沉积岩石学总论.ppt

* 沉积岩石学 沉积岩 沉积岩是在地表和接近地表的条件下，在常温常压下由风化作用、生物作用和某些火山作用形成的物质经过搬运作用、沉积作用和成岩作用形成的一类岩石。 常温常压——指地表条件下，与岩浆岩和变质岩形成温度压力条件有所区别，并非指普通物理学中的25℃和1大气压。 在地表条件下，极地地区最低气温可达-70℃。在深水地区压力一般在20大气压以内。 地表环境——O2、CO2，因而沉积岩中含CO2、H2O成分较多。 生物作用——在石灰岩、硅质岩等沉积岩的形成过程中，生物作用很重要。 某些火山作用——指火山活动可形成大量火山碎屑，火山碎屑经过搬运、沉积和成岩作用后形成沉积岩（火山碎屑岩）。 几点说明 沉积岩的基本特征 岩浆岩中大量存在的矿物橄榄石、普通辉石、普通角闪石和基性斜长石等，在沉积岩中非常少见 岩浆岩中较常见的矿物钾长石、酸性斜长石及石英在沉积岩中也广泛存在 地表条件下的自生矿物，如某些氧化物和氢氧化物、粘土矿物、岩类矿物和碳酸盐矿物，他们是沉积岩主要组成矿物，但在岩浆岩中极少或缺乏。 1、矿物成分特征： 2、化学成分特点 沉积岩和岩浆岩的平均化学成分比较接近，但是： 岩浆岩中FeO的含量高于F2O3 沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩，尤其是Na，一般K2ONaO 沉积岩中富含CO2和H2O；沉积岩富含有机质。 3、结构构造特征 沉积岩特有的结构构造：碎屑结构、粒屑结构、生物结构、泥状结构 层理构造及各种层面构造、缝合线、结核和叠层构造等皆为沉积岩所特有。 沉积岩石学 沉积岩石学是研究沉积岩（物）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学科 沉积学的任务 ①研究沉积岩的物质组成、结构构造、分类命名等岩 类学内容。 ②研究沉积岩的形成机理，包括岩石的风化作用、搬 运作 用、沉积作用以及成岩作用等。 ③进行沉积环境分析，恢复古气候和古地理特征，分 析岩 相古地理性质。 ④进行盆地分析，将沉积学与大地构造学结合起来， 恢复大地构造环境。 ⑤层序地层学研究，将野外地层沉积与钻井地质和地 震地层学结合起来。 沉积岩的形成 沉积物的来源 沉积物的搬运和沉积作用 沉积物的成岩作用 沉积物的来源 沉积物的来源方式有风化作用、生物作用、深源物质（火山碎屑与热卤水）和宇宙物质（陨石），其中母岩风化作用的产物是沉积物的主要来源，其它为次要来源。重点介绍母岩的风化作用。 风化作用 风化作用的阶段性 常见造岩矿物在风化中的稳定性 母岩风化的产物 1、风化作用 风化作用——是地壳表层岩石在温度变化、大气、水和生物等各种因素作用下，发生机械破碎和化学变化的作用。分为物理风化、化学风化和生物风化作用。 物理风化作用——由各种因素造成岩石发生机械破碎，而没有成分的改变。 母岩经过物理风化作用形成的碎屑矿物为陆源碎屑矿物。 在沉积岩形成过程中产生的新生矿物称为自生矿物。 化学风化作用——母岩的矿物在富含O2、CO2、H2O和有机质等条件下发生化学分解，一部分被带走，一部分形成新生矿物，这种作用叫做化学风化作用。 常见的化学风化作用有氧化作用、水化作用、水解作用和酸解作用。 生物风化作用——由生物不同造成的岩石风化，即有机械破碎，又有化学分解，其中生物化学风化是主要的。 2、风化作用的阶段性 母岩风化作用可具有阶段性。据玄武岩和花岗岩的风化特征，母岩风化分为四个阶段： ①破碎阶段—母岩发生机械风化，形成岩屑和矿物碎屑。 在干旱沙漠地区，母岩风化长期处于机械破碎阶段。 ②饱和硅铝阶段—岩石中的氯化物和硫酸盐分解，Cl- 和SO2-4被水带走。然后在大气水的H2O和CO2作用下， 硅酸盐和铝硅酸盐分解，析出K+、Na+、Ca2+和Mg2+， 水溶液pH值升高，使介质呈碱性或中性。在这一阶段 形成蒙脱石、伊利石和绿泥石等自生粘土矿物。 ③酸性硅铝阶段—碱金属和碱土金属等易迁移元素大量 流失，一部分Si游离出来。有机质分解形成有机酸和 CO2，使介质呈酸性环境。蒙脱石、伊利石等粘土矿 物不稳定，转变成高岭石。 粘土型风化壳—在温暖潮湿的环境中母岩风化达到酸性硅铝阶段后形成。 ④铝铁土阶段—铝硅酸盐矿物彻底分解，介质呈中性或 碱性，可迁移元素全部被带走，高岭石分解。残余 矿物主要为Fe、Al、Si的氧化物：Fe2O3·H2O（褐铁 矿）、Al2O3·H2O（水铝石）和SiO2·H2O（蛋白石）， 形成红色疏松铝质或铁质土壤。 红土型风化壳—在潮湿炎热的气候环境中，母岩风化 达到铝铁土阶段后形成。 不整合面可形成：①铝土矿 ②次生孔隙 3、常见造岩矿物在风化中的稳