主要在这一期产生，并形成低挥发烟煤。在晚期成岩作用时有机质裂化，产生干气；发育贫煤。

参见

石化

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