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第二章 矿物和岩石之沉积岩

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第二章 土壤的矿物组成

第二章 土壤的矿物组成


非晶体石英（蛋白石）
2、正长石和斜长石
－－长石类是最主要的造岩矿物，可占地壳重量的50％
正长石
斜长石
正长石：因为二组解理成90度而得名 斜长石：则因为二组解理成86度而得名
正长石（钾长石）
• 晶体短柱状，肉红色、浅 黄色、浅黄红色等，完全 解理，硬度6.0。正长石在 岩石中呈晶粒，长方形的 小板状，板面具有玻璃光 泽。
4
5
6
7
8
9
10
指甲:2-2.5,铜具:3 小刀:5-5.5 钢锉:6-7
注：摩氏硬度计仅是硬度的一种等级，它只表明硬度的相对大小，不表示 其绝对值的高低，根据力学数据,石英的硬度是滑石的3500倍，而金刚石的 硬度是石英的1150倍。
5 解理和断口
解理：矿物受外力作用后，沿一定方向平行裂开的 性能为解理。 裂开后形成的光滑面称解理面。
• 橄榄石呈粒状集合体出现， 橄榄绿色?，玻璃光泽或油 脂光泽。
以上(1-6)介绍的是常见的原生矿物
7 方解石和白云石
• 方解石成分是CaCO3 • 白云石的成分为CaCO3·MgCO3 ✓ 方解石和1:3稀HCl有气泡反应,反应剧烈（此可作为野外
鉴定矿物的简便方法）。 ✓ 白云石遇稀盐酸反应微弱,其粉末加盐酸起泡末反应,这是
闪长岩。
风化比较容易,形成的土壤 一般砂质的,褐色或者红色, 含磷较丰富,钾较少.
(4)安山岩
中性喷出岩，斑状结构(斑晶为 中性斜长石、基质为隐晶质)， 块状或气孔构造，灰、灰绿等。
容易风化,形成的土壤多 为壤土和黏壤土.
（5）正长岩
深成岩，几乎全部由肉红色或灰 白色的正长石组成 ,暗色矿物常有 黑云母、角闪石和辉石，一般无 石英，副矿物有磷灰石、磁铁矿 等。正长岩的颜色多为肉红色、 灰白色，多半是中粒结构，块状 构造。
石油地质学第二章 矿物与岩石

石油地质学第二章 矿物与岩石


白色， 白色，含铁呈褐色
玻璃光泽
3.5-4
白色， 土状、细粒片状、 白色，含杂质其他 土状、细粒片状、鳞 贝壳状或粗糙状断 土状或蜡状光泽 片状或块状集合体 色调 口
2
第三节 岩浆岩、变质岩与沉积岩
一、岩浆岩 1.物质成分 物质成分
SiO2 是 最 重 要 的 成 分。 是 岩 石 酸 性 程 度 （ 基 性 程 度） 的 标 志。 超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩 SiO2<45% 橄榄岩 SiO2=45～53% 辉长岩 ～ SiO2=53～66% 闪长岩 ～ SiO2>66% 花岗岩
光泽 解理与断口 硬度 土状或 贝壳状或 蜡状光 粗糙状断 泽 口 鉴定特征
土状、 土状、细 白色， 粒片状、 白色，含 粒片状、 杂质其他 鳞片状或 色调 块状集合 体
2
光泽和可 塑性
多种含水硅酸盐矿物的混合物。主要化学组成是 多种含水硅酸盐矿物的混合物。主要化学组成是Al2O3和SiO2两种氧化物
金属光泽
半金属光泽
金刚光泽
玻璃光泽
三、矿物的物理性质
2.力学性质 力学性质
（1）硬度 ） 矿物抵抗机械作用(刻画、压入、研磨）的能力。 矿物抵抗机械作用 刻画、压入、研磨）的能力。 刻画
摩氏硬度表
硬度等级 1 2 3 4 5 代表矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 硬度等级 6 7 8 9 10 代表矿物 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
第二章 矿物与岩石
第一节 矿物的形态与物理性质
第二节 常见矿物及其鉴定特征 第三节 岩浆岩、变质岩与沉积岩
第一节 矿物的形态与物理性质
一、矿物的概念
天然产出的、具有一定的化学成分、结晶构 造、外部形态和物理性质的元素或化合物，是 岩石的基本组成单位。
自然地理学第二章 地壳

