1、沉積巖的形成過程和分類主 要 內 容 第一節 沉積巖的物質來源 第二節 沉積物的搬運與沉積作用 第三節 沉積分異作用 第四節 沉積成巖作用 第五節 沉積巖的分類 形成沉積巖的物質基礎沉積物的四種來源 一、陸源物質母巖風化的產物 二、生物源物質生物殘骸和有機物質 三、深源物質火山碎屑和深部鹵水 四、宇宙源物質隕石 其中，母巖風化的產物是沉積物最主要的物質來源；生物物質具有指示沉積環境的作用；深源物質量很少，但能指示火山活動和深部構造活動事件；宇宙源物質用來研究天體演化和地殼沉積物沉積速率、沉積間斷等具有重要意義第一節 沉積物質的來源風化作用的概念、方式和產物1、風化作用的概念： 地殼表層巖石（母

2、巖）在大氣、水、生物、冰川等地質營力的作用下，使得巖石松散、破碎、分解的地質作用。其產物為各種巖石碎屑、礦物碎屑、生物碎屑和溶解物質一、陸源物質母巖風化的產物風化作用的概念、方式和產物2、風化作用方式：物理風化、化學風化、生物風化1）物理風化：主要發生機械破碎，而化學成分不改變的風化 作用 主要影響因素：溫度變化、晶體生長、 重力作用、 生物的生活活動（人類活動）、 水、冰及風的破壞作用 物理風化總趨勢：使母巖崩解，產生不同尺度 巖石碎屑和礦物碎屑一、陸源物質母巖風化的產物風化作用的概念、方式和產物 2）化學風化： 在氧、水和溶于水中的各種酸的作用下，母巖遭受氧化、水解和溶濾等化學變化，使其分

3、解而產生新礦物的過程。主要影響因素：水、二氧化碳、有機酸等。化學風化總趨勢：不僅使母巖破碎，而且使其礦物成分和化學成分發生本質的改變，同時在表生條件下形成粘土物質、各種氧化物和化學沉淀物質如：各種粘土礦物,赤鐵礦、褐鐵礦、鋁土礦、煫石（SiO2)等氧化物及碳酸鹽礦物等 一、陸源物質母巖風化的產物風化作用的概念、方式和產物3）生物風化：在巖石圈的上部、大氣圈的下部和水圈的全部,幾乎到處都有生物存在。因此生物，特別是微生物在風化作用中能起到巨大的作用。生物對巖石的破壞方式既有機械作用，又有化學作用和生物化學作用；既有直接的作用，也有間接的作用。主要影響因素：細菌、O2、CO2、有機酸生物風化途徑：

4、氧化還原反應、吸附作用、絡合物作用一、陸源物質母巖風化的產物風化作用的概念、方式和產物2、風化作用的方式： 生物作用與化學風化作用的關系：促進和加速化學風化作用的進行，幾乎所有的化學風化作用均有生物的參與 巖石的風化作用在許多情況下是由生物的活動開始的 菌類、藻類及其他微生物對巖石的破壞作用是巨大的，不僅直接對母巖進行機械破壞、化學分解（吸收某些元素、生成新礦物），而且本身分泌出的有機酸，有利于分解巖石或吸收某些元素轉變成有機化合物。 生物對大氣的組分(如CO2、N2 、O2 )也很大的影響，也影響風化作用的強度。一、陸源物質母巖風化的產物風化作用的概念、方式和產物3、風化作用的產物：a 碎屑

5、物質：母巖機械破碎的產物，主要指礦物碎屑和巖石碎屑b 不溶殘積物：母巖分解過程新生成的不溶物質,如粘土和氧化 物等c 溶解物質：以溶解狀態被帶走的成分。 碎屑物質是構成陸源碎屑巖的主要成分 溶解物質是構成內源沉積巖的主要物質成分一、陸源物質母巖風化的產物3、各種造巖礦物在風化過程中的穩定性及其風化 產物石 英 抗風化 穩定性極高 主要機械破碎 碎屑石英鉀長石 先析出鉀 其次是硅 最后是鋁 水白云母(量變) 高嶺石 蛋白石 鋁土礦(質變) 斜長石 除(鈣、鈉、硅 )從礦物中帶走外,形成沸石、綠簾 石、 黝簾石、蒙脫石、蛋白石、方解石等 白云母 白云母碎屑 先析出鉀和加入水 水白云母 高嶺石 黑云

