沉积岩的风化作用

沉积岩与沉积相沉积岩与沉积相是沉积学的重要内容，它们反映了沉积物的形成环境、条件和特征，对于理解地质历史、恢复古地理、探索矿产资源等都有重要意义。

本文将从以下几个方面介绍沉积岩与沉积相的基本概念、分类、特征和应用。

沉积岩的概念和分类沉积岩是由沉积物经过压实、胶结、成岩作用等形成的一类岩石，它们占地壳上层的约75%的面积，但只占地壳总体积的约5%。

沉积岩的形成过程包括以下几个阶段：风化作用：指基岩在大气、水和生物等因素的作用下，发生物理破碎和化学分解，产生碎屑物质和溶解物质。

搬运作用：指风化产物被流水、风、冰川、重力流等流体或固体介质搬运到其他地方的过程。

沉积作用：指搬运介质的动力不足时，风化产物在一定区域内堆积或沉淀形成沉积物的过程。

成岩作用：指沉积物在地下受到压力、温度、流体和生物等因素的影响，发生压实、胶结、重结晶、置换等变化，最终转变为坚硬的岩石的过程。

根据沉积物的来源和成分，沉积岩可以分为以下三大类：碎屑岩：由碎屑物质（如砂砾、粘土等）组成的沉积岩，如砂岩、页岩、砾岩等。

化学岩：由溶解物质（如碳酸盐、硫酸盐等）在水中发生化学反应或生物作用而沉淀形成的沉积岩，如灰岩、白云岩、石膏岩等。

生物岩：由生物遗骸或分泌物（如碳酸钙、硅酸盐等）组成的沉积岩，如珊瑚礁、硅藻土、煤等。

沉积相的概念和分类沉积相是指具有相似生成环境和特征的一组或一套沉积物或沉积岩。

它是反映沉积环境和条件的综合标志，包括以下几个方面：沉积物组分：指沉积物中所含有的不同类型和比例的颗粒、杂基（基质）、胶结物等。

沉积物结构：指沉积物中颗粒或杂基之间的排列方式和联系方式，如层理、颗粒支撑性质、孔隙结构等。

沉积构造：指由于不同类型和强度的营力作用，在沉积过程中或之后形成的各种形态特征，如层面构造（波痕、槽模等）、变形构造（褶皱、断层等）、生物构造（生物遗迹、生物痕迹等）等。

沉积物组合：指在一定空间和时间范围内，不同类型和性质的沉积物或沉积岩的叠置关系和变化规律，如岩性组合、层序组合、相带组合等。

简述题１．沉积岩和岩浆岩在矿物成分上的异同点。

答：①在岩浆岩中大量存在的矿物如角闪石、辉石、橄榄石等在沉积岩中很少见。

②在岩浆岩中大量存在的矿物如长石、石英等，在沉积岩中也大量存在，是组成沉积岩的重要矿物。

③有些是在沉积过程中形成的矿物如某些氢氧化物、氧化物、盐类矿物、粘土矿物等，是在地表（富含O2、CO2水等）条件下形成的，称为自生矿物，这些矿物在岩浆岩中是很少见或缺乏的。

２．沉积岩和岩浆岩在化学成分上的异同点。

答：①在沉积岩中的Fe2O3含量要大于FeO的含量，在岩浆岩中则相反，FeO要比Fe2O3含量高。

②在沉积岩中，碱金属含晨非常少，特别是NaK的含量能略高于Na，但总量也很少，而岩浆岩当中碱金属的含量就要多些。

③沉积岩是富含O2、H2O、CO2的，岩浆岩则不是。

④沉积岩中有机质含量较多，岩浆岩中基本上没有。

３．物理风化作用和化学风化作用的异同点。

答：相同点：两者均属风化作用的一种，对岩石都起到了破坏作用。

不同点：物理风化作用只是使岩石发生机械破碎，而化学成分没有发生改变。

而化学风化作用使岩石发生了矿物的分解，化学成分发生了改变。

４．对比水平层理和平行层理的异同点。

答：水平层理：①主要产于细碎屑岩（如泥质岩、粉砂岩）和泥质灰岩中。

②在比较弱的水动力条件下悬浮物质沉积而成的。

Fr＜1③出现在低能的环境中如湖泊深水区；泻湖及深海环境。

④细层平直且与层面平行，细层可连续或断续，细层约0.1~nmm。

平行层理①主要产于砂岩中。

②在比较强的水动力条件下形成的Fr＞1③出现在急流及高能的环境中如河道、海滩、湖岸。

④外貌与水平层理极相似，沿层理面剥开可见剥离线理构造，常与大型交错层理共生。

５．流水波痕、浪成波痕和风成波痕的特点。

答：流水波痕：①由定向流动的水流产生。

②见于河流和存在底流的海湖近岸地带。

③波谷、波锋均较圆滑。

④RI＞5，多数8~15 RSI＞2，呈不对称状浪成波痕：①由产生波浪的动荡水流形成。

2. 何谓风化作用、风化作用类型、阶段性及其主要特征？风化作用是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用；风化类型有物理风化、化学风化和生物风化作用；风化过程分为四个阶段（1）破碎阶段：以物理风化作用为主，形成岩石或矿物的碎屑。