自然地理学第二章 地壳

节理：虽有破裂而破裂面两侧岩块未发生明显滑动的，叫做节理。
断层：破裂而发生明显位移的，称为断层。
简述断层分类并描绘简图。
答：断层由断层面、断层线、断层盘和断距等要素组成。断层面是岩层 和岩体发生断裂时的破裂面，断层线是断层面与地面的交线。断层面两 侧的岩块称为断层盘，其中位于倾斜断面之上者为上盘，位于倾斜断面 之下的为下盘。两盘相对位移的距离是断距。按照两盘相对位移的特点 分类，上盘相对下降的断层为正断层。上盘相对上升的是逆断层。其中 断面倾角大于40°的为冲断层，小于25°为逆掩断层。沿断层走向即在水 平方向上发生位移的是平移断层。两盘沿断面某一点发生旋转的是捩转 断层或枢纽断层。
②海底扩张说：海底考察发现，海洋虽然历史悠久，海底却很年轻，几乎根本不存 在时代早于侏罗纪的地层，海底沉积物很薄，火山也很少。这表明海底年龄仅为数 亿年。狄茨和赫斯各自提出了海底扩展假说。其要点为1）年速度为1cm至数厘米的 地幔物质对流是地壳运动的最主要动力。2）对流发生在岩石圈下厚达数百千米、强 度很小的软流圈之内，对流产生的拽力并不作用于地壳底部，而是作用于70-100km 深的岩石层底部。3）海底为对流循环顶端。对流由发散区向外扩张，并在数千千米 外汇聚流入地下。4）对流形态决定于地球内部结构而与大陆的位置无关。5）海底 及其沉积物在对流汇聚区下沉，一部分受挤压变质而与大陆熔接，另一部分则沉入 软流层。6）海底年龄仅有2*10^8 ———3* 10^8，整个海底3* 10^8--4* 10^8 年即可更 新一次。7）地球体积基本恒定，海洋盆地面积也基本不变。
（#2018年）③板块构造学说：该学说产生于20世纪60年代后期，把海底扩张、大陆 漂移、地震、火山活动等地质现象纳入一个统一的理论体系之中，用统一的动力学 模式解释全球构造运动过程及其相互关系，是海底扩张假说的具体引申。板块学说 的立论依据在于，地表岩石圈并非浑然一体，而是由被大洋中脊、岛弧、海沟、深 大断裂等构造活动带所割裂的几个不连续的独立单元即板块构成。几大板块的相互 作用是大地构造活动的基本原因。板块内部比较稳定，各板块间的结合部则是活动
第二章 地质学基础

第二章 地质学基础


(一) 矿物
1. 概念 岩石圈中的化学元素的原子或离子通过各种地质作用形成
的，在一定条件下相对稳定的自然产物,可以是单质，也可以
是化合物。 2. 矿物的鉴定方法 （1）矿物的主要物理性质： 依据光线照射晶体所表现的性质：顏色(Color)、条痕 (Streak)、光泽(Luster)、透光度(Diaphaneity)、透明度 (Transparency)及荧光性(Fluorescence)等。
沉积岩
变质作用
变质岩
板岩(slate)
石英岩（Metaguartzite）
片岩(Schist)
蛇纹岩(Serpentinite)
片麻岩(Gneiss)
大理岩(Marble)
二、地壳运动与地质构造
(一) 地壳运动 指由地球内力引起的地壳内部物质缓慢变化的机械运动。 它使地球表面海陆发生变化，并使岩层发生变形和变位形 成各种的形态。分两种:
二）沉积岩的矿物成分
碎屑矿物
母岩机械破碎后继承下来，抗风化力强的矿物，如石 英、白云母等。 粘土矿物 含铝硅酸盐矿物的岩石经过化学风化作用分解后产生 的新矿物，如高岭土、蒙脱石、铝土矿等。 化学和生物成因的新矿物 溶液中沉积的矿物，如碳酸盐矿物（方解石、白云 母），磷酸盐矿物、氢氧化物（针铁矿、铝土矿）、硫 酸盐矿物（石膏）等。
依据矿物的晶系和集结性质： 晶系(Crystal System)、 習性(Habit)、解理(Cleavage)、断口(Fracture)、硬度 (Hardness)。 2）常用的简易定方法
颜色：不同的矿物有不同的颜色.
孔 雀 石 菱锰矿 辰砂 锡石或水晶
硬度：不同矿物，硬度不同。莫氏硬度计 1：滑石(Talc)→2：石膏(Gypsum)→3：方解石(Calcite)→4： 荧石(Fluorite)→5：磷灰石(Apatite)→6：正长石 (Orthoclase)→7：石英(Quartz)→8：黄玉(Topaz)→9：刚玉 (Corundum)→10：金刚石 (Diamond) (3）显微镜鉴定 （4）化学分析：对不能采用上述方法进行鉴定的。如对粘
第二篇 沉积岩

