課程回顧各種工程的地質環境之——巖漿巖

2.巖漿巖的主要特征

3.巖漿巖的分類分類1.巖漿作用課程回顧各種工程的地質環境之——巖漿巖2.巖漿巖的主要特征12一、外力地質作用概述第四章外力地質作用與沉積巖主要內容二、沉積巖的基本概念三、沉積巖的主要特征四、沉積巖的分類五、常見的沉積巖2一、外力地質作用概述第四章外力地質作用與沉積巖主2面向21世紀人類生存問題

1998年4月在西班牙召開了國際第15屆沉積學大會。該次會議的主題是：隨著全球人口的快速增長，伴隨自然資源需求的增加，技術快速進步及其對星球學的沖擊，預示著一個新的地球歷史研究時期即將到來。這一時期，為第四紀后時期，將以地質旋回的“戲劇性”變化為特征。此次會議強調了沉積學的重要性，以及它對這一領域的貢獻并以此為目標。沉積學研究可以預見這種“戲劇性”的變化和結果，及其對星球氣候、侵蝕、地貌、地球生命的影響。沉積學在預測自然突變（洪水、海嘯及風暴等），恢復不平衡的自然系統（河谷、海灘等），控制和預測污染，礦產資源勘探和擴大，城市垃圾和有毒物質處理，以及工程地質方面將發揮重要的作用。面向21世紀人類生存問題3沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%

。它主要分布在地殼表層，在地表露出的三大類巖石中，它的面積占75%

，是最常見的巖石，也是工程建筑的主要場地。沉積巖中賦存有煤、石油、天然氣以及其它許多金屬及非金屬礦產，具有重要的經濟價值。沉積巖的形成與外力地質作用密切相關，因此，首先必須了解外力地質作用的一般特征。第四章外力地質作用與沉積巖“地殼表層”是指大氣圈的下層、水圈和生物圈的全部以及巖石圈的上層。它是包圍地球表面的一個圈層，沉積巖就生成在這個層圈中，所以可以把它稱為沉積巖生成圈或沉積圈。第四章1.外力地質作用概述沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%。它主要分布在地4“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度地殼表層的溫度變化范圍不大。根據現代的地理學資料，地表最高溫度見于非洲中部，可達85℃；最低溫度見于俄羅斯西伯利亞北部勒拿河右岸北極圈內的維爾霍揚斯克，可達-70℃。因此，地表最大溫差達150～160℃左右。2．壓力海平面的壓力為0.1Mpa，山區不到0.1MPa。如果按水深每增加10m，壓力增加0.1MPa計算，則200m水深的淺海海底壓力約為2MPa，最深海海底的壓力約為100MPa以上。一般說來，絕大部分沉積巖形成的壓力在0.1－2MPa的范圍內。第四章1.外力地質作用概述“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度2．壓力第四章5水和大氣是母巖風化的主要營力，也是母巖風化產物以及火山物質等搬運的主要介質。絕大多數沉積巖都是在水體中沉積的，所以有些人把沉積巖稱作“水成巖”。其實水成巖只是沉積巖的一部分，還有主要由風的作用形成的“風成巖”、主要由冰川作用形成的“冰磧巖”以及由火山作用形成的“火山碎屑巖”。相反，這種地表條件下的水和大氣作用，在巖漿巖和變質巖的形成過程中，則是不重要的。第四章1.外力地質作用概述3.水和大氣的作用水和大氣是母巖風化的主要營力，也是母巖風化產物以及火64.生物作用和生物化學作用生物作用和生物化學作用也是沉積巖形成的重要因素。有的沉積巖，如生物礁石灰巖、硅藻巖和煤等，主要是由生物遺體形成的，此即所謂的“生物巖”。還有一些沉積巖，是在生物作用的影響下或參與下，通過生物化學作用形成的，這類沉積巖統稱為“生物化學巖”。第四章1.外力地質作用概述4.生物作用和生物化學作用第四章7第一節外力地質作用概述一、引起外力地質作用的因素 （一）大氣大氣包圍著固體地球，形成地球最外一個層圈，稱為大氣圈。大氣圈下部的組成物質就是空氣。空氣的密度隨著高度增加而減少，故高空缺氧。空氣還能夠滲透到地下數十公里深的巖石中。第四章1.外力地質作用概述1.對流層：位于大氣圈最下部。頂面離地面高度達8-18km，在赤道地區高，在極地低。溫度由下而上逐漸降低，每升高1km溫度約降6.50C，其頂面溫度約為-550C；2.平流層：對流層之上是平流層，其頂面離地面高度達55km。大氣的循環影響不到平流層，平流層內溫度隨高度增高而升高，到50km達最大值。平流層上部有一臭氧層存在。第一節外力地質作用概述一、引起外力地質作用的因素 （83.大氣圈的地質意義（1）大氣中的成分是許多地質作用得以發生的物質因素。氧是氧化作用發生的物質基礎，同時是生命存在的條件。二氧化碳是植物制造有機質的物質來源，它直接參與了生物成巖的過程。氧與二氧化碳在水中的濃度影響著海水中沉積物的性質和特征。第四章1.外力地質作用概述（2）大氣是生命的保護層。大氣圈中的臭氧吸收了絕大部分紫外線，大大減低了透入地面的紫外線含量，保護了地面生物免受傷害。3.大氣圈的地質意義第四章9（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽能通過大氣進入地面時，約有1/3

