沉積巖石學考試重點(共12頁)

1、 PAGE 13沉積巖石學重點 PAGE 13沉積(chnj)巖石學考試(kosh)重點沉積巖是在地殼表層的條件下，由母巖的風化(fnghu)產(chǎn)物、火山物質(zhì)、有機物質(zhì)、宇宙物質(zhì)等沉積巖的原始物質(zhì)成分，經(jīng)過搬運作用、沉積作用以及沉積后作用而形成的一類巖石。 風化作用的概念地殼表層巖石的一種破壞作用；是因溫度的變化，水以及各種酸的溶蝕作用，生物的作用以及各種地質(zhì)營力的剝蝕作用等，地殼表層的巖石處于不穩(wěn)定狀態(tài)，逐漸遭受破壞，轉(zhuǎn)變?yōu)轱L化產(chǎn)物的過程。 風化作用分為物理風化、化學風化、生物風化作用。巖石主要發(fā)生機械破碎，而化學成分不改變的風化作用，稱為物理風化作用。在氧、水和溶于水中的各種酸性物質(zhì)的作用下

2、，母巖遭受氧化、水解和溶濾等化學變化，使其分解而生成新礦物的過程稱為化學風化作用。生物風化作用指在生物活動過程中對 HYPERLINK /baike/detail.asp?t=巖石 巖石產(chǎn)生的破壞作用。從流體力學的性質(zhì)來說，凡服從牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體，否則稱為非牛頓流體。內(nèi)摩擦定律：t=du/dy上式中為流體的粘度，u為流體流速，y指流體內(nèi)兩滑動面之間的距離；為內(nèi)摩擦應力，表示單位面積上內(nèi)摩擦力； 所謂服從內(nèi)摩擦定律是指在溫度不變的條件下，隨著du/dy的變化，始終保持一常數(shù)，該牽引流就屬于牛頓流體，若值隨著du/dy變化而變化，即為不服從內(nèi)摩擦定律，該流體即為非牛頓流體。自然界中

3、存在牽引流和重力流兩種不同性質(zhì)的流水，牽引流搬運顆粒的動力主要是推力（或牽引力），搬運方式主要是推移方式。重力流是密度流，其搬運介質(zhì)的方式是懸移載荷方式搬運。 牽引流和重力流對比類別牽引流重力流流體性質(zhì)牛頓流體非牛頓流體密度低高（1.08，海水比重）水動力學機制地形、潮流或風重力液固相分明不分搬運介質(zhì)流水沉積物搬運動力推力、負荷力重力搬運方式滾動、跳躍、懸浮懸浮運動關系水主動，顆粒被動水被動，顆粒主動搬運物質(zhì)碎屑物質(zhì)、溶解物質(zhì)碎屑物質(zhì)為主沉積作用流速、能量減小能力減小轉(zhuǎn)化或稀釋沉積環(huán)境地形變化較小山前或斜坡及其下游方向沉積構(gòu)造各種類型層理粒序/遞變層理沉積后作用的概念 沉積物形成以后到沉積巖的

4、風化和變質(zhì)作用以前這一演化階段的所有變化和作用廣義的成巖作用。沉積(chnj)分異作用指碎屑物質(zhì)在流水中搬運及沉積過程中發(fā)生礦物成分、粒度、形狀(xngzhun)等方面的變化。是受顆粒間的碰撞和摩擦(mc)流體對顆粒的分選作用化學分解和機械破碎作用的影響與機械沉積分異作用機制不同！母巖風化產(chǎn)物以及其他來源的沉積物在搬運和沉積過程中會按顆粒大小、形狀、比重、礦物成分和化學成分在地表依次沉積下來的現(xiàn)象，也叫地表沉積分異作用。機械分異作用：主要受物理原理支配，見于碎屑巖中；化學分異作用：主要受化學原理支配，見于溶解物質(zhì)沉積過程。沉積分異作用表現(xiàn)在（1）粒度的分異：在流水的搬運及沉積過程中，從上游到下

