沉积岩的形成及演化课件

沉積岩的形成及演化沉積岩原始物質形成階段原始物質搬運和沉積階段沉積物的同生作用和准同生作用階段沉積物成岩作用階段沉積岩的後生作用階段沉積岩形成演化階段示意圖沉積岩、岩漿岩、變質岩三大類岩石在成因上的關係示意圖第二章沉積岩成因複雜性的圖示一、母岩、物源區、風化作用的概念二、風化作用的類型三、母岩風化產物的類型四、各種造岩礦物的風化及其影響因素五、風化殼的概念六、沉積岩原始物質的其他來源第一節母岩的風化作用(weathering)—沉積岩最原始物質的形成第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成

一、母岩、物源區、風化作用的概念母岩(motherrock)：是供給沉積岩原始物質成分的岩石，主要是岩漿岩和變質岩，也包括早已形成的沉積岩。物源區（provenance）：物源（母岩）分佈的地區。風化作用(weathering)：是地殼表層岩石的一種破壞作用。其原因是環境條件改變使得母岩變得不穩定而發生的碎裂解體作用，由岩石變為鬆散風化產物。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成二、風化作用的類型第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成1、物理風化作用2、化學風化作用3、生物風化作用風化作用1、物理風化作用：岩石只發生機械破碎，而化學成分不改變的風化作用。溫度變化，晶體生長，重力作用，水、冰及風的破壞侵蝕作用，都可以使岩石和礦物的發生機械破碎，形成岩石和礦物碎屑。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成（球形風化現象原理圖示）（水結冰使岩石裂縫擴大圖示）第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成水流侵蝕岩石風蝕地貌第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成海岸邊的波浪侵蝕風化作用第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成河流的侵蝕下切作用濱岸帶海浪及潮汐的侵蝕作用2、化學風化作用：在氧、水和溶於水中的各種酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶濾等化學變化，使其分解而產生新物質和新礦物的過程稱為化學風化作用。既形成新的礦物和新物質，也形成碎屑物質。

化學風化作用包括：第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成生物風化作用：在岩石圈的上部、大氣圈的下部和水圈的全部，幾乎到處都有生物的存在。故生物，特別是微生物，在風化作用中能起到巨大的作用。生物對岩石的破壞方式既有機械作用，又有化學作用和生物化學作用；既有直接的作用，又有間接的作用。

第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成

三、母岩風化作用的產物（三大類）1、碎屑殘留物質

主要是指母岩的岩石碎屑和礦物碎屑。主要經機械方式搬運和沉積，是陸源碎屑岩的主要物質成分。2、新生成的不溶於水的礦物主要是指在風化作用過程中新生成的粘土礦物以及蛋白石、鋁土礦、褐鐵礦等。經機械以及化學搬運沉積，是粘土岩(鋁、鐵質岩)的主要物質成分。3、溶解物質主要是化學風化過程中被溶解的那些成分，如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、以及Si、Fe、Al、P等，主要以化學方式搬運沉積，轉移至湖泊和海洋中。

第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成四、各種造岩礦物的風化產物及其影響因素第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成

礦物的風化穩定性相差很大，一般岩漿晚期形成的礦物穩定性較高，抗風化有力強；岩漿早期形成的礦物抗風化能力較弱。鮑文反應系列及礦物風化作用的相對穩定性圖示形成溫度低高低高抗風化能力第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成1、石英：風化過程中穩定性極高，是碎屑岩中的主要造岩礦物。2、長石：風化過程中穩定性次於石英，其中鉀長石穩定性高於斜長石，也是碎屑岩中的主要造岩礦物。3、雲母：風化過程中穩定性較高，其中白雲母的抗風化能力高於黑雲母，在碎屑岩中常見。石英(quartz)長石(feldspar)雲母(mica)第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成4、重礦物：風化穩定性較高的礦物，如石榴石、鋯英石、剛玉、電氣石、錫石等重礦物在沉積岩中也有出現。5、橄欖石、輝石、角閃石等：抗風化能力極低，在沉積岩中少見。(在母岩區附近較多)6、碳酸鹽礦物如方解石、白雲石等：抗風化能力極低，在沉積岩中少見。7、粘土礦物如高嶺石、蒙脫石、伊利石、水雲母等，在風化帶中相當穩定。電氣石鋯石石榴石剛玉橄欖石第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成與母岩礦物中所含元素具有的遷移能力大小有關即是說，凡含有最易遷移和易遷移元素多的岩石和礦物，在地表條件下，因元素的遷移而容易遭受化學風化而破壞。與組成岩石的礦物的穩定能力有關第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成與岩石結構的均一程度及細密程度有關