的能量消耗于大氣的擴散和云層的反射而直接返回太空，其余的能量通過大氣吸收后再傳導給地面使地面增溫，因而地表白晝的溫度不致過高；同時，大氣中的二氧化碳含量盡管很低，但能夠“捕獲”從地面輻射出來的一部分熱能，使地面在夜晚也不致過冷，發揮溫室效應的作用。（4）風的作用。風是熱和水蒸氣的主要傳送者，它影響氣候；此外，風也是塑造地面形態和搬運物質的動力，它飛沙走石、破壞巖石、搬運塵土、形成沙漠；它推動海水運動、形成波浪和洋流、影響著海水地質作用的進程。第四章1.外力地質作用概述（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽能通過大10（二）水大量的水以液體和固體狀態存在。海水是地表水的主體，占地球水體總量的97.3%。大陸上的水存在于河流、湖泊、土壤和巖石空隙以及高山和寒冷地區的冰雪中，約占水體總量的2.7%。地表水體圍繞地球表層構成連續的層圈-水圈。（1）水圈中的各部分水體是相互聯系和轉化的。地表水通過蒸發進入大氣圈，大氣圈中的水蒸氣又凝結成雨雪再降到陸地和海洋。降落到地表的水一部分再蒸發變成水蒸氣，一部分轉入地下形成地下水，其余注入地表水系，最后匯入海洋。（2）水是一種溶劑。地表水中往往含有酸類成分（如水中多少都溶有CO2），能溶解礦物和巖石；水還能促進各種化學反應進行。運動的水體以其動能破壞巖石，并將破壞的產物搬運到一定的場所進行堆積。第四章1.外力地質作用概述（二）水大量的水以液體和固體狀態存在。海水是地表水的11（3）水是構成生命的物質。沒有水就不會有生命，只有當地球有了游離水以后才有生物的形成。同時，水在地表的循環影響著生物界的面貌，從而制約著生物的地質作用。第四章1.外力地質作用概述（三）生物生物廣泛分布于大陸和海洋，在地球表面構成一個連續的層圈-生物圈。生物圈有相當的厚度，微生物的活動范圍從大氣圈的下部到地下3-4km深處。但是對地質作用有重要意義的則是位于地面上（包括海水及海底表層）的動植物與微生物。（3）水是構成生命的物質。沒有水就不會有生命，只有當地球有了121．生物有機體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素占98.5%外，還有Ca、N、K、Si、P、S、Na、Mg、Fe、Cl以及其它許多微量元素。第四章1.外力地質作用概述3.生物的生命活動對巖石起著破壞作用。如微生物和細菌分泌的有機酸可以促使巖石中的礦物分解，巖石裂縫中植物根莖生長能促使巖石崩解。2．生物是形成煤、石油、天然氣及部分石灰巖、硅質巖、磷塊巖等礦產和巖石的物質。1．生物有機體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素13二、引起外力地質作用的能源1．太陽熱能是地球外部能量的來源。它能使地表溫暖，并引起大氣的循環、水的運動、生命的活動，從而引起各種外力地質作用的發生。2．重力能來源于地球的引力。空氣、水和生物的存在及其運動都離不開重力。在重力的支配下才有風、流水、冰川、湖水及海水的運動，才有物質從空中降落和從水中沉淀，才有山崩、地滑，才有生物界的正常生長和演化。3．日月引力能來源與太陽與月球對地球的引力，它是產生海水潮汐現象的原因。潮汐具有強大的動能，對海岸地貌的塑造、物質的搬運與沉積等有重要作用。第四章1.外力地質作用概述二、引起外力地質作用的能源1．太陽熱能是地球外部能量的來源。14三、外力地質作用的類型1．風化作用：在外因作用下，巖石發生機械崩解或化學分解，變為松散的碎屑及土壤的過程。2．剝蝕作用：在外因作用下，巖石因機械作用或化學作用而被剝蝕。如河岸的巖石被流水沖刷，導致河岸后退。不同外力引起的剝蝕作用具有不同的特點。3．搬運作用：風化、剝蝕的產物被搬運到它處的過程。搬運方式有多種，主要是：機械方式搬運；化學溶解方式的溶液搬運；生物吸取介質中的化學元素營養自己，建造骨骼，死亡后在一定地方堆積下來，也起著搬運作用。4．沉積作用：搬運的物質在條件適宜的地方沉積的過程。5．固結成巖作用：松散沉積物轉變為堅硬巖石的過程。第四章1.外力地質作用概述三、外力地質作用的類型1．風化作用：在外因作用下，巖石發生機15第二節成巖作用的類型第四章2.外力作用類型成巖作用——自然界的各種松散沉積物變為堅固巖石的作用。影響成巖作用的因素主要有：2.外因：壓力、溫度、水和水溶液中的物質以及微生物和有機物。

成巖作用主要有：

壓固脫水作用、膠結作用、重結晶作用、微生物及有機質的作用。1.內因：沉積物的原始成分和結構。第二節成巖作用的類型第四章16一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，使松散沉積物緊密結合失去水分的作用。壓固脫水作用的強度與壓力大小及作用時間的長短成正比，常可形成某些特征性產物：1.形成新的礦物：蛋白質玉髓，石膏硬石膏。2.在泥質沉積物中產生頁理構造，在碳酸鹽沉積物中形成縫合線。3.形成礦物晶體假象，如石鹽假晶。壓固脫水作用是泥質沉積物成巖過程中的主要作用。a-壓固作用第四章2.沉積巖類型一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，17二、膠結作用是指膠結物質把碎屑沉積物粘結起來變為堅固巖石的作用。常見的膠結作用主要是碎屑沉積物的成巖作用。三、重結晶作用是指沉積物中的礦物成分因壓溶和固體擴散等作用，使物質中的質點重新排列組合的作用。能夠使小的顆粒變成大的晶粒，也可使非晶質沉積物變為晶質體。如：第四章2.沉積巖類型二、膠結作用是指膠結物質把碎屑沉積物粘結起來變為堅18蛋白石（非晶質）玉髓（隱晶質）石英（顯晶質）

在碳酸鹽沉積物中，重結晶作用最為普遍。四、微生物及有機質的作用原生沉積物中一般含有大量的微生物，有喜氧的、有厭氧的，因而常改變溶液的酸堿度和氧化-還原環境，使溶液中某些物質沉淀或結晶形成巖石。第四章2.沉積巖類型圧固脫水重結晶蛋白石（非晶質）玉髓（隱晶質）石英（顯晶質）在碳酸19沉積作用過程示意圖沉積作用過程示意圖20石油、天然氣、煤、油頁巖等可燃有機礦產以及鹽類礦產，幾乎全部是沉積成因的。鐵礦的90％、鉛鋅礦的40％－50％、銅礦的25％－30％、錳礦和鋁礦的絕大部分以及其他許多金屬和非金屬礦產，也都是沉積或沉積變質成因的。第四章3.沉積巖的主要特征地球物理和深井鉆探證實：現代和古代沉積物大量沉積的場所為大陸邊緣和大陸內部的拗陷帶，在這些地方可以形成巨厚的沉積巖層。在沉積巖中蘊藏著大量礦產。根據第19屆國際地質學會統計資料，世界資源總儲量的75％-85％是沉積和沉積變質成因的。石油、天然氣、煤、油頁巖等可燃有機礦產以及鹽類礦產，21第三節沉積巖的主要特征

沉積巖在地殼表層分布甚廣，陸地面積的大約四分之三被沉積物（巖）所覆蓋著，而海底的面積幾乎全部被沉積物（巖）所覆蓋。但從體積而言，沉積巖約占巖石圈體積的5％，而巖漿巖及變質巖約占95％。由此可知，沉積巖主要分布在巖石圈的上部和表層部分。至于沉積巖在地殼表層的具體厚度，則變化很大，有的地方可達幾十公里，如高加索地區，僅中生代和新生代的厚度就達20～30km；但有的地方則很薄，甚至沒有沉積巖的分布，直接出露著巖漿巖和變質巖。

