沉积岩石学复习资料

2 沉积岩的原始物质来源 1 陆源物质 母岩的风化产物 2 生物源物质 生物残骸和有机物质 3 深源物质 火山碎屑物质和深部卤水 4 宇宙源物质 陨石 3 风化作用的概念和类型 风化作用就是指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 风化作用按其性质可以分为 物理风化作用 化学风化作用和 生物风化作用 4 常见矿物抗风化能力强弱及其主要原因 1 石英在风化作用中稳定性最高 它几乎不发生化学溶解 作用 一般只发生机械破碎 因此 石英就成了碎屑沉积岩中最主要的造岩矿物 2 长石的风化稳定性 次于石英 钾长石稳定性较高 多钠的酸性斜长石次之 中型斜长石又次之 多钙的基性斜长石最低 因 此 在沉积岩中钾长石多余斜长石 基性斜长石的风化稳定性比酸性的药低 3 在云母类中 白云母的 抗风化能力较强 风化过程中主要是析出钾和加入水 先变为白云母 最后变成高岭石 4 橄榄石 辉 石 角闪石等铁镁硅酸盐矿物 他们的抗风化能力比石英 长石 云母都低得多 其中以橄榄石最易风化 辉石次之 角闪石又次之 5 各种粘土矿物 本来就是风化条件下或沉积环境中生成的 故在风化带中 相当稳定 但在一定条件下 会转变为更稳定的矿物 6 各种碳酸盐矿物 风化稳定性甚小 很容易溶 于水并顺水转移 因此 在碎屑沉积岩中很难看到它们 7 各种硫酸盐矿物 硫化物矿物 卤化物矿物 它们的风化稳定性最低 最易溶于水 呈溶液状态流失走 原因 各种矿物的风化稳定性 不仅取决于它 们的化学成分 还取决于它们的晶体构造 矿物的键强度总数越大 其风化稳定性越高 5 常见岩石抗风化能力强弱及其主要原因 查课件 6 风化过程中各种元素的转移顺序 1 最易转移的 Cl Br I S 数量级别 N 10 2 易转移的 Ga Na Mg K 数量级别 N 3 可转移的 SiO2 硅酸盐 P Ti Mn 数量级 N 10 1 4 略可转移的 Fe Al Ti 数量级 N 10 2 5 基本上不转移的 SiO2 石英 数量级 N 10 无穷 7 母岩风化产物的主要类型 1 碎屑残留物质 主要是指母岩的岩石碎屑或矿物碎屑 在风化作用的 第一阶段 这种碎屑残留物质最发育 到第四阶段 这种物质就很少了 只有石英才可能留下来 这种物 质在初始阶段大都残留在母岩区 后可能被搬运走 碎屑残留物质是碎屑沉积岩主要的原始物质成分 2 新生成的矿物 这主要是指在化学风化作用过程中新生成的一些矿物 这些物质在初始阶段也大都 存在于母岩的风化带中 所以常被称为 化学残余物质 3 溶解物质 主要是指母岩在化学风化作用 过程中被溶解的成分 这些物质大都呈真溶液或胶体溶液状态顺水流走 8 碎屑物质在流水中的搬运方式 流水搬运碎屑物质的方式 即碎屑载荷的形式 主要有两种 即推移搬 运 或滚动搬运或称推移载荷 和悬浮搬运 或悬移搬运或称悬浮载荷 至于跳跃搬运 它基本属于推 移 或滚动 搬运 1 较粗的碎屑大都沿流水的底部移动 滚动或跳跃式前进 2 较细的碎屑 如 粉砂和粘土 在流水中常呈悬浮状态搬运 9 尤尔斯特隆图解的含义 1 颗粒开始搬运的水流速度要比继续搬运所需的流速大 这是因为始流速 度不仅要克服颗粒本身的重力 还要克服颗粒间的吸附力才能发生移动 2 0 05 2mm 的颗粒所需始流 速度最小 而且始动流速与沉积临界流速相差也不大 这说明沙粒质点在流水中搬运时活跃 容易搬运也 容易沉积 故常呈跳跃式前进 3 大于 2mm 的颗粒其搬运与沉积的两个流速曲线更接近 但两者的流 速值也都是随着颗粒粒径的增大而增加 故砾石不能长距离被搬运 并多沿河底呈滚动式前进 4 小于 0 05mm 的颗粒 两个流速相差很大 因而粉砂 0 05 0 005mm 和粘土 小于 0 005mm 物质一经流 水搬运 就长期悬浮于水体之中不易沉积下来 而且它们沉积之后又不容易呈分散质点再搬运 即使水流 发生剧烈改变 也只是冲刷成粉砂质或泥质碎块继续搬运 故在海洋和湖泊的波浪带的沉积物种冲刷的 泥砾 是常见的 10 碎屑物质在流水搬运中的变化 1 成分上的变化 在母岩的风化作用过程中 尚未彻底风化的那些 不稳定成分 在流水的搬运作用过程中还要继续的遭受风化或迫害 或者转变成为更稳定的新矿物 引起 变化的主要是流水以及流水中各种酸的溶蚀作用 2 碎屑的粒度逐渐的变小 引起碎屑颗粒粒度变小的 主要外在因素是碎屑在流水的搬运过程中 碎屑与碎屑之间 碎屑与河床及河岸之间的相互撞击和摩擦作 用 总的趋势是由大变小 3 碎屑的圆度也逐渐变好 碎屑颗粒的圆度变好的主要因素是磨蚀作用 不 同性质的碎屑 在相同的搬运条件下 磨圆增高的速度是不同的 但总体趋势是圆度逐渐变好 4 碎屑 的球度也有所提高 但在一些变化中不明显 5 碎屑物质在流水的搬运过程中 其不稳定成分逐渐变小 粒度也逐渐变小 圆度逐渐变好 是变化的总趋势 