沉积岩与沉积相2.1沉积岩原始物质的形成

沉积岩的形成过程及沉积后期的作用机理摘要:沉积岩的形成受众多因素的控制，总的来说,包括沉积岩的原始物质、搬运和沉积作用、沉积后作用。

文章遵循唯物主义论以及物质的对立统一观念，在原始物质一节中从陆源物质、生物来源物质、深部来源物质、宇宙来源物质这几方面进行了叙述。

在搬运与沉积作用一节中从机械搬运与生物搬运两方面进行了描述，这也是沉积岩形成过程中所受到的外力作用与生物作用。

在沉积后作用这一内容中主要就同生作用、成岩作用、后生作用、表生作用就行了叙述。

总之，沉积岩的形成过程实质上就是沉积物与环境不断斗争的过程。

关键字：沉积岩形成过程沉积后期作用机理沉积岩是地壳上先形成的出露（或曾出露）的岩石，又叫叫做母岩,可以是岩浆岩、变质岩[1]。

沉积岩形成过程的讨论,是沉积岩形成理论的核心。

沉积岩石学作为一门独立的学科问世,已经几十年,至今业已形成了比较完整的体系。

五十年代初期,苏联地质界曾经开展过一次关于沉积造岩作用的原动力问题的讨论。

题目可谓大矣,但答案却很少触及问题的本质。

例如,有人认为,“沉积物或沉积岩的产生,乃是矿物质在地表的迁移过程中发生分离(分异)和混合(掺合)的复杂的相互作用的结果。

”也有人认为,“沉积作用的原动力包含在介质物质,即水圈、气圈和生物圈物质所具有的力能和岩石圈物质所具有的力能里面” [2]。

这些提法看起来大相径庭,但本质上是一样的,即离开物质的运动,表面地、片面地、形而上学地看待沉积岩的形成。

后来沉积岩形成作用的理论研究,也有了大的进展,但问题依然不少,亟待解决。

1沉积岩原始物质的形成及来源沉积岩原始物质是形成沉积岩的物质基础，其来源有四种，即陆源物质、生物源物质、深源物质及宇宙源物质[3]。

陆源物质是母岩风化作用的产物，是沉积岩原始物质最主要的来源；沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、有机物质以及宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的。

风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。

第二章 沉积岩的形成及演化沉积岩的形成及演化可分以下几个阶段:１．沉积岩原始物质（主要是母岩的风化产物）的形成阶段２．沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段（即沉积物的形成阶段）３．沉积后作用阶段（其中又包括沉积物的同生作用和准同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段以及沉积岩的后生作用阶段）。

第一节 母岩的风化作用——沉积岩最原始物质的形成一、风化作用的概念沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、有机物质以及宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的。

母岩是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。

风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。

引起岩石破坏的外界因素有温度的变化、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。

在这些因素的共同影响下，地壳表层的岩石就处于新的不稳定状态，逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。

这些风化产物就是最主要的沉积岩的原始物质成分。

风化作用按其性质可分为：物理风化作用、化学风化作用及生物风化作用。

1、物理风化作用：机械破碎—→碎屑物质—→碎屑岩因素：温度的变化、晶体生长、重力作用、生物活动、水、冰、风等。

2、化学风化作用：化学破坏作用—→溶解物质—→化学岩及生物化学岩氧化作用：Fe 2+ —→ Fe 3+ , Mn 2+ —→ Mn 3+ (氧化物，氢氧化物)水解作用： H + ，OH – 置换原生矿物晶体格架中的某些离子，形成氢氧化物水化作用：硬石膏CaSO 4 石膏（CaSO 4•2H 2O ） 酸化作用：主要是碳酸，其次是硫酸，腐殖酸⎩⎨⎧护胶作用分解铝硅酸盐矿物沉积岩中最主要的是碳酸的作用CaCO 3 + H 2O + CO 2 PT ∆ Ca(HCO 3)2⎩⎨⎧海底风化—海解作用湖底风化—陆解作用 例：黑云母海绿石海解绿泥石陆解→→ 3、生物风化作用生物活动光合作用↑⇒2O生物分解作用⇒CO 2↑、H 2S ↑、N 2↑、有机酸水化 脱水直接效果：影响水介质的PH 、Eh ，从而影响溶解度氧化、还原作用：Fe 、S 、细菌，具有氧化、还原某些元素的作用，产生硫酸，加速母岩风化。

