032第4章沉积岩1小时

1、第四章 地球及各圈层的物质组成 概念：概念：由矿物或岩屑在一定的地质作用下形成由矿物或岩屑在一定的地质作用下形成的集合体称岩石（的集合体称岩石（rockrock）. . 岩石的形成和变化主要与沉积作用、岩浆作用岩石的形成和变化主要与沉积作用、岩浆作用和变质作用有关。和变质作用有关。 成因分类成因分类： 沉积岩沉积岩 sedimentary rocksedimentary rock 岩浆岩岩浆岩 magmatite or igneous rockmagmatite or igneous rock 变质岩变质岩 metamorphic rockmetamorphic rock一、岩石一、岩石 ro

2、ck 概述概述 岩石的成因分类岩石的成因分类沉积岩: 在地表环境条件下在地表环境条件下, , 由各种外动由各种外动力地质作用力地质作用( (如河流、湖泊、海洋、冰川等如河流、湖泊、海洋、冰川等) )形形成的沉积物经过固结成岩作用形成的岩石成的沉积物经过固结成岩作用形成的岩石岩浆岩: : 岩浆岩浆侵入侵入地下或地下或喷出喷出地表地表, ,由于由于温度降低而冷凝形成的岩石温度降低而冷凝形成的岩石变质岩: : 原有岩石在地下特定环境中原有岩石在地下特定环境中, ,由于由于温度温度, ,压力及化学活动性流体等因素的作用压力及化学活动性流体等因素的作用, ,使使原来岩石的成分原来岩石的成分, ,结构结构

3、, ,构造发生变化而形成的构造发生变化而形成的岩石岩石在野外呈层状产生在野外呈层状产生沉积岩岩层内产岩层内产生物化石生物化石沉积岩的分布沉积岩的分布: :从元古代从元古代至今至今 地球表面地球表面70%;70%;深度大于深度大于10km10km 风化作用风化作用 物理风化、化学风化、生物风化物理风化、化学风化、生物风化 风的吹蚀作用、地面流水的侵蚀作用、地下风的吹蚀作用、地面流水的侵蚀作用、地下 剥蚀作用剥蚀作用 水的潜蚀作用、湖水海水的冲蚀作用、水的潜蚀作用、湖水海水的冲蚀作用、 冰川的刨蚀作用冰川的刨蚀作用 风的搬运作用、地面流水的搬运作用、风的搬运作用、地面流水的搬运作用、 搬运作用搬运

4、作用 地下水的搬运作用、湖水海水的搬运作用、地下水的搬运作用、湖水海水的搬运作用、 冰川的搬运作用冰川的搬运作用、 风的机械沉积作用、地面流水的机械、化学沉风的机械沉积作用、地面流水的机械、化学沉 沉积作用沉积作用 积作用、地下水的机械、化学沉积作用，积作用、地下水的机械、化学沉积作用， 湖水海水的机械、化学、生物沉积湖水海水的机械、化学、生物沉积 冰川的机械沉积作用冰川的机械沉积作用 成岩作用成岩作用 胶结作用、压固作用、重结晶作用胶结作用、压固作用、重结晶作用二、沉积岩的形成过程（）（）地表动力地质作用的产物原始表面原始表面沉积沉积搬运搬运洋盆洋盆新表面新表面剥蚀剥蚀沉积岩形成过程示意图沉

5、积岩形成过程示意图（陆源）（陆源）（二）成岩作用（二）成岩作用 在一定的条件下，松散的沉积物转变在一定的条件下，松散的沉积物转变为坚硬的岩石的过程称为成岩作用。为坚硬的岩石的过程称为成岩作用。 水分排出，孔隙减小，密度加大（压实作水分排出，孔隙减小，密度加大（压实作用）；用）； 松散颗粒被胶结（胶结作用）松散颗粒被胶结（胶结作用） 矿物被置换（交代作用）矿物被置换（交代作用） 矿物自然增大粒度，非晶质向晶质转化、晶矿物自然增大粒度，非晶质向晶质转化、晶格调整（重结晶作用）格调整（重结晶作用） 成岩作用的方式主要有成岩作用的方式主要有4 4种种 ：压实压实、胶结、胶结、交代交代和和重结晶重结晶

