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1、第四节第四节沉积岩沉积岩暴露在地表的岩石受各种外力作用破坏，然后破坏产物在原地或经搬运沉积下来，再经过复杂的成岩作用而形成岩石就是沉积岩。形成沉积岩的物质主要来源于大陆先成岩石（火成岩、变质岩和先成的沉积岩）风化作用和剥蚀作用的破坏产物，包括碎屑物质、溶解物质和新生物质；还包括生物遗体、生物碎屑以及火山作用的产物。这些物质在低洼的地方沉积下来，总称为沉积物。沉积岩及沉积物覆盖大陆面积的75，并几乎覆盖了全部大洋底。但其体积并不大，总计不到岩石圈的7.9。沉积岩中赋存有煤、石油、天然气及其它许多金属和非金属矿产，具有重要经济价值。一一 沉积岩的形成过程沉积岩的形成过程沉积岩的形成过程一般可以分为
2、先成岩石的破坏沉积岩的形成过程一般可以分为先成岩石的破坏（风化作用和剥蚀作用）、搬运作用、沉积作用和硬结（风化作用和剥蚀作用）、搬运作用、沉积作用和硬结成岩作用等几个互相衔接的阶段。成岩作用等几个互相衔接的阶段。（一）（一）先成岩石的破坏先成岩石的破坏1 1风化作用风化作用(weathering)(weathering)暴露于地表或接近地表的各种岩石，在温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物作用下在原地发生的破坏作用，称为风化作用。风化作用使地表的岩石破碎、分解，形成新环境条件下的稳定矿物，是沉积物质的重要来源之一。风化作用一般可以分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用等3种类型。（1
3、1）风化作用的类型）风化作用的类型物理风化作用物理风化作用地表和靠近地表岩石因温度、地表和靠近地表岩石因温度、压力变化等在原地发生机械破坏而压力变化等在原地发生机械破坏而不改变化学成分、不形成新矿物的不改变化学成分、不形成新矿物的作用。这种作用又称机械风化作用。作用。这种作用又称机械风化作用。物理风化作用的方式主要有温差风物理风化作用的方式主要有温差风化、冰冻风化、层裂等。化、冰冻风化、层裂等。温差风化温差风化冰冻风化 岩石裂隙和孔隙中的水分因冰冻及解冻使岩石机械破碎，称为冰冻风化。在高寒、高山及季节变化显著（特别是温度0）的地区，常在一年或一日之内，发生冰冻及解冻现象。裂隙和封闭孔隙中的水结
4、冰以后体积约增加1/11，可产生巨大的压力（960kg/cm2），撑开和扩大岩石裂隙；气温上升，冰融成水，继续向裂隙深处渗透。这样一冻一解，反复进行，犹如一把利斧，足可把岩石劈开崩碎，因此冰冻风化亦称为冰劈作用。冰劈作用冰劈作用冰劈作用冰劈作用岩石卸荷释重引起的层状剥离作用岩石卸荷释重引起的层状剥离作用位于地下深处的岩石，因承受上覆岩石的巨位于地下深处的岩石，因承受上覆岩石的巨大静压力，处于坚实致密状态。这样岩石一旦上大静压力，处于坚实致密状态。这样岩石一旦上升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，如释重负，体升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，如释重负，体积膨胀，因而可产生平行于地表的裂隙（卸荷裂积膨胀，因
5、而可产生平行于地表的裂隙（卸荷裂隙）；如果是具有层理的沉积岩石，层与层之间隙）；如果是具有层理的沉积岩石，层与层之间也可张开。这样，便助长了岩石的机械破碎。这也可张开。这样，便助长了岩石的机械破碎。这种现象称为层裂作用。种现象称为层裂作用。化学风化作用 地表和接近地表的岩石因与水溶液、气体等发生化学反应不仅改变了其物理状态，而且改变了其化学成分，并形成新矿物的作用。水是引起化学风化作用的重要因素，特别是在水中溶有CO2、O2等气体成分，其作用更加显著。化学风化作用主要有以下方式：溶解作用岩石中矿物溶解的难易主要决定于矿物的化学组成。矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易顺序如下：K+、Na
