普通地质学-4章沉积岩

关于教学改革的安排一、请有关专家讲座（已完成）二、去蟒山进行野外观察（第五章学完后进行）三、去地质博物馆参观（第八章学完后进行）四、分组讲课（第九章由同学们自己讲）授课方式的改变：主要采用交互式方式。总成绩比例课堂回答问题和讲课：10分；野外观察报告5分；参观报告5分；实验报告20分；期末考试60分。砂岩露头第四章外力地质作用与沉积岩第一节外力地质作用的一般特征第二节沉积岩的特征第三节沉积岩的分类及常见岩石类型外力地质作用：主要以太阳能以及日月引力能为能源并通过大气、水、生物因素引起的地质作用，包括风化、剥蚀、搬运、沉积和固结成岩作用。第一节外力地质作用的一般特征一、引起外力地质作用的因素1、大气圈具有垂向分层特点：高空缺氧。是因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层,是地球最外部的一个圈层。主要成分是氮、氧，占99%以上，还含有少量的氩、二氧化碳。800855010散逸层暖层中间层平流层对流层火箭人造卫星无线电反射层对流层：平均厚度约11-13km，赤道厚、两极薄。主要特点：1、温度随高度增加而降低(6.5℃/km)；

2、空气具有强烈的对流运动，发生一系列的天气现象；

3、气象要素水平分布不均；

4、受人类活动影响最显著。大气圈的垂向结构平流层臭氧层臭氧层：1、高度35-55km；2、温度随高度缓慢递增，25km以上迅速递增；3、气流以水平方向运动为主；4、存在多层含臭氧层，吸收99%以上的紫外线，称地球生物的保护伞。中间层：1、高度至85km左右；2、无臭氧层，气温随高度增大迅速降低；3、空气垂直运动；4、顶部出现弱电离现象。暖层：

1、高度至800km；2、随高度上升，气温增高；

3、因紫外线及宇宙射线的作用，氧、氮被分解为原子，处于电离状态，可划分出E、F、G三层，又称电离层。大气环流赤道低压带副热带高压带副热带高压带副极地低压带副极地低压带极地高压带极地高压带低纬信风带（风向恒定）低纬信风带赤道无风带中纬西风带中纬西风带极地东风带极地东风带低纬热带环流圈中纬环流圈极地环流圈全球大气环流科里奥利效应：地球上一切物体的运动，包括水的运动，同样都会受到地球自转的影响而发生偏转，其偏转方向在北半球向右，在南半球向左。

厄尔尼诺现象：海水温度影响海水上空大气的温度，海水每升高1℃，则大气温度升高6℃。是一种发生在海洋中的现象，其显著特征是赤道太平洋东部和中部海域海水出现异常的增温现象。拉尼娜现象：是一种发生在海洋中的现象，其显著特征是赤道太平洋东部和中部海域海水出现异常的降温现象。多出现在厄尔尼诺现象之后。大气圈具有重要的地质意义：地质作用发生的物质因素；生命的保护层；适宜的温度；风的作用。

2．水圈

水圈=海洋+湖泊+河流+冰雪+岩石中的裂隙水+…指由地球表层水体所构成的连续圈层。存在于大气圈、生物圈、海洋、大陆表层。分为海洋水、陆地水、大气水3类。水圈的循环太阳辐射能和重力势能生物圈（Biosphere）：是指地表附近由生物及生命活动的地带所构成的连续的圈层，是地球上所有生命及生存环境的总称。

3、生物圈生物圈的主体范围在200m—-200m。生物圈与气、水、地圈层间相互渗透、相互作用、相互交错分布。现代人类活动已构成了一种重要的地质营力，应加以重视！a.破坏岩石：机械破坏（根劈）；化学破坏（生物有机酸分解矿物）。b.本身成矿：石油、煤；形成生物岩二、引起外力地质作用的能源太阳能重力能日月引力三、外力作用的类型1、风化作用2、剥蚀作用3、搬运作用4、沉积作用5、固结作用--成岩作用1、风化作用的概念weathering*

