沉积岩石学重点内容.doc

1、 沉积岩(sedimentary rock)是组成岩石圈的三大类岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)之一。它是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等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。2、 沉积岩石学(sedimentary petrology)是研究沉积岩(物)的物质成分、结构构造、分类及其形成作用，以及沉积环境和分布规律的一门科学。3、 风化作用（weathering）是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。4、 影响造岩矿物风化稳定性的因素：与它们的结晶温度有关；与其化学成分的化学活泼性（主要是在水中的溶解能力）有关；与其晶体构造特征及化学键强度有关。5、 母岩风化的阶段性：破碎阶段(碎屑阶段)；饱和硅铝阶段；酸性硅铝阶段(粘土型风化作用)；铝铁土阶段(红土型风化作用)。6、 母岩风化产物的类型：碎屑残留物质，母岩的岩石碎屑或矿物碎屑，是碎屑沉积岩的主要原始物质；新生成的矿物，是在化学风化作用过程中新生成的一些矿物，是构成粘土岩及其他沉积岩的主要原始物质；溶解物质，主要是指在化学风化过程中被溶解的那些成分，形成化学岩、生物化学岩或生物岩。7、 层流（laminar flow）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，彼此不相掺混。紊流（turbulent flow）一种充满了漩涡的急湍流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混。雷诺数(Re) = 惯性力 / 粘滞力 = V2d2/Vd = Vd/ V水的流速，d颗粒直径，水的密度，动力粘滞系数佛罗德数 Fr = 惯性力 / 重力 = V2 / Lg8、 牵引流(Traction current)符合牛顿流体定律的流体。其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流和波浪流等。 沉积物重力流(Gravity flow)在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。9、 牵引流的搬运力包括推力和载荷力；推力(牵引力)与流速有关；载荷力(负荷力)与流量有关。推力大不一定负荷力大，反之亦然。 牵引流搬运方式：溶解载荷、悬移载荷、推移载荷或床沙载荷。 重力流（为密度流）搬运的驱动力主要起因于重力，搬运方式为悬移载荷。10、 颗粒开始搬运水流速度大于继续搬运流速 直径为0.05-2mm的颗粒所需的开始搬运流速最小，而且与沉积临界流速相差也不大，表明砂粒质点在被流水搬运时很活跃，容易搬运，也容易沉积，故呈跳跃式前进。 直径大于2mm的颗粒，其搬运与沉积的流速接近，但两者都是随着粒径增大而增加，故砾石不能长距离搬运，沿河底呈滚动搬运。 直径小于0.05mm的颗粒，开始搬运的流速与继续搬运流速相差很大，因而粉砂和粘土物质一经搬运，就呈悬浮状态不易沉积，而沉积后又不易搬运。11、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径为2.2mm。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。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。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。沉积1mm砂粒所需的流动强度要比沉积7cm砾石所需强度小得多，因此，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。12、沉积分异作用(Sedimentary Differentiation)母岩的风化产物在搬运和沉积过程中根据本身特性，在外部条件的影响下，按照一定顺序分别堆积在一定程度上是可以分开的地表沉积带内。13、机械沉积分异作用(mechanical sedimentary differentiation)碎屑物质在搬运和沉积过程中，当介质运动的速度和运移的能力在一定的方向上作有规律的变化时，它们也相应按照颗粒大小、密度和形状发生分异，依次沉积。14、正常沉积作用：正常情况或条件下发生的搬运和沉积作用，这一作用过程是缓慢的、均变的。 事件沉积作用：指事件性的、阵发性的或灾变性的搬运和沉积作用。这类作用的发生和发展可能是瞬间的、短暂的，但其作用过程是快速的。15、成分成熟度：指以碎屑岩中最稳定组分的相对含量来标志其成分的成熟程度。16、沉积构造(sedimentary structure)是指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积以后由物理作用、化学作用、生物作用在沉积物内部或者沿着沉积物与流体界面所形成的。17、波痕（ripple mark）是风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。流水波痕（current ripple）成因：由定向流动的水流形成，见于河流和存在有底流的海、湖近岸地带。特点：波峰波谷均较圆滑，呈不对称状，RSI2，RI5（815），陡坡倾向指示水流方向。