6、+等的氯化物Ca2+、Mg2+等的氯化物和硫酸盐Ca2+、Mg2+等的碳酸盐Fe3+、Al3+、Si4+等的氧化物和硅酸盐。常见造岩矿物溶解度顺序为：常见造岩矿物溶解度顺序为：方解石白云石橄榄石辉石角闪石斜方解石白云石橄榄石辉石角闪石斜长石钾长石黑云母白云母石英。长石钾长石黑云母白云母石英。矿物溶解度还与水温、压力、矿物溶解度还与水温、压力、COCO2 2含量、含量、pHpH值值有关。有关。岩石受到溶解作用，易溶矿物随水流失，难溶岩石受到溶解作用，易溶矿物随水流失，难溶矿物残留在原地，同时岩石中孔隙增加，变得松散矿物残留在原地，同时岩石中孔隙增加，变得松散软弱，促进了物理风化作用的进行。软弱，
7、促进了物理风化作用的进行。水化作用（水合作用）水化作用（水合作用）矿物与水结合的作用。矿物与水作用，水可以矿物与水结合的作用。矿物与水作用，水可以直接参加到某些矿物中去，形成结晶水，产生新的直接参加到某些矿物中去，形成结晶水，产生新的含水矿物，例如硬石膏（含水矿物，例如硬石膏（CaSOCaSO4 4）变成石膏）变成石膏（CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O）、赤铁矿（）、赤铁矿（FeFe2 2O O3 3）变成褐铁矿）变成褐铁矿(FeOOH(FeOOH nHnH2 2O)O)等。等。水化作用形成新矿物，往往会体积膨胀，对周水化作用形成新矿物，往往会体积膨胀，对周围岩石产生很大压力（如硬
8、石膏变成石膏，体积可围岩石产生很大压力（如硬石膏变成石膏，体积可增大增大3030），从而引起岩石的机械破碎。），从而引起岩石的机械破碎。水解作用水解作用水引起矿物分解并形成新矿物的作用。水中常有一部分水水引起矿物分解并形成新矿物的作用。水中常有一部分水水引起矿物分解并形成新矿物的作用。水中常有一部分水水引起矿物分解并形成新矿物的作用。水中常有一部分水分子离解成分子离解成分子离解成分子离解成H H+及及及及OHOH-，使水成为具有活泼离子化学活动性很强，使水成为具有活泼离子化学活动性很强，使水成为具有活泼离子化学活动性很强，使水成为具有活泼离子化学活动性很强的溶液。各种弱酸强碱或强酸弱碱的盐类矿
9、物溶于水后也出现的溶液。各种弱酸强碱或强酸弱碱的盐类矿物溶于水后也出现的溶液。各种弱酸强碱或强酸弱碱的盐类矿物溶于水后也出现的溶液。各种弱酸强碱或强酸弱碱的盐类矿物溶于水后也出现离解现象，其离解物可与水中的离解现象，其离解物可与水中的离解现象，其离解物可与水中的离解现象，其离解物可与水中的H H+或或或或OHOH-离子发生化学反应。离子发生化学反应。离子发生化学反应。离子发生化学反应。如矿物中的如矿物中的如矿物中的如矿物中的K K+、NaNa+、CaCa2+2+、MgMg2+2+等阳离子很容易被水中的等阳离子很容易被水中的等阳离子很容易被水中的等阳离子很容易被水中的OHOH-离子夺取结合，原矿
10、物被分解破坏，同时又形成一些新的矿离子夺取结合，原矿物被分解破坏，同时又形成一些新的矿离子夺取结合，原矿物被分解破坏，同时又形成一些新的矿离子夺取结合，原矿物被分解破坏，同时又形成一些新的矿物。如钾长石在水解作用下，一方面形成物。如钾长石在水解作用下，一方面形成物。如钾长石在水解作用下，一方面形成物。如钾长石在水解作用下，一方面形成KOHKOH溶液（溶液（溶液（溶液（K K+与与与与OHOH-结合）随水流失，一方面析出结合）随水流失，一方面析出结合）随水流失，一方面析出结合）随水流失，一方面析出S Si iOO2 2胶体或随水流失，或胶凝形成胶体或随水流失，或胶凝形成胶体或随水流失，或胶凝形成