第四章3.沉積巖的主要特征一、沉積巖的分布第三節沉積巖的主要特征沉積巖在地殼表層分布甚廣22二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖經過風化、剝蝕、搬運、沉積、成巖等外力地質作用所形成的層狀巖石。占地殼巖石總體積的7.9%。（一）沉積巖中的礦物組成沉積巖的常見礦物有石英、白云母、粘土礦物、鉀長石、鈉長石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤鐵礦、褐鐵礦、玉髓、蛋白石等。其中方解石、白云石、粘土礦物、石膏、硬石膏等是沉積巖的特有礦物。巖漿巖中常見的橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、中性及基性斜長石在沉積巖中很少出現，第四章3.沉積巖的主要特征二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖231.礦物成分特征在沉積巖中已知的礦物達160種以上，但是組成巖石的99%以上的礦物只有20余種，而在一種巖石中常見的主要（造巖）礦物不過1-3種，通常不超過5-6種。沉積巖的礦物組分與巖漿巖不同，它有自己的特點。沉積巖的礦物組分可分為三類：

(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很稀少的礦物，如橄欖石、普通角閃石、普通輝石等鐵鎂礦物。這些礦物是在高溫高壓下由巖漿作用形成的，而轉入地表的常溫常壓條件下則不穩定。在風化作用階段被大量地風化分解，能保存下來的是很少的，僅在個別的情況下能以含量很少的重礦物的形式保存下來。第四章3.沉積巖的主要特征1.礦物成分特征(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很24(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長石、酸性斜長石及石英。這些礦物是在巖漿作用的晚期形成的，因而在地表環境中就比較穩定，在沉積巖中的含量也就比較高。其中以石英最為穩定，含量也最多，其在沉積巖中的相對含量甚至超過了巖漿巖。長石系列中比較穩定的是鉀長石和酸性斜長石，而基性斜長石和中性斜長石是巖漿早期和中期形成的，它們在地表條件下不穩定或比較不穩定，在沉積巖中很少見，因此在沉積巖中的長石含量比起巖漿巖來要少得多。第四章3.沉積巖的主要特征(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長石、酸性斜長25(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化物和氫氧化物、粘土礦物、碳酸鹽礦物等。其中一部分是在石化作用的過程在形成的。它們又稱為自生礦物。這部分也是沉積巖的主要礦物組成之一，是在地表的常溫、常壓并富含O2、CO2、H2O的條件下生成的。在巖漿巖中這類礦物極少或缺乏。第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖和巖漿巖在礦物構成成分上既存在有繼承性，又有差異性。繼承性反映了兩者的歷史淵源，巖漿巖的風化產物是沉積巖的主要來源；明顯的差異，主要由于兩者生成條件的不同所決定的，這種差異性突出地反映了沉積巖形成于地表條件這一特點。(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化262.化學成分的特點在化學成分上，沉積巖同巖漿巖仍然有很大的差別。（1）Fe2O3和FeO的對比關系，在沉積巖和巖漿巖中鐵的總量是大體相同的，但在沉積巖中多半是Fe2O3，而在巖漿巖中FeO則略高于Fe2O3。這是因為巖漿巖是在深處缺乏自由氧的條件下生成的，所以氧化亞鐵多于氧化鐵。相反，沉積巖則是在有充分的自由氧的條件下形成的。當巖漿巖出露于地表經受風化作用時，受到了強烈的氧化作用，將低價氧化物轉變為高價氧化物。第四章3.沉積巖的主要特征(2)沉積巖中堿金屬和堿土金屬的含量遠低于巖漿巖，尤其是Na的含量。2.化學成分的特點第四章27①在K2O和Na2O的含量對比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在巖漿巖則恰好相反。這是由于在沉積物的形成帶，含鉀的礦物如白云母、絹云母等都是相當穩定的礦物，它們不易風化分解。此外當巖漿巖風化后所生成的一些膠體分散礦物（如部分粘土礦物）還能吸附一些鉀，并一同沉積下來，所以鉀的含量在沉積巖中就比較高，鈉則不同，當巖漿巖風化以后，它常常形成易溶于水的鈉的氯化物、硫酸鹽等可溶鹽類，而大量集中于海水之中。因此，在由巖漿巖破壞后所產生的沉積物中，Na2O的含量相對減少，而K2O的含量則相對增高。②在巖漿巖中Al2O3<Na2O+K2O+CaO，而在沉積巖中Al2O3>Na2O+K2O+CaO。③在沉積巖中CaO含量高于巖漿巖中的含量，與生物-生物化學作用對CaO的固定有關。第四章3.沉積巖的主要特征①在K2O和Na2O的含量對比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在28現有的沉積巖化學成分資料都沒有考慮有機質。有機質在地分布很廣，而且從地球發展的一定階段產生生物以來，有機質的總量是在不斷地增加，據維爾納德斯基估計，有機質總量約占地殼總量的0.1%（地殼按16km厚度計算）或0.001%（地殼按20km厚度計算）。第四章3.沉積巖的主要特征④而其它堿金屬、堿土金屬含量在沉積巖中少于巖漿巖中，因為它們易于溶解。(3)由于沉積巖是形成于富含H2O、CO2、O2的地表環境里，所以沉積巖就特別富含H2O、CO2，尤其是CO2較多，而它們在巖漿巖中則幾乎是沒有的。(4)沉積巖的生成往往會導致游離的SiO2，呈石英、玉髓、蛋白石以及其它低溫變種的形式聚集起來，而巖漿巖中的SiO2則呈石英及其它高溫度變種產出。現有的沉積巖化學成分資料都沒有考慮有機質。有機質在地29第四章3.沉積巖的主要特征大量有機質的存在是沉積巖與巖漿巖最重要區別之一。有機質具有特殊的化學性質，往往富集有各種元素，已知達60種以上，而且富集元素的能力是驚人的。例如，海生植物中的元素量可達海水的數萬倍。某些有機質則是個別元素的強集中體，如鈣質生物殼中的Ca和C，硅藻中的Si，磷質生物殼中的P等。如果在沉積巖的平均化學成分中將有機質考慮進去，就更能如實地反映出沉積巖的成分特點。第四章30沉積巖的結構、構造特點與巖漿巖的不同。沉積巖的結構類型及其特點取決于巖石的形成作用。例如，由母巖機械破碎作用的產物所形成的巖石具有“碎屑結構”；由機械懸浮沉積作用或者膠體凝聚作用所形成的巖石具有“泥狀結構”；機械作用形成內源巖則具有“粒屑結構”；由化學或生物化學作用形成的巖石具有“結晶粒狀結構”；由生物作用形成的巖石則為“生物結構”；由火山噴發作用形成的碎屑再經沉積作用所組成的巖石則有“火山碎屑結構”。其中“碎屑結構”、“生物結構”與“粒屑結構”都是沉積巖所特有的，化學與生物化學成因巖石的“晶粒結構”雖與巖漿巖的結構相似，但它們各自形成的熱力學條件卻迥然不同。三、結構和構造的特點第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖的結構、構造特點與巖漿巖的不同。三、結構和構31（一）沉積巖的結構不同類型的沉積巖由于物質來源不同，形成的作用和方式不同，所以具有不同的結構類型：陸源碎屑巖碎屑結構火山碎屑巖火山碎屑結構粘土巖泥質結構化學巖（生物化學巖）結晶結構第四章3.沉積巖的特征（一）沉積巖的結構不同類型的沉積巖由于物質來源不同，32外力地質作用與沉積巖課件33外力地質作用與沉積巖課件34生痕化石生痕化石35沉積巖的結構是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結特性。主要有以下幾種結構：（1）碎屑結構碎屑結構是由50%以上的直徑大于0.005mm的碎屑物質被膠結物膠結而成的一種結構。按照巖石中主要碎屑物質顆粒的大小，可分：①礫狀結構：粒徑大于2mm，外形被磨圓呈球狀、橢球狀的礫石經膠結而成的結構。由未經磨圓的、棱角狀顆粒膠結而成的結構稱為角粒狀結構。②砂狀結構：粒徑介于2～0.005mm的顆粒（稱為砂粒）經膠結而成的一種結構。第四章3.沉積巖的特征沉積巖的結構是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結特36（2）泥質結構泥質結構是由50%以上的粒徑小于0.005mm的細小碎屑和粘土礦物組成的結構。質的較均一、致密而且性軟，也稱“粘土結構”。第四章3.沉積巖的特征（3）結晶粒狀結構結晶結構是由化學沉積物質的結晶顆粒組成的巖石結構稱為結晶粒狀結構。按晶粒大小，可分為：①粗粒結構﹥2mm。②中粒結構2-0.5mm。③細粒結構0.5-0.01mm。④隱晶質結構﹤0.01mm具有隱晶質結構的沉積巖比具有隱晶質結構的火成巖的堅硬程度較低，抗溶蝕性較差。（4）生物結構生物結構是由30%以上的生物殘骸碎片組成的巖石結構，如生物碎屑結構、貝殼結構等。（2）泥質結構第四章37沉積巖的構造是指沉積巖形成時所生成的巖石的各個組成部分的空間分布和排列形式。主要有層理構造。此外，沉積層面上的波痕、泥裂、雨痕-層面構造，以及巖石中的化石、結核等，也是沉積巖的重要構造和鑒定特征。第四章3.沉積巖的主要特征（二）沉積巖的構造1、層理層理是指巖石沿垂直方向變化所產生的成層現象。它通過巖石的物質成分、結構及顏色的突變或漸變而顯現，是沉積巖區別于其它巖石的重要標志。由于沉積環境的差異，層理可具有各種不同的形態。沉積巖的構造是指沉積巖形成時所生成的巖石的各個組成部38水平層理斜層理交錯層理第四章3.沉積巖的主要特征①在平靜或流動微弱的湖海中，可形成水平層理。②河底砂層在流水作用下產生運動，形成向同一方向傾斜的斜層理。③在水流方向多變的沉積條件下，可形成向不同方向傾斜的交錯層理。水平層理斜層理交錯層理第四章39交交錯理是在兩個水平層面間夾有一組傾斜的層理。在沉積時，傾斜的層理與其上方的層面成較大的交角、而與下方層面交角較小。交錯層理交交錯理是在兩個水平層面間夾有一組傾斜的層理。交錯層理40a.水平層理——由一系列與層面平行的細層組成的層理。一般形成于平靜的或微弱流動的水環境中。b.斜層理——由一系列與層面斜交的細層組成的層理。一般是在單向水流（或風）的作用下形成的，常見于河床沉積物中。c.交錯層理——有些斜層理與原先生成的斜層理呈一定角度相交，相互交錯而形成的。d.遞變層理——同一層內碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細。第四章3.沉積巖的主要特征a.水平層理——由一系列與層面平行的細層組成的層理。一般形成41外力地質作用與沉積巖課件42第四章3.沉積巖的主要特征2、巖層指在水平方向巖石成分、顏色、結構上基本均一的沉積巖組合。巖層按單層厚度分為：塊層>1m、厚層1-0.5m、中厚層0.5-0.1m、薄層<0.1m。厚度從薄如紙到1米以上，是沉積巖的基本單位；相鄰兩個層的接觸面叫層面。第四章43