6、宏观上规模很庞大，微观上成分很简单；宏观上规模很庞大，微观上成分很简单； 最常见的沉积岩矿物：最常见的沉积岩矿物：石英、钾长石、斜长石、白云母、粘土矿物、方解石、白云石、石膏、赤铁矿、褐铁矿、蛋白石等 来源：来源： 1、老岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）的风化、老岩石（沉积岩、岩浆岩、变质岩）的风化 2、生物造岩（生物礁灰岩、微生物岩等）和生物、生物造岩（生物礁灰岩、微生物岩等）和生物作用产生的有机质造岩作用产生的有机质造岩 3、化学作用造岩，或生物化学作用造岩、化学作用造岩，或生物化学作用造岩（三）沉积岩的矿物成分（三）沉积岩的矿物成分 结构是指沉积岩组成物质的形状、大小、形状、大小、胶结方式

7、、结晶程度胶结方式、结晶程度及组合方式。（四）沉积岩的结构（四）沉积岩的结构(texture) 1 1碎屑结构碎屑结构 2. 2. 化学结构（晶粒结构）化学结构（晶粒结构） 3. 3. 生物结构生物结构 4. 4. 火山碎屑结构火山碎屑结构1 1碎屑沉积物和碎屑结构碎屑沉积物和碎屑结构 碎屑沉积岩组成：碎屑沉积岩组成：颗粒，基质，胶结物，孔隙碎屑结构碎屑结构 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，其中包括粒度、分选度、圆度、支撑类型和孔隙等几个方面。 根据粒度，碎屑结构有如下根据粒度，碎屑结构有如下4 4类类 砾状结构砾状结构（多数碎屑粒径 2mm）； 砂状结构砂

8、状结构（多数为2-0.05mm）； 粉砂状结构粉砂状结构（多数为0.05-0.005mm）； 泥状结构泥状结构（0.005mm）2mm0.05mm0.005mm砾状砾状砂状砂状粉砂状粉砂状泥状泥状 2 2、生物结构、生物结构：由生物遗体或碎屑形成的岩由生物遗体或碎屑形成的岩石（生物沉积作用）所具有的结构。石（生物沉积作用）所具有的结构。生物生物含量在含量在30%30%以上，为灰岩和硅质岩的常见结以上，为灰岩和硅质岩的常见结构。构。 生物沉积作用：生物沉积作用：由生命活动直接或间接导由生命活动直接或间接导致的物质的迁移和聚集作用称生物沉积作致的物质的迁移和聚集作用称生物沉积作用。用。生物沉积作用

9、方式主要有如下生物沉积作用方式主要有如下3种：种： 1）生物化学）生物化学 2）改变环境的物化条件）改变环境的物化条件 3）生物活动机械捕集或粘结）生物活动机械捕集或粘结 3 3、火山碎屑结构：、火山碎屑结构：绝大部分火山碎屑绝大部分火山碎屑物所构成的岩石所具有的结构。物所构成的岩石所具有的结构。 可分：可分：集块结构（集块结构（ 64mm 64mm）火山角砾结构（火山角砾结构（64-2mm64-2mm）凝灰结构（凝灰结构（2mm2mm） 沉积岩的沉积构造是指岩石各个组成部分的空间分布和排列方式空间分布和排列方式显示出来的形貌特征。 沉积岩的沉积构造的分类：层理构造层面构造生物成因构造( (五

10、五) ) 沉积岩的沉积构造沉积岩的沉积构造1 1、层理构造（、层理构造（beddingbedding） 是通过组成沉积岩的是通过组成沉积岩的矿物、岩屑的颜色、矿物、岩屑的颜色、成分、厚度、颗粒大小及排列状况等成分、厚度、颗粒大小及排列状况等，在，在垂直于沉积岩表面的方向上变化表现出来垂直于沉积岩表面的方向上变化表现出来的一种的一种原生沉积构造原生沉积构造。层理构造的术语细层细层：由成分单一的细微薄片组成，又称纹层。：由成分单一的细微薄片组成，又称纹层。层系层系：由结构和产状相似的纹层组合而成的。：由结构和产状相似的纹层组合而成的。层面层面：指层系组间的界面，是通过沉积间断或介：指层系组间的界面