11、胶体或随水流失，或胶凝形成蛋白石（蛋白石（蛋白石（蛋白石（S Si iOO2 2nHnH2 2OO），其余部分则可形成难溶的高岭石残留），其余部分则可形成难溶的高岭石残留），其余部分则可形成难溶的高岭石残留），其余部分则可形成难溶的高岭石残留于原地。于原地。于原地。于原地。4KAlSi3O8+6H2O4KOH+Al4Si4O10OH8+8SiO2钾长石高岭石硅胶氧化作用氧化作用岩石中矿物在大气和水中氧的作用下，使其中低岩石中矿物在大气和水中氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物，价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物，这种作用称氧化作用。如这种作用称氧化作用。如
12、黄铁矿黄铁矿被氧化为被氧化为褐铁矿褐铁矿。2FeS2+7O2+2H2O2FeSO4+2H2SO44FeSO4+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O2Fe2(SO4)3+9H2OFeOOHH2O+6H2SO4地表氧化作用普遍而强烈，形成氧化带。氧化带地表氧化作用普遍而强烈，形成氧化带。氧化带的下界面称氧界面，大约和地下潜水面的位置相当。的下界面称氧界面，大约和地下潜水面的位置相当。在这界面以上进行氧化作用，界面以下进行还原作用。在这界面以上进行氧化作用，界面以下进行还原作用。生物风化作用生物风化作用生物作用使岩石在原地发生破坏，叫生物风化作用。生物作用使岩石在原地发生破坏，叫生物风化作用。
13、生物的物理风化作用：生物的物理风化作用：如植物根系可以伸入岩石裂如植物根系可以伸入岩石裂隙生长，对岩石可产生隙生长，对岩石可产生1015kg/cm1015kg/cm2 2的压力，足可劈开岩的压力，足可劈开岩石，并使裂隙不断扩大加深。石，并使裂隙不断扩大加深。生物的化学风化作用：如各种藻类、苔藓、地衣等在生长过程中，经常分泌有机酸、碳酸、硝酸等，分解岩石，吸取营养。这加速了岩石的分解破坏。（3 3）影响风化作用程度、速度和深度的因素）影响风化作用程度、速度和深度的因素岩石性质岩石性质在相同地理条件下岩性不同风化结果也不同。在相同地理条件下岩性不同风化结果也不同。深色岩石比浅色岩石更容易受到温度变
14、化的影响；深色岩石比浅色岩石更容易受到温度变化的影响；火成岩和变质岩多是在地下较高温度和较大压力条火成岩和变质岩多是在地下较高温度和较大压力条件下形成的，暴露于地表时，往往比形成于地表环境的件下形成的，暴露于地表时，往往比形成于地表环境的沉积岩更易受到风化；沉积岩更易受到风化；复矿物成分的岩石比单一矿物组成的岩石更容易受复矿物成分的岩石比单一矿物组成的岩石更容易受到破坏（岩石中各种矿物颗粒在温度变化情况下胀缩系到破坏（岩石中各种矿物颗粒在温度变化情况下胀缩系数不均，容易分崩离析；各种矿物抵抗风化的能力也不数不均，容易分崩离析；各种矿物抵抗风化的能力也不相同，如石英是最稳定矿物，在风化过程中几乎
15、不发生相同，如石英是最稳定矿物，在风化过程中几乎不发生分解，只有机械破碎，形成石英砂；而长石、黑云母等分解，只有机械破碎，形成石英砂；而长石、黑云母等则极易化学分解）；则极易化学分解）；易溶岩石（碳酸盐岩）比不溶岩石容易受到破坏；易溶岩石（碳酸盐岩）比不溶岩石容易受到破坏；岩石中矿物颗粒的粗细、均匀程度、胶结成分、层岩石中矿物颗粒的粗细、均匀程度、胶结成分、层理厚薄等也都影响风化的方式和进程，颗粒粗细不均、理厚薄等也都影响风化的方式和进程，颗粒粗细不均、胶结物易溶，层理薄而松脆等容易受到风化破坏；胶结物易溶，层理薄而松脆等容易受到风化破坏；岩石发育的节理和裂隙是水溶液、气体和生物活动岩石发育的