11 浪基面 浪底 的概念 波浪作用的下限 即波浪所能影响的最大深度 叫做 浪底 也叫 浪基面 或者 波基面 12 与流水的搬运和沉积作用相比 风的搬运和沉积作用的特点 1 由于空气的密度比水小得多 故风 的搬运能力也远比水小 在同样的速度下 风的搬运能力约为流水的 1 300 因此在一般情况下 风只能 搬运较细粒的碎屑物质 2 由于风的搬运能力有限 所以它对搬运物质的选择性就比较强 因此风成沉 积的粒度分选性较好 3 由于空气的密度较小 所以碎屑物质在搬运过程中 相互之间的碰撞和磨蚀 以及它们与地表之间的的相互碰撞和磨蚀 都比较强 因此较粗的风成沉积物的圆度都比较好 而且常具 霜状表面 有时还具特殊的棱面 13 胶体溶液物质搬运和沉积的机理 引起胶体质点搬运和沉积作用的主要因素是同种电荷的胶体质点之 间的相互排斥力 这是胶体质点仅在重力的影响下难以沉积的根本原因 假如胶体质点的电荷在某些因素 的影响下被中和了 他们之间的相互排斥力就消失了 则它们就会相互凝聚为较大的质点 并在重力的作 用下迅速下沉 成为胶体沉积物 这是胶体溶液物质沉积的根本原因 14 真溶液物质搬运和沉积的主要控制因素 真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是它们的溶解 度 即溶解度越大 越易搬运 越难沉积 反之 溶解度越小 则越易沉积 越难搬运 而 Fe Mn Si Al 等溶解物质的溶解度较小 易于沉积 在它们的搬运和沉积作用中 水介质的各种物 理化学条件的影响十分重要 15 机械沉积分异作用与化学沉积分异作用的概念 1 机械沉积分异作用 碎屑物质在流水的搬运及沉 积作用的过程中 根据粒度 密度 形状和成分等特征发生先后沉积的现象 2 化学沉积分异作用 溶 解物质 按其本身的化学性质 主要是其在溶液中的化学活泼性或溶解度大小 从溶液中沉积出来的难易 程度是有差别的 即它们从溶液中沉积出来时有一定的先后顺序的 如此 原来共存于溶液中的成分 在 其搬运和沉积作用的过程中 就逐渐的发生了分异现象 而逐渐的分离开来 这就是溶液物质在其搬运及 沉积作用过程中的分异作用 也叫化学分异作用或化学沉积分异作用 16 机械沉积分异作用与化学沉积分异作用的关系及地质意义 关系 机械沉积分异作用与化学沉积分异 作用 这是自然界中两种并存的沉积分异作用 一般说来 机械沉积分异作用进行的比较早 化学沉积分 异作用进行较晚 机械沉积分异作用的砂和粉砂阶段 大致与铁的氧化物阶段即化学沉积分异作用的开始 阶段相当 机械分异作用的最后阶段即粘土沉积阶段 大致与化学沉积分异作用的碳酸盐阶段相当 待化 学沉积分异作用进行到硫酸盐即卤化物阶段时 机械沉积分异作用已基本结束了 故蒸发岩中很少有碎屑 混入物 意义 这两分异作用的结果 就形成了各种类型的机械沉积岩及化学沉积岩以及相应的各种 沉积矿产 分异作用进行得越彻底 各种类型的沉积岩在成分上及结构上的成熟度就越高 从而就越容易 形成各种沉积矿产 相反 如果沉积分异作用由于各种因素的干扰进行的不够好 则各类的混合沉积岩或 过度类型的沉积岩就会大量出现 这对沉矿产的生成是不利的 当然 沉积分异作用只是沉积岩与沉 积矿产的生成机理之一 但不是唯一的 我们应当以具体分析的态度对待这一沉积作用机理 17 各种波痕 流水波痕 浪成波痕 的特征及其反应的沉积环境 查课件 1 流水波痕 有定向流 动的水流形成的 见于河流和存在有底流的海 湖近岸地带 其特点是 波峰 波谷均较为圆滑 呈不对 称状 不对称指数大于 2 或 2 5 波痕指数大于 5 大多为 8 15 陡坡倾向指示水流方向 流水波痕按其 大小及形态可以分为 小型的 波长小于 0 6M 大型的 波长为 0 6 30M 巨型的 波长大于 30M 由于大型和巨型流水波痕的表面容易被流水侵蚀 而只留下内部构造 所以沉积物中常见小型流水波痕 随着流动强度的增大 波脊由平直变成波曲形 链形 舌形 新月形 平直状波脊的波痕从深水区浅水区 都可出现 波曲形 舌形波脊 常出现在浅水区 菱形波痕为两组不同方向的波脊相交似菱形 是在高流 速并有回流作用或极浅水区有流水相互干扰的条件下形成的 所以菱形波痕出现在河流边滩 海滩 潮坪 及浅湖等浅水环境中 2 浪成波痕 一般是由波浪作用与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 浪成波痕分为对称与不对称的两种 前者的特点是 波脊两侧对称 波峰尖锐 波谷 圆滑 大多数波脊平直 部分出现分叉 波长为 0 9 200CM 波高为 0 3 23CM 波痕指数为 4 13 大多数为 6 7 不对称的浪成波痕 外形上与直线型流水波痕相似 波长为 1 5 105CM 波高为 0 3 20CM 波痕指数为 5 16 大多数在 6 8 之间 不对称指数为 1 1 3 8 18 槽痕与槽模的形成过程 