一般結構均一的岩石、粒度細小緻密的岩石(如流紋岩、安山岩、凝灰岩、千枚岩、粉砂岩等)抗風化能力較強，在沉積岩中廣泛分佈；粒度粗結構不均一的岩石(如花崗岩、偉晶岩、片麻岩、礫岩、砂礫岩等)抗風化能力較弱，在沉積岩中較少出現且多發育在礫岩、砂礫岩、粗砂岩中。與風化作用進行的時間和發育的階段有關風化作用時間越長，風化越強。波雷諾夫將結晶岩的風化過程分為四個階段，即：

碎屑階段；飽和矽鋁階段；酸性矽鋁階段；鋁鐵土階段

；第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成

①碎屑階段，以物理風化為主，風化產物主要為岩屑和礦物碎屑。

②飽和矽鋁階段，岩石中如有氯化物和硫酸鹽將全部被溶解，Cl-和SO42-全部被帶出。

③酸性矽鋁階段，鹼金屬和堿士金屬大量被溶濾掉，SiO2進一步游離出來。

④鋁鐵土階段，是風化最後階段，主要剩下鐵和鋁的氧化物及二氧化矽。在不同的風化作用階段有不同的風化產物，及各種風化產物的數量比例亦各不相同。

上述四個階段依次表示風化程度加深，是一個一般的完整過程，並不是所有結晶岩的風化都要經歷這四個階段。能否達到風化最深的鋁鐵土階段，取決於當時的氣候、地形、地殼運動強度、母岩性質和風化時間長短等因素。其中特別是氣候因素，如在於旱沙漠地區，母岩風化可長期停留在碎屑階段；植被發育的溫暖潮濕地區則可達到並長期停留在酸性矽鋁階段，而在潮濕炎熱地區則可達到鋁鐵土階段。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成氣候條件、地形條件(大地構造條件)和時間等因素對風化作用產物也有重要影響

氣候條件影響風化作用類型和強度。寒冷氣候以物理風化(第一階段)為主；溫帶氣候僅可達二三階段；潮濕多雨的熱帶雨林氣候可達四階段；構造活動強烈的高山地區常僅達風化的初級階段。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成

五、風化殼

地殼表層岩石風化的產物，除一部分溶解物質流失外，其碎屑殘餘物質和新生成的化學殘餘物質大都殘留在原來岩石的表層。這個由風化殘餘物質組成的地表岩石的表層部分，或者說已風化了的地表岩石的表層部分，就稱為風化殼或風化帶。

風化殼是地殼上升、沉積間斷、不整合面的重要標誌，在形成油氣藏方面也具有重要價值。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成牙哈寒武系古潛山油氣藏風化殼岩心照片

六、沉積岩原始物質的其他來源

1、生物成因的沉積物

2、地下深部來源的沉積物質

3、宇宙來的沉積物

第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成1、生物來源的沉積物—最重要的原始物質

分佈廣泛，數量相當巨大。可分為：硬體(內外骨骼)，即各種化石。多為碳酸鹽質、矽質、磷質，是生物成因的無機物；軟體，即有機質(碳氫化合物)。可分為類脂質、氨基化合物、碳水化合物、色素(類葉綠素、類葉紅素、類黃朊素等)、木質質等。大多數有機質參與有機物的迴圈，部分保存在沉積物中經變化而成不溶性的乾酪根、可溶性的烴類及有機酸。地層中有機質總量約3.8×1015t,主要在泥頁中，煤占1/600；石油天然氣占1/19000.是油氣和煤的物質來源，是碳酸鹽岩的主要成分之一。生物活動也可產生碎屑、新生粘土及溶解物質。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成2、地下深部來源的沉積物質—是地殼表面局部地區沉積物的重要來源深部來源的鹵水：沿深斷裂流出地表或注入地下的熱鹵水、溫泉、熱氣液等，數量也是可觀的，它們對形成某些岩石（如鹽岩、矽岩和鐵錳岩等）和礦床（如鉛、鋅等）也有較大的意義。受大地構造和板塊運動控制，主要分佈在板塊邊緣地帶。是火山碎屑岩的主要物質來源，也是許多化學沉積岩的重要物質來源之一。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成火山物質：火山爆發作用帶到地表或水下的火山碎屑物，可直接堆積成火山碎屑岩，也可以混入正常碎屑沉積岩中。

3、宇宙來的沉積物—量少、分佈廣、意義特殊宇宙空間落在地球上的主要為隕石和塵埃，數量較少但研究意義特殊。第二章

第一節母岩的風化作用—沉積岩最原始物質的形成第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章沉積岩的形成和演化

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用一、搬運與沉積作用的概念二、搬運與沉積作用的分類三、流體的一些基本知識四、碎屑物質在流水中的搬運和沉積五、碎屑物質在海、湖水體中的搬運和沉積作用

