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第五章 外动力地质作用与沉积岩150

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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1第五章 外动力地质作用与沉积岩第一节 风化作用第二节 剥蚀作用第三节 搬运作用第四节 沉积作用第五节 成岩作用第六节 沉积岩的一般特征与分类第七节 他生沉积岩大类第八节 自生沉积岩大类2第一节风 化 作 用3花岗岩的球状风化 (嵩山世界地质公园)外力地质作用 ——风化作用4风蚀岩 (新疆喀什)5风化作用: 在地表或近地表条件下,由于气温、大气、水及生物等因素的影响,使地壳或岩石圈的矿物、岩石在原地发生分解和破坏的过程,称为 风化作用 。按风化作用的方式、特点可分为三类:即 物理风化、化学风化、生物风化。6(一)物理风化作用的类型1.温差作用2.冰劈作用3. 盐类的结晶与潮解4.其它物理风化作用(根劈作用)(二)物理风化作用的产物大小混杂、层次不清、岩屑成分与原岩基本相同的松散堆积物。78冰劈作用9岩石的释荷在地下深处的岩石承受巨大静压力,其潜在膨胀力是十分惊人。岩石从地下深处变到地表条件时由于 上覆静压力减小而产生张应力 形成一系列与地表平行的宏观和微观的内部破裂面。10水的冻融贮藏在地表岩石空隙中的液态水,当温度下降到摄氏零度以下时,就会结冰,结冰后的体积增大 1/ 11左右,对空隙壁产生巨大的压力,这种压力就会使岩石裂开。11云台山冰瀑12二、化学风化作用化学风化作用是指岩石在原地以化学变化(反应)的方式使岩石破碎的过程。在此过程中,岩石的物质成分也将发生变化,这与物理风化作用有本质的区别。(一)自然界纯水是罕见的,不论地表水还是地下水,都不同程度的含有各种气体( 化合物(酸、碱、盐),因此自然界的水都是水溶液。不同的矿物,溶解度差别很大,如在常温下( 20℃ ),纯水对云母的溶解度为 ;对方解石的溶解度为 ;对岩盐的溶解度为 320g/㎏ 。从以上三种矿物的溶解度说明:在自然界,硅酸盐类的矿物最难溶。碳酸盐、卤化物、硫酸盐等较易溶解。• 溶解作用的结果是:易溶物质流失,难溶物质残留原地,岩石孔隙增多,硬度变小,岩石被破坏。14氧化作用自然界许多元素都具有与氧结合的能力,特别当岩石的矿物中含有低价元素时,大气中的氧会很快与之反应,转变为地表稳定的新矿物。如硫化物中的黄铁矿 ( 经风化后就转变成了褐铁矿 ( ) 。当黄铁矿转变为褐铁矿后,不仅矿物成分发生了变化,矿物的颜色、比重、硬度甚至结构也都发生了变化。黄铁矿风化后所形成的褐铁矿,一般留在原地,其它成分经氧化形成易溶的盐类,被水带走,使氧化带中铁的含量大大增加。这种富集在地表氧化带顶部的褐铁矿因成红褐色,称为铁帽。它的出现常认为是寻找原生金属硫化矿床的标志。15氧化作用大气圈中氧含量约为 20. 1%。当岩石和矿物暴露于地表或位于地表层时,与氧充分接触,发生一系列与氧的化学反应。16水解和碳酸化作用• 水解作用是指水离解出的 、 K+ 等,结合形成带 碳酸化作用是指当 成它们与矿物中的阳离子(、 K+ )结合形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的过程。在自然界,水中或多或少都溶解有 所以水解作用和碳酸化作用常常是同时发生的,两者相互促进。