5、游出現(xiàn)粒度從大到小、分選由差到好的順序分布，出現(xiàn)了礫巖、砂巖、粉砂巖、粘土巖的分布集中順序；（2）密度的分異：從上游到下游，相對密度大的碎屑含量逐漸減少，相對密度小的碎屑增加；（3）形狀上的分異：等粒度顆粒中片狀碎屑含量增加；（4）成分上的分異：成分成熟度相對增加。碎屑巖碎屑顆粒碎屑巖的骨架，主要由母巖物理風化作用過程中機械破碎而成的礦物碎屑和巖石碎屑組成。雜基分布于碎屑顆粒之間的，以懸移載荷方式與顆粒同時沉積的，粒徑一般小于0.03mm的，細小的機械成因碎屑沉積物。成因：機械成因。粒級：以泥為主，可包括一些細粉砂。膠結(jié)物碎屑巖在沉積、成巖階段，以化學沉淀方式從膠體或真溶液中沉淀出來，充填在碎

6、屑顆粒之間的各種自生礦物。三級命名法50% 巖5025% 質(zhì)2510% 含 50%，不少于1/3為依據(jù)分類）集 塊 結(jié) 構(gòu)：主要火山碎屑物粒度64mm;火山角礫結(jié)構(gòu)：主要火山碎屑物粒度642mm；凝 灰 結(jié) 構(gòu)：主要火山碎屑物粒度20.0625mm；火山塵屑結(jié)構(gòu)：主要火山碎屑物粒度0.0625mm（似泥巖）；（2）成因結(jié)構(gòu)塑變（熔結(jié)）結(jié)構(gòu)：主要由塑性玻屑和塑性巖屑彼此平行重疊熔結(jié)而成，其中可含有少量的剛性碎屑物，按粒度可進一步劃分為熔結(jié)集塊結(jié)構(gòu)、熔結(jié)角礫結(jié)構(gòu)和熔結(jié)凝灰結(jié)構(gòu)。碎屑熔巖結(jié)構(gòu)：是火山碎屑巖向熔巖過渡的一種結(jié)構(gòu)，火山碎屑物被熔巖膠結(jié)。沉火山碎屑結(jié)構(gòu)：是火山碎屑巖向正常沉積巖的過渡類型的

7、結(jié)構(gòu)，以火山碎屑為主，混入少量的正常沉積物。凝灰沉積結(jié)構(gòu)：是以正常沉積物為主的過渡類型的結(jié)構(gòu)，在正常沉積物種混有少量（50%10%）的火山碎屑物質(zhì)，如凝灰砂狀結(jié)構(gòu)、凝灰泥質(zhì)結(jié)構(gòu)等?；鹕剿樾紟r的構(gòu)造1.層理構(gòu)造2.粒序?qū)永?.流狀構(gòu)造（假流紋構(gòu)造）：由壓扁拉長的塑性玻屑和塑性巖屑定向排列而成，貌似熔巖中流紋構(gòu)造。4. 斑雜構(gòu)造：為顏色、粒度、成分分布不均，且無定向排列的一種構(gòu)造。5. 火山泥球構(gòu)造碳酸鹽巖碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)組分顆 粒-碳酸鹽巖中的顆粒：盆外顆粒 盆內(nèi)顆粒兩種盆內(nèi)顆粒生物碎屑顆粒：生物化石碎片非生物碎屑顆粒：內(nèi)碎屑、鮞粒、藻粒、球粒等 二、泥-泥級的碳酸鹽質(zhì)點三、膠結(jié)物-以化學沉淀方式

8、沉淀、結(jié)晶于碳酸鹽顆粒之間的方解石或其它礦物。四、晶粒-剛沉積的碳酸鹽礦物，呈細小的泥晶或微晶，在埋藏期間，由于成巖作用（重結(jié)晶作用、交代作用）而變成較粗大的碳酸鹽礦物晶體。是晶粒碳酸鹽巖或結(jié)晶碳酸鹽巖的主要結(jié)構(gòu)組分。五、生物格架-主要是指原地生長的群體生物如珊瑚、苔蘚、海綿、層孔蟲等，以其堅硬的鈣質(zhì)骨骼所形成的骨骼格架。六、孔隙（一）原生孔隙-指在沉積期前及沉積期形成的孔隙（二）次生(cshng)孔隙-在沉積后、固結(jié)過程中經(jīng)改造作用而成的孔隙(kngx)，大多數(shù)為溶蝕孔隙。（三）裂隙(li x)-碳酸鹽沉積物固結(jié)為巖石后，由于受構(gòu)造力的作用，發(fā)生破裂而形成裂隙。鮞粒形成的三大條件碳酸鈣過飽和