第二篇 沉积岩


钾长石 白云母 石英
造岩矿物在风化作用中的稳定系列
2、主要造岩矿物在风化过程中的变化
（1）铁镁矿物：主要为Fｅ2+、Mg2+、Ca2+ 的硅酸盐，包括橄榄石、辉石和角闪石等。 （2）长石类：这是地壳分布最广的含K+、 Na+、Ca2+的铝硅酸盐矿物。长石受水解和碳 酸化作用，K+、Na+、Ca+等阳离子将变成碳 酸盐、溶于水中被带出。 （3）云母类：黑云母容易风化，而白云母抵 抗风化能力较强。 （4）石英：在风化过程中石英几乎不发生化 学变化，仅发生机械破碎。
特征一粒度、比重、形状和矿物成分，在重 力的影响下，按一定顺序沉积下来的作用， 称为机械沉积分异作用。
按粒度大小的分异图解
按比重机械分异图解
（2）化学沉积分异作用 母岩风化产物中的溶解物质，在沉积作用过 程中，由于各种元素和化合物的溶解度不同， 以及介质的酸碱度、浓度、温度等因素的影响， 常常依一定顺序沉积下来的作用。
第一章 沉积岩概论
第一节 沉积岩的概念及其研究意义
一、沉积岩的基本概念 沉 积 岩 是 在 地 表 和 地 表 以 下 不 太 深 的
地方形成的地质体。是在常温常压下， 由母岩的风化产物或由生物作用和某 些火山作用所形成的物质，经过搬运、 沉积、成岩等地质作用而形成的层状 岩石。
沉积岩特征
（1）矿物组合成分较简单，富含 O 2、 C O 2和 H 2O 。
2．其他介质的搬运与沉积作用
（1）风的搬运与沉积作用 环境：干旱的沙漠地带。主要搬运砂粒、尘 土等碎屑物质。砂粒主要是在地面及距地面 0.5一1.5m高度范围内以跳跃或滚动的方式被 搬运；尘土则以悬浮状态被搬运。
（2）冰川的搬运与沉积作用 搬运方式：部分碎屑浮在冰面上或固结在冰 块中呈悬浮搬运；另一部分碎屑则沿冰川谷 底被拖运。 冰碛物的特点：无分选性和无明显层理，碎 屑棱角显著，并常具有擦痕、压坑等特点。
第二章 地壳

第二章 地壳

第二章 地 壳
Ø 思考题： Ø 1概念：矿物、沉积岩、变质岩 Ø 2岩浆岩按矿物组成的分类？ Ø 3岩浆岩的构造有哪些？ Ø 4 构造运动的一般特点和基本方式有？ Ø 5 地质构造类型有哪些？ Ø 6 板块构造学说的基本论点是？
第二章 地 壳
Ø 第一节 地壳的物质组成 Ø 第二节 构造运动与地质构造 Ø 第三节 大地构造学说
b、当岩浆喷出地面称为火山活 动或喷出活动,由此冷却凝固而成 的岩石称为喷出岩(又称火山岩)。
ü 3、岩浆岩常见的构造有 ü (1)块状构造 ü (2)流纹构造 ü (3)流动构造 ü (4)气孔构造 ü (5)杏仁构造
玄武岩（基性喷出岩） 安山岩（中性喷出岩） 流纹岩（酸性喷出岩） 花岗岩（酸性深成岩）
的巨大差异，表明大陆发生了显著的位移，也为大陆 漂移学说提供了的证据。
大 陆 漂 移 简 图
（二）海底扩张学说
Ø 海底扩张说是由美国学者赫斯首先提出来的．他认 为海洋地壳同样处在下断运动和更新之中，海岭是 产生海洋新地壳的地带，地幔物质以年约0.5一5cm 的速度不断从海岭裂缝中溢出，并依次向海岭两侧 推移，结果是，随着远离海岭，形成的岩石年龄逐 渐增大．由于这种过程的连续发生，新的海洋地壳 便不断发生，不断向外扩张。
角砾岩
砾岩
砾岩
砂岩
页岩
硅质岩
（三）变质岩
1、变质岩：固态原岩因温度、压力及化学活动性流 体的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化而 形成的岩石。
变质岩的特点,一方面受原岩的控制,而具有一定的继 承性,显示出原岩的某些特征;另一方面由于变质作 用,而在矿物成分、结构和构造上又与原岩有明显的 差即异，。岩石变质基 本上未发生熔融， 原有岩石并未失去 其整体性。
沉积岩的形成及演化

