沉积岩石学复习资料.doc

沉积岩石学沉积岩sedimentary rock：它是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。沉积岩石学（sedimentary petrology）：沉积岩石学是研究沉积岩（物）的物质成分、结构造分类及其形成作用以及沉积环境和分布规律的一门科学。沉积学（sedimentology）是在沉积岩石学基础上逐渐发展起来的一个新的完整的独立的地学科，是研究沉积物和沉积岩的成分、成因与形成机制、沉积环境的科学。风化壳（Weathering crust）：由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已经风化了的地表岩石的表层部分盐岩是指由于含盐度较高的溶液或卤水，通过蒸发作用产生化学沉淀而形成的岩石。它们的主要组分都是盐类矿物，所以称为“盐岩”。（蒸发岩）牵引流搬运方式：溶解载荷、悬移载荷、推移载荷（床沙载荷）沃克（Walker，1975）的图解1当流动强度为P时，它所能滚动的砾石最大粒径为8cm，同时所悬浮的颗粒最大粒2.2mm。2当流动强度略小于P时，可使粒径为8cm和2.2mm的砾石同时沉积，从而形成双众数的砾岩。3当流动强度在P附近反复变动时，则可能形成粗、细砾石沉积的互层，其平均粒度分别为8cm和2.2mm。4如果流动强度急剧减少，则可能造成分选极差的多众数的砾、砂、粉砂和泥的混合沉积物。5沉积1mm砂粒所需的流动强度比沉积7cm砾石所需强度小得多，故在平均粒度为7cm的砾石沉积的孔隙中所充填1mm的砂，不可能是同时沉积物。（3） 碎屑物质在流水搬运过程中的变化1成分：不稳定组分逐渐减少，稳定组分则相应增加，同时其组分也就变得更加简单了。2碎屑颗粒度逐渐变小3碎屑颗粒的圆度逐渐变好4碎屑颗粒的球度也有所增高波基面（浪底） （wave base）波浪作用的下限，即波浪所影响的最大深度。胶体：一种物质的细微质点分散在另一种物质中的不均匀分散体系沉积分异作用:母岩风化产物，在搬运和沉积作用过程中，根据本身特征，在外部条件的影响下，按一定顺序分别堆积于一定程度上是可以划分开来的地表沉积带内，这种作用被称为沉积分异作用机械沉积分异作用：碎屑物质在搬运和沉积过程中，根据粒度、密度、形状和成分等特征发生先后沉积的现象化学沉积分异作用：溶解物质（包括胶体溶液物质和真溶液物质），在搬运和沉积过程中，根据其本身的化学性质（主要是其在溶液中化学活泼性或溶解度大小），从溶液中按一定先后顺序沉淀出来的现象。机械沉积分异作用 化学沉积分异作用砂和粉砂阶段 铁的氧化物阶段粘土沉积阶段 碳酸盐阶段已基本结束 硫酸盐及卤化物阶段机械沉积分异作用 化学沉积分异作用意义地质意义：(1)两种分异作用结束，形成各类碎屑岩、化学沉积岩及各种沉积矿产；(2)两种分异作用越彻底，各类沉积岩的成分上和结构上成熟度越高，也就越容易形成各种沉积矿产；(3)若分异受到各种因素干扰而进行不好，就会出现各种过渡性岩石，这对沉积矿产的形成极为不利。沉积后作用：泛指沉积物形成之以后，到沉积岩遭受风化作用和变质作用之前这一演化阶段的所有变化或作用。成岩作用（diagenesis）：沉积物转变沉积岩所发生的一系列变化。同生作用（syngenesis）：指沉积物刚刚形成以后而尚与上覆水体相接触时的变化准同生作用（penesyngenesis）：主要是指潮上带的疏松碳酸钙沉积物被高镁粒间盐水白云化的作用表生作用：指沉积物抬升到近地表，在潜水面以下常温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水（包括上升水）的影响下所发生的变化。成岩作用）：指上覆沉积物不断增加使早期沉积物逐渐被掩埋，直至基本上与上覆水体脱离，使沉积物在新的物理化学条件下，产生新的平衡，致使疏松的沉积物固结成岩的全部变化过程沉积岩构造：沉积物在沉积时，或沉积之后，由于物理作用、化学作用及生物作用所形成的各种构造原生沉积构造（primary sedimentary structures）：在沉积过程中产生的并受沉积条件所控制的沉积构造沉积岩构造的研究意义1确定沉积环境2确定地层的顶底和层序3分析恢复水流系统、指出水流状态波痕：波痕是风、水流或波浪等在非粘性的砂质沉积物表面运动所形成的一种波状起伏的层面构造。波痕研究意义（1）根据波痕类型可以了解岩石形成条件。（2）不对称波痕指示介质的流动方向。（3）浪成波痕可指示地层的顶底。（4）海、湖波痕在平面上的分布有平行滨线的趋势。