3、層面構造

2、泥裂——是未固結的沉積物露出水面干涸時，經脫水收縮干裂而形成的裂縫。3、結核——指在成分、顏色、結構等方面與周圍沉積巖具有明顯區別的礦物集合體。有球形、腎形、透明狀以及不規則狀等。1、波痕——在尚未固結的沉積層面上，由于流水、風或波浪的作用形成的波狀起伏的表面，經成巖作用后被保存下來。波痕經常保存在砂巖、粉砂巖的層面上，在泥灰巖和薄層灰巖中也可以看到。第四章3.沉積巖的特征3、層面構造2、泥裂——是未固結的沉積物露出水面干涸時，44第四章3.沉積巖的特征波痕泥裂印模第四章45四、孔隙性由于沉積巖是在地表或接近地表壓力條件下形成的，因而沉積巖都是富于孔隙性，而結晶巖一般是孔隙性很差的。第四章3.沉積巖的主要特征4、化石——是在自然作用下，保存在沉積巖中的古代生物遺體、遺骸及遺跡、遺物的總稱。四、孔隙性第四章46陸源碎屑巖（按粒度分）火山碎屑巖（按粒度分）泥質巖類（按固結程度分）碳酸鹽巖（按成分分）其它沉積巖礫巖>2mm

粗砂2-0.5mm砂巖中砂0.5-0.25mm

細砂0.25-0.05mm粉砂巖0.05-0.005mm集塊巖>64mm火山角礫巖64-2mm凝灰巖<2mm

粘土泥巖頁巖

石灰巖白云巖泥質巖介殼灰巖鋁質巖鐵質巖錳質巖硅質巖磷質巖蒸發巖可燃有機巖（一）沉積巖的分類之一五、沉積巖的分類及常見巖石第四章3.沉積巖的主要特征礫巖>2mm 集塊巖>64mm鋁質巖（一47沉積巖分類簡表第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖分類簡表第四章48

