沉积岩复习摘要.doc

1、 沉积岩的形成过程:原始物质生成阶段、原始物质向沉积物转变阶段和沉积物的固结与持续演化阶段。2、 沉积物的来源：母岩风化产物、火山碎屑、宇宙物质（陨石和宇宙尘）和生物物质。3、 沉积岩形成过程的背景控制：气候背景和构造背景。4、 沉积岩中的矿物两大成因类型（“生成”）：他生矿物和自生矿物。他生矿物是在所赋存沉积岩的形成作用开始之前就已经生成或已经存在的矿物(陆源碎屑矿物和火山碎屑矿物);自生矿物是在沉积岩形成作用中以化学或生物化学方式新生成的矿物或者说由所赋存沉积岩自己生成的矿物。常见的自生矿物有粘土矿物、方解石、白云石、石英、玉髓、海绿石、石膏、铁锰氧化物或其水化物，其次是黄铁矿、菱铁矿、铝的氧化物或氢氧化物、长石等。【如果自生矿物在它赋存的沉积物或沉积岩中占据空间时。该空间还未被别的矿物占据，这种矿物就是原生矿物；如果该空间正被别的矿物占据着，它是通过某种化学过程（如交代）才夺取到这个空间的，这种矿物就是次生矿物】5、 沉积岩的颜色：1）继承色，主要由陆源碎屑矿物显现出来的颜色，只出现在陆源碎屑岩中2)自生色，主要由自生矿物（包括有机质）表现出来的颜色，可出现在任何沉积岩中。自生色按致色自生成分可分为原生色和次生色。（红、紫红、褐、黄色氧化色；灰、深灰或黑色还原色；绿色弱氧化或弱还原条件；白色或浅灰色当岩石不含有机质、构成矿物基本上都是无色透明时）1、 沉积岩的构造（沉积构造绝大多数为原生沉积构造），指在沉积作用或成岩作用中在“岩层”内部或表面形成的某种行迹特征。【这里的“岩层”是指由区域性的或较大范围沉积条件改变而形成的构成沉积地层的基本单位。各岩层之间被层面隔开，层面易被外力作用剥露出来。】 1）、原生沉积构造：在沉积作用中或沉积物固结之前形成的构造；2）次生沉积构造：在沉积物固结之后形成的构造。 物理成因生物成因化学成因层理构造生物扰动构造晶痕和假晶冲刷构造叠层构造鸟眼构造泥裂、雨痕、雹痕结核构造1） 物理成因的构造：层理构造：岩石性质沿垂向变化的一种构造。【层理是沉积物以层状形式堆叠而在岩层内部形成的层状行迹，由沉积质点的颜色、成分或形状、大小等显示。有沉积层理和成岩层理。其中可以分出纹层或有纹理显示的层理为纹层状层理。】纹层组成层理的最基本的最小的单位，纹层之内没有任何肉眼可见的层亦称细层。一般数毫米数厘米。 层系（set）：由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成。层系组（co-set）：由两个或两个以上岩性（成分、结构）基本一致的相似层或性质不同但成因上有联系的层系叠覆组成，其间没有明显间断。也称层组。层（bed）：组成沉积地层的基本单位。由成分基本一致的岩石组成，它是在较大区域内，在基本稳定的自然条件下沉积而成的。层的分类：块状层（1m）厚层（0.51m）中层（0.10.5m）薄层（0.10.01m）微细层或页状层（0.01m）A、 水平层理 纹层呈平面状 相互平行叠置且层面厚度多在1mm以下，少数可达12mm。常产在粉砂岩、泥质岩或粒度相当的其他岩层内，可看成是水流缓慢或静水条件下的沉积产物。B、平行层理 纹层面上见剥离线构造，侧向延伸较差与水平层理相似，也由平面状纹层平行层面叠置而成，不同的是纹层厚度较大.有些纹层可沿纹层面剥开，剥开面可出现一些长短不一、相互平行的微细沟脊状直线形条纹，称为剥离线理（颗粒在沉积物表面滚挪动形成的）。平行层理多产在粗砂岩、砂砾岩或粒度相当的其他岩石内，是水体较浅、流速较高或反复冲刷环境的产物。C、 交错层理 纹层与层面呈斜交关系。