11、，是通过沉积间断或介 质动力状态转换形成的。质动力状态转换形成的。 1. 1. 水平层理水平层理和和平行层理平行层理：细层界面平直且相：细层界面平直且相互平行，并与层面一致。互平行，并与层面一致。层理的主要类型层理的主要类型岩层层面岩层层面水平层理水平层理细细层层平行层理平行层理泥岩和页岩中，低能环境泥岩和页岩中，低能环境砂岩和砾岩中，高能环境砂岩和砾岩中，高能环境 2. 波状层理：层面波状起伏，由水介质呈波状运动所致。层理的主要类型层理的主要类型岩层层面岩层层面细层细层(纹层纹层)浅湖环境 3.3.交错层理交错层理( (斜层理斜层理) )：由一系列斜交或：由一系列斜交或交切的层系组成。交切的

12、层系组成。板状交错层理（层系界面大致平行）楔状交错层理（层系界面不平行）槽状交错层理（细层和界面呈槽状，层系界面呈弧状交切）羽状交错层理层理的主要类型层理的主要类型板状交错层理层系层系河流环境河流环境层系上下界面近平行。层系厚度稳定呈板状。层系上下界面近平行。层系厚度稳定呈板状。细层细层层面层面层面层面细层细层层系层系组组河流环境层系界面层系界面楔楔 状状 交交 错错 层层 理理(s,浙江长兴浙江长兴)层系呈楔状层系呈楔状槽状交错层理层面层面细层细层层系层系组组河流环境层系界面层系界面 层系的底界面为层系的底界面为下凹的槽状冲刷面，下凹的槽状冲刷面，细层大致平行于层细层大致平行于层系的底界面。

13、系的底界面。 发育在岩石层面上的各种构造。发育在岩石层面上的各种构造。 主要包括：主要包括：泥裂泥裂雨痕雨痕波痕波痕 等等等等2、层面构造 沉积物露出水面受晒干涸时，发生沉积物露出水面受晒干涸时，发生收缩所产生的裂缝收缩所产生的裂缝泥裂 mud crack波痕波痕（ripple mark） 波痕波痕：由于波：由于波浪等介质的运浪等介质的运动，在动，在沙质沉沙质沉积物表面上积物表面上所所形成的一种波形成的一种波状起伏的现象。状起伏的现象。流水波痕流水波痕( (河河) ) 浪成波痕浪成波痕( (湖、海湖、海) )风成波痕风成波痕( (风风) )( (六六) ) 沉积岩的颜色沉积岩的颜色 原生色原生

14、色：又分继承色和自生色，继承色是所含矿物的颜色；自生色自生色是自生矿物及原生混入物的颜色。 次生色次生色：是风化后变成的颜色。 大部分自生色和次生色由色素造成，含二价铁呈绿色，三价铁呈红色，含少量有机碳呈灰色，多的呈黑色。颜色与沉积环境 黑色还原环境；黑色还原环境； 红、红、黄、黄、棕棕 色氧化环境、炎色氧化环境、炎 热气候下的产物；热气候下的产物； 绿绿色弱氧化或弱还原的环境。色弱氧化或弱还原的环境。它生它生沉积沉积岩岩（火山碎屑岩）（火山碎屑岩）陆源碎屑岩陆源碎屑岩自生自生沉积沉积岩岩碳酸盐岩碳酸盐岩硅质岩硅质岩铁质岩铁质岩磷质岩磷质岩铝质岩铝质岩蒸发岩蒸发岩沉沉积积岩岩砾岩砾岩砂岩砂岩粉