（5）波痕的形态和分布，是识别沉积环境的重要依据纹层（Lamina）：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。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组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。（1）水平层理（horizontal bedding）1特点：纹层呈直线状互相平行，且平行于层面。主要产于泥质岩、粉砂岩以及泥晶灰岩中2成因与环境：在比较弱的水动力条件（静水）下，由悬浮物质或溶解物质先后沉淀而成。出现在低能环境中，如深湖、泻湖、深海等环境。（2）平行层理（parallel bedding）1成因与环境：在较强的水动力条件下，连续滚动的砂粒产生粗细分离而形成水平纹层。一般出现在急流或高能环境中，如河道、湖岸、海滩等环境。2特点：纹层平行而又几乎水平，主要产于砂岩中。交错层理（cross bedding）：在层的内部边一组倾斜的细层（前积层）与层面或层系界面相交。又称斜层理。板状交错层理（tabular cross bedding）层系之间的界面为平面而且彼此平行，纹层与层系界面斜交。大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。楔状交错层理（wedge-shaped cross bedding）层系界面为平面，且互相不平行，层系厚度变化明显呈楔形槽状交错层理（trough cross bedding）层系底界为槽形冲刷面，纹层顶部被切割。波状交错层理（wave cross bedding）层系界面为波状起伏的曲面，上下界面可平行，也可不平行或相交，但总的延伸方向与层面平行。韵律层理（rhythmic bedding）由成分、结构和颜色不同的薄层作有规律地重复出现而组成的。递变层理又称粒序层理（graded bedding），是具有粒变递变的一种特殊层理，分正粒序、逆粒序和双向粒序层理研究意义：（1）有助于正确划分和对比地层、恢复地层产状。（2）交错层理是最有价值的指向构造，可以确定古水流系统。（3）根据层理类型，可以推断沉积环境。叠瓦状构造（imbricated structures）主要是指扁平砾石在流水的作用下均向同一方向排列的现象。准同生变形构造（penecontemporaneousdeformation structures）是指沉积物沉积后，在固结成岩之前处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造。砂球和砂枕构造：（ ball and pillow structure）是指砂岩层断开并陷入泥岩中形成的许多紧密或稀疏排列的椭球状或枕状块体。滑塌构造（slump structure）是指斜坡上未固结的沉积物在重力作用下发生滑动而形成的变形构造。包卷层理（构造）（convolute bedding）或称包卷构造、旋卷层理、扭曲层理、揉皱层理、卷曲层理等，是指在一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象。碟状构造和柱状构造（dish structures and chimney-like structure）快速堆积的松散沉积物中，孔隙水向上泄出，引起颗粒的位移和重新排列，形成泄水构造（water-escape structure），如碟状构造（dish structures）、柱状构造（chimney-like structure）泥裂（干裂）（mud crack）它是沉积物露出水面时因曝晒干涸所产生的收缩裂缝。冲刷痕 （scour mark）水流在泥质沉积物表面流动时冲刷出来的痕迹称为冲刷痕。槽痕与槽模（flute mark and flute cast）水流在泥质沉积物表面冲刷而形成的不连续的长形小凹坑为槽痕。压刻痕水流所携带的物体在松软的沉积物表面上运动时所刻蚀或刻划出来的痕迹称为压刻痕或工具痕（tool mark）。晶体印痕与假晶（crystal imprints and crystal pseudomophos）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的结晶体后来由于溶融、溶解作用等而消失，而在层面上留下特殊的晶体印痕或充填形成假晶。（石盐晶体的形成环境：盐湖、盐沼、潮坪石盐假晶的出现说明：石盐晶体生长时水体盐度增高，埋藏后孔隙水的盐度降低。（晶体印痕一般在泥质沉积物中容易保存。