造岩矿物在风化过程中的变化及碎屑物质的搬运和沉积ppt课件

1、第三节第三节 主要造岩矿物和岩石在主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化风化过程中的变化沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因在风化过程中各种造岩矿物不同程度的发生变化，在风化过程中各种造岩矿物不同程度的发生变化，但它们之间的变化速度和程度却很不一样。但它们之间的变化速度和程度却很不一样。各种造岩矿物在风化过程中变化的难易各种造岩各种造岩矿物在风化过程中变化的难易各种造岩矿物抵抗风化的才干，称为造岩矿物在风化作用矿物抵抗风化的才干，称为造岩矿物在风化作用中的稳定性。中的稳定性。 造岩矿物在风化作用中的稳定性主要取决于以下两造岩矿物在风化作用中的稳定性主要取决于以下两个要素：个要素：1 1矿物的化学

2、成分和内部构造矿物的化学成分和内部构造内因内因2 2造岩矿物所处的风化条件，主要是气候条件造岩矿物所处的风化条件，主要是气候条件外因外因沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因石英石英橄榄石橄榄石辉石辉石角闪石角闪石黑云母黑云母基性斜长石基性斜长石中性斜长石中性斜长石酸性斜长石酸性斜长石钾长石钾长石白云母白云母鲍温成矿系列鲍温成矿系列矿物析出顺序矿物析出顺序矿矿物物逐逐渐渐析析出出抗抗风风化化才才干干逐逐渐渐加加强强顾迪奇在研讨了莫尔顿花岗片顾迪奇在研讨了莫尔顿花岗片麻岩风化情况后，根据造岩矿麻岩风化情况后，根据造岩矿物抵抗风化的才干，绘制了造物抵抗风化的才干，绘制了造岩矿物在风化作用中的稳定系岩

3、矿物在风化作用中的稳定系列列沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因此系列与鲍温的结晶反响系列完全一样，但两者所代表的意此系列与鲍温的结晶反响系列完全一样，但两者所代表的意义是不同的。义是不同的。稳定系列：稳定系列：位于系列上部的造岩矿物抵抗风化的才干弱，容易风化位于系列上部的造岩矿物抵抗风化的才干弱，容易风化位于系列下部的造岩矿物抵抗风化的才干强，难于风化位于系列下部的造岩矿物抵抗风化的才干强，难于风化位于系列上部的造岩矿物：在高温、高压的条件下结晶出来的，位于系列上部的造岩矿物：在高温、高压的条件下结晶出来的，与它后来所处的地表温度和压力条件相差很大，因此容易风化。与它后来所处的地表温度和压力

4、条件相差很大，因此容易风化。反之位于下部的造岩矿物：构成的温度和压力条件与后来地表反之位于下部的造岩矿物：构成的温度和压力条件与后来地表的温度、压力条件差距较小而难以风化。的温度、压力条件差距较小而难以风化。1 1、造岩矿物在风化过程中的稳定性、造岩矿物在风化过程中的稳定性沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因2 2、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化u 铁镁矿物：主要为铁镁矿物：主要为Fe2+Fe2+、Mg2+Mg2+、Ca2+Ca2+的硅酸盐的硅酸盐( (橄榄石橄榄石辉石辉石角闪石角闪石 ) )最易风化最易风化u 分解方式：氧化、碳酸盐、重碳酸盐化分解

5、方式：氧化、碳酸盐、重碳酸盐化u 在碳酸作用下：在碳酸作用下： Fe2+ Fe2+、Mg2+Mg2+、Ca2+Ca2+金属阳离子首先构成金属阳离子首先构成重碳酸盐和碳酸盐。其中一部分溶解于介质中被带出，重碳酸盐和碳酸盐。其中一部分溶解于介质中被带出， 大大部分部分Fe2+Fe2+进一步氧化成含水的氧化铁堆积在原地，或与后进一步氧化成含水的氧化铁堆积在原地，或与后来游离出的来游离出的SiO2SiO2，化合构成蛇纹石、绿泥石等矿物。，化合构成蛇纹石、绿泥石等矿物。SiO2SiO2可凝聚成蛋白石、玉髓可凝聚成蛋白石、玉髓u 堆积岩中保管少，仅在风化作用不彻底的快速沉降区可见，堆积岩中保管少，仅在风化