按层系形态可分为：板状交错层、楔状交错层、波状交错层和槽状交错层；按层系厚度划分（单一层系无论是否等厚，均以它的最大厚度“d”为准）d10cm时为大型 板状交错层:各层系界面均为平面且与层面平行，单个层系呈等厚的板状，其中纹层较平直或微下凹，与层系界面斜交。 楔状交错层：各层系界面也为平面但彼此不平行，单个层系不等厚呈楔状，其内纹层与板状交错层相仿。 波状交错层：层系界面为波状起伏的曲面，相邻界面可以相交也可以不相交，纹层也与层系界面斜交。 槽状交错层：层系界面为下凹勺形曲面，在岩层方位不同的断面上，曲面下凹的程度不同，一般在垂直流向的断面上比在平行流向的断面上下凹更强。（交错层理常被用来判断水的流向，即同一层系内纹层的倾斜方向就代表了形成该层系时的流向。） D、 脉状层理和透镜状层理：均为沙质和泥质（通常是粉砂或细砂）沉积物交替沉积形成的一种复合层理。脉状层理又称压扁层理，砂包泥；透镜状层理，泥包砂。C、 粒序层理（递变层理）：除了粒度变化外，没有任何内部纹层。按递变趋势可分为正理序：自下而上，颗粒由粗到细的递变；反理序：由细到粗的递变；双向理序：正反理序呈渐变性衔接。按粗细颗粒分布特征可分为粗尾理序：在整个递变层中，细颗粒作为粗颗粒的基质存在，递变只有粗颗粒的大小显示；配分理序：在粗颗粒之间没有细颗粒基质，粗细颗粒呈递变式分开。D、 块状层理：当整个岩层或岩层内的某个层状部分的成分、结构或颜色都是均一的，或虽很杂乱，但却具有某种宏观的均一性，既没有纹层或纹理显示，也不是其他层理的构成部分，该岩层或层状部分就具有块状层理，或称为均匀层理。G、在成分、结构与构造方面不同的薄层作有规律地重复出现而组成的层理，称为韵律层理。H、冲刷构造：发育在不同粒度岩层界面的凹凸状构造，由较高流速的流体在下伏沉积物顶面冲刷出的一些下凹的坑槽又被上覆沉积物覆盖形成并保存下来的。冲刷成的坑槽称冲坑或冲槽，合称为冲刷痕。在覆盖层底面形成与冲刷痕的大小形态完全一致的凸起，称为铸模、印模（模）。特殊的一类,槽模常常出现在泥质层被冲刷后的砂质覆盖层的底面上，是由一系列平行排列的舌状凸起构成的。平行槽模的长轴，由凸起端到底平端的方向代表了冲刷流体的流向。E、 泥裂、雨痕和雹痕：刚沉积的松软沉积物顶面暴露在大气中形成的，被统称为暴露构造，常出现在泥质岩，泥质粉砂岩或相当粒度的石灰岩中。泥裂又称干裂：快速脱水而形成的顶面裂隙构造，裂隙宽约12mm或几毫米以上，呈折线或曲线状延伸。T形或Y形连通分割顶面呈一系列直边或曲边多边形。 雨痕是由较大，但较稀疏的雨滴在松软沉积物表面砸出来的平底状浅坑，直径多为25mm深度多在1mm以下，最深不超过2mm，坑缘常略高于层面。雹痕与雨痕大体相似，仅坑底常为圆弧形，坑缘凸起也更高些。2）、生物成因的构造：A、生物扰动构造，由动物的机械行为使松软沉积物原有的沉积特征、特别是原有的构造特征遭到破坏而导致的一种无定形构造。B、叠层构造，这是由单细胞或简单多细胞藻类（还有细菌）等在固定基地上周期性繁殖形成的一种纹层状构造，其中的纹层称藻纹层，可出现在碳酸盐岩、硅质岩、铁质岩或磷质岩中。3）、化学成因的构造：A、晶痕和假晶，晶痕被充填或原晶体被别的矿物交代就成了假晶。B、鸟眼构造是碳酸盐岩层内部成群出现的，常被较粗方解石（偶尔是石膏）晶体充填的一种孔洞状构造，孔洞边缘清楚，形状很不规则，大多平行层面一向延伸，大小通常在几毫米到几厘米之间，均匀或不均匀。（雪花构造）C、结核，在成分、颜色和结构构造等方面与围岩有显著区别的非层状单位的自生矿物集合体。所有结核都是化学或生物化学成因的。按它与围岩形成和演化的关系，可分为同生结核、成岩结核和次生（或后生）结核。