第三章沉積巖形成過程與結(jié)構(gòu)構(gòu)造正式

第四章沉積巖及其主要巖石沉積巖風化作用侵蝕搬運沉積沉積物成巖作用沉積巖——各類巖石的風化產(chǎn)物和一些火山噴發(fā)物在外力作用(如搬運、沉積、成巖等)下所形成的巖石。

沉積巖，以前也稱“水成巖”，但這一概念不甚準確。沉積巖區(qū)別與火成巖和變質(zhì)巖特點是：沉積巖一般是成層的，且是外力作用成因的。但具有成層的巖石不一定全是沉積巖。沉積巖的分布廣泛，它在地殼上約占巖石總面積的四分之三。不過按體積說，沉積巖卻只占巖石總體積的二十分之一?？梢姡练e巖存在的平均深度并不大，主要是分布在地殼的表層。沉積巖是重塑地球歷史和恢復(fù)古地理環(huán)境的重要依據(jù)。沉積巖中蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源，如煤、石油、鐵、錳、鋁土、磷、石膏、鉀鹽、石灰石、可燃有機物等。因產(chǎn)生于沉積巖和積物中的礦床基本上是外動力作用下形成的，所以叫外生礦床。洼地、盆地和海洋是沉積巖堆積的良好場所第一節(jié)沉積巖的形成過程一先成巖石的破壞(風化作用和剝蝕作用)二搬運作用三沉積作用四成巖作用一先成巖石的破壞作用

——風化作用和剝蝕作用

(一)風化作用巖石在地表或接近地表的地方，在溫度變化、水及水溶液的作用、大氣及生物作用等的影響下發(fā)生的破壞作用。風化作用使地殼表層巖石崩裂、破碎、分解，同時也形成新環(huán)境條件下的新穩(wěn)定礦物。風化作用分三種類型：

1、物理風化作用

2、化學(xué)風化作用

3、生物風化作用

1、物理風化作用

物理風化作用是指使巖石發(fā)生機械破碎，而沒有顯著的化學(xué)成分變化的作用，又稱機械風化作用。導(dǎo)致巖石發(fā)生物理風化的方式主要有：(1)溫差風化——日夜和季節(jié)溫度變化引起的巖石表里膨脹和收縮存在差異，產(chǎn)生垂直和平行于巖石表明的裂隙，層層剝落。典型例子：花崗巖的球狀化。(2)冰凍風化——填充于巖石裂隙和孔隙中的水分因冰凍使巖石機械破碎，也稱冰劈作用。常見溫差變化較大地區(qū)，如高緯度、高海拔地區(qū)。。(3)層裂作用——處于地下深處的巖石初露地表后釋放巨大的靜壓力，體積膨脹，也稱卸荷裂隙。溫差風化冰凍風化層裂作用青藏高原東部地區(qū)花崗巖的物理風化2化學(xué)風化作用

化學(xué)風化作用指地表或接近地表的巖石因與水溶液、氣體(氧氣、二氧化碳)等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而在原地不僅改變其物理狀態(tài)，而且也可改變其化學(xué)成分，發(fā)生化學(xué)分解，并可形成新礦物的作用。巖石經(jīng)過化學(xué)風化作用，不僅原來成分要發(fā)生改變，而且會產(chǎn)生新的礦物?；瘜W(xué)風化作用主要方式包括：氧化作用、水解作用、溶解作用、水化作用、碳酸化作用等。以氧化作用和水解作用表現(xiàn)最為突出。(1)氧化作用

巖石中礦物在氧的作用下，使其中低價元素轉(zhuǎn)變成高價元素，低價化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r化合物，這種作用稱氧化作用。如Fe2＋氧化成Fe3+。在自然界中，由于空氣和水中或地下一定深度都含有大量的游離氧，因此，地殼表層的氧化作用普遍且強烈，易形成氧化帶。氧化帶的下界，稱氧界面，大致與地下潛水面的位置相當。在氧界面之上進行氧化作用，在之下進行還原作用。最容易氧化的是含有低價鐵的硅酸鹽類礦物、如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等，其中低價鐵變?yōu)楦邇r鐵，顏色由黑變?yōu)榧t褐，同時礦物也就逐漸分解而破壞了。此外，低價氧化物和各種硫化物也易被氧化。2FeS2(黃鐵礦)+7O2+2H2O2FeSO4+2H2SO4(硫酸)4FeSO4+2H2SO4+O22Fe2(SO4)3+2H2O2Fe2(SO4)3+9H2O2Fe2O3·3H2O(褐鐵礦)+6H2SO4黃鐵礦褐鐵礦氧化帶氧化作用強烈的“老紅砂”氧化作用甚弱的海灘砂(2)水解作用

水解作用指礦物與水相遇，引起礦物分解并形成新礦物的作用。由于水中常有一部分水分子離解成為H+及OH-離子,從而使水具有酸性反應(yīng)或堿性反應(yīng),化學(xué)活動性很強。各種強酸弱堿或弱酸強堿的鹽類礦物溶于水后也發(fā)生離解現(xiàn)象。其中的離解物與水中的H+或OH-離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。礦物中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽離子很容易被水中的OH-離子所奪取，這樣原有礦物的結(jié)構(gòu)就被分解破壞了，同時形成一些新的礦物。實際上，各類硅酸鹽和其它鹽類都可在水解作用下發(fā)生分解和產(chǎn)生新的礦物。在不同的氣候條件特別是降水影響下，其水解作用的產(chǎn)物存在區(qū)別。(1)降水量少的地區(qū),水解作用可形成蒙脫石：3NaAlSi3O8(鈉長石,albite)+2H2O+Mg2+2Na0.5Al1.5Mg0.5Si4O10(OH)2(蒙脫石,Smectite)+2Na++H4SiO40(2)降水量中等地區(qū),水解作用可形成高嶺石：2NaAlSi3O8(鈉長石,albite)+2H2CO30+9H2O(l)2Na++2HCO3-+Al2Si2O5(OH)4(高嶺石,kaolinite)+4H4SiO40(3)降水量豐富地區(qū)，水解作用形成水鋁石：NaAlSi3O8(鈉長石,albite)+H2CO30+7H2O(l)Na++HCO3-+Al(OH)3(水鋁石,gibbsite)+3H4SiO40此外，黑云母的水解作用，先形成高嶺石和無定形的氫氧鐵化物，之后氫氧鐵化物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的針鐵礦：2K[Mg2Fe][AlSi3]O10(OH)2(黑云母,biotite)+10H++0.5O2+6H2OAl2Si2O5(OH)4(高嶺石,kaolinite)+2K++4Mg2++2Fe(OH)30(無定形氫氧化鐵,amorphousironoxide)+4H4SiO40

(3)水化作用(Hydration)

水化作用，也稱水合作用，指水分子以結(jié)構(gòu)水的形式直接參加到礦物中去，使某些礦物變?yōu)樾碌暮衔?。即相當于礦物將整個水分子吸入礦物內(nèi)，此時礦物化學(xué)結(jié)構(gòu)中多了水分子，造成體積膨脹，對巖石產(chǎn)生很大的壓力。如CaSO4(硬石膏)變成CaSO4.2H2O(石膏),體積增大30%，可以使周圍的巖石破壞。再如,Fe2O3(暗紅色的赤鐵礦)變成2Fe2O3·3H2O(黃褐色的褐鐵礦)等。(4)碳酸化作用

