第十一章 沉积岩的基本特征详解
- 格式:doc
- 大小:482.50 KB
- 文档页数:17
沉积岩的基本特征主要包括以下几个方面:
1. 多样性:沉积岩是地球表面最广泛分布的岩石之一,种类多样,包括石灰岩、泥岩、砂岩、煤等。
不同类型的沉积岩具有不同的形成条件和特点。
2. 可分层性:沉积岩在形成过程中通常会呈现出可分层性,即不同时间、不同沉积环境下的沉积物在压实、矿化作用下形成的不同层次。
3. 着色性:沉积岩常常呈现出鲜艳、明亮的色彩,如红色的砂岩、灰色的泥岩等。
这些颜色关键在于其中的某些矿物质或化合物。
4. 易侵蚀性:沉积岩相对较软,容易受到大气、水等天然因素的侵蚀、剥蚀。
常见的侵蚀作用有风化、溶蚀等。
5. 显微构造:沉积岩通常具有很多显微构造特征,如低角度层状构造、波浪状构造、激光层状构造等。
这些构造特征是沉积历史的重要指示。
6. 广泛性:从体积而言,沉积岩约占岩石圈体积的5%。
沉积岩在地壳表层的厚度是变化很大的,有的可达几十公里,有的则很薄。
7. 蕴藏矿产丰富:沉积岩中蕴藏着大量矿产,世界资源总储量的75%-85%是沉积和沉积变质成因的。
石油、天然气、煤、油页岩等可燃有机矿产以及盐类矿产,几乎全部是沉积成因的。
铁矿、铅锌矿、铜矿、锰矿等其他金属和非金属矿
产也都是沉积和沉积变质成因的。
总的来说,沉积岩的多样性、可分层性、着色性、易侵蚀性和显微构造等特点反映出了其在地球表面的广泛性和重要性。
论述题1.沉积岩的基本特征。
答:(1)矿物成分特征:①在岩浆岩中大量存在的角闪石、辉石、橄榄石在沉积岩中很少见。
②岩浆岩中大量存在的石英、长石,在沉积岩中也大量存在,为组成沉积岩的主要矿物.③由于沉积岩形成于地表,它有自己的矿物,如氢氧化物,氯化物以及粘土矿物、盐类矿物。
(2)化学成分特点:①沉积岩中的含量大于含量。
②没积岩中的钾的含量大于钠的含量。
③富含。
④沉积岩中富含有机质.(3)结构构造特点:①碎屑结构,生物结构,粒屑结构是沉积岩特有的结构.②具有发育的层内构造和层面构造。
2.沉积岩的形成及演化。
答:沉积岩的形成及演化的全部过程可分为以下几个阶段:(1)风化作用阶段;(2)搬运沉积作用阶段;(3)同生作用阶段;(4)成岩后生作用阶段;(5)表生作用阶段。
3.论述风化带发育的阶段性。
答:共分为四个阶段:(1)碎屑阶段:a.主要发生物理风化b。
元素和化合物几乎不迁移;c。
产生的是五些岩屑和矿物碎屑。
(2)饱和硅铝阶段:a。
CI,SO4几乎全部迁移;b。
铝硅酸盐开始分解;c。
Ca2+、Mg2+、Na+、K2+大部分迁移;d.介质呈碱性 e.产生水云母、蒙脱石; f.地碱性条件下,CaCO3开始堆积。
(3)酸性硅铝阶段:a。
Ca2+、Mg2+、Na+、K+已全部迁移。
b.Si的迁移已开始增多;c.介质呈酸性;d。
常形成高岭石矿物。
(4)铝铁土阶段,也称为红土型风化阶段:a。
全部可移动元素都已迁移;b。
介质呈碱性或中性;c。
常形成铝土矿、褐铁矿等矿物。
4.论述流动体制与层理的关系。
答:流动体制也就是流态,根据佛罗德数分为:上部流动体制(F>1或0。
8),过渡流动体制(F=1或0.8),下部流动体制(F<1或0。
8).其中下部流动体制,随着水流强度的增大,床沙形体依次为无颗粒运动的平坦床沙(层理主要是水平层理)-沙纹(形成小型交错层理)-沙浪(形成中型交错层理)-沙丘(形成大型交错层理)。
