沉积岩岩石学

名词解释：沉积岩sedimentary rock：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、宇宙物质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作用而形成的一类岩石。

沉积岩石学（sedimentary petrology）：沉积岩石学是研究沉积岩（物）的物质成分、结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。

风化作用：就是指地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素作用下，在原地发生物理和化学变化的一种作用。

载荷——流体中除流体本身之外所包含的全部物质。

牵引流——由流体的流动来携带载荷移动。

如河流、波浪。

重力流—流体与悬浮物质的高密度流体，它的流动主要是由于作用于高密度流体的重力所引起的。

牛顿粘滞定律（内摩擦定律）—在流体二元平行直线运动中，内摩擦力F 的大小与流速梯度du/dy和两个流层的接触面积（S）成正比。

F =μ·du/dy·S τ=F/S=μdu/dy式中τ为单位面积上的内摩擦力，du/dy为流速梯度，μ为动力粘滞系数牛顿流体——符合牛顿内摩擦定律的流体，τ随du/dy变化，μ为定值。

非牛顿流体——不符合牛顿内摩擦定律的流体；μ不是常数。

沉积分异作用：母岩的风化产物在搬运和沉积过程中，根据其本身的特性，在外部条件的影响下，按一定顺序沉积下来浊流：是一种高密度的流体，常以体积巨大的块体进行运移，故又称为密度流或块状流。

由浊流搬运、沉积而形成的岩石叫浊积岩，它是一个成因概念，不代表某种岩石类型，而是岩石组合。

沉积期后作用：沉积物形成以后转变为沉积岩，到沉积岩的风化作用和变质作用以前演化阶段的所有变化或作用沉积岩的构造：是指沉积物沉积时，或沉积之后，由于物理作用、化学作用及生物作用形成的各种构造，在沉积物沉积过程中及沉积物固结成岩之前形成的构造即原生构造。

固结成岩之后形成的构造为次生构造层系又称丛系：是由成分、结构和产状上相同的许多细层组成的。

沉积岩石学沉积岩是在一定条件下形成的，通常指形成于水域环境中的岩石。

它由碎屑物、胶结物及生物遗体组成，主要由颗粒组成，因此也叫颗粒岩。

按其成因分为海相和陆相两大类。

沉积岩一般是固态物质，并多以泥或泥晶质的状态存在。

它具有层状结构，通常具有清晰的层理构造，但如果成岩作用过程中生成了气孔、杏仁等晶状体时，则不具备层理构造。

在沉积岩中，泥晶质的灰岩和页岩经常含有化石，所以又称化石岩。

沉积岩的主要化学成分为SiO2和MgO，其中胶结物主要为钙质胶结物或硅质胶结物，生物遗体通常以碎屑物的形式存在，有些生物遗体甚至可以在沉积岩中保存成化石。

2．沉积岩具有层状构造与粒间孔隙构造沉积岩的层状构造，通常是在应力或张力作用下发生成岩变质时形成的，具有清楚的层理构造。

如常见的石灰岩就是在应力或张力作用下发生成岩变质时形成的，并保留了原岩的层状构造。

3．沉积岩具有生物的和物理的多样性由于地质历史上的长期演化过程，生物进化繁衍产生了多种生物，生物死后的遗体也堆积于各处，这些遗体经过生物成因风化形成有机残骸堆积物，再经过成岩作用形成沉积岩。

生物遗体有细菌、藻类、底栖生物、浮游生物、软体动物、甲壳类和鱼类等。

沉积岩具有非均质性和层理性。

沉积岩中的颗粒或生物碎屑之间无明显界线，因而颗粒或生物碎屑之间的界线亦即粒间孔隙是多种多样的，正是这些孔隙使沉积岩成为多孔介质。

例如石灰岩中的孔隙为薄膜状，大理岩中的孔隙呈分散状或柱状。

5．沉积岩具有多样性，但不均匀性及有些特殊性1．同一矿区或矿田内，不同的建筑群体采用同一类型的岩石； 2．用一套工艺方法采集到同一种建筑用石材，但在有关标准中，这种石材被列为特定的建筑用石材。

