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1绪论沉积岩：沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体，它是在常温、常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的物质经过一系列改造（如搬运、沉积、成岩等作用）而形成的岩石。面积：陆地面积的大约3/4为沉积岩所覆盖，而海底的面积几乎全部为沉积物所覆盖。类型：自然界分布最多的是页岩，其次是砂岩和石灰岩，它们约占沉积岩总量的95%以上。1）矿物成分的特点：a岩浆岩中大量铁镁矿物及基性斜长石在沉积岩中稀少，矿物高温高压岩浆结晶，地标常温常压不稳定b岩浆晚期结晶矿物，钾长石，酸性斜长石，石英，在地标比较稳定，沉积岩中可广泛存在，相对含量超过岩浆岩含量，长石不稳定，含量少c沉积作用新形成矿物，自生矿物氧，氢氧化物，粘土，盐类在岩浆岩中缺乏自生矿物：在地表常温常压富含氧气，二氧化碳，水的条件下生成的矿物2）化学成分的特点：a铁含量大体相等，因氧化，沉积岩中高价铁多，fe2o3B,沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩。C沉积岩富含co2,h2o,岩浆岩极少3）结构构造的特点：a取决于形成方式，不同的方式有不同的结构构造。B沉积物在流体搬运和沉积，具成层，层内，层面构造，层理构造是基本构造特征。C在地表和接近地表的压力条件形成的具有孔隙，结晶岩缺乏。沉积岩石学的任务及研究方法沉积学（Sedimentology）研究沉积物和沉积作用的科学。包括研究未曾石化和已经石化的天然沉积物及自然环境中沉积作用的过程和作用。沉积岩石学是研究沉积岩(物)的物质成分、结构、构造、分类、形成作用、以及沉积环境和分布规律的一门科学。重要意义:沉积岩中盐类矿产资源也很丰富,世界资源总储量的75～85%是沉积和沉积变质成因的。这些盐类是重要的化工原料,重要的地下储水层，解决水库，河港冲淤，土壤侵蚀问题。国防军事建设，及研究地球发展和演化历史的重要理论意义。沉积岩石学的主要任务（1）全面研究沉积岩（物）的物质组分、结构、构造、分类命名、岩体产状和岩层之间的接触关系。（2）探讨沉积岩的形成机理，包括风化作用、搬运作用、沉积作用以及沉积期后变化的机理。（3）进行沉积环境的分析，根据沉积岩的原生特点以及时空分布和变化特点，用以恢复沉积岩形成时的古气候条件、古地理环境以及大地构造背景等。全面研究沉积岩的特点和沉积环境，可用作划分对比地层的重要参数和分析沉积岩中有关矿产的赋存条件和分布规律，以便为区域地质调查及矿产普查与勘探工作服务。沉积岩石学研究方法常规方法：系统测制沉积相剖面，并进行区域相剖面的分析和对比其它方法：遥感技术、钻探技术等最基本的方法:显微镜薄片法沉积岩的矿物组成及化学组成与岩浆岩类似，其差异在于：粘土等外生沉积矿物常见；抗风化能力强的矿物多；抗风化能力弱的矿物很少；变价元素多以高价形式存在；碱金属的含量少且钾的含量一般大于钠的含量；有机物质常见或单独形成岩石；具有极其多样的沉积结构与构造。沉积岩石学的研究意义主要是为寻找矿产服务第一章沉积物的来源1`陆源物质——母岩的风化产物（表）2、生物源物质——生物残骸和有机物质（表）3、深源物质——火山碎屑物质和深部卤水（内）4、宇宙源物质——陨石（外）母岩（motherrock）——是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。沉积岩的形成及其形成后的演化几个阶段沉积岩原始物质（主要是母岩的风化产物）的形成阶段、沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段（即沉积物的形成阶段）、沉积后作用阶段（其中又包括沉积物的同生作用、成岩作用阶段、后生作用阶段和表生作用阶段）沉积圈——岩石圈、水圈、生物圈和大气圈。风化作用（weathering）：地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用温度的变化以及岩石空隙中水和盐分的物态变化，使地壳表层的岩石、矿物在原地发生机械破碎而不改变其成分的过程叫物理风化作用在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程称为化学风化作用.