16、节理和裂隙是水溶液、气体和生物活动的通道和场所，可以促进风化作用。有些岩石如花岗岩、的通道和场所，可以促进风化作用。有些岩石如花岗岩、辉绿岩等常被三组近于直交的节理切成若干方块，方块辉绿岩等常被三组近于直交的节理切成若干方块，方块的棱、角首先遭受风化，棱角逐渐消失变成球形，这种的棱、角首先遭受风化，棱角逐渐消失变成球形，这种现象称为现象称为球状风化球状风化。在野外还经常看到这种风化球体由表及里岩石层层在野外还经常看到这种风化球体由表及里岩石层层在野外还经常看到这种风化球体由表及里岩石层层在野外还经常看到这种风化球体由表及里岩石层层剥落的现象，称为页状剥离作用。剥落的现象，称为页状剥离作用。剥落
17、的现象，称为页状剥离作用。剥落的现象，称为页状剥离作用。气候条件气候条件气温和降水对风化作用的方式和速度影响很气温和降水对风化作用的方式和速度影响很大。化学反应速度随温度升高而变快（在地表条大。化学反应速度随温度升高而变快（在地表条件下温度升高件下温度升高1010，化学反应速度可增加，化学反应速度可增加2323倍）。倍）。水分往往是化学反应的媒介和因素。湿热气水分往往是化学反应的媒介和因素。湿热气候条件下，化学风化作用、生物风化作用特别显候条件下，化学风化作用、生物风化作用特别显著、彻底，风化层厚度可达著、彻底，风化层厚度可达7080m7080m。在高山及高寒地区，冰冻风化特别强烈，化在高山及
18、高寒地区，冰冻风化特别强烈，化学风化则非常微弱。学风化则非常微弱。在干旱及沙漠地区，温差风化十分显著，化在干旱及沙漠地区，温差风化十分显著，化学风化和生物风化都不明显。学风化和生物风化都不明显。地形条件地形条件地形起伏影响风化作用的类型、速度、风化层地形起伏影响风化作用的类型、速度、风化层的厚度等。的厚度等。在陡峭的高山地区，温差大、冰冻现象显著，在陡峭的高山地区，温差大、冰冻现象显著，常以物理风化为主；但风化产物在原地不易保存，常以物理风化为主；但风化产物在原地不易保存，风化碎屑在重力作用下很容易脱离母岩，因而经常风化碎屑在重力作用下很容易脱离母岩，因而经常裸露出新鲜岩石继续遭受风化，风化速
19、度较快。裸露出新鲜岩石继续遭受风化，风化速度较快。在地形起伏较小的山麓地带，风化产物不易搬在地形起伏较小的山麓地带，风化产物不易搬走，在物理风化的基础上往往经历长期彻底的化学走，在物理风化的基础上往往经历长期彻底的化学风化，风化层的厚度较大。在沉积物覆盖的低洼或风化，风化层的厚度较大。在沉积物覆盖的低洼或平原地区，其下基岩受到保护，不易遭受风化作用。平原地区，其下基岩受到保护，不易遭受风化作用。同一山体，其阳坡和阴坡风化情况也有差异。同一山体，其阳坡和阴坡风化情况也有差异。（4 4）风化产物）风化产物碎屑物质碎屑物质岩石碎屑和矿物碎屑，最常见的矿物碎屑是化岩石碎屑和矿物碎屑，最常见的矿物碎屑是
20、化学性稳定的石英碎屑；干旱气候条件下常见到长石学性稳定的石英碎屑；干旱气候条件下常见到长石碎屑；也可见到白云母、石榴子石等。碎屑；也可见到白云母、石榴子石等。碎屑物质主要是岩石物理风化的产物，有时也碎屑物质主要是岩石物理风化的产物，有时也可能是化学风化未完全分解的产物。可能是化学风化未完全分解的产物。碎屑物质是构成沉积岩中碎屑岩类的主要成分。碎屑物质是构成沉积岩中碎屑岩类的主要成分。（4 4）风化产物）风化产物溶解物质溶解物质主要是化学风化和生物化学风化的产物。岩主要是化学风化和生物化学风化的产物。岩石中的石中的K K+、NaNa+、CaCa+、MgMg2+2+等阳离子常与水中等阳离子常与水中
