外力地质作用与沉积岩-地质学基础.doc

辛存林 地质学基础 第五章 外力地质作用与沉积岩 PAGE 38 第五章 外力地质作用与沉积岩 [教学目的与要求] 与地球的内动力恰恰相反，外动力地质作用使得地区的表面趋于平坦，所涉及的主要过程即大气圈、水圈、岩石圈的相互作用，风化、剥蚀、搬运迁移是碎屑沉积物和化学溶解物质形成的必备条件，它们为地表分布最广的岩石—沉积岩的出现奠定了重要的物质基础。 本章主要讲解风化作用类型及特征（物理、化学风化作用，风化壳与土壤），剥蚀作用（地面流水、海水的剥蚀作用，地下水、冰川、风的侵蚀作用简介）；搬运作用（河流、海洋搬运作用，地下水、冰川、风的搬运作用简介）；沉积作用（河流、海洋的沉积作用，其它沉积作用）；成岩作用（压实作用、胶结作用、重结晶作用）；沉积岩的一般特征与分类 （矿物成分特征、主要结构、构造、颜色、分类）。 重点：要求理解外动力地质作用分类及内涵，沉积岩形成过程，主要沉积岩的特征。 难点：要求理解外动力地质作用分类及内涵，沉积岩形成过程，主要沉积岩的特征。 沉积岩占地表岩石的75%，占地壳岩石总体积的7.9%。是地壳表层最常见岩石，其中赋存有煤、石油、天然气以及其它许多金属及非金属矿产，具有重要的经济价值。沉积岩的形成与外力地质作用密切相关。 第一节 外力地质作用的一般特征 一、引起外力地质作用的因素(外因) 1.大气：大气圈下部的组成物质即空气，它是氮、氧、CO2、微量气体的混合物。 大气环流：低纬度地带温度高而密度小的气团上升并向高纬度地带运动，而低纬度地带温度低而密度大的气团下降并沿着地面向低纬度方向运动，从而形成全球性的大气循环。 科里奥利效应：地球上一切物体的运动（包括水、空气），都会受到地球自转的影响而发生偏转，其偏转方向在北半球向右，在南半球向左。 大气圈具有的重要地质意义： 第一，大气中的成分是许多地质作用得以发生的物质因素。如 O2氧化作用，生命存在的条件；CO2植物制造有机质、参与生物成岩，参与化学反应等。第二，大气圈是生命的保护层。第三，由于大气圈的存在，地球表面才具有适宜的温度。第四，风的作用。 2.水：大量的水以液体和固体状态存在。水是一种溶剂。水是一种营力。水是构成生命的物质。 3.生物：生物是形成有机矿产和岩石的物质。生物的生命活动对岩石起着破坏作用。动物是一种营力。植物通过光合作用改变大气成分。 二、引起外力地质作用的能源 太阳热能是地球外部能量的来源，使地表温暖，并引起大气、水及生命运动。 重力能来源于地球的引力。引力能来源于太阳与月球对地球的引力（潮汐）。 三、外力地质作用的类型 同种因素可引起多种形式的地质作用，多种困素综合则更复杂。 1.风化作用 是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化而在原地形成松散堆积物的全过程 。根据风化作用的因素和性质可将其分为三种类型：物理风化作用、化学风化作用、生物风化作用。 （1）物理风化作用是指地表和靠近地表岩石因温度变化等在原地发生机械破坏而不改变化学成分、不形成新矿物的作用。这种作用又称机械风化作用。物理风化作用的方式主要有温差风化、冰冻风化、层裂等。 图5.1 温度变化引起岩石缩胀不均而崩解过程示意图 （2）化学风化作用是指地表和接近地表的岩石因与水溶液、气体等发生化学反应而在原地不仅改变其物理状态，而且也可改变其化学成分、发生化学分解，并可形成新矿物的作用。水是引起化学风化作用的重要因素，特别是在水中溶有.. CO 2、O2等气体成分，其作用便更加显著。化学风化作用主要有以下方式： ①溶解作用：水在自然界中普遍存在，水与岩石相遇，即与其中的矿物发生溶解作用。矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。 ②水化作用：又称水合作用，即物质与水相结合的作用。如矿物与水作用，水可以直接参加到某些矿物中去，形成结晶水，产生新的含水矿物，例如硬石膏（CaSO 4）变成石膏（CaSO 4?2H2O）、赤铁矿（Fe 2O3）变成褐铁矿.. (FeO[OH]?nH2O)等。 ③水解作用：即矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物的作用。 ④氧化作用：在大气和水中含有大量游离氧，大气中氧占21％，溶于水的气体中氧占33—35％。岩石中矿物在氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物，这种作用称氧化作用。 （3）生物风化作用：由于生物作用使岩石在原地发生破坏，叫生物风化作用。 ①生物的物理风化作用如穴居地下的蚯蚓、蚂蚁、鼹鼠、黄鼠、田鼠等，经常挖洞钻土，破坏土层。所谓“蝼蚁之穴可溃千里之堤”，也说明其破坏力量之大。 ②生物的化学风化作用如各种藻类、苔藓、地衣等在生长过程中，经常分泌有机酸、碳酸