沉積巖的分類方案很多。根據沉積巖的形成作用（馮增昭，1982，1992）劃分以下大類和基本類型:1）主要由母巖風化產物組成的沉積巖；

2）主要由火山碎屑物質和深部鹵水組成的沉積巖；

3）主要由生物遺體組成的沉積巖；

4）主要由宇宙物質來源組成的沉積巖。第四章3.沉積巖的主要特征

主要由母巖風化產物組成的沉積巖是最主要的類型，它還可以根據母巖風化產物的類型（碎屑物質及溶解物質）及其搬運沉積作用的不同（機械的和化學的）再劃分為兩類：碎屑巖和化學巖及生物化學巖。碎屑巖還可以根據其主要的結構特征（即粒度），再進一步劃分為礫巖、砂巖、粉砂巖和粘土巖。化學巖及生物化學巖還可以根據其主要成分特征，再進一步劃分為碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物巖、硅巖及其他化學巖。沉積巖的分類方案很多。根據沉積巖的形成作用（馮增昭，49第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖的分類之二第四章50（二）常見巖石⑤石灰巖①礫巖②砂巖③粉砂巖④頁巖⑥白云巖碎屑中>2mm的礫石含量在50%以上的巖石礫石成分有的單一有的復雜。碎屑中2－0.05mm的砂粒含量在50%以上的巖石,礦物成份以石英、長石、巖屑為主。碎屑中0.05-0.005mm的砂粒含量在50%以上的巖石,礦物成份以石英為主、長石次之、巖屑少見。具頁狀層理的水云母粘土巖，其它混入物較多，如硅質、鐵質等常稱為硅質頁巖、鐵質頁巖。由微晶、亮晶、泥晶方解石組成。常呈灰白色灰黑色。遇稀鹽酸強烈起泡。由白云石組成。灰白色、灰色。遇稀鹽酸不起泡或微起泡。第四章3.沉積巖的主要特征（二）常見巖石⑤石灰巖①礫巖②砂巖③粉砂巖④頁巖⑥白云巖51巖漿巖漿巖冷卻凝固沉積巖變質巖外力作用外力作用重熔再生變質作用變質作用地殼的物質循環巖石的轉化第四章3.沉積巖的主要特征巖漿巖漿巖冷卻凝固沉積巖變質巖外力作用外力作用重熔再生變質作52

本章學習要求

初步了解外力作用與沉積巖的關系，掌握成巖作用、沉積巖的概念；掌握沉積巖的主要特征和常見的沉積巖。

學習重點

重點是成巖作用的基本特征和影響因素；沉積巖的成因、成分、結構、構造及常見巖石。難點是引起外力作用的因素本章學習要53

作業及思考題4、何謂碎屑巖？它有哪些基本類型？各有何特點？5、沉積巖有哪些常見的原生構造？各有何地質意義？1、外力作用的三因素是什么？如何理解其作用和意義？2、沉積巖形成的五個階段包括哪些基本內容？3、組成沉積巖常見礦物有哪些？其中哪些是沉積巖特有的？6、如何區分碎屑、基質、膠結物？常見的膠結物的成分有哪些？作業54課程回顧各種工程的地質環境之——巖漿巖

2.巖漿巖的主要特征

3.巖漿巖的分類分類1.巖漿作用課程回顧各種工程的地質環境之——巖漿巖2.巖漿巖的主要特征5556一、外力地質作用概述第四章外力地質作用與沉積巖主要內容二、沉積巖的基本概念三、沉積巖的主要特征四、沉積巖的分類五、常見的沉積巖2一、外力地質作用概述第四章外力地質作用與沉積巖主56面向21世紀人類生存問題

1998年4月在西班牙召開了國際第15屆沉積學大會。該次會議的主題是：隨著全球人口的快速增長，伴隨自然資源需求的增加，技術快速進步及其對星球學的沖擊，預示著一個新的地球歷史研究時期即將到來。這一時期，為第四紀后時期，將以地質旋回的“戲劇性”變化為特征。此次會議強調了沉積學的重要性，以及它對這一領域的貢獻并以此為目標。沉積學研究可以預見這種“戲劇性”的變化和結果，及其對星球氣候、侵蝕、地貌、地球生命的影響。沉積學在預測自然突變（洪水、海嘯及風暴等），恢復不平衡的自然系統（河谷、海灘等），控制和預測污染，礦產資源勘探和擴大，城市垃圾和有毒物質處理，以及工程地質方面將發揮重要的作用。面向21世紀人類生存問題57沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%

。它主要分布在地殼表層，在地表露出的三大類巖石中，它的面積占75%

，是最常見的巖石，也是工程建筑的主要場地。沉積巖中賦存有煤、石油、天然氣以及其它許多金屬及非金屬礦產，具有重要的經濟價值。沉積巖的形成與外力地質作用密切相關，因此，首先必須了解外力地質作用的一般特征。第四章外力地質作用與沉積巖“地殼表層”是指大氣圈的下層、水圈和生物圈的全部以及巖石圈的上層。它是包圍地球表面的一個圈層，沉積巖就生成在這個層圈中，所以可以把它稱為沉積巖生成圈或沉積圈。第四章1.外力地質作用概述沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%。它主要分布在地58“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度地殼表層的溫度變化范圍不大。根據現代的地理學資料，地表最高溫度見于非洲中部，可達85℃；最低溫度見于俄羅斯西伯利亞北部勒拿河右岸北極圈內的維爾霍揚斯克，可達-70℃。因此，地表最大溫差達150～160℃左右。2．壓力海平面的壓力為0.1Mpa，山區不到0.1MPa。如果按水深每增加10m，壓力增加0.1MPa計算，則200m水深的淺海海底壓力約為2MPa，最深海海底的壓力約為100MPa以上。一般說來，絕大部分沉積巖形成的壓力在0.1－2MPa的范圍內。第四章1.外力地質作用概述“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度2．壓力第四章59水和大氣是母巖風化的主要營力，也是母巖風化產物以及火山物質等搬運的主要介質。絕大多數沉積巖都是在水體中沉積的，所以有些人把沉積巖稱作“水成巖”。其實水成巖只是沉積巖的一部分，還有主要由風的作用形成的“風成巖”、主要由冰川作用形成的“冰磧巖”以及由火山作用形成的“火山碎屑巖”。相反，這種地表條件下的水和大氣作用，在巖漿巖和變質巖的形成過程中，則是不重要的。第四章1.外力地質作用概述3.水和大氣的作用水和大氣是母巖風化的主要營力，也是母巖風化產物以及火604.生物作用和生物化學作用生物作用和生物化學作用也是沉積巖形成的重要因素。有的沉積巖，如生物礁石灰巖、硅藻巖和煤等，主要是由生物遺體形成的，此即所謂的“生物巖”。還有一些沉積巖，是在生物作用的影響下或參與下，通過生物化學作用形成的，這類沉積巖統稱為“生物化學巖”。第四章1.外力地質作用概述4.生物作用和生物化學作用第四章61第一節外力地質作用概述一、引起外力地質作用的因素 （一）大氣大氣包圍著固體地球，形成地球最外一個層圈，稱為大氣圈。大氣圈下部的組成物質就是空氣。空氣的密度隨著高度增加而減少，故高空缺氧。空氣還能夠滲透到地下數十公里深的巖石中。第四章1.外力地質作用概述1.對流層：位于大氣圈最下部。頂面離地面高度達8-18km，在赤道地區高，在極地低。溫度由下而上逐漸降低，每升高1km溫度約降6.50C，其頂面溫度約為-550C；2.平流層：對流層之上是平流層，其頂面離地面高度達55km。大氣的循環影響不到平流層，平流層內溫度隨高度增高而升高，到50km達最大值。平流層上部有一臭氧層存在。第一節外力地質作用概述一、引起外力地質作用的因素 （623.大氣圈的地質意義（1）大氣中的成分是許多地質作用得以發生的物質因素。氧是氧化作用發生的物質基礎，同時是生命存在的條件。二氧化碳是植物制造有機質的物質來源，它直接參與了生物成巖的過程。氧與二氧化碳在水中的濃度影響著海水中沉積物的性質和特征。第四章1.外力地質作用概述（2）大氣是生命的保護層。大氣圈中的臭氧吸收了絕大部分紫外線，大大減低了透入地面的紫外線含量，保護了地面生物免受傷害。3.大氣圈的地質意義第四章63（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽能通過大氣進入地面時，約有1/3