7、具有孔隙是碎屑岩重要的结构特征。 碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的结构、杂基或胶结物的结构以及碎屑和填隙物之间的关系等诸多特征。 碎屑沉积物的结构称为碎屑结构，是指在一定动力条件下共生在一起的碎屑颗粒所具有的内在形貌特征的总和。碎屑颗粒的结构特征是指粒度、分选性、支撑类型、孔隙、球度、形状、圆度和颗粒的表面特征。粒度是指颗粒的大小，2mm为砾， 20.5粗砂，0.5-0.25为中沙，0.250.05细沙，0.050.005为粉砂级，0.005为泥质级；分选度又称分选性，指粒状轻矿物碎屑大小的均匀程度，是流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标。沉积学中就把与砂或砂级以上颗粒共生的细粉砂和泥级颗粒称为杂基或基质。分选度通常不包括基质颗粒在内。分选度划分为极好、好、中等、差和极差；球度用于衡量一个颗粒近乎于球体的程度，等轴状矿物球度高，片状、柱状矿物球度低；形状用大家熟悉的圆球体、椭球体、扁球体和长扁球体来表示；圆度是指碎屑外表棱角被磨平的程度或表面的光滑程度，用比较形象的棱角状、次棱角状、次圆状、圆状和极圆状划分出5个级别；支撑类型是指沉积物所受压力在沉积物内部的分布状况，它涉及基质和较大颗粒的相对含量。由沉积物的基质和较大颗粒决定的对所受压力的不同支撑机制称为沉积物的支撑类型。单纯由较大颗粒搭成格架称为颗粒支撑；由基质和较大颗粒共同搭成格架 称为基质支撑；基质含量既不太多也不太少，较大颗粒有的直接架叠，有的又被基质隔开称为过渡性支撑；孔隙 沉积物或沉积岩中未被固态物质占据的空间；颗粒表面特征是看碎屑颗粒的表面的磨光程度如何以及是否有刻蚀的痕迹。碎屑结构可分为砾状结构、砂状结构、粉砂状结构和泥状结构。填隙物结构包括杂基和胶结物。杂基是和粗大碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，属于机械沉积，杂基粒度一般 0.03mm；而胶结物是化学成因的物质，一般含量小于50%，填隙在孔隙之间。胶结物有非晶质和显晶质等结构类型。 碎屑和填隙物之间的关系，也称胶结类型。主要有以下四种情况：基底胶结的填隙物为杂基且含量多，碎屑颗粒呈星点状分布；孔隙胶结则不然，胶结物含量少，只充填在碎屑之间的孔隙中；接触胶结和孔隙胶结类似，但胶结物含量更少，只分布在颗粒之间接触的地方；镶嵌结构的特点是颗粒之间呈凹凸线状接触，似乎没有胶结物。 8、碎屑沉积物的成熟度 成熟度：碎屑沉积物的成分和结构接近理想的终极状态的程度。包含成分成熟度和结构成熟度。成分成熟度也称矿物成熟度，指碎屑沉积物中碎屑成分与稳定成分极端富集的终极状态的接近程度。（CMI）成熟度指数=稳定性较高的碎屑成分含量/稳定性较低的碎屑成分的含量粒度级别1、 极粗晶粗晶中晶细晶极细晶微晶隐晶晶体直径/mm 2 1 0.5 0.05 0.005 0.001 结构成熟度：指碎屑沉积物与无基质、分选、磨圆都极好的终极状态的接近程度。Folk（1951）划分为不成熟、次成熟、成熟和极（超）成熟。晶体粒度分级载荷：流体中除流体本身之外所包含的全部物质。重力流:流体与悬浮物质的高密度流体，它的流动主要是由于作用于高密度流体的重力所引起的。牵引流：指低粘度、低密度的水流，其搬运机制是流体动能牵引沉积物运移。紊流：一种充满了漩涡的多湍流的流体。层流：一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的平行线状运动，彼此不想掺混。（底载荷：流体在底界面流过时被牵引而以滚动或跳跃方式顺底面运动的那部分颗粒。）浊流：是在水下斜坡上产生的，含大量悬浮颗粒（泥砂）和水分，以紊乱状态快速流动的重力流。9、 复合沉积作用，由物理，化学和生物沉积作用共同实现的物质迁移和聚集过程。复合沉积作用形成的中间产物可按粒度分为两大类，一类是泥级大小的细微质点，称泥晶（微晶）是指呈机械性运移和沉积的泥级碳酸盐质点；另一类是粉砂或以上级别的较粗粒实体，称自生颗粒是指在沉积盆地以内由化学、生物、机械或它们的复合作用形成的粒度小于粉砂级的游移矿物集合体（极少数可以是单晶体）。 自生颗粒按它们在沉积以前所经历的特征形成作用，大致可分为磨蚀颗粒（机械破碎和磨蚀，粒度有减小趋势）和加积凝聚颗粒（加积和粘合，粒度曾经历过一个增大过程）两大类。 磨蚀颗粒有两种，即生物碎屑和内碎屑；加积凝聚颗粒主要有鲕粒、团粒、凝块石和核形石等。A、 生物碎屑简称生屑，又称化石颗粒或骨粒，指粒度大于泥级的游移性生物硬体。B、 内碎屑：指先沉积的碳酸盐沉积物在固结或半固结状态下（通常未埋藏或浅埋藏）、在沉积盆地以内经机械破碎形成的一种自生颗粒，破碎营力主要来自流水、波浪等的冲刷、扰动或击打。按自然粒级划分标准，大小在砾级、砂级和粉砂级的内碎屑分别称为砾屑、砂屑和粉屑。C、 鲕粒是由核心和核外包壳构成的形同鱼子的颗粒，以球或椭球形为主 。鲕粒的核心常为内碎屑、生屑或其他碎屑。按包壳的结构，鲕粒可分成放射鲕和同心鲕。自然界中最有利于成鲕的动力是潮汐，其次是波浪，单纯的定向水流则不利于鲕粒形成。鲕粒常形成在潮下浅滩或较封闭的浅湖环境。D、 团粒也称球粒，指大小在粉砂左右，主要由生物凝聚作用形成的泥晶质颗粒，常常成群出现，粒度均匀。典型的团粒有两种，即藻团粒和粪团粒（或简称粪粒）。 E、 凝块石，由低等蓝绿藻等生物相互粘接形成的无定形颗粒。内部主要为泥晶质，有机质含量较高，色暗，常有藻迹显示或比较均一，边缘通常清晰截然，粒度可大可小。F、 核形石：又称藻灰结核或藻包粒，指由核心和核外藻包壳构成的同心状颗粒。核形石的核心通常是泥晶团、骨骼藻团、生物碎屑等。G、 复合沉积作用形成的沉积物结构，泥晶结构和自生颗粒结构。泥晶结构是主要由泥晶堆积而成的结构，也可称泥状结构。自生颗粒结构是主要由自生颗粒堆积而成的结构，其中可含泥晶（泥晶基质），也可以不含泥晶。 9、 成岩作用：沉积物从沉积下来的那一刻起，一直到变质或风化之前，在其表面或内部发生的一切作用总称为成岩作用。本教材的成岩作用泛指沉积物从最后沉积或静止下来的那一时刻起直到它开始变质或遭受风化之前所经历的所有作用（广义成岩作用）。（1）、早期成岩作用指沉积物固结之前的成岩作用，其结果是沉积物的固结。按作用条件与沉积环境的关系可分为：a、同生作用指沉积物刚刚沉积、还暴露在沉积环境底层水中、在沉积物-水界面及其以下的一薄层内所发生的一切物理、化学或生物作用。b、浅埋成岩作用指同生作用之后一直到沉积物固结为止发生在沉积物内部的一切物理、化学或生物作用。在整个作用过程中，沉积物体积逐渐减小，密度逐渐增大，孔隙水通常都可通畅而缓慢地移动。 （2）、晚期成岩作用指沉积物固结之后的成岩作用，是已固结沉积岩的成分、结构和构造的进一步变化。按作用条件，可分为a、深埋成岩作用指已固结的沉积岩在上覆沉积物厚度进一步加大、温度进一步升高直到变质作用之前的所有作用。大体是当压力为0.150.2GPa，温度为150200，即将首次出现特征变质矿物(如浊沸石)作为该作用结束的标志。b、表生成岩作用指坚固沉积岩因盆地回返而逐渐上升到潜水面附近时受渗流和潜流大气降水影响所发生的作用。