沉积岩形成与演化复习资料.docx

沉积岩:是组成岩石圈的三大类岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)之一它是在地壳表层的 条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质成分，经 过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石沉积岩的结构类型和特点取决于其形成方式:由机械搬运和机械沉积形成的沉积岩具有：“碎屑结构”(由机械破碎的陆源碎屑组成的岩石)“火山碎屑结构”(由火山喷发的碎屑组成的岩石)“泥状结构”(由化学风化形成的陆源粘土组成的岩石)由机械作用形成的内源岩具有“粒屑结构”由化学和生物化学作用形成的岩石具有“结晶粒状(晶粒)结构”由生物作用形成的岩石具有“生物结构”层理构造是沉积岩的基本特征构造此外，各种层面构造、缝合线、叠锥、叠层构造等也 是沉积岩所特有的火成岩的构造:块状构造(massive structure),斑杂构造(taxitic structure)，球状构造(orbicular structure)，气孔构造(fumarolic structure)，杏仁构造(amygdaloidal structure)，柱状节理构 造(columnar joint structure)，枕状构造(pillow structure)沉积岩石学是研究沉积岩(物)的物质成分、结构构造、分类及其形成作用、以及沉积环境 和分布规律的一门科学。

沉积学(sedimentology)是在沉积岩石学基础上逐渐发展起来的一个新的完整的独立的地 质学科，是研究沉积物和沉积岩的成分、成因与形成机制、沉积环境的科学沉积岩的形成机理，包括风化作用、搬运作用、沉积作用及沉积期后变化的机理风化作用(weathering)是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下， 发生机械破碎和化学变化的一种作用风化作用按其性质可分为三种类型：物理风化作用(physical weathering)：发生机械破碎 而化学成分不改变化学风化作用(chemical weathering)：母岩发生氧化、水解、溶虑等 化学变化而分解，形成新矿物.生物风化作用(biological weathering )：常常伴随物理风化 和化学风化各种造岩矿物的风化及其产物(Weathering and products of variousrock-forming minerals):矿物是地壳上各种地质作用形成的，在一定的物理化学条件下相对稳定的自然体，是地壳中 岩石、矿石和粘土的组成单位石英(quartz)：主要的造岩矿物，在风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶解作用， 一般只发生机械破碎作用。

长石(feldspar):稳定性次于石英，风化稳定性由高到低的顺序是：钾长石、多钠的酸性斜 长石、中性斜长石、多钙的基性斜长石云母(mica):白云母抗风化能力较强白云母在风化过程中，主要是析出钾和加入水，先变成水白云母，最后变为高岭石黑云母的抗风化能力比白云母差得多黑云母遭受风化后，钾、镁等成分首先析出，同时加 入水，转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等橄榄石、辉石、角闪石等镁硅酸盐矿物抗风化能力低这些矿物在风化产物中保留较少， 故在沉积岩中较少见各种粘土矿物(如高岭石、蒙脱石、水云母等)在风化带中相当稳定各种碳酸盐矿物如方解石、白云石等，风化稳定性甚小，极易溶于水并顺水转移各种硫酸盐矿物(如石膏、硬石膏)、硫化物矿物(如黄铁矿)、卤化物矿物(如石盐)等， 风化稳定性最低，最易溶于水，呈溶液状态流失走重矿物(heavy mineral)：风化稳定性的差别很大，如锆石、金红石、电气石等较稳定，为 沉积岩中常见的稳定重矿物影响造岩矿物风化稳定性的因素：1•与它们的结晶温度有关:在岩浆岩的主要造岩矿物中，橄榄石结晶温度最高，其风化稳定性最低，最易被风化破坏掉 辉石、角闪石、黑云母的结晶温度依次降低，而它们的风化稳定性却依次增高。

基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石、钾长石的结晶温度也依次降低，它们的风化稳定性也依次增高石英的结晶温度最低，故其抗风化能力最强普通辉石(30,728)钙长石(311935)普通角闪石(31,883)黑云母(30,475)钠长石(34- 335)正长石(34,266)白云母(32,499)石英(39,320)岩石是矿物的集合体，因此岩石的风化及其产物主要由组成它的矿物的风化情况决定的 沉积岩的风化情况比较简单，其中以蒸发岩最易溶解、最易风化，碳酸盐岩次之，粘土岩、石英砂岩、硅岩等最难风化 河水干渣中的元素含量火山岩及火山碎屑岩尹水迁移系数一Kx：m 100流域兀系的将风化带中的元素分为五类：最易转移元素(Kx=n・10〜n・102)： CI，Br，I，S易转移兀素（Kx=n~n • 10）： Ca, Mg, Na, K可转移元素（Kx=n • 10-1〜n）： Mn, Si （硅酸盐），P , Cu略可转移元素（Kx

