沉積巖與火山巖：課件概覽地球科學(xué)核心巖石形成過程第一部分：緒論課程目標(biāo)掌握巖石基本特征理解形成機制學(xué)習(xí)內(nèi)容分類體系識別方法地質(zhì)重要性資源勘探基礎(chǔ)巖石循環(huán)簡介巖漿巖高溫巖漿冷卻形成沉積巖風(fēng)化侵蝕沉積成巖變質(zhì)巖第二部分：沉積巖概述定義巖石碎屑或溶解物質(zhì)沉積搬運堆積形成特征顯著層理構(gòu)造常含化石和碎屑形成過程沉積巖的分類碎屑沉積巖由巖石碎屑組成化學(xué)沉積巖水溶液沉淀形成生物沉積巖生物殘骸積累形成碎屑沉積巖詳解礫巖粒徑＞2mm角礫或礫石砂巖粒徑0.06-2mm砂粒泥巖粒徑＜0.06mm細(xì)顆粒分選度影響影響孔隙和滲透性化學(xué)沉積巖詳解1蒸發(fā)巖水分蒸發(fā)離析鹽類2硅質(zhì)巖硅質(zhì)沉淀形成燧石3鐵錳沉積巖鐵錳離子氧化沉淀4形成環(huán)境干旱鹽湖或封閉海灣生物沉積巖詳解石灰?guī)r海洋生物殼體積累白云巖石灰?guī)r鎂化作用形成煤植物殘體埋藏變質(zhì)生物作用微生物促進碳酸鹽沉淀沉積構(gòu)造層理水平沉積分層現(xiàn)象交錯層理水流方向變化形成波痕淺水波浪作用痕跡沉積相與沉積環(huán)境陸相環(huán)境河流湖泊沙漠過渡相環(huán)境三角洲潟湖海灘海相環(huán)境淺海深海大洋沉積盆地分析1形成初期快速沉降粗碎屑2發(fā)展階段穩(wěn)定沉積細(xì)碎屑3演化后期填充抬升剝蝕4旋回特征海進海退多輪循環(huán)沉積巖的成巖作用壓實作用上覆負(fù)荷減少孔隙膠結(jié)作用礦物填充固結(jié)顆粒交代作用礦物成分相互替換重結(jié)晶作用晶體重新生長排列沉積巖的野外識別巖石類型外觀特征野外測試砂巖粒狀質(zhì)感手感粗糙頁巖薄片狀裂理遇水軟化石灰?guī)r致密塊狀鹽酸反應(yīng)強烈沉積巖的顯微特征礦物組成多變石英長石常見粒狀嵌晶結(jié)構(gòu)沉積巖與油氣資源儲層特征砂巖碳酸鹽巖高孔隙度關(guān)鍵構(gòu)造封閉必要巖芯特征油氣顯示黑色浸染熒光反應(yīng)強烈烴源巖暗色泥頁巖高有機質(zhì)含量成熟度適中沉積巖與水資源含水量大小決定水資源開發(fā)潛力孔隙滲透性控制地下水流動能力含水層分布影響地下水資源分布沉積巖與礦產(chǎn)資源沉積型金礦砂金礦古河道堆積鋁土礦風(fēng)化殼淋濾富集鈾礦地下水氧化還原界面蒸發(fā)礦鹽湖鹽類沉淀結(jié)晶沉積巖與古氣候研究冰磧物冰川作用痕跡紅層干熱氣候氧化環(huán)境煤層溫暖濕潤植被茂盛蒸發(fā)巖干旱氣候強烈蒸發(fā)沉積巖與古地理重建相分析沉積物類型反映環(huán)境古流向研究交錯層理指示水流生物化石分析生物群反映生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)數(shù)據(jù)元素比值指示沉積背景第三部分：火山巖概述火山巖定義巖漿噴出地表冷卻快速結(jié)晶形成主要特征氣孔常見斑狀結(jié)構(gòu)玻璃質(zhì)地形成過程巖漿上升減壓脫氣噴發(fā)冷卻火山巖的分類化學(xué)分類酸性中性基性超基性1結(jié)構(gòu)分類斑狀隱晶質(zhì)玻璃質(zhì)2構(gòu)造分類塊狀氣孔流動杏仁3火山巖的化學(xué)成分二氧化硅含量(%)鐵鎂含量(%)火山巖的礦物組成1長石類鈉長石鈣長石鉀長石2暗色礦物輝石角閃石橄欖石3石英酸性巖石中常見4次要礦物磁鐵礦黑云母磷灰石火山巖的結(jié)構(gòu)斑狀結(jié)構(gòu)大晶體鑲嵌細(xì)晶基質(zhì)?；Y(jié)構(gòu)晶體鑲嵌玻璃基質(zhì)流動構(gòu)造熔巖流動形成條紋火山巖的構(gòu)造柱狀節(jié)理熔巖冷卻收縮形成多呈五六邊形柱狀球狀構(gòu)造同心球狀風(fēng)化特征球核常新鮮堅硬枕狀熔巖水下噴發(fā)急冷形成呈枕頭狀堆疊火山碎屑巖＞64mm火山角礫巖角棱狀火山碎塊2-64mm火山集塊巖次棱角狀火山碎塊＜2mm凝灰?guī)r細(xì)粒火山灰固結(jié)火山噴發(fā)類型夏威夷式流動性熔巖溫度高黏度低斯特龍博利式間歇性噴發(fā)熔巖噴泉普林尼式猛烈爆炸性火山灰柱高聳火山地貌盾狀火山低坡度廣基底層狀火山錐形陡坡多層破火山口噴發(fā)后凹陷火山巖頸巖漿通道殘留火山巖的野外識別巖石類型宏觀特征野外鑒定玄武巖深灰色致密磁性強韌性大安山巖灰色斑狀硬度高斷口平整流紋巖淺色多流紋質(zhì)地較脆輕火山巖的顯微特征斑晶與基質(zhì)對比明顯氣孔結(jié)構(gòu)常見玻璃質(zhì)含量變化大火山巖與板塊構(gòu)造洋中脊拉張環(huán)境玄武巖島弧俯沖帶安山巖大陸邊緣復(fù)雜成分火山巖熱點板內(nèi)玄武質(zhì)巖漿火山巖與礦產(chǎn)資源貴金屬礦床金銀鉑鈀多金屬硫化物銅鉛鋅多金屬非金屬礦產(chǎn)硫磺珍珠巖火山巖與地?zé)豳Y源熱源淺層巖漿房熱儲層裂隙發(fā)育火山巖蓋層不透水蝕變巖火山災(zāi)害與防御24小時監(jiān)測頻率地震儀持續(xù)觀測＜10km安全距離大型噴發(fā)疏散范圍500年數(shù)據(jù)積累歷史記錄預(yù)測依據(jù)火山巖與環(huán)境影響火山氣體二氧化硫二氧化碳硫化氫氫氟酸氣溶膠影響降低陽光透射降溫效應(yīng)顯著火山灰危害污染水源土壤影響建筑農(nóng)作物第四部分：沉積巖與火山巖的對比沉積巖低溫淺表形成層理發(fā)育明顯化石常見次棱角磨圓顆?；鹕綆r高溫噴發(fā)形成氣孔構(gòu)造常見化石極少結(jié)晶程度不同沉積巖與火山巖的轉(zhuǎn)化關(guān)系火山噴發(fā)火山灰噴出搬運沉積風(fēng)水搬運堆積成巖固結(jié)壓實膠結(jié)形成火山碎屑巖保留火山特征沉積巖與火山巖的共生關(guān)系1火山噴發(fā)期火山巖建造形成平靜沉積期陸相海相沉積巖間歇活動期火山沉積互層建造沉積巖與火山巖的識別方法宏觀觀察結(jié)構(gòu)構(gòu)造顏色簡易物理測試硬度斷口反應(yīng)放大鏡檢查礦物顆粒特征地質(zhì)背景分析