主要因素是：水、氧气和二氧化碳、以及有机酸生物风化作用是指生物的生命活动及其分解或分泌物质对岩石、矿物的破坏作用生物对岩石的破坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，又有间接的作用在自然界物理风化作用和化学风化作用往往是同时进行、互相影响、互相促进的，只有在具体情况下，它们才有强弱、主次之分元素的风化分异母岩在化学风化过程中表现为某些元素的淋滤分散和另外一些元素的残积富集。并且各种元素的迁移能力是不同的，亦即各种元素从母岩中析出的难易程度不同，因而造成各种元素按一定顺序从母岩中分离出来元素迁移序列彼列尔曼水迁移系数衡量元素在风化带中的迁移能力。阶段性1最易迁移元素2易迁移元素3迁移元素4惰性元素5几乎不迁移的元素风化带发育的阶段性在风化带中矿物的变化具有明显的阶段性，形成一些过渡性矿物，然后转化为最终产物。相应的母岩的风化变化也会出现阶段性。最终产物：与最终风化环境取得平衡的生成物。破碎阶段（I）：以物理风化作用为主，形成岩石或矿物的碎屑饱和硅铝阶段（Ⅱ）氯化物和硫酸盐将全部被溶解，在CO2和H2O的共同作用下，铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解，溶液呈碱性或中性，一部分SiO2转入溶液，后形成胶体粘土矿物和溶解性较差2的碳酸钙。酸性硅铝阶段（Ⅲ）碱金属和碱土金属大量被溶滤掉,SiO2游离出来,酸性条件所代替,Mg2+和K+矿物形成在酸性，条件下稳定的粘土矿物—高岭石等。通常将达到此阶段的风化作用称为粘土型风化作用。铝铁土阶段（Ⅳ）风化的最后阶段硅酸盐矿物被彻底地分解，全部可移动的元素都被溶液带走，主要剩下铁和铝的氧化物及一部分SiO2。它们呈胶体状态在酸性介质中聚集起来，在原地形成水铝矿、褐铁矿及蛋白石的堆积。由于它是一种红色疏松的铁质或铝质土壤，所以也称为红土。达到此阶段的风化作用，通常称为红土型风化作用矿物风化时稳定性主要取决于化学成分、物理性质、晶体结构以及所处风化条件稳定性：石英2、长石3、云母4、铁镁矿物5、粘土矿物6、碳酸盐矿物7、硫酸盐矿物8、有机物9、重矿物母岩风化产物1．碎屑物质这主要是指母岩未遭受分解的岩石碎屑或矿物碎屑。在风化作用的第一阶段，这种碎屑残留物质最发育,在初始阶段大都残留在母岩区，后来就可能被各种营力搬运走。2．不溶残积物在风化作用过程中新生成的一些不溶矿物,常称为“化学残余物质”。后来，它们也将被各种营力搬运走。3,溶解物质指母岩在化学风化作用过程中被溶解带走的部分,物质大都呈真溶液或胶体溶液状态被流水搬运走，转移到远离母岩区的湖泊或海洋中去最常见的三类沉积岩的基本物质：碎屑物质是陆源碎屑岩（砾岩、砂岩、粉砂岩）的主要成分。不容残积物中的粘土矿物是陆源沉积岩中泥质岩的主要成分。溶解物质则构成了化学和生物化学岩（内源沉积岩）风化彻底的岩石所提供的沉积物为成熟的沉积物，这类物质几乎全是由风化最终产物成，即主要是粘土矿物和稳定的矿物碎屑和岩石碎屑风化不彻底是指母岩在风化过程中不仅所含的稳定矿物没有风化分解，就是稳定性较差的矿物也未风化或略风化陆源沉积岩的成分除了反映沉积物在搬运过程中所发生的变化外，在一定程度上也能反映母岩的性质和风化程度。沉积物的其它来源生物通过其生命活动可营造起生物体，生物死亡后遗体可在原地堆积，也可搬运到沉积盆地中沉积下来，成为沉积岩的一部分。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，可直接堆积成火山碎屑岩，也可以混入正常碎屑沉积岩中。沿深断裂流出地表或注入地下的热卤水宇宙来源的沉积物陨石第二章沉积物的搬运和沉积作用沉积物发生搬运和沉积的地质营力（搬运介质）流水（河流）风（大气）冰川,重力,生物机械搬运和沉积作用：陆源碎屑物质、粘土物质及某些内源粒屑物质可以悬浮在介质中被搬运(滑动、滚动,跳跃,悬浮,层移方式)溶解物质的搬运和化学沉积作用：溶解物质以真溶液、胶体溶液或络合物的状态被搬运生物搬运和沉积作用：生物的搬运作用相对来说意义不大，但其沉积作用意义巨大从流体力学的性质来说，凡服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体=牵引流，否则称为非牛顿流体=重力流1急流、缓流和临界流三种流态，这三种流态的判别标准是福劳德数Fr。