该体制的特点是表面波和床沙形体的起伏相位正好相反。
简述沉积岩的概念及基本特征一、概念介绍沉积岩是指由沉积作用形成的岩石,是地球表面最广泛分布的岩石类型之一。
它们是由风化、侵蚀和沉积过程中堆积而成的,通常在水体或陆地上形成。
沉积岩的形成过程包括物理和化学作用,如水流、风、波浪和生物活动等。
这些作用导致了不同粒度大小和不同组成的沉积物堆积在一起,逐渐形成了沉积岩。
二、基本特征1. 粒度结构多样性沉积岩具有丰富的粒度结构多样性。
根据颗粒大小,可以将其分为粗砾岩、砂岩、泥岩等不同类型。
其中,粗砾岩颗粒较大,主要由大于2毫米(mm)的碎屑颗粒组成;砂岩由0.063-2mm大小的颗粒组成;泥岩主要由小于0.063mm大小的颗粒组成。
2. 显微结构特征显微结构是指通过显微镜观察到的细小结构特征。
沉积岩的显微结构特征主要包括颗粒形状、颗粒间的空隙大小和形态、岩层中的孔隙度等。
这些特征对于沉积岩的物理性质和化学性质都有影响。
3. 成分组成复杂多样沉积岩的成分组成非常复杂,通常包括矿物颗粒、有机物、水和气体等。
其中,矿物颗粒是其主要组成部分,通常占总体积的70%以上。
不同类型的沉积岩中,矿物颗粒种类和含量也不同。
4. 层理结构明显沉积岩通常具有明显的层理结构。
这是由于沉积作用过程中,不同类型和大小的沉积物在堆积过程中产生了不同程度的分选作用。
这些层理结构对于研究沉积环境和历史非常重要。
5. 古生态环境记录沉积岩是记录古生态环境变化最重要的地质材料之一。
通过对沉积岩中化石、孢粉等古生物遗存进行分析,可以了解到当时的气候、水文、地貌等环境信息。
因此,沉积岩对于研究古生态环境和古地理学十分重要。
三、结论综上所述,沉积岩是由沉积作用形成的岩石,具有粒度结构多样性、显微结构特征、成分组成复杂多样、层理结构明显和古生态环境记录等基本特征。
这些特征对于研究地球历史和环境变化都有非常重要的意义。
沉积岩的主要特征
沉积岩是指在地球表面生成的、由物质碎屑经母体改造形成的超厚岩石层,它是基础地质学中最重要的岩石类型之一,为其他岩石的形成提供了重要的参考资料。
沉积岩具有独特的特征,可以用于分类和分析。
首先,沉积岩的物质碎屑来自现有的母体,经过母体改造而成岩石。
这些碎屑包括碳、硅、氧化物和水分等原料,形成了沉积岩中的物质斑块。
它们形成而成的物质斑块不仅可以提供岩石结构的支撑,而且不会因母体而发生物理和化学的变化。
其次,沉积岩特别注重环境因素对其形成的影响,比如地质时期的变化,气候类型的变化等。
这些因素对沉积岩的形成具有重要的影响,它们既可以夹杂提供岩石结构的物质材料,也可以影响沉积岩的结构,从而影响它们的分类和分析。
最后,沉积岩特点中包含有“层状结构”,层状结构是指沉积岩中各物质碎屑之间形成的多层次结构。
这种结构能够有效地表明不同母体的物质变化,并为其他岩石的形成提供可比性。
沉积岩的主要特征表明,这是一种特殊的岩石,它的形成受现有母体、环境因素以及层状结构的影响。
这些特征为研究古气候、古地理环境以及地球演化提供了重要的参考资料。
因此,沉积岩在地层学研究中特别重要,在油气勘探、矿物调查、核废物处置以及污染控制等领域都有重要的应用。
- 1 -。
第十章沉积岩的基本特征一、沉积岩的概念二、沉积岩的物质成分三、沉积岩的结构和构造四、沉积岩的分类美国大峡谷沉积岩层一、沉积岩的概念沉积岩是在地表或近地表条件下,由化学和生物化学沉淀、或岩石、矿物和化石碎屑或颗粒、以及这些成分的组合形成的集合体。