1、沉积岩的形成要经历那几个过程？A、搬运作用、沉积作用、沉积后作用B、沉积岩原始物质的形成、搬运作用、沉积作用C、母岩风化作用、搬运作用、沉积作用D、沉积岩原始物质的形成、沉积物搬运和沉积作用、沉积后作用答案：D2、同岩浆岩相比，沉积物具有（）的特点。

A、低温矿物富集B、高温矿物罕见C、特有的自生矿物D、碱金属含量远低于岩浆岩E、FeO高于Fe2O3F、存在大量有机质答案：A、B、C、D、F二、判断题1、沉积岩石组成岩石圈的三大类岩石之一，它是在地壳表层条件下，由母岩风化物质、火山物质、生物物质等沉积岩的原始物质经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用形成的一类岩石。

（）答案√2、形成沉积岩的地壳表层条件包括：常温、常压、水和大气的作用，生物和生物化学的作用以及重力作用。

（）答案√3、沉积岩可以划分为碎屑岩、碳酸盐岩、火山碎屑岩和生物岩。

（）答案×1、风化作用按性质，可以分为：（）A、物理风化作用B、化学风化作用C、生物风化作用D、根劈作用答案：A、B、C按照元素的风化差异性质，Br元素属于（）A、最易迁移元素B、易迁移元素C、可迁移元素D、惰性元素（微弱迁移）答案：A3、当母岩风化达到铝铁土阶段，主要剩下的物质是（）A、铁和铝的氧化物以及少量二氧化硅B、碳酸钙C、高岭石D、绿泥石答案：A二、判断题：1、化学风化作用在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶解等化学变化，分解而形成新矿物的过程，与生物作用无关（）答案：×2、元素的风化分异是造成造岩矿物风化稳定性差异的最根本原因（）答案：√3、在长期的风化作用以及搬运沉积作用过程中，风化稳定性较低的一些矿物被逐渐破坏而减少了，而风化稳定性高的石英则逐渐相对富集起来（）答案：√1、下列物质中呈真溶液形式在水体中搬运有（）A、Fe的氧化物B、Ca的盐类C、Na的盐类D、Mg的盐类答案：BCD2、胶体粒子的直径介于（）之间A、1～100nmB、0.1-0.25umC、0.1um以下D、1mm-2mm答案：A3、碎屑物质在流水的搬运过程中，哪一种矿物的相对含量会逐渐增加（）A、长石B、橄榄石C、石英D、方解石答案：C二、判断题：1、温度和压力对真溶液的搬运和沉淀没有明显的影响（）答案：×2、真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是它们的溶解度。

沉积岩与沉积相沉积岩：是在地壳表层的条件下，由母岩风化产物，火山质，有机质，宇宙物质等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。

风化作用：是指地壳最表层的岩石在温度变化，大气，水，生物等因素作用下发生机械破碎和化学变化。

层理：岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它可以通过矿物成分，结构，颜色的变化和渐变而显现出来。

交错层理：在层系的内部有一组倾斜的细层（前沉积层）与层面或层系界面相交。

杂基：是碎屑岩中细小的机械成因组成，其；粒级是泥级的为主。

胶结物：是碎屑岩中以化学沉积方式形成于粒间空隙中自生矿物。

沉积相的分类：1，陆相组（残积相，坡积一坠积相，风成相，冰川相，冲积相，湖泊相，沼泽相）2河相组/(滨岸相，浅海陆棚相，半深海相，深海相)3过度相（三角洲相，河口湾相，泻湖相，障壁岛相，湖坪相）沉积构造：指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积时期或沉积以后由物理作用，化学作用，生物作用在沉积物内部或沿着沉积物与流体的界面的形成的。

二元结构：底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积的所谓“二元结构”。

化学风化作用：在水，氧和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化，水解等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。

重力流：是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物由高密度流体。

沃尔索相律：只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上一次叠加出现而没有间断。

平行层理与水平层理的异同：水平层理产于西碎屑岩和微晶灰岩中，细层平直并与层面平行，细层可连续或断开，形成于弱的水动力条件下。

平行层理产于砂岩中，外貌与水平层理相近，形成于强的水动力条件。

相同点：平行层理与水平层理均属于层理结构，细层和层系平行并平行与岩层面。

不同点：平行层理是强水动力条件，主要是由中砂岩组成，水平层理是弱水动力条件，是由粉砂岩和泥组成。

叠层构造及其成因：是由蓝绿藻类分泌的粘液捕获粘结砂，粉砂，泥级颗粒或晶体组成的一种纹层构造。

《沉积岩与沉积相》课程笔记第一章：沉积岩的基本概念及基本特征1.1 沉积岩的定义沉积岩，也称为沉积物岩，是指在地表或地表附近，由风化作用产生的碎屑物质、生物残骸或化学沉淀物，经过搬运、沉积、压实和胶结等地质作用形成的岩石。

