大學地質學與工程地質礦物和巖石沉積巖

—沉積巖第4章礦物和巖石E-mail:wenjiexu@徐文杰清華大學水利系概述沉積巖的物質組成沉積巖的結構和構造沉積巖的分類常見沉積巖的特征本章內容1.概述沉積巖：在地表或接近地表的常溫常壓環(huán)境下，各種既有巖石遭受外力地質作用下，經(jīng)過風化、剝蝕、搬運、沉積和硬結成巖過程而形成的巖石。搬運硬結成巖沉積風化剝蝕沉積巖形成階段概述沉積巖的物質組成沉積巖的結構和構造沉積巖的分類常見沉積巖的特征本章內容2.沉積巖的物質組成沉積巖的組成物質主要來源于地表巖石的風化破壞。膠結物礦物沉積巖2.沉積巖的物質組成碎屑礦物

原巖的原生礦物碎屑

石英、長石、白云母等粘土礦物原巖經(jīng)風化分解后生成的次生礦物高嶺石、蒙脫石、水云母化學沉積礦物

經(jīng)化學沉積或生物化學沉積作用形成的

方解石、白云石、石膏、石鹽、鐵錳氧化物或氫氧化物有機質及生物殘核生物殘核或經(jīng)有機化學變化而成的礦物

貝殼、硅藻土、泥炭、石油等成因分類－礦物沉積巖膠結物膠結成份為SiO2，巖石呈灰、灰白、黃色等。巖石堅固、抗壓強度高、抗水抗風化能力強膠結成份為粘土，多呈黃褐色。巖石松軟較易破碎，遇水后易軟化松散硅質膠結膠結成份為Ca、Mg的碳酸鹽，呈白灰、青灰色。巖石堅硬，強度大；但較脆，具有可溶性，遇鹽酸起泡。石膏質膠結泥質膠結鈣質膠結膠結成份為Fe2O3或FeO，多呈紅色或棕色，巖石強度較高。若含F(xiàn)eO時，巖石呈黃色或黃褐色，巖石軟弱，易于風化。鐵質膠結膠結成份為CaSO4。巖石硬度小，強度地，遇水后易軟化松散。2.沉積巖的物質組成－膠結物Creativity膠結方式

