001第一讲 沉积学原理
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专题一:相关沉积学原理沉积作用:是指被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后,由于条件发生改变而发生沉淀,堆积的过程。
基本可分为3种:机械沉积、化学沉积、生物沉积。
沉积岩的形成过程【仅作参考】沉积岩的形成过程大致可分三个阶段:(1)沉积岩原始物质(主要是母岩的风化产物)的形成;(2)沉积物的搬运和沉积;(3)沉积后作用。
(1)风化作用及其产物:沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质以及有机物质等,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破坏作用,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。
风化作用的结果形成了各种类型的沉积物。
(2)沉积物的搬运和沉积作用:母岩风化产物及其它来源的沉积物质,在流水、大气等介质的作用下,大部分进入搬运状态向沉积盆地转移;随介质搬运能力减弱,被搬运的沉积物相继发生沉积,沉积下来可长期固定,也可由于地壳上升、侵蚀基准面下降、流速加快,使得已沉积下来的碎屑物质重新遭受剥蚀而被搬运。
沉积物搬运和沉积的介质主要有流水和大气,其次为冰川、生物等。
1、机械搬运和沉积作用:碎屑物质在流水、空气、海湖水体以及冰川中的搬运和沉积作用。
2、化学搬运和沉积作用:胶体溶液和真溶液的搬运和沉积3、生物搬运和沉积作用:直接作用(生物遗体直接堆积);间接作用(生物化学和生物物理沉积作用)(3)沉积后作用:包括成岩作用和后生作用。
沉积物转变为沉积岩所发生的一系列变化称为成岩作用;沉积岩形成以后,遭受风化作用和变质作用以前的变化称为后生作用。
其上限为沉积物表面或潜水面(沉积水体一沉积物界面或风化带以下),下带为变质带顶部﹙温度<220℃,压力<1000bar﹚。
1、同生作用:沉积物刚刚沉积后,而且尚与上覆水体相接触时的变化。
准同生作用:同生作用后,沉积物已基本与水体脱离,但还未脱离沉积时的环境。
2、成岩作用:沉积物基本上与上覆水体脱离的情况下,由疏松的沉积物转变为固结的沉积岩的过程。
一.概念1.风化作用:地壳表层岩石的一种破坏作用;定义: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破坏作用,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。
类型:物理、化学、生物2、风化壳母岩风化形成的碎屑残余物质和新生成的化学残余物质残留在原来岩石的表层,组成了地表岩石的表层部分3.沉积分异作用概念母岩风化产物以及其他来源的沉积物在搬运和沉积过程中会按颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象,也叫地表沉积分异作用。
机械分异作用:主要受物理原理支配,见于碎屑岩中;化学分异作用:主要受化学原理支配,见于溶解物质沉积过程。
4.机械沉积分异作用碎屑物质在流水搬运和沉积的过程中,将按粒度、密度、形状、成分等差异发生有序沉积的现象5.化学沉积分异作用溶解物质由于化学活泼性或溶解度的差异,以及受所处环境pH和Eh的影响,将按一定的顺序依次从溶液中沉淀出来的现象。
6.碎屑岩主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运、沉积作用、沉积后作用而形成的一类岩石7.重矿物:比重>2.86,含量一般不超过为1%,粒级小(多为0.25-0.05mm)8.杂基分布于碎屑颗粒之间的,与颗粒同时沉积的,粒径一般小于0.03mm的,细碎屑沉积物。
9.原杂基:代表原始沉积状态的杂基,泥质结构,未重结晶,与颗粒界线清楚。
10.正杂基:经明显重结晶作用后的原杂基。
11.假杂基:软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物。
常能同时看到局部被压碎的软颗粒。
12.胶结物:碎屑岩在沉积、成岩阶段,以化学沉淀方式从胶体或真溶液中沉淀出来,充填在碎屑颗粒之间的各种自生矿物13.原生孔隙:主要是粒间孔隙,即碎屑颗粒原始格架间的孔隙。
14.次生孔隙:大多数形成于成岩中期之后及后生期,一般都是岩石组分发生溶解作用的结果。
15.成分(结构)成熟度:碎屑颗粒在风化、搬运、沉积等作用的改造下成分(结构)上接近终极产物的程度。
沉积学原理主要内容:绪论、洪积扇沉积、河流沉积、冰川与沙漠沉积、湖泊沉积、海洋碎屑岩沉积、海洋碳酸盐岩沉积、三角洲沉积、事件沉积作用、板块构造与沉积作用、沉积相研究方法与步骤第一章绪论一、沉积学的涵义及发展概况沉积学是研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的一门科学。
沉积学发展的三个阶段:(1)奠基阶段(1777-1940)1777年:德国地质学家魏纳(A. G. Werner,1749- 1817年)首次提出水成论。
1777年,将德国厄兹山区的地层划分为四种类型:4)冲积层:砾石、沙子、粘土,含大量化石。
机械沉积。
3)成层岩层:石灰岩、砂岩、石膏、岩盐、煤,含大量化石。
主要是机械沉积,也有化学沉积。
2)过渡层:结晶片岩、板岩,含最早的生物化石。
化学沉积为主。
1)原始层:花岗岩、片麻岩、玄武岩等,无化石,原始海洋化学沉积。
1795年:苏格兰地质学家赫顿(James Hutton,1726-1797)出版《地球学说》(Theory of the Earth),提出了均变论的思想。
1830年:莱伊尔(Charles Lyell,1797-1875)出版《地质学原理》(Principles of Geology),正式提出并系统论述了“均变论”(Uniformitarianism)。
均变论--研究古代沉积作用和沉积环境的钥匙1850年:索比(Sorby)首次利用偏光显微镜研究岩石,拉开了对岩石进行微观研究的序目。
1914年:吉尔伯特(Gilbert)首次用各种粒径的砂和不同的水流强度进行了水槽实验,开创了用实验方法进行沉积学研究的先例。
1939年:Twenhofel出版了《沉积学原理》,标志着沉积学作为一门独立的学科形成了。
(2)成熟完善阶段(1940-1970)提出了科学的沉积岩分类方案,建立了各种沉积相的相模式。
(3)多学科交叉发展阶段(1970-现在)沉积学与其他学科交叉,形成了交叉学科沉积学,如构造沉积学、沉积地球化学、层序地层学等。