自然界很少有純水，水中常含有各種酸類(碳酸、硫酸、硝酸等),可加速對各種巖石的破壞作用，特別是含有碳酸的水對于巖石的破壞作用就更為普遍。一方面它可以增加水的溶解能力，因為水中含有CO2多,碳酸鹽就會轉(zhuǎn)變?yōu)橹靥妓猁},而重碳酸鹽的溶解度要比碳酸鹽大十幾倍到幾十倍;另一方面它可以加速巖石的分解作用.這是因為碳酸根可以奪取礦物中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽離子形成各種碳酸鹽，破壞原來礦物的結(jié)構(gòu)。以正長石為例：

CaCO3+H2O+CO2

Ca(HCO3)24K(AlSi3O8)()+4H2O+2CO22K2CO3+Al4(Si4O10)(OH)8+8SiO2

正長石碳酸鉀高嶺石硅膠

MgSiO4(鐵鎂橄欖石,forsterite)+4H2CO30

2Mg2++4HCO3-+H4SiO40CaAl2Si2O8(鈣長石,anorthite)+2H2CO30+H2O(l)Ca2++2HCO3-+Al2Si2O5(OH)4(kaolinite)2NaAlSi3O8(鈉長石,albite)+2H2CO30+9H2O(l)2Na++2HCO3-+Al2Si2O5(OH)4(kaolinite)+4H4SiO402K[Mg2Fe]AlSi3O10(OH)2(黑云母,biotite)+10H2CO30+0.5O2+6H2OAl2Si2O5(OH)4(kaolinite)+4H4SiO40+2K++4Mg2++2Fe(OH)3(s)(ironhydroxide)+10HCO3-(5)溶解作用

溶解作用即水與巖石相遇,巖石中的礦物因溶解度不一發(fā)生不同程度的溶解作用。一般來說,K+、Na+等的氯化物>Ca2+、Mg2+的氯化物和硫酸鹽>Ca2+、Mg2+的碳酸鹽>Fe3+、Al3+、Si4+等的氧化物和硅酸鹽類。巖石受到溶解作用，溶解的物質(zhì)隨水流失，難溶的物質(zhì)則殘留于原地，同時孔隙度增加,為進行物理化學(xué)風化作用提供了有利條件。常見造巖礦物的溶解度大小順序為：方解石>白云石>橄欖石>輝石>角閃石>斜長石>鉀長石>黑云母>白云母>石英。當然,礦物的溶解度與水溫、壓力、CO2含量和pH值等有關(guān)。3生物風化作用

生物風化作用指由于生物的活動而對巖石所產(chǎn)生的破壞作用。地球表層、大氣圈和水圈中都有生物存在,在其成才、新陳代謝和死亡過程中，都可引起巖石的破碎和分解,因此生物風化作用是相當普遍的。包括生物的物理風化作用和生物的化學(xué)風化作用。生物的物理風化作用——引起巖石的機械破壞，如植物根系可以深入巖石裂縫生長，劈開巖石，樹根生長對于巖石的壓力可達10-15kg/cm2。穴居地下的蚯蚓、鼠類等，經(jīng)常挖掘洞穴把地下土壤翻到地面，破壞作用很大。

生物的化學(xué)風化作用——引起巖石的化學(xué)分解，如定居在巖石表面的細菌、藍綠藻、苔蘚、地衣之類，經(jīng)常分泌出有機酸，分解巖石，吸取養(yǎng)料。菌類利用空氣中的氮制造硝酸等，也可以使巖石發(fā)生破壞。此外，植物死亡分解可以形成腐殖酸，這種酸分解巖石的能力也很強，并和礦物中的陽離子結(jié)合成腐殖酸鹽，以膠體形式隨水流失。生物風化作用的意義不僅在于它引起巖石的機械和化學(xué)破壞，而且特別在于它形成了一種既有礦物質(zhì)又有機質(zhì)共同存在的新物質(zhì)，這就是土壤。4影響風化作用的因素

化學(xué)風化作用的速度也決定于巖石性質(zhì)和外界條件，特別是氣候條件,巖石的性質(zhì)不同，風化速度也不一樣。巖性與化學(xué)風化的關(guān)系:(1)首先是各種造巖礦物的物理化學(xué)性質(zhì)不同，因而抵抗風化的能力也有差異，例如石英是最穩(wěn)定礦物，在風化過程中幾乎不發(fā)生分解，只有機械破碎，所以形成大量石英砂；白云母抵抗風化能力也較大，不易分解；各類長石礦物在地殼中分布最廣，占到60％左右，在化學(xué)風化作用下，極易分解，其中K、Na、Ca等陽離子極易形成可溶鹽類而溶失，而其中Al2O3、SiO2等成分則形成不溶的次生礦物，如高嶺石、鋁土、燧石、蛋白石、玉髓等殘留下來。至于橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等鐵鎂礦物，也特別容易分解，其中Ca、Mg等常形成可溶鹽類后溶失，而其中FeO、Al2O3、SiO2等則常形成褐鐵礦、高嶺土、鋁土、燧石、蛋白石、玉髓等不溶的次生礦物。赤鐵礦鋁土礦鈉長石角閃石輝石主要造巖礦物的抗風化強度根據(jù)實驗推算的礦物的風化速率鈣長石霞石透輝石頑輝石鈉長石鐵鎂橄欖石(1)石英:主要的造巖礦物,在風化作用中穩(wěn)定性極高,它幾乎不發(fā)生化學(xué)溶解作用,只發(fā)生機械破碎作用。

(2)云母:白云母抗風化能力較強。白云母在風化過程中,主要是析出鉀和加入水,先變成水白云母,最后變?yōu)楦邘X石。黑云母的抗風化能力比白云母差得多,黑云母遭受風化后,鉀、鎂等成分首先析出,同時加入水,轉(zhuǎn)變?yōu)轵问?、綠泥石、褐鐵礦等。

(3)橄欖石、輝石、角閃石等鎂硅酸鹽礦物抗風化能力低,其在風化產(chǎn)物中保留較少,故在沉積巖中較少見。

(4)各種粘土礦物(如高嶺石、蒙脫石、水云母等)在風化帶中相當穩(wěn)定。

(5)各種碳酸鹽礦物如方解石、白云石等,風化穩(wěn)定性甚小,極易溶于水并順水轉(zhuǎn)移。

(6)各種硫酸鹽礦物(如石膏、硬石膏)、硫化物礦物(如黃鐵礦)、鹵化物礦物(如石鹽)等,風化穩(wěn)定性最低,最易溶于水,呈溶液狀態(tài)流失走。

(7)重礦物:風化穩(wěn)定性的差別很大,如鋯石、金紅石、電氣石等較穩(wěn)定,為沉積巖中常見的穩(wěn)定重礦物。風化過程中元素的遷移順序

母巖在化學(xué)風化過程中表現(xiàn)為某些元素的淋濾分散和另外一些元素的殘積富集兩個方面。各種元素在特定的風化條件下遷移能力是不一樣的，因而造成各種元素按一定順序從母巖中分離出來——即元素的風化分異。前蘇聯(lián)學(xué)者雷波諾夫（1934）首先根據(jù)河水中元素的含量與該河流域的巖石中相應(yīng)元素的含量相比較的辦法，了解各種元素遷移的相對活動性，并得出了元素遷移序列。影響造巖礦物風化穩(wěn)定性的因素(1)與它們的結(jié)晶溫度有關(guān)——在巖漿巖的主要造巖礦物中，橄欖石結(jié)晶溫度最高，其風化穩(wěn)定性最低，最易被風化破壞掉。輝石、角閃石、黑云母的結(jié)晶溫度依次降低，而它們的風化穩(wěn)定性卻依次增高。基性斜長石、中性斜長石、酸性斜長石、鉀長石的結(jié)晶溫度也依次降低，它們的風化穩(wěn)定性也依次增高。石英的結(jié)晶溫度最低，故其搞風化能力最強。(2)與其化學(xué)成分的化學(xué)活潑性(主要是在水中的溶解能力)有關(guān)

