沉積巖的形成過程

關(guān)于沉積巖的形成過程第1頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三主要內(nèi)容

第一節(jié)沉積巖的物質(zhì)來源第二節(jié)沉積物的搬運與沉積作用第三節(jié)沉積分異作用第四節(jié)沉積成巖作用

第一章沉積巖的形成過程第一章沉積巖的形成過程第2頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三形成沉積巖的物質(zhì)基礎——沉積物的四種來源

陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物生物源物質(zhì)—生物殘骸和有機物質(zhì)深源物質(zhì)—火山碎屑和深部鹵水宇宙源物質(zhì)—隕石其中，母巖風化的產(chǎn)物是沉積物最主要的物質(zhì)來源；生物物質(zhì)具有指示沉積環(huán)境的作用；深源物質(zhì)量很少，但能指示火山活動和深部構(gòu)造活動事件；宇宙源物質(zhì)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沉積巖的物質(zhì)來源第3頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三風化作用的概念、方式和產(chǎn)物1、風化作用的概念：

地殼表層巖石（母巖）在大氣、水、生物、冰川等地質(zhì)營力的作用下，使得巖石松散、破碎、分解的地質(zhì)作用。其產(chǎn)物為各種巖石碎屑、礦物碎屑、生物碎屑和溶解物質(zhì)陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物第4頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三風化作用的概念、方式和產(chǎn)物2、風化作用方式：物理風化、化學風化、生物風化物理風化：主要發(fā)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(chǎn)生不同尺度巖石碎屑和礦物碎屑陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物第5頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三風化作用的概念、方式和產(chǎn)物化學風化：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，使其分解而產(chǎn)生新礦物的過程主要影響因素：水、二氧化碳、有機酸及生物活動等化學風化總趨勢：不僅使母巖破碎，而且使其礦物的化學成分發(fā)生本質(zhì)的改變，同時在表生條件下形成粘土物質(zhì)、各種氧化物和化學沉淀物質(zhì)。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

陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物第6頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三風化作用的概念、方式和產(chǎn)物生物風化：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：水、O2、CO2、有機酸生物風化途徑：氧化還原反應、吸附作用、絡合物作用陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物第7頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三風化作用的概念、方式和產(chǎn)物風化作用之間的關(guān)系機械風化作用與化學風化作用的關(guān)系:相互促進，相互影響

生物作用與化學風化作用的關(guān)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(zhuǎn)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陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物第8頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三風化作用的概念、方式和產(chǎn)物3、風化作用的產(chǎn)物：碎屑物質(zhì)：母巖機械破碎的產(chǎn)物，主要指礦物碎屑和巖石碎屑不溶殘積物：母巖分解過程新生成的不溶物質(zhì),如粘土和氧化物等溶解物質(zhì)：以溶解狀態(tài)被搬運走的化學成分

碎屑物質(zhì)是構(gòu)成陸源碎屑巖的主要物質(zhì)成分

溶解物質(zhì)是構(gòu)成內(nèi)源沉積巖的主要物質(zhì)成分陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物第9頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三4、各種造巖礦物在風化過程中的穩(wěn)定性及其風化產(chǎn)物石英抗風化穩(wěn)定性極高主要機械破碎的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(tài)流失，部分形成褐鐵礦、蛋白石等陸源物質(zhì)—母巖風化的產(chǎn)物第10頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三生物硬體鈣質(zhì)、碳質(zhì)、磷酸鹽質(zhì)、硅質(zhì)生物軟體碳、氫、氧、氮、硫、磷生物源物質(zhì)硅質(zhì)磷質(zhì)碳酸鈣質(zhì)不溶物質(zhì)—干酪根可溶物質(zhì)碳質(zhì)生物源物質(zhì)—生物殘骸和有機質(zhì)第11頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三火山碎屑：由火山作用帶到地表的火山碎屑物質(zhì)及其伴生的氣熱液物質(zhì)深部鹵水：沿構(gòu)造斷裂上涌到地表的熱鹵水深源物質(zhì)的特征：量少，但能指示火山活動和深部構(gòu)造活動事件深源物質(zhì)—火山碎屑和深部鹵水第12頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三隕石—為來自宇宙空間的固體物質(zhì)大小極為懸殊，大的幾千千克－數(shù)十千克，小的幾十毫克－極細微粒（宇宙塵埃）