3．在不同的场合，同一种建筑用石材所要求的建筑等级不同。

4．在不同场合，同一种建筑用石材可能具有不同的功能或技术要求。

5．同一种建筑用石材，其形成过程和用途不同，则价格可能有很大差异。

沉积岩可划分为三大类：（ 1）海洋沉积岩：包括滨海砂砾岩、石英砂岩、粉砂岩、粘土岩和火山岩；（ 2）湖泊沉积岩：包括淤泥质粘土岩、硅质灰岩和石膏；（ 3）沼泽沉积岩：包括泥炭、腐泥和泥炭化的草皮、泥炭化的植物根茎。

名词解释：2沉积岩石学（sedimentarypetrology）是研究沉积岩的物质成分、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地质科学。

沉积学：是研究沉积物的来源、沉积条件、沉积环境、沉积作用及沉积物转变为沉积岩的一系列复杂的成岩作用变化。

3风化作用：地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。

4风化壳/风化带：由残余物质自称的地表岩石的表层部分，或者说已风化了的地表岩石的表层部分。

5层流：是一种缓慢流动的流体，流体的质点作有条不紊的平行现状运动，彼此不相掺混。

6紊流：是一种充满了漩涡的急流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流苏大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混。

7雷诺数（Re）：判别层流和紊流的准则。

表示惯性力与粘带力之间的关系的一个数值，为一无量纲数。

（当Re为1左右时，流动呈层流型，当Re大于40时，则出现“卡门涡街”，这时的流动叫做紊流或涡流。

）8弗劳德数（Fr）：在明渠水流中，按流动强度的不同可出现急流、缓流和临界流3种流态，这3种流态的判别标准是弗劳德数。

表示惯性力与重力之间关系的一个数值。

9牵引搬运/牵引作用：能使碎屑物质作底负载移动的各种作用的总称。

牵引流的搬运力表现在两个方面，一个是流体作用于碎屑颗粒上的推力（即牵引力），另一个是载荷力（或负荷力）。

10牵引流:符合牛顿流体定律，属静水流作用的流体，能沿沉积床底搬运沉积物，其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流、波浪流等。

11沉积物重力流:非牛顿流体，在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度重力流。

等深流：是由于地球旋转的结果而形成的温盐环流，这种底流平行于海底等深线作稳定低速流动，主要出现在陆隆区。

浊流：是深水沉积物重力流的一种类型。

是靠液体的湍流来支撑碎屑颗粒，使之呈悬浮状态，在重力作用下发生流体。

内波：是存在于两个不同密度的水层界面上或是具有密度梯度的水体之内的水下波。

第一章绪论1.沉积岩的概念：组成地球岩石圈的三大类岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）之一。

在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、生物来源物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质，经搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。

2.搬运和沉积的方式：1）物理搬运和沉积作用 2）化学搬运和沉积作用3）生物搬运和沉积作用3.沉积岩中矿物成分的特征：1）高温矿物罕见 2）低温矿物富集3）特有的自生矿物第二章沉积岩的形成及演化1.风化作用概念：地壳表层岩石的一种破坏作用；因温度的变化，水以及各种酸的溶蚀作用、生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等，地壳表层的岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物的过程。

2.分类：按性质分:①物理风化作用②化学风化作用③生物风化作用3.元素迁移序列4.岩石风化程度1）石英：石英在风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用。

2）长石：风化稳定性仅次于石英，在长石类矿物中，钾长石的稳定性较高，多钠的酸性斜长石次之，中性斜长石又次之，多钙的基性斜长石最低3）云母：白云母的抗风化能力较强，黑云母的抗风化能力较弱4）铁镁硅酸盐矿物，抗风化能力较差。