(3)與其晶體構(gòu)造特征及化學(xué)鍵強度有關(guān)

其次，三大類巖石的形成條件不同，因而抵抗風化的能力也不同。巖漿巖和變質(zhì)巖主要是在高壓高溫條件下形成的，所以在地表常壓常溫條件下極易產(chǎn)生變化；沉積巖主要是在地表條件下形成的，組成的礦物比較穩(wěn)定，所以抵抗化學(xué)風化能力較強。例如花崗巖、片麻巖的露頭多呈疏松分解狀態(tài)，而砂巖等露頭則常常良好。巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造也影響風化速度，如粒狀結(jié)構(gòu)巖石比致密巖石在物理風化作用下容易產(chǎn)生裂隙，從而可以提供水的滲透條件和促進化學(xué)分解。雖然巖石本身具有不同的抵抗化學(xué)風化的性質(zhì)，但不管什么巖石必須在一定條件下才能迅速進行分解。水和溫度是最重要的條件。溫度可以影響化學(xué)系統(tǒng)的活動性，溫度每升高10C，化學(xué)反應(yīng)速度便增加為原來的2—3倍。因此，化學(xué)風化作用在炎熱而潮濕的氣候條件下最為顯著，但干旱區(qū)則有不同5巖石的風化產(chǎn)物

任何暴露地表的巖石和礦物，都不可避免地要遭受風化作用的破壞，母巖的風化產(chǎn)物可歸納為三大類：(1)碎屑物質(zhì)——包括受風化作用影響很小或受風化作用而未完全分解的巖石碎屑和礦物碎屑，其構(gòu)成了沉積巖中碎屑巖類的主要成分。

巖石碎屑如以物理風化作用為主的被破碎的大小不等的巖塊。巖石碎屑可反映沉積物的物質(zhì)來源。

礦物碎屑中最常見的為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗風化能力石英和白云母，以及鋯石、磁鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、石榴子石、電氣石、獨居石等。在干旱氣候條件下，也可以見到長石碎屑。石英巖碎屑以石英礦物為主的石英沙礫鋯石(zircon)

鋯石(Zircon)是硅酸鹽類礦物(Zr[SiO4])，晶體呈短柱狀或四方柱、四方雙錐或復(fù)四方雙錐的聚形。有金剛光澤，無解理，摩氏硬度7.5-8，比重4.4-4.8。顏色多種(如紅、黃、橙、褐、綠或無色透明)，無色透明者常當作為寶石的替代品，舊稱“鋯石英”或“風信子石”。鋯石常以副礦物廣泛存在于酸性火成巖中，變質(zhì)巖和沉積巖中也有。其化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，因此常富集于河流的沙礫中。獨居石(Monazite)“獨居石”名字源于其經(jīng)常以單斜晶體存在，屬一種含有鈰和鑭的磷酸鹽礦物(稀土礦物)，化學(xué)通式(Ce,Y,La,Th)PO4。顏色呈棕紅、黃、褐黃，有油脂光澤；板狀或柱狀的單斜晶系，晶面常有條紋；解理完全，摩斯硬度5-5.5，比重4.9-5.5。因成分中含鈾、釷元素，具一定放射性，其會放射釷-232，之后會吸收慢中子變成鈾-233(鈾-233可作核燃料)；也可合成钚-239，被用在核子反應(yīng)爐或核武器中。但通常量很低，國外常作寶石收藏。獨居石常以副礦物產(chǎn)于火成巖和變質(zhì)巖(花崗巖及花崗偉晶巖;稀有金屬碳酸巖;云英巖、石英巖；云霞正長巖、堿性正長偉晶巖；阿爾卑斯型脈；混合巖）以及各類風化殼和砂礦，特別是沖積型或海濱型砂礦床中。(2)溶解物質(zhì)——主要是化學(xué)風化和生物化學(xué)風化的產(chǎn)物。巖石中K、Na、Ca、Mg等陽離子，與水溶液中的CaCO3、Cl、OH、SO4等陰離子結(jié)合，形成碳酸鹽、氧化物、氫氧化物、硫酸鹽等以真溶液或膠體的形式隨水遷移流失。這些物質(zhì)在一定的條件下沉積下來，構(gòu)成了沉積巖中化學(xué)巖的主要成分。據(jù)統(tǒng)計，每年由河流搬運入海的CaCO3達55800萬噸，河流搬運入海的SiO2約為32000萬噸。(3)難溶物質(zhì)——當其它比較活潑的元素先后被帶走之后，巖石中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等相對不活潑的成分，除在特定條件下(如強酸或強堿條件下以膠體溶液形式)一部分遷移流失外，大部分在原地或近源相對富集起來，形成赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦、高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石、水鋁石、軟錳礦等不溶的次生礦物。這些物質(zhì)是構(gòu)成沉積巖中粘土巖及其它巖類的成分。6巖石風化產(chǎn)物的綜合體現(xiàn)——殘積物

地表巖石經(jīng)長期風化作用后，由物理風化形成的碎屑物質(zhì)、由化學(xué)風化形成的難溶物質(zhì)以及由生物風化形成的土壤等這些風化作用的綜合產(chǎn)物，在一定條件下殘留于原地，形成松散的堆積物，稱殘積物。殘積物的成分取決于母巖的成分，如花崗巖風化后的殘積物通常以石英砂粒為主，長石風化的殘積物以高嶺土或粘土為主，黑云母常風化成褐鐵礦等。殘積物的厚度取決于地形、氣候、母巖等。地形平緩的山麓、山坡以及平坦的山頂常形成較厚的沉積物。

殘積物的辨別特征：與母巖直接接觸，即下伏母巖，兩者呈過渡關(guān)系；風化程度自上而下由深變淺；其中的碎屑物多具棱角，分選不好(顆粒大小不均勻)，層理不清。7風化殼

巖石的風化作用過程因時因地而異，但其風化作用的總方向一致，即使巖石徹底分解以適應(yīng)地表環(huán)境下呈穩(wěn)定的狀態(tài)。一般包括以下步驟:(1)巖石遭受物理風化而機械破碎;(2)巖石中Cl、S、K、Na、Ca、Mg等易溶元素的溶失;(3)難溶的Si、Al、Fe的富集，并合成高嶺土等粘土礦物(稱高嶺土化作用);(4)粘土礦物的進一步分解，失去SiO2，使Al、Fe更加富集，并分別形成鋁土和鐵礦，使殘積物染成磚紅色(稱磚紅土化作用)。因此,在適當氣候和地形條件下，發(fā)育良好的風化殼在垂直剖面上表現(xiàn)為清楚的分帶性,自下而上風化程度越來越深。

