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1、第四章 沉积岩,沉积岩的概念： 暴露在地壳表部的先成岩石（火成岩、变质岩和先成的沉积岩），在外力地质作用下产生风化剥蚀，其破坏产物或在原地或经搬运沉积下来，再经过复杂的成岩作用而形成岩石。 这种岩石与火成岩比较具有较好的成层性。,第一节 沉积岩的形成过程,沉积岩的形成过程一般可以分为先成岩石的破坏（风化作用和剥蚀作用）、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用等几个互相衔接的阶段。,一、先成岩石的破坏 （一）风化作用( weathering ） 暴露于地表或接近地表的各种岩石，在温度变化、水及水溶液、大气及生物作用下在原地发生的破坏作用，称为风化作用。,1.风化作用的类型 1）物理风化作用 温差风化：
2、日夜和季节温度变化可使岩石膨胀和收缩 ，导致岩石疏松蹦解。,冰冻风化：填充于岩石裂隙和孔隙中的水分因冰冻使岩石机械破碎。 层裂作用：岩体因卸荷释重，导致岩石的层裂脱落。,2）化学风化作用 溶解作用：水溶液作用。如NaCl的溶解 水化作用：水分子作用。如硬石膏CaSO4 变成石膏CaSO42H2O 水解作用：水中H+及OH-离子作用。如钾长石4KAlSi3O8变成高岭Al4Si4O10OH8,碳酸化作用：CO2的作用。如方解石的分解。,氧化作用：O2的作用。如黄铁矿FeS2变成褐铁矿FeOOH,3）生物风化作用 生物的物理风化作用：如穴居地下的蚯蚓、蚂蚁等的翻土和植物根劈作用。 生物的化学风化作
3、用：如各种藻类、苔藓、地衣等分泌有机酸、碳酸、硝酸等，对岩石进行分解。,3.影响风化作用的因素 1）岩石性质 *2）气候条件 3）地形条件,（二）剥蚀作用(denudation) 各种外力在运动状态下对地面岩石及风化产物的吹蚀、侵蚀、潜蚀、海蚀和冰蚀等破坏作用。可分为机械的剥蚀作用和化学的剥蚀作用。,二、搬运作用（Transportation） （一）机械搬运作用 指水、风、海洋、冰川、重力等外力对风化剥蚀产物的机械搬运过程。,（二）化学搬运作用 搬运作用基本上有两种方式：一种是以真溶液形式搬运；一种是以胶体溶液形式搬运。,三、沉积作用（sedimentation) （一）机械沉积作用 机械沉
4、积分异作用结果使沉积物按照砾石砂粉砂粘土的顺序，沿搬运的方向形成有规律的带状分布。此规律不适应于冰渍物的沉积 。,（二）化学沉积作用 1.胶体溶液沉积 胶体颗粒极小并带电荷，当遇不同性质电解质时，发生中和，并在重力影响下沉淀。也称絮凝作用。,2.真溶液沉积 由于溶解质的溶解度不同，以及溶液的性质、温度、pH值等因素影响下发生沉积，并产生化学沉积分异作用。其沉积次序为氧化物（Fe2O3，MnO2）铁的硅酸盐（海绿石等）碳酸盐（CaCO3，CaMgCO32）硫酸盐（CaSO4）卤化物（NaCl，KCl，MgCl2等）。,（三）生物沉积作用 生物沉积作用包括生物遗体的沉积和生物化学沉积。,四、成岩作
5、用 （一）压固作用：上覆沉积物的巨大压力所致。,（二）脱水作用：在温度压力作用下含水矿物失水变成新的矿物。,（三）胶结作用：沉积物颗粒间的孔隙被矿物质所填充。,（四）重结晶作用：沉积物随压力和温度加大发生溶解导致质点重新排列结晶。,第二节 沉积岩的特征,一、沉积岩的成分 （一）化学成分 1）皆以SiO2、Al2O3等为主 2）沉积岩中富含Fe2O3 H2O、CO2等，而火成岩却与此相反，这是因为沉积岩主要是在地表氧化条件下形成的； 3）沉积岩中常含有较多的有机质成分，而在火成岩中则缺少这样的成分,（二）矿物成分 1.碎屑矿物 如石英、钾长石等继承矿物。 2.粘土矿物 如高岭石、铝土等新生矿物。
