1、主 要 內(nèi) 容 第一節(jié) 沉積巖物質(zhì)的形成 第二節(jié) 沉積物的搬運(yùn)與沉積作用 第三節(jié) 沉積分異作用 第四節(jié) 沉積成巖作用 第五節(jié) 沉積巖的分類,第二章 沉積巖的形成過程,形成沉積巖的物質(zhì)基礎(chǔ)沉積物的四種來源 一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物 二、生物源物質(zhì)生物殘骸和有機(jī)物質(zhì) 三、深源物質(zhì)火山碎屑和深部鹵水 四、宇宙源物質(zhì)隕石 其中，母巖風(fēng)化的產(chǎn)物是沉積物最主要的物質(zhì)來源；生物物質(zhì)具有指示沉積環(huán)境的作用；深源物質(zhì)量很少，但能指示火山活動(dòng)和深部構(gòu)造活動(dòng)事件；宇宙源物質(zhì)用來研究天體演化和地殼沉積物沉積速率、沉積間斷等具有重要意義,第一節(jié) 沉積物質(zhì)的來源,風(fēng)化作用的概念、方式和產(chǎn)物 1、風(fēng)化作用的概念： 地殼表

2、層巖石（母巖）在大氣、水、生物、冰川等 地質(zhì)營(yíng)力的作用下，使得巖石松散、破碎、分解的地質(zhì) 作用。其產(chǎn)物為各種巖石碎屑、礦物碎屑、生物碎屑和 溶解物質(zhì),一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物,風(fēng)化作用的概念、方式和產(chǎn)物 2、風(fēng)化作用方式：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化 1）物理風(fēng)化：主要發(fā)生機(jī)械破碎，而化學(xué)成分不改變的風(fēng)化 作用 主要影響因素：溫度變化、晶體生長(zhǎng)、 重力作用、 生物的生活活動(dòng)（人類活動(dòng)）、 水、冰及風(fēng)的破壞作用 物理風(fēng)化總趨勢(shì)：使母巖崩解，產(chǎn)生不同尺度 巖石碎屑和礦物碎屑,一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物,風(fēng)化作用的概念、方式和產(chǎn)物 2、風(fēng)化作用的方式： 2）化學(xué)風(fēng)化： 在氧、水和溶于水中的各種酸的

3、作用下，母巖遭受氧化、水解和溶濾等化學(xué)變化，使其分解而產(chǎn)生新礦物的過程。主要影響因素：水、二氧化碳、有機(jī)酸等?；瘜W(xué)風(fēng)化總趨勢(shì)：不僅使母巖破碎，而且使其礦物成分和化學(xué)成分發(fā)生本質(zhì)的改變，同時(shí)在表生條件下形成粘土物質(zhì)、各種氧化物和化學(xué)沉淀物質(zhì)如：各種粘土礦物,赤鐵礦、褐鐵礦、鋁土礦、煫石（SiO2)等氧化物及碳酸鹽礦物等,一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物,風(fēng)化作用的概念、方式和產(chǎn)物 2、風(fēng)化作用的方式： 3）生物風(fēng)化：在巖石圈的上部、大氣圈的下部和水圈的全部,幾乎到處都有生物存在。因此生物，特別是微生物在風(fēng)化作用中能起到巨大的作用。生物對(duì)巖石的破壞方式既有機(jī)械作用，又有化學(xué)作用和生物化學(xué)作用；既有直接的

4、作用，也有間接的作用。 主要影響因素：細(xì)菌、O2、CO2、有機(jī)酸 生物風(fēng)化途徑：氧化還原反應(yīng)、吸附作用、絡(luò)合物作用,一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物,風(fēng)化作用的概念、方式和產(chǎn)物 2、風(fēng)化作用的方式： 生物作用與化學(xué)風(fēng)化作用的關(guān)系： 促進(jìn)和加速化學(xué)風(fēng)化作用的進(jìn)行，幾乎所有的化學(xué)風(fēng)化作用均有生物的參與 巖石的風(fēng)化作用在許多情況下是由生物的活動(dòng)開始的 菌類、藻類及其他微生物對(duì)巖石的破壞作用是巨大的，不僅直接對(duì)母巖進(jìn)行機(jī)械破壞、化學(xué)分解（吸收某些元素、生成新礦物），而且本身分泌出的有機(jī)酸，有利于分解巖石或吸收某些元素轉(zhuǎn)變成有機(jī)化合物。 生物對(duì)大氣的組分(如CO2、N2 、O2 )也很大的影響，也影響風(fēng)化作用