概念：指地表表層在風化作用下，形成一層不連續(xù)地覆蓋于基巖之上的薄的殘積物外殼。風化殼的垂直分層

自上而下，風化殼可分為：①、表層為富含腐殖質(zhì)的土壤層，下為腐殖質(zhì)較多的亞壤層。②、磚紅土殘積層；、粘土層或高嶺土殘積層；④、碎石角礫殘積層；⑤、未經(jīng)風化的基巖。

殘積物與風化殼有時是等同概念，此時的風化殼通常就是多層殘積層。但由于風化殼還有其它成因，有時兩者是有區(qū)別的。殘積物和“風化殼”殘積物“第四紀沉積物”風化殼的類型1、巖屑型風化殼——主要由具棱角的巖屑組成，自上而下由細變粗并逐漸過渡到母巖。該類主要是寒冷氣候條件下的物理風化作用形成的。如以凍融風化為主的高緯、高山凍原帶。

因氣候和其它條件因地不同，各風化殼的風化作用的方式、強度不一，因而形成了不同的風化殼類型。大致可分為四類：2、硅鋁—硫酸鹽或碳酸鹽型風化殼——該類風化殼厚度較小,多發(fā)生于干早、半干旱的荒漠或草原地帶,以溫差風化為主,化學(xué)風化作用較弱,K、Na、Ca、Mg等活動性強的元素以易溶鹽類(Cl-、HCO-等)形式淋失,而較難溶的硫酸鹽或碳酸鹽則富集于風化殼中,使其呈灰黃至至黃色。因此,?？稍诖艘姷奖∧罨蚍稚钐妓徕}(方解石)、石膏和鹵化物。3、硅鋁粘土型風化殼——該類風化殼厚度較大,有時可達數(shù)十米,多形成于溫暖濕潤的氣候條件下，以處于中期階段的化學(xué)風化作用為主。巖石中的K、Na、Ca、Mg等活動性較高的元素已全部被析出，Si也大量被析出遷移，水溶液呈酸性，使硅酸鹽和鋁硅酸鹽分解，進而形成高嶺石、蒙脫石等粘土礦物，并形成少量次生氧化鐵和氧氧化鐵礦物，使整個剖面被染成棕紅色至棕黃色、褐黃色等。4、鐵鋁土型風化殼——該類風化殼厚度很大,可達百米,多形成于濕熱氣候條件下,處于化學(xué)風化作用晚期,母巖分解徹底，可遷移元素早已全部被淋失，硅酸鹽、鋁硅酸鹽礦物全部被分解，SiO2含量也大為降低，以Al、Fe的氧化物為主，即以鋁土礦、赤鐵礦、褐鐵礦等呈皮殼狀、豆狀、透鏡狀、分散狀等多種方式沉淀在風化殼中。其因高價鐵染成紅色—磚紅色。

上述四種類型基本上代表了從寒溫帶、溫帶－暖溫帶、亞熱帶、熱帶的氣候條件下的風化殼類型。若在同一氣候條件下，母巖的性質(zhì)對風化殼的發(fā)育程度、階段等具有極其重要的影響。

可溶性巖石(石灰?guī)r、白云巖、大理巖、石膏等)由于溶解物大部分被水介質(zhì)搬運走,只有母巖中原有的粘土、鐵、鋁等雜質(zhì)聚集成殘積粘土層。花崗巖含有較多的硅鋁，含鈣少,風化時可較快達到硅鋁階段,其風化殼富含石英、高嶺石。

玄武巖含鈣多,其富鈣階段比花崗巖長,殘積物中含較多碳酸鈣白色薄膜。橄欖巖等超基性巖含鐵量高，在硅鋁化階段就能生成含褐鐵礦、針鐵礦和水赤鐵礦等。頁巖、板巖、千枚巖等缺乏鈣質(zhì)，一開始就進入硅鋁階段,形成粘土殘積層。石英巖抗化學(xué)風化能力極強．一般只受物理風化而形成石英砂。(二)剝蝕作用

剝蝕作用指巖石遭受風化之后，給流水、地下水、冰川和海洋等對巖石的破壞提供了有利的條件；各種外力在運動狀態(tài)下對地面巖石及風化產(chǎn)物的破壞作用。從外力的類型看，包括風的吹蝕作用、流水的侵蝕作用、地下水的潛蝕作用、海水的海蝕作用、冰川的冰蝕作用等。從剝蝕作用的性質(zhì)來看，分為機械剝蝕作用和化學(xué)剝蝕作用兩種方式。1機械剝蝕作用

機械剝蝕作用主要指風、流水、冰川、海洋等都對巖石或地表物質(zhì)的機械破壞作用。

(1)風的吹蝕作用和磨蝕作用——吹起地表風化碎屑和松散巖屑，同時也攜帶巖屑磨蝕巖石。

(2)流水的剝蝕作用和磨蝕作用——大陸面積90％都處于流水剝蝕作用下,同時攜帶的巖屑磨蝕巖石。流水的動能決定于流水的質(zhì)量m和它的流速v(=0.5mv2)。

(3)冰川的創(chuàng)蝕作用——大陸10％的地區(qū)分布著冰川。厚100m冰川的底部巖石就要承受90000-96000kg/m2的壓力。運動的冰川可以破壞冰川谷底和谷壁的巖石。

(4)海水的海蝕作用——全世界還有26萬千米的海岸線，海水不斷地破壞著海岸。海浪打擊巖石可以產(chǎn)生38t/m2的壓力。這樣巨大的力量一面破壞巖石變成碎屑，一面再以碎屑為工具再加速地破壞著巖石。

水流的磨蝕風力的磨蝕2化學(xué)剝蝕作用

化學(xué)剝蝕作用指除風和冰川外，流水(地表水和地下水)、海洋、湖泊、海洋等對進行著以溶解等方式為主的化學(xué)剝蝕作用，也稱溶蝕作用。在分布石灰?guī)r、白云巖的地區(qū)，這種作用相當顯著，通稱為喀斯特作用或巖溶作用。

剝蝕作用和風化作用的關(guān)系——剝蝕作用和風化作用都是外力破壞作用。但風化作用是相對靜止地對巖石起破壞作用。而剝蝕作用是流動著的物質(zhì)對地表巖石起破壞作用。巖石風化之后便于進行剝蝕，而巖石風化產(chǎn)物被剝蝕后又便于繼續(xù)風化。二者相互依賴，相互促進，不斷地為沉積巖提供充足的物質(zhì)來源。二搬運作用階段

搬運作用指風化作用和剝蝕作用的產(chǎn)物被流水、冰川、海洋、風、重力等轉(zhuǎn)移,離開原來位置的作用。包括機械搬運和化學(xué)搬運,碎屑物質(zhì)和粘土物質(zhì)以機械搬運為主,而膠體和溶解物質(zhì)以膠體和真溶液形式進行搬運。機械搬運作用含風、流水、冰川、海洋、重力等。

