沉积岩形成及演化

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。

沉积岩形成及沉积环境演化研究沉积岩是地壳表层由沉积物堆积而成的一类岩石。

沉积物主要由岩屑、海洋生物碎屑、溶解物质等组成。

沉积岩形成的过程是地球演化中的重要环节之一，通过研究沉积岩的形成和沉积环境的演化，可以揭示地球历史的一些奥秘。

沉积岩的形成可分为四个过程：物源岩石的颗粒破碎和迁移、颗粒的沉积、成岩作用以及岩石风化和侵蚀。

首先，物源岩石受到地质力学和气象作用的影响，会发生破碎和迁移。

例如，地震活动和风化作用会导致岩石的破碎，然后被水流、冰川或风力等搬运到远离原来的地方。

其次，这些颗粒在沉积过程中会逐渐沉淀下来。

沉淀速度取决于水的流速和颗粒的大小。

快速流动的水体能够搬运较大颗粒，而缓慢流动的水体则只能搬运细小的颗粒。

第三，沉积后的岩层会发生成岩作用，即通过渗透、溶解等作用，岩层中的颗粒之间发生胶结，形成坚实的岩石。

最后，岩石表面会受到风化和侵蚀的作用，岩石会逐渐分解和破裂，形成新的沉积物。

沉积岩形成的环境演化是一个动态的过程。

地球历史上的沉积岩多样而广泛，反映了不同的沉积环境。

例如，古生代时期的海洋沉积岩主要分布在深海盆地，而新生代时期的陆相沉积岩则主要分布在大陆湖泊和河流等环境中。

这些不同的沉积环境反映了地球上的气候变化、地表构造活动以及生物群落的演化等因素。

研究沉积岩的形成和沉积环境的演化有助于我们了解地球历史上的环境变化和生物进化，对今后的地质预测和资源勘探具有重要意义。

在进行沉积岩形成及沉积环境演化研究时，科学家们会运用一系列的研究方法和技术。

例如，通过野外观察和采样，可以了解沉积岩的分布、组成和构造特征。

通过岩石薄片观察和扫描电子显微镜分析，可以进一步研究岩石的微观结构和成分。

使用同位素地球化学等方法，可以追溯沉积岩形成的时代和环境条件。

此外，地球物理勘探、地震学等技术也可以用于研究沉积岩的沉积过程和地下构造。

近年来，随着科技的发展，沉积岩形成及沉积环境演化的研究取得了显著的进展。

通过高分辨率的岩石分析和大规模的样品采集，我们能够更准确地还原地球历史上的沉积环境。

沉积岩的成因及演化过程沉积岩是地壳的一种主要岩石类型，是由岩屑、有机物质或化学沉淀物等在地球表面沉积、堆积形成的。

它们承载着地球历史演化的信息，对于认识地质变迁、研究古环境和勘探石油、矿产资源具有重要意义。

本文将探讨沉积岩的成因及演化过程。

一、沉积岩的成因1. 物理风化和机械碎屑沉积物理风化作用是指由于自然界的物理力量使岩石变为碎屑颗粒的过程。

例如，岩石受热胀冷缩、冻融循环、风化剥蚀等作用会导致岩石破碎并形成颗粒，这些颗粒通过水流、风力等力量的作用被迁移并在适当的环境下沉积形成沉积岩。

2. 化学沉淀作用在海洋、湖泊等水体中，离子溶液与环境条件的变化，例如温度、压力和pH值等，会促使其中的溶解物质发生沉淀作用。

这些溶解物质可以是无机物，如石膏和磷酸盐；也可以是有机物，如有机质的沉积。

化学沉淀作用是形成碳酸盐岩、硫酸盐岩等一类特定成分的沉积岩的重要过程。

3. 生物作用生物作用是指生物体对环境造成的物理和化学作用，对沉积岩的形成有着重要影响。

藻类、珊瑚、贝类等有机体通过分泌或死亡，形成有机沉积物，并与碎屑颗粒混合在一起沉积形成有机质丰富的岩石，如煤炭和石油页岩。

此外，海洋中底栖生物的生物扰动作用和生物结构的成因也会影响沉积岩的生成。

二、沉积岩的演化过程1. 颗粒分选过程（洗蚀和选择性沉积）颗粒分选是指沉积物中不同粒径的颗粒在沉积过程中被区分和分离的过程。

洗蚀是流体在流动中将其中较轻的颗粒带走，而较重的颗粒沉积下来的过程。

选择性沉积是指在水流或风力的作用下，颗粒按照粒径大小被分选，较大的颗粒在较短的距离内沉积，而较小的颗粒则可以被远距离搬运并沉积。

这些过程使得沉积岩具有颗粒按照粒径排序的特征。

2. 成岩作用沉积岩在经历沉积作用后，可能会发生成岩作用，包括压实、胶结和溶解析出等过程。

压实是指在沉积物堆积的过程中，由于上方沉积物的压力而使下面的沉积物变得更加致密。

胶结是指在沉积物颗粒之间填充和结合的物质，形成胶结物填充颗粒间隙，增强沉积岩的坚硬度。

（转）沉积岩及其形成过程？特征？分类？类型一、沉积岩及其形成过程（一）沉积岩,sedimentary rocks是在地表或地表不太深的地方，在常温、常压下，由风化作用、生物作用等形成的物质，经过搬运、沉积、成岩而形成的层状地质体。

沉积岩分布广，大陆表面约有75％覆盖着沉积岩，其中最大厚度达13km，平均厚度约为1.8km；大洋底部几乎全被沉积物或沉积岩所覆盖，其厚度为0.2～3km，平均厚度约为1km。

沉积岩的种类很多，但分布最多的是页岩，其次是砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总量的95%以上。

（二）沉积岩的形成过程沉积岩的形成一般都经过风化、搬运、沉积、成岩四个过程。

1、风化阶段沉积物质的来源地表或接近地表的岩石，由于温度变化、水、氧和生物等作用，在原地发生破坏崩解，逐步破碎成大大小小的碎屑物质，岩石中有的成分被溶解，有的则生成新的矿物，这些破碎溶解的物质，就成了沉积岩形成的主要物质来源。

另外还有一些火山碎屑、深部的热卤水、温泉喷出物等深源物质和陨石、宇宙尘埃等宇宙物质。

2、搬运阶段原有的岩石经风化后形成的产物，除了一部分残留在原地外，绝大多数被水、风、冰川、海洋及生物等搬运到其它地方。

物质的搬运一般可分为三种方式：（1）机械搬运：碎屑物质在水、风、冰川或重力流中被搬运。

（2）化学搬运：一些母岩风化产物溶解形成真溶液或胶体溶液被携带搬运。

（3）生物搬运：生物作用的生物残骸和分泌物的堆积。

3、沉积阶段岩石碎屑物地被搬运途中，由于搬运力的减弱，比如水流或风力速度降低、冰川熔化以及其它因素的影响，被搬运的物质逐渐沉积下来，形成松散沉积物。

与搬运相对应的，沉积方式也有三种：（1）机械沉积：机械搬运带来的碎屑物质，由于搬运能力减弱而沉积下来。

（2）化学沉积：化学搬运来的物质通过化学作用形成难溶的物质或通过胶体凝聚进行沉积。

（3）生物沉积：生物的残骸和分泌物的沉积。

4、成岩阶段沉积后的松散沉积物，在一个新的改变了的环境中，再经过一系列的变化，最后固结成坚硬的沉积岩的过程，称为成岩作用。