（Ⅱ）饱和硅铝阶段：以岩石中的氯化物和硫酸盐将全部被溶解（Ⅲ）酸性硅铝阶段：几乎全部盐基继续被溶滤掉，SiO2进一步游离出来。

（Ⅳ））铝铁土阶段：硅酸盐矿物被彻底地分解，全部可移动的元素都被溶液带走，主要剩下铁和铝的氧化物及一部分二氧化硅。

3. 试述主要造岩矿物的风化稳定性及其产物？A.石英：主要的造岩矿物，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。

B. 长石（feldspar）：稳定性次于石英，风化稳定性由高到低的顺序是：钾长石、多钠的酸性斜长石、中性斜长石、多钙的基性斜A.石英;B.长石——钾长石/斜长石;C.云母——白云母/黑云母；D.橄榄石等铁镁硅酸盐矿物；E.黏土矿物；F.碳酸盐矿物——方解石/白云石；G.硫酸盐、硫化物、卤素矿物；H.次要矿物和副矿物。

4. 何谓母岩风化成熟度（成分成熟度、结构成熟度）？有问题风化彻底的的岩石所提供的沉积物为成熟的沉积物，这类物质几乎是由风化最终产物组成的，即主要是黏土矿物和稳定的矿物碎屑、岩石碎屑。

这些物质在搬运过程中进一步分选，成为分别由黏土矿物或碎屑物质组成的成分单一的沉积物；相反，风化不彻底的岩石所提供的沉积物质则形成不成熟的沉积物。

风化不彻底是指母岩在风化过程中不仅所含的稳定矿物没有风化分解，就是稳定差的矿物也未风化或略风化。

因而所提供的沉积物成分复杂，稳定和不稳定的矿物碎屑都有，还有较多的岩石碎屑和重矿物，经搬运、堆积形成成分复杂的不成熟沉积物。

5. 碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用？碎屑物质在流水中的搬运和沉积，主要与睡的流动状态和碎屑物质的特点密切相关。

1.沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体，是在常温常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的物质经过一系列改造（如搬运、沉积和成岩等作用）而形成的岩石。

2.沉积岩的分布：自然界分布最多的沉积岩为页岩、其次是砂岩和石灰岩，三者占沉积岩总量的95%以上。

3.组成沉积岩的原始沉积物质来源有：(1)陆源物质-母岩的风化产物(2)生物源物质-生物残骸和有机质(3)深源物质-火山喷发碎屑物质和深部卤水(4)宇宙源物质-陨石。

4.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，根据作用的性质和因素不同，分为三大类型：物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。

5.母岩风化作用的阶段性：Ⅰ碎屑阶段；Ⅱ饱和硅铝阶段；Ⅲ酸性硅铝阶段；Ⅳ铝铁土阶段6.母岩风化产物类型：(1)碎屑残留物质(2)新生成的矿物(3)溶解物质7.沉积物发生搬运和沉积的地质营力主要是流水和风，其次还有冰川、重力、生物等。

8.流水分类：（1）急流：福劳德数Fr>1，高流态，代表一种水浅流急的流动特点（2）缓流：福劳德数Fr<1，低流态，代表一种水深流缓的流动特点（3）层流：一种缓慢的流动，流体质点作有条不紊的平行线状流动，彼此不相掺混（4）紊流：一种充满了旋涡的急湍的流动，流体质点的运动轨迹极不规则，流速大小和流动方向随时间而变化，彼此互相掺混。

