普通地质学(谢文伟,黄体兰,周仁元,王嵩莉) 第十二章 成岩作用与沉积岩

1、第十二章 成岩作用与沉积岩江西应用技术职业学院 谢文伟 谢宇飞 制作12.1 成岩作用（影响因素）第一节 成岩作用 成岩作用自然界各种松散沉积物变为坚固岩石的作用。影响成岩作用的因素主要有： 内因：沉积物的原始成分和结构； 外因：压力、温度、水和水溶液中的物质以及微生物和有机物。 成岩作用主要有压固脱水作用、胶结作用、重结晶作用、微生物及有机质的作用。 12.1 成岩作用（压固脱水作用）一、压固脱水作用在上覆沉积物形成的静压力作用下，使松散沉积物紧密结合失去水分的作用。压固脱水作用的强度与压力大小及作用时间长短成正比，常可形成某些特征性产物： 形成新的矿物：蛋白质玉髓、石膏硬石膏； 在泥质沉积

2、物中产生页理构造，在碳酸盐沉积物中形成缝合线； 形成矿物晶体假象，如石盐假晶。 压固脱水作用是泥质沉积物成岩过程中的主要作用。 a-压固作用；b-胶结作用；c-重结晶作用；d-新矿物生长 12.1 成岩作用（胶结、重结晶、微生物作用）二、胶结作用 指胶结物质把碎屑沉积物粘结起来变为坚固岩石的作用。胶结作用主要是碎屑沉积物的成岩作用。三、重结晶作用 沉积物中的矿物成分因压溶和固体扩散等作用使物质中的质点重新排列组合的作用。这种作用能够使小的颗粒变成大的晶粒，也可使非晶质沉积物变为晶质体。如： 在碳酸盐沉积物中，重结晶作用最为普遍。 四、微生物及有机质的作用 原生沉积物中一般含有大量的微生物，有喜

3、 氧的、厌氧的，因而常改变溶液的酸碱度和氧化还原环境，使溶液中某些物质沉淀或结晶形成岩石。 蛋白石（非晶质）玉髓（隐晶质）石英（显晶质） 压固脱水重结晶12.2 沉积岩的特征（矿物）第二节 沉积岩的特征 沉积岩是由沉积物在一定的埋藏条件下，经过复杂的成岩作用所形成的层状岩石。一、沉积岩中的矿物组成沉积岩的常见矿物有石英、白云母、粘土矿物、钾长石、钠长石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石等。其中方解石、白云石、粘土矿物、石膏、硬石膏是沉积岩的特有矿物。火成岩中常见的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、中性及基性斜长石在沉积岩中很少出现。 12.2 沉积岩的特征（颜色）二、沉积

4、岩的颜色沉积岩具有各种各样的颜色。根据颜色可以分析岩石成分和沉积时的古地理环境，这也是沉积岩命名的根据之一。 石英砂岩往往显示白色、灰白色；长石砂岩，往往显示肉红、黄白等色。 岩石中含有少量的Fe203，呈现红色（氧化环境）；含有少量的FeO，呈现绿色（还原环境）； 描述岩石的颜色，常用复合名称描述，有时加以深浅字样，如灰白色、紫红色、蓝灰色、深紫色、浅灰色等。凡是复合颜色，前面的是次要颜色，后面的是主要颜色。 岩石中若含有微量MnO2便会呈现黑褐色；含一些有机炭质，则常呈现灰色、黑色。 12.2 沉积岩的特征（结构）三、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，是划分沉积岩的

5、重要依据。主要有碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。 （一）碎屑结构 胶结物指填充于碎屑孔隙之间的物质，如钙质、硅质、铁质以及海绿石和有机质等。 按碎屑粒径大小可分为以下结构： 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碎屑物大小、形状及组成特征是碎屑岩鉴定的重要内容和依据： 分选性：碎屑颗粒粗细的均匀程度。 磨圆度或圆度：碎屑颗粒棱角的磨损程度。 由碎屑物和胶结物两部分物质组成，是碎屑岩特有的结构。碎屑物可以是岩石碎屑、矿物碎屑、生物碎屑以及火山碎屑等。 12.2 沉积岩的特征（结构）(二)泥质结构(三)化学结构（晶粒结构）化学结构（晶