碳酸化作用形成碳酸盐或碳酸氢盐,并随水溶液带走,从而加速了水溶液对矿物离解的过程。17水解作用水解作用的实质是水的电离产物 (H+及 入矿物晶格,分别取代阳离子和阴离子,从而使矿物解体形成新的含水矿物的过程 。18生 物 的 作 用生物的机械风化作用 主要发生在生物的生命活动过程中。生长在岩石裂隙中的植物,随着根系不断地长大,对裂隙壁产生挤压,使岩石裂隙扩大,从而引起岩石破坏,这种作用称 根劈作用 。19生物风化(云台山世界地质公园)20生物的化学风化作用通过生物的新陈代谢及生物死亡后的遗体腐烂分解来进行的。植物和细菌在新陈代谢中常常析出有机酸 及 些物质一方面酸化土壤,另一方面腐蚀岩石。21生物物理风化作用 — 根劈作用22三、风化壳与土壤大陆上的岩石矿物经长期的物理、化学风化作用之后,残留在原地的风化产物称为 残积物 。残积物主要由在风化作用过程中形成的粘土矿物和未风化完的岩石碎屑组成。残积物 经过生物风化作用的改造而形成 土壤 。土壤中富含腐殖质,常位于残积物的表层。23由残积物和土壤在 陆地上构成的、厚薄不均的薄壳 叫做 风化壳 。由于风化作用在地表附近最强烈,向地下深处逐渐减弱,因此 风化壳与下伏基岩无明显界限,并且由上到下具有一定变化规律。地质历史时期形成的风化壳称为 古风化壳 。古风化壳是一个地区长期出露地表并遭受风化作用的见证。24I— 土壤层;Ⅱ — 残积层;Ⅲ — 半风化岩;Ⅳ —基岩风化壳土壤残积层基岩周口店花岗闪长岩风化壳剖面(据胡家杰)25风化壳(嵩山世界地质公园)26四、影响风化作用的因素• 气候和植被;• 地形因素;• 地质因素(岩石类型和矿物成分;岩石结构和地质构造;构造运动)27第二节 剥蚀作用剥蚀作用: 动态介质对地球表层岩石的破坏并将破坏产物剥离原地的过程。剥蚀作用不断使新鲜岩石暴露地表,使风化或剥蚀作用持续进行。28一、地面流水的剥蚀作用1.地面流水的类型 :坡流、洪流、河流2.河流 :受降水、冰雪融水及地下水补给,沿地表狭长谷地长期或周期性流动的天然水流。 视频29河流的空间形态 ——河流在纵向的特征30河流在横向的特征(河谷要素)河谷 河流侵蚀出的槽形凹地。谷底 河谷底部较平坦的部分。河床 河水占据的沟槽。谷坡 谷底至分水岭的斜坡。阶地 谷坡上的阶梯状平台。31河床两旁平坦部位--谷底谷坡 谷缘河谷要素经常流水的部分-河床河谷要素的形成动画32•河谷两侧的斜坡称为谷坡•谷坡所限定较平坦的底下部分称为谷底。 指常年被水占据的水槽。河谷形态 动画33“v”形谷—峡谷河谷分类 — 按照横剖面形态“U”形谷 碟形谷3435世界十大河流36乐山大佛基座正在受河流剥蚀37河流的侵蚀作用• 分为两种:– 机械侵蚀:通过其动能或挟带的沙石对河床的机械破坏过程。– 化学侵蚀:通过河水对河床岩石的溶解和反应完成,尤其在可溶性岩石地区比较明显。– 它们两者共同破坏这河床,难以区分,总的来说,机械侵蚀作用更为主要。38河流的侵蚀作用• 河流的侵蚀作用具下蚀作用和侧蚀作用,它们分别向 两个方向 侵蚀河谷。• 下蚀作用:流动的河水具有一定的动能,由于河床底部是倾斜的,流水在重力的作用下产生一个垂直向下的分量作用于河床底部,使其受到冲击而产生破碎;另一方面,河流常挟带沙石,在运动过程中对河床底部也有冲击和磨蚀作用,使其产生破坏。在长期的作用下,河床不断降低,河谷加深。39下蚀作用 湍急的河水以其动能冲刷谷底岩石或河水挟带的沙石磨损和撞击谷底岩石,使河床加深的过程称 下蚀作用。