5、的強(qiáng)度。,一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物,風(fēng)化作用的概念、方式和產(chǎn)物 3、風(fēng)化作用的產(chǎn)物： a 碎屑物質(zhì)：母巖機(jī)械破碎的產(chǎn)物，主要指礦物碎屑和巖石碎屑 b 不溶殘積物：母巖分解過程新生成的不溶物質(zhì),如粘土和氧化 物等 c 溶解物質(zhì)：以溶解狀態(tài)被帶走的成分。 碎屑物質(zhì)是構(gòu)成陸源碎屑巖的主要成分 溶解物質(zhì)是構(gòu)成內(nèi)源沉積巖的主要物質(zhì)成分,一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物,3、各種造巖礦物在風(fēng)化過程中的穩(wěn)定性及其風(fēng)化 產(chǎn)物 石 英 抗風(fēng)化 穩(wěn)定性極高 主要機(jī)械破碎 碎屑石英 鉀長(zhǎng)石 先析出鉀 其次是硅 最后是鋁 水白云母(量變) 高嶺石 蛋白石 鋁土礦(質(zhì)變) 斜長(zhǎng)石 除(鈣、鈉、硅 )從礦物中帶走外,形成沸石

6、、綠簾 石、 黝簾石、蒙脫石、蛋白石、方解石等 白云母 白云母碎屑 先析出鉀和加入水 水白云母 高嶺石 黑云母 鉀、鎂先析出同時(shí)加水蛭石 、綠泥石、褐鐵礦等 橄欖石、輝石、角閃石等鐵鎂硅酸鹽礦物，鐵、鎂、鈣先析出 ， 之后硅部分或全部析出，大部分元素呈溶液狀態(tài)流失， 部分形成褐鐵礦、蛋白石等,一、陸源物質(zhì)母巖風(fēng)化的產(chǎn)物,了解知識(shí),生物硬體 方解石、文石、磷酸鹽質(zhì)、硅質(zhì),生物軟體 碳、氫、氧、氮、硫、磷,生物源物質(zhì),硅 質(zhì),磷 質(zhì),碳 酸 鈣 質(zhì),不溶物 質(zhì) 干酪根,可溶物質(zhì),二、生物源物質(zhì)生物殘骸和有機(jī)物質(zhì),干酪根分為：型干酪根、型干酪根、型干酪根 型干酪根主要由單細(xì)胞藻類殘?bào)w形成的腐泥質(zhì)型成

7、油型 型干酪根主要由陸生植物殘?bào)w形成的腐殖質(zhì)型成煤或成氣型 型干酪根為上述兩者之間為過渡型,三、深源物質(zhì)火山碎屑和深部鹵水,火山作用帶到地表的火山碎屑物質(zhì)及 其伴生的氣熱液物質(zhì) 沿構(gòu)造斷裂流出地表的熱鹵水 深源物質(zhì)量很少，但能指示火山活動(dòng)和深部構(gòu)造活動(dòng)事件,四、宇宙源物質(zhì)隕石,隕石為來自宇宙空間的固體物質(zhì) 大小極為懸殊，大的幾千千克數(shù)十千克 1976吉林隕石雨中大的達(dá)1770kg，西南非洲納米比亞的霍巴鐵隕石（數(shù)十噸） 小的幾十毫克極細(xì)微粒（宇宙塵埃） 每年落到地球上隕石有幾千顆，大部分落入海洋，只有一部分落入人煙稀少的陸地上，因此僅有很少一部分隕石被人們發(fā)現(xiàn)，可以說沉積巖（物）中的宇宙物質(zhì)大

