第二章+第二节+沉积岩.ppt

第二节外力地质作用与沉积岩一、外力地质作用的因素和类型二、沉积岩的形成过程三、沉积岩的物质成分四、沉积岩的特征五、沉积岩分类与主要沉积岩,第二节外力地质作用与沉积岩引起外力地质作用的能源主要有：1太阳热能2日月引力能3重力能引起外力地质作用的因素有1、大气2、水3、生物外力地质作用的类型主要包括：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用及成岩作用几种类型。,首先形成沉积物,然后沉积物沉积岩沉积岩的形成过程可以概括为以下五个连续的过程：第一、二阶段：母岩的风化作用、剥蚀作用；第三、四阶段：风化剥蚀产物的搬运作用和沉积作用，这4个过程即形成沉积物；第五阶段：沉积物的成岩作用。,第一、二阶段母岩的风化和剥蚀作用首先是母岩的风化作用、剥蚀作用。风化作用是指地表和接近地表的岩石，在水、空气、太阳能及生物的作用下，引起的岩石的崩解和分解作用。剥蚀作用是指岩石在流水、冰川、风、海流等外力作用下，岩石因机械作用、化学作用遭受破坏。,岩石的风化、剥蚀产物主要有：1.碎屑物质：如石英、云母及一些重矿物2.粘土物质：母岩在风化过程中残余或新生成的物质，化学风化过程中呈胶体状态如Al2O3、SiO2及层状铝硅酸盐。3.溶解物质：K、Na、Ca、Mg呈离子状态形成真溶液。,第三、四阶段风化剥蚀产物的搬运和沉积作用主要的搬运营力有水、风、冰川。1.机械搬运：碎屑物质、粘土物质在流水、海水、冰川、风中搬运沉积2.化学搬运：溶解物质（包括真溶液、胶体溶液）的搬运沉积；,3.生物搬运：直接的：生物在其生命活动中，从周围介质吸收一定物质组成骨骼，死后就地堆积成岩；如礁灰岩；间接的：在生命活动中，引起周围介质条件改变而影响某些物质的搬运沉积。,第五阶段沉积物的固结成岩作用由松散沉积物坚硬的岩石，称为固结成岩作用。固结成岩作用主要有以下几种：（各自独立）1压固作用形成粘土岩类的主要方式沉积物加厚，由于上覆压力使孔隙、体积变小，密度增大，沉积物逐渐变硬。,2胶结作用为形成碎屑岩类的主要方式溶于水中的物质或水带来的物质充填在沉积物的孔隙中，将松散的碎屑物粘结在一起。胶结作用的物质主要有化学沉积物：硅质、铁质、钙质、泥质。3重结晶作用形成化学沉积岩和生物化学沉积岩的主要方式,沉积物的矿物成分借溶解、局部溶解和固体扩散作用，使物质质点发生重新排列组合的现象，称为重结晶作用。4新矿物的生长：沉积物中不稳定矿物溶解或发生化学变化，导致若干化学成分重新组合并结合成为新矿物，使空隙变小，从而使沉积物变硬。,固结成岩作用的几种途径A：压固作用B：胶结作用C：重结晶作用D：新矿物生长,压固过程中沉积物孔隙度的变化,沉积岩（sedimentaryrock)：地表或接近地表的原有岩石，在常温、常压条件下，经过风化剥蚀作用，在原地或搬运到不同环境的地方沉积下来，再经过固结而成的岩石；或生物的遗骸或其新陈代谢作用形成的物质所形成的岩石。,sediment,whichconsistsmostlyoftheproductsoferosionandweathering,canaccumulatevirtuallyanywhereontheEarthssurface.Theyarecontinuallydepositedinlakes,streams,deserts,swamps,beaches,lagoons,andcaves,oncontinentalshelves,andatthebasesofglaciersthroughouttheworld.Mostsedimentisultimatelyconvertedtosolidsedimentaryrock.,Sedimentaryrock,definedasrockthatformsatornearthesurfaceoftheEarthinoneofthreebasicways:(1)theprecipitationofmineralsdirectlyfromwatersolutions(e.g.,onthebedofasaltlakewhenthelakedriesup,(2)thegrowthofshellsbyorganisms(e.g.,clamsandcorals),and(3)thecementingtogetherofclasts.,因形成的环境不同，沉积岩与岩浆岩的平均化学成分相似，还存在如下一些差别：1沉积岩中Fe2O3FeO，而岩浆岩Fe2O3FeO。因为沉积岩是在地表有充足氧的条件下（少数例外）形成的。2沉积岩中的K2ONa2O，而岩浆岩中Na2OK2O。这是因为在沉积岩中有分布很广的粘土矿物及其它胶体矿物，它们对于K有很强的吸附作用；而Na的活动性比K高，易溶解于水中。另外，含K的矿物如水云母、白云母等，在地表稳定而不易被分解，故沉积岩中总是K2ONa2O。,3沉积岩中定H2O及CO2，这是因为沉积物的生成过程中有大量H2O、CO2参与。4沉积岩中富含有机质，而岩浆岩中没有，这是因为在沉积岩的物质中常有大量的生物物质存在。,由上表可总结出：1橄榄石、辉石、角闪石及黑云母等铁镁矿物，在岩浆岩中可大量存在，而在沉积岩中少见，因它们是在高温高压下形成的矿物，在地表常温常压下不稳定。2长石、石英、白云母等矿物，在岩浆岩和沉积岩中都比较多。但不同的是长石类矿物在岩浆岩中的含量多于沉积岩中的含量，而石英则相反。,3盐类、碳酸盐及粘土矿物等沉积阶段新生成的矿物，是沉积岩中特有的矿物，在岩浆岩中没有或很少。4沉积岩中大量生物组分的存在。由于生物在沉积岩的形成过程中起了很大的作用，故沉积岩中（主要是碳酸盐岩）可见有大量的生物组分，这在岩浆岩中是没有的。,三、沉积岩的特征（一）、颜色沉积岩颜色反映了岩石的成分、结构、成因：1、灰色、黑色：含有机质，表明形成于还原或强还原条件下；2、红色、紫红色、褐红色：含铁氧化物或氢氧化物。表明沉积介质为氧化及强氧化条件3、绿色：含有Fe2+、Fe3+硅酸盐。表明沉积介质为弱氧化或弱还原条件；,（二）、沉积岩的结构沉积岩的结构：指沉积岩颗粒的性质、大小、形态及其相互关系。主要有以下两类结构：1碎屑结构碎屑岩为主、少数化学岩和生物化学岩碎屑物包括：岩石碎屑（岩屑）矿物碎屑（如长石、石英、白云母）生物碎屑火山碎屑（以及火山喷发的固体产物）粒屑,按碎屑粒径大小可分为：砾状结构粒径2mm砂状结构粒径20.05mm粉砂状结构粒径0.050.005mm按碎屑颗粒形状可分为：圆状结构次圆状结构次棱角状结构棱角状结构2、泥状结构粒径0.005mm,具有碎屑结构者，包括碎屑颗粒、基质与胶结物。基质和胶结物总称为填隙物或广义的胶结物。基质是90%，胶结物多为硅质、钙质，砂状结构，分选好，磨圆度高，由钙质胶结时，易被溶解，硅质胶结物使石英颗粒紧密镶嵌接触，把岩石胶结得极为坚硬，岩石很难风化。野外常具层理。砂岩风化而成的土壤均具极强的砂性，源于岩石中的石英砂粒。,-碎屑岩,张家界石英砂岩峰林景观(thepeakforestofsandstoneinZhangjiajie)晚泥盆纪时期，张家界处于宽阔的滨海地带，接纳了大量来自古陆的松散碎屑物，这些物质在这里沉积并经过漫长复杂的成岩过程，形成了500多米厚的石英砂岩。之后经过几次构造运动，使之露出水面，并发育有良好的垂直节理，加上流水侵蚀、重力崩塌作用，形成了今日张家界。,长石砂岩(feldsparsandstone)红色，碎屑颗粒主要为石英和长石，其中长石含量25%，石英含量75%，胶结物为硅质、铁质；中-粗粒砂状结构，圆度差，分选中等，野外常具层理。