稳定性：橄榄石<辉石<角闪石5）碳酸盐矿物：稳定性低，易溶于水；干旱条件近源快速堆积可形成岩屑6）粘土矿物：很稳定(自身是在风化条件下或沉积环境中生成)7）硫酸盐矿物、硫化物矿物、卤化物矿物：风化稳定性差，最易溶于水8）岩浆岩及变质岩中的一些次要矿物或副矿物：差别很大5.为什么造岩矿物风化稳定性差别如此之大？1）造岩矿物分化分异作用2）矿物的结晶温度（鲍文反应序列）3）矿物的晶体化学性质6.母岩风化的四个阶段性：机械破碎阶段饱和硅铝阶段酸性硅铝阶段铝铁土阶段7.母岩风化产物：1）碎屑残留物质：主要是母岩的岩屑和矿物碎屑，在风化作用的第一阶段最为发育 2）新生成的矿物：主要指在风化作用过程中新生成的一些矿物，如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁矿等 3）溶解物质：主要是指母岩在化学风化过程中被溶解的那些成分，如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、Al、P等8.风化壳概念：由风化残余物质(包括碎屑残留物质和新生成的化学风化矿物)组成的地表岩石的表层部分，叫风化壳或风化带。

《沉积岩岩石学》课程笔记第一章：沉积岩岩石学概念1.1 沉积岩的定义和特征沉积岩是由母岩经过物理、化学和生物作用破碎、搬运、沉积并经过长时间的压实和胶结作用形成的岩石。

沉积岩具有以下特征：- 成分：主要由石英、长石、云母、粘土矿物等碎屑物质组成，也可含有有机质、碳酸盐等自生矿物。

- 结构：沉积岩具有独特的结构，如层理、波痕、泥裂等，反映了沉积环境和沉积过程。

- 构造：沉积岩的构造多样，包括水平层理、波状层理、交错层理等，是沉积环境和沉积作用的重要标志。

- 成岩作用：沉积岩在形成过程中经历了压实、胶结、重结晶等成岩作用，影响了其物理和化学性质。

1.2 沉积岩的分类根据沉积岩的组成和形成过程，可将其分为以下几类：- 碎屑岩：由母岩破碎、搬运、沉积形成的岩石，如砂岩、砾岩等。

- 泥质岩：由细粒沉积物经长时间沉积、压实形成的岩石，如泥岩、页岩等。

- 化学岩：由化学沉积作用形成的岩石，如石灰岩、白云岩等。

- 生物岩：由生物残骸沉积形成的岩石，如礁灰岩、贝壳灰岩等。

1.3 沉积岩在地质历史中的重要性沉积岩在地质历史中具有重要意义，主要体现在以下几个方面：- 地层划分：沉积岩具有明显的层理和化石，是地质年代划分和地层对比的重要依据。

- 资源矿产：许多金属矿产、非金属矿产和能源矿产（如煤、石油、天然气）都赋存于沉积岩中。

- 环境记录：沉积岩记录了地球历史上的古气候、古地理、生物演化等信息，对了解地球演变过程具有重要意义。

- 工程地质：沉积岩的物理和化学性质影响工程建设和地基处理，对工程地质研究具有重要意义。

1.4 沉积岩研究方法研究沉积岩的方法主要包括：- 宏观观察：通过野外考察、露头观测等手段，研究沉积岩的宏观特征，如颜色、层理、构造等。

- 显微镜观察：利用光学显微镜、扫描电镜等仪器，观察沉积岩的微观特征，如矿物成分、结构、成岩作用等。

- 地球化学分析：通过对沉积岩样品进行元素和同位素分析，研究其物质来源、沉积环境和成岩过程。

绪论第一节：概念和术语1, 沉积岩（Sedimentary rock)沉积岩是三大类岩石（岩浆岩、沉积岩和变质岩）之一，在地球表面出露面积最广（75%）. 沉积岩是在表生条件下，由各种沉积作用形成的沉积物，在逐渐被埋藏过程中又经成岩改造而成的成层岩石。

可从四个层面来理解沉积岩的定义：1）沉积岩的基本特征（成层性、含化石、具沉积构造）2）形成在表生条件下；3）沉积作用形成沉积物：水成、风成、冰成；4）从沉积物转化为沉积岩需要一个成岩过程.2, 沉积岩石学(Sedimentary petrology)是研究沉积岩（包括沉积矿产）的特征、成因、及其在时间和空间上分布规律的一门地质学科，它是“岩石学”的一支独立分科。