化學(xué)搬運作用指除風、冰川等外,流水、湖、海等還進行著化學(xué)搬運作用。包括兩種方式:一種是以真溶液形式搬運,搬運物質(zhì)主要來源于巖石風化和剝蝕產(chǎn)物中的Ca、Na、K、Mg等可溶鹽類(其中K易被植物吸收或粘土吸附,搬運距離較小),如CaCO3、CaSO4、NaCl、MgCl等;一種是以膠體溶液形式搬運,搬運物質(zhì)主要來源于巖石風化和剝蝕產(chǎn)物中的Fe、Mn、Al、Si等所形成的膠體物質(zhì)和不溶物質(zhì)。據(jù)克拉克計算，每年通過河流化學(xué)搬運入海的物質(zhì)總量為27億多噸，占全部沉積物質(zhì)的8％?；瘜W(xué)搬運的物質(zhì)是組成化學(xué)巖的基本物質(zhì)。機械搬運作用

機械搬運作用對碎屑物質(zhì)起兩種明顯的作用:(1)分選(異)作用，主要表現(xiàn)在顆粒大小隨著搬運距離遠近出現(xiàn)有規(guī)律的變化,即碎屑礫順著搬運方向逐漸變小。(2)磨圓作用是指碎屑在搬運過程中互相磨擦失去棱角變圓的作用。碎屑的磨圓度和搬運距離以及碎屑本身的大小、比重、軟硬等有關(guān)。一般地講，顆粒大、比重大、硬度大,搬運距離長的,磨圓度較好;反之,則磨圓度較差。搬運介質(zhì)對于分異作用及磨圓作用有很密切的關(guān)系。流水、風、海水等可以產(chǎn)生良好的分異作用和磨圓作用，特別是海水搬運可以反復(fù)進行，風向可經(jīng)常變化，往往比單一方向的流水有更好的分異作用和磨圓作用(如海砂比河砂純凈,磨圓度高);而冰川及重力搬運，則一般沒有分異作用和磨圓作用,碎屑大小混雜,多具棱角。1、風的機械搬運作用——主要在干旱及半干旱地區(qū)和濱海地區(qū)。一般說來，細小的碎屑(<0.05mm)呈懸浮狀態(tài)搬運,即浮運;而粗大的碎屑(0.05-2mm)則沿地表滾動、滑動或跳躍式前進，也就是底運。所謂飛砂走石，恰當描繪了風的搬運情景。風的分選(異)作用，即依風速、風力大小對碎屑顆粒按大小、形狀、比重等進行自然分異，使其堆積的顆粒大致均等。如我國西北的戈壁－沙漠－黃土的排列。風的磨圓作用，即碎屑在搬運途中相互沖撞摩擦，顆粒形態(tài)逐漸圓化。2、重力機械搬運——碎屑物質(zhì)在重力作用下，沿斜坡由高向低移動。這種作用在有山崩、滑坡、泥石流處表現(xiàn)尤為明顯。在重力影響下沿斜坡移動的碎屑物質(zhì)分選不好，多具棱角。

據(jù)R.A.拜格諾和Pye等研究，風沙運動依風力、顆粒大小和質(zhì)量的不同,可分為懸移、躍移和表層蠕移等形式。野外風沙實驗和觀察證實,以躍移為最主要，且大多數(shù)風沙顆粒躍移的高度都<2m,以0~20cm最為集中。風洞實驗研究進一步表明，>500μm的沙粒都是以蠕移方式運動；500~70μm的顆粒呈躍移,其中100~150μm的細砂粒級最易以躍移方式運動，100~70μm為變性躍移;70~20μm的顆粒以短期懸浮為主；<20μm的顆?？梢蚤L期懸浮被搬運至較遠距離。Tsoar和Pye通過計算得出:中等風暴條件下(u=15m/s),>20μm的粉塵顆粒不大可能被搬運到離源區(qū)30km以外，<10μm的顆粒則可能被搬運到數(shù)千千米之遠。3、流水的機械搬運——其對碎屑物質(zhì)同樣起到分選作用和磨圓作用。也可分為浮運(懸浮)和底運，底運又可分為滾動、滑動及跳動等方式。搬運方式主要決定于顆粒大小、比重大小和碎屑的球度。顆粒小、比重小、球度低的碎屑，多以懸浮狀態(tài)搬運；而顆粒大、比重大、球度高的碎屑，容易沿水底滾動或滑動前進，有時跳動前進。流水的搬運能力與流速有關(guān)(礫石V=cV6或一般沉積物cV4)。因此,水流速度越大,則搬運力越強，搬運的碎屑物質(zhì)粗大而且量多;流速越小,則搬運力越弱,搬運的碎屑物質(zhì)少而且細小。粗大、比重大的碎屑物搬運得較近，細小、比重小的碎屑物搬運得較遠,流水機械搬運量以浮運量為最大，在平原地區(qū)底運物質(zhì)一般不超過浮運量的10%，在山區(qū)可能達到30%~40%。

4、冰川的機械搬運——冰是一種固體物質(zhì)，其搬運能力及搬運量并不受流動速度及碎屑大小的影響，因此冰川具有很大的搬運能力。冰川搬運的大量碎屑物質(zhì),主要來自兩方面:一部分是從山坡滾落到冰川上的碎屑;一部分是冰川本身進行剝蝕的產(chǎn)物。它們往往大小混雜地固結(jié)于冰川之中，隨冰川流動而被載運前進。當冰川融化時，碎屑便堆積下來。因此，碎屑物的特點是未經(jīng)分選和未受機械磨蝕圓化，這是冰磧物不同于流水、風、湖和海沉積物之點。

5、海洋的機械搬運——海洋具有強大搬運力,其搬運物質(zhì)大部分是從大陸上河流搬運來的,部分來源于海水對海岸的侵蝕。主要方式有海浪、潮汐、海流和濁流。海浪是風作用于海面引起的。其機械作用力隨著海水加深而遞減。在海面以下20m地方只相當表面海浪作用的1/5,在50m深的地方則只相當表面的1/50,大約在200m深的地方,已經(jīng)達到波浪作用的極限。因此,海浪搬運作用的范圍僅僅是靠近海岸的淺海地區(qū)。

海流一般只能從淺?；虬肷詈５装徇\細小淤泥和懸浮物質(zhì),但搬運距離很遠，可以達到幾千千米以上。潮汐具很大搬運力,但只在海岸線一帶搬運碎屑物。

濁流是指地震、海底火山爆發(fā)、河流洪水、海嘯、大風浪等可以攪動海底泥砂，使海底斜坡(如大陸坡)失去平衡，使其上沉積物順坡下滑,形成一種穩(wěn)定或陣發(fā)性的含大量泥砂和懸浮物質(zhì)的高密度混濁水流。濁流可以把近岸海底的陸源物質(zhì)搬運到遠距離的深海地區(qū)。三沉積作用

沉積作用指母巖風化和剝蝕的產(chǎn)物在外力的搬運途中，由于水流速度或風速、冰川融化以及其它物理條件的改變，使外力的搬運能力減弱，導(dǎo)致被搬運的物質(zhì)逐漸沉積。按發(fā)生地點分為海洋沉積(濱海、近海、半深海和深海)和大陸沉積(河流、湖泊、沼澤、冰川)。沉積作用按其沉積方式分為機械沉積作用、化學(xué)沉積作用和生物沉積三種。（一）機械沉積作用