沉积岩的形成及演化


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、 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， 宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的，所以这里就着重介绍 母岩的风化作用及其产物的形成，其他原始物质简述之。 母岩的风化作用及其产物的形成，其他原始物质简述之。 母岩，如前所述，是供给沉积岩原始物质成分的岩石， 母岩，如前所述，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。 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。 风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。 风化作用（weathering）是指由于温度的变化，大气、 风化作用（weathering）是指由于温度的变化，大气、水和水溶 液以及生物的生命活动等因素的影响，使地壳表层的岩石、 液以及生物的生命活动等因素的影响，使地壳表层的岩石、矿物在原 地发生物理的或化学的变化，从而形成松散堆积物的过程。 地发生物理的或化学的变化，从而形成松散堆积物的过程。 引起岩石破坏的外界因素有温度的变化 温度的变化、 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 生物的作用、各种地质营力的剥蚀作用等。 用、生物的作用、各种地质营力的剥蚀作用等。 在这些因素的共同影响下， 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 逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。 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。 沉积岩的原始物质成分。
母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成 第一节 母岩的风化作用 沉积岩最原始物质的形成 第二节 碎屑物质的搬运和沉积作用 第三节 溶解物质的搬运和沉积作用 第四节 沉积后作用及其阶段的划分
第二章 地质体的基本产状及沉积岩、火成岩构造

第二章 地质体的基本产状及沉积岩、火成岩构造


A、B、C和D 为层系，箭 头所指为细 层。
3、层理的识别
（1）岩石成份变化，系由成分差异而显示出层理； （2）岩石结构变化，指岩石粒度和形状的变化显示 出层理； （3）岩石颜色变化，由于颜色的不同显示出层理； （4）岩层的原生层面构造，包括波痕、泥裂、雨痕、 生物遗迹及其印模等。
二、利用沉积岩原生构造确定岩层的顶面和底面
与地形等高线交切关系，并显
示出一定的规律性，即在经过 山脊和河谷时，均呈“V”字形 态展布。 有下列三种情况：
(1) 岩层倾向与地面坡向相反：
在山脊处“V”字形尖端指 向山下，在沟谷处“V”字形尖
端指向上游。
(2) 岩层倾向与地 面坡向相同，且岩 层倾角大于地面坡 角时： 在山脊处“V” 字形尖端指向山下， 沟谷处“V”字形尖
端指向上游。
(3) 岩层倾向与坡向 相同，但岩层倾角小 于地面坡角时： “V”字形尖端在
山脊处指向山下，沟
谷处指向上游。
二 倾斜岩层的新老分布：
正常情况下倾斜方向为新 岩层
三 倾斜岩层的厚度：
1 真厚度 h 2 水平地层厚度 hf 3铅直地层厚度 hg
四 倾斜岩层的露头宽度
（地面露头宽度和水平露头宽 度） 影响因素有：真厚度 产状 地形
30
倾斜
水平
直立
倒转
倾斜平面的产状要素
二、线状结构的产状要素
1. 倾伏向：某直线（下端）在水平面上的投影
所指的方向
2. 倾伏角：某直线与水平面的交角（最大交角） 表示方法：倾伏向∠倾伏角，如：45º 51º ∠ 3. 侧伏角：直线在倾斜平面上时，该线与该平面
走向线的锐夹角
4. 侧伏向：锐夹角所在的走向线那一端的方向 表示方法：侧伏角侧伏向，如：15E
02、03沉积岩层的原生构造及其产状、地层的接触关系-2012-2