15、砂岩粉砂岩泥质岩泥质岩( (七七) ) 沉积岩的主要种类沉积岩的主要种类 1. 1. 砾岩砾岩：粒径大于2mm、含量大于50%的沉积碎屑物所组成的岩石。 2. 2. 砂岩砂岩：粒径为2-0.05mm、含量大于50%的沉积碎屑所组成的岩石。碎屑成分有石英、长石、岩屑，胶结物有钙质、铁质和硅质。常具有斜层理、粒序层理构造。 3. 粉砂岩：粒径为0.05-0.005mm、沉积碎屑物含量大于50%的沉积岩。 4. 泥岩泥岩和和页岩页岩：粒径小于：粒径小于0.005mm的沉积的沉积碎屑物或粘土矿物所组成的沉积岩。碎屑物或粘土矿物所组成的沉积岩。(七七) 沉积岩的主要种类沉积岩的主要种类（碎屑岩类）泥岩泥

16、岩(0.005mm)砂岩砂岩(20.05mm)砾岩砾岩(2mm)砾岩砾岩 conglomerate sandstone 石英砂岩石英砂岩岩屑砂岩粉砂岩 泥岩shale硅藻土页岩硅藻土页岩，n1, 山旺山旺, 山东山东 页岩 页岩页岩是泥质沉积物在成岩过程中片状矿物是泥质沉积物在成岩过程中片状矿物定向排列使其具有页理构造的一类泥质岩石定向排列使其具有页理构造的一类泥质岩石 5. 5. 石灰岩石灰岩：由方解石所组成的碳酸盐：由方解石所组成的碳酸盐岩，可分多种类型。岩，可分多种类型。 6. 6. 白云岩白云岩：由白云石所组成的碳酸盐：由白云石所组成的碳酸盐岩，常具刀砍纹。岩，常具刀砍纹。 7. 7.

17、 硅质岩硅质岩：主要由：主要由siosio2 2所组成，多为所组成，多为隐晶质。隐晶质。自生岩类沉积岩的主要种类沉积岩的主要种类生物碎屑灰岩 8. 8. 集块岩集块岩：由直径大于：由直径大于64mm64mm的火山弹及熔的火山弹及熔岩碎块堆积而成，含量大于岩碎块堆积而成，含量大于50%50%。常分布在。常分布在火山通道附近。火山通道附近。 9. 9. 火山角砾岩火山角砾岩：由直径为：由直径为64-2mm64-2mm的火山碎的火山碎屑物及熔岩角砾所组成，含量大于屑物及熔岩角砾所组成，含量大于50%50%，多，多分布在火山集块岩的外围。分布在火山集块岩的外围。 10. 10. 凝灰岩凝灰岩：由直径小

18、于：由直径小于2mm2mm的火山碎屑物的火山碎屑物堆积而成，分布广泛。堆积而成，分布广泛。火山碎屑岩类沉积岩的主要种类沉积岩的主要种类长白山天池长白山天池集块岩：由直径大于由直径大于64mm的火山弹及熔岩的火山弹及熔岩碎块堆积而成，含量大碎块堆积而成，含量大于于50%。常分布在火山。常分布在火山通道附近通道附近火山角砾岩火山角砾岩：由直径为：由直径为64-2mm的火山碎屑物及的火山碎屑物及熔岩角砾所组成，含量熔岩角砾所组成，含量大于大于50%，多分布在火，多分布在火山集块岩的外围山集块岩的外围凝灰岩凝灰岩：由直径：由直径小于小于2mm的火山碎的火山碎屑物堆积而成屑物堆积而成地层：地层：为层状岩石的统称。 由沉积作用形成的地层(由沉积由沉积岩构成的地层岩构成的地层)称沉积地层。中中-上新统沃马组上新统沃马组上侏罗统上侏罗统地层间接触关系地层间接触关系平行不整合平行不整合(假整合假整合)平行不整合平行不整合地层的接触关系地层的接触关系角度不整合角度不整合非整合非整合平行不整合平行不整合 没有明显的大陆剥没有明显的大陆剥蚀作用，沉积作用蚀作用，沉积作用没有发生中断没有发生中断,仅存仅存在沉积小间断；可在沉积小间断；可表现为岩性的截然表现为岩性的截然变化。变化。第第4 4章章 地球及各圈层的物质组成地球及各圈层的物质组成 第二节第二节 地壳的物质组成地壳的物质组