由于气温变化，大气、水和水溶液的作用，以及生物的生命活动等因素的综合影响，地表及接近地表的岩石会在原地发生分解和破坏，从而使物理性质和化学组分发生变化，形成与原来岩石有差异的新的物质组合，这一地质过程称为风化作用。物理风化：由物理作用所引起的风化作用。化学风化：由化学作用所引起的风化作用。2、剥蚀作用：在外力作用下，岩石因机械作用或化学作用而被剥蚀（有物质被带走）。3、搬运作用沉积物的搬运:(1)滚动方式沿水流底部搬运：>2mm，砾岩；

(2)跳跃搬运：2-0.05mm，砂岩；

(3)悬浮状态搬运：0.05-0.005mm，粉砂岩；

(4)凝聚态搬运：<0.005mm，粘土岩。（1）碎屑物质的沉积作用（机械沉积分异作用）：受碎屑物质的密度大小、粒度大小、形状的影响。4、沉积作用（deposition)：化学沉积分异作用氧化物铝土矿赤铁矿硬锰矿磷酸盐硅酸盐蛋白石磷钙土海绿石鲕绿泥石碳酸盐菱铁矿菱锰矿石灰岩白云岩硫酸盐卤化物石膏硬石膏石盐钾盐镁盐（2）溶解物质的沉积作用（化学沉积分异作用）：沉积物（deposit)：碎屑沉积物化学沉积物生物沉积物生物化学沉积物5、固结作用--成岩作用成岩作用（1）压实作用（2）胶结作用（4）重结晶作用（3）交代作用（新矿物生长）（1）压实作用沉积物在上覆沉积重荷压力下，发生的水分排出、孔隙度降低和体积缩小的作用。（2）胶结作用沉淀在颗粒孔隙内的化学或生物化学成因的矿物，不管是否压实，都可将颗粒胶结在一起使碎屑物质固结成岩，这就是胶结作用。胶结物：钙质、硅质、铁质、泥质。（3）交代作用（新矿物生长）指一种矿物被另一种矿物交代的作用，在砂岩胶结物中最常见。如果钙质和泥质胶结物被二氧化硅交代时，这种交代作用叫硅化作用。指沉积下来的不结晶或结晶细微的矿物质在温度、压力的影响下所进行的重新结晶或晶粒长大、加粗的作用。如非晶质的蛋白石脱水之后变为隐晶质的玉髓，最后变为显晶质的石英，石膏脱水变为硬石膏。（4）重结晶作用第二节沉积岩的特征（母岩改造）风化作用、剥蚀作用（堆积物）

搬运作用、沉积作用（沉积物）

（压实、胶结、重结晶、交代）成岩作用

沉积岩一、沉积岩中的物质成分、来源岩屑：母岩经风化、剥蚀下来的岩石碎屑。碎屑矿物：石英、长石、云母表生矿物：高岭土等粘土矿物化学沉淀矿物：方解石、白云母、燧石矿物有机质：动植物的遗体和骨骼胶结物：钙质、硅质、铁质、泥质沉积岩石中含有化石二、沉积岩的结构：指颗粒的大小，分选性，磨圆度大小：

砾：>2mm砂：2-0.05mm

粉砂：0.05-0.005mm泥：<0.005mm（肉眼、放大镜、显微镜、电子显微镜）1、碎屑结构分选性磨圆度：圆、次圆、次棱角、棱角碎屑结构：岩石中的颗粒是机械沉积的碎屑物。碎屑+

填隙物(比碎屑小1-2粒级)+胶结物。碎屑岩：砾岩→砂岩→细砂-粉砂岩→泥岩（页岩）填隙物(基质)：砂→细砂→粉砂，生物及火山碎屑等。胶结物（肉眼分不出大小）：Si，Fe，Ca，泥

2、非碎屑结构：为生物岩、生物化学岩所特有；岩石中的颗粒由化学沉积或生物化学沉积作用形成；无碎屑和填隙物及胶结物之分。晶质结构：全由近等大的沉积晶体组成，如灰岩为方解石组成。生物结构：由丰富的生物化石碎屑组成。三、沉积岩的构造原生沉积构造定义：沉积岩在形成过程中产生的构造，是各组成部分的空间分布与排列方式。