02、03沉积岩层的原生构造及其产状、地层的接触关系-2012-2


3.层理的基本类型
层理按其形态的不同 可分为三种基本类型:
平 行 层 理
平行层理
波状层理
斜 层 理
斜层理
波状层理
细层可与层面平行
交错层理(多向浅水流)
波状层理 特点：1）呈对称或不对称的波状 2）总的方向平行于层面
4.层理的识别
如何识别岩层的层理？
成 分 结 构 颜 色
生层 构面 造原
系波痕、泥裂、雨痕、 生物遗迹及其印模等
水平岩层、倾斜岩层、直立岩层、倒转岩层
●岩层基本产状类型及其基本特征简表
类型
水平岩层
直立岩层
构造复杂区
倾斜岩层
中等复杂区
分布区 构造简单区
倾角
厚度h
0，或小于5
铅直厚度H
90
露头宽度L
0～90
h=H×cos
地质图 平行于等高线
直线
V字形法则
◆补充知识---与课程相关有关几个概念：
●露头：指地层裸露地表，未被第四系松散堆积层
覆盖的部分.
●地层露头线：地层露头与地理地表自然形态的交
线（层面与地面的交线）.
●露头线形态：是指岩层露头线在地面和地图上弯
曲形态.
●露头宽度：在垂直岩层走向的剖面上，岩层出露
地表的水平投影宽度.
◆等高线
等高线是地面上高程相等的相邻各点所连的闭合曲线.
上层面
H
下层面
岩层、地层与层理的概念
灰岩岩层
砂岩岩层
泥岩岩层
必须理解清楚岩层、地层与层理的概念，区分三者的关系
岩层：由两个平行或近于平行的界面（层面）所限制的岩性 基本一致的层状地质体叫作岩层。 地层：是指同一地质历史时期形成的各种岩层的总和。 换言之，一系列的岩层组成了地层。 地层具有时代的概念(即指特定某一时代的地层)。 岩层是地层的最小单位。 层理：是岩石性质（包括颜色、成分、结构等）在剖面 上突变或渐变所呈现出来的一种层状构造。是一种原生构 造，在沉积过程中形成。
第二节 沉积岩的分类及主要类型

第二节 沉积岩的分类及主要类型

第二节 沉积岩的分类及主要类型
一、沉积岩的分类：
以沉积作用方式和岩石成分把沉积岩分三类： ① 碎屑岩类 ② 粘土岩类 ③ 化学岩及生物化学岩类
1、外源沉积岩类
亦称外生沉积岩类，其组成物质主要来源于沉积盆地
之外，是在盆地之外生成的，它包括母岩风化后形成的陆
源碎屑物质和粘土矿物以及火山喷发作用形成的火山碎屑
3. 碎屑岩的结构
⑶ 胶结类型
颗粒与填隙物的关系——胶结类型及支撑性质 基底式胶结：颗粒互不接触； 孔隙式胶结：点接触，胶结物分布于孔隙中； 接触式胶结：点－线接触，胶结物分布于接触处； 镶嵌胶结：线接触－凹接触。
(4) 颗粒的支撑类型
颗粒的支撑特征是指沉积物所受压力在沉积物内 部的分布状况，它涉及到基质和较大颗粒的相对含 量。
>2mm 2～0.5mm 巨砾 粗砂
0.5～0.25mm 中砂 0.25～0.125mm 细砂 0.125～0.0625mm 微砂
3. 碎屑岩的结构
②圆度：碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度。 它是颗粒在沉积作用过程中累积磨蚀强度的衡量指标。
棱角状：说明碎屑未经搬运或搬运极近； 次棱角状：经过一定距离搬运； 次圆状：经过较长距离搬运； 圆状：经过了很长距离的搬运和磨蚀
3、砂岩的观察与描述 ① 颜色 ② 成分：石英、长石、岩屑、含量； ③ 结构：颗粒：大小、形状、分选、磨圆、含量； ④ 填隙物：杂基及其含量、胶结物成分、结构、含量 ⑤ 胶结类型：基底式、孔隙式等； ⑥ 构造：层理构造、层面构造等；
⑦ 次生变化
⑧ 综合命名：颜色＋结构＋成分＋名称，如浅灰色细粒
石英砂、灰褐色中粒岩屑长石杂砂岩
1颗粒支撑；2过渡支撑；3基质支撑
基质支撑（Matrix-suppot） 若基质含量很高,以致使较大颗粒被基质隔开而“漂浮”在基质 背景中，这时沉积物的格架将由基质和较大颗粒共同搭接形成，它 所受压力将会均匀分布在较大颗粒的整个表面上和所有基质中。 过渡支撑（Transitional support） 基质含量既不太多也不太少，较大颗粒有的直接叠加，有的又 被基质隔开，这样的支撑称为过渡性支撑。 颗粒支撑（Grain-support） 当基质和较大颗粒的分布都大体均匀时，若基质很少或无基质 （颗粒含量相对较高），那么较大颗粒就会直接堆垒起来搭成颗粒 格架，同时形成粒间孔，可能有的少量基质只会处在粒间孔内。这 时沉积物所受压力基本上只分布在较大颗粒相互间的接触部位，颗 粒其它部位和粒间孔内的基质则不承受压力或只承受很小压力。
《沉积岩石学》第二章沉积岩的形成及演化