21、的的COCO3 32 2-、ClCl-、OHOH-等阴离子结合，形成碳酸盐、等阴离子结合，形成碳酸盐、氯化物、氢氧化物、硫酸盐等易溶盐类，以真溶氯化物、氢氧化物、硫酸盐等易溶盐类，以真溶液的形式随水迁移流失。从岩石分解出来的液的形式随水迁移流失。从岩石分解出来的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3等，在一定条件下也可以呈胶体溶等，在一定条件下也可以呈胶体溶液流失。液流失。这些物质在一定条件下沉积下来，便构成沉这些物质在一定条件下沉积下来，便构成沉积岩中化学岩的主要成分。积岩中化学岩的主要成分。（4 4）风化产物）风化产物难溶物质SiO2、Al2O3、Fe2
22、O3等，除在特定条件下一部分迁移流失外，大部分相对富集起来，形成高岭土、铝土、赤铁矿、褐铁矿等不溶的次生矿物，它们是构成沉积岩中粘土岩及其它岩类的主要成分。地表岩石经长期的物理风化形成的碎屑物质、化学风化形成的难溶物质以及由生物风化形成的土壤等这些风化作用的综合产物，在一定条件下残留于原地，形成松散的堆积物，称为残积物。残积物的成分决定于母岩的成分，厚度常决定于地形条件。平缓的山麓、山坡及山顶等，多形成较厚的残积物。残积物中的碎屑多具棱角，分选不好，层理不清。残积物的风化程度，一般是自上而下由深变浅的。（5 5）风化壳）风化壳地壳表层在风化作用下，形成一地壳表层在风化作用下，形成一层薄的不连续
23、地覆盖于基岩之上的残层薄的不连续地覆盖于基岩之上的残积物外壳，称为风化壳。由于气候和积物外壳，称为风化壳。由于气候和其它条件不同，各地风化作用的方式其它条件不同，各地风化作用的方式和强度也不一样和强度也不一样，因此常形成不同类因此常形成不同类型的风化壳。型的风化壳。碎屑型风化壳碎屑型风化壳:主要由碎屑物组成，碎屑颗粒多主要由碎屑物组成，碎屑颗粒多具棱角，自上而下由细变粗，逐渐过具棱角，自上而下由细变粗，逐渐过渡为母岩。这种风化壳一般是寒冷气渡为母岩。这种风化壳一般是寒冷气候条件下以物理风化为主的产物。候条件下以物理风化为主的产物。硅铝硅铝硫酸盐、碳酸盐型风化壳硫酸盐、碳酸盐型风化壳多在干旱、半
24、干旱气候条件下，荒漠或草原多在干旱、半干旱气候条件下，荒漠或草原带形成，一般处于化学风化作用的初期阶段。岩带形成，一般处于化学风化作用的初期阶段。岩石中的石中的K K、NaNa、CaCa、MgMg等元素形成易溶盐类淋等元素形成易溶盐类淋失，而其中一部分较难溶的硫酸盐、碳酸盐等则失，而其中一部分较难溶的硫酸盐、碳酸盐等则因气候干旱残留富集于风化壳中，其标志矿物为因气候干旱残留富集于风化壳中，其标志矿物为石膏、方解石；有时因气候特别干旱还可以残留石膏、方解石；有时因气候特别干旱还可以残留NaClNaCl、天然碱等；因水呈碱性，还可形成水云母、天然碱等；因水呈碱性，还可形成水云母粘土，但铁、铝等元素
25、尚未析出。风化壳厚度一粘土，但铁、铝等元素尚未析出。风化壳厚度一般不大。般不大。硅铝粘土型风化壳硅铝粘土型风化壳(高岭土型风化壳高岭土型风化壳)这种风化壳多是在温湿气候条件下形成的，处这种风化壳多是在温湿气候条件下形成的，处于化学风化作用中期阶段。岩石中的于化学风化作用中期阶段。岩石中的K K、NaNa、CaCa、MgMg等元素全部被析出，等元素全部被析出，SiSi也被大量析出迁移，水溶也被大量析出迁移，水溶液呈酸性，使硅酸盐和铝硅酸盐矿物分解，形成高液呈酸性，使硅酸盐和铝硅酸盐矿物分解，形成高岭石、蒙脱石等粘土矿物，风化壳厚度可达数十米。岭石、蒙脱石等粘土矿物，风化壳厚度可达数十米。砖红土型