特征及其反映的沉积环境 1 槽痕是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 凹坑最深可达几厘米 长从几厘米到十几厘米 其上游端陡而深 向下游变宽变浅 逐渐与沉积物表面齐平 2 槽模是一些规则而不连续的舌状突起 突起稍高的一段呈浑圆状 向另一端 变宽 变平逐渐并入底面 槽模的大小和形状是变化的 可以成舌状 锥状 三角形等 形态上可对称或 不对称 最突出的部分是原侵蚀最深的部分 高从几毫米到 23CM 槽模长数厘米到数十厘米 槽模可以 孤立或成群出现 但多数是成群的 顺着水流方向排列 而浑圆突起端则迎着水流方向 19 各种层理 水平层理与平行层理 比较 板状交错层理 楔状交错层理与槽状交错层理 冲洗交错层 理 羽状交错层理 丘状交错层理 洼状交错层理 块状层理 粒序层理 的特征及其反映的沉积环境 1 水平层理与平行层理的共同特点是纹层呈直线状相互平行 并平行于层面 但两者的形成条件和岩 性有很大的差异 水平层理主要产于细碎屑岩和泥晶灰岩中 细层平直并与层面平行 细层可连续或断续 细层约 0 1MM 至几毫米 水平层理是在比较弱的水动力条件下 由悬浮物沉积而成 因此 它出现在低 能的环境中 如湖泊深水区 泻湖及深海环境 平行层理主要产于砂岩或颗粒石灰岩中 是在较强的水动 力条件下 高流态中有平坦的床沙迁移 床面上连续滚动的沙粒产生粗细分离而显出的水平细层 平行层 理一般出现在急流及能量高的环境中 如河道 湖岸 海滩等环境中 常与大型交错层理共生 2 板状交错层理 层系之间的界面为平面而且彼此平行 单层呈板状 板状交错层中前积纹层 在平 行于流动方向的剖面上与界面斜交 在垂直于流动方向上的剖面上则表现为与界面大致平行的平直纹层 大型板状交错层理在河流沉积中最为典型 3 楔状交错层理 层系之间的界面为平面 但不相互平行 层系厚度变化明显呈楔状 楔状交错层理 中的前积纹层 在平行于流动方向的剖面上与界面斜交 在垂直于流动方向的剖面上与界面大致平行或斜 交 常见于海 湖浅水地带及三角洲地区 4 槽状交错层理 层级底界为槽型冲刷面 纹层在顶部被切割 在垂直于流动方向上的剖面上 前积 纹层和下界面表现为槽型 两者大致相互平行或相交 而且总与上界面相交 凹槽的形态可以是对称的或 不对称的 其长轴的倾向于流动方向一致 5 冲洗交错层理 也称低角度交错层理 当波浪破碎后 继续向还海岸传播 在海滩的滩面上 产生 向岸和离岸往复的冲洗作用 形成冲洗交错层理 又称为海滩加积层理 特征是 层系界面成低角度相交 一般为 2 10 度 相邻层系中的细层面倾向可相同或相反 倾角不同 组成细层的碎屑物粒度分选好 并 有粒序变化 含重矿物多 细层倾向延伸较远 层系厚度变化小 在形态上多成楔状 以向海岸倾斜的层 系为主 该层理常出现在后滨 前滨带及沿岸沙坝等沉积环境 6 羽状交错层理 是一种特殊类型的交错层理 其特点是 纹层平直或微向上弯曲 相邻斜层系的纹 层倾向相反 延伸至层系界面 彼此呈锐角相交 呈羽毛状或人字状 这种层理是在具有反向水流存在的 情况下形成的 常见于河流入湖 海的三角洲地带 7 丘状交错层理 是由一些大的宽缓波状层系组成 外形上像隆起的圆丘状 向四周缓倾斜 底部与 下伏泥质层系底界面 细层倾向呈辐射状 倾角一般小于 15 度 在一个层系内 横向上有规律的变厚 在垂直断面上它们像 扇形 倾角有规律的减小 层系之间的低角度的截切浪成纹层分开 丘状交错层 理主要出现于粉砂岩和细砂岩中 常有大量云母和碳屑 也可能出现于碳酸盐中 形成过程中 尚未从 自然界中直接观察到 8 洼状交错层理 是彼此以低角度交切浅洼坑 浅洼坑内充填的细层与浅洼坑底界面平行 而向上变 成很缓的波状并近于平行的层理 形成过程中 尚未从自然界中直接观察到 9 块状层理 层内物质均匀 组分和结构上无差异 不显细层构造的层理 称为块状层理 在泥岩及 厚层的粗碎屑岩中常见 一般认为其是由悬浮物的快速堆积 沉积物来不及分异而不显细层 另外也可由 沉积物的重力流快速堆积而成 或者由强烈的生物扰动 重结晶或交代作用破坏原生层理所形成 10 递变层理 是具有粒度递变的一种特殊层理 又称为粒序层理 层理中不显示纹层 只有构成颗粒 的粗细在垂向上的连续变化 按递变趋势 其可分为 从层的底部至顶部 粒度由粗变细的称为正粒序 反之 为逆粒序 若正逆粒序呈渐变性衔接称双向粒序 另外 按粗细颗粒的分布特征 粒序层理还 可分为粗尾粒序和配分粒序 粗尾粒序是在整个递变层中 细颗粒只作为粗颗粒的基质存在 递变只由粗 颗粒的大小显示 配分粒序是在粗颗粒之间没有细颗粒基质 粗颗粒呈递变式分开 20 各种准同生变形构造 重荷模 包卷层理 滑塌变形构造 泄水构造 的特征及其反映的沉积环境 1 重荷模又称为负荷构造 是指覆盖在泥岩上的砂岩底面上的圆丘状或不规则的瘤状突起 它是由于 