6、作用不彻底的快速沉降区可见，或以重矿物的方式少量出血或以重矿物的方式少量出血沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因2 2、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化u 长石类：地壳中分布最广，含长石类：地壳中分布最广，含K+K+、Na+Na+、Ca2+Ca2+的铝硅酸盐的铝硅酸盐u 长石受水解和碳酸化作用，长石受水解和碳酸化作用，K+K+、Na+Na+、Ca2+Ca2+阳离子变成碳阳离子变成碳酸盐、溶于水中被带走，由水离解产生的酸盐、溶于水中被带走，由水离解产生的OH-OH-和部分水分子和部分水分子进入到已被破坏的晶格中发生水化作用而使晶格发生根本转进入到已被破坏

7、的晶格中发生水化作用而使晶格发生根本转变，由架状构架变成层状构造，部分变，由架状构架变成层状构造，部分SiO2SiO2被带出，长石转变被带出，长石转变为伊利石。伊利石在酸性条件下继续分解为高岭石碱性条为伊利石。伊利石在酸性条件下继续分解为高岭石碱性条件下转变为蒙脱石，高岭石进一步分解成氢氧化铝和蛋白件下转变为蒙脱石，高岭石进一步分解成氢氧化铝和蛋白石堆积。石堆积。沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因长石风化稳定性次于石英长石风化稳定性次于石英各种长石的稳定性很不一样：各种长石的稳定性很不一样：稳定性稳定性: :钾长石钾长石多钠的酸性斜长石多钠的酸性斜长石中性斜长石中性斜长石多钙的基性斜多钙的基

8、性斜长石长石堆积岩中钾长石多于斜长石堆积岩中钾长石多于斜长石 ，常见钾长石和酸性斜长石，基性，常见钾长石和酸性斜长石，基性斜长石只在地槽并以物理风化为主且离母岩近的条件下才干坚持斜长石只在地槽并以物理风化为主且离母岩近的条件下才干坚持沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因2 2、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化u 云母类：黑云母易风化，白云母抵抗风化才干较强。云母类：黑云母易风化，白云母抵抗风化才干较强。u 黑云母水化作用分解成伊利石和绿泥石，最终变为细分散黑云母水化作用分解成伊利石和绿泥石，最终变为细分散的氧化铁、氢氧化铁和高岭石。的氧化铁、氢氧化铁和

9、高岭石。u 白云母在较强的化学作用下也能分解，游离出氧化钾和二白云母在较强的化学作用下也能分解，游离出氧化钾和二氧化硅，再经水化而成伊利石，最终变为高岭石氧化硅，再经水化而成伊利石，最终变为高岭石u 黑云母黑云母蛭石绿泥石褐铁矿蛭石绿泥石褐铁矿u 白云母白云母水白云母水白云母高岭石高岭石沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因2 2、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化、主要造岩矿物和岩石在风化过程中的变化u 石英：在风化作用中稳定性极高，几乎不发生化学溶解作石英：在风化作用中稳定性极高，几乎不发生化学溶解作用，普通只发活力械破碎作用。石英是碎屑岩中主要矿物用，普通只发活力械破碎作用。石英是碎屑岩

10、中主要矿物成分。成分。u 碳酸盐矿物：方解石和白云石，在富含二氧化碳的水中极碳酸盐矿物：方解石和白云石，在富含二氧化碳的水中极容易溶解，由于其硬度小还易发活力械破碎容易溶解，由于其硬度小还易发活力械破碎沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因 母岩蒙受风化后，颜色、物理性质体积、孔隙度、机械强母岩蒙受风化后，颜色、物理性质体积、孔隙度、机械强度、化学成分、矿物成分和构造等都要发生改动度、化学成分、矿物成分和构造等都要发生改动 颜色：氧化作用呵斥，低价铁氧化后使岩石出现黄色、褐色颜色：氧化作用呵斥，低价铁氧化后使岩石出现黄色、褐色和红色，有机物氧化后使岩石的黑灰色变浅，由于物质和色和红色，有机物氧化

11、后使岩石的黑灰色变浅，由于物质和色素分散的不均匀，岩石风化后颜色不均匀，露头岩石外表出素分散的不均匀，岩石风化后颜色不均匀，露头岩石外表出现斑点状、斑块状、不规那么层纹和同心层状现斑点状、斑块状、不规那么层纹和同心层状 破碎景象：岩石产生裂纹和裂隙，发生破碎，造岩矿物蒙受破碎景象：岩石产生裂纹和裂隙，发生破碎，造岩矿物蒙受水化和水解构成富含水的矿物，添加岩石的体积，使孔隙度水化和水解构成富含水的矿物，添加岩石的体积，使孔隙度添加添加 矿物成分的变化：内生矿物减少和表生条件下消费的矿物添矿物成分的变化：内生矿物减少和表生条件下消费的矿物添加加 堆积岩中的造岩矿物大都是母岩中较难风化的碎屑矿物，或