福劳德数：Fr＞1：急流，水浅流急——上部流动体制，高流态Fr＝1：临界流，过渡流态Fr＜1：缓流，水深流缓——下部流动体制，低流态层流是一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的、平行的线状运动，彼此不相掺混。紊流是一种充满了旋涡的急湍流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此互相掺混判别层流与紊流的准则，通称为雷诺数（Re）雷诺数是表示惯性力与粘滞力之间关系的一个数值紊流兼有粘滞阻力和惯性阻力，而层流只有粘滞阻力任何紊流的水体在与固体边界接触处（如河道底和两壁），由于边界影响，流速梯度很大，因此粘滞力仍起主导作用，流体运动型态仍属层流，称为层流底层，或称为粘性底层牵引流和重力流的区别。见笔记一、牵引流的机械搬运和沉积作用牵引流不但可以搬运碎屑物质，而且还可搬运溶解物质；不仅有机械沉积作用，还广泛进行着化学和生物沉积作用。受力分析(好像说了的会考？)（1）有效重力（w）：颗粒受到的重力和浮力两者之差（2）粘结力（Pc）：由颗粒表面的水膜所造成的粘结力（3）水平推移力（Px）：水流作用于颗粒顺水流方向的力（4）垂直上举力（Py）：垂直向上，产生原因：•①水体浮力（已计算在有效重力中）；•②颗粒上下因流速差而引起的压力差；•③紊流中存在涡流的扬举作用/上举涡力重力流占绝对优势的是机械搬运和沉积作用。2）碎屑颗粒的搬运方式推移载荷的搬运（滚动+跳跃）——床沙载荷(bedload)，粗较粗碎屑（砾、粗砂）滚动或滑动较细碎屑跳跃搬运悬移载荷（suspendload）——悬浮搬运，细——主要发生在紊流中载荷：流体中被搬运的沉积物，也叫负载，负荷。碎屑物质在流水搬运过程中的变化3（1）矿物成分上的变化：作为母岩风化产物的碎屑物质，它们的风化稳定性的差别是很大的。在母岩的风化作用过程中，尚未彻底风化的那些不稳定成分，在流水的搬运作用过程中还要继续地遭受风化或破坏，或者转变为更稳定的新矿物。不稳定组分减少，而稳定组分就会相对增加。变化的主要因素是流水及流水中各种酸的溶解作用。因此，随着碎屑物质被流水搬运的时间和距离的增长，其中的不稳定成分就逐渐减少，稳定成分则相应地增多，同时其成分也就变得更加简单了。2）粒度（颗粒大小）和分选性的变化随着搬运距离的增长，沉积颗粒愈来愈细。河流上游流速大，大小颗粒一起被搬运，随着流速减缓，被搬运颗粒就从大到小依次沉积下来——水力分选作用。其次，磨蚀和破碎作用不断使颗粒变小，随着搬运距离的加大，也就使得细小颗粒不断地增加。主要外在因素搬运过程中，碎屑与碎屑之间，碎屑与河床、河岸之间的相互撞击和摩擦作用,粒度变小（3）颗粒形状（圆度和球度）的变化碎屑物质在流水搬运过程中，碎屑颗粒圆度变好的主要外在因素是磨蚀作用,不同性质的碎屑,圆度增加的速度不同,脆性大的碎屑,圆度变坏,趋势仍是圆度逐渐变好,与此同时，碎屑的球度也有所增加，但这一变化常不够明显其不稳定成分逐渐变少，粒度逐渐变小，圆度逐渐变好，这是变化的总趋势。搬运的时间及距离越长，这些变化就越明显。碎屑物质在流水搬运过程中的这些变化，都会在碎屑沉积物及碎屑沉积岩的岩性特征上反映出来。沉积分异作用母岩风化产物以及其他来源的沉积物，在搬运和沉积过程中会按照颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来，这种现象称为地表沉积分异作用。受物理原理支配的机械沉积分异作用（碎屑沉积物）；受化学原理支配的化学沉积分异（溶解物质沉积）机械沉积分异作用2.比重分异：体积小比重大和比重小体积大的沉积物可能一起堆积，如含金砾岩。3.形状分异:片状颗粒比等轴粒状颗粒搬运得远；圆度和球度高的滚动颗粒更易于搬运。4.矿物成分分异:颗粒比重和形状同矿物成分密切相关，颗粒大小与矿物物性有关，如脆性、解理、硬度等。机械沉积分异