下蚀作用地形 :向源侵蚀 河流袭夺向源侵蚀与河流袭夺示意图动画40黄果树大瀑布外力地质作用——剥蚀作用河流的下蚀作用 —— 雅鲁藏布江 “ V”形下切河谷,其形成背景与强烈的构造抬升作用有关41黄河龙羊峡峡谷42金沙江虎跳峡43三峡44虎跳峡 三峡下蚀作用的结果 —— 峡谷地貌45差异下蚀作用的结果——瀑布贵州黄果树瀑布46河床岩层软硬相间形成的急流和瀑布474849美加边界 流下蚀作用的极限面 。入海河流的最低侵蚀基准面为海平面;主河道水面是支流的侵蚀基准面。河流侵蚀基准面示意图(平均海平面一般为河流最终侵蚀基准面)51侵蚀基准面和局部侵蚀基准面之间的关系5253侧蚀作用 河水以其动能及其挟带的沙石冲刷并磨损河床底部及谷坡,使谷坡后退,谷底加宽,河床左右迁移形成河曲。这种使 谷底加宽的过程称为河流的侧蚀作用。河谷的扩宽与河床的弯曲示意图54引起侧蚀作用的主要原因是 河流弯曲所致,另外受 科里奥利力 的作用可使河流的一侧侵蚀能力加强。科里奥利力 是地球自转引起的,故又称 地转偏向力 ,即地球上一切运动着的物体,都将产生运动方向上的偏离, 北半球向右,南半球向左 。55由于河水 惯性离心力的作用使河水冲向弯曲河床的凹岸,造成凹岸被侵蚀。而凸岸水流减缓,在凸岸河水携带的泥沙就会沉积,河床不断加宽,河曲的曲度变大,形成 蛇曲河 。蛇曲河最后会 裁弯取直 。废弃的弯曲河道称为牛轭湖。凸岸沉积凹岸侵蚀视频56牛轭湖的形成过程57侧蚀作用的结果 —曲流河58侧蚀作用的结果 —曲流河59河道弯曲所致横向环流示意图1-表流方向2-底流方向3-主流线4-侵蚀岸5-堆积岸6-河床岸石6061河曲长江荆州段藕池口 ——— 城陵矶直线距离 87河床长达 240段素有九曲回肠之称 。626364河水侧蚀的河曲现象65美国科罗拉多大峡谷景观河流侵蚀地貌66下蚀作用与侧蚀作用的关系时间上河流发育的早期以 下蚀作用 为主,随着坡度减小,逐渐转为以 侧蚀作用为主。空间上河流的上游 以 下蚀作用 为主,河流的下游以 侧蚀作用 为主。67二、海水的剥蚀作用1.海水的运动 主要运动方式:海浪 潮汐 洋流 浊流 洋底热泉2.海洋环境的分带( 1)滨海带 最大高潮面与低潮面之间的地带,是海陆交互的环境。平均海平面以上,最大高潮时能被海水淹没的地带,称为 后滨带或潮上带 ;平均海平面至平均低潮面之间的地带称为 前滨带或潮间带 。68( 2) 浅海带 低潮面至水深 200致为大陆架范围内的海域。( 3)半深海带 大陆坡范围内的海域,深度 200 4)深海带 大陆基和洋盆范围内的海域,深度大于 2500m。3.滨海带的剥蚀海蚀凹槽 → 海蚀崖 → 波切台 → 波筑台4.大陆坡的剥蚀 浊流69滨海带的剥蚀地形示意图70在海蚀的作用下,使海岸线不断向陆地方向后退,形成 海蚀凹槽、海蚀崖、波切台。海蚀凹槽海蚀崖波切台7172海水的剥蚀作用73三、击和磨蚀 使岩石被破坏的过程,称风蚀作用。在潮湿气候区,植被茂密,风的剥蚀作用不明显;在气候干旱地区,植被稀疏且风速很大,因而风的剥蚀作用相当突出(蘑菇石)。地球表面常年缓慢流动着的巨大冰体 )的剥蚀作用剥蚀方式: 刨蚀;挖掘; “ U”形谷74风蚀谷石蘑菇 风蚀城风城75山岳冰川 剥蚀 地貌的形成过程视频76鳍脊冰斗冰川谷角峰山岳冰川剥蚀地貌77冰斗角峰川谷)鳍脊78大陆冰川剥蚀地貌79冰川地貌景观(加拿大) 图中冰川 由左上向右下 流动( 据 001版 )80现代冰川地貌景观 (新疆喀什)813.地下水的剥蚀作用地下水 是赋存于地面以下松散沉积物和基岩空隙中的水体。