12、堆积岩中的造岩矿物大都是母岩中较难风化的碎屑矿物，或是在风化、堆积过程中的消费的新矿物，风化过程中稳定性是在风化、堆积过程中的消费的新矿物，风化过程中稳定性较高较高3 3、岩石在风化过程中的变化、岩石在风化过程中的变化沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因母岩经受风化作用后可产生三种不同类型的产物母岩经受风化作用后可产生三种不同类型的产物碎屑物质：碎屑矿物和岩石碎屑碎屑物质：碎屑矿物和岩石碎屑母岩机械破碎的产物母岩机械破碎的产物剩余物质：母岩在分解过程中构成的不溶物质。粘土矿物、褐剩余物质：母岩在分解过程中构成的不溶物质。粘土矿物、褐铁矿及铝土矿铁矿及铝土矿溶解物质：母岩中容易析出的元素，如溶解

13、物质：母岩中容易析出的元素，如Cl-Cl-、SiO42- SiO42- 、K+K+、 Na+Na+、Ca2+Ca2+、 Mg2+ Mg2+以及以及Fe2+Fe2+、 Fe3+ Fe3+、Al3+Al3+、Si4+Si4+等。它等。它们在风化过程中按溶解度的大小，分布构成真溶液和胶体溶们在风化过程中按溶解度的大小，分布构成真溶液和胶体溶液，被流水搬运至离母岩远的湖海中。液，被流水搬运至离母岩远的湖海中。母岩风化产物是堆积岩的主要物质成分。它的性质直接影响到母岩风化产物是堆积岩的主要物质成分。它的性质直接影响到堆积岩的类型。碎屑物质是碎屑岩的主要成分，不溶残积物堆积岩的类型。碎屑物质是碎屑岩的主要

14、成分，不溶残积物，特别是粘土矿物是粘土岩类的根本物质，溶解物质在湖海，特别是粘土矿物是粘土岩类的根本物质，溶解物质在湖海中经过化学及生物化学的堆积作用构成各种铁、锰、铝、磷中经过化学及生物化学的堆积作用构成各种铁、锰、铝、磷质岩和碳酸盐质岩和碳酸盐4.4.风化产物的类型风化产物的类型沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因不同的风化产物，在地表不同地域具有分布规律不同的风化产物，在地表不同地域具有分布规律可溶物质：移至湖泊和海盆可溶物质：移至湖泊和海盆剩余物质和部分碎屑颗粒：残留在原来的岩石表层上剩余物质和部分碎屑颗粒：残留在原来的岩石表层上4.4.风化产物的类型风化产物的类型沉积学沉积学沉积岩的

15、成因沉积岩的成因第四节第四节 碎屑物质的搬运和堆碎屑物质的搬运和堆积作用积作用沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因 1 1、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用 2 2、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用 3 3、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用 4 4、碎屑物质在被搬运过程中的变化、碎屑物质在被搬运过程中的变化沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因 风化作用的产物及其它来源的堆积物质除了少量风化作用的产物及其它来源的堆积物质除了少量残留原地以外，大部分将进入搬运形状向堆积盆残留原地以外，大部分将进入搬运

16、形状向堆积盆地转移。地转移。 风化产物类型不同，其搬运与堆积的方式也不同风化产物类型不同，其搬运与堆积的方式也不同 堆积物发生搬运和堆积的地质营力搬运介质堆积物发生搬运和堆积的地质营力搬运介质： 流水、风大气、冰川、重力、生物流水、风大气、冰川、重力、生物 介质搬运才干减弱，无力携带所搬运的堆积物介质搬运才干减弱，无力携带所搬运的堆积物时，发生堆积作用构成堆积物时，发生堆积作用构成堆积物 流水是陆上最重要的搬运介质流水是陆上最重要的搬运介质沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因p 碎屑物质在流水中被搬运的情况主要取决于两个要素碎屑物质在流水中被搬运的情况主要取决于两个要素p 碎屑本身的特点，如大

17、小、外形、密度等碎屑本身的特点，如大小、外形、密度等p 流水能量的大小，主要取决于流速和流量流水能量的大小，主要取决于流速和流量p 碎屑颗粒发生挪动：流水的动能碎屑颗粒发生挪动：流水的动能碎屑颗粒的重力碎屑颗粒的重力+ +颗粒间颗粒间的吸附力的吸附力p 流水作用于颗粒上的两种力流水作用于颗粒上的两种力p 推力：流水所能挪动碎屑颗粒大小的才干，与水流的速度推力：流水所能挪动碎屑颗粒大小的才干，与水流的速度有关有关p 负荷力：流水所能搬运物质的总质量，与流水的流量有关负荷力：流水所能搬运物质的总质量，与流水的流量有关1 1、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用沉积学沉