機械沉積作用是在碎屑的重力大于水流、風的搬運力時，便先后沉積下來。由于流水的流速、流量不定，碎屑本身的大小、形狀、比重不同，故沉積順序有先后之分。從碎屑大小上看，最先沉積的是顆粒粗大的碎屑，依次過渡到最小的碎屑；從碎屑比重上看，比重大的顆粒沉積先于比重小的顆粒。這樣，在沉積的過程中，使原來粗、細、輕、重混雜在一起的物質(zhì)，按一定順序依次沉積下來，這種作用稱機械沉積分異作用。這種作用的結(jié)果使沉積物按照礫石一砂一粉砂一粘土的順序，沿搬運的方向，形成有規(guī)律的帶狀分布，因此，沉積物固結(jié)后分別形成礫巖、砂巖、粉砂巖和粘土巖。但必須指出，自然界影響分異的因素很多，如流速變化、支流匯入、地形起伏以及風化速度變化等，因而常常造成分異過程錯綜復(fù)雜的現(xiàn)象。冰川的機械沉積作用

第一,冰川沉積沒有分異作用,形成的冰磧物顆粒大小混雜,層理不清楚;山地冰川在其形成過程中可以形成“U”形谷。若泥和礫混在一起,稱為泥礫。有時冰川能搬運巨大的石塊,體積可達到幾千立方米,稱為冰川漂礫。第二,冰磧碎屑大部分都未經(jīng)磨圓作用,帶有棱角。有時冰磧石上帶有釘子頭狀長條擦痕,稱冰川擦痕。第三，當冰川前端融化，或在冰川底部流出水流時，則具有一部分流水沉積的特征，稱為冰水沉積。如果冰川前端匯水成湖，在湖中經(jīng)常沉積著細泥。春夏之際,融水較多,沉積物稍粗,有機質(zhì)多,顏色略深;秋冬之際,融水較少,沉積物稍細,有機質(zhì)少,顏色略淺,冬季冰川不再融化,沉積也暫告中斷。如此周而復(fù)始，便形成薄層的、條帶狀的、有節(jié)奏的沉積物，稱為紋泥。根據(jù)紋泥可以計算冰川活動的年齡。（二）化學(xué)沉積作用1、膠體溶液沉積——膠體顆粒極小(<0.001mm)，一般不受重力作用影響,搬運很遠,沉積很慢。同時,膠體質(zhì)點帶有電荷,如Al2O3、Fe2O3、CaCO3、MgCO3等帶有正電荷,稱正膠體;SiO2、MnO2、粘土、腐殖質(zhì)等帶有負電荷,稱負膠體。在一定介質(zhì)中帶有相同電荷的膠體質(zhì)點由于互相排斥,可以長時間保持懸浮狀態(tài)。但當膠體溶液中加入一定量不同名的電解質(zhì)時,即發(fā)生中和作用,并在重力影響下引起膠體沉淀。如在海岸地帶,攜帶膠體的大陸淡水與富含電解質(zhì)的海水混合時，常發(fā)生膠體沉淀。許多淺海相的沉積鐵礦、錳礦多是這樣形成的。在河?？诮粫?常形成鹽楔。此外，在干燥氣侯條件下，膠體溶液因蒸發(fā)脫水也可引起沉淀。2真溶液沉積

溶解于水中的物質(zhì)是多種多樣的，由于溶解質(zhì)的溶解度不同，以及溶液的性質(zhì)、溫度、PH值等因素的影響，真溶液物質(zhì)沉積也有先后遠近的順序，這種作用叫化學(xué)沉積分異作用。一般說來,淺海地區(qū)的化學(xué)沉積分異規(guī)律大致依次為：即氧化物(Fe2O3、MnO2、SiO2)、鐵的硅酸鹽(海綠石等)、碳酸鹽(CaCO3、CaMg[CO3]2)、硫酸鹽(CaSO4)和鹵化物(NaCl、KCl和MgCl2)。即:(1)處于膠體狀態(tài)的氧化鐵和氧化錳因受含電解質(zhì)的海水的影響首先沉積下來,并常形成有價值的礦產(chǎn)。但錳的沉積往往比鐵離岸遠一些,因此常是氧化鐵與砂共生,而氧化錳往往與泥質(zhì)沉積物在一起。

(2)在鐵錳氧化物析出后,大量的呈膠體狀態(tài)的SiO2即沉淀下來,此外還有部分SiO2可游離到遠海地方,與氧化鐵化合成鐵的硅酸鹽(海綠石)，因此海綠石是代表淺海環(huán)境的典型礦物。(3)繼SiO2沉積之后,碳酸鹽類開始沉積,依次形成石灰?guī)r、白云巖等。在石灰?guī)r和白云巖中幾乎不包含碎屑物質(zhì)。這說明碳酸鹽的沉積是在機械分異作用基本結(jié)束之后進行的。

(4)最后是石膏、硬石膏等硫酸鹽和鹵化物(巖鹽、鉀鹽、鎂鹽)由于溶解度最大，在海水中停留的時間最久。除非在海水變淺和強烈的蒸發(fā)作用下才有沉積的可能，所以是化學(xué)分異作用的后期產(chǎn)物。我國一些內(nèi)陸湖泊也有時具有如海洋的化學(xué)沉積分異作用。其中一些鹽湖沉積孕育了豐富的外生礦床。其堆積發(fā)生階段可以巴丹吉林沙漠的湖泊為例。機械沉積分異作用和化學(xué)沉積分異作用合稱沉積分異作用。上述作用只是沉積巖和沉積礦產(chǎn)形成和分布的一般規(guī)律。(三)生物沉積作用(biologicaldeposition)1、生物遺體的沉積——生物死亡后，其骨骼、硬殼堆積形成磷質(zhì)巖、硅質(zhì)巖和碳酸鹽等。

2、生物化學(xué)沉積——生物在新陳代謝中引起周圍介質(zhì)物理化學(xué)條件的變化,從而促進某些礦物質(zhì)的沉積。例如,海生藻類進行光合作用，由于吸收海水中的CO2,對石灰?guī)r沉積起很大的作用。事實上，引起自然界化學(xué)作用的各種因素如O2、CO2、H2S等的消耗和增長，都與生物化學(xué)作用有密切關(guān)系，因此化學(xué)巖和生物化學(xué)巖二者之間并沒有真正的界限。四、成巖作用階段

巖石的風化剝蝕物質(zhì)經(jīng)過搬運、沉積形成的沉積物，必須經(jīng)過一定的物理的、化學(xué)的、生物化學(xué)的以及其他的變化和改造，如水分排出，孔隙度減少，密度加大，膠結(jié)，重結(jié)晶，產(chǎn)生新礦物等，才能變成固結(jié)的巖石。這種促使疏松的沉積物變成固結(jié)巖石的作用稱成巖作用。廣義的成巖作用還包括沉積過程中及固結(jié)成巖后所發(fā)生的一切變化和改造。

成巖作用是沉積巖形成的最后階段。沉積物的成巖作用是很復(fù)雜的。主要有以下幾個方面：壓固作用(黏土沉積物成巖的主要方式)、脫水作用(成巖過程中伴隨著)、膠結(jié)作用(碎屑沉積物成巖)、重結(jié)晶作用(化學(xué)巖和生物化學(xué)巖成巖)。(一)壓固作用(compaction)和脫水作用

(squeezingoutofwater

)

