第一章沉积岩的形成过程.

第一节沉积岩的物质来源第二节沉积物的搬运与沉积作用第三节沉积分异作用第四节沉积成岩作用第一章沉积岩的形成过程形成沉积岩的物质基础——沉积物的四种来源一、陆源物质—母岩风化的产物二、生物源物质—生物残骸和有机物质三、深源物质—火山碎屑和深部卤水四、宇宙源物质—陨石第一节沉积物质的来源地表和接近地表的环境中，在温度变化、水、空气及生物的作用和影响下，使岩石在原地发生的破坏作用称为风化作用。①机械破碎，岩石由大块裂成小块；②岩石矿物分解，一部分迁移走，一部分变成新化合物残留在原地结果物理风化、化学风化、生物风化分类1、风化作用的概念风化作用的概念、方式和产物岩石只发生机械破碎而化学成分未改变的风化作用。引起物理风化的主要因素有：温度的变化、晶体生长的应力、重力作用、生物的活动，水、冰、风的破坏作用。2、物理风化作用风化作用的概念、方式和产物美国西部风蚀地貌(刘焕杰摄，1989)3）生物风化：4、风化作用的产物：a碎屑物质：母岩机械破碎的产物，主要指矿物碎屑和岩石碎屑b不溶残积物：母岩分解过程新生成的不溶物质,如粘土和氧化物等c溶解物质：以溶解状态被带走的成分。碎屑物质是构成陆源碎屑岩的主要成分溶解物质是构成内源沉积岩的主要物质成分6、沉积物的其它来源Othersourcesofsediments1.生物成因的沉积物：生物遗体，一部分为无机成分为主的生物残骸，另一部分为有机生物残体，即动植物的软体（有机质）。2.深部来源的沉积物：由火山爆发作用带到地表或水下的火山碎屑物，沿深断裂流出地表或注入地下的热卤水、温泉、热气液等。3.宇宙来源的沉积物：从宇宙空间落到地球上的陨石及其尘埃。第二节沉积物的搬运与沉积作用沉积物发生的搬运和沉积的地质营力：主要是流动水和风为主，其次是冰川、重力和生物。由于沉积物性质的差异，常见的搬运方式有：一、机械搬运和沉积二、化学搬运和沉积三、生物搬运和沉积搬运对象：陆源碎屑颗粒搬运介质：牵引流(Tractioncurrent）：符合牛顿流体定律的流体。其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流和波浪流等。重力流(gravityflow)：在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。浊流（turbiditesflow）泥石流(debrisflow)、颗粒流(grainflow)、液化沉积物流(fluidizedsedimentflow），一机械搬运和沉积1、流水的机械搬运和沉积作用搬运方式：推移搬运（或滚动搬运）—推移载荷悬浮搬运—悬浮载荷跳跃搬运—介于上述二者之间机械搬运和沉积作用：流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需要的流速叫做开始搬运流速，开始搬运流速要大于继续搬运业已处于搬运状态的碎屑物质所需的流速，即继续搬运流速。一般来说，开始搬运流速要大于继续搬运流速。一、机械搬运和沉积碎屑物质在流水中的侵蚀、搬运、沉积与流速的关系（尤尔斯特隆图解）2、空气的搬运与沉积作用1）只能搬运碎屑颗粒2）搬运能力小，以跳跃搬运形式为主3）受地形和地物影响大3、冰川的搬运与沉积作用流动方式：塑性流动和滑动搬运能力巨大；搬运对象：碎屑颗粒沉积位置：雪线以下——冰渍物，经流水改造，形成冰水沉积一、机械搬运和沉积4、碎屑颗粒在机械搬运过程中的变化1）物质成分上的变化：随着搬运距离的增加，由于化学分解、机械破碎和磨蚀作用,不稳定组分相对减少,稳定组分相对增加2）粒度和分选型的变化：随着搬运距离的增加，一般粒度越来越细，分选越来越好3）颗粒形状的变化:随着搬运距离的增加，由于磨蚀作用，颗粒的圆度和球度越来越好。一、机械搬运和沉积搬运对象：溶解于水的化学物质溶解物质在自然界中存在的方式：胶体和真溶液在自然界中胶体溶液与真溶液的分布情况示意图二、化学搬运和沉积1)胶体的搬运与沉积作用胶体：一种物质的细微质点分散在另一种物质中的不均匀分散体系。胶体质点一般介于1～100μm之间，多呈分子状态。胶体质点带有电荷。由于胶体自身的特点，当其处于稳定状态时，就是胶体的搬运状态；当条件发生变化，胶体失去稳定性时，胶体发生凝絮作用，即沉积作用。二、化学物质的搬运和沉积刘家场水岩屋寒武系覃家庙组白云岩裂缝中的玛瑙（SiO2胶体沉淀）2）真溶液的搬运与沉积作用可溶物质的溶解与沉淀作用主要取决于溶解度；溶液中的某种物质浓度达到过饱和，则发生沉淀作用（沉积）；反之，则发生溶解作用（搬运）。