6、粒结构）：由各种溶解物质或胶体物质沉淀而成的化学沉积岩常具有化学结构，如某种化学成分沉淀后，在一定条件下常同时结晶，形成等粒他形结构。 某些岩石由呈生长状态的生物骨骼构成格架（如珊瑚等），格架内部充填以其他性质的沉积物，称为生物骨架结构。 指由极细小（lm；厚层：厚度l0.5m；中厚层： 厚度0.50.1m；薄层：厚度0.10.01m；微层：厚度2mm 粗砂 20.5mm砂岩 中砂 0.50.25mm 细砂 0.250.05mm粉砂岩0.050.005mm集块岩 64mm火山角砾岩 642mm凝灰岩 2mm粘 土泥 岩页 岩石灰岩白云岩泥质岩介壳灰岩铝质岩铁质岩锰质岩硅质岩磷质岩蒸发岩可燃有机

7、岩一、沉积岩的分类第三节 沉积岩的分类及常见岩石砾岩12.3 沉积岩的分类与常见岩石（常见岩石）二、常见岩石石灰岩砾岩砂岩粉砂岩页岩白云岩碎 屑 中 直 径大于2mm的砾石含量在50%以上的岩石，其 成 分 有 的单 一 、 有 的复杂碎 屑 中 2 0.05mm的砂粒含量在50%以上的岩石,矿物成份以石英、长石、岩屑为主碎 屑 中 0 . 0 5 0.005mm的砂粒含量在50%以上的岩石,矿物成份以石英为主、长石次之、岩屑少见具页状层理的水云母粘土岩，其他混入物较多，如硅质、铁质等常称为硅质页岩、铁质页岩由微晶、亮晶、泥晶方解石组成。常呈灰白色、灰黑色。遇稀盐酸强烈起泡由白云石组成。灰白色

8、、浅灰色。遇稀盐酸不起泡或微起泡12.4 外生矿床（概念）第四节 外生矿床矿床是在一定地质作用下形成的、在质量和数量上都能满足当前开采利用要求的有用矿物的富集地段。 一、矿石与矿床矿石有用矿物含量很多且达到为现代工业技术水平能够开采利用的程度，这种岩石就称为矿石。 12.4 外生矿床（风化矿产） 二、外生矿床（一）风化矿床1.残坡积矿产和残余矿床岩石经风化作用形成的风化产物，其中一部分残留、残余物未经搬运而停留原地，如果其中有用物质相对集中，就可形成残坡积或残余矿床。 在外力地质作用的过程中，地表物质进行着复杂的再分配和改造，其中一些有用物质聚集起来，当其在质和量等方面符合工业要求并能被利用时

9、就形成外生矿床。金矿脉及残积坡积砂矿（据宋春青等，2005）1金矿脉；2基岩；3风化碎屑堆积物；4残、坡积砂矿床石灰岩中的不溶矿物形成的残余矿床示意图（据宋春青等，2005）黑色部分代表不溶矿物：A风化前；B风化后矿物富集于石灰岩熔蚀后的残积物中12.4 外生矿床（淋积矿床）这类矿床除风化作用外，主要跟基岩性质有关： 2.淋积矿床 岩石风化产物中易溶于水的物质，随地表水渗入地下，在适当条件下，经交代或沉淀作用而使有用物质集中便形成淋积矿床。 常形成铜、铀、镍、铁、锰、磷、钒等矿床。 原 岩风 化 矿 床 类 型超基性岩浆岩红土型Ni-Co矿床；Pd-Pt矿床；红土型Fe矿床古老的浅变质条带状铁

10、质岩风化壳型富Fe矿床（可形成大型矿床）基性岩（玄武岩）红土型铝土矿床碱性岩（霞石正长岩）红土型优质铝土矿床酸性花岗岩类（侵入岩及火山岩） 稀土元素矿床；高岭土矿床；残坡积砂矿碳酸盐岩类淋积型Fe矿床；铝土矿床硫化物铜矿床表生变化及分带示意图（据宋春青，2005）12.4 外生矿床（沉积矿床）二、沉积矿床 风化产物大部分经过搬运、沉积作用，不仅可以形成沉积岩，而且能使一些有用物质集中起来形成沉积矿床。 沉积作用形成的矿床机械沉积铂、金、锡石、金刚石、锆英石、独居石、钨、铁等砂矿床石灰岩、白云岩化学沉积（蒸发沉积）各种盐类矿产胶体化学沉积铁、锰、铝、硅等沉积矿产生物化学沉积煤、油页岩、石油、天然气、硅藻土、磷等沉积矿产沉积矿床的特点：成层状、埋藏浅、规模大、易于开采，经济价值高。 12.5 外力地质作用小结第五节 外力地质作用小结 改变塑造地表形态