6、母 鉀、鎂先析出同時加水蛭石 、綠泥石、褐鐵礦等橄欖石、輝石、角閃石等鐵鎂硅酸鹽礦物，鐵、鎂、鈣先析出 ， 之后硅部分或全部析出，大部分元素呈溶液狀態流失， 部分形成褐鐵礦、蛋白石等 一、陸源物質母巖風化的產物生物硬體方解石、文石、磷酸鹽質、硅質生物軟體碳、氫、氧、氮、硫、磷生物源物質硅質磷質碳酸鈣質不溶物質干酪根可溶物質二、生物源物質生物殘骸和有機物質三、深源物質火山碎屑和深部鹵水火山作用帶到地表的火山碎屑物質及 其伴生的氣熱液物質沿構造斷裂流出地表的熱鹵水深源物質量很少，但能指示火山活動和深部構造活動事件四、宇宙源物質隕石隕石為來自宇宙空間的固體物質大小極為懸殊，大的幾千千克數十千克197

7、6吉林隕石雨中大的達1770kg，西南非洲納米比亞的霍巴鐵隕石（數十噸）小的幾十毫克極細微粒（宇宙塵埃） 每年落到地球上隕石有幾千顆，大部分落入海洋，只有一部分落入人煙稀少的陸地上，因此僅有很少一部分隕石被人們發現，可以說沉積巖（物）中的宇宙物質大部分還未被人們所識別。 在現代深海粘土中含有一些磁性小球體，根據所含鉀和鈣的同位素特征以及存在有方鐵礦，被認為屬于宇宙成因。宇宙源物質用來研究天體演化和地殼沉積物沉積速率、沉積間斷等具有重要意義第二節 沉積物的搬運與沉積作用沉積物發生的搬運和沉積的地質營力：主要是流動水和風為主，其次是冰川、重力和生物。由于沉積物性質的差異，常見的搬運方式有：一、機械

8、搬運和沉積二、化學搬運和沉積三、生物搬運和沉積搬運對象：陸源碎屑顆粒搬運介質：牽引流（水流和波浪，空氣）， 重力流(gravity flow)： 濁流（turbidites flow） 泥石流 (debris flow)、 顆粒流(grain flow)、 液化沉積物流(fluidized sediment flow）， 冰川、風一 機械搬運和沉積1、流水的機械搬運和沉積作用搬運方式：推移搬運（或滾動搬運）推移載荷 懸浮搬運懸浮載荷 跳躍搬運介于上述二者之間機械搬運和沉積作用：流水把處于靜止狀態的碎屑物質開始搬運走所需要的流速叫做開始搬運流速，開始搬運流速要大于繼續搬運業已處于搬運狀態的碎屑物

9、質所需的流速，即繼續搬運流速。一般來說，開始搬運流速要大于繼續搬運流速。一、機械搬運和沉積碎屑物質在流水中的侵蝕、搬運、沉積與流速的關系（尤爾斯特 隆圖解）2、空氣的搬運與沉積作用1）只能搬運碎屑顆粒2）搬運能力小，以跳躍搬運形式為主3）受地形和地物影響大3、冰川的搬運與沉積作用流動方式：塑性流動和滑動搬運能力巨大；搬運對象：碎屑顆粒沉積位置：雪線以下冰漬物，經流水改造，形成冰水沉積一、機械搬運和沉積4、碎屑顆粒在機械搬運過程中的變化1）物質成分上的變化：隨著搬運距離的增加，由于化學分解、機械破碎和磨蝕作用,不穩定組分相對減少,穩定組分相對增加2）粒度和分選型的變化：隨著搬運距離的增加，一般粒