沉积岩覆盖了地球表面约75%的面积，是地壳中最丰富的岩石类型之一。

1.2 沉积岩的形成过程沉积岩的形成是一个复杂的地质过程，主要包括以下几个阶段：（1）母岩的风化作用- 物理风化：由于温度变化、冰冻作用、植物根系的生长等物理因素导致岩石破碎。

- 化学风化：岩石与水、氧气、二氧化碳等化学反应，导致矿物成分发生变化。

- 生物风化：生物活动，如微生物、植物和动物，通过其代谢过程分解岩石。

（2）碎屑物质的搬运和沉积- 搬运介质：水流、风力、冰川、重力等自然力量。

- 搬运过程：侵蚀、携带、沉积、分选等。

- 沉积环境：河流、湖泊、海洋、沙漠等。

（3）沉积后作用- 压实作用：上覆沉积物的重量导致下伏沉积物排水、体积减小。

- 胶结作用：矿物质填充沉积物间隙，使之固结成岩。

- 成岩作用：包括化学沉淀、生物化学作用、矿物转变等。

1.3 沉积岩的基本特征（1）层理构造- 定义：沉积岩中的层状结构，反映了沉积环境的周期性变化。

- 类型：水平层理、波状层理、交错层理、递变层理等。

（2）化石- 重要性：提供了生物演化和古环境信息。

- 类型：植物化石、动物化石、微生物化石等。

（3）成分和结构- 碎屑成分：石英、长石、云母等矿物碎屑。

- 填隙物：泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。

- 结构：根据粒度分为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。

（4）颜色- 影响因素：沉积物成分、氧化还原条件、有机质含量等。

- 常见颜色：灰色、黄色、红色、绿色、黑色等。

1.4 沉积岩的分类沉积岩可以根据其成因、成分和结构进行分类：（1）碎屑岩- 砾岩：由直径大于2毫米的碎屑组成。

- 砂岩：由直径在0.0625毫米至2毫米之间的碎屑组成。

- 粉砂岩：由直径在0.0039毫米至0.0625毫米之间的碎屑组成。

1.沉积岩：在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物等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形成的一类岩石。

2.风化作用：是地壳表层岩石的一种破坏作用。

引起岩石破坏的外界因素有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3.层流：一种缓慢流动的流体，作有条不紊的平行现状运动，彼此不相掺混。

4.紊流：充满了漩涡的多湍流的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混。

5.沉积后作用：泛指沉积作用以后到沉积岩的风化作用和变质作用以前这一演化阶段的所有变化和作用6.同生作用：指沉积物刚刚形成以后而且尚与上覆水体相接触时的变化7.准同生作用：主要是指潮上带的疏松碳酸钙沉积物被高镁粒间水白云化的作用8.碎屑岩：由碎屑成分和填隙物成分（包括杂基和胶结物）组成，其中碎屑成分占50%以上9.岩屑：是母岩岩石的碎块是保持着母岩结构的矿物集合体10.成分成熟度：是指以碎屑岩中最稳定的组分的相对含量来标志起成分的成熟程度。

11.结构成熟度：指碎屑岩沉积物在风化、搬运、沉积作用的改造下接近终极构造的特征程度（颗粒圆度、球度、分选性程度、杂基含量）。

12.杂基：碎屑岩中细小的机械成因组分，基粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。

13.胶结物：碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间空袭中的自生矿物。

14.碎屑岩的结构：指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。

15.球度：用来衡量一个颗粒近于球体程度的一个定量参数。

分为圆球体椭球体扁球体长扁球体。

16.圆度：指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度，是碎屑颗粒的重要结构特征。

分为棱角状次棱角状次圆状圆状17.表面结构：是碎屑颗粒表面的形态特征，一般主要观察表面的磨光程度与表面的刻蚀痕迹两个方面。

18.沉积岩构造：指沉积岩的各个组成部分之间的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积后通过物理作用、化学作用和生物作用形成的。

《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。