浪成波痕（wave ripple）成因：由波浪作用于沉积物表面所形成的，也称为摆动波痕，常见于海、湖浅水地带。特点：波峰尖锐、波谷圆滑、形状对称，RSI1，RI=413（多为67）。风成波浪 (aeolian ripple) 成因：由定向风形成的，常见于沙漠、海或湖的滨岸沙丘沉积中。特点：呈不对称状(极不对称)，不对称度比流水波痕更大，RI=1070，陡坡倾向与风向一致。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18、层理（bedding）岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变和渐变而显现出来。19、水平层理和平行层理 共同点：特点：纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面。 不同点：水平层理（horizontal bedding）主要产于泥质岩、粉砂岩以及泥晶灰岩中，是在比较弱的水动力条件下，由悬浮物沉积而成。出现在低能环境中，如深湖、泻湖、深海等环境。 平行层理（parallel bedding）主要产于砂岩中，是在较强的水动力条件下，高流态中由平坦的床沙迁移而成的。一般出现在急流或高能环境中，如河道、湖岸、海滩等环境。20、板状交错层理：层系之间的界面为平面而且彼此平行。大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。楔状交错层理：层系之间的界面为平面，但不互相平行，层系厚度变化明显呈楔形。常见于海、湖浅水地带及三角洲地区。槽状交错层理：层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。多见于河流环境中。21、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。22、结核是岩石中自生矿物的集合体。类型：同生结核：与沉积作用同时形成的，结核不切穿层理，而是层理绕过结核呈弯曲状。 成岩结核：成岩阶段物质重新分配的产物。它既可以切穿层理，又可见层理绕过结核呈弯曲状。 后生结核：形成于沉积物固结成岩以后，常沿裂隙带和层理分布，故它切穿层理而无层理弯曲现象。23、克里宁的3个端元：石英+硅质岩屑（代表岩石成熟度）；长石+高岭石（代表母岩性质）；云母+绿泥石（表示构造变动强度） 缺点：没有考虑岩屑，而很多云母和绿泥石常常是在成岩和后生阶段由粘土矿物转变而成的，并非原生陆源物质。福克的3个端元：石英+硅质岩(Q)表示沉积来源；长石+火成岩屑(F)表示火成来源；云母+变质岩屑(M)表示变质来源 缺点：（1）把云母看成都是变质成因的；（2）把岩屑分成火成及变质两类，复杂化。吉尔伯特的砂岩分类：粘土基质10%的，分选不好的混杂砂岩杂砂岩；粘土基质15%的杂砂岩；基质 搬运水流的强度 形成正常鲕或表皮鲕水动荡强度 介于 最大和最小颗粒的搬运水流的强度 鲕粒多为表皮鲕。水动荡强度 搬运水流的强度 无鲕粒形成29、福克分类 优点：1、把碎屑岩的结构观点系统地引进到碳酸盐岩分类方案中；2、首先提出异化颗粒和异常化学岩的观点，从而打破了石灰岩的陈旧一统的“化学岩”的概念。 3、创建了一套全新的石灰岩结构分类和术语系统。缺点：1、三端元中“亮晶”不是独立的组分， 2、分类中未考虑重结晶作用。3、综合分类表中“清规戒律”太多，制造了不必要的人为的麻烦。4、使用了非描述性的成因术语，30、邓哈姆的分类优点：1、简明扼要，有高度的概括性。2、与福克的分类相比，增加了一类结晶碳酸盐岩。 缺点：术语系统比较别扭和欠严谨，如“泥岩”易与粘土岩中的“泥岩”相混；在四类颗粒-泥岩岩石中无确切的定量标志。31、毛细管浓缩作用准同生白云化作用 在现代热带地区的潮上带，刚沉积不久的表层沉积物，主要是文石。这些沉积物还是疏松的，其粒间充满着水。这些粒间水，在开始阶段是正常的海水。由于气候干热，蒸发作用强烈，这些粒间水就不断地向空气中散发。与此同时，海水又通过毛细管作用，源源不断地补充到这些疏松的沉积物的颗粒之间。久而久之，这些粒间水的含盐度就变大了，正常的海水就变成了盐水。从这种盐水中首先沉淀出来的是石膏，也可能还有一些其他盐类矿物。石膏的沉淀使粒间水或表层积水的Mg/Ca比率大大提高。正常海水的Mg/Ca约为3:1-4:1，而干热地区潮上地带表层沉积物的粒间水或表层积水，其Mg/Ca可达20:1，甚至更高。这种高镁的粒间盐水或表层水经常与文石颗粒相接触，将不可避免地使文石被交代，被白云化，使文石转化为白云石。32、回流渗透白云石化作用 在潮上地带形成的高镁粒间盐水，当其对表层沉积物的白云化基本完了时，产生这种高镁盐水的地质条件还仍然持续存在，那么多余的高镁盐水必然会向下回流。这种向下回流渗透的高镁盐水，在其穿过下伏的碳酸钙沉积物或石灰岩时，必然会使它们发生白云石化，从而形成白云岩或部分白云化的石灰岩。33、成岩作用的主要类型：溶解作用，矿物的转化作用，重结晶作用，胶结作用，交代作用，压实及压溶作用。34、相是沉积环境及在该环境中形成的沉积岩(物)特征的综合。沉积相模式：以相序递变规律为基础，以现代沉积环境和沉积物特征的研究为依据，从大量的研究实例中，对沉积相的发育、演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。沉积体系：受同一物源和同一水动力系统控制的、成因上有内在联系的沉积体或沉积相在空间上有规律的组合。35、拉波特河流分类：分叉参数弯度指数单河道（河道分岔参数1）低弯度（弯度指数1.5）曲流河（蛇曲河）网状河特征风暴岩浊积岩