沉积岩的形成是在常温常压条件下,经历了风化作用、生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用。
沉积作用与沉积岩二、沉积岩的物质成分沉积岩几乎包括了任何成岩矿物和稀有矿物。
最常见的矿物是:石英、粘土矿物中的高岭石、蒙脱石和伊利石、碳酸盐矿物中的方解石和白云石。
其他常见矿物有:长石、绿泥石、黑云母、文石、磁铁矿、钛铁矿,以及玉髓、锆石、白云母等。
不同沉积岩类型的化学成分也是迥异的。
许多元素含量变化从一种岩石的0%到另一种岩的100%。
三、沉积岩的结构和构造1、沉积岩的结构沉积岩的结构包括结晶结构和碎屑结构,以碎屑结构为主。
重要的结构特征包括:颗粒大小、颗粒形态、分选程度、以及颗粒间的关系。
2、沉积岩的构造沉积岩的构造分为4种类型:层理构造、层面构造、层内构造、其它构造。
沉积岩的结构一、颗粒的粒度二、颗粒的形状和球度三、颗粒的圆度和表面结构四、填隙物的结构五、胶结类型及颗粒支撑结构碎屑岩的结构:构成碎屑岩的矿物和岩石碎屑的大小、形状、填隙物的结构以及不同组分的空间组合关系。
具体包括:碎屑颗粒的结构、杂基和胶结物的结构、孔隙的结构、以及碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系。
碎屑岩的结构组分包括碎屑颗粒、杂基(或基质)、胶结物和孔隙。
一、颗粒的粒度粒度:粒状碎屑的粗细程度,通过单个碎屑的最大视直径的绝对值或φ值来表示。
φ= -log2D分选度:粒状碎屑大小的均匀程度,是流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标,分为5个级别:极差、差、中等、好、极好。
二、颗粒的形状和球度颗粒的球度:接近球体的程度。
在搬运过程中,不同球度的颗粒表现不同,如球度小的片状颗粒最容易被漂走。
沉积岩的特征
1、层理构造显著。
2、沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石。
3、有的具备溃烂、孔隙、结核等。
沉积岩形成过程是:风化——侵蚀——搬运——沉积——固结成岩。
具体内容过程可以归纳为:早期构成的各类岩石(例如岩浆岩、沉积岩、变质岩等)在风化和侵蚀作用下构成风化产物,这些风化物在风力或流水等外力运送促进作用下,在湖泊、海洋或地表低洼地区处沉积,经过长期晶化成岩,最终构成沉积岩。
沉积岩
沉积岩,三大岩类的一种,又称作水成岩,就是三种共同组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种就是岩浆岩和变质岩)。
就是在地壳发展演化过程中,在地表或吻合地表的常温常压条件下,任何先成岩遭遇风化风蚀促进作用的毁坏产物,以及生物促进作用与火山作用的产物在原地或经过外力的`运送所构成的沉积层,又经成岩促进作用而变成的岩石。
第十一章沉积岩的基本特征第一节概述但以体积而言,沉积岩仅占岩石圈体积的5%,结晶岩占95%。
各类沉积岩的分布各不相同。
分布最广的是泥质岩(72.2%)、砂岩(13.2%)和碳酸盐岩(7.7%),其余的沉积岩及其沉积矿产仅占1%—2%。
沉积岩在地表广泛分布,是储油、储水的有利场所。
沉积岩中的矿产不仅种类多,而且储量大。