空隙的形态有孔隙(碎屑颗粒之间空隙)、裂隙(基岩中的面状破裂)和溶隙(沿裂隙被熔蚀的空隙) 的还溶有 2一种较强的溶剂,能较快地分解可溶性岩石。地下水对可溶性岩石的溶蚀和改造过程,称为 岩溶作用 (国际上通称 喀斯特作用 )。岩溶地貌;溶洞;溶沟;落水洞;溶蚀洼地;石林;峰林;岩溶盆地82峰丛、峰林和孤峰现象(引自夏邦栋主编 《 普通地质学 》 , 1998)83在潜水面附近,地下水在重力作用下沿层面、节理面和断裂带从高水位向低水位作近于水平方向的流动,常形成近于水平的洞穴称 溶洞 。喀斯特作用( 溶蚀作用 )视频84石芽石林峰林85岩溶地貌(嵩山世界地质公园)86岩溶地貌(嵩山世界地质公园)87第三节 搬运作用88一、河流的搬运作用(一)河流的机械搬运作用1.河流机械搬运作用的能力 流水搬运物的粒径(平均半径 r)与流速( V)的平方成正比( r∝V 2);搬运物的重量( G)与流速的六次方成正比( G∝V 6)。河流上游河床坡降大、流速快,能搬运较大的砾石;中游可以搬运小砾石和粗砂;下游只能搬运细砂及更细的碎屑。2.河流搬运作用的方式 悬移、跃移和推移3.河流搬运作用中颗粒的分选和磨圆8990流水搬运物质的运动方式自下而上为 推移、跃移、悬移91碎屑的圆度级别(据李尚宽, 1982)1-棱角状; 2-次棱状; 3-次圆状;4-圆状; 5-浑圆状92沙泥质源源不断地搬运至异地黄河穿越黄土高原将其负载的外力地质作用 ——搬运作用93(二)河流的化学搬运作用河水对可溶性物质和胶体物质的搬运称化学搬运(溶运)。溶运能力大小取决于流量及河水的化学性质。94二、海洋的搬运作用在滨海带的主要机械动力是海浪、潮流。由于海浪、潮流的往复运动,碎屑物也往复运移。其搬运方式也分 推移、跃移和悬移。浊流 是由大陆架上堆积的泥、沙、砾等松散碎屑物质,在海水发生强烈搅动时形成的高密度流 —— 重力流。洋流 是规模巨大,影响遍及整个大洋的海水流动。流速缓慢,只能搬运极细物质。95浊流体海水的纵向搬运96三、其它地质营力的搬运作用97冰川的推运9899沙尘暴穿过红海乌鲁木齐沙尘暴100第四节 沉积作用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、堆积的过程称为沉积作用。经过沉积作用形成的松散物叫沉积物 。101山口 沉积作用山口 沉积作用河口沉积作用102一、河流的沉积作用机械分异规律: 当搬运介质的运动速度和搬运能力在一定方向上作有规律降低时,被搬运的碎屑相应地按相对密度、粒度(颗粒大小)和形状等特征发生分异,依次沉积。河流的碎屑沉积物称为 冲积物 。沉积物的层状特征,称之为 层理 。103机械沉积作用104河流沉积物(冲积物)的特征上游下游1051.冲积 带着大量碎屑物的山区河流当其流出山口,因地势变得开阔而平缓,水流不再受谷道约束而分散成多股水道,河水的动能降低,导致碎屑物按机械沉积分异作用快速沉积(形似扇状)。扇顶以粗大的砾石及沙为主,圆度较差;扇体以粗粒与细粒相间层状为特征,圆度稍好;扇缘为细沙及粉沙,层理特征更加明显。106冲积扇107冲积 河流作用下,河床常常一岸受到侧蚀,另一岸发生堆积,于是河床不断发生位移。受到堆积的一岸,由河床堆积物形成边滩,随着河床的侧移,边滩不断扩大。洪水期间,水流漫到河床以外的滩面,由于水深变浅,流速减慢,便将悬移的细粒物质沉积下来,在滩面上留下一层细粒沉积。