下伏饱和水的塑性软泥承受上覆砂质层的不均匀负荷压力而使上覆的砂质物陷入到下伏的泥质层中 同时 泥质以舌状或火焰形向上穿插到上覆的砂层中 重负荷在形状上不规则 缺乏对称性和方向性 它不是铸 造的 而是砂质向下移动和软泥补偿性的向上移动使两种沉积物在垂向上再调整所产生的 2 包卷构造 或包卷层理 是在一个层内的层理揉皱现象 表现为有连续的开阔 向斜 和紧密 背斜 所组成 其细 层扭曲很复杂 但层是连续的 没有错断和角砾化现象 而且一般只限于一个层内的层理形变 而不涉及 上下层 一般细层向岩层的底部逐渐变正常 向顶部扭曲细层被上覆层截切 表明层内扭曲是发生在上覆 层沉积之前 其成因主要有 沉积层内的液化 在液化层的横向流动产生了细层的扭曲 也可以有沉积物 内孔隙水泄出作用形成 3 滑塌变形构造 是指已沉积的沉积层在重力作用下发生运动和位移所产生的 各种同生变形构造的总称 沉积物可以顺斜坡呈非常缓慢的运动 蠕动 也可以产生较大的水平位移运 动 滑动 滑塌构造往往局限于一定的层位中 与上 下层位的岩层呈突变接触 其分布范围可以是局部 的 也可延伸百米 千米 其是识别水下滑动的良好标志 多半出现在三角洲的前缘 礁前 大陆斜坡 海底峡谷前线及湖底扇沉寂中 4 泄水构造 它是迅速堆积的松散沉积物内由于空隙水的泄出而形成的 同生变形构造 在孔隙水向上泄出的过程中 破坏了原始沉积物的颗粒支撑关系 而引起颗粒移位和重新 排列 形成新的变形构造 主要出现在迅速堆积的沉积物中 如浊流沉积 三角洲前缘沉积以及河流的边 滩沉积中 21 各种暴露成因构造 晶体印痕与假晶 泥裂 示顶底构造 的形成过程 特征以及其反映的沉积环境 1 在合适的条件下 盐类物质的晶体可以在松软的沉积物表面上结晶生长 如果这些晶体后来因溶解 而消失 就留下了具有晶体形态的特征印痕 即晶体印痕 这种印痕经沉积物填充后 就形成晶体假象即 假晶 晶体由于往往长出沉积物表面 因而它们在表面溶解与被新沉积物掩埋后再溶解而留下的印痕 及充填而成的假晶 其形态是不同的 如果晶体在表面长成后又被溶解 所留下的印痕一般是该晶体的不 完整形态 其假晶也是不完整的 如果晶体是在掩埋后才溶解消失的 则留下的跨越层面的 具有完成的 晶形的印痕 其假晶呈该晶体的完整形态 而且往往突出在岩层的顶面上 大多产于盐湖 内陆盐沼 以及温暖气候下的潮坪等沉积物中 有时 它们可以与石膏的晶体印痕和假晶共生 2 泥裂 是指泥质 沉积物或灰泥沉积物 暴露干涸 收缩而产生的裂隙 在层面上形成多角形或网状龟裂纹 裂隙成 V 形断面 也可呈 U 字型 裂隙被上覆层的砂质 粉砂质充填 泥裂的规模大小不一 一般被 水饱和的泥质沉积物 间歇性暴露于地表 有利于形成泥裂 但收缩裂隙也可以在水下生成 泥质层中含 盐度增高 同样也可以产生收缩裂隙 3 示顶底构造 书中 指在碳酸盐中的生物体腔或洞穴内由下 部泥晶碳酸盐沉积物和上部胶结物晶体所组成的 能够指示岩层顶底方向的一种沉积构造 这种构造的 大小取决于碳酸盐沉积中空洞或生物体腔的大小 特征是 洞穴或有壳生物体腔的下部充填泥晶或微 晶碳酸盐沉积物 一般是碳酸盐灰泥 上部则是亮晶碳酸盐矿物 通常是亮晶方解石嵌晶 两者之间的界 面一般比较平直 并且与层面大致平行 界面上 下的充填物不同 成因也不一样 一般来说 下部的碳 酸盐灰泥石机械沉积形成的 上部的亮晶方解石嵌晶则是空隙溶液沉积结晶的产物 因此 这种界面可能 代表了沉积作用与胶结作用之间的一段时间间隔 充填物的这种上下关系总是不变的 所以能够指示岩层 的原始顶底方向 22 结核的主要类型 结核 是岩石中自生矿物的集合体 1 同生 或沉积 结核是在沉积阶段生成的 它的特点式结核与围岩的界线一般很明显 并且不切穿围岩的层理 而是层理围绕结核弯曲 其生成方式 主要有两种 胶体物质围绕某些质点凝聚 沉淀 形成具有同心圆状构造的结核 由成分上不同于周围沉 积物的胶体物质以凝块形式析出而形成的 2 成岩结核是在沉积物的成岩的过程中形成的 在沉积物的 成岩阶段 物质发生重新分配 来源于沉积物内部的胶体物质围绕某些中心凝聚 沉淀 最终形成结核 其特点是 与围岩的界线不甚明显 往往呈过渡关系 部分切穿围岩的层理 结核上方的围岩层理发生弯 曲 这是由于结核的压缩体积比围岩小的缘故 3 后生结核形成于沉积物已固结成岩之后的后生阶段 它是由外来的溶液沿裂隙或层面进入岩石内部沉淀或交代而成的 特点 这种结核大多产于裂隙中或层面 附近 并且明显的切穿围岩层理 但层理没有弯曲现象 23 塞拉克所划分的遗迹化石的主要组合 塞拉克根据习性的特征把痕迹化石划分为 5 个主要的组合 1 停息痕迹 2 爬行痕迹 3 觅食痕迹 4 摄食痕迹 5 穴居痕迹 24 叠层石构造的形成原理 主要类型与形成环境 叠层石构造也称为叠层构造或叠层藻构造 简称为叠 层石 叠层石有两种基本层组成 富藻纹层 有称为暗层 藻类组分含量多 