9、 2.充足的核心 3.動蕩的水流碳酸鹽巖巖石學特征及其與碎屑巖的異同碳酸鹽巖的成分：1礦物成分：碳酸鹽巖主要是由方解石（CaCO3）和白云石（CaMgCO32）兩種碳酸鹽礦物組成。2化學成分：純石灰?guī)r（純方解石）的理論化學成分為CaO(56%)和CO2(44%) 純白云巖（純白云石）的理論化學成分為CaO(30.4%)、MgO(21.7%)、CO2（47.9%）實際上自然界的碳酸鹽巖總是或多或少地含有其它的化學成分。碎屑巖的成分：碎屑巖由碎屑成分和填隙物成分（包括雜基和膠結(jié)物）組成，其中碎屑成分占50%以上。碎屑巖的性質(zhì)主要由碎屑組分的性質(zhì)決定。碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)組分：碳酸鹽巖的組成部分包括：顆粒

10、 、泥 、膠結(jié)物、生物格架、 晶粒。 按其是否在沉積盆地中形成，分為內(nèi)顆粒和外顆粒。內(nèi)顆粒是主要的，外顆粒是次要的，外顆粒：來自沉積地區(qū)以外的較老的碳酸鹽巖碎屑。內(nèi)顆粒：在沉積盆地或沉積環(huán)境內(nèi)形成碳酸鹽顆粒內(nèi)顆粒：主要有5種內(nèi)碎屑、球粒與糞球粒、鮞粒、藻粒、生屑。碎屑巖的結(jié)構(gòu)組分：顆粒、雜基（分布于碎屑顆粒之間的，以懸移載荷方式與顆粒同時沉積的，粒徑一般小于0.03mm的，細小的機械成因碎屑沉積物。）和膠結(jié)物（膠結(jié)物是碎屑巖在沉積、成巖階段，以化學沉淀方式從膠體或真溶液中沉淀出來，充填在碎屑顆粒之間的各種自生礦物。）、孔隙。碳酸鹽巖的顏色：與碎屑巖相比，碳酸鹽巖的顏色相對單調(diào)些，以灰色、灰黑色

11、為主，也有白色、灰綠色、黃褐色、紫紅色等。顏色在沉積環(huán)境分析中十分有用。由于碳酸鹽巖主要是盆內(nèi)形成的，因此其顏色主要是自生色和次生色。自生色是碳酸鹽沉積物在沉積環(huán)境中以及早期成巖過程中形成的顏色，與沉積環(huán)境密切相關。次生色是在后生作用階段或風化過程中，原生組分發(fā)生次生變化，有新生成的次生礦物所造成的顏色。碎屑巖的顏色：碎屑巖的顏色可分為繼承色、自生色、次生色。繼承色和自生色都是原生色，原生色層里界限一致，在同一層內(nèi)巖走向均勻分布。次生色一般切穿層里面，分布不均，常呈斑點狀，沿縫洞和破碎帶顏色有明顯變化。碳酸鹽巖的構(gòu)造：按成因分為：水流成因構(gòu)造、重力成因構(gòu)造、生物成因構(gòu)造、溶解-滲濾成因構(gòu)造、疊

12、加成因構(gòu)造。1疊層構(gòu)造或疊層藻構(gòu)造。兩種基本層組成：富藻紋層：暗層，藻類組分含量多，有機質(zhì)高，碳酸鹽沉積物少，色暗（非風暴期或白天）。富碳酸鹽紋層：亮層，藻類組分含量少，有機質(zhì)少，色淺（風暴期或高潮期，被水流帶來的碳酸鹽顆粒和泥被富含粘液的藻類捕獲形成，或夜間貧藻 ）2鳥眼構(gòu)造: 毫米級大小多呈泥晶或粉晶石灰?guī)r中定向排列多為方解石或硬石膏充填的孔隙形似鳥眼又形似窗格（又叫窗格構(gòu)造）充填或半充填時似雪花，也稱為雪花構(gòu)造。3示頂?shù)讟?gòu)造4蟲孔及蟲跡構(gòu)造5縫合線構(gòu)造 碎屑巖的構(gòu)造： 碎屑巖的構(gòu)造（一）沉積構(gòu)造的分類1流動成因構(gòu)造2同生變形構(gòu)造3生物成因構(gòu)造4化學成因構(gòu)造5其他成因構(gòu)造（二） 層理：是沉