《沉积岩石学》第二章沉积岩的形成及演化

在海底风化条件下，黑云母可变成海绿石：
(K,HO)(Fe,Mg,Al)2[(Si,Al)Si3O10](OH)2
4、铁镁硅酸盐矿物[橄榄石(Mg,Fe)2 SiO4；辉石 Ca(Mg,Fe,Al)[ Si, Al] 2O6 ； 角 闪 石 Ca2Na (Mg,Fe)4( Al, Fe)[( Si, Al)4 O11](OH)2]：
海洋中去，在一定的条件下沉积下来，形成 化学岩沉积。
六、风化壳：
1、 风化壳的概念：
地壳表层岩石风化的结果，除一部分溶解 物质流失外，其碎屑残余物质和新生成的化学 残余物质大都残留在原来岩石的表层。这个由 风化残余物质组成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，就称为 风化壳或风化带。
因此，在沉积岩中钾长石多于斜长石。
钾长石的风化过程及其产物如下：
铝土矿是钾长石风化的最终产物，是风化带中很 稳定的矿物。但是，只有在十分有利的条件下，钾长 石才能完全风化成铝土矿，在一般情况下，钾长石大 都转变为水白云母和高岭石。
3、云母：白云母的抗风化能力较强，所以它在沉积岩 中相当常见。黑云母的抗风化能力比白云母差的多。
白云母（KAl2[AlSi3O10](OH)2）：白云母在风化过程中， 主要是析出钾和加入水，先变为水白云母，最后可变为高岭 石。
黑云母（K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2）： 黑云母遭风化后，钾、镁等成分首先析出，同时加入水， 常经过水黑云母、绿泥石Mg5Al[AlSi3O10](OH)8(Fe3O4)、最终 变为褐铁矿或高岭石等粘土矿物。
含碱质的水能加大对SiO2的溶解度，促 进硅质岩石的风化。
（三）生物风化作用：
1、生物物理风化作用：
2、生物化学风化作用：

沉积学 第二章 沉积岩的形成和演化

1.机械搬运和沉积作用 碎屑+新生成物质+火山碎屑+宇宙源物质
2.化学搬运和沉积作用 溶解物质、深层卤水
3.生物搬运和沉积作用 生物源物质
一、流体力学的几个基本概念
牵引流：能沿沉积底床搬运沉积物的流体。
重力流：沉积物多呈悬浮状态搬运，在重力的作用下 整体流动的高密度流体。
（一）牛顿流体和非牛顿流体 内摩擦定律： 在温度不变的条件下，粘滞切应力与流速梯度是直线关 系，动力粘滞系数为常数。
3.风化壳的厚度 决定于母岩性质、气候、地形、构造等因素。 气候湿热、地形平坦、构造活动稳定，则风化壳厚度 较大；
古风化壳的地质意义和经济意义： 地壳上升、不整合的重要标志 古地理、古气候分析的重要依据 铁、铝、高岭土等矿产； 可以形成油气藏。
二、沉积岩原始物质的其它来源
（一）生物成因的沉积物 1.无机成分为主的生物残骸
是生物的硬体部分——常保存为化石，成分为碳酸盐、 磷酸盐和硅质等。
2.有机生物残体
动植物的软体部分——有机物（碳氢化合物）。 经埋藏成岩后： （1）不溶物质——干酪根：不溶于有机溶剂的固体有机质。 （2）可溶物质——烃类、沥青等。
一部分转化为石油、天然气、油页岩、煤等， 大部分呈分散状态存在于沉积岩中。
SiO2·nH2O（蛋白石）
K[AlSi3O8]→K＜1Al2[(Si,Al)4O10][OH]2·nH2O→Al4[Si4O10][OH]8→
钾长石 +H2O
水白云母
+H2O 高岭石
Al2O3·nH2O（铝土矿）
（2）斜长石 产物同钾长石相似
斜长石→蒙脱石、黝帘石、绿帘石、方解石→高岭石→
的
蛋白石 铝土矿
受原子与离子特性、矿物特征、介质pH、Eh、生 物及气候条件等的影响。