膠結物與碎屑顆粒間的連接形式基底式膠結孔隙式膠結接觸式膠結碎屑顆?；ゲ唤佑|散布于膠結物中

顆粒間接觸，膠結物充滿與顆粒間空隙。

顆粒間接觸，膠結物只在顆粒接觸處才有。2.沉積巖的物質組成洞穴角礫巖基底式膠結接觸式膠結孔隙式膠結2.沉積巖的物質組成概述沉積巖的物質組成沉積巖的結構和構造沉積巖的分類常見沉積巖的特征本章內容3.沉積巖的結構和構造沉積巖的構造沉積巖的結構沉積巖的各個組成部分的空間分布和排列方式。沉積巖組成物質的顆粒大小、形狀和結晶程度。決定了沉積巖的巖性特征，也反映了其形成條件。生物結構－結構化學結構碎屑物質（>0.005mm）被膠結物粘結到一起形成。泥狀結構碎屑結構0.005mm2.0mm0.05mm粉砂狀結構砂狀結構礫狀結構3.沉積巖的結構和構造生物結構化學結構由顆粒小于0.005mm的粘土等膠結物組成的結構。泥狀結構碎屑結構－結構3.沉積巖的結構和構造生物結構化學結構由化學沉淀或膠體重結晶形成的結構。又可分為鮞狀、結核狀、纖維狀、塊狀、粒狀等結構。泥狀結構碎屑結構豆粒疊層石灰?guī)r塊狀灰?guī)r－結構3.沉積巖的結構和構造生物結構化學結構幾乎全由生物遺體組成的巖石結構，如生物碎屑結構、貝殼結構等。泥狀結構碎屑結構－結構3.沉積巖的結構和構造結核化石層理是沉積巖在形成過程中，由于沉積環(huán)境改變，引起沉積物質的成份、顆粒大小、形狀或顏色沿垂直方向發(fā)生變化顯示出成層現(xiàn)象。層面構造層理構造－構造3.沉積巖的結構和構造結核化石當沉積物在一個基本穩(wěn)定的地質環(huán)境條件下，連續(xù)不斷沉積形成的單元體稱為巖層。相鄰兩個巖層間的界面稱層面。層面構造層理構造3.沉積巖的結構和構造－構造結核化石層面構造層理構造水平層理斜層理交錯層理3.沉積巖的結構和構造－構造結核化石層面構造層理構造交錯層理3.沉積巖的結構和構造－構造結核化石層面構造層理構造砂巖中的交錯層理3.沉積巖的結構和構造－構造結核化石層面構造層理三構造層面三構造是巖三層層三面上三的構三造特三征。波痕3.沉積三巖的三結構三和構三造－構三造結核化石層面構造層理三構造泥裂3.沉積三巖的三結構三和構三造－構三造結核化石層面構造層理三構造雨痕足?。绹驴怂_斯帕拉克河的恐龍足跡化石）3.沉積三巖的三結構三和構三造－構三造結核化石層面構造層理三構造化石是古三代生三物的三遺體三或痕三跡經(jīng)三石化三交替三作用三保存三下來三，是三沉積三巖的三重要三特征三。寧夏靈武磁窯堡鎮(zhèn)恐龍化石群3.沉積三巖的三結構三和構三造－構三造結核化石層面構造層理三構造結核是沉三積巖三中常三有圓三形或三不規(guī)三則的三與周三圍巖三石成三份、三顏色三、結三構、三大小三不一三的無三機包三裹體三。黃土中的鈣質結核灰?guī)r中的燧石結核3.沉積三巖的三結構三和構三造－構三造概三述沉積三巖的三物質三組成沉積三巖的三結構三和構三造沉積三巖的三分類常見三沉積三巖的三特征本章三內容4.沉積巖三的分三類類型名稱結構主要成分及其他特征碎屑巖類礫巖礫狀(d>2mm)礫石碎屑多為堅硬巖石和硬度較高的礦物砂巖砂狀(d=2-0.05mm)碎屑多為耐風化的礦物顆粒如石英和長石，少量以巖石碎屑為主粉砂巖粉砂狀(d=0.05-0.005mm)碎屑多為如石英、長石及白云母顆粒，很少巖石碎屑粘土巖類泥巖泥質(d<0.005mm)粘土礦物和粒徑<0.005mm的其他礦物碎屑頁巖粘土礦物和粒徑<0.005mm的其他礦物碎屑，薄層理構造化學及生物化學巖類石灰?guī)r隱晶質或結晶粒狀方解石白云巖隱晶質或結晶粒狀白云石泥灰?guī)r泥質除方解石和白云石外，含25-50％粘土礦物概三述沉積三巖的三物質三組成沉積三巖的三結構三和構三造沉積三巖的三分類常見三沉積三巖的三特征本章三內容5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r礫巖由50%以上的碎屑（>2mm）顆粒組成。礫巖礫巖礫巖（北京西山）礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r礫巖由50%以上的碎屑（>2mm）顆粒組成。角礫巖角礫巖5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r砂巖由50%以上的砂粒（0.5~2mm）膠結而成。石英三砂巖：砂三狀結三構，三砂顆三粒主三要為三石英三（灰色三，含三量>9三5%），含少三量長三石（三灰黃三色）三和白三云母三（反三光銀三亮色三），三膠結三物為三硅質三。5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r砂巖由50三%以上三的砂粒三（0.三5~三2m三m）膠三結而成三。長石三砂巖：砂三狀結三構，三砂顆三粒主三要為長石三（含三量>2三5%）和石英，顏三色呈三淺紅三色或三淺灰三色，三膠結三物為硅三質、三泥質三和少三量鐵質三。5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r砂巖由50三%以上三的砂粒三（0.三5~三2m三m）膠三結而成三。巖屑三砂巖：砂三狀結三構，三砂顆三粒主三要為三石英三、燧三石和三長石三，膠三結物三為硅三質和三泥質。5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r粉砂巖由50%以上的粉砂粒膠結而成，粉砂狀結構，砂顆粒為石英、長石和云母，膠結物為泥質。5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r泥巖具有泥質結構，成份以高嶺石、蒙脫石和水云母等次生粘土礦物為主。粘土巖（北京西山）當堅三硬巖三層中三夾有三泥巖三時，三易形三成軟三弱夾三層，三影響三巖體三穩(wěn)定三性。5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r頁巖由粘土脫水膠結而成，以粘土礦物為主，泥質結構，大部分具有明顯的薄層理，薄層理構造。薊縣5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r石灰?guī)r化學結構，主要成分為方解石（遇鹽酸起泡），顏色多呈深灰、淺灰色、灰白色等。地表分布最廣的沉積巖。5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r石灰?guī)r化學三結構，主三要成三分為三方解三石（三遇鹽三酸起三泡），三顏色三多呈三深灰三、淺三灰色三、灰三白色三等。三地表三分布三最廣三的沉三積巖三。石灰?guī)r（北京西山）5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r石灰?guī)r石灰三巖就三有可三溶性三，易三被地三下水三溶蝕三，形三成寬三大的三裂隙三和溶三洞，三構成三地下三水的三良好三通道三，對三工程三建筑三地基三滲透三和穩(wěn)三定性三影響三較大三。宜萬鐵路京東大溶洞5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r白云巖化學結構，主要成分為白云石(粉末遇鹽酸起泡)。北京西山5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r白云巖與石三灰?guī)r三可以三通過三滴鹽三酸進三行辨三認。北京三虎峪三溝北京虎峪溝5.常見三沉積三巖特三征礫巖砂巖粉砂巖泥巖頁巖石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r泥灰?guī)r石灰?guī)r中的粘土礦物含量達到30～50%稱泥灰?guī)r。一般呈灰色、黃色、褐色、紅色等，可以通過遇鹽酸起泡后留下的泥質斑點來與石灰?guī)r區(qū)別。北京三虎峪三溝三峽5.常