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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。
-古生物学方法:通过研究沉积岩中的化石,了解生物演化、古生态和古环境等信息。
-沉积相分析:通过对沉积岩的沉积构造、岩性、生物组合等特征进行分析,恢复古沉积环境和沉积过程。
第二章:沉积岩的形成作用
2.1沉积岩原始物质的形成
沉积岩的原始物质主要来源于以下几个方面:
-物理风化:由于温度变化、冰冻、干燥等物理因素,母岩发生机械破碎,形成碎屑物质。
-化学风化:母岩在水、氧气、二氧化碳等化学因素作用下,发生化学分解,形成新的矿物和溶解物质。
-生物作用:生物活动(如植物的生长、动物的挖掘)和生物死亡后的分解,对母岩进行物理和化学改造,形成有机质和沉积物。
-火山作用:火山喷发产生的火山灰、岩浆、火山气体等物质,经风化、搬运、沉积后形成沉积岩。
2.2沉积岩原始物质的搬运作用
沉积岩原始物质的搬运作用主要包括水流、风力、冰川和生物等。
-水流搬运:河流、湖泊、海洋等水体中的水流对沉积物进行搬运,搬运距离和粒度受水流速度、流量、搬运时间和沉积物性质等因素影响。
-风力搬运:风力对细粒沉积物进行搬运,形成风成沙、黄土等。
-冰川搬运:冰川对岩石进行物理破碎和搬运,形成冰碛物、冰水沉积物等。
-生物搬运:生物活动(如植物的根系、动物的迁徙)对沉积物进行搬运。
2.3沉积岩原始物质的沉积作用
沉积岩原始物质的沉积作用主要包括重力沉积、水流沉积、风力沉积、冰川沉积和生物沉积等。
-重力沉积:沉积物在重力作用下,沿斜坡滑落、滚动,形成重力流、滑塌等沉积体。
-水流沉积:水流速度降低时,携带的沉积物发生沉积,形成河流相、湖泊相、三角洲相、浅海相等沉积体。
-风力沉积:风力降低时,携带的细粒沉积物发生沉积,形成沙漠相、风成沙丘等沉积体。
-冰川沉积:冰川融化时,携带的沉积物发生沉积,形成冰碛物、冰水沉积物等。
-生物沉积:生物死亡后的残骸、有机质等沉积,形成生物礁、贝壳层等沉积体。
2.4沉积分异作用
沉积分异作用是指沉积物在搬运和沉积过程中,由于粒度、形状、密度等差异,发生分选、沉积和堆积,形成不同类型沉积岩的过程。主要包括机械分异、化学分异和生物分异等。
2.5沉积后作用阶段划分
沉积岩形成后,经历了一系列的沉积后作用,主要包括压实作用、胶结作用、重结晶作用、溶解作用等。这些作用影响了沉积岩的孔隙度、渗透率、强度等物理和化学性质。
2.6成岩作用的主要类型
成岩作用是指在沉积岩形成过程中,由于温度、压力、流体活动等作用,沉积物发生物理、化学和生物变化,形成新的岩石和矿物的过程。主要包括压实作用、胶结作用、重结晶作用、溶解作用、交代作用等。
第三章:沉积岩的基本特征
3.1沉积岩的主要特征
-成分:沉积岩的成分复杂多样,包括石英、长石、
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