8、部分還未被人們所識(shí)別。 在現(xiàn)代深海粘土中含有一些磁性小球體，根據(jù)所含鉀和鈣的同位素特征以及存在有方鐵礦，被認(rèn)為屬于宇宙成因。 宇宙源物質(zhì)用來研究天體演化和地殼沉積物沉積速率、沉積間斷等具有重要意義,第二節(jié) 沉積物的搬運(yùn)與沉積作用,沉積物發(fā)生的搬運(yùn)和沉積的地質(zhì)營(yíng)力：主要是流動(dòng)水和風(fēng)為主，其次是冰川、重力和生物。由于沉積物性質(zhì)的差異，常見的搬運(yùn)方式有： 一、機(jī)械搬運(yùn)和沉積 二、化學(xué)搬運(yùn)和沉積 三、生物搬運(yùn)和沉積,搬運(yùn)對(duì)象：陸源碎屑顆粒 搬運(yùn)介質(zhì)：牽引流（水流和波浪，空氣）， 重力流(gravity flow)： 濁流（turbidites flow） 泥石流 (debris flow)、 顆粒流(

9、grain flow)、 液化沉積物流(fluidized sediment flow）， 冰川、風(fēng),一 機(jī)械搬運(yùn)和沉積,1、流水的機(jī)械搬運(yùn)和沉積作用 搬運(yùn)方式：推移搬運(yùn)（或滾動(dòng)搬運(yùn)）推移載荷 懸浮搬運(yùn)（或懸浮搬運(yùn)）懸浮載荷 跳躍搬運(yùn)介于上述二者之間 機(jī)械搬運(yùn)和沉積作用：流水把處于靜止?fàn)顟B(tài)的碎屑物質(zhì)開始搬 運(yùn)走所需要的流速叫做開始搬運(yùn)流速，開始搬運(yùn)流速要大于繼 續(xù)搬運(yùn)業(yè)已處于搬運(yùn)狀態(tài)的碎屑物質(zhì)所需的流速，即繼續(xù)搬運(yùn) 流速。一般來說，開始搬運(yùn)流速要大于繼續(xù)搬運(yùn)流速。,一、機(jī)械搬運(yùn)和沉積,碎屑物質(zhì)在流水中的侵蝕、搬運(yùn)、沉積與流速的關(guān)系 （尤爾斯特 隆圖解）,隨著水流強(qiáng)度的變化，水流能懸浮和滾動(dòng)搬運(yùn)

10、的 最大顆粒直徑（沃克圖解）,2、空氣的搬運(yùn)與沉積作用 1）只能搬運(yùn)碎屑顆粒 2）搬運(yùn)能力小，以跳躍搬運(yùn)形式為主 3）受地形和地物影響大 3、冰川的搬運(yùn)與沉積作用 流動(dòng)方式：塑性流動(dòng)和滑動(dòng) 搬運(yùn)能力巨大 搬運(yùn)對(duì)象：碎屑顆粒 沉積位置：雪線以下冰磧物，經(jīng)流水改造，形成冰水沉積,一、機(jī)械搬運(yùn)和沉積,4、碎屑顆粒在機(jī)械搬運(yùn)過程中的變化 1）物質(zhì)成分上的變化：隨著搬運(yùn)距離的增加，由于化學(xué)分解、 機(jī)械破碎和磨蝕作用,不穩(wěn)定組分相對(duì)減少,穩(wěn)定組分相對(duì)增加 2）粒度和分選型的變化：隨著搬運(yùn)距離的增加，一般粒度越來 越細(xì)，分選越來越好 3）顆粒形狀的變化: 隨著搬運(yùn)距離的增加，由于磨蝕作用，顆 粒的園度和球度

11、越來越好。,一、機(jī)械搬運(yùn)和沉積,搬運(yùn)對(duì)象：溶解于水的化學(xué)物質(zhì) 溶解物質(zhì)在自然界中存在的方式：膠體和真溶液,在自然界中膠體溶液與真溶液的分布情況示意圖,二、化學(xué)搬運(yùn)和沉積,1) 膠體的搬運(yùn)與沉積作用 膠體的特點(diǎn)：顆粒細(xì)小、擴(kuò)散能力弱、表面帶電荷 具有吸附性 使膠體凝聚和沉積的因素： 帶有相反電荷的膠體相遇： 加入電解質(zhì) 加熱蒸發(fā) 射線照射,由于膠體自身的特點(diǎn)，當(dāng)其處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，就是膠體的搬運(yùn)狀 態(tài)；當(dāng)條件發(fā)生變化，膠體失去穩(wěn)定性時(shí)，膠體發(fā)生凝絮作用，即沉積作用。,二、化學(xué)物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積,2）真溶液的搬運(yùn)與沉積作用 可溶物質(zhì)的溶解與沉淀作用主要取決于溶解度；溶液中的某種物質(zhì)濃度達(dá)到過飽和，則發(fā)