河漫滩就是这样形成的,其上部由洪水泛滥时沉积下来的细粒物质组成,下部由河床侧向移动过程中沉积下来的粗粒物质组成。这种下粗上细的沉积物结构,称二元相结构。 动 画1111122.河谷沉积作用河床沉积 漫滩沉积河漫滩的二元结构: 河床沉积(位于底部)(斜层理)+漫滩沉积(位于顶部)(水平层理)3.河口区的沉积作用三角洲 河口区的河床纵坡降小,水流分散,加之海水的顶托作用,使河水的活力大大减小,河流携带的大量碎屑物在河口区沉积下来,形成在平面上呈三角形的三角洲。113河漫滩二元结构示意图114河漫滩115河漫滩的二元结构116洪积扇 洪积裙心滩地貌河漫滩 沉积边滩地貌117在河流流入湖泊或海洋的地方,河流沉积物常形成锥形的沉积地貌(其外形象三角形)称为 三角洲 。118119120三角洲1211221231.心滩:河流开阔处流速变小 →产生双向环流 → 粗碎屑沉积在河流中部 → 不断淤积成心滩。心滩在洪水期淹没、枯水期露出水面。河流的沉积124心滩形成的原因河道宽窄不一,流水从窄束段流入开阔段时,流速减小,致使较粗碎屑在河底中部淤积,最初形成雏形心滩。雏形心滩很不稳定,可因后来的冲刷而消失。由于雏形心滩存在,过水断面缩小,水流速度增大,并促使主流线偏向两岸,从而使两岸冲刷后退,产生环流。这时表层水流由中间向两岸流动,底层水流从两侧向中间流动,形成两股环流,促进河床中部沉积的发生。流水携带的碎屑沿雏形心滩周围和顶部不断淤积,使之不断扩大和淤高,转变成心滩。心滩在洪水期被淹没,在枯水期露出。如心滩因大量沉积物堆积而高出水面,则转变成江心洲。江心洲仅在特大洪水时才有可能被淹没。1251261272.江心洲—— 心滩扩大且高出水面特点: 尾沉积、向下游迁移 般洪水不会淹没。如湘江橘子洲。河流的沉积128湘江橘子洲129湘江橘子洲1303.边滩 在洪水期淹没 边滩加宽、加高,面积加大,形成 河漫滩 十千米 漫滩增大形成 平原河流的沉积131河漫滩心滩1326. 冲积平原: 河床连续摆动,河漫滩连片扩大,形成冲积平原;主要由河流冲积物组成 角洲 : 在河口部位形成的大规模沉积体 ,平面上呈三角形 流的沉积1331341. 概念 河流阶地:河流下切侵蚀,使原先的河谷底部(河漫滩或河床)超出一般洪水位以上,呈阶梯状分布在河谷谷坡的地形三级河流阶地阶地135动 画三级河流阶地136二、海洋的沉积作用(一 )滨海的沉积作用1.海滩沉积: 砾滩 (砾石的扁平面向海倾斜 ); 沙滩 (不对称波痕); 泥滩 (潮坪)(泥裂、雨痕等暴露标志)2.沿岸堤、沙坝、沙嘴沉积: 沿岸堤分布于高潮线附近,通常由砾石、粗沙和海生贝壳碎片组成,发育缓倾斜交错层理,是确定 古海岸线 的重要标志。137138139沙坝 形成于低潮面以下地带,由底流搬运的沙粒沉积形成。沙嘴 为一端与陆地连接,另一端伸入海内的沙堤,常发育在岸线弯曲的地带或海岛侧后方,主要由沿岸流形成。3.泻湖沉积: 泻湖 是被沙坝或沙嘴等隔离的海湾,由于盐度的变化形成不同类型(咸化、淡化)。140(二)浅海的沉积作用1.浅海的碎屑沉积 近岸带颗粒粗,分选性和磨圆度良好,具有交错层理和不对称波痕,含大量底栖生物化石;远岸带粒度细,以粉沙和粘土为主,具水平层理,波痕不常见,含浮游生物化石。141浅海沉积物分布规律• 浅海带指大陆周围较平坦的浅水海域,在温暖、清洁、盐度正常的浅水环境,发育有珊瑚礁,随着海水的加深,沉积物颗粒逐渐变细,由岸向海方向依次沉砾石、砂、粉砂、粘土。142浅海带的沉积作用张夏组鲕状灰岩 (云台山世界地质公园)143(三)半深海及深海的沉积作用1.