沉积岩石学 (绪论)

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1、课程负责人：杨友运课程负责人：杨友运 年月年月沉沉 积积 岩岩 石石 学学Sedimentary petrologySedimentary petrology课程负责人：杨友运课程负责人：杨友运20112011年年2 2月月绪 论 （Introduction）第一节 课程简介 第二节 沉积岩和沉积岩石学概念第三节沉积岩石学发展历史、现状及趋势沉积岩石学及沉积相是资源勘查工程专业、地质学专业 以及勘查技术与工程3个本科专业的专业基础课程，也是资源勘 查工程专业、地质学专业的主干必修课，课程性质：考试,总课 时：64.该课程自上世纪90年代开始，先后为开发地质专业讲授了4 届，石油地质专科生讲授了

2、6届，2002年后为资源勘查工程、地 质学以及勘查技术与工程等本科专业开设，总课时64学时（其 中实验14学时）。目前课程发展依托于资源勘查工程和矿物学 、岩石学及矿床学两个硕士点。2009年被学校批准的校级精品课。第一节 课程介绍沉积岩石学 沉积相岩类学 岩理学 环境 沉积（物）岩特征课程基础：矿物岩石学、地球科学概论同类课程：构造地质学、古生物学第一节 课程介绍主要教学内容：包括课堂教学、室内实验和野外实践三部分:课堂理论教学的重点是：介绍沉积岩的概念；陆源碎屑岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩以及其它化学岩的主要类型与特征；沉积岩形成过程、沉积环境与沉积相类型；沉积学的研究意义以及沉积学的进展等。

3、室内实验主要是教学标本、模具以及显微镜下岩石组份、结构以及构造等特征的认识鉴定各种岩石，岩石常规粒度、碳酸盐含量分析等实验操作和验证，巩固课堂理论知识，加深理解。野外实践是通过系统认识岩石特征，锻炼学生综合分析沉积环境以及相的能力。第一节 课程介绍本课程的主要学习内容一、 沉积岩的形成及演化； 二、碎屑岩的成分、结构、构造； 三、主要碎屑岩类型； 四、粘土岩； 五、火山碎屑岩； 六、碳酸盐岩成分、结构、构造、分类、主要类型； 七、碎屑岩沉积相沉积相的概念、分类，冲积扇相、河流相、湖泊相、三角洲相、海洋沉积相、重力流沉积； 八、碳酸盐岩沉积相。第一节 课程介绍采用的教学方式： 根据不同的教学内容

4、采取不同的教学手段，将传统教学方法和手段与现代化教学技 术相互结合，互为补充，力求取得较好的教学效果。具体如下： （1）多媒体课件演示：主要用于课程要点、难点的讲解，图形图像资料的演示等。 作为课堂授课辅助教学工具效果明显。 （2）课堂板书：结合使用多媒体课件的同时，板书仍然是重要方法之一，使授课中 的细节问题和需要学生思考的问题通过板书更好的体现，二者的有机结合。 （3）实验课岩石类型鉴定，发给学生未知岩石标本和岩石薄片，让学生进行自测， 来检验学生实验技能的掌握情况和教师实验课的传授效果。 （4）自学和课堂讨论：对于非重点难点和描述性内容多要求学生通过网络课件、资 料阅读和课后习题完成，自

5、学效果通过讨论、提问、批改作业等方式予以检查。 （5）沉积相部分运用大作业形式考查。 （6）野外露头剖面观察描述实习。 （7）参观实验室和实验设备，课程期间参观长庆等单位与课程内容相关的岩矿陈列 、磨片室、扫描电镜、阴极发光、图像分析仪等等，使学生对课程中使用的标本、薄 片以及各种岩石照片的出处有一个初步的了解。 第一节 课程介绍一、沉积岩（一）沉积岩的基本概念1. 基本概念 沉积岩(sedimentary rock)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

6、作 用而形成的一类岩石。 第二节 沉积岩和沉积岩石学概念“地壳表层” 是指大气圈的下层，水圈、生物圈的全部， 以及岩石圈的上部第二节 沉积岩和沉积岩石学概念水 圈生物圈岩石圈地壳 表层沉积圈(1) 地壳表层结构：2、形成沉积岩的地壳表层条件（2） 地壳表层条件：温度 沉积岩是在常温条件下形成的，而火成岩和变质岩则是在高温条件 形成的。压力 沉积岩是在常压条件下形成的，而火成岩和变质岩大部分是在高压条件下形成的水和大气的作用 绝大部分沉积岩是在水和大气中CO2和O2的作用下产生的，而这些因素在火成岩和变质岩的形成过程中是微不足道的。生物作用 这是火成岩和变质岩形成时所缺少的条件。地表有生命存在，