据统计沉积和沉积变质矿产占世界矿产总储量的75—85%。
煤、石油、油页岩和天然气等全是沉积形成。
铁、锰、铝、磷、放射性金属及铜、铅、铅、锌、汞、锑等矿产,多属沉积成因或、、与沉积有成因关系。
有些沉积岩本身就是矿产。
二.沉积岩的成分特征(一)化学成分特征沉积岩的主要物质来源于火成岩的风化产物,所以两者的平均化学成分非常相似。
但由于火成岩转变为沉积岩要经过风化、搬运、沉积、成岩等一系列转沉积岩的平均矿物成分与火成岩相比有明显差别。
构成沉积岩的主要矿物是:①云母及粘土矿物,②碳酸盐矿物,③石英族矿物(石英、玉髓、蛋白石等)。
二. 沉积岩的结构构造特征沉积岩的结构构造明显不同于岩浆岩。
岩浆岩多为晶粒结构;而沉积岩的结构则随岩石的类型和成因而变化,最常见碎屑结构(陆源碎屑岩)、泥状结构(泥质岩)、晶粒结构(化学及生物化学岩)、颗粒结构(内源沉积岩)等。
沉积岩具特征的层理和层面构造。
第二节沉积岩的形成和变化沉积岩的形成作用可概括为以下3个阶段:①沉积岩原始物质的形成阶段(风化阶段),②沉积岩原始物质的搬运和沉积作用阶段,③沉积物的同生、成岩作用和沉积岩的后生作用阶段。
一.沉积物质的形成作用沉积岩的原始物质有四类:1.母岩风化所提供的物质:陆源碎屑、粘土物质、溶解物质。
2.生物成因的物质:生物残骸及有机质。
3.深部来源的物质:火山碎屑物质、深部来的卤水、温泉水、喷气物质等。
4.宇宙来源的物质:陨石及宇宙尘埃。
以下主要介绍风化作用形成的物质。
1.物理风化作用使母岩发生机械破碎为主的风化作用称为物理风化作用。
它为沉积岩的形成提供各种碎屑物质。
2.化学风化作用不仅使母岩破碎,而且其矿物成分和化学成分也发生本质的改变,直至形成在地表条件下稳定的矿物组合的过程称为化学风化作用。
它为沉积岩的形成提供各种溶解物和不溶残余物。
3.生物风化作用生物对岩石产生的机械和化学的破坏作用。
风化作用的产物:⑴碎屑物质碎屑岩⑵溶解物质(真溶液、胶体溶液)化学岩和生物化学岩⑶粘土物质泥质岩(二)主要造岩矿物和岩石在风化过程中的稳定性1.长石类矿物长石类矿物是地壳中分布最广的矿物。
受到各种酸,尤其是碳酸的作用极易发生分解,析出K、Na、Ca等离子,同时发生水化而变为水云母,并继续分解。
以钾长石为例:K[AlSi3O8] K<1Al2[(Si,Al)4O10](OH)•nH2O Al4[Si4O10](OH)8钾长石水云母高岭石Al2O3•nH2O (铝土矿)SiO2•nH2O (蛋白石)在长石类中钾长石比斜长石难于风化,酸性斜长石较基性斜长石难于风化。
2.铁镁矿物这类矿物包括橄榄石、辉石、角闪石等铁镁矿物,易风化,沉积岩中甚少,一般呈重矿物形式出现。
3.石英类是在地表最稳定的矿物,在风化过程中几乎只有机械破碎。
母岩风化愈彻底,风化产物中石英的相对含量愈高。
4.云母类白云母稳定性较大,故在沉积岩中较多,黑云母不稳定,所以在沉积岩中很少。
岩石由造岩矿物组成,因而在风化时的稳定程度取决于它所含的矿物成分。
因而抗风化能力,岩浆岩中为:酸性岩→中性岩→基性岩→超基性岩沉积岩中砂岩、页岩其矿物成分为地表稳定的组分,不易发生化学分解,主要以碎屑物被搬运;石灰岩在干旱地区以机械破碎为主,在湿热地区则以溶解为主;硅质岩则很难受化学风化。
变质岩的风化习性与岩浆岩近似。
二.沉积物的搬运和沉积作用母岩的风化产物有三类:碎屑物质、粘土物质(又叫不溶残余物)和溶解物质。