上覆沉積物逐漸增厚，下伏沉積物受到的壓力也不斷增大,使沉積物孔隙度減少,體積縮小,密度加大,水分排出,使得顆粒之間的聯(lián)系力增強,進而使沉積物固結(jié)變硬。這種壓固作用是粘土沉積物成巖的主要方式。例如,新鮮粘土孔隙度約80%,壓固成巖后可減少至20％。隨著壓力的增長,溫度也有增加,在溫度和壓力作用之下,不僅排出沉積物顆粒之間的附著水,而且許多含水膠體和含水礦物也會產(chǎn)生失水作用而變?yōu)樾碌V物。例如,蛋白石SiO2.nH2O變?yōu)橛袼鑃iO2,褐鐵礦Fe2O3.nH2O變?yōu)槌噼F礦Fe2O3，石膏CaSO4.2H2O變?yōu)橛彩郈aSO4等。礦物失水也可引起沉積物體積收縮現(xiàn)象。因此,脫水作用一方面使沉積物體積縮小,也使其硬度增大。黃土高原洛川剖面的第四紀黃土－第三紀紅粘土(二)膠結(jié)作用(cementation)

沉積物中有大量孔隙,在沉積過程中或固結(jié)成巖后,孔隙被礦物質(zhì)所填充,將分散的顆粒粘結(jié)在一起,稱為膠結(jié)作用。最常見的膠結(jié)物質(zhì)有硅質(zhì)SiO2、鈣質(zhì)CaCO3、鐵質(zhì)Fe2O3、粘土質(zhì)和火山灰等。這些物質(zhì)或者與沉積物同時形成，或者是在成巖過程中形成的新礦物，或是由以后地下水帶來的。膠結(jié)作用是碎屑沉積物成巖的主要方式，如礫和砂膠結(jié)后形成礫巖、砂巖或砂礫巖。膠結(jié)作用形成的砂礫巖鈣質(zhì)、沙粒和紅柳枯枝等膠結(jié)而成的鈣板(三)重結(jié)晶作用(recrystallization)

沉積物受溫度和壓力影響,使非結(jié)晶物質(zhì)變成結(jié)晶物質(zhì)(膠化作用),使細粒結(jié)晶物質(zhì)變成粗粒結(jié)晶物質(zhì),這種作用稱重結(jié)晶作用。一般說,顆粒細、易溶解的沉積物,容易產(chǎn)生重結(jié)晶作用。重結(jié)晶后,沉積物孔隙減少,密度增大,形成堅硬的巖石。重結(jié)晶作用是各類化學(xué)巖和生物化學(xué)巖(石灰?guī)r、白云巖等)成巖的主要方式，以泥晶灰?guī)r為例。晶粒大小不等的沉積物(泥晶灰?guī)r和亮晶灰?guī)r之間)針狀沉積物(如針狀泥晶灰?guī)r)的重結(jié)晶泥晶灰?guī)r與淀積粘土重結(jié)晶成纖維狀第二節(jié)沉積巖的特征一沉積巖的成分(一)沉積巖的化學(xué)成分

沉積巖組成物質(zhì)主要來源于先成的各種巖石碎屑及溶解物質(zhì)，歸根結(jié)底是來源于最原生的巖石——巖漿巖。因此，沉積巖的化學(xué)成分和巖漿巖相近似。即都以SiO2、Al2O3等為主。但兩者也有不同之處,主要體現(xiàn)在：

1、沉積巖中Fe2O3>FeO,而巖漿巖中FeO>Fe2O3(沉積巖主要是在氧化條件下形成的)。

2、沉積巖中一般Al>Ca+Na+K，而巖漿巖中Al<Ca+Na+K，因為巖石風化后常形成富含A1的礦物（如粘土礦物、鋁土等）。3、沉積巖中富含H2O和CO2,巖漿巖中則很少,因為沉積巖是在地表H2O、CO2等作用下形成的。4、沉積巖中常含有較多的有機質(zhì)成分，而在火成巖中則缺少有機質(zhì)成分。5、在沉積巖中K>Na，而巖漿巖中Na>K，因為巖石風化所形成的膠體礦物（如粘土礦物）對于K有很強的吸附作用,而Na則多匯入海洋，長期成溶解狀態(tài)。沉積巖與巖漿巖的平均化學(xué)成分含量的對比（二）沉積巖的礦物成分

組成沉積巖的礦物達160種以上，而最常見的不過20余種。每種沉積巖一般由1-3種主要礦物組成，最多不超過5—6種。沉積巖礦物根據(jù)成因可分三類：

1、碎屑礦物(繼承礦物)——母巖經(jīng)風化后繼承下來抵抗風化能力較強的礦物，包括石英、鉀長石、鈉長石、白云母等。

2、粘土礦物——母巖化學(xué)風化后形成的新生礦物，如高嶺石、蒙脫石、水云母、鋁土礦等。

3、化學(xué)和生物成因的礦物——從溶液或膠體溶液中沉淀出來的或生物作用形成的礦物，如方解石、白云石、鐵錳的氧化物或氫氧化物以及石膏、石鹽等。沉積巖與巖漿巖的礦物平均含量的對比

沉積巖礦物組成與巖漿巖有顯著差別：

1、巖漿巖中最常見的是暗色礦物(橄欖石、角閃石、輝石、黑云母、鈣長石等)；由于這些暗色礦物的穩(wěn)定性差，極易被化學(xué)分解，因此它們在沉積巖中很少見到。

2、沉積巖和巖漿巖中皆有出現(xiàn)的礦物(石英、白云母、鉀長石、鈉長石、磁鐵礦、鈦鐵礦及含鈦礦物等)，但其含量在沉積巖中一般都較巖漿巖中明顯減少；只有石英、白云母這兩種最不容易被風化的礦物有所增多。

3、粘土礦物、鐵質(zhì)沉積礦物、白云石、方解石、石膏、磷酸鹽礦物、有機物質(zhì)等一般在沉積巖里才有的礦物，這些大多來自巖石風化的最終穩(wěn)定礦物。二沉積巖的顏色

主要決定于構(gòu)成沉積巖的礦物成分和化學(xué)成分以及混入雜質(zhì)的顏色或沉積后的次生變化。根據(jù)成因可分三類：

1、繼承色——巖石的顏色主要繼承了原來母巖風化后碎屑的顏色，如長石砂巖為肉紅色，是繼承了正長石的顏色；純石英砂巖為灰白色，是繼承了石英的顏色等。

2、次生色——沉積巖在風化過程中所產(chǎn)生的顏色。次生色特點是顏色不均勻，分布與層理不一致。如綠色頁巖在風化過程中鐵的氧化程度不一致，可產(chǎn)生一些紅色斑點；湖相沉積中的紅色斑點。