13、積物沉積時在層內(nèi)由沉積物的成分、結(jié)構(gòu)、顏色及層的厚度、形狀等的垂向變化而顯示出來的成層構(gòu)造。交錯層理細分為：板狀交錯層理、楔狀交錯層理、槽狀交錯層理、羽狀交錯層理、風成交錯層理、其他流水型交錯層理、其他波浪型交錯層理。*層面構(gòu)造在巖層表面(biomin)呈現(xiàn)出的各種不平坦的沉積構(gòu)造的痕跡。*變形構(gòu)造是指在沉積作用的同時或在沉積物固結(jié)成巖之前處于塑性(sxng)狀態(tài)時發(fā)生變形所*形成的各種構(gòu)造，也稱為同生變形構(gòu)造。*化學成因構(gòu)造(guzo)定義：是指在成巖作用過程中和其以后由化學作用所形成的構(gòu)造。 *大多是沉淀和溶解兩種作用的結(jié)果。其他沉積巖煤：地史時期堆積的生物（主要是植物）遺體埋藏后經(jīng)過復雜

14、的地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成的固體可燃有機巖。含煤巖系（煤系）是指一套連續(xù)沉積的含有煤或煤層的沉積巖層或地層，也簡稱煤系。煤的形成演化（經(jīng)歷的階段）1、泥炭化、殘殖化、腐泥化階段2、煤化作用階段蒸發(fā)巖在干旱、半干旱的氣候條件下，由于蒸發(fā)濃縮作用，溶液或鹵水中的化學溶解物質(zhì)逐漸沉淀而形成的一種化學沉積巖。又稱鹽巖。2.海水濃縮過程中礦物沉淀的先后順序：方解石 白云石 天青石 石膏 硬石膏芒硝巖鹽 鉀鹽 鎂巖 光鹵石沉積相沉積相：沉積環(huán)境及在該環(huán)境中形成的沉積巖特征的綜合。2. 沉積相的分類沉積相的分類主要根據(jù)自然條件進行的，可分為大陸相、海相及海陸過渡相，他們屬于同一級相（相組）。再根據(jù)自然地理條件的局部

15、變化劃分出二級相，如大陸相中可以劃分出河流相、湖泊相。同理，二級相下可以劃分三級相（亞相），如湖泊相可以劃分出：濱湖亞相、淺湖亞相和深湖亞相。還可以根據(jù)微地貌或巖性、古微特征劃分出四級相（微相），目前，一般只劃分到相和亞相。瓦爾特相律：只有在橫向上成因相近且緊密相鄰而發(fā)育著的相，才能在垂向上依次疊覆出現(xiàn)而沒有間隔（空間到時間上的疊加）瓦爾特相律為人們利用現(xiàn)代沉積環(huán)境特征去研究古代沉積物垂向序列提供了良好的比較沉積學基本原理。河流相比較曲流河、辮狀河、網(wǎng)狀河的沉積特征辮狀河曲流河網(wǎng)狀河巖性砂、礫為主砂、泥為主粉砂、粘土為主沉積環(huán)境河道砂壩（心灘）為主點壩、天然堤、決口扇及泛濫盆地等泛濫盆地或沖積

16、島（濕地）發(fā)育剖面巖性組合“砂包泥”的正旋回“泥包砂”的正旋回“泥包砂”的正旋回，但垂直分帶不明顯沉積構(gòu)造以槽狀交錯層理為主，偶見塊狀、水平層理多種多樣，并構(gòu)成特征的組合以水平和槽狀交錯層理為主粒度分布概率圖三段式為主二段式為主二段式為主圖以段為主以段為主以段為主平面形態(tài)直或稍彎曲的寬帶狀高彎曲的條帶狀網(wǎng)狀古代河流(hli)相沉積的主要鑒別標志（1）具有明顯的半韻律構(gòu)造，即是每一個(y )韻律都是下粗上細，底部常有一個沖刷面或沖蝕坑。（2）巖層(yncng)橫向變化大，砂體多呈透鏡狀產(chǎn)出。（3）粒度組分上有較多的礫石，礫石具有定向性，多呈疊瓦狀排列。（4）砂巖、粉砂巖中不穩(wěn)定礦物多，即礦物成熟

17、度低；（5）層理發(fā)育，類型豐富，最具代表性的就是板狀交錯層理及槽狀交錯層理，斜層理具有定向性，可指示水流。（6）一般無動物化石，可有植物碎片及硅化木等。（7）沉積序列多呈“二元”結(jié)構(gòu)。湖泊的亞相劃分根據(jù)洪水面、枯水面和浪基面，把湖泊相劃分為濱湖亞相、淺湖亞相、半深湖亞相和深湖亞相，平面上它們大致呈環(huán)帶狀分布，另外，還可劃分出湖灣亞相。三角洲的概念 三角洲的現(xiàn)代定義是由巴雷爾（1912）提出的，他認為“三角洲是河流在一個穩(wěn)定的水體中或緊靠水體處形成的、部分露出水面的一種沉積物”。該定義包含四個方面含義：第一，三角洲沉積物來源于一個或幾個可確定的點物源；第二，三角洲以進積結(jié)構(gòu)為特征；第三，盡管三角