的能量消耗于大氣的擴散和云層的反射而直接返回太空，其余的能量通過大氣吸收后再傳導給地面使地面增溫，因而地表白晝的溫度不致過高；同時，大氣中的二氧化碳含量盡管很低，但能夠“捕獲”從地面輻射出來的一部分熱能，使地面在夜晚也不致過冷，發揮溫室效應的作用。（4）風的作用。風是熱和水蒸氣的主要傳送者，它影響氣候；此外，風也是塑造地面形態和搬運物質的動力，它飛沙走石、破壞巖石、搬運塵土、形成沙漠；它推動海水運動、形成波浪和洋流、影響著海水地質作用的進程。第四章1.外力地質作用概述（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽能通過大64（二）水大量的水以液體和固體狀態存在。海水是地表水的主體，占地球水體總量的97.3%。大陸上的水存在于河流、湖泊、土壤和巖石空隙以及高山和寒冷地區的冰雪中，約占水體總量的2.7%。地表水體圍繞地球表層構成連續的層圈-水圈。（1）水圈中的各部分水體是相互聯系和轉化的。地表水通過蒸發進入大氣圈，大氣圈中的水蒸氣又凝結成雨雪再降到陸地和海洋。降落到地表的水一部分再蒸發變成水蒸氣，一部分轉入地下形成地下水，其余注入地表水系，最后匯入海洋。（2）水是一種溶劑。地表水中往往含有酸類成分（如水中多少都溶有CO2），能溶解礦物和巖石；水還能促進各種化學反應進行。運動的水體以其動能破壞巖石，并將破壞的產物搬運到一定的場所進行堆積。第四章1.外力地質作用概述（二）水大量的水以液體和固體狀態存在。海水是地表水的65（3）水是構成生命的物質。沒有水就不會有生命，只有當地球有了游離水以后才有生物的形成。同時，水在地表的循環影響著生物界的面貌，從而制約著生物的地質作用。第四章1.外力地質作用概述（三）生物生物廣泛分布于大陸和海洋，在地球表面構成一個連續的層圈-生物圈。生物圈有相當的厚度，微生物的活動范圍從大氣圈的下部到地下3-4km深處。但是對地質作用有重要意義的則是位于地面上（包括海水及海底表層）的動植物與微生物。（3）水是構成生命的物質。沒有水就不會有生命，只有當地球有了661．生物有機體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素占98.5%外，還有Ca、N、K、Si、P、S、Na、Mg、Fe、Cl以及其它許多微量元素。第四章1.外力地質作用概述3.生物的生命活動對巖石起著破壞作用。如微生物和細菌分泌的有機酸可以促使巖石中的礦物分解，巖石裂縫中植物根莖生長能促使巖石崩解。2．生物是形成煤、石油、天然氣及部分石灰巖、硅質巖、磷塊巖等礦產和巖石的物質。1．生物有機體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素67二、引起外力地質作用的能源1．太陽熱能是地球外部能量的來源。它能使地表溫暖，并引起大氣的循環、水的運動、生命的活動，從而引起各種外力地質作用的發生。2．重力能來源于地球的引力。空氣、水和生物的存在及其運動都離不開重力。在重力的支配下才有風、流水、冰川、湖水及海水的運動，才有物質從空中降落和從水中沉淀，才有山崩、地滑，才有生物界的正常生長和演化。3．日月引力能來源與太陽與月球對地球的引力，它是產生海水潮汐現象的原因。潮汐具有強大的動能，對海岸地貌的塑造、物質的搬運與沉積等有重要作用。第四章1.外力地質作用概述二、引起外力地質作用的能源1．太陽熱能是地球外部能量的來源。68三、外力地質作用的類型1．風化作用：在外因作用下，巖石發生機械崩解或化學分解，變為松散的碎屑及土壤的過程。2．剝蝕作用：在外因作用下，巖石因機械作用或化學作用而被剝蝕。如河岸的巖石被流水沖刷，導致河岸后退。不同外力引起的剝蝕作用具有不同的特點。3．搬運作用：風化、剝蝕的產物被搬運到它處的過程。搬運方式有多種，主要是：機械方式搬運；化學溶解方式的溶液搬運；生物吸取介質中的化學元素營養自己，建造骨骼，死亡后在一定地方堆積下來，也起著搬運作用。4．沉積作用：搬運的物質在條件適宜的地方沉積的過程。5．固結成巖作用：松散沉積物轉變為堅硬巖石的過程。第四章1.外力地質作用概述三、外力地質作用的類型1．風化作用：在外因作用下，巖石發生機69第二節成巖作用的類型第四章2.外力作用類型成巖作用——自然界的各種松散沉積物變為堅固巖石的作用。影響成巖作用的因素主要有：2.外因：壓力、溫度、水和水溶液中的物質以及微生物和有機物。