3, 沉积学(Sedimentology)最初是研究沉积物的学一门科。

后来扩展为既包含研究现代沉积物，又包含研究沉积岩的特征、成因及相关地质规律的学科。

这一术语是沃德尔（Wadell，1932年）提出的.4, 沉积环境（depositionalenvironment)指沉积物堆积场所的地貌特征与沉积作用的总和。

如：河流环境的地貌特征为下切的沟谷（具有一定坡度），沟内有阶地、边滩或心滩，沉积作用为流动的水体（水流）。

又如：湖泊环境的地貌特征为陆地上具一定面积的积水洼地，沉积作用为波浪、沿岸水流及淡水生物活动等。

5, 沉积相（Sedimentary facies）沉积物或沉积岩中的岩石学和生物特征的总和，它是一定沉积环境的沉积响应。

沉积相是有一定空间尺度的地质实体。

如：河流相主要为砂砾岩或粉砂岩组成，具交错层理，只能保存植物树干化石。

又如：湖泊相常有暗色泥岩或细粉砂岩组成，水平纹理，含植物叶及淡水动物化石。

又如：珊瑚礁为水深小于200米浅海相。

第二节：沉积岩石学的研究内容和意义研究内容1）沉积岩的形成条件和形成过程。

2）沉积岩特征：宏观的颜色、成份、结构、沉积构造及生物特征；微观的、成份、结构、显微构造特征；地球化学特征。

第一篇总论第一章绪论一、沉积岩的基本概念及基本特征1、沉积岩概念沉积岩：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，经搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。

沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。

2、“地壳表层”地壳表层是指大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层。

这是包围地球表面的一个圈层。

沉积岩就生成在这个层圈中。

所以可以把它称作沉积岩生成圈或沉积圈。

3、“地壳表层条件”1）、温度：地壳表层的温度变化范围不大。

非洲中部地表最高温度可达85℃，俄罗斯西伯利亚北部勒拿河右岸北极圈内的维尔霍扬斯克最低温度达-70℃。

地表的最大温差150—160℃左右。

2）、压力：海平面的压力为1atm，山区不到1atm， 200m水深的浅海海底压力约为20atm，最深海海底的压力约为1000atm以上。

绝大部沉积岩形成的压力在1~20atm的范围内。

3）、水和大气的作用：水和大气是母岩风化的主要营力，也是母岩风化产物以及火山物质等搬运的主要介质；绝大多数沉积岩都是在水体中沉积的，所以有些人把沉积岩称作“水成岩”。

其实水成岩只是沉积岩的一部分，还有主要由风作用形成的“风成岩”和主要由冰川作用形成的“冰碛岩”。

4）、生物作用和生物化学作用：生物作用和生物化学作用也是沉积岩形成的重要因素。

生物礁石灰岩、硅藻岩和煤等主要是由生物遗体形成的，此即所谓的“生物岩”。

有些沉积岩是在生物作用的影响下或参与下，通过生物化学作用形成的，则称为“生物化学岩”。

5）、事件沉积作用：目前已发现的事件沉积作用及其岩石类型，如沉积物重力流和浊积岩、风暴沉积作用和风暴岩、洪水沉积作用和洪水岩、等深流沉积作用和等深积岩、地震沉积作用和震积岩、火山爆发—沉积作用和火山碎屑沉积岩以及陨石雨作用和陨石岩等。

它们与其它正常沉积作用和沉积岩共生在一起。

二、沉积岩的分布1、沉积岩的分布1沉积岩在地壳表层分布甚广，陆地面积的大约3/4为沉积物（岩）所覆盖着，而海底的面积几乎全部被沉积物（岩）所覆盖。

岩石:是天然产出的，由一种或多重矿物或其他物质(如火山玻璃、生物遗骸、胶体)构成的固态集合体火成岩：主要由地壳与上地幔中形成的岩浆侵入到地下或喷出地表冷凝形成的岩石，也被称为岩浆岩。

如花岗岩、玄武岩沉积岩：主要由地表风化产物、生物遗体、火山碎屑等经搬运、沉积、成岩形成的岩石。

如砂岩、灰岩变质岩：是由岩浆岩、沉积岩等经变质作用形成的岩石地壳、莫霍面、地幔、古登堡界面、地核P波、横波、固液S波纵波、固陆壳硅铝层、洋壳硅镁层岩石学是研究岩石的产出方式、组成特征、分类命名、岩石成因、形成环境和资源背景的科学，包括岩相学和岩理学。