18、积学沉积岩的成因沉积岩的成因搬运方式搬运方式1 1推移搬运滚动推移搬运滚动+ +腾跃腾跃推移载荷推移载荷碎屑颗粒较粗，在河底以沿底部滚动或挪动的方式前进，或以碎屑颗粒较粗，在河底以沿底部滚动或挪动的方式前进，或以腾跃的方式前进腾跃的方式前进2 2悬浮搬运悬浮搬运悬移载荷悬移载荷碎屑颗粒较细，如粉砂、粘土等密度小的碎屑，它们的重力小碎屑颗粒较细，如粉砂、粘土等密度小的碎屑，它们的重力小于介质的浮力，不易沉到河底，而以悬浮形状前进于介质的浮力，不易沉到河底，而以悬浮形状前进载荷：流体中被搬运的堆积物，也叫负载，负荷。载荷：流体中被搬运的堆积物，也叫负载，负荷。碎屑物质在被搬运的过程中，由于水动力条

19、件的改动和碎屑粒碎屑物质在被搬运的过程中，由于水动力条件的改动和碎屑粒度的变小，被搬运的方式也会发生改动度的变小，被搬运的方式也会发生改动1 1、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因p碎屑物质的堆积：碎屑颗粒的沉降速度碎屑物质的堆积：碎屑颗粒的沉降速度流速流速p堆积环境：河流的坡降变缓、支流汇入主流、河流入海堆积环境：河流的坡降变缓、支流汇入主流、河流入海地域，流速忽然变慢地域，流速忽然变慢p影响碎屑颗粒的沉降速度的要素：颗粒的大小、密度、影响碎屑颗粒的沉降速度的要素：颗粒的大小、密度、外形以及水介质的性质外形以及水介质的性质p

20、粒度粗、密度大、圆形的颗粒沉速大，反之沉速小粒度粗、密度大、圆形的颗粒沉速大，反之沉速小p碎屑颗粒的堆积作用在搬运的开场阶段少，主要发生在碎屑颗粒的堆积作用在搬运的开场阶段少，主要发生在搬运阶段的后期搬运阶段的后期沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因二、碎屑物质的搬运和堆积作用二、碎屑物质的搬运和堆积作用 1 1、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用 2 2、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用 3 3、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用 4 4、碎屑物质在被搬运过程中的变化、碎屑物质在被搬运过程中的变化沉

21、积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因 2 2、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用p 条件：干旱地域，沙漠或滨岸地域。营力：风条件：干旱地域，沙漠或滨岸地域。营力：风p 风力特点：风力特点：a.a.风力密度比水小风力密度比水小300300倍，搬运才干为水的倍，搬运才干为水的1/3001/300。p 搬运砂和粉砂为主，选择性强。搬运砂和粉砂为主，选择性强。p 搬运过程中表现物理机制，如碰撞，磨蚀等，相对来讲搬运过程中表现物理机制，如碰撞，磨蚀等，相对来讲溶解作用不明显。溶解作用不明显。p 搬运方式：牵引流特点，腾跃，蠕动滚动。搬运方式：牵引流特点，腾跃，蠕动滚动。p 堆积

22、物特点：分选好，磨圆好，具霜雨圆玻璃状，堆积物特点：分选好，磨圆好，具霜雨圆玻璃状，构成各种外形的沙丘，具大型交错层理，颗粒支撑，杂构成各种外形的沙丘，具大型交错层理，颗粒支撑，杂基少，化学胶结为主。基少，化学胶结为主。沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因二、碎屑物质的搬运和堆积作用二、碎屑物质的搬运和堆积作用 1 1、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用、碎屑物质在流水中的搬运和堆积作用 2 2、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用、碎屑物质在风中的搬运和堆积作用 3 3、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用 4 4、碎屑物质在被搬运过程中的变化、碎屑物质在被搬运过程中的变化沉积学沉积学沉积岩的成因沉积岩的成因3 3、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用、碎屑物质在冰川中的搬运和堆积作用、冰川和浮冰、冰川和浮冰固体搬运和堆积固体搬运和堆积、才干宏大，碎屑为主、才干宏大，碎屑为主、整体搬运，混杂