6、 3.化学和生物成因矿物 如方解石、白云石、有机质等沉淀矿物。,与火成岩比较 1）火成岩中最常见的暗色矿物（橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等）以及钙长石等，因极易化学分解，在沉积岩中极少见； 2）石英和白云母等在沉积岩中明显增多，因为这两种矿物最不易化学分解，所以在沉积岩中便相对富集； 3）有些矿物（粘土矿物、方解石、白云石、石膏、有机质等）一般只有在沉积岩中才有，它们都是在地表条件下形成的稳定矿物。,二、沉积岩的颜色 沉积岩的颜色主要决定于它的矿物成分或化学成分。如由石英颗粒组成的石英砂岩，往往显示白色、灰白色；由正长石颗粒组成的长石砂岩，往往显示肉红、黄白等色；岩石中含Fe2O3，呈红色，代
7、表氧化环境；含FeO，呈黑绿色，代表还原环境；含有一些有机炭质，常常呈现灰、黑色。,三、沉积岩的结构 沉积岩的结构是指沉积岩组成物质的形状、大小和结晶程度,（一）碎屑结构 1.碎屑物质:矿物碎屑和岩石碎屑（岩屑）两种。矿物碎屑中以石英为主，其次是长石 2.胶结物质:最常见的为各种化学沉淀物或胶体物质，如钙质、硅质、铁质等,（二）泥质结构 由极细小的粘土质点所组成的、比较致密均一和质地较软的结构。 （三）化学结构和生物结构 由各种溶解物质或胶体物质沉淀而成的沉积岩常具有化学结构,常呈均一的微晶;若有生物碎屑加入,便成了生物结构.,四、沉积岩的构造 指沉积岩中各种物质成分形成特有的空间分布和排列方
8、式所反映的特征. （一）层理构造 沉积物在垂直方向由于成分、颜色、结构的不同，而形成层状构造，总称为层理构造 .,1.水平层理：层内的微细层理比较平直，并与层面平行。反映水动力微弱、平静环境。,2.波状层理：层内的微细层理呈波状起伏，但总的方向平行层面。反映波浪的振荡环境。,3.斜层理：层内的微细层理呈直线或曲线形状，并与层面斜交。有单向斜层理和交错层理，反映单向或多向水动力的作用。,（二）层面构造 1.波痕：由流水、波浪、潮汐、风力作用产生的波浪状构造，常保留在沉积岩层的层面上。,2.干裂：在泥质沉积物上，常可见到多角形的裂纹。,3.盐类的晶体印痕和假象 4.雨痕 5.生物痕迹,（三）结核
9、在沉积岩中常含有与围岩成分有明显区别的某些矿物质团块，称为结核。,1.原生结核：结核体一般不穿过层理,2.后生结核：结核体穿过层理,（四）生物遗迹构造 含有大量肉眼可见的生物化石的沉积岩,第三节 沉积岩分类和主要沉积岩,一、碎屑岩类 （一）沉积碎屑岩亚类 1.砾岩类 直径在2mm以上的碎屑（含量大于50）组成的岩石 1）角砾岩 组成角砾岩的砾带有棱角。分选情况一般不好，或未经分选。 2）砾岩 组成砾岩的砾多为次圆状或圆状 。,2.砂岩类 由20.05mm的碎屑（含量大于50）胶结而成的岩石统称砂岩 1）石英砂岩 石英颗粒含量占90以上，岩石常为白、黄白、灰白等。 2）长石砂岩 由石英和长石颗粒
10、组成，呈淡红、米黄等色。,3.粉砂岩类 由0.050.005mm的碎屑胶结而成的岩石 1）粉砂岩 岩石质地致密、颜色多样，具轻微砂感 。 4.粘土岩类 由直径小于0.005mm的微细 颗粒（含量大于50）组成的岩石 1）页岩 固结较强，具薄层状页理构造 2）泥岩 致密、页理不发育 。,（二）火山碎屑岩亚类 1）火山集块岩 由大于64mm粗火山碎屑固结而成，胶结物常见火山灰、泥质等。 2）火山角砾岩 由粒径为264mm的熔岩碎块或角砾固结而成，胶结物常见火山灰、泥质等。 3）凝灰岩 由粒径小于2mm的火山灰及部分火山碎屑等固结而成。,二、化学岩及生物化学岩类 （一）碳酸盐岩类 1）石灰岩 以方解石为主要组分的岩石，常呈灰、灰黑色，滴盐酸剧烈起泡。 2）白云岩 以白云石为主要组分的碳酸盐岩。常呈灰、灰白、浅紫红色，滴稀盐酸不起泡或微弱发泡。,复习思考题,1.简要说明沉积岩的形成过程。 2.沉积物的搬运有几种形式？机械沉积分异和化学沉积分异有什么规律？ 3.沉积岩的化学成分和矿物成分与火成岩有何区别？ 4.沉积岩的结构和构造有那些特征？ 5.沉积岩分为那几种类型？各类型中的主要岩石有那些特点？,