1976吉林隕石雨中大的達1770kg，西南非洲納米比亞的霍巴鐵隕石重數(shù)十噸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(fā)現(xiàn)，可以說沉積巖（物）中的宇宙物質(zhì)大部分還未被人們所識別。在現(xiàn)代深海粘土中含有一些磁性小球體，根據(jù)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(zhì)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宇宙物質(zhì)—隕石第13頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三沉積物發(fā)生的搬運和沉積的地質(zhì)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(zhì)的差異，常見的搬運沉積方式有：一、機械搬運和沉積二、化學搬運和沉積三、生物搬運和沉積沉積物的搬運與沉積作用第14頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三搬運對象：陸源碎屑顆粒搬運介質(zhì)：牽引流（水流和波浪，空氣）重力流(gravityflow)：

濁流（turbiditesflow）

泥石流(debrisflow)、

顆粒流(grainflow)、

液化沉積物流(fluidizedsedimentflow）冰川、風機械搬運與沉積作用第15頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三1、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(tài)的碎屑物質(zhì)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(xù)搬運業(yè)已處于搬運狀態(tài)的碎屑物質(zhì)所需的流速，即繼續(xù)搬運流速。一般來說，開始搬運流速要大于繼續(xù)搬運流速。機械搬運與沉積作用第16頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三流水的機械搬運方式機械搬運與沉積作用第17頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三碎屑物質(zhì)在流水中的侵蝕、搬運、沉積與流速的關(guān)系（尤爾斯特隆圖解）第18頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三2、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，以跳躍和懸浮搬運形式為主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(jīng)流水改造，形成冰水沉積機械搬運與沉積作用第19頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三第20頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三第21頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三4、碎屑顆粒在機械搬運過程中的變化1）物質(zhì)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(wěn)定組分相對減少,穩(wěn)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。一機械搬運和沉積作用機械搬運與沉積作用第22頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三搬運對象：溶解于水的化學物質(zhì)溶解物質(zhì)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化學搬運與沉積作用第23頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三1)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(zhì)加熱蒸發(fā)射線照射由于膠體自身的特點，當其處于穩(wěn)定狀態(tài)時，就是膠體的搬運狀態(tài)；當條件發(fā)生變化，膠體失去穩(wěn)定性時，膠體發(fā)生凝絮作用，即沉積作用化學搬運與沉積作用第24頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三2）真溶液的搬運與沉積作用可溶物質(zhì)的溶解與沉淀作用主要取決于溶解度；溶液中的某種物質(zhì)濃度達到過飽和，則發(fā)生沉淀作用（沉積）；反之，則發(fā)生溶解作用（搬運）影響真溶液搬運與沉積的因素介質(zhì)的酸堿度介質(zhì)的氧化還原電位溫度和壓力溶液中的CO2含量離子吸附作用化學搬運與沉積作用第25頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三生物的搬運和沉積作用：既可是物理方式也可是化學方式生物沉積作用方式：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(jié)、障積作用生物搬運的成分：碎屑顆粒、溶解物質(zhì)生物搬運與沉積作用第26頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三1、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(guī)律的沉積下來，這種現(xiàn)象稱為沉積分異作用2、沉積分異作用的類型

1）機械沉積分異作用：按粒度：礫巖、砂巖、粘土巖；按比重：金19.3、黃鐵礦5、鉻鐵礦4.5、石英2.65、石墨2.16、琥珀1.072）化學沉積分異作用溶解物質(zhì)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）沉積分異作用第27頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三溶解物質(zhì)的化學沉積分異圖碎屑物質(zhì)的機械沉積分異圖第28頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三沉積物沉積成巖作用沉積成巖作用第29頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三一、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(zhì)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：沉積成巖作用第30頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三沉積巖的成巖作用階段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(jié)，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(jié)作用。3.后生作用(anadiagenesis):固結(jié)后至變質(zhì)前，包括交代、重結(jié)晶、次生加大、壓溶。4.表生作用(epidiagenesis):潛水面以下、常溫常壓下，與地下水的作用，包括溶蝕、充填、交代。第31頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三壓實作用(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。壓溶作用(pr