有机质高 碳酸盐沉积物少 故色暗 富碳酸盐纹层 藻类组分含量少 有机质少 故色浅 叠层石中藻类组分主要是丝状或球状的 蓝绿藻 一般来说 在风暴期或高潮期 被风暴水流或潮汐水流带来的碳酸盐颗粒和泥 将大量的被这种 富含粘液的藻席捕获 从而形成碳酸盐的纹层 相反 在非风暴 则主要形成富藻的纹层 在白天 藻类 光和作用兴旺 主要形成富藻纹层 在夜间 则主要形成贫藻的纹层 叠层石的形态多样 但基本形态有 两种 层状的和柱状的 其他的形态都是这两种过渡而成 一般来说 层状形态叠层石生成的环境水动力 条件较弱 多属潮间带上部的产物 柱状形态叠层石生成的环境水动力条件较强 多为潮间带下部及潮下 带上部的产物 25 自生色的分类及其所反映的沉积环境 查课件 26 成分成熟度的概念 成熟度 是指碎屑沉积组分在风化 搬运 沉积作用过程中 被地质营力综合改 造 稳定组分被富集的程度 即接近最稳定的终极产物的程度 包括成分成熟度和结构成熟度 成分 成熟度 是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 27 碎屑颗粒的结构 粒度 中石油粒度分级标准 值 粒度命名原则 球度 形状 圆度 分级 等 1 粒度 是指碎屑颗粒的绝对大小 一般用颗粒的直径来计量 粒度是碎屑颗粒最主要的结构特 征 分级标准 书中 61 页 自己画上 值粒度标准 是用 值大小来对粒级划分的 值的数学定义是 log2d 式中 d 为颗粒直 径 粒度的命名原则 1 三级命名法 以含量大于或等于 50 的粒级定岩石的主名 即基本名 含 量介于 50 25 的粒级以形容 XX 质 的形式写在主名之前 含量在 25 10 的粒级作次要形容词 以 含 XX 的形式写在最前面 含量小于 10 的粒级一般不反应在岩石的名称中 2 假如碎屑岩的粒 度分选性差 所含粒级较多 但没有一个粒级的含量大于或等于 50 而含 50 25 的粒级又不止一个 这时则以含量 50 25 的粒级进行复合命名 以 XX XX 岩 的形式表示 含量较多的写在后面 其 他含量少的粒级仍按第一条原则处理 3 若碎屑岩的粒度分选更差 不但没有含量大于 50 的粒级 而 且含量为 50 25 的量级也没有或者只有一个 则应将此岩的全部粒度组合分别合并为砾 砂和粉砂三 大级 然后按前两条原则命名 2 球度 是一个用来度量颗粒近于球体程度的度量参数 用与颗粒体积 相同的球体的横切面积与该颗粒的最大投影面积的比值求得 其数学表达式为三次根号下 C 的平方比上 A 和 B 的乘积 其中 A 为颗粒最大扁平面上的最大直径 B 为最大扁平面上垂直 A 的最大直径 C 是 垂直最大扁平面的最大直径 最大球度值为 1 最小值则趋近于 0 颗粒的三个轴越接近相等 其球度越 高 相反 片状和柱状颗粒都具有很低的球度 在搬运过程中 不同球度的颗粒表现不同 3 形状 颗粒的形状是由 A B C 三个轴相对大小来决定的 圆球体 B A 2 3 C B 2 3 椭球体 B A2 3 扁球体 B A 2 3 C B 2 3 长扁球体 B A 2 3 C B5 杂基的含量和性质可以反映搬运介质的流动特性 反映 碎屑组分的分选性 是碎屑岩结构成熟度的重要标志 胶结物是以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生 矿物 是化学成因的物质 其结构与化学岩类似 其特点是由晶粒大小 晶体生长方式及重结晶程度等决 定的 反映颗粒沉积时水动力条件较强 30 碎屑岩的胶结类型 基底式 空隙式 接触式和镶嵌式的特征及其反映的环境意义 1 基底式胶结 颗粒漂浮在杂基中 彼此不相接触 杂基对颗粒其粘结作用 具这种胶结类型的碎屑岩一般是由快速堆积 的密度流沉积而成的 2 孔隙式胶结 颗粒支撑的碎屑岩颗粒互相接触 构成孔隙 胶结物充填于孔隙 中 反映稳定强水流的沉积特征 3 接触式胶结 颗粒支撑的碎屑岩胶结物只分布在颗粒接触处附近 而在孔隙中央没有胶结物 这种胶结类型可能与毛细管作用以及沉积作用有关 也可以是由孔隙胶结的岩 石中的胶结物溶蚀而成 4 镶嵌式胶结 它是颗粒缝合接触 反映遭受了强烈的压实压溶作用 根 据颗粒间的接触强度 可区分出 4 种颗粒间的接触类型 点触式 线触式 凹凸接触和缝合接触 这 4 中 接触反映了压实作用逐渐增强 31 结构成熟度的概念 是指碎屑岩沉积物在风化 搬运和沉积作用的改造下接近终极结构特征的程度 分 4 类 书中 69 页 32 砾岩 砂岩的概念 1 含有大量砾石级颗粒 粒径大于 2MM 的碎屑岩称为砾岩或角砾岩 砾岩和角 砾岩的区别在于前者砾级颗粒遭受不同程度的磨圆 而后者砾级颗粒几乎没有磨损 呈棱角状 2 砂岩 是砂级碎屑 2 0 1MM 含量大于 50 的碎屑岩 骨架成分是碎屑物质 碎屑物质主要来源陆源区母岩 机械破碎产物 所以也称为陆源碎屑 33 