六、碎屑物質在空氣(流)中的搬運和沉積作用七、碎屑物質在冰川中的搬運和沉積作用八、正常沉積作用和事件沉積作用

一、搬運與沉積的概念

碎屑物質（主要是風化產物中的碎屑物質及新生礦物）在流體的作用下，將隨流體發生運動和轉移，此現象則稱為“搬運”transportation；在一定條件下，運動的碎屑還會從搬運狀態轉變為物質停積狀態，此現象則稱為“沉積”deposition。

碎屑物質在最終沉積之前，沉積與搬運總是交替進行的；最終沉積之後也可由於地殼上升、侵蝕基準面下降，使得已沉積下來的碎屑物質重新遭受剝蝕而被搬運。

因此，常將搬運與沉積作用共同討論。在搬運和沉積過程中，碎屑物質仍受到空氣、水的作用、受到碰撞及各種地質營力的作用，仍在發生破碎、溶解，即搬運和沉積過程中風化作用仍在進行。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用二、搬運和沉積作用的分類按控制因素和機理分為：機械搬運和沉積；化學搬運和沉積；按介質性質分為：水的搬運和沉積；空氣(風)的搬運和沉積；冰的搬運和沉積；生物的搬運和沉積；按搬運沉積的特徵及控制因素分為：

牽引流的搬運和沉積按運動特徵分為流水、波浪、潮汐的；

沉積物重力流的搬運和沉積按介質分為水體的和空氣的重力流第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用三、有關流體力學的幾個基本概念

1、牛頓流體與非牛頓流體凡服從牛頓內摩擦定律的流體稱為牛頓流體，否則稱為非牛頓流體。牽引流屬於牛頓流體，重力流屬於非牛頓流體。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

2、牽引流和沉積物重力流

⑴、牽引流自然界中常見的河流、海流、潮汐流、氣流(風)等均是牽引流。其特徵是：

a)

通常屬於牛頓流體；多是從高處往低處搬運，但有時也能從低處往高處搬運。。

b)牽引流的流動是由介質的動力而產生的，由介質的流動牽引(推動)沉積物運動。或者說，由介質的流動而牽引推動沉積物運動的流體稱為“牽引流”；

c)是長時間持續的介質整體的流動，屬正常沉積，廣泛分佈於自然界，常見，其流速主要與水面坡度有關系；

d)搬運沉積物的方式兼有懸移(載荷)、推移(載荷)(滑動、滾動和跳躍)，且多以推移載荷(或稱床砂載荷)為主；

e)推力（即牽引力）的大小主要取決於流體的流速，推力越大則能搬運的碎屑顆粒越大。而負荷力大小既取決於流體流量也取決於流速，負荷力越大則能搬運的沉積物數量越多。推力大不一定負荷力就大，反之亦然。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用牽引流

⑵、沉積物重力流是自然界中不常見的另一種特徵的流體，有如下基本特徵：

a)大小不一的碎屑物質與流體形成的高密度混合體，並與環境介質產生密度差，從而在重力的作用下發生流動的流體，稱為“沉積物重力流”(是密度流的一種)；

b)是一種陣發性的底流，難以發生，難以觀測到，一般屬於事件性沉積的範疇，其流速主要與基底坡度(密度差、厚度、阻力等)有關；

c)搬運沉積物的方式主要是懸移載荷，底載荷的數量很小；

d)

搬運能力及侵蝕能力十分巨大強烈，其形成需特殊的條件，是碎屑物質從淺水搬運至深湖深海的主要地質營力；

e)

通常屬於非牛頓流體；一般是將碎屑沉積物由淺水(高處)向深水(低處)搬運；

f)其他特徵(支撐機制、分類、形成條件、沉積特徵等)後述。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用陸地泥石流第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用海底濁流第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

3、層流、紊流與雷諾數

自然界任何流體按其流動特點可分為層流和紊流（或稱湍流）兩種流動形態。層流是一種緩慢流動的流體，流體質點作有條不紊的、平行的線狀運動，彼此不相摻混。紊流是一種充滿了漩渦的湍急流動的流體，流體質點的運動軌跡極不規則，其流速大小和流動方向隨時間而變化，彼此互相摻混。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用層流紊流

4、緩流、急流和佛羅德數

在明渠水流（類似自然界的河流、海湖淺水環境中的牽引流）中按流動強度的不同可出現急流、緩流和臨界流三種流態，這三種流態的判別標準是佛羅德數Fr。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用Fr＝1水流為臨界流Fr＞1