成巖作用主要有：

壓固脫水作用、膠結作用、重結晶作用、微生物及有機質的作用。1.內因：沉積物的原始成分和結構。第二節成巖作用的類型第四章70一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，使松散沉積物緊密結合失去水分的作用。壓固脫水作用的強度與壓力大小及作用時間的長短成正比，常可形成某些特征性產物：1.形成新的礦物：蛋白質玉髓，石膏硬石膏。2.在泥質沉積物中產生頁理構造，在碳酸鹽沉積物中形成縫合線。3.形成礦物晶體假象，如石鹽假晶。壓固脫水作用是泥質沉積物成巖過程中的主要作用。a-壓固作用第四章2.沉積巖類型一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，71二、膠結作用是指膠結物質把碎屑沉積物粘結起來變為堅固巖石的作用。常見的膠結作用主要是碎屑沉積物的成巖作用。三、重結晶作用是指沉積物中的礦物成分因壓溶和固體擴散等作用，使物質中的質點重新排列組合的作用。能夠使小的顆粒變成大的晶粒，也可使非晶質沉積物變為晶質體。如：第四章2.沉積巖類型二、膠結作用是指膠結物質把碎屑沉積物粘結起來變為堅72蛋白石（非晶質）玉髓（隱晶質）石英（顯晶質）

在碳酸鹽沉積物中，重結晶作用最為普遍。四、微生物及有機質的作用原生沉積物中一般含有大量的微生物，有喜氧的、有厭氧的，因而常改變溶液的酸堿度和氧化-還原環境，使溶液中某些物質沉淀或結晶形成巖石。第四章2.沉積巖類型圧固脫水重結晶蛋白石（非晶質）玉髓（隱晶質）石英（顯晶質）在碳酸73沉積作用過程示意圖沉積作用過程示意圖74石油、天然氣、煤、油頁巖等可燃有機礦產以及鹽類礦產，幾乎全部是沉積成因的。鐵礦的90％、鉛鋅礦的40％－50％、銅礦的25％－30％、錳礦和鋁礦的絕大部分以及其他許多金屬和非金屬礦產，也都是沉積或沉積變質成因的。第四章3.沉積巖的主要特征地球物理和深井鉆探證實：現代和古代沉積物大量沉積的場所為大陸邊緣和大陸內部的拗陷帶，在這些地方可以形成巨厚的沉積巖層。在沉積巖中蘊藏著大量礦產。根據第19屆國際地質學會統計資料，世界資源總儲量的75％-85％是沉積和沉積變質成因的。石油、天然氣、煤、油頁巖等可燃有機礦產以及鹽類礦產，75第三節沉積巖的主要特征

沉積巖在地殼表層分布甚廣，陸地面積的大約四分之三被沉積物（巖）所覆蓋著，而海底的面積幾乎全部被沉積物（巖）所覆蓋。但從體積而言，沉積巖約占巖石圈體積的5％，而巖漿巖及變質巖約占95％。由此可知，沉積巖主要分布在巖石圈的上部和表層部分。至于沉積巖在地殼表層的具體厚度，則變化很大，有的地方可達幾十公里，如高加索地區，僅中生代和新生代的厚度就達20～30km；但有的地方則很薄，甚至沒有沉積巖的分布，直接出露著巖漿巖和變質巖。

第四章3.沉積巖的主要特征一、沉積巖的分布第三節沉積巖的主要特征沉積巖在地殼表層分布甚廣76二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖經過風化、剝蝕、搬運、沉積、成巖等外力地質作用所形成的層狀巖石。占地殼巖石總體積的7.9%。（一）沉積巖中的礦物組成沉積巖的常見礦物有石英、白云母、粘土礦物、鉀長石、鈉長石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤鐵礦、褐鐵礦、玉髓、蛋白石等。其中方解石、白云石、粘土礦物、石膏、硬石膏等是沉積巖的特有礦物。巖漿巖中常見的橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、中性及基性斜長石在沉積巖中很少出現，第四章3.沉積巖的主要特征二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖771.礦物成分特征在沉積巖中已知的礦物達160種以上，但是組成巖石的99%以上的礦物只有20余種，而在一種巖石中常見的主要（造巖）礦物不過1-3種，通常不超過5-6種。沉積巖的礦物組分與巖漿巖不同，它有自己的特點。沉積巖的礦物組分可分為三類：