10、度越來越細，分選越來越好3）顆粒形狀的變化: 隨著搬運距離的增加，由于磨蝕作用，顆粒的園度和球度越來越好。一、機械搬運和沉積搬運對象：溶解于水的化學物質 溶解物質在自然界中存在的方式：膠體和真溶液在自然界中膠體溶液與真溶液的分布情況示意圖二、化學搬運和沉積1) 膠體的搬運與沉積作用 膠體的特點：顆粒細小、擴散能力弱、表面帶電荷 具有吸附性 使膠體凝聚和沉積的因素： 帶有相反電荷的膠體相遇： 加入電解質 加熱蒸發 射線照射由于膠體自身的特點，當其處于穩定狀態時，就是膠體的搬運狀態；當條件發生變化，膠體失去穩定性時，膠體發生凝絮作用，即沉積作用。二、化學物質的搬運和沉積2）真溶液的搬運與沉積作用

11、可溶物質的溶解與沉淀作用主要取決于溶解度；溶液中的某種物質濃度達到過飽和，則發生沉淀作用（沉積）；反之，則發生溶解作用（搬運）。影響真溶液搬運與沉積的因素： 介質的酸堿度： 介質的氧化還原電位： 溫度和壓力 溶液中的CO2含量 離子吸附作用二、化學搬運和沉積生物的搬運作用：既可是物理方式也可是化學方式生物的沉積作用： 生物遺體的直接堆積： 生物的間接沉積作用：化學方式： 生物物理方式：捕獲和粘結 障積作用搬運的成分：碎屑顆粒、溶解物質三、生物的搬運和沉積1、概念 沉積物在搬運沉積過程中會按照顆粒大小、形狀、比重、礦物成 分和化學成分在地表依次有規律的沉積下來，這種現象稱為沉積分異作用。2、沉積

12、分異作用的類型 機械沉積分異作用： 按粒度：礫巖、砂巖、粘土巖； 按比重：金、黃鐵礦5、鉻鐵礦、石英、石墨、琥珀）； 化學沉積分異作用： 熔解物質達到過飽和時按溶解度由小到大依次沉積（氧化物、磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、鹵化物）第三節 沉積分異作用溶解物質的化學沉積分異圖碎屑物質的機械沉積分異圖沉積物沉積成 巖 作 用第四節 沉積成巖作用一、概念 沉積成巖作用是泛指沉積物形成以后，到沉積巖的風化的作用和變質作用以前這一演化階段的所有變化或作用，包括成巖作用和后生作用。有人也成為沉積期后作用。二、成巖階段的劃分：1、同生階段：2、成巖階段：3、后生階段：4、表生階段：第四節 沉積成巖作用沉積巖的成巖

13、作用階段1.同生作用(syngenesis)：沉積后至埋藏前沉積物與水之間的一系列作用（溶解、水合、解,Ph,Eh, O2，CO2逸度改變）。2.成巖作用(diagenesis): 埋藏后至巖石固結，即，由沉積物到沉積巖的過程中的一系列變化，包括壓實和膠結作用。3.后生作用(anadiagenesis):固結后至變質前，包括交代、重結晶、次生加大、壓溶。4.表生作用(epidiagenesis):潛水面以下、低溫壓下，與地下水的作用，包括溶蝕、充填、交代。常見成巖作用現象壓實作用(compaction):靜壓力下沉積物排氣、排水、體積縮小、孔隙度降低、密度增加。2. 膠結作用(cementation):孔隙水過飽和沉淀出礦物質（膠結物cement),將沉積物粘結成巖石。3. 壓溶作用(pressure-solution):壓力下沉積物顆粒間或沉積巖內部發生溶解。如，縫合線構造4. 重結晶作用(recrystallization):通過溶解再沉淀或固體擴散，使得細小晶粒集結成粗大晶粒。如，蛋白石（非晶質）玉髓（隱晶質）石英（顯晶質）5. 交代作用(replacement):外來組分取代原組分。如，白云石化，SiO2與CaCO3相互交代。6. 自生礦物的形成(authigenic mineral)：海綠石，鮞綠泥石，沸石類，粘土礦物，方解石、菱鐵