產(chǎn)狀環(huán)境聯(lián)系沉積巖與火山巖的研究方法顯微分析礦物結(jié)構(gòu)鑒定地球化學(xué)元素同位素測定同位素測年火山巖絕對年齡古地磁分析形成時期磁場方向第五部分：案例研究1國內(nèi)案例鄂爾多斯盆地2國內(nèi)案例長白山火山群3國際案例南海海底沉積4國際案例黃石火山區(qū)案例1：鄂爾多斯盆地三角洲湖泊河流沼澤風(fēng)成案例2：長白山火山群1早期活動250萬年前基性熔巖2中期活動50萬年前成盾狀火山3晚期噴發(fā)1萬年前大規(guī)模爆發(fā)4近代活動公元946年最后噴發(fā)案例3：南海海底沉積表層沉積生物軟泥富營養(yǎng)濁流沉積粒度分選上細(xì)下粗深海紅粘土極緩慢沉積速率基底玄武巖洋殼基礎(chǔ)熔巖流案例4：黃石火山區(qū)2.1Ma超級噴發(fā)形成巨大火山口1000km2火山口面積世界最大破火山口10000+地?zé)崽卣鏖g歇泉溫泉數(shù)量第六部分：研究前沿沉積學(xué)前沿微相分析精細(xì)化沉積模擬數(shù)值化氣候環(huán)境敏感記錄火山學(xué)前沿巖漿進化機制噴發(fā)預(yù)測技術(shù)環(huán)境影響量化沉積巖研究新技術(shù)三維地震技術(shù)內(nèi)部構(gòu)造清晰可見大數(shù)據(jù)分析多源數(shù)據(jù)整合處理AI輔助解譯自動識別沉積特征火山巖研究新方法遙感監(jiān)測實時高效無人機取樣安全便捷元素分析精度提升沉積巖與全球變化碳捕獲生物泵吸收碳碳酸鹽沉淀海洋碳封存巖石風(fēng)化碳酸鹽巖溶解氣候反饋碳循環(huán)調(diào)節(jié)溫度火山活動與全球氣候短期影響氣溶膠降溫效應(yīng)中期影響二氧化碳增溫長期影響碳循環(huán)地球調(diào)節(jié)第七部分：實踐應(yīng)用野外方法露頭觀察記錄剖面測量繪制樣品采集保存室內(nèi)技術(shù)薄片制作觀察儀器分析測試數(shù)據(jù)處理解釋應(yīng)用方向資源勘探評價環(huán)境地質(zhì)工程科學(xué)研究教學(xué)沉積巖野外考察要點剖面測量確定精確厚度層序特征記錄照片素描詳細(xì)描述樣品采集代表性完整新鮮構(gòu)造測量層面走向傾向數(shù)據(jù)火山巖野外考察要點產(chǎn)物調(diào)查噴發(fā)物類型分布樣品采集不同相帶系統(tǒng)取樣地質(zhì)圖繪制巖相界線準(zhǔn)確劃分沉積巖薄片制作與觀察樣品切割確定合適觀察面磨片固定粘結(jié)打磨固定精細(xì)磨制厚度0.03mm標(biāo)準(zhǔn)顯微觀察偏光正交光觀察火山巖薄片制作與觀察玻璃質(zhì)特殊處理顏色多變辨識度高氣孔結(jié)構(gòu)清晰可見沉積巖分析實驗粒度分析篩分法激光法成分分析X射線衍射分析重礦物分析磁選分離顯微鑒定顯微結(jié)構(gòu)分析顆粒接觸關(guān)系排列火山巖分析實驗主量元素微量元素同位素礦物成分年代測定第八部分：總結(jié)與展望