砂岩的四组分分类方案 总的概括为 4 个分类系统 结构分类 成分分类 成因分类及成分 成因分 类 1 结构分类与命名 根据砂岩的结构特征 主要是粒度大小 可将砂岩分为粗砂岩 粒径 2 0 5MM 中砂岩 粒径为 0 5 0 25MM 细砂岩 粒径为 0 25 0 1MM 2 成分 成因分类 书中 75 77 页 34 石英砂岩 长石砂岩的成因 母岩条件 构造条件 气候条件 1 石英砂岩最突出的特征是石英 颗粒占 90 以上 有少量的长石颗粒和燧石岩屑 重矿物通常由极圆状锆石 电气石 金红石等稳定重矿 物组成 其含量在千分之几数量级 石英砂岩中 常见各种波痕和交错层理构造 这类砂岩一般厚度不大 但呈稳定层状 分布于构造条件稳定的地区 石英砂岩是高度成熟砂岩 它是风化作用 分选作用和磨蚀 作用持续较久的终极产物 一般认为 它的形成需要稳定的大地构造条件和砂的多旋回沉积作用 基于石 英砂岩的分选性好 磨圆度高 不含杂基的终极机构特征和石英特别富集 重矿物很少并且为稳定重矿物 的终极成分特征 认为它不能直接来源于花岗岩的风化 而是来自于先存的砂岩 也就是说其碎屑成分是 多次长期改造 在沉积的结果 石英砂岩主要出产于海岸环境 并发育于稳定的地台区 石英砂岩标志着 稳定的大地构造环境 基准面的夷平作用 长期的风化作用和持续的稳定的高能沉积环境 2 长石砂岩 类 长石含量大于 25 石英含量小于 75 岩屑含量小于 50 根据岩屑和长石的相对含量 长石砂 岩可进一步分为长石砂岩和岩屑质砂岩 长石砂岩主要由石英和长石组成 石英含量小于 75 长石含量 大于 25 岩屑含量小于 25 长石含量高时该类砂岩的最大特点 长石含量可由 25 到 100 长石砂岩 的分选性 磨圆度变化很大 有分选差的棱角状到分选性好的圆状均可出现 长石砂岩的形成是由气候导 致的分解速度 强度与大地构造活动状况导致的侵蚀速度 埋藏速度之间平衡所决定 在某种程度上 构 造活动状况更为重要 长石砂岩主要形成于近源堆积环境 河流 湖泊 近源三角洲 近滨海洋环境都有 可能发育长石砂岩 35 火山碎屑物质的主要成分 火山碎屑物质按其组成及洁净状况分为岩屑 岩石碎屑 晶屑 晶体碎屑 和玻屑 玻璃碎屑 3 种类型 1 岩屑 有刚性和塑性两种类型 前者多为已凝固的熔岩或火山基底及 通道的围岩 后者又称为塑性暴力岩屑 浆屑或火焰石等 由尚未固结或未完全固结的熔浆团块 在喷发 后经塑变而成 具有玻璃质结构 2 晶屑是矿物晶体的碎屑 多为早期析出的斑晶随熔浆砸碎而成 外 形不规则 呈棱角状 可出现扭折 弯曲现象 3 玻屑 玻屑是气泡化的岩浆气孔壁爆破的产物 喷发 时一般尚未完全凝固 只有半塑性合塑性玻屑之分 半塑性玻屑一般简称玻屑 基本保留了爆破后的气孔 壁原始形态 塑性玻屑和塑性岩屑的区别是 前者粒度一般小于 2MM 没有斑晶 通常不见气孔 杏仁 体 内部一般不见球粒和想抢结构 36 火山碎屑岩的粒度结构类型 按照粒度 火山碎屑可划分为 火山集块 大于 100MM 火山角砾 100 2MM 火山灰 2 0 01MM 火山尘 小于 0 01MM 集块结构 粒度大于 100MM 的火山 碎屑物体体积分数一般大于 50 火山角砾结构 粒度介于 100 2MM 之间的火山碎屑物体积分数一般 大于 50 凝灰结构 粒度介于 2 0 01MM 之间的火山碎屑物体积分数一般大于 50 尘屑结构 粒度 小于 0 01MM 的火山碎屑物体体积分数大于 50 37 假流纹构造的概念 又称流状构造 由压扁拉长的塑变玻屑和塑变岩屑定向排列而成 一般无气孔及 杏仁体而有别于流纹构造 38 碳酸盐岩的成分命名原则 1 矿物成分 碳酸盐岩主要由碳酸盐岩矿物组成 还含有非碳酸盐岩自 生矿物及陆源矿物混入 主要矿物为文石 低镁方解石 高镁方解石以及少量白云石 化学成分 碳酸盐 岩的主要化学成分有 CaO MgO 及 CO2 其余氧化物有 SiO2 TiO2 Al2O3 FeO Fe2O3 K2O Na2O H2O 等 2 分类 根据碳酸盐岩中方解石和白云石的相对含量 首先把其分为石云岩和白云岩两大类 书中 106 页 3 两级或三级命名原则 两类分类命名 即以大于 50 和 50 25 的两个含量级进行分类命名 三 级分类命名 即以大于 50 50 25 和 25 10 或 25 5 的 3 个含量级进行分类命名 凡含量大 于 50 的 即用它定岩石的基本名称 以 XX 岩 表示 凡含量在 50 25 之间的 用它的岩石基本 名称的主要形容词 以 XX 质 表示 写在基本名称之前 凡含量在 25 10 或 25 5 之间的 用 它定岩石基本名称的次要形容词 以 XX 的 表示 写在最前面 含量小于 10 或 5 的 一般不写在 岩石名称中 39 碳酸盐岩的结构组分 从结构角度来看 碳酸盐岩的基本结构组分主要有颗粒 泥 胶结物 晶粒和 生物格架 5 种 此外 