水流為急流，也稱為超臨界的流動狀態；代表一種水淺流急的流動特點。Fr＜1水流為緩流，或臨界以下的流動，代表一種水深流緩的情況。佛羅德數可普遍用於碎屑物質以床沙載荷方式搬運和沉積過程的解釋中。明渠水流隨著流動強度的加大，在床面上會依次出現下列床沙形體：無顆粒運動的平坦床沙→沙紋→沙浪→沙丘→過渡型（或低角度沙丘）→平坦床沙→逆行沙丘→流槽和凹坑。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用緩流和急流下的床沙形態Lower-flowregimeUpper-flowregime第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用四、碎屑物質在流水中的搬運和沉積(碎屑顆粒在流水中的搬運和沉積受多種因素的影響和制約，是一個相當複雜的問題)第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用⑴、碎屑物質的搬運方式（兩種方式）a、推移搬運（推移載荷）traction較粗的碎屑（如礫石和砂）大都沿流水的底部呈移動、滾動或跳躍式搬運前進。b、懸浮搬運（懸浮載荷）suspension較細的碎屑（如粉沙和粘土）在流水中常呈懸浮狀態搬運。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用⑵、碎屑物質在流水搬運過程中的重大變化在搬運過程中，風化作用將繼續進行，搬運距離的增加、搬運時間的延長，碎屑的粒度將逐漸減小、圓度和球度將逐漸變好，穩定組分的比例將逐漸增加。（3）機械沉積作用

已處於搬運狀態的物質，在一定的條件下，主要是流水的動力不足以克服碎屑顆粒的重力時，碎屑物質就會沉積下來。

在沉積過程中，由於不同粒度、不同比重、不同形狀及不同成分的碎屑沉積時的水流速度不同，沉降速度也各不相同，致使其沉積的時間先後不同，沉積的場所不同而發生分異。這種隨流體流速(或流動強度)逐漸降低而按粒度由大至小、按比重由重至輕及按形態依次沉積的現象，稱為機械沉積分異。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用(4)、碎屑物質在流水搬運及沉積過程中的分異作用礫岩砂岩粘土岩礦物按比重分異示意圖顆粒按大小分異示意圖五、碎屑物質在海、湖水體中的搬運和沉積作用

陸地表面流水搬運的碎屑物質，大部分都注入海洋，其次是湖泊。入海、入湖的碎屑與海湖內自生的碎屑物質均將受到海湖水的再搬運再沉積。引起海洋中碎屑物質搬運和沉積的營力主要是波浪和潮汐，其次是海流；引起湖泊中碎屑物質搬運和沉積的營力主要是湖浪和湖流。這些流體一般屬牽引流的範疇。在海湖水體中還有沉積物重力流，海洋內還有風暴流。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用1、波浪及其搬運沉積碎屑物質的特徵

(1)波浪主要由風引起，又稱為風浪。波浪的大小主要取決於風力的大小和吹程的長短。用波長、波高、週期、頻率、波速、波能來描述。波浪的運動是波能的傳播過程。

湖浪小，海浪大，湖浪有停息期，海浪無停息第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用博斯騰湖的湖浪和沙灘(2)在深水區的水面，水質作圓周運動；振幅隨深度增加而減小；

浪基面(浪底)－在風浪作用下水質點將發生運動，水質點的振幅隨深度增加而減小，其振幅趨於零的水深稱為浪基面。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用浪基面(3)在浪基面以上的淺水區，水質點的運動變為橢圓，甚而為往復運動。與底部沉積物發生相互作用，使沉積物發生搬運與沉積。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用(4)當波浪垂直岸線傳播時，波浪對碎屑物質的推力將逐漸變化，加之水底坡度和下滑分力的影響，較淺水底的碎屑物總體向岸搬運，較深水底的碎屑物總體向海方向搬運，二者的分界稱為“中立帶”。中立帶隨波浪及基底坡度而變化。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用(5)當波浪垂直岸線傳播時，因基底的阻力下部水質點的運動速度逐漸減小，波浪可分為圖中的幾個分帶：湧浪帶、升浪帶、破浪帶、拍岸浪(激浪)帶、衝浪帶。破浪帶的水頭近於垂直跌落，沖刷淘洗作用強，沉積物較粗較多；破浪帶的位置與波浪及水底坡度地形有關。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用(6)當波浪傳播方向與岸線斜交時，可形成複雜的水文系統。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