鸟眼与窗孔构造（bird-eye，fenestral structures）主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑灰岩、砂屑灰岩中的原生小孔洞，被亮晶方解石或硬石膏充填。（主要出现在潮上带和潮间带上部的沉积物中。成因：气泡成因、收缩成因、生物成因等）示顶底构造（geopetal structure）在碳酸盐岩的原生孔洞中，有两种不同的充填物，在孔洞的底部或下部，为泥屑、粉屑等内碎屑充填，色较暗；孔洞的顶部或上部为亮晶方解石充填，色较浅，两者之间界面平直，能表示岩层的顶和底。具有叠层构造的岩石称叠层石（stromatolite）杂基：碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，粒度一般小于 0.03mm（5）。胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。成熟度指碎屑物质在风化、搬运过程中，被改造趋向于最终产物的程度。成分成熟度指碎屑物质成分上被改造趋向于最终产物的程度杂基的类型原杂基代表原始沉积状态的杂基，泥质结构。正杂基原杂基经成岩作用明显重结晶的产物，粘土矿物显微鳞片结构。似杂基碎屑岩中一些与杂基结构极为相似的细粒组分，在成因上与杂基完全不同。1. 基底胶结填隙物（杂基）含量较多，碎屑颗粒在杂基中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为原杂基（或正杂基）。2. 孔隙胶结最常见的颗粒支撑结构，碎屑颗粒构成支架状，颗粒之间多呈点状接触，胶结物充填在碎屑颗粒之间的孔隙中。3. 接触胶结亦为一种颗粒支撑结构，颗粒之间呈点接触或线接触，胶结物含量少，分布于碎屑颗粒相互接触的地方，孔隙中无胶结物。4镶嵌胶结在成岩期的压固作用下，特别是当压溶作用明显时，砂质沉积物中的碎屑颗粒会更紧密地接触，颗粒之间由点接触发展为线接触、凹凸接触，甚至形成缝合线接触。结构成熟度指碎屑物质结构上被改造趋向于最终产物的程度。 鲕粒：一种由核心和包壳组成的粒径小于2mm的球形或椭球形颗粒。球粒：由微晶碳酸盐矿物组成的不具内部构造的、表面光滑的球形或卵形颗粒藻包粒：大小不等、外形不规则的球形颗粒核形石：也称藻灰结核，为球状叠层石碳酸盐岩中胶结物与泥晶重结晶的区别：（1）胶结物存在于分选、磨圆较好，颗粒彼此相接触的孔隙内（即颗粒支撑的孔隙内）（2）胶结物矿物晶体清澈透明，通常不含杂质（3）胶结物可与泥晶组成的颗粒共存，但不与发生重结晶的泥晶基质共存（4）胶结物与颗粒之间的接触界线较分明（5）胶结物通常表现为世代胶结，或为新月型、重力悬挂型、渗流砂型、再生边型（6）胶结物晶间界面为平直的贴面结合关系生物格架一般是指原地生长的群体生物（如珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等）以其坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架。鲕粒成因：1有机成因说：与藻类及细菌作用有关。2无机成因说：在碳酸盐过饱和且扰动的环境中，溶液中析出的钙（文石）围绕被搅起的质点而沉淀。成因受控于两个因素：搅动强度（a）与水流强度（c）（1）ac1）.ac 全为正常鲕2）.ac 全部成鲕，且有表皮鲕存在鲕粒（多为表皮鲕）的最大核心为c，最大鲕粒（表皮鲕和正常鲕）都一样为a（2）cmixacmax鲕粒和非鲕粒都存在，最大的非鲕粒为c，最大的鲕粒为a。（3）a90%，含少量长石和燧石等岩屑，重矿物含量极少。（2）石英大都为单晶石英，磨圆好，分选好，缺少泥质。（3）几乎所有的石英都含有包裹体。（4）长石主要是微斜长石、正长石和钠长石。（5）岩屑可能只包含少量磨蚀好的燧石和石英岩等。（6）胶结物大多为硅质，次为钙质、铁质及海绿石等。（7）化学成分：SiO2含量高，可达99%，甚至更高。（8）颜色：大多为灰白色，有些略带浅红、浅黄、浅绿等色调，主要取决于胶结物的颜色。（9）沉积构造：波痕、交错层理。长石砂岩（Arkose sandstnes）（1）主要由石英和长石组成，Q25%，R25%，以钾长石和酸性斜长石为常见。（4）含有大量云母碎屑，白云母和黑云母都常见，含量高达10%以上。（5）岩屑在长石砂岩中通常作为附属成分。（6）重矿物一般比石英砂岩类含量高，可达1%，成分较复杂。（7）含有少量粘土基质。（8）胶结物常为钙质，有时为铁质，硅质较少。（9）化学成分与其花岗质母岩极其相似，富含Al2O3和K2O。（10）粒度一般较