湿热气候条件下，长石砂岩中的石英砂崩解为砂粒，长石化学风化成高岭石粘土，因而形成的土壤质地仍为砂土，但砂性弱于石英砂岩。,-碎屑岩,变成红色土的石英砂岩(sandstonedevelopedasredsoil)母岩为石英砂岩，经风化作用和成土作用后形成的土壤。土壤中有大量的石英砂粒。其红色也是因为土壤中含有氧化铁所致。,-碎屑岩,3.石灰岩（limestone）：是分布最多的化学岩及生物化学岩。主要由方解石组成，含量在50%以上，还含有少量白云石，以及粉砂、粘土、SO2，遇稀盐酸剧烈起泡，常有逢合线及结核构造。其结构分为：(1)化学结构（为晶粒或隐晶质）1*(2)碎屑结构：2*内碎屑3*生物碎屑4*鲕粒、团块等,晶粒灰岩(crystallinelimestone)为碳酸盐岩。深灰色，具有晶粒结构，矿物成分主要为方解石，加稀盐酸强烈起泡。在湿热气候条件下，化学风化强烈，主要发生溶解、碳酸化作用，风化产物多粘细，含钙质丰富，酸性较弱。石灰岩上发育的土壤称为石灰土。在地形起伏大的石灰岩分布区，因裂隙、溶穴发育，地表水流缺，常常基岩裸露，土层浅薄，植被稀少；但在地势较低的地方，水分充足，风化物内含盐基丰富，可以形成肥沃的土壤。,-化学岩,条带状含硅灰岩(siliceouslimestone)为碳酸盐岩。隐晶质结构，层理构造，主要矿物成分为方解石，因含硅质而硬度高，是石灰岩中最难风化的岩石。因而其分布区，石壁陡峭，不见土层或土层浅薄，植被很少。,-化学岩,硅质灰岩,变成红色石灰土的石灰岩(Limestonedevelopedasredlimestonesoil)老的石灰岩风化壳上发育的土壤，土色鲜艳，但仍保持中性偏酸至中性反应为主要特征。红色是由于土壤中含水氧化铁脱水、结晶形成赤铁矿所致。,-化学岩,硅质灰岩,变成黑色石灰土的石灰岩(Limestonedevelopedasblacklimestonesoil)石灰岩山地的山麓坡地，以及山间各种微起伏地形的凹地中的石灰岩，发育成石灰土，分布在中国的南方石灰岩山地、丘陵地区。是石灰岩以溶蚀方式风化而成，富含碳酸钙、粘土等细微物质，质地粘重。土壤呈现的暗色，是有机质分解时，与土壤中丰富的钙离子结合，成为比较稳定的钙凝腐殖质所致。,-化学岩,竹叶状灰岩bamboo-leaflimestone为碳酸盐岩。枣红色，具有砾屑结构，砾屑成分多为微晶灰岩碎屑，钙质胶结，分选性和圆度较好，砾屑扁平状，在垂直层理的切面上呈竹叶状而得名。此岩石容易化学风化。,-化学岩,竹叶状石灰岩（x20),鲕粒灰岩(ooliticlimestone)为碳酸盐岩。形成于温暖和强烈搅动的浅水环境中。具鲕粒结构，主要由2mm的鲕粒和亮晶方解石胶结物组成，鲕粒成分为方解石，形状为圆状或椭圆状。该岩石也易发生化学风化作用。,-化学岩,鲕粒灰岩（x20),介壳灰岩(Bioclastics)为碳酸盐岩。形成于潮间带等浅水地带。主要由生物骨屑和亮晶方解石组成。具有生物碎屑结构，由2mm的亮晶方解石胶结物组成，该岩石也易发生化学风化作用。,-生物化学岩,生物碎屑灰岩,砾岩(conglomerate)砾状结构，很少有层理，砾石成分为长石、石英或岩屑，填隙物为砂粒、泥质及钙质。一般磨圆度高，分选性好。,-碎屑岩,砂页岩互层（interbeddingofsandstoneandshale)为陆源碎屑岩。由砂岩和页岩相间组成，可以清楚地看到坚硬突出者为砂岩。,砾岩剖面,泥质粉砂岩(argillaceoussiltite)浅黄色，粉砂质结构，具层理构造，主要碎屑成分为石英，还有一定的白云母。填隙物为泥质和钙质胶结物。含有浮游生物化石。其风化产物具砂性，但颗粒较细小。,-碎屑岩,粉砂岩(siltite)黄色，粉砂质结构，具层理构造，主要碎屑成分为石英，还有一定的白云母。其风化产物具砂性，但颗粒较细小。,-碎屑岩,钙质白云岩(c