(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很稀少的礦物，如橄欖石、普通角閃石、普通輝石等鐵鎂礦物。這些礦物是在高溫高壓下由巖漿作用形成的，而轉入地表的常溫常壓條件下則不穩定。在風化作用階段被大量地風化分解，能保存下來的是很少的，僅在個別的情況下能以含量很少的重礦物的形式保存下來。第四章3.沉積巖的主要特征1.礦物成分特征(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很78(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長石、酸性斜長石及石英。這些礦物是在巖漿作用的晚期形成的，因而在地表環境中就比較穩定，在沉積巖中的含量也就比較高。其中以石英最為穩定，含量也最多，其在沉積巖中的相對含量甚至超過了巖漿巖。長石系列中比較穩定的是鉀長石和酸性斜長石，而基性斜長石和中性斜長石是巖漿早期和中期形成的，它們在地表條件下不穩定或比較不穩定，在沉積巖中很少見，因此在沉積巖中的長石含量比起巖漿巖來要少得多。第四章3.沉積巖的主要特征(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長石、酸性斜長79(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化物和氫氧化物、粘土礦物、碳酸鹽礦物等。其中一部分是在石化作用的過程在形成的。它們又稱為自生礦物。這部分也是沉積巖的主要礦物組成之一，是在地表的常溫、常壓并富含O2、CO2、H2O的條件下生成的。在巖漿巖中這類礦物極少或缺乏。第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖和巖漿巖在礦物構成成分上既存在有繼承性，又有差異性。繼承性反映了兩者的歷史淵源，巖漿巖的風化產物是沉積巖的主要來源；明顯的差異，主要由于兩者生成條件的不同所決定的，這種差異性突出地反映了沉積巖形成于地表條件這一特點。(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化802.化學成分的特點在化學成分上，沉積巖同巖漿巖仍然有很大的差別。（1）Fe2O3和FeO的對比關系，在沉積巖和巖漿巖中鐵的總量是大體相同的，但在沉積巖中多半是Fe2O3，而在巖漿巖中FeO則略高于Fe2O3。這是因為巖漿巖是在深處缺乏自由氧的條件下生成的，所以氧化亞鐵多于氧化鐵。相反，沉積巖則是在有充分的自由氧的條件下形成的。當巖漿巖出露于地表經受風化作用時，受到了強烈的氧化作用，將低價氧化物轉變為高價氧化物。第四章3.沉積巖的主要特征(2)沉積巖中堿金屬和堿土金屬的含量遠低于巖漿巖，尤其是Na的含量。2.化學成分的特點第四章81①在K2O和Na2O的含量對比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在巖漿巖則恰好相反。這是由于在沉積物的形成帶，含鉀的礦物如白云母、絹云母等都是相當穩定的礦物，它們不易風化分解。此外當巖漿巖風化后所生成的一些膠體分散礦物（如部分粘土礦物）還能吸附一些鉀，并一同沉積下來，所以鉀的含量在沉積巖中就比較高，鈉則不同，當巖漿巖風化以后，它常常形成易溶于水的鈉的氯化物、硫酸鹽等可溶鹽類，而大量集中于海水之中。因此，在由巖漿巖破壞后所產生的沉積物中，Na2O的含量相對減少，而K2O的含量則相對增高。②在巖漿巖中Al2O3<Na2O+K2O+CaO，而在沉積巖中Al2O3>Na2O+K2O+CaO。③在沉積巖中CaO含量高于巖漿巖中的含量，與生物-生物化學作用對CaO的固定有關。第四章3.沉積巖的主要特征①在K2O和Na2O的含量對比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在82現有的沉積巖化學成分資料都沒有考慮有機質。有機質在地分布很廣，而且從地球發展的一定階段產生生物以來，有機質的總量是在不斷地增加，據維爾納德斯基估計，有機質總量約占地殼總量的0.1%（地殼按16km厚度計算）或0.001%（地殼按20km厚度計算）。第四章3.沉積巖的主要特征④而其它堿金屬、堿土金屬含量在沉積巖中少于巖漿巖中，因為它們易于溶解。(3)由于沉積巖是形成于富含H2O、CO2、O2的地表環境里，所以沉積巖就特別富含H2O、CO2，尤其是CO2較多，而它們在巖漿巖中則幾乎是沒有的。(4)沉積巖的生成往往會導致游離的SiO2，呈石英、玉髓、蛋白石以及其它低溫變種的形式聚集起來，而巖漿巖中的SiO2則呈石英及其它高溫度變種產出。現有的沉積巖化學成分資料都沒有考慮有機質。有機質在地83第四章3.沉積巖的主要特征大量有機質的存在是沉積巖與巖漿巖最重要區別之一。有機質具有特殊的化學性質，往往富集有各種元素，已知達60種以上，而且富集元素的能力是驚人的。例如，海生植物中的元素量可達海水的數萬倍。某些有機質則是個別元素的強集中體，如鈣質生物殼中的Ca和C，硅藻中的Si，磷質生物殼中的P等。如果在沉積巖的平均化學成分中將有機質考慮進去，就更能如實地反映出沉積巖的成分特點。第四章84沉積巖的結構、構造特點與巖漿巖的不同。沉積巖的結構類型及其特點取決于巖石的形成作用。例如，由母巖機械破碎作用的產物所形成的巖石具有“碎屑結構”；由機械懸浮沉積作用或者膠體凝聚作用所形成的巖石具有“泥狀結構”；機械作用形成內源巖則具有“粒屑結構”；由化學或生物化學作用形成的巖石具有“結晶粒狀結構”；由生物作用形成的巖石則為“生物結構”；由火山噴發作用形成的碎屑再經沉積作用所組成的巖石則有“火山碎屑結構”。其中“碎屑結構”、“生物結構”與“粒屑結構”都是沉積巖所特有的，化學與生物化學成因巖石的“晶粒結構”雖與巖漿巖的結構相似，但它們各自形成的熱力學條件卻迥然不同。三、結構和構造的特點第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖的結構、構造特點與巖漿巖的不同。三、結構和構85（一）沉積巖的結構不同類型的沉積巖由于物質來源不同，形成的作用和方式不同，所以具有不同的結構類型：陸源碎屑巖碎屑結構火山碎屑巖火山碎屑結構粘土巖泥質結構化學巖（生物化學巖）結晶結構第四章3.沉積巖的特征（一）沉積巖的結構不同類型的沉積巖由于物質來源不同，86外力地質作用與沉積巖課件87外力地質作用與沉積巖課件88生痕化石生痕化石89沉積巖的結構是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結特性。主要有以下幾種結構：（1）碎屑結構碎屑結構是由50%以上的直徑大于0.005mm的碎屑物質被膠結物膠結而成的一種結構。按照巖石中主要碎屑物質顆粒的大小，可分：①礫狀結構：粒徑大于2mm，外形被磨圓呈球狀、橢球狀的礫石經膠結而成的結構。由未經磨圓的、棱角狀顆粒膠結而成的結構稱為角粒狀結構。②砂狀結構：粒徑介于2～0.005mm的顆粒（稱為砂粒）經膠結而成的一種結構。第四章3.沉積巖的特征沉積巖的結構是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結特90（2）泥質結構泥質結構是由50%以上的粒徑小于0.005mm的細小碎屑和粘土礦物組成的結構。質的較均一、致密而且性軟，也稱“粘土結構”。第四章3.沉積巖的特征（3）結晶粒狀結構結晶結構是由化學沉積物質的結晶顆粒組成的巖石結構稱為結晶粒狀結構。按晶粒大小，可分為：①粗粒結構﹥2mm。②中粒結構2-0.5mm。③細粒結構0.5-0.01mm。④隱晶質結構﹤0.01mm具有隱晶質結構的沉積巖比具有隱晶質結構的火成巖的堅硬程度較低，抗溶蝕性較差。（4）生物結構生物結構是由30%以上的生物殘骸碎片組成的巖石結構，如生物碎屑結構、貝殼結構等。（2）泥質結構第四章91沉積巖的構造是指沉積巖形成時所生成的巖石的各個組成部分的空間分布和排列形式。主要有層理構造。此外，沉積層面上的波痕、泥裂、雨痕-層面構造，以及巖石中的化石、結核等，也是沉積巖的重要構造和鑒定特征。第四章3.沉積巖的主要特征（二）沉積巖的構造1、層理層理是指巖石沿垂直方向變化所產生的成層現象。它通過巖石的物質成分、結構及顏色的突變或漸變而顯現，是沉積巖區別于其它巖石的重要標志。由于沉積環境的差異，層理可具有各種不同的形態。沉積巖的構造是指沉積巖形成時所生成的巖石的各個組成部92水平層理斜層理交錯層理第四章3.沉積巖的主要特征①在平靜或流動微弱的湖海中，可形成水平層理。②河底砂層在流水作用下產生運動，形成向同一方向傾斜的斜層理。③在水流方向多變的沉積條件下，可形成向不同方向傾斜的交錯層理。水平層理斜層理交錯層理第四章93交交錯理是在兩個水平層面間夾有一組傾斜的層理。在沉積時，傾斜的層理與其上方的層面成較大的交角、而與下方層面交角較小。交錯層理交交錯理是在兩個水平層面間夾有一組傾斜的層理。交錯層理94a.水平層理——由一系列與層面平行的細層組成的層理。一般形成于平靜的或微弱流動的水環境中。b.斜層理——由一系列與層面斜交的細層組成的層理。一般是在單向水流（或風）的作用下形成的，常見于河床沉積物中。c.交錯層理——有些斜層理與原先生成的斜層理呈一定角度相交，相互交錯而形成的。d.遞變層理——同一層內碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細。第四章3.沉積巖的主要特征a.水平層理——由一系列與層面平行的細層組成的層理。一般形成95