还有一些次要的结构组分 如陆源物质 其他化学沉淀物质和有机质等 也还有一 些派生的结构组分 如孔隙 40 内碎屑的概念 鲕粒的概念与成因 1 内碎屑指沉积盆地中已沉积的弱固结或固结的碳酸盐沉积物 经波浪 潮汐等水流作用冲刷 破碎 磨蚀 搬运 再沉积而形成的颗粒 2 鲕粒 是有一种有核心和 包壳组成的粒径小于 2MM 的球形或托球形颗粒 其核心可以是陆源碎屑 内碎屑 生物碳酸盐颗粒等 包壳有化学沉淀形成的呈同心状或放射状排列的微晶碳酸盐岩矿物所组成 3 卡洛兹认为 鲕粒是爱悬 浮状态下形成的 不同组构特征的鲕粒的形成 主要取决于两个因素 一是使颗粒悬浮的水流搅动强度 a 二是反映外来水流强度所能携带的最大碎屑度 c 根据 a 和 c 其形成沉积物特征不同 分为以下情况 当 a c 时 所有颗粒均被水搅动 参与成鲕作用 直到其与 a 平衡时 变停止成鲕并沉于水底 此时 形成的绝大多数为正常鲕 那些 c 约等于 a 的最大颗粒 将形成表皮鲕 当 a c 时 最大碎屑颗粒难以 泛起形成鲕粒 而所有小于 c 的颗粒 则全部参与成鲕作用 其中呈假鲕的内碎屑粒径最大 呈表皮鲕者 次之 当 a50 的陆源碎屑颗粒组成的中碎屑岩 粉砂岩 主要由 0 1 0 01mm 粒级 含量 50 的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩 粘土岩 广义 主要由粒径50 组成的沉积岩 狭义 主要由粘土矿物 含量 50 组成的沉积岩 火山碎屑岩 主要由火山碎屑物质 50 组成的岩石 或 火山喷发产生的同期火山碎 屑物质经搬运 堆积 固结而成的岩石 碳酸盐岩 主要由方解石 白云石等碳酸盐矿物 含量 50 组成的沉积岩 蒸发岩 在干旱半干旱的气候条件下 由于蒸发浓缩作用 溶液或卤水中的化学溶解物质 逐渐沉淀而形成的一种化学沉积岩 又称盐岩 硅岩 是由 70 90 自生硅质矿物所组成的沉积岩 但不包括富含 SiO2 他生成因的岩石 如石英砂岩和沉积石英岩 油页岩 油页岩又称油母岩 是指主要由藻类及一部分低等生物的遗体经腐泥化作用和煤 化作用而形成的一种高灰分的低变质的腐泥煤 煤系地层 一套连续沉积的含有煤或煤层的沉积岩层或地层 二 填空题 1 沉积岩的形成过程大致可分成如下阶段 原始物质形成阶段 沉积物搬运和沉积阶段 沉积后作用阶段 2 碎屑沉积物的搬运有滚动 跳跃和悬浮三种方式 3 沉积物被搬运和沉积的方式有机械 化学和生物 4 碎屑岩有以下几种基本组成部分 颗粒 杂基 胶结物和孔隙 5 波痕的成因有风成 浪成和流水 6 主要的同沉积变形构造有重荷模和火焰构造 球枕构造 包卷层理 滑塌构造和泄水构 造等 7 常见的成岩作用类型有压实作用 胶结作用 交代作用 重结晶作用和溶解作用等 8 狭义火山碎屑岩的主要岩石类型有 集块岩 火山角砾结构 凝灰结构 9 火山碎屑岩中可以出现以下几种火山碎屑物质 岩屑 晶屑和玻屑 10 火山碎屑岩中可以出现以下几种常见的专属性结构集块结构 火山角砾结构和凝灰结构 11 碳酸盐岩主要由 颗粒 泥 亮晶 胶结物 生物格架 晶粒 孔隙 等五中结构组 分组成 12 碳酸盐岩除可出现和碎屑岩一致的构造外 还可出现叠层石构造 鸟眼构造 示顶底构 造 缝合线等特有的沉积构造 13 按教材中试用的分类方案 石灰岩分为 颗粒 灰泥石灰岩 晶粒石灰岩和生物格架石 灰岩三大类 三 简答题 1 试以物质来源为出发点对沉积岩进行分类 1 主要由母岩风化产物组成的沉积岩 是最主要的沉积岩类型 根据母岩风化产物是 碎屑物质还是溶解物质 搬运方式是机械的还是化学的再分为两类 碎屑岩 粒度 砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩 和化学岩 盐类成分 碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其他化学岩 2 主要由火山碎屑物质组成的沉积岩 即火山碎屑岩 可根据岩性进一步细分 3 主要由生物遗体组成的沉积岩 即生物岩或有积岩 可根据是否可燃 划分为可燃 有机岩如煤 油页岩 非可燃有机岩 2 碎屑颗粒粒级分类中 值的表达式是什么 试按十进制分类方案给出细砾岩 粗砂岩 中砂岩 细砂岩及粉砂岩的粒级范围 log2D D 为碎屑颗粒直径 mm 细砾岩 2mm 粗砂岩 0 5 2mm 中砂岩 0 25 0 5mm 细砂岩 0 1 0 25mm 粉砂岩 0 01 0 1mm 3 简述三级分类命名原则并对具体岩石命名 一碎屑岩 粒度在 1 0 5mm 的碎屑占 58 0 5 0 25mm 的占 28 0 25 0 1mm 的占 10 0 1mm 的占 4 该碎屑岩为 1 三级分类命名原则是一种重要的岩石粒度分类命名原则 以含量大于或等于 50 的 粒级定岩石的主名 即基本名 含量介于 50 25 的粒级以形容词 