它们除少部分残留原地组成风化壳堆积外,大部分被搬运走,并在新的地方沉积下来。
三者的性质不同,故其搬运、沉积方式也不同。
使沉积物发生搬运和沉积的地质营力主要是流水、风、冰川、重力和生物。
搬运方式可分为机械搬运、化学搬运和生物搬运。
(一)机械的搬运与沉积作用碎屑物质在水、风、冰及重力等的作用下,以机械的方式进行搬运和沉积,受流体力学定律支配。
可呈悬浮状态搬运(称悬移载荷),也可呈滑动、滚动或跳跃方式搬运(称推移载荷或床沙载荷)。
按搬运流体的性质分为牵引流和重力流两种。
对原始沉积物的搬运以牵引流最常见,如含少量沉积物的流水(包括雨水、河流、湖流、洋流等)和大气流等属牵引流,为牛顿流体。
符合牛顿流体定律1.碎屑物质在流水中的搬运和沉积 (1)碎屑物质的搬运促使碎屑搬运的力有:水体对物质的上举力(浮力),流水的动力(包括 水平推力和负荷力),它主要决定于流速、流量和流体性质。
其中水平推力主要决定于流水的流速。
当流量一定时,流水搬运碎屑的大小与流速平方成正比(d ∝v 2)。
山区河流流速快(5—8m/s ),可手搬运粗大的碎屑;平原河流流速小(1.5m/s ),只能搬运细小颗粒。
流水的负荷力主要决定于流量。
流量大小决定了搬运数量,如长江流量大,能搬运大量泥沙(970×106t/a )入海,但无大的碎屑。
因此,砂粒在流水搬运中最为活跃,易搬运也易沉积,3)>2mm 颗粒的起始流速与沉积临界流速相差也很小,但这两个流速本身却很大,且随粒径增大而增大,故砾石很难作长距离搬运,且多沿河底滚动式推移前进。
4)<0.05mm 颗粒的起始流速与沉积临界流速之间的差值随着颗粒的变小而增大,因而粉砂和泥质一经搬运,就长期悬浮于水体中,大多数搬运至较远的深水环境缓慢地沉积下来。
侵蚀固结的粘土所需的流速甚至大于侵蚀松散的中砾。
(2)碎屑物质的沉积作用处于搬运状态的碎屑物质,当流水的流速降低,流水的动力不足以克服颗粒的重力,颗粒就会沉积下来。
或当流水的水平推力小于颗粒的有效重力(重力减浮力)时,床沙颗粒就会停止移动。
当流水的上举力小于有效重力,或流速小于颗粒沉速的12倍,悬浮颗粒就会下沉。
碎屑物质在静水中的下沉情况可用斯托克斯实验公式表示:υ =922gr μρρws -式中:υ—颗粒下沉速度(mm/s ),g —重力加速度(cm/s 2),r —球体的半径(cm ),s ρ—颗粒的密度(g/cm 3),w ρ—水介质的密度(g/cm 3),μ—介质的粘度(Pa ·s )。
影响碎屑颗粒沉速的因素很多,主要有颗粒的密度、形状、水质、含沙量等。
① 颗粒的沉速与其粒度和形状有关同样密度的颗粒,颗粒愈大,沉速愈大。
因而砾→砂→粉砂先后沉积。
颗粒的形状对沉速也有关。
如同样体积和密度的颗粒:球状颗粒为100,椭球状颗粒为61—81, 立方体为74, 长柱状体为50, 片状体为38—80。
② 颗粒的沉速与其密度成正比,或与其体重成正比。
③ 颗粒的沉速与介质的粘度成反比。
碎屑沉积物在水盆地(海、湖)中的搬运与沉积因受波浪流、潮汐流和洋 流、湖流的反复改造,特别是海洋对碎屑沉积物的改造能力比河流大100倍,故海洋沉积物常分选好、磨圆度好、结构成熟度和成分成熟度常很好。
2.碎屑物质在风中的搬运与沉积 3.冰川的搬运与沉积4.重力流的机械搬运与沉积作用5.搬运过程中碎屑物质的变化(主要指牵引流搬运过程中) 随着搬运距离的加长,碎屑物质要发生以下变化: ① 粒度变细。