12、生沉淀作用（沉積）；反之，則發(fā)生溶解作用（搬運(yùn)）。 影響真溶液搬運(yùn)與沉積的因素： 介質(zhì)的酸堿度： 介質(zhì)的氧化還原電位： 溫度和壓力 溶液中的CO2含量 離子吸附作用,二、化學(xué)搬運(yùn)和沉積,生物的搬運(yùn)作用：既可是物理方式也可是化學(xué)方式 生物的沉積作用： 生物遺體的直接堆積： 生物的間接沉積作用：化學(xué)方式： 生物物理方式：捕獲和粘結(jié) 障積作用 搬運(yùn)的成分：碎屑顆粒、溶解物質(zhì),三、生物的搬運(yùn)和沉積,1、概念 沉積物在搬運(yùn)沉積過程中會(huì)按照顆粒大小、形狀、比重、礦物成 分和化學(xué)成分在地表依次有規(guī)律的沉積下來，這種現(xiàn)象稱為沉積分異 作用。 2、沉積分異作用的類型 機(jī)械沉積分異作用： 按粒度：礫巖、砂巖、粘土

13、巖； 按比重：金19.3、黃鐵礦5、鉻鐵礦4.5、石英2.65、石墨2.16、 琥珀1.07）； 化學(xué)沉積分異作用： 熔解物質(zhì)達(dá)到過飽和時(shí)按溶解度由小到大依次沉積（氧化物、磷酸鹽、硅 酸鹽、硫酸鹽、鹵化物）,第三節(jié) 沉積分異作用,溶解物質(zhì)的化學(xué)沉積分異圖,碎屑物質(zhì)的機(jī)械沉積分異圖,第四節(jié) 沉積成巖作用,一、概念 沉積成巖作用是泛指沉積物形成以后，到沉積巖的風(fēng)化的作用和變質(zhì)作用以前這一演化階段的所有變化或作用，包括成巖作用和后生作用。有人也成為沉積期后作用。 二、成巖階段的劃分： 1、同生階段： 2、成巖階段： 3、后生階段： 4、表生階段：,第四節(jié) 沉積成巖作用,沉積巖的成巖作用階段,1.同生

14、作用(syngenesis)：沉積后至埋藏前沉積物與水之間 的一系列作用（溶解、水合、解,Ph,Eh, O2，CO2逸度改變）。 2.成巖作用(diagenesis): 埋藏后至巖石固結(jié)，即，由沉積 物到沉積巖的過程中的一系列變化，包括壓實(shí)和膠結(jié)作用。 3.后生作用(anadiagenesis):固結(jié)后至變質(zhì)前，包括交代、 重結(jié)晶、次生加大、壓溶。 4.表生作用(epidiagenesis):潛水面以下、低溫壓下，與地 下水的作用，包括溶蝕、充填、交代。,常見成巖作用現(xiàn)象,壓實(shí)作用(compaction):靜壓力下沉積物排氣、排水、體積縮小、孔隙度降低、密度增加。 2. 膠結(jié)作用(cement

15、ation):孔隙水過飽和沉淀出礦物質(zhì)（膠結(jié)物cement),將沉積物粘結(jié)成巖石。 3. 壓溶作用(pressure-solution):壓力下沉積物顆粒間或沉積巖內(nèi)部發(fā)生溶解。如，縫合線構(gòu)造 4. 重結(jié)晶作用(recrystallization):通過溶解再沉淀或固體擴(kuò)散，使得細(xì)小晶粒集結(jié)成粗大晶粒。如，蛋白石（非晶質(zhì)）玉髓（隱晶質(zhì)）石英（顯晶質(zhì)） 5. 交代作用(replacement):外來組分取代原組分。如，白云石化，SiO2與CaCO3相互交代。 6. 自生礦物的形成(authigenic mineral)：海綠石，鮞綠泥石，沸石類，粘土礦物，方解石、菱鐵礦、草莓狀黃鐵礦，自生石英和自生長(zhǎng)石（再生加大邊