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1、地质学基础地质学基础毛治超毛治超长江大学地球化学系长江大学地球化学系第十一章成岩作用和沉积岩第十一章成岩作用和沉积岩第一节第一节外动力地质作用的外动力地质作用的 一般规律一般规律第二节第二节沉岩作用沉岩作用第三节第三节沉积岩沉积岩1 1、外动力地质作用改造、重塑地表形态、外动力地质作用改造、重塑地表形态沉积岩、沉积岩、沉积矿产。沉积矿产。2 2、作用方式、形成的产物不同，但都遵循同一序列：、作用方式、形成的产物不同，但都遵循同一序列：破坏破坏( (风化剥蚀风化剥蚀) )、搬运、沉积、成岩作用。、搬运、沉积、成岩作用。( (彼此彼此并不截然分开并不截然分开) )3 3、外动力介质的性质、运动特点
2、不一样，其产生的、外动力介质的性质、运动特点不一样，其产生的破坏方式和侵蚀地形、搬运方式、沉积方式、沉破坏方式和侵蚀地形、搬运方式、沉积方式、沉积产物和沉积地形也不相同。积产物和沉积地形也不相同。( (风、冰川、河流风、冰川、河流) )第一节外动力地质作用的一般规律第一节外动力地质作用的一般规律4 4、运动的速度不同，其破坏作用的速度也不一样。、运动的速度不同，其破坏作用的速度也不一样。河流快，地下水慢。河流快，地下水慢。5 5、外动力地质作用及其速度与强度还受气候、外动力地质作用及其速度与强度还受气候( (温度、温度、降雨量降雨量) )、地形、地表岩性、地壳运动的影响。、地形、地表岩性、地壳
3、运动的影响。6 6、各种外动力地质作用形成的松散沉积物、各种外动力地质作用形成的松散沉积物成岩成岩作用作用沉积岩。沉积岩。第一节外动力地质作用的一般规律第一节外动力地质作用的一般规律q成岩作用成岩作用: :在一定条件下在一定条件下, ,松散的沉积物转变为坚硬的岩石松散的沉积物转变为坚硬的岩石过程。在成岩过程中，沉积物中的水分排出，孔隙度变小、过程。在成岩过程中，沉积物中的水分排出，孔隙度变小、密度增加、松散的颗粒被胶结或发生重结晶，形成固结的密度增加、松散的颗粒被胶结或发生重结晶，形成固结的岩石。岩石。1.1.压实作用压实作用: :沉积物在上覆压力下由松散状态固结为岩石的过沉积物在上覆压力下由
4、松散状态固结为岩石的过程。程。沉积物的静压力增加，孔隙中的水份排出，孔隙度下降，沉积物的静压力增加，孔隙中的水份排出，孔隙度下降，孔隙连通性变差，渗透率降低。但颗粒之间的粘着力增加。孔隙连通性变差，渗透率降低。但颗粒之间的粘着力增加。如粘土：松散时孔隙度如粘土：松散时孔隙度80%80%，含水量，含水量808090%90%，成页岩后，成页岩后，孔隙度仅孔隙度仅20%20%左右。左右。一般条件下，压实作用的极限深度为一般条件下，压实作用的极限深度为5000m5000m左右；左右；单纯的压实作用并不一定能形成岩石。单纯的压实作用并不一定能形成岩石。第二节成岩作用第二节成岩作用2.2.胶结作用胶结作用
5、: :是指从孔隙溶液中沉淀出的矿物质，将是指从孔隙溶液中沉淀出的矿物质，将松散的沉积物颗粒胶结在一起，转变成固结的沉积松散的沉积物颗粒胶结在一起，转变成固结的沉积岩的过程。岩的过程。胶结物：胶结物：使沉积物颗粒胶合在一起的矿物质称为使沉积物颗粒胶合在一起的矿物质称为 胶结物。胶结物。 常见的胶结物有常见的胶结物有: :钙质、硅质、铁质和粘土质。钙质、硅质、铁质和粘土质。胶结作用是砾、砂、生物碎屑等沉积物成岩的关胶结作用是砾、砂、生物碎屑等沉积物成岩的关键。键。常见胶结物为钙质、硅质、铁质和泥质。常见胶结物为钙质、硅质、铁质和泥质。常见胶结类型有孔隙式、基底式和接触式。常见胶结类型有孔隙式、基底
6、式和接触式。 砾岩砾岩3.3.重结晶作用重结晶作用: :指深埋于地下的沉积物，在一定的压指深埋于地下的沉积物，在一定的压力、温度影响下，其颗粒成分部分溶解和再结晶，力、温度影响下，其颗粒成分部分溶解和再结晶，使非晶质变成变为结晶质，细粒晶体变为粗粒晶体，使非晶质变成变为结晶质，细粒晶体变为粗粒晶体，从而使沉积物固结成岩的过程。从而使沉积物固结成岩的过程。化学沉积物、生物化学沉积物通常是以这种方式固化学沉积物、生物化学沉积物通常是以这种方式固结成岩的。结成岩的。非晶质的碳酸钙非晶质的碳酸钙方解石微晶灰岩方解石微晶灰岩重结晶作用的强弱受矿物颗粒成分、大小的影响。重结晶作用的强弱受矿物颗粒成分、大小