7、时代愈新生物繁殖和演变愈烈，对沉积岩形成的影响愈显重要。生物作用的方式一般有两种：一是由生物遗体直接堆积成岩石，如生物礁灰岩、硅藻土、煤、石油等；二是通过生物的生命活动制造沉积岩的 原始物质，或改变周围介质的水化学条件，使某些化学物质沉淀下来。事件沉积作用第二节 沉积岩和沉积岩石学概念3. 沉积岩的分布面积：陆地面积的大约3/4为沉积岩所覆盖，而 海底的面积几乎全部为沉积物所覆盖。体积：V=4.4亿km3，约占岩石圈体积的5%。厚度：变化很大，0几十公里，地槽区厚，地 台区薄。平均厚度为735m。类型：自然界分布最多的是粘土岩（页岩、泥 岩），其次是砂岩和石灰岩，它们约占沉积岩总 量的95%以

8、上。 第二节 沉积岩和沉积岩石学概念沉积岩平均矿物成分（百分含量）第二节 沉积岩和沉积岩石学概念（二）沉积岩的基本特征沉积岩平均化学成分（按氧化物百分含量） 第二节 沉积岩和沉积岩石学概念二、沉积岩石学沉积岩石学(Sedimentary Petrology)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 。1.沉积岩石学的性质沉积岩不但构成地球与大气圈乃至其他星系之间相互联系的重要枢纽和理想桥梁，而且作为一种巨大而复杂的天然地质实验室和特殊 资料库，记载着从地圈、水圈、生物圈、大气圈乃至其他行星形成到 生命演化的连续变化史，并与人类生存及社会发展息息

9、相关。因此， 沉积岩层中蕴藏着丰富的矿产和能源资源，沉积岩石学是一门基础地 质学科。第二节 沉积岩和沉积岩石学概念2.沉积岩石学的任务 全面研究沉积岩的物质组分、结构、构造、分类命名、岩体产状和岩 层之间的接触关系，为阐明其成因与分布规律提供依据； 探讨沉积岩形成及演化机理，包括风化作用、搬运作用、沉积作用以 及沉积期后变化的理论；特别是要研究沉积作用及沉积期后变化所形 成的物质组分和结构、构造的特点，搞清楚沉积岩成因和某些矿床的 成岩成矿机理； 进行沉积环境分析，根据沉积岩原生特点以及时空分布和变化，恢复 沉积岩形成时的古气候、古地理以及大地构造环境； 模拟沉积过程。第二节 沉积岩和沉积岩石

10、学概念3. 沉积岩石学研究方法 （1）野外研究 常规方法：系统测制沉积相剖面， 并进行区域相剖面的 分析和对比和岩石特征肉眼鉴定； 其它方法：遥感技术、钻探技术、深海钻探及采取长岩心 、各种测井技术、反射地震波谱(地震地层学、层序地层 学)、航空摄影或地面摄影用的测雷达以及探测水下地形 的测视声纳等。第二节 沉积岩和沉积岩石学概念(2)室内研究 最基本的方法: 显微镜薄片法。 常用的其它方法: 粒度分析、重矿物分析、不溶残渣分析 、热分析、化学分析、光谱分析、阴极发光显微镜、同 位素分析、扫描电镜、X射线衍射分析、图像分析、电子 探针、原子吸收光谱、红外光谱、气相色谱和古地磁等 。 新方法：现

11、代沉积考察、大型水槽模拟实验、成岩模拟 实验、数值模拟等。第二节 沉积岩和沉积岩石学概念第三节 沉积岩石学发展历史、现状及趋势一、沉积岩石学的形成与发展1、第一阶段人们对沉积岩的认识和利用可以追溯到旧石器时代。远在三千多年前的商代，勤劳智慧的中国劳动人民就已经采用陶土烧成各种彩陶，汉代以后更 广泛地开始使用煤、石油、石盐和石膏，例如石油在东汉时就被称为“古漆 ”，说它是“燃之极明不可食”。我国沉积岩方面的科学知识早已萌芽，在 大量的古书中，如在山海经、史记河渠书、汉书地理志、 后汉书地理志、后汉书郡国志、宋朝沈括的梦溪笔谈、明 末宋应星的天工开物及明末清初徐霞客的徐霞客游记等著作中，都 记载了