质 的形式写在基本 名的前面 含量 25 10 的粒级作为次要形容词 以 含 的形式写在最前面 含量少于 10 的粒级一般不反映在岩石的名称中 2 含细砂 中砂质 粗砂岩 注 复合命名法 没有一个粒级 50 50 25 的粒级不只一个 以含量为 50 25 的粒级进行复合命名 岩 含量较多的写在后面 举例 0 5 0 25mm 40 0 1 0 25mm 35 0 05 0 1mm 20 名称为含粗粉砂细砂 中砂岩 合并命名 法 没有 50 的粒级 50 25 的粒级也没有或只有一个 将岩石全部粒度组分合并为砾 砂和粉砂三大级 按前两条原则命名 举例 10 2mm 25 2 0 5mm 20 0 5 0 25mm 15 0 1 0 05mm 20 名称为含粉砂砾 砂岩 4 简述教材中推荐的砂岩分类方法 砂岩的分类采用四组分体系 首先按基质含量将砂岩分为砂岩和杂砂岩两大类 前者为基 质含量 15 的 分选性好的纯净砂岩 后者为基质含量 15 的分选性差的杂砂岩 在砂岩和杂砂岩中 按照三角图解中三个单元组分石英 长石及岩屑的相对含量划分类型 如长石 25 长石 岩屑的为长石砂岩 杂砂岩 类 如岩屑 25 岩屑 长石的为 岩屑杂砂岩 杂砂岩 类 如长石和岩屑含量都 25 的为石英砂岩 杂砂岩 类 每类 界限可按具体界限再划分亚类 5 简要评述福克 Folk 的石灰岩分类方案 341134 Page201 福克的石灰岩分类是三端元分类 以滑颗粒 微晶方解石泥 亮晶方解石胶结物 相应的 分出亮晶异化石灰岩 I 微晶异化石灰岩 II 和微晶石灰岩 III 加上生物岩 礁石 灰岩 共四类石灰岩 福克把 I II 类叫做异化石灰岩 把 III 类叫做正常化学岩 根据异 化颗粒的类型及其他特征 福克又把上述四类石灰岩细分为 11 种主要的石灰岩类型 福克的分类有三个优点 把碎屑岩结构观点系统的引进碳酸盐岩中来 首先提出异 化颗粒和异常化学岩的观点 打破了石灰岩一统的 化学岩 的观点 创建了一整套全新 的石灰岩结构分类和术语系统 因此 福克的分类具有很重要的意义 其分类也有明显的问题 把亮晶方解石胶结物这个非独立的单元与颗粒和灰泥并列 未考虑重结晶作用的影响 分类中 清规戒律 太多 使用了非描述性的成因术语 6 试以三级命名法对颗粒 灰泥石灰岩进行分类 颗粒 10 灰泥石灰岩 颗粒 10 25 含颗粒灰泥石灰岩 颗粒 25 50 颗粒质灰泥石灰岩 颗粒 50 75 灰泥质颗粒石灰岩 颗粒 75 90 含灰泥颗粒石灰岩 颗粒 90 颗粒石灰岩 7 白云岩主要有哪些成因机理 Page206 白云岩的成因机理有原生沉淀作用 毛细管浓缩白云化作用 蒸发泵作用 回流渗透白 云化作用 混合白云化作用 淡水白云石 调整白云化作用和生物作用 8 简述准同生白云岩的成因机理 又称毛细管浓缩作用或蒸发泵作用 一般认为在潮上带 早先沉积的碳酸钙沉积物饱含孔 隙水 在强烈蒸发时孔隙水沿毛细管上升 并使沉积物下部与海水沟通的孔隙不断获取海 洋中正常海水的供给 就像泵汲一样 蒸发泵汲作用进行 使潮上带沉积物上部孔隙水的 盐度大大提高 出现文石 高镁方解石及石膏沉淀 特别是石膏沉淀增高了卤水中 Mg Ca 比值 这些卤水就成为一种交代溶液 逐渐交代碳酸钙沉积物而形成白云岩 简述沉积岩原始物质的类型 沉积岩原始物质类型 陆源物质 母岩风化产物 生物源物质 生物残骸及有机质 深 源物质 火山碎屑 深层卤水 宇宙源物质 陨石 9 简述常见造岩矿物及其在风化过程中的变化 常见造岩矿物 石英 长石 云母 暗色矿物 在风化过程中的变化 石英 稳定性高 一般只发生机械破碎作用 长石 稳定性仅次于石英 一般发生机械破碎作用 且稳定性 钾长石 斜长石 酸 性斜长石 中性斜长石 基性斜长石 云母 白云母 K 的抗风化能力较强 析出钾 加入水 水白云母 高岭石 黑云母 Fe Mg 的抗风化能力弱 析出 K Mg 加入水 蛭石 绿泥石 褐铁矿 暗色物质 抗风化能力较差 橄榄石 辉石 角闪石 10 简述母岩风化产物的类型 母岩风化产物的类型 碎屑残留物质 母岩的碎屑和矿物碎屑 新生成的矿物 水 白云母 高岭石 蒙脱石 蛋白石 铝土矿 褐铁矿 溶解物质 11 简述碎屑颗粒的机械搬运方式 碎屑颗粒的机械搬运方式 推移 较粗颗粒在水底滚动 较细颗粒跳跃搬运 悬移 细小的颗粒 主要发生在紊流中 紊流旋涡将下部颗粒带到上部 上升颗粒与下降颗粒达 到平衡 搬运方式随颗粒和流体的相对密度差 颗粒形态 流体粘度而变化 12 简述碎屑颗粒搬运与沉积的条件 碎屑颗粒搬运与沉积的条件 尤尔斯特隆图解的结论 大于 2mm 颗粒不易起动 但 容易沉积 2 0 05mm 颗粒易起动 易沉积 小于 0 05mm 颗粒易起动 不易沉积 影响搬运和沉积的两个主要因素 粒径和流速 13 简述搬运过程中碎屑物质的变化 搬运过程中碎屑物质的变化 矿物成分 不稳定组分减少