、压实和压融作用 沉积物（主要是物理沉积作用和复合沉积作用形成的沉积物）在上覆沉积物的重压下将会排除水分、减少孔隙，结果是密度加大、体积减小。原始沉积物的这种单纯机械压缩作用就称为压实作用。固态沉积物在高压诱导下的溶解作用称为压融。压融的直接结果是改变颗粒相互接触部位的形状或接触类型。溶蚀，沉积物、胶结物或任何已经存在的矿物被水局部溶解称为溶蚀，剩下来的部分就具有溶蚀结构。（4）、胶结作用 彼此分立的颗粒被胶结物焊接在一起的作用称为胶结作用。他是使陆源碎屑和生物碎屑、内碎屑、鲕粒等颗粒性沉积物固结的主要作用。主要是在早期成岩阶段进行。 在胶结作用中，从粒间水溶液中沉淀出来的，对分立颗粒起焊接作用的化学沉淀物称为胶结物（重要的沉淀空间是粒间孔隙）。常见的胶结物有硅质矿物（如石英）、方解石、赤铁矿、粘土、海绿石、石膏等，其次是菱铁矿、绿泥石、重晶石、沸石等。胶结类型：基底式胶结，被胶结颗粒彼此相距较远，互不接触而“漂浮”在胶结物（不会晚于同生期）背景中。基质支撑的缘故（粘土基质或泥晶等）。 孔隙式胶结： 沉积物为颗粒支撑，胶结物分布在粒间孔内，这时的胶结物可以是基质，但更典型的还是真正意义上的胶结物（多形成于浅埋成岩期）。 接触式胶结： 沉积物也为颗粒支撑，但胶结物只分布在颗粒之间的接触点附近，粒间孔内部仍是未被填充的孔隙。 悬挂式胶结： 当胶结物和它附着（或胶结）的颗粒具有一致的相对方位时称为悬挂式胶结或重力式胶结。 镶嵌式胶结： 只出现在沉积石英岩中，残留的少量粒间孔内虽然也有胶结物，但胶结物与被胶结石英的成分一致，晶格也是连续的，看起来颗粒均镶嵌在一起而没有胶结物显示，故也称无胶结物式胶结。胶结物的结构： 胶结物的结晶程度、晶体大小、形态、排列等形貌特征称为胶结物的结构。非晶质结构：胶结物为非晶质物质，在偏光显微镜下没有光性，通常是蛋白石、胶磷矿等胶体沉淀，大多为同生阶段形成。隐晶质结构：胶结物为显微隐晶质，其晶体极其细微，没有固定边界或边界模糊，在偏光显微镜下有光性反应，但干涉色很低。常见是玉髓或隐晶磷酸盐。显晶质结构：胶结物结晶很好，晶体形态清楚，在偏光显微镜下光性特征典型。可形成于整个成岩作用阶段。进一步划分如下： 微晶结构，胶结物晶体细小（5m）。 镶嵌粒状结构，胶结物晶体比较粗大，但小于粒间孔和被胶结颗粒。 枳壳状结构，胶结物晶体呈针状、锥状、柱状或片状、板状垂直被胶结颗粒表面生长，在薄片中，它们的长轴彼此平行或大体平行，貌似梳齿或草丛，故又称丛生状结构。加大边结构，又称共轴增生状结构，即胶结物与被胶结颗粒的成分相同、晶格连续，就好象被胶结颗粒向着粒间孔隙长大了一样。这时的胶结物称为被胶结颗粒的自生加大边、共轴增生边或简称为加大边。嵌晶结构，又称连晶结构，胶结物晶体粗大，一个晶体可占据或通过两个或两个以上相邻粒间孔。胶结物的世代性（略）（5）溶蚀和交代作用溶蚀：沉积物、胶结物或者任何已经存在的矿物被水局部溶解称为溶蚀，剩下来的部分就具有溶蚀结构。当新沉淀的矿物完全占据了铸模孔后，它就成了一个与被溶物大小和形态完全相同的实体，这个实体称为铸型、假象或假晶。交代：一种矿物直接置换另一种矿物的同时保持了被置换矿物的大小和形态的化学过程称为交代，能够显示这种置换关系的结构称为交代结构。漂浮自形晶结构交代残余结构 也称蚕食结构，即颗粒、基质或胶结物矿物被交代矿物或矿物集合体部分置换，而另一部分仍残留着，在交代和被交代矿物之间形成的一个不规则的蚕食状分界面。交代假象结构 这是交代残余结构的特殊表现形式，即交代矿物选择性地完全置换了被交代颗粒或矿物晶体形成了假象或假晶。假晶：在适宜条件下，在松软沉积物表面上形成的盐类和冰等物质