01 第一章 沉积岩的形成及演化
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《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。
第二章沉积岩的形成及演化学时:6学时基本内容:包括①基本概念:风化作用(物理风化、化学风化、生物风化)、风化壳、牛顿流体、层流、紊流、雷诺数、佛罗德数、沉积分异作用(机械沉积分异和化学沉积分异作用)、正常沉积作用、事件沉积作用、沉积后作用②基本原理:各种造岩矿物、岩石的风化及其产物,母岩风化的阶段性,碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用,两种沉积分异作用的关系,沉积后阶段的划分,沉积岩的分类重点:碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用、沉积分异作用、沉积岩的分类难点:流体的一些基本知识、尤尔斯特隆图解教学思路:①简要回顾地球科学概论中关于风化作用的概念,然后介绍各种造岩矿物、岩石的风化及其产物、母岩风化的阶段性。
②在简要介绍流体基本知识的基础上,重点讲解碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用,简要介绍碎屑物质在海洋、湖泊、空气和冰川中的搬运和沉积作用、溶解物质的搬运和沉积作用,对于沉积分异作用的概念、类型、关系及意义亦进行重点讲解。
③简要介绍沉积后阶段的划分。
④在前述沉积岩形成和演化的基础上讲解沉积岩的分类主要参考书:①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第二章,石油工业出版社,1993.②曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第二、三、五章,地质出版社,1986.③何幼斌编《Sedimentary Petrology》(英文辅助教材)第八、九章,江汉石油学院,2003.④Selly R C, An introduction to sedimentology, 1985.复习思考题:①试述物理风化、化学风化、生物风化的表现形式及其影响因素?②试述母岩风化产物的主要类型。
③何谓矿物成熟度?并说明它在碎屑岩、粘土岩和重矿物中的表示方式,研究矿物成熟度有何地质意义?④何谓牵引流、重力流?二者在搬运和沉积方面各有什么特点?⑤试述斯托克沉速公式的含义及其适用条件。
⑥试述影响碎屑物质在流水中搬运和沉积作用的主要因素。
⑦试以龙尔斯特龙图解为例,说明碎屑颗粒的搬运、沉积与流速的关系。
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。