9.尤尔斯特隆图解(1)颗粒开始搬运的水流速度要比继续搬运所需的流速大。

(2)0.05-2mm的颗粒所需的始动流速最小，而且始动流速与沉积临界流速相相差也不大。

故常呈跳跃式前进。

10. (3)大于2mm的颗粒其搬运与沉积的两个流速曲线更接近，但两者的流速值也都是随着粒径的增大而增加。

故砾石不能长距离被搬运，并多沿河底呈滚滚动式前进。

11. (4)小于0.005mm的颗粒，两个流速相差很大。

因而粉砂(0.05-0.005mm)和粘粘土(小于0.005mm)物质一经流水搬运，就长期悬浮于水体之中不易沉积下来来。

1.沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。

它是在常温常压条件下，由风化作用、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而形成的。

2.母岩的风化作用指先成岩石经风化作用所形成的物质，这是组成沉积岩的主要物质。

3.生物物质是由生物生活活动及其遗体分解而生成的有机质，这类物质在沉积岩中虽然分布广泛，却含量不多，但在特殊条件下也能集中沉积。

4.火山物质系指火山喷发而成的固体碎屑物，它们在沉积岩中的分布不广，仅在火山活动地区及附近才有大量堆积。

5.宇宙物质指的是降落于地球上的天体物质，如陨石等。

6.风化作用地表和接近地表的岩石，在温度变化、水、空气及生物作用和影响下所发生的破坏作用，称为风化作用。

7.物理风化作用是指岩石只发生机械破碎而化学成分未改变的风化作用。

8.化学风化作用系指岩石在氧、水和溶于水中的各种酸，以及生物的作用下，发生化学分解的风化作用。

9.滚动搬运是指碎屑颗粒在流水的作用下沿底面产生的滚动前进。

10.跳跃搬运是指碎屑颗粒间歇性的离开底面而沿流向产生的跳跃前进。

11.悬浮搬运指碎屑颗粒在流水中保持不沉淀到底面而呈悬浮状态前进。

12.直接作用是指生物在生活过程中，不断从周围介质中选择吸收某种物质组成自身的骨骼和有机体。

13.间接作用是由于生物的生命活动可引起周围介质条件的变化，从而影响某些物质的搬运和沉积。

14.沉积分异作用母岩的风化产物在搬运过程中，因其各自的性质不同，在外界条件的影响下按一定次序分别沉积下来的现象，称为沉积分异作用。

15.机械沉积分异作用碎屑物质在搬运过程中，随着介质流速的减小和动能的减弱，由于粒度、比重、形态等的差异而按一定次序沉积的现象。

16.化学沉积分异作用溶解物质在搬运过程中，由于各种元素和化合物的溶解度不同而发生先后沉积的现象，称为化学分异沉积作用。

17.成岩作用沉积物堆积下来之后，接着为后继的沉积物所覆盖，即进入与原介质隔绝的新环境；由此开始转变为沉积岩，直至岩石遭受变质作用或风化作用之前；在这一阶段内，沉积物和沉积岩的物质成分和结构构造均发生一系列变化，通常把此期间内引起沉积物和沉积岩发生变化的作用称为成岩作用。

少年易学老难成，一寸光阴不可轻- 百度文库沉积岩的形成过程和机制沉积岩的形成过程一般可以分为先成岩石的破坏（风化作用和剥蚀作用）、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用等几个互相衔接的阶段。

但这些作用有时是错综复杂和互为因果的，如岩石风化提供剥蚀的条件，而岩石被剥蚀后又提供继续风化的条件；风化、剥蚀产物提供搬运的条件，而岩石碎屑在搬运中又可作为进行剥蚀作用的“武器”；物质经搬运而后沉积，而沉积物又可受到剥蚀破坏重新搬运，等等。

1、风化作用：地壳表层岩石（母岩）在大气、水、生物、冰川等地质营力的作用下，使得岩石松散、破碎、分解的地质作用。

其产物为各种岩石碎屑、矿物碎屑、生物碎屑和溶解物质。

1）物理风化：主要发生机械破碎，而化学成分不改变的风化作用。

主要影响因素有：温度变化、晶体生长、重力作用、生物的生活活动（人类活动）、水、冰及风的破坏作用。

物理风化总趋势是使母岩崩解，产生不同尺度岩石碎屑和矿物碎屑。

2）化学风化：在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。

主要影响因素：水、二氧化碳、有机酸等。

化学风化总趋势：不仅使母岩破碎，而且使其矿物成分和化学成分发生本质的改变，同时在表生条件下形成粘土物质、各种氧化物和化学沉淀物质如：各种粘土矿物,赤铁矿、褐铁矿、铝土矿、煫石（SiO2)等氧化物及碳酸盐矿物等。

3）生物风化：在岩石圈的上部、大气圈的下部和水圈的全部,几乎到处都有生物存在。

因此生物，特别是微生物在风化作用中能起到巨大的作用。

生物对岩石的破坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，也有间接的作用。

主要影响因素有细菌、O2、CO2、有机酸。

生物风化途径：氧化还原反应、吸附作用、络合物作用。

2、搬运与沉积作用沉积物发生的搬运和沉积的地质营力：主要是流动水和风为主，其次是冰川、重力和生物。

由于沉积物性质的差异，常见的搬运方式有：机械搬运和沉积、化学搬运和沉积、生物搬运和沉积。

名词解释：1、沉积岩（sedimentary rocks）是组成岩石圈得三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。

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。

2沉积岩石学（sedimentary petrology）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。