碎屑顆粒相應在垂直和平行岸線的方向上運動，其運動路程遠大於其運動距離，運動時間遠大於其運動距離，形成成分成熟度和結構成熟度均很好的海灘沉積物。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用綜上述，波浪搬運沉積的特徵是：波浪主要因風力產生，海浪大而強，湖浪較小而弱，是常見牽引流類型，平均速度和粒徑等是控制搬運和沉積的主要因素；只影響浪基面以上的淺水區的沉積物，浪基面與波長有關(一般以半波長為浪基面的深度)；波浪的水流系統十分複雜，一般均屬紊流(Re大)，常可達上部流態(Fr>1),搬運及磨蝕能力很強；細小碎屑物質常被波浪向深海搬運，粗碎屑常向淺水向海岸搬運，同時還經平行岸線搬運，運動軌跡常為之字形；波浪總體上是往復流動，運距遠遠小於其搬運路程，磨蝕和分異作用強而徹底，砂礫的成熟度常很高；主要形成砂礫的沉積，泥質常難於在波浪中沉積(特殊情況例外)。沉積物粒徑明顯在破浪帶最粗，向海明顯地漸細。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用2、潮汐及其搬運與沉積作用1)大洋潮汐是由月球、太陽與地球的相對運動的引潮力所產生的全球性海面的週期性的升與降的波動。海水面的升高稱漲潮，達高潮位時不漲不落稱停潮，水位下降稱退(落)潮，達低水位稱平潮。高低潮位差稱“潮差”。2)因潮位差異形成水面坡度並導致海水側向流動稱潮流。在廣海中，一個潮汐週期內的潮流的速度與方向時刻都發生有規律的變化；在近岸地帶因地形的限制大致對在垂直岸線的主向上作往復運動。與大洋相連通的水體才有潮汐運動(即湖泊無潮汐)。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用錢塘江大潮形成原因及大潮景觀3)潮汐週期的長短和潮差的大小與天體運動及當地地形等因素有關。按週期長，可分為全日潮、半日潮、和不規則潮；按潮差的大小可分為大、中、小潮差；第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

4)由於天體相對位置的變化、地形、風向及柯氏力的影響，潮汐及潮流明顯表現出“日不等量”和“月不等量”的變化：在一個太陰日內漲潮流與退潮流的流速與潮位不相等；潮流為非對稱的雙向流，即不潮流與次潮流分異，漲潮流與退潮流在空間(通道)分離；

在一個太陰月內潮流與潮位不等，即有大潮小潮之別；

5)潮流的速度一般較(波浪的流速)小，週期長，能量較(波浪)低，但在潮汐通道、入潮口、河中灣等地其流速、能量可達很高的數量；第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

6)主要搬運和沉積淺水底部的沉積物，可向海也可向陸搬運碎屑物質，但作用範圍比波浪更廣闊；在淺海和波浪作用微弱的濱岸帶，潮汐是搬運和堆積沉積的主要地質營力，既有砂質沉積也可形成泥質沉積。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用風暴浪及其沉積特徵：(1)屬於陣發性事件性的搬運與沉積；(2)波長特長、浪基面深度特別大，特稱“風暴浪基面”，其最深可達200m左右。(3)風暴浪基面之上(原正常浪基面附近，含淺海底及濱岸帶)的沉積物被沖刷，形成侵蝕面，並有粗碎屑充填。(4)是將淺水及岸上粗碎屑搬運至淺海的主要營力，可將碎屑物質向海方向搬運至十甚至上百公里，繼續向下流動可變成深海濁流。(5)正常浪基面和風暴浪基面之間以碎屑沉積為主，其具有牽引流和重力流兩種流體機制的沉積特徵。(6)風暴浪平息後，又轉入了正常沉積作用(濱岸帶難保存)，一般以細粒懸浮物質沉積作用為主，故風暴流屬牽引流和重力流的過渡沉積類型。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用3、碎屑物質在風暴波浪中的搬運與沉積第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用含礫砂岩和泥岩風暴沉積遠濱浪控濱岸均質石英砂岩下臨濱臨濱塔里木盆地塔中4井石炭系東河砂岩段上部沉積相精細描述剖面圖4、碎屑物質在湖水中的搬運和沉積作用與海洋相比，湖泊面積小，缺乏潮汐作用，因此湖浪和湖流是湖泊中搬運和沉積碎屑物質的主要動力。湖泊的浪基面一般不超過20M（海洋一般在20M以上），湖浪對碎屑物質的搬運和沉積作用主要表現在濱岸淺水地帶，細的懸浮物質可被搬運到深水區。湖泊中同樣存在風暴浪的搬運和沉積作用，只是規模較小，但頻度高。湖流系統複雜，通常是由於風的拖力、大氣壓不平衡、河水注入時產生的慣性，以及定向水流從這一端流向另一端所引起。六、碎屑物質在空氣(流)中的搬運和沉積

在乾旱地區，風是搬運及沉積碎屑物質最主要的地質營力。有如下特徵：

1、空氣的密度比水小得多，在同樣的速度下，風的搬運能力約為流水的1／300。一般情況下，風只能搬運較細粒的碎屑物質，如砂以下的碎屑；只有在特大的風暴時，才能搬運砂和礫石（飛砂走石）。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