18、洲能最終充填盆地，但它們都發(fā)育于盆地周緣；第四，因河流提供了進入盆地的物源，所以三角洲最大沉積位置受到限制。三角洲形成的控制因素 (1)河流的流速、泄水量、搬運來的泥沙數(shù)量和比例；(2)蓄水盆地的性質(zhì)，尤其是水體密度的大?。?(3)蓄水盆地的營力作用類型（波浪、潮汐、海流）、相對強度與沉積物輸入量的關系； (4)三角洲向海（湖）推進的深度； (5)蓄水盆地水體的底層水的性質(zhì)； (6)沉積盆地的構(gòu)造性質(zhì)，穩(wěn)定性、沉降速度和水體進退規(guī)律。三角洲沉積相劃分和特征 根據(jù)沉積環(huán)境和沉積特征，可將三角洲相分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲三個亞相：三角洲平原亞相 三角洲平原沉積(chnj)特征：砂質(zhì)沉積

19、與泥炭、褐煤共生(gngshng)是該亞相的重要特征。分支河道(hdo)和沼澤微相為主體與一般河流的重要區(qū)別。 分流河道、天然堤、決口扇類似與河流沉積三角洲前緣亞相三角洲前緣亞相位于三角洲平原外側(cè)的向海方向，處于海平面以下，為河流和海水的劇烈交鋒帶，沉積作用活躍，是三角洲砂體的主體。（3）前三角洲亞相 浪基面以下，靜水。與正常海（湖）相沉積過渡。沉積物：暗色粘土、粉砂質(zhì)粘土。 構(gòu) 造：水平層理、生物擾動、上部沉積物的滑塌。按照海底地形、深度和水動力條件把陸源碎屑海相組劃分為：海岸相（有、無障壁海岸相）、淺海陸棚、次深海、深海相和海底扇等沉積相類型。無障壁海岸沉積環(huán)境和有障壁海岸沉積環(huán)境基本特征

20、的異同無障壁海岸沉積環(huán)境基本特征按海岸地貌特征和高潮線、低潮線及浪基面位置，將其劃分為風成沙丘、后濱、前濱、近濱四個亞相。（1）水動力以波浪作用為主，也有海流的作用，潮汐作用影響不大；（2）由風引起的波浪往復運動，是對沉積物進行改造的主要營力，其強度比河流大100倍，故該環(huán)境是高能的，沉積物的磨圓好、成分及結(jié)構(gòu)成熟度均很高；（3）濱岸環(huán)境水淺、陽光充足、氧氣充分、生物繁茂、化石豐富；（4）各種層理及層面構(gòu)造很發(fā)育，沉積物類型多樣，標志性特征清晰。2.有障壁海岸沉積環(huán)境基本特征按海岸地貌形態(tài)特征和高潮線、低潮線及浪基面位置，無障壁海岸被劃分為瀉湖、障壁島和潮坪三個亞相，其中潮坪亞相中的潮上、潮間、潮下可分別于無障壁海岸環(huán)境的后濱、前濱和近濱相對應。（1）有障壁島的存在，使其向陸一側(cè)的海域處于半封閉、局限流通的狀態(tài)，波浪作用不明顯，主要是潮汐作用，故水動力不強，屬于中-低能海岸；（2）水體鹽度異常，若氣候干旱炎熱，蒸發(fā)量大，則水體咸化，若氣候潮濕，蒸發(fā)量小于淡水注入量，則水體淡化；（3）因水體巖類異常，生物門類也異常，多為廣鹽度生物組合；（4）各種層理及層面構(gòu)造發(fā)育，沉積物類型豐富，標志性特征清晰，故亞相和微相的研究也較詳細。陸表海與陸緣海的概念陸表海也可稱陸表海也可稱做內(nèi)陸海、陸內(nèi)?；虼箨懞５?，它是指位于大陸內(nèi)部或陸棚內(nèi)部的、坡度十分平緩的、范圍廣闊、很淺的淺海