沉积岩岩石学


3）生物成因构造:
包括生物礁体（Reefs)： 生物遗迹（Trace fossils）：如虫孔、虫迹
生物层理: 如叠层构造，是由蓝绿藻分泌的粘 液捕获和黏结砂、粉砂和泥粒或晶体而形成的 一种纹层构造。是在固定基底上周期性繁殖形 成的一种纹层状构造，其中的纹层称藻纹层。 当条件适宜时，藻类大量繁殖，所形成的纹层 含有机质较多，称富藻层或暗层；条件不适宜 时，藻类处于休眠状态，称贫藻层或亮层。
★风成交错层属板状交错层，但层系厚度很大，可达1米以上
交错层理
其他物理成因构造 波痕：由于河流或波浪等介质的运动，在砂质沉积物表面 表面形成的一种波状起伏现象。
1 直线脊 2 波曲脊 3 舌形脊 4 菱形脊 5 新月脊
波长（L）：相邻两波峰间的距离。 波高（H）：波峰到波谷的垂直距离。 波痕指数（RI）：波长与波高之比（L/H）
海绿石、石膏、铁氧化物
矿物成分
常见的有20多种，如石英、长石、云母、粘土矿物、 方解石、白云石、菱铁矿、石膏、硬石膏、石盐、Fe、 Mn、Al的氧化物和氢氧化物等。
• 岩浆岩中常见的造岩矿物如橄榄石、辉石、角闪石、 黑云母及基性斜长石等在沉积岩中含量甚微或缺失；
• 钾长石、酸性斜长石、石英、白云母等在沉积岩中大 量存在；
砾质
砂质 砂质
粉砂质
化学沉积作用—真溶液的沉积作用
1）易溶矿物的沉积作用 易溶矿物：在常温下溶解度很大的矿物，如石膏、NaCl、KCl 等等。 易溶矿物的沉淀条件：蒸发量很大、降雨量很小，故又称蒸发矿物。
2）难溶矿物的沉积作用 难溶矿物：在常温下溶解度很小的矿物，如石英、长石、方解石等等。 难溶矿物的沉淀条件： ●酸性元素化合物：如石英（SiO2），在介质由碱性向酸性转化时 易沉淀。 ● 碱性元素化合物：如方解石（CaCO3），在介质由酸性向碱性转 化时易沉淀。 ●变价金属氧化物：如赤铁矿（Fe2O3），在氧化条件易沉淀。 ●变价非金属化合物：如黄铁矿（FeS2），在还原条件易沉淀。
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沉积岩的分类
类型 岩石 名称
砾岩 碎 屑 岩 类 砂岩
结构
砾状 (粒径>2mm) 砂状 (粒径2-0.05mm)
主要成分及其他特征
砾石碎屑多为坚硬岩石和硬度较高的矿物
碎屑多为耐风化的矿物颗粒如石英和长石， 少量以岩石碎屑为主 碎屑多为如石英、长石及白云母颗粒，很 少岩石碎屑 粘土矿物和粒径<0.005mm的其他矿物碎屑
碎屑结构、
泥质结构、
化学结构
生物结构。
1) 碎屑结构：主要由粒径大于0.005mm的 碎屑物质被胶结物胶结而成的结构。
碎屑
胶结物
按照其中主要屑物质颗粒的大小，又可分 为砂状和砾状两种结构。
砾状结构：主要由粒径大于2mm的碎屑组成。
砾状结构
（ 角 ） 砾 状 结 构
砂状结构：颗粒粒径介于2-0.005mm之间。
层理构造
一 种 层 理 构 造 的 形 成 过 程
一种层理构造的形成过程
层 理 构 造
水平层理构造
石灰岩中的层理和条带
沉积岩还会在层面和层内发育特殊的构造：
(1) 交错层理
砂岩中的交错层理
交 错 层 理 的 形 成 过 程
(2) 波痕
砂岩中的波痕
波 痕 的 形 成 过 程
波 痕
(3) 化石
（4）沉积岩的类型
根据其组成的结构和物质成份，沉积岩可分 为3大类型：碎屑岩，泥质岩，化学岩及生物 化学岩。
碎屑岩：碎屑结构，主要由>0.005mm碎屑和 胶结物组成；
泥质岩：泥质结构，主要由粘土矿物和粒径 <0.005mm的其他矿物碎屑组成； 化学岩（及生物化学岩）：化学结构，由方 解石或白云石等化学沉积物质组成。