② 圆度、球度渐好(粉砂、泥等则始终不好)。
③ 颗粒的分选愈好(即颗粒的大小愈接近一致)。
在水成环境中分选最好通常是细砂;而对风成砂来说,最好的分选出现在极细砂的粒径。
④ 稳定矿物增多,不稳定矿物渐少,即岩石的成分成熟度渐好。
⑤ 发生机械沉积分异作用。
即按搬运距离加长,碎屑物按大小、比重、形状、成分不同而分别沉积。
6.沉积分异作用沉积岩的原始物质经过搬运、沉积而分化为比较简单的沉积物(岩石和矿 产)类型的作用,称为沉积分异作用。
主要受物理因素支配的分异作用,叫机械沉积分异作用。
其一般规律为: 1)按颗粒大小分异:砾→砂→粉砂→泥。
2)按比重分异: 3)按形状分异: 4)按矿物成分分异:(二)化学的搬运与沉积作用沉积物质中的溶解质,常呈胶体溶液或真溶液被子搬运和沉积。
这主要 与物质的溶液解度有关。
Ca 、Na 、K 、Mg 等的溶解度大,常呈真溶液搬运;而Al 、Fe 、Mn 、Si 等的氧化物难溶于水,多呈胶体溶液搬运。
1.胶体物质的搬运与沉积胶体物质的性质介于粗分散系(悬浮液——其中的粒子直径>100nm )和离子分散系(真溶液——分子或离子直径<1nm)之间。
它主要靠布朗运动维系。
当胶体溶液由于:①带不同电荷的胶体相互混合,②电介质的作用,③蒸发作用,使胶体浓度增大,④其它如pH值的改变等。
会发生凝聚作用,使胶体质点在溶液中成凝絮状、团块状的胶块,在重力作用下沉积下来。
由胶体凝聚沉淀而成的沉积物和沉积岩有以下特征:①呈胶状、贝壳状断口。
②胶体沉积物形成的岩石,颗粒细小,吸收性强,故有粘舌现象。
常呈微晶、放射状结构。
③胶体陈化脱水而产生收缩裂隙,孔隙性也较好,易敲击成尖棱角状碎块。
④具有较强的离子交换和吸附能力。
⑤胶体沉积物可呈巨厚状岩层,也可呈透镜、结核状产出。
2.真溶液的搬运与沉积化学溶解物质中Cl、S、Ca、Na、K、Mg等成分主要呈离子状态存在于水溶液中,呈真溶液搬运。
有时Fe、Mn、Al、Si也可呈真溶液搬运。
并通过化学作用而沉淀。
它们沉淀先后,主要受物质的溶解度决定,即溶解度愈大,愈易搬运,不易沉淀。
物质的溶解度除物质本身的性质外,还受介质条件影响,如pH、Eh(氧化-还原电位)、温度、压力、CO2含量等一系列因素控制。
这些因素的改变都会使溶解度发生改变,使各类溶解物先后沉淀,而使物质在沉积阶段发生分异作用。
这种主要受化学因素支配的分异作用称为化学沉积分异作用。
普斯托瓦洛夫根据溶解度提出从沉积盆地边缘到盆地中心溶解物质的沉积顺序,首先是溶解度小的铝、铁、锰、硅的氧化物,继而是溶解度大一些的磷酸盐、硅酸盐和碳酸盐,最后是溶液解度大的硫酸盐和卤化物。
三.沉积期后的变化及其作用(一)阶段划分划分为四个阶段:同生阶段(或海解阶段)、成岩阶段、后生阶段和退后生阶段。
(二)主要的沉积期后变化1.压实作用2.压溶作用3.胶体的陈化及重结晶作用4.交代作用5.结核的形成6.自生矿物的形成7.胶结作用第三节沉积岩的构造和颜色沉积岩的构造是指沉积岩各个组成部分空间分布和排列方式。
通过沉积岩的构造研究,可确定沉积介质的营力类型及强弱、介质的流动状态,分析沉积环境,确定地层的顶底和地层层序,对恢复古地理环境及寻找相应矿产等均有重要意义。
一. 层理构造主要层理类型:水平层理:主要见于细粒岩石(泥岩、细粉砂岩、泥灰岩)中。