7、的影响。成岩作用后：成岩作用后：沉积物原有的结构、构造及所含生物的沉积物原有的结构、构造及所含生物的遗体、遗迹均保留在沉积岩中。这些特征是沉积岩遗体、遗迹均保留在沉积岩中。这些特征是沉积岩与岩浆岩的主要区别。与岩浆岩的主要区别。缝合线重结晶：灰岩 大理岩一、沉积岩的矿物成分特征一、沉积岩的矿物成分特征1. 1. 尽管尽管沉积岩覆盖大陆面积的沉积岩覆盖大陆面积的75%75%和几乎和几乎100%100%的海洋底面，但的海洋底面，但沉积岩及沉积物的体积仅占地壳的沉积岩及沉积物的体积仅占地壳的5%5%。成岩物质绝大多数来。成岩物质绝大多数来自大陆，与大陆壳主体中酸性岩浆岩和变质岩密切相关。沉自大陆，与
8、大陆壳主体中酸性岩浆岩和变质岩密切相关。沉积岩中已知矿物积岩中已知矿物160160多种，最常见的矿物多种，最常见的矿物2020余种。余种。2.2.石英、钾长石、白云母、酸性斜长石等浅色矿物在岩浆岩和石英、钾长石、白云母、酸性斜长石等浅色矿物在岩浆岩和沉积岩中均广泛存在。沉积岩中均广泛存在。3.3.在岩浆岩中大量出现的铁镁暗色矿物橄榄石、辉石和角闪石在岩浆岩中大量出现的铁镁暗色矿物橄榄石、辉石和角闪石等等( (高温、高压下形成）在沉积岩中极少。高温、高压下形成）在沉积岩中极少。4. 4. 在沉积岩中有许多新生矿物在沉积岩中有许多新生矿物, ,如方解石、白云石、石膏、粘如方解石、白云石、石膏、粘土
9、矿物、赤铁矿等及大量的有机物质土矿物、赤铁矿等及大量的有机物质, ,而在岩浆岩中极少或缺而在岩浆岩中极少或缺乏。乏。第三节第三节 沉积岩沉积岩 沉积岩的化学成分特点：沉积岩的化学成分特点：沉积岩的原始物质主要沉积岩的原始物质主要来自岩浆岩，因而沉积岩的平均化学成分与岩浆岩来自岩浆岩，因而沉积岩的平均化学成分与岩浆岩很接近。但沉积岩与岩浆岩的生成条件不同，所以很接近。但沉积岩与岩浆岩的生成条件不同，所以某些化学成分仍有较大差别。某些化学成分仍有较大差别。二、沉积岩化学成分二、沉积岩化学成分v沉积岩的结构：指组成物质（碎屑、晶粒）的沉积岩的结构：指组成物质（碎屑、晶粒）的颗粒颗粒形状、大小、结晶程
10、度及相互排列方式形状、大小、结晶程度及相互排列方式。1.1.碎屑结构碎屑结构: : 由母岩机械破碎产生碎屑粒由母岩机械破碎产生碎屑粒, ,经剥蚀、经剥蚀、搬运至异地沉积，并由填隙物质充填而形成的结构。搬运至异地沉积，并由填隙物质充填而形成的结构。可细分为可细分为砾状（砾状（2mm2mm）、）、砂状（砂状（2-0.05mm2-0.05mm）和粉砂和粉砂状状(0.05-0.005)(0.05-0.005)结构结构。2.2.泥质结构泥质结构: :由粒径小于由粒径小于0.005mm0.005mm的泥质及胶体凝聚作的泥质及胶体凝聚作用形成的粘土岩石所具有的结构。用形成的粘土岩石所具有的结构。三、沉积岩的
11、结构三、沉积岩的结构3.3.晶粒结构晶粒结构: :由化学沉积作用形成的岩石所具有的结构。由化学沉积作用形成的岩石所具有的结构。按晶粒大小又可分为巨晶按晶粒大小又可分为巨晶(4mm)(4mm)、粗晶、粗晶(4(40.5mm)0.5mm)、中晶中晶(0.5(0.50.25mm)0.25mm)、细晶、细晶(0.25(0.250.05mm)0.05mm)、粉晶、粉晶(0.05(0.050.01)0.01)、微晶、微晶(0.01(0.010.001)0.001)和隐晶和隐晶(0.001)(10cm in diameter) that result when algae grow upwards trap
12、ping carbonate mud into thin layers. 5。Escape structures are columns, holes, or tubes that cut across bedding and are infilled with sediment ater the escape of water or a burrowing organism that had been trapped beneath a newly deposited sediment layer.6。Reefs are domal to elongate, massive to bedded forms built during carbonate deposition by organisms that biogenically precipitate carbonate materials.