2、由於空氣的密度較小，所以碎屑物質在搬運過程中，對地面的岩石、物體及被運的沉積物有很強的碰撞和磨蝕作用。無化學變化，一般不搬運沉積化學物質。常會形成一些特殊的景觀，特殊的結構(顆粒圓度都比較好，顆粒出現表面“霜狀”，風成棱石、風蝕地貌）。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用風蝕地貌第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用風蝕地貌風蝕地貌第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用風蝕地貌黃土地貌3、在正常地面風力條件下，三種搬運方式中以跳躍為主（約占70％～80％），其次蠕動（＜20％），而懸浮很少（＜10％）。三種搬運方式可相互轉化。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用4、在一般情況下搬運方式與粒度之間關係相當恒定。跳躍顆粒一般小於0.5mm，尤其細砂（0．1～0．3mm）跳動得最為活躍；蠕動顆粒都在0．5到2～3mm之間，更大的顆粒一般就留在原地不動；小於O．1～0．O2mm的顆粒可懸浮搬運

.

跳躍和蠕動的顆粒可沿斜坡向上運動。風對搬運物質的選擇性比較強，因此風成沉積物的分選性較好。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用5、當風速變化時、或因荷載增大使運力減弱時，均可較快發生沉積，一般形成砂丘狀沉積體。細粒碎屑可被風帶到乾旱區之外，甚而帶至大洋。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

6、塵暴的搬運作用：小於O．O5mm的粉砂與粘土可以像灰塵樣大量彌漫懸浮，在空氣裏作長距離搬運。當發生風暴時，這種搬運作用就更為強烈。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用七、碎屑物質在冰川中的搬運和沉積

在兩極地區和高寒的山區，冰川的搬運及沉積作用是主要的。

1、冰川的搬運和堆積冰川具有極強大的侵蝕力和搬運能力；主要是搬運沉積碎屑物質，毫無分選性，大小混雜。搬運速度緩慢，搬運距離變化極大；搬運主要發生在冰川內，沉積作用主要發生在冰川的消融地帶。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用冰川圖片冰水河冰川冰磧物：被冰川搬運和沉積的碎屑物質，統稱為冰磧物。冰磧物按其發育的部位又可有不同的命名，如表磧、底磧、中磧、內(裏)磧、側磧、前(終)磧。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用冰川表磧冰川側磧冰川底磧冰川終磧第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用冰蘑菇（冰川飄礫）冰川飄礫冰川極其強大的侵蝕作用使冰川地區具有特殊的地貌景觀，如鰭脊、角峰、冰漏斗、冰蝕穀等第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用2、冰川沉積物的基本特徵

冰川沉積物包括冰磧物→冰水河沉積物→冰水扇沉積物→冰水湖沉積物

⑴、冰磧物

是因冰川消融而直接堆積的碎屑物質。

冰磧物成分極為複雜，不穩定組分含量高；大小混雜，粒徑極其懸殊，毫無分選；成分與粒徑的組成與源區岩石和冰川類型有關；碎屑顆粒的磨圓程度極差，常有特殊的磨蝕形態(熨斗石、丁字痕)；一般缺乏層理構造，有時略具定向性；分佈在冰川消融地帶，多呈壟崗狀、丘狀形貌。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

⑵、冰水河沉積物是冰磧物經冰水河搬運改造後的沉積物。

其特徵為：具有明顯的磨蝕和分選性，磨圓程度稍好或較好；碎屑的粒徑較小，並自冰川消融帶向下(向外)有明顯的粒徑漸細、圓度較好的趨勢；常可發育沖刷充填構造育，板狀、槽狀交錯層理與水準層理；

冰水河沉積物常間夾於冰磧物之間，或與之漸變過渡，單源冰水沉積物呈扇形堆積體，叫做冰水扇。多個冰水扇相互連接就成為起伏平緩的冰水裙或冰水準原；一般冰水準原向下延伸可達數公里以上，並逐漸過渡為河流沉積或過渡為冰湖沉積。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

⑶、冰水湖及小型冰水三角洲沉積

是指冰川消融帶長年積水的湖泊的沉積物，特徵如下：當冰水河流進入冰水湖泊時形成的扇形沉積體稱冰湖三角洲沉積，三角洲垂向層序的三層結構發育良好。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

在冰湖內部，主要形成極細的懸浮物質顆粒緩慢沉積，主要成分為粘土礦物，顏色較深，並有粗細相間、色調淺深的交替變化，這是氣候與季節變化懸浮物的成分略有改變的結果，又稱為紋泥(季候泥)。它可以用來推算沉積物的形成年代和沉積速率，細一粗一細代表一年的沉積。在北歐斯堪的納維亞半島曾利用冰水湖積紋層建立了冰後期的地質年代表。此外還可能發育重力流沉積。