砾岩
（角）砾岩
石英砂岩
长石砂岩
2）泥质岩：具泥质结构、主要由粘土矿物 及小于0.005mm的细碎屑组成。
有的泥质岩具有很薄的层理，称页岩。 厚层状的称泥岩。 页岩 泥岩
3) 化学岩及生物化学岩岩：母岩风化剥 蚀作用中形成的溶解物质或胶体经化学作 用沉淀形成，或由生物作用使某种物质聚 集而成的岩石。
常见的化学岩及生物化学岩有：
石灰岩（以方解石为主要成分），
白云岩（以白云石为主要成分），
硅质岩（以SiO2为主要成分）。
石灰岩
白云岩
作业 1. 岩浆岩的斑状结构和沉积岩的砾状结 构有何差异？ 2. 描述岩石（颜色、结构、成份）：
石英砂岩
石灰岩
砂状结构
砂状结构－ 石英砂岩
砂状结构－长石砂岩
碎屑结构的组成除了碎屑以外，还有 充填于碎屑之间的胶结物。
常见的胶结物成分： 钙质(CaCO3)、
硅质(SiO2)、
泥质(粘土矿物及细碎屑)和
铁质(Fe2O3)。
铁质胶结的砂砾岩
2) 泥质结构：主要由粒径小于0.005mm 的粘土矿物和细碎屑组成的结构。
1）碎屑：>0.005mm的颗粒。
砂粒级（粒径<2mm）的碎屑，一般是抗风化能 力较强的矿物颗粒，如石英、硅质岩石、长石、 白云母等。
较大的碎屑，砾石（粒径>2mm），成份会复杂 一些。
2）粘土矿物：如高岭石，由硅酸岩经强烈化 学风化分解形成。 粘土矿物的颗粒很小，小于0.005mm，肉眼难 以辨认。 3）化学溶解物质或胶体：直接从原岩中析 出，或在化学分解过程中分离出来的。
第三节 沉积岩
出露于地表的岩石，遭受风化破坏。或被破 碎成碎屑，或被分解为新的次生矿物，或直 接被水溶解。 这些风化破坏产物被流水、风，冰川等侵蚀 搬离原地，到地表较低的地方（海洋、湖泊、 河流下游等低地）沉积下来，再经过长时间 的压密固结，形成的岩石称为沉积岩。
沉积岩是陆地上分布最广泛的岩石， 约占大陆面积的75%。
泥质结构
3) 化学结构：由化学沉积物质的结晶颗 粒组成的岩石结构。
化学结构
4) 生物结构：由生物遗体或碎片（如珊 瑚、贝壳）构成的结构。
（3）沉积岩的构造
沉积岩最显著的宏观特征是层理构造。 层理构造是在不同 时期、不同环境下 先后沉积下来的物 质由于其成份，颜 色及结构等方面的 差异而显示出来的 成层现象。
主要有：CaCO3、NaCl、KCl、 MgCl2、SiO2、 Al2O3、Fe2O3、CaSO4、MnO、P2O5。
另外，在有生命活动的沉积环境中，生物遗 骸也会加入到沉积物中，有时甚至占沉积物 的大部分，如煤。
（2）沉积岩的结构
同岩浆岩一样，沉积岩的结构主要是反映 其组成颗粒的大小特征。
按其组成物质颗粒大小及成因，沉积岩一般 具有四种结构：
砂状 粉砂岩 (粒径0.05-0.005mm) 泥岩 泥质 (粒径<0.005mm)
泥质岩类径<0.005mm的其他矿物碎屑， 薄层理构造 方解石 白云石 除方解石和白云石外，含25-50％粘土矿 物
化学及生物 化学岩类
白云岩 隐晶质或结晶粒状
泥灰岩
泥质
1）碎屑岩：具碎屑结构的沉积岩，由碎屑经胶 结物胶结而成。根据碎屑颗粒的大小，还可进 一步分为砾岩和砂岩。 砾岩：主要由粒径>2.0mm的砾石组成。 砂岩：主要由粒径＝0.005-2mm的砂颗粒组成。
风化破坏 剥蚀
搬运
沉积
固结成岩
（1）沉积岩的物质组成 沉积岩的组成物质主要来源于地表岩石的 风化破坏。
这种风化破坏作用产生三种产物：
原岩机械破碎的碎屑(如岩石碎屑、石英砂)； 化学分解形成的粘土矿物（如高岭石）； 化学溶解物质或胶体（如Ca++ 、Na+ 、K+、 Mg++、Cl- 、CO3= 、 SiO2、Al2O3、Fe2O3 ）。