二、化学搬运和沉积生物的搬运作用：既可是物理方式也可是化学方式生物的沉积作用：直接作用：生物骨骼堆积成岩石或矿床，如生物灰岩、礁灰岩、磷块岩、硅藻土及白垩等；生物遗体中有机质转化而成，如石油、天然气、油页岩及煤等。间接作用：生物活动引起周围介质条件改变，影响某些物质的搬运和沉积。生物遗体腐烂分解能产生大量的H2S、NO3、CH4等气体，影响沉积介质氧化-还原条件，影响沉积物质的溶解或再分配。三、生物的搬运和沉积碎屑物质的机械沉积分异图机械沉积分异作用：按粒度：砾岩、砂岩、粘土岩；按比重：金19.3、黄铁矿5、铬铁矿4.5、石英2.65、石墨2.16、琥珀1.07）；第三节沉积分异作用溶解物质的化学沉积分异图化学沉积分异作用：溶解物质达到过饱和时按溶解度由小到大依次沉积（氧化物、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、卤化物）。2.两种沉积分异作用的关系及其地质意义（1）关系机械沉积分异作用进行得较早，化学沉积分异作用进行得较晚。机械沉积分异作用化学沉积分异作用砂和粉砂阶段铁的氧化物阶段粘土沉积阶段碳酸盐阶段已基本结束硫酸盐及卤化物阶段砂和粉砂阶段铁的氧化物阶段一、概述（Introduction）沉积物的形成阶段：母岩风化产物以及其它来源的物质成分，在搬运和沉积作用之后，就变成了沉积物。沉积后作用：泛指沉积物形成之以后，到沉积岩遭受风化作用和变质作用之前这一演化阶段的所有变化或作用。亦称为广义的成岩作用。第四节沉积成岩作用广义的成岩作用包括狭义的成岩作用和后生作用两个阶段，等同于沉积后作用。成岩作用（diagenesis）：沉积物转变沉积岩所发生的一系列变化。后生作用（catagenesis）：沉积岩形成以后到遭受风化作用或变质作用以前的变化。二、沉积后作用阶段的划分沉积后作用阶段的划分，到目前为止也还没有一个公认的、统一的划分方案。1.根据粘土矿物成分来划分2.根据煤岩学来划分3.根据地球化学不环境来划分4.根据埋深来划分5.综合划分方案成岩作用阶段的划分和对比三、有关术语的阐明1.埋藏成岩作用（burieddiagenesis）：碎屑沉积物随埋深增加，主要由于机械压实作用和化学胶结作用，致使岩石逐渐变致密、孔隙度减小、物性变差等一系列物理和化学变化直到变质作用。2.沉积后作用（postsedimentationprocess）：泛指沉积物形成以后到沉积岩遭受风化作用和变质作用以前这一演化阶段的所有变化和作用3.同生作用（syngenesis）：指沉积物刚刚形成以后而尚与上覆水体相接触时的变化。如‘海解作用’、‘海底风化作用’及‘陆解作用’等。4.准同生作用（penesyngenesis）：主要是指潮上带的疏松碳酸钙沉积物被高镁粒间盐水白云化的作用。5.成岩作用（diagenesis）：指上覆沉积物不断增加使早期沉积物逐渐被掩埋，直至基本上与上覆水体脱离，使沉积物在新的物理化学条件下，产生新的平衡，致使疏松的沉积物固结成岩的全部变化过程。6.后生作用（anadiagenesis/catagenesis）：继成岩作用阶段之后，在沉积岩转变为变质岩之前或遭受风化作用之前所产生的一切作用和变化。7.表生作用（epigenesis）：指沉积物抬升到近地表，在潜水面以下常温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水（包括上升水）的影响下所发生的变化。常见成岩作用现象1.压实作用(compaction):静压力下沉积物排气、排水、体积缩小、孔隙度降低、密度增加。压溶作用(pressure-solution):压力下沉积物颗粒间或沉积岩内部发生溶解。如，缝合线构造，是压实作用的极限状态2.胶结作用(cementation):孔隙水过饱和沉淀出矿物质（胶结物cement),将沉积物粘结成岩石。3.交代作用(replacement):外来组分取代原组分。如，白云石化，SiO2与CaCO3相互交代。4.重结晶作用(recrystallization):通过溶解－再沉淀或固体扩散，使得细小晶粒集结成粗大晶粒。如，蛋白石（非晶质）－玉髓（隐晶质）－石英（显晶质）5.溶解作用与蚀变作用：碎屑颗粒、胶结物或者任何已存在的物质被水聚不溶解—溶解作用；一种矿物相另一种矿物转化——蚀变作用6.自生矿物的形成(authigenicmineral)：海绿石，鲕绿泥石，沸石类，粘土矿物，方解石、菱铁矿、草莓状黄铁矿，自生石英和自生长石（再生加大边）1、碎屑颗粒的搬运介质有那些？特点如何？2、碎屑颗粒的搬运方式及其特征？3、碎屑物质在流水中的侵蚀、搬运、沉积与流速的关系？4、化学搬运与沉积的特征？5、生物搬运与沉积的特征？6、沉积分异的意义？7、成岩作用的阶段？第二章沉积岩的形成过程-思考题