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东濮凹陷桥口地区沙三段碎屑岩经历了复杂的成岩历史。砂岩的主要成岩事件有:机械压实、碳酸盐胶结、石英加大、黄铁矿生成、高岭石的形成和转化、绿泥石生成、伊利石沉淀、斜长石的钠长石化、石膏和重晶石的形成,以及沸石矿物的生成和次生孔隙的产生。混层蒙皂石-伊利石化随埋深增加而增强,相邻页岩的成岩演化是砂岩胶结物成分的最重要来源。砂岩的成岩作用主要受沉积相的控制,处于中成岩晚期阶段的沙三段砂岩可划分为四种岩相:(1)碳酸盐结成岩相;(2)石英加大自生成岩相;(3)粘土蚀度成岩相;(4)不稳定碎屑溶蚀成岩相。四种成岩相