软泥沉积(生物软泥、红色粘土)2.浊流沉积3.多金属软泥及锰质沉积三、其它沉积作用1.风的沉积作用(分选磨圆好、具层理)2.冰川的沉积作用(无分选、大小混杂、无层理、磨圆差)3.湖泊的沉积作用144正在蚕食人类乐园的风沉积物 —沙漠外力地质作用 — 沉积作用145湖泊的沉积作用• 粗的砾、砂沉积在沿岸一带,并形成湖滩、沙洲、砂坝及砂咀等类似于海岸带所见的各种堆积地形,在河流入湖处也形成湖滨三角洲。较细的粉砂及粘土等则被搬运到湖心滩堆积下来。因此湖泊中机械沉积物能够显示出同心带状的分布。动画146湖泊的机械沉积作用湖泊的演化湖泊的化学沉积作用干盐湖147湖相小型三角洲模块图148地下水的化学沉积作用地下水的沉积作用以化学沉积作用为主,地下水溶运的各种物质,在渗流过程中,由于水温及压力等条件改变,便可发生沉积,有利于化学沉积的场所主要是洞穴和泉口。溶洞沉积物在灰岩区,当溶有重碳酸钙的地下水渗入溶洞时,压力突然降低,水中溶解的二氧化碳逸出,形成碳酸钙沉淀。地下水在洞顶渗出,天长日久便可在洞顶形成悬挂的锥状沉积物称石钟乳;地下水滴至洞底形成向上增长的笋状沉积物称石笋;当石钟乳和石笋连接在一起时称为石柱;它们统称为钟乳石,其沉积物多呈同心柱状或同心圆状结构。若地下水沿洞壁渗出,可形成帷幕状的沉积物,称为石幔。149150地下水的化学沉积作用在地下水携带着被溶解的碳酸盐物质渗流到开阔的溶洞、泉口以及扩大了的节理时 ,由于压力减小,导致地下水中的二氧化碳逸出,碳酸氢钙被分解成碳酸钙而产生沉淀。 石钟乳151地下水的化学沉积作用 ( 嵩山世界地质公园 )152泉华沉积物泉华沉积物 当泉水流出地表时,因压力降低、温度升高,地下水中的矿物质发生沉淀,沉淀在泉口的疏松多孔物质叫泉华。泉华的成分为碳酸钙时,称为钙华或石灰华;以二氧化硅为主时称为硅华。由于泉华物质成分、沉淀数量及泉口地形的差异,泉华可堆积成锥状、台阶状或扇状地貌。153154155156外动力地质作用特点总结157第五节 成岩作用158一、压实作用压实作用是指疏松沉积物在上覆水体和沉积物的负荷压力下,水分排出,孔隙度降低,体积缩小转变为固结岩石的过程。二、胶结作用胶结作用是指从孔隙溶液中沉淀出的矿物质,将松散的沉积物颗粒胶结在一起,转变为固结岩石的过程。159三、重结晶作用重结晶作用是指深埋于地下的沉积物,在一定的压力、温度影响下,其颗粒成分部分溶解和再结晶,使非晶质变为结晶质,细粒晶体变成粗粒晶体,从而使沉积物固结成岩的过程。160外力地质作用——固结成岩作用161砂岩显微照片固结成岩作用162第六节沉积岩的一般特征与分类163沉积岩• 沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。它是在地表或接近地表常温常压条件下 ,由风化作用,生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用形成的。• 沉积岩的体积只占岩石圈的 5%,但其分布面积却占陆地的 75%,大洋底部几乎全部为沉积岩或沉积物所覆盖。164沉积岩165沉积岩主要特征① 层理构造显著;②沉积岩中常含古代生物遗迹,经石化作用即成化石;③有的具有干裂、孔隙、结核等。已经形成的岩石露出地表后 ,由于风化作用而遭到破坏 ,变成碎屑等 ,经过流水、风、冰川及其它外力搬运,最后在海洋、低地或海陆之间的过渡地带沉积下来,在经受亿万年的压缩、变化之后,胶结在一起,变成一层一层的坚硬的岩石。