第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用八、正常沉積作用和事件沉積作用

1、正常沉積作用一切常見的緩慢的搬運沉積過程，如平水期的河流、好天氣下的濱海、淺海、湖泊等，均稱為是正常沉積作用。其特徵是：搬運與沉積過程平穩緩慢，常交替進行；流速的減小、搬運能力的降低是均勻的平緩的；機械分異作用明顯；在自然界廣泛分佈，容易考察研究認識。

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第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用2、事件性沉積作用

一切突發性的或災變性的搬運和沉積過程，均稱為事件性沉積作用（如濁流、泥石流、洪水流、火山噴發形成的碎屑流、風暴流等）。其沉積特徵為：

搬運和沉積作用的發生和發展常常是瞬間的、短暫的，但其作用過程是快速的；搬運和沉積能力常常十分巨大，常伴有巨大的侵蝕能力和破壞能力；沉積過程中摻合作用十分明顯，而分異作用常極微弱或不存在；其發生常須具備一定的條件，在自然界不常發生，難於觀測研究。

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第二節碎屑物質的搬運和沉積作用第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用泥石流和滑坡火山噴發和火山灰沉積第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用深海盆地的濁流正常沉積和事件沉積常常發生於同一沉積環境，兩者交替進行，即當有事件作用來臨時，正常的沉積停止，表現為事件沉積過後又恢復為正常沉積。第二章

第二節碎屑物質的搬運和沉積作用

4、碎屑物質在海洋中受波浪、潮汐、風暴浪及海流(在湖泊中受波浪和湖流的)的搬運與沉積；

a）波浪主要是風的吹揚作用產生的一種往復流；在近岸地帶水流系統複雜，一般可分解為垂直岸線的和平行岸線的流動；主要搬運沉積浪基面以上的淺水區的碎屑；總體上粗屑呈之字形向陸搬運沉積，細屑向海方向搬運沉積；週期短，能量大，沖洗作用強，搬運距離短路程長，碎屑沉積物的成熟度很高；

b）潮汐是天體運動的引潮力產生的全球海面的升降變化並產生潮流，在近岸帶為近垂直岸線的往復流，有漲潮、停潮、退潮和平潮之分，一般能量較波浪弱、影響的範圍較波浪寬廣，常形成砂泥交替沉積；

c）風暴浪是一種事件性搬運沉積作用，以波長特長、浪基面很大、侵蝕搬運能力強、具有沉積物重力流的特色，可在陸棚及濱岸帶形成特殊的沉積。

5、風的搬運與沉積作用的基本特徵是：密度小，同速度的搬運能力為流水的1/300；碎屑在風中主要以跳躍和蠕動的形式(床砂載荷)搬運沉積；碎屑在風中碰撞磨蝕強烈，分選好，多以砂丘形式沉積。

6、冰的是特殊的搬運沉積類型，侵蝕作用和搬運能力極強；沉積作用主要發生在冰川消融區，冰磧物分選極差、碎屑大小混雜、不穩定組分含很高、呈崗壟狀；冰水沉積和冰湖沉積物是冰磧物受流水改造的產物，粒度較細，有明顯的不同程度的分選與磨圓，有各種流水成因的層理。

7、沉積作用有正常與事件之分，二者發生的條件、沉積特徵各異，在同一沉積環境(盆地)內二者常交替發生和沉積。第三節溶解物質的搬運與沉積作用一、概述二、膠體溶液物質的搬運和沉積作用三、真溶液物質的搬運和沉積作用四、化學沉積分異作用五、兩種沉積分異作用的關係及其地質意義六、生物的搬運和沉積作用第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用一、概述第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用

母岩風化產物中的溶解物質，主要為Cl、S、Ca、Na、K、Mg、P、Si、Al、Fe等，前面的溶解度大，多呈真溶液；後面的溶解度小，多呈膠體溶液。它們均呈溶解狀態，在河水或地下水中搬運，在湖泊和海洋中沉澱。

1、膠體及其特性

膠體溶液是指一定大小的（1～100nm）固體顆粒和化合物分散在溶媒（自然界中就是水）中形成的溶液。與粗分散體系及真溶液的區別：溶質質點呈分子狀態，大小在1-100nm間。具布朗運動，具雙電層結構而穩定，具電泳、電滲能力。分正膠體和負膠體。第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用二、膠體溶液物質的搬運和沉積作用