12、许多珍贵的沉积岩资料。又如唐朝颜真卿作的抚州南城县麻姑仙坛 记，有云：“高山石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变”。这不但说明了沉 积岩的成因，而且了认识了沉积岩的化石，比欧洲在1517年第一次认识化石 的达芬奇(DaVinci,14521519)要早七八百年。2.第二阶段：沉积岩石学作为一门独立的地质科学出现，还是19世纪后半叶的 事，它最初附属于地层学。英国地质学家索比( Sorby,18261908 ) 被称为“近代沉积岩石学奠基者”，他首先运用显微镜研究沉积岩， 对“石灰岩的构造和成因”、“非钙质成层岩石的构造和成因”、“ 利用原生沉积构造重塑古地理环境”等作了精辟的论述。20世纪以后 ，法

13、国学者卡耶( L.Catux )著的法国沉积岩、英国学者米尔纳( H.B.Milner )著的沉积岩石学、美国学者童豪富( W.H.Twenhofel )著的沉积作用论和沉积学原理、克鲁宾( W.C.Krumbein )和佩蒂庄( F.J.Pettijohn )合著的沉积岩研究法 都是沉积岩方面的专著。十月革命后的前苏联，在本世纪30年代以 后，沉积岩石学也有很大的发展，如阿尔汉格尔斯基、巴图林、斯特 拉霍夫、普斯托瓦洛夫、什维佐夫、布申斯基、纳利夫金等的著作， 不仅在前苏联而且在我国也有很大的影响。第三节 沉积岩石学发展历史、现状及趋势3.第三阶段20世纪50年代以后，沉积学在欧美发展迅速，

14、出版了大量有关的总结性专著和专业刊物，充分反映了沉积岩石学的研究水平。如佩蒂庄著的沉积岩；布 拉特(H. Blatt)、米德尔顿(G.B. Middlleton)和默里(R.C. Murray)合著的沉 积岩成因(1972)，对沉积物的成因，特别是物理和化学沉积作用的机制和过程 作了精辟的叙述；德国学者赖内克(H.E. Reineck)与印度学者辛格(I.B. Singh) 合著的陆源碎屑沉积环境(1973)，该书从沉积构造出发探讨沉积环境，亦已 译成中文；英国学者里丁(H.，G Reading)主编的沉积相与沉积环境(1978) 、美国学者弗里德曼(G.M. Preidman)与桑德斯(J.

15、E. Sanders)合著的沉积学 原理(1978)、威尔逊(L.I. Wilson)著的地质历史中的碳酸盐相(1975)， 也是很重要的著作，反映了现代沉积学的水平。奎宁(P.H. Kuenen)和米格利奥 里尼(C.I. Migliorini)于1950年发表的浊流与形成递变层理的原因一书， 荷兰的鲍玛(A.H. Bouma)在奎宁指导下提出了浊流沉积的特征，即“鲍玛层序” ，并与布劳威尔(A.Brouwer)合著了浊积岩一书，对浊积岩的研究有一定的 指导意义。第三节 沉积岩石学发展历史、现状及趋势20世纪60年代中期希曾(B.C. Heeaen)提出等深流 (contourcurrent

16、)沉积，70年代凯林(G.Kelling)提出风暴岩 (tempistite)，被认为是继浊流沉积之后沉积学领域中的重大发现。迪 金森(W.R. Dicdinson)著的板块构造与沉积作用(1974)一书是板块 构造与沉积作用结合起来的一本代表作。 我国近代沉积岩石学的研究起步较晚，作为一门独立学科的各种研 究工作是在新中国建立以后才发展起来的。随着油、煤、金属与非金属 沉积矿产的勘探、开发及研究工作的开展，沉积岩石学与地质学的其他 分支学科一样，得到了极大的发展。目前沉积学方面专业性刊物有Journal of sedimentary petrology沉积岩石学杂志(1931年，美国)、 沉积 岩石学和沉积矿产(196