166沉积岩的物质来源1. 风化作用,它包括机械风化、化学风化和生物风化。机械风化是以崩解的方式把已经形成的岩石破碎成大小不同的碎屑;化学风化是由于水、氧气、二氧化碳引起的化学作用使岩石分解形成碎屑;细菌、真菌、藻类等生物风化作用也能分解岩石;2. 火山爆发喷射出大量的火山物质;3. 植物和动物有机质在沉积岩中也占有一定比例。4. 宇宙来源的沉积物,数量甚微,如陨石167沉积岩的分类以物质来源为主要考虑因素的分类,沉积岩被分成三类,1. 由母岩 风化 物质2. 火山碎屑物质3. 生物遗体形成的物质168母岩分化产物• 母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型,包括碎屑岩和化学岩两类。–碎屑岩根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩;–化学岩根据成分,主要分出碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩和其他一些化学岩。169碎屑岩砾石(粒径> 2 50%,砾间通常为砂或泥砂质充填,胶结物可为泥质、铁质、铁的氧化物和氢氧化物、钙质( 硅质( 。砾石一般均有一定磨圆,如保持原来尖棱者称角砾和角砾岩。碎屑主要为砂,且> 50%,其成分一般以石英为主,常占砂粒的 70%以上,胶结物< 10%,一般为泥质,有时为钙质、硅质,胶绪物中有时还含有一些细粒碎屑(一般< 总称为基质。170碎屑岩砂岩类似,但碎屑粒度更细。与泥岩的区别是岩石断面粗糙、放大镜下一般可以勉强看出为颗粒状集合体,有时可认出石英微粒。是沉积岩中分布最广的一类岩石。其中,粘土矿物的含量通常大于 50%,71碳酸盐岩172硫酸盐矿物碳酸盐矿物173硅酸盐矿物174硅酸盐矿物175火山碎屑岩• 火山碎屑岩类是火山碎屑物质的含量占90%以上的岩石,因为火山碎屑没有经过长距离搬运,基本上是就地堆积,因此,颗粒分选和磨圆度都很差。176生物遗体形成的生物沉积岩• 生物遗体可组成可燃性(如煤及油页岩)和非可燃性两种生物岩177一、沉积岩的矿物成分特征1.在岩浆岩中缺乏的一些矿物, 如粘土矿物、沉积的铁锰矿物、白云石、方解石、玉髓和盐类矿物等,在沉积岩中大量生成(超过总量的 1/3),表明它们是在风化 .沉积岩中缺乏一些岩浆岩的重要造岩矿物 ,如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等。3. 石英、钾长石、钠长石、白云母等较多(这些矿物较稳定,沉积岩和岩浆岩中均较多)。4. 由 生物作用形成的有机物质 是 沉积岩 所特有的。178二、沉积岩的主要构造沉积岩的构造是指岩石各个组成部分的空间分布和排列方式显示出来的形貌特征。层理构造在岩石形成过程中产生的,由物质成分、颗粒大小、颜色、结构构造等的差异而表现出的岩石成层构造。一般厚几厘米至几米,其横向延伸可以是几厘米至数千米。179180层理的类型水平层理:是由平直且与层面平行的一系列细层组成的层理。它是在比较稳定的水动力条件下,从悬浮或溶液中缓慢沉积而成的。单斜层理:是由一系列与层面斜交的细层组成的层理。细层的层理向同一方向倾斜并大致平行。它与上下层面斜交,上下层面互相平行。它是由单向水流所造成的,多见于河床或滨海三角洲沉积中。交错层理:是由多组不同方向的斜层理互相交错重叠而成的,是由水流的运动方向 频繁发生变化所造成的,多见于河流沉积层中。