3、原生色——在沉積作用中從溶液中沉淀出來的各種礦物以及成巖作用中新生礦物所表現(xiàn)的顏色。如紅色砂巖、海綠石砂巖。

若沉積巖中混入一些色素微量成分，則會呈現(xiàn)相應(yīng)顏色。如混入Fe2O3會顯紅色；含有少量FeO會呈現(xiàn)綠色；含有微量的MnO2、有機碳質(zhì)等會呈灰或灰黑色。不含色素的鋁土、高嶺土、石灰?guī)r、白云巖、石膏、巖鹽等，一般呈白色和灰白色。此外，研究表明，沉積物中Fe3+與Fe2+的比值對沉積巖顏色有重要影響:Fe3+/Fe2+>3.0，顯紅色、棕紅色、紅棕色;1.6-3.0呈紫色、磚紅色、棕色；<1.6，呈淺綠灰色、灰色;近于0，顯黑色。以網(wǎng)紋紅土為例。沉積物的顏色是沉積巖命名的主要依據(jù)之一，如黑色頁巖、紅色砂巖等、描述其顏色常用復(fù)合命名法，前面為次要顏色，后面為主要顏色，有時加入深或淺字樣，如灰黃色、暗棕色、紫紅色等。根據(jù)沉積巖的顏色可以提供找礦的線索，如黑色碳質(zhì)頁巖可以提供找煤的線索；也可以大致推斷沉積巖的化學(xué)、礦物成分及其沉積時的古地理環(huán)境。紅色、黃褐色多因富含F(xiàn)e2O3或褐鐵礦,反映氧化環(huán)境。綠色、灰綠色多因富含F(xiàn)eO，灰色、黑色多因富含碳質(zhì)、瀝清質(zhì)和分散的硫化鐵，反映還原環(huán)境；又如海綠石砂巖是綠色，反映淺海環(huán)境。長石砂巖江西新余一白色湖相沉積中的紅色斑點堆積于湖泊邊緣的水下古砂丘砂三沉積巖的結(jié)構(gòu)

沉積巖的結(jié)構(gòu)是指沉積巖組成物質(zhì)的形狀、大小和結(jié)晶程度。其主要決定于沉積巖的成因，包括碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)巖結(jié)構(gòu)和生物巖結(jié)構(gòu)。(一)、碎屑結(jié)構(gòu)——碎屑物質(zhì)被膠結(jié)物膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)，具有這種結(jié)構(gòu)的巖石叫碎屑巖。碎屑結(jié)構(gòu)由碎屑物質(zhì)和膠結(jié)物質(zhì)組成。

1、碎屑物質(zhì)——包括礦物碎屑(長石、石英、白云母)和巖石碎屑。

2、膠結(jié)物質(zhì)——填充于碎屑孔隙之間的物質(zhì),最常見的為各種化學(xué)沉淀物或膠體物質(zhì)，如鈣質(zhì)(方解石、白云石)、硅質(zhì)(玉髓、蛋白石、石英等)、鐵質(zhì)(赤鐵礦、褐鐵礦等)、石膏、海綠石和有機質(zhì)等，還包括基質(zhì)為細碎屑物質(zhì)(如細砂、粉砂、泥等)。

描述碎屑的術(shù)語——粒度、分選性和圓度

碎屑巖結(jié)構(gòu)包括顆粒大小、顆粒形狀、膠結(jié)形式等。

(1)粒度,即碎屑顆粒大小——也稱機械組成，其是碎屑巖的基本結(jié)構(gòu),不但是碎屑巖的分類根據(jù),而且也是研究其成因的重要標志。根據(jù)不同的研究領(lǐng)域(如土壤學(xué)、海洋沉積學(xué)、黃土學(xué)等)有不同的劃分標準。比較常用的是根據(jù)顆粒大小與水力學(xué)性質(zhì)的內(nèi)部聯(lián)系，分為礫狀結(jié)構(gòu)(粒徑d>2mm,多為以底部滾動為主的巖屑)、砂狀結(jié)構(gòu)(d在2~0.05mm,多為以躍移搬運為主的礦物碎屑)、粉砂結(jié)構(gòu)(d在0.05~0.005mm,多為以懸浮搬運為主的礦物碎屑)和泥狀結(jié)構(gòu)(d<0.005mm的粘土為主,有布朗運動現(xiàn)象和明顯的凝聚現(xiàn)象)。(2)分選性——即顆粒的均勻程度。若碎屑顆粒大小近于相等,或其中某一顆粒碎屑含量大于75%,即分選性好;若碎屑粒級相差懸殊或沒有一級顆粒含量達到50%，則是分選性差。碎屑的分選性好可以用來指示其形成條件和環(huán)境。如風力的分選性最好,其形成的風成砂或黃土都是顆粒相對均勻的；河流、湖泊、海洋等帶來的碎屑的分選性要視具體情況而定。(3)圓度——即碎屑顆粒的棱角

被磨蝕圓化的程度。

棱角狀—棱角尖銳——一般為火山碎屑和斷層角礫所具有；次棱角狀—具有自然棱角或稍被磨蝕，反映搬運距離不遠；次圓狀—棱角皆被磨蝕，但磨圓度很差，說明已經(jīng)經(jīng)過一定的搬運距離和機械加工；圓狀—棱角皆被磨蝕，但尚未達到滾圓程度，說明搬運距離或時間很長；極圓狀—棱角全被磨蝕，外形圓滑，說明經(jīng)過長久或反復(fù)搬運加工。(4)膠結(jié)形式基底膠結(jié)—顆粒散布在膠結(jié)物之間，互相不接觸，呈顆粒為膠結(jié)物所包圍的狀態(tài)。反映膠結(jié)物與顆粒是同時沉積的。這種膠結(jié)方式通常很牢固（A）。接觸膠結(jié)—只是在顆粒的接觸處才有膠結(jié)物存在，巖石中有很多孔隙，透水性強。此種膠結(jié)方式最不牢固（B）?？紫赌z結(jié)—膠結(jié)物充填在顆粒的孔隙之間，顆?；ハ嘟佑|。這種膠結(jié)方式的牢固性較第一種稍差（C）。(二)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)

由極細小的碎屑和粘土礦物組成的、比較均一致密的、質(zhì)地較軟的結(jié)構(gòu)。具有這種結(jié)構(gòu)的巖石叫泥質(zhì)巖或粘土巖。在其沉積過程中,粘土質(zhì)點圍繞核心凝聚而成的同心圈層結(jié)構(gòu),稱鮞狀或豆狀結(jié)構(gòu)。泥質(zhì)結(jié)構(gòu)以化學(xué)風化過程中形成的碎屑分解后形成的新生的粘土礦物為主,因粘土礦物在沉積過程中常平行定向排列,層層積累,因而往往具有清楚的薄層層理構(gòu)造,致密不透水,常保存有良好的動植物化石。(三)化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)

化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)是由化學(xué)成因(如粒狀或鮞狀等)和生物遺體所構(gòu)成的結(jié)構(gòu),如貝殼結(jié)構(gòu)、珊瑚結(jié)構(gòu)等。具有這種結(jié)構(gòu)的巖石,稱化學(xué)巖或生物化學(xué)巖。四沉積巖的構(gòu)造和特征

沉積巖的構(gòu)造指沉積巖在沉積過程中,或在沉積巖形成后的各種作用下,使其各種物質(zhì)成分形成特有的空間分布和排列方式。其構(gòu)成了沉積巖的重要宏觀特征，也可以據(jù)此恢復(fù)沉積巖的形成環(huán)境。主要包括層理構(gòu)造、層面構(gòu)造、結(jié)核和生物遺脊構(gòu)造。(一)層理構(gòu)造——沉積物由于成分、顏色、結(jié)構(gòu)的不同而形成的層狀構(gòu)造，稱層理構(gòu)造。在一定環(huán)境中所形成的沉積物，在其沉積過程中必然經(jīng)歷季節(jié)和氣候等周期性的變化，這種變化又必然引起搬運介質(zhì)的變化（如水的