一、岩浆(Magama)的概念是上地幔或地壳深处形成，炽热的、粘稠、以硅酸盐为主要成分，含有挥发份和晶体的熔融体岩浆侵位于地下深处的过程称为岩浆的侵入作用岩浆喷出地表的过程称为火山作用。

在岩浆源区，熔体与固相残余的分离和聚集的过程，叫岩浆分凝作用。

岩浆从源区产生，到分凝、上升、侵位于地下深处和喷出到地表，最后固结冷凝形成岩浆岩的过程，叫岩浆作用。

粘度：流体流动或变形的难易程度，与流动性呈反相关。

侵入岩与围岩的接触关系：1.侵入接触;岩浆侵位于早已形成的围岩中。

包括整合和不整合。

2.断层接触：侵入体与围岩之间的接触部分系断裂带出露的位置。

3.沉积接触：侵入体形成后，经历剥蚀出露地表，再被沉积地层所覆盖的现象根据SiO2含量可将火成岩分为SiO2 <45％超基性岩45－53％基性岩53－66％中性岩酸度增高>66％酸性岩岩床(席)：厚薄均匀的近水平产出的板状整合侵入体。

岩盆：中央微向下凹，呈盆状或漏洞状的协调侵入体。

岩盖：上凸下平的穹窿（蘑菇）状整合侵入体。

岩墙：一种厚度比较稳定，近于直立的不协调板状侵入体岩株：出露面积小于100km2，其形态与岩基相似。

岩基：是最大的巨型侵入体，出露面积大于100km2。

浅层相：侵入深度为0~5km，侵入体规模较小，常见岩床、岩墙等。

中深层相：侵入深度为5~15km侵入体规模较大，常见岩株、岩基等中深层相：侵入深度为5~15km，碱度:K2O+Na2O在岩浆中的含量。

1．沉积岩：是在地壳表层条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质成分经搬运、沉积及沉积后作用形成的岩石。

２．母岩：指早于该沉积岩而存在的岩浆岩、变质岩、以及较老的沉积岩。

３．物源区：母岩的物质来源区。

４．沉积圈：也就是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈它们相互重叠的范围。

５．表生带：也是沉积圈，是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈相互重叠的范围。

该带具有富含H2O，O2，CO2以及低温低压生物活动强烈的特点。

６．风化作用：在温度、压力及水、氧、二氧化碳的作用下以及生物活动的影响下，使岩石发生机械破碎和化学转化的一种作用。

７．物理风化作用：岩石只发生机械破碎，而没有成分上的变化，这种风化作用称为物理风化作用。

８．化学风化作用：岩石中有矿物的分解和化学成分的改变的风化作用。

９．生物风化作用：由生物作用引起的而使岩石发生变化的风化作用。

10．元素的风化分异：元素从母岩中迁移出有一定的顺序，这种现象称为元素的风化分异。

11．碎屑物质：由物理风化作用形成的岩石碎屑和矿物碎屑。

12．不溶残积物：沉积作用过程中形成的粘土矿物及氧化物。

13．溶解物质：化学风化过程中形成的，呈熔解状态被搬运的物质。

14．牵引流：靠自身能量携带载荷向前运动的一种牛顿流体。

15．重力流：在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。

16．牛顿流体：指服从牛顿内摩擦定律的流体。

17．非牛顿流体：指不服从牛顿内摩擦定律的流体。

18．载荷：流体中被搬运的沉积物。

19．载荷量：单位时间内流经某一横断面的沉积物的总量。

20．溶解载荷：呈溶解状态被搬运的沉积物。

21．悬移载荷：呈悬移状态被搬运的沉积物。

22．推移载荷：也称床沙载荷，指直接覆于床底上的有两个被搬运颗粒直径那么厚的做层状运动的底部颗粒。

23．满载：流体中的载荷量已经达到其流体所能搬动的最大限度。

24．超载：流体中的载荷量已经超过其流体所能搬动的最大限度。

25．床沙形体：也称为底形，底面形态。