2、膠體的搬運沉積規律

1)任何物質，不論以何方式，成為1-100nm的質點在水體中均可成為膠體，膠體一經形成即可隨水體搬運直到膠體被破壞沉積為止；

2)腐殖酸膠體的存在有利膠體的穩定，有利於搬運；

3)不同名電解質的加入，可使電荷中和，從而使膠體質點發生凝聚而沉積；

4)異名膠體的相互混合可使電荷中和而發生沉澱；第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用5)介質的pH和Eh對膠體沉積影響很大，如高價鐵的氧化物在pH=2～5和氧化環境中沉澱；鐵的矽酸鹽在pH=2～7和氧化環境中沉澱；鐵的碳酸鹽和硫化物則在pH＞7和還原環境中沉澱。

6)其他因素：生物作用、蒸發作用、射線的照射等，也可使膠體沉積第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用3、膠體沉積物常呈鐘乳狀、腎狀、豆狀、膠凍狀等，具貝殼狀斷口；多為含水礦物，且含水量很不固定；其化學成分也不夠固定；常具離子交換性及吸附性；也常失水乾裂老化或重結晶。

蛋白石

三、真溶液物質的搬運和沉積作用

1、分散相與分散介質以分子或離子形式彼此混溶，沒有介面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9nm以下。通常把這種體系稱為真溶液，如CuSO4溶液。

2、母岩風化產物中的真溶液物質主要是Cl，S，Ca，Na，K，Mg等，其他任何物質，如P，Si，Al，Fe，Mn等也可部分或微量地呈真溶液狀態。可長時間、長距離地被搬運而不沉積。

3、真溶液物質的搬運及沉積作用的根本控制因素是溶解度，即溶解度越大，越易搬運，越難沉積；反之，溶解度越小，則越易沉積，越難搬運。

4、pH值和Eh值對難溶物質的溶解與沉積有重要影響；

第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用5、減少溶劑的數量(乾燥氣候強蒸發)可使各種溶質發生沉積

足見對於真溶液而言，只要其濃度小於該條件下的溶解度(或溶度積)，該物質將發生溶解，已溶解的物質將隨水體一同搬運；

只要通過各種途徑(改變溫度、壓力、PH值、EH值、減少溶劑數量等)從而改變溶解度或其濃度，當濃度等於或大於當時的溶解度，則可使該物質沉積。乾燥氣候條件下的鹽湖內的石膏、硬石膏、鈉鹽、鉀鹽等就是這樣形成的。第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用

四、化學沉積分異作用

溶解物質（包括膠體溶液物質和真溶液物質）因其本身的化學性質(溶液中的化學活潑性或溶解度大小)的差異，它們從溶液中沉澱將按溶解度從小至大的先後順序依次沉積的現象，稱為“化學分異作用”或“化學沉積分異作用”。第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用

五、兩種沉積分異作用的關係及其地質意義

1、機械沉積分異作用與化學沉積分異作用，是自然界中兩種既有區別而又並存的沉積分異作用，是沉積物（岩）形成和分佈的主要特色。一般說來，機械沉積分異作用進行較早，化學沉積分異作用進行的較晚；機械沉積分異作用的砂和粉砂階段，大致與鐵的氧化物階段（即化學沉積分異作用的開始階段）相當；機械沉積分異作用的最後階段（即粘土沉積的階段），大致與化學沉積分異作用的碳酸鹽沉積階段相當；待化學沉積分異作用進行到硫酸鹽及鹵化物階段時，機械沉積分異作用已基本結束了，故蒸發岩中很少有碎屑混入物。

第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用兩種沉積分異作用的對比圖

第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用

礫岩砂岩粘土岩顆粒按大小分異示意圖機械沉積分異作用化學沉積分異作用

六、生物的搬運和沉積作用

1、生物的搬運作用十分微弱，而沉積作用極其重要；

2、生物的直接沉積作用範圍廣、時間長、數量巨大

3、生物的直接沉積物可分為硬體和軟體；硬體為內外骨骼(生物成因的無機物)，可直接堆積形成岩石或沉積礦床，如生物屑灰岩、矽藻土、生物磷塊岩、白堊、生物礁等。軟體(有機質)：類脂化合物；氨基化合物；碳水化合物；色素；木質素；經過一系列變化後轉變為石油和天然氣。

4、生物的間接沉積作用，可分為：

⑴、生物物理沉積作用：如藻類的粘結作用形成疊層石和藻紋層灰岩；生物障積作用形成障積岩；

⑵、生物化學沉積作用：生物在其生命週期內要產生大量的氣體和吸收大量的CO2氣體，改變環境的PH和EH值，促使某些物質溶解或沉澱。第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用各種生物殼體是形成生物灰岩的主要成分第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用生物碎屑灰岩第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用棘屑灰岩裏大量出現海百合莖化石示底構造第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用生物礁的造礁生物第二章

第三節溶解物質的搬運和沉積作用藻粘結形