1、层理（Layer，bedding）：沉积岩的成层性

与颗粒性质有关：颗粒粗细、硬度不同就形成层理。与气候有关：颜色变化也形成层理。（1）层理类型平行层理：不同沉积层顶底面平行，表明沉积岩在安静的介质环境中形成。美国科罗拉多交错层理（CrossBedding）：不同沉积层顶底面不平行，表明沉积岩形成于动荡的介质环境中。根据“顶截底切”原理，可判断地层的顶底。厚度＞１m

块层厚度1-0.5m

厚层厚度0.5-0.1m

中厚层厚度0.1-0.01m

薄层厚度＜0.01m

微层（2）层理厚度分类：交错层理(多向浅水流)

2、递变层理（gradedbedding）：同一层内，碎屑粒级由下而上逐渐变小。形成环境：水体运动由强到弱或由弱到强，如水介质环境周期性变化，在重力沉积下就形成了“韵律层”。●用途：确定地层的顶底。

3、波痕（层面构造）（ripplemark）：波浪弯曲的层面，反映沉积环境动荡。●水介质定向运动形成不对称波痕：可确定流向(从缓坡向陡坡)，但不能确定顶底。●水介质往复运动形成对称波痕：不能确定流向，但可确定地层顶底(尖头朝顶)。

元古界团山子组白云岩表面发育的不对称波痕构造4、泥裂（mudcrack）：层面上多边形，剖面上楔形。●成因：滨海、滨湖沉积物暴露出水面，失水→变干→收缩而成；填充物与上复岩层相当。●用途：（1）确定地层的顶底;（2）指示古气候（干燥）;（3）确定沉积相（陆相、海岸相）。●

用途：a.划分对比地层（有无结核，什么样的结核）；

b.推测地层形成环境。5、结核：●定义：沉积岩中，某种不同物质聚积而成的核状体。6、缝合线：总的展布方向与层面平行。成因：沉积的短暂间断（大的）；溶解层面两侧物质（小的）。缝合线Stylolite（湖南始兴）

雨痕雨

痕

虫迹虫迹

印模：沉积岩层底面上的突起。主要是在沉积作用停顿时沉积物顶面受到流水冲刷，或受到流水携带物体的刻划，形成了沟槽，然后被上覆沉积物充填铸模而成。印模第三节沉积岩的分类碎屑岩（Clasticrock）：砾岩、砂岩、粉砂岩。粘土岩：泥岩、页岩。生物化学岩：硅藻岩、放射虫岩。化学岩：包括碳酸盐岩和其它化学成因的岩石。碳酸盐岩（部分为碎屑成因，部分为化学成因）：石灰岩、白云岩。一、碎屑岩（Clasticrock）：碎屑+基质+胶结物1、砾岩（Conglomerate）、角砾岩（breccia）

粒径：2-10mm（>10mm为巨砾）砾石成分：砂岩、髓石岩、石灰岩、火成岩、变质岩

2、砂岩（Sandstone）

粒径：粗砂岩2-0.5mm

中砂岩0.5-0.25mm

细砂岩0.25-0.05mm

成分：石英、长石居多

3、粉砂岩（Siltstone）

粒径：0.05-0.005mm

成分：石英、长石、云母二、粘土岩（Clay）（原来一直划归碎屑岩类）粒径：＜0.005mm成分：粘土矿物[高岭土（ChinaKaolinite）、澎润土、蒙脱石（Montmorillonite）、水云母]成因：粘土矿物经搬运沉积而成固结无层理的称泥岩，成层好的称页岩（Shale）

1、可塑性；2、吸水性（蒙脱石吸水后体积增大5-20倍）；

3、吸附性；4、烧结性（瓷器的控温烧结）；5、耐火性。三、碳酸盐岩1、石灰岩（Limestone）碎屑结构的石灰岩：碎屑成分为方解石,其成因分3类：内碎屑、生物碎屑、球粒。b.非碎屑结构的石灰岩：方解石颗粒很致密，由化学作用形成。由方解石组成，遇到稀盐酸起泡，灰黑色为主。结构分为：碎屑结构非碎屑结构：化学作用形成内碎屑：已沉积的CaCO3被海水冲击破碎（内碎屑灰岩）生物碎屑：动物的骨骼（珊瑚礁灰岩）CaCO3凝聚：海水中的C