181层理构造(云台山世界地质公园)呈 层状、具有层理及层面构造 是沉积岩最主要的构造特征,也是区别于岩浆岩、变质岩的主要标志之一。182水平层理南京东郊湖山地区三叠系下青龙组机械成因的沉积构造 —— 层理构造183层理构造(云台山世界地质公园)水平层理:是由平直且与层面平行的一系列细层组成的层理。它是在比较稳定的水动力条件下,从悬浮或溶液中缓慢沉积而成的。184单斜层理机械成因的沉积构造 — 层理构造单斜层理:是由一系列与层面斜交的细层组成的层理。细层的层理向同一方向倾斜并大致平行。它与上下层面斜交,上下层面互相平行。它是由单向水流所造成的,多见于河床或滨海三角洲沉积中。185大型板状交错层理 (云台山世界地质公园)186板状交错层理,美国大峡谷 (刘焕杰摄, 1989)187楔状交错层理 内蒙阿拉善左旗呼鲁斯太山西组机械成因的沉积构造 —— 层理构造是由多组不同方向的斜层理互相交错重叠而成的,是由水流的运动方向 频繁发生变化所造成的,多见于河流沉积层中。188交错层理,美国大峡谷 (刘焕杰摄, 1989)189层面构造• 指岩层层面上由于水流、风、生物活动等留下的痕迹,如波痕、泥裂、雨痕、流痕等。190浪层对称波痕,日本九州岛 (刘焕杰摄, 1992)191对称波痕(云台山世界地质公园)192结 核沉积岩的一种构造。在沉积岩中存在异体包裹物的构造,称结核。结核的形状有球状、椭球状、透镜体状、柱状等,其成分与周围岩石有显著不同。193钙质结核 山西保德县扒搂沟太原组结 核194钙质结核(嵩山世界地质公园)195三、沉积岩的结构沉积岩的结构是指其组成物质(碎屑、晶粒等)的形状、大小、结晶程度及组合方式等。 常见的类型有: 碎屑结构、泥质结构、晶粒结构、生物结构四、沉积岩的颜色原生色(继承色、自生色)、次生色196碎屑颗粒的分选性: 指碎屑颗粒粗细的均匀程度。 大小均匀者为分选好;大小混杂者称分选差。1)碎屑结构197碎屑颗粒的分选性 比较:分选好(左)分选差(右)198碎屑颗粒的 磨圆度 : 指碎屑颗粒棱角的磨损程度。1992)泥质结构主要由极细粒的泥质物质和少量的碎屑物质组成的结构。是陆源碎屑岩类中泥质岩的一种特征结构。2003)化学结构为化学岩及生物化学岩所具有的结构。包括 结晶结构 、 鲕状结构 和 豆状结构 。201鲕状结构(嵩山世界地质公园)202豆状结构(嵩山世界地质公园)2034)生物结构 : 是指由原地生长的生物骨架形成的结构。它是由原地生长的造礁生物如珊瑚、苔藓、海百合、海绵等以及底栖生物,因对细粒的灰泥起阻挡和遮拦作用而使灰泥堆积下来形成的。204具 生物格架碎屑结构的生物礁重庆綦江观音桥,石牛栏组205五、沉积岩的分类他生沉积岩 自生沉积岩 陆源碎屑岩 火山碎屑岩 碎屑-生物- 化学岩 化学岩 有机岩 砾岩 >2集块岩>50碳酸盐岩 蒸发岩 煤 砂岩 2 - 火山角砾岩50 - 2磷质岩 锰质岩 油页岩 粉砂岩 凝灰岩 岩石称磷质岩,磷块岩。3.铁质岩 :富含铁矿物的沉积岩。矿物成分主要是赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿。230碳酸盐岩 — 生物碎屑灰岩
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本文标题:第五章 外动力地质作用与沉积岩150
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