机械破碎成小块斜长石Na[AlSi3O8]Ca[Al2Si2O8](其中往往含微量KjtAlSijOs]蒙脱石m|Mg3[SuO10](OH)2| />|(Al,Fe3+)2[Si4O|0](OH)2| • nH2O水云母 K<|A12[(Si,Al)Q°] (0H)2 • nH2OA14[SuO0](OH)8含水氧化铁 +蛋白石+铝 土FqOj • />局0 SiQ • nH2O A12Oj • mH2O全部 Na, Ca. Mg, K 及极大部分SiQ酸性酸性大部Ca,Na, Mg, K 及部分SiQ破性及中性几乎全部Ca, Na, Mg, K 及大部分 SiQIV母岩风化产物的类型:1. 碎屑残留物质：母岩的岩石碎屑或矿物碎屑（岩屑和矿屑）2. 新生成的矿物：主要是在化学风化作用过程中新生成的一些矿物，如水白云母、高岭石、 蒙脱石、蛋白石和铝土矿等3. 溶解物质：主要是指在化学风化过程中被溶解的那些成分，如CI、S、Ca、Mg、K、Na、 Si、Fe、Al、P 等矿物成分化学组分所发生的变化风化产物石英SiQ残留不变砂粒K2O成为碳酸盐.氧化物进入溶液溶解物质钾长石AI2O3水化后成为含水铝硅酸盐粘土6SQ2少部分SiQ游离出来，溶于水中溶解物质3血0成为碳酸盐，氯化物进入溶液溶解物质斜长石CaO4A12Q,20SiOz成为碳酸盐，溶于含0Q的水中同钾长石 ——溶解物质粘土溶解物质2H2O白云母KjO 3AI2O3 20SiQ残留不变云母碎片H2O水溶液水溶液k2o成为碳酸盐、氯化物进入溶液落解物质黑云母Ah。

生成含水铝硅酸盐粘土2 (Mg, Fe) O成为碳酸盐，氯化物进入溶液，碳酸盐 氧化为赤铁矿、褐铁矿等溶解物质及色索3沁部分SiQ游离出来，溶于水中溶解物质错英石ZiQSiQ残留不变砂粒（重矿物）磷灰石Ca5 g)3(F. CL OH)溶解或残留不变溶解物质或砂粒 （重矿物）风化壳(Weathering crust):由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已经风 化了的地表岩石的表层部分沉积物的其它来源:1. 生物成因的沉积物：生物遗体，一部分为无机成分为主的生物残骸，另一部分为有机生 物残体，即动植物的软体(有机质)2. 深部来源的沉积物：由火山爆发作用带到地表或水下的火山碎屑物，沿深断裂流出地表 或注入地下的热卤水、温泉、热气液等3. 宇宙来源的沉积物：从宇宙空间落到地球上的陨石及其尘埃层流(laminar flow)： 一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的平行线状运动，彼此不 相掺混一 层流(a)紊流(turbulent flow)：湍流，一种充满了漩涡的多湍流的流体，流体质点的运动轨迹极不 规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混c)两种流体及其搬运和沉积作用方式:牵引流(Traction current)：符合牛顿流体定律的流体。

其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉 积物一起运动，如河流、风流和波浪流等牵引搬运(牵引作用)：能使碎屑物质作底负载移动的各种作用牵引流的搬运力包括：推力(牵引力)与流速有关 载荷力(负荷力)与流量有关推力大不一定负荷力大，反之亦然牵引流搬运方式：溶解载荷、悬移载荷、推移载荷(床沙载荷)沉积物重力流(Gravity flow)：在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体. 重力流搬运的驱动力主要起因于重力碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用：(1) 搬运方式推移搬运(滚动搬运，包括跳跃搬运)悬浮搬运(悬移搬运)(2) 机械沉积作用处于搬运状态的碎屑物质，在一定的条件下,主要是当流水的动力不足以克服碎屑的重力时， 碎屑物质就会沉积下来3) 碎屑物质在流水搬运过程中的变化1成分：不稳定组分逐渐减少，稳定组分则相应增加，同其它组分也就变得更加简单了 2碎屑颗粒粒度逐渐变小3碎屑颗粒的圆度逐渐变好4碎屑颗粒的球度也有所增高碎屑物质在海水、湖水中的搬运和沉积作用:(1) 碎屑物质在海水中的搬运和沉积作用波基面(浪底)(wave base) 波浪作用的下限，即波浪所影响的最大深度当波浪运动的方向与海岸垂直，而海底又位于浪底之上时： 远离海岸深水区：碎屑往返运动、向海方向运动； 近岸浅水区：碎屑作往返运动、向岸方向运动； 在二者之间的区域，碎屑只作往返运动。

如果波浪不垂直海岸，而与海岸斜交，则海底碎屑运动的路线呈更加复杂的“之”字形其 最大特点是波浪作用力方向与重力沿岸分力作用的方向不一致，而使物质沿着二者合力方向 移动2) 海水中搬运和沉积的碎屑物质特点：在波浪、潮汐的作用下，碎屑物质长时间往复运动(海水对颗粒间的溶蚀、颗粒与海底间 的碰撞与磨蚀、颗粒间的碰撞和磨蚀)，其成熟度(成分、粒度、圆度等)比陆相环境中的 碎屑物质高得多，沉积分异也进行得较为彻底3) 碎屑物质在湖水中的搬运和沉积作用与海洋相比，湖泊面积小，缺乏潮汐作用，因此，波浪和湖流是湖泊中搬运和沉积碎屑物质 的主要营力碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用:在干旱地区，风的搬运和沉积作用是主要的风是碎屑物质在空气中搬运和沉积的主要营力 空气只能搬运碎屑物质，而不能搬运溶解物质风的搬运及沉积作用特点：搬运能力远比水小，同样的速度下，风的搬运能力约为流水的1/300，因此，风一般只能搬 运较细粒的碎屑物质风的搬运能力有限，选择性较强，因此风成沉积的粒度分选性较好空气密度小，颗粒碰撞磨蚀导致其圆度较好，常具霜状表面碎屑物质在冰川中的搬运和沉积作用:冰川的搬运与堆积：胶体：一种物质的细微质点分散在另一种物质中的不均匀分散体系。

胶体质点一般介于1〜 100 “m之间，多呈分子状态。