26、风化壳砖红土型风化壳湿热气候条件下化学风化晚期、母岩彻底分湿热气候条件下化学风化晚期、母岩彻底分解后的产物。母岩中硅酸盐、铝硅酸盐矿物全部解后的产物。母岩中硅酸盐、铝硅酸盐矿物全部被分解，可迁移元素也全部析出溶失，而被分解，可迁移元素也全部析出溶失，而SiSi、AlAl、FeFe则形成氧化物如铝土矿、赤铁矿、褐铁矿、蛋则形成氧化物如铝土矿、赤铁矿、褐铁矿、蛋白石等，因富含铁质，风化壳白石等，因富含铁质，风化壳呈红色呈红色，故称砖红，故称砖红土型风化壳。土型风化壳。风化壳厚度一般很大，可达百米左右。风化壳厚度一般很大，可达百米左右。风化壳可以被保存在地层内，称为风化壳可以被保存在地层内，称为古风
27、化壳古风化壳。研究古风化壳，可以恢复一个地区的古气候、古研究古风化壳，可以恢复一个地区的古气候、古地理等情况。地理等情况。研究风化壳有一定的理论和实际意义。风化研究风化壳有一定的理论和实际意义。风化壳的表层为土壤层，其肥力和性质与风化壳的类壳的表层为土壤层，其肥力和性质与风化壳的类型密切相关。风化壳中常含有一定的砂矿、高岭型密切相关。风化壳中常含有一定的砂矿、高岭土、铝土、铁矿等，有时根据风化壳中可以探寻土、铝土、铁矿等，有时根据风化壳中可以探寻基岩中的原生矿床。基岩中的原生矿床。在水利和工程建设中也要注意风化壳的厚度、在水利和工程建设中也要注意风化壳的厚度、特点和稳定性等。特点和稳定性等。（
28、二）剥蚀作用（二）剥蚀作用岩石遭受风化作用之后，风、流水、地下水、岩石遭受风化作用之后，风、流水、地下水、冰川、湖泊、海洋等外各种外力对地面岩石及风化冰川、湖泊、海洋等外各种外力对地面岩石及风化产物的破坏作用，总称为剥蚀作用。剥蚀作用在破产物的破坏作用，总称为剥蚀作用。剥蚀作用在破坏地壳组成物质的同时，也在不断改变着地球表面坏地壳组成物质的同时，也在不断改变着地球表面的形态。的形态。剥蚀作用包括风的吹蚀作用、流水的侵蚀作用、剥蚀作用包括风的吹蚀作用、流水的侵蚀作用、地下水的潜蚀作用、海水的海蚀作用和冰川的冰蚀地下水的潜蚀作用、海水的海蚀作用和冰川的冰蚀作用等。作用等。从剥蚀作用的性质分，有机械
29、的剥蚀作用和化从剥蚀作用的性质分，有机械的剥蚀作用和化学的剥蚀作用两种方式。学的剥蚀作用两种方式。1.1.机械剥蚀作用机械剥蚀作用风、流水、冰川、海浪等对地表物质的机械破风、流水、冰川、海浪等对地表物质的机械破坏作用。如风的吹蚀作用，它一方面吹起地表风化坏作用。如风的吹蚀作用，它一方面吹起地表风化碎屑和松散岩屑（称吹蚀作用），一方面还挟带着碎屑和松散岩屑（称吹蚀作用），一方面还挟带着岩屑磨蚀岩石（称磨蚀作用）。岩屑磨蚀岩石（称磨蚀作用）。流水的侵蚀作用更普遍。流水强大的动能不仅流水的侵蚀作用更普遍。流水强大的动能不仅冲击着地表风化的或松散的岩矿碎屑（称冲蚀作冲击着地表风化的或松散的岩矿碎屑（称
30、冲蚀作用），而且水流还挟带着碎屑作为工具进一步磨蚀用），而且水流还挟带着碎屑作为工具进一步磨蚀着岩石（称磨蚀作用）。着岩石（称磨蚀作用）。冰川的冰蚀作用也很强大，运动着的冰川挟带冰川的冰蚀作用也很强大，运动着的冰川挟带着大量岩屑石块，破坏着冰川谷壁或谷底的岩石着大量岩屑石块，破坏着冰川谷壁或谷底的岩石（称创蚀作用）。（称创蚀作用）。海水的海蚀作用也极为显著，海浪拍打海岸岩海水的海蚀作用也极为显著，海浪拍打海岸岩石，其压强达石，其压强达38t/m38t/m2 2，所以海岸岩石在海浪直接冲，所以海岸岩石在海浪直接冲击之下，再加上以所挟带的岩屑碎块为武器，破坏击之下，再加上以所挟带的岩屑碎块为武器，
31、破坏速度是相当迅速的。速度是相当迅速的。2.2.化学剥蚀作用化学剥蚀作用流水、地下水、湖泊、海洋等对岩石还进行流水、地下水、湖泊、海洋等对岩石还进行着以溶解等方式进行破坏的作用，称为。特别是着以溶解等方式进行破坏的作用，称为。特别是在石灰岩、白云岩地区，溶蚀作用更显著。在石灰岩、白云岩地区，溶蚀作用更显著。剥蚀作用和风化作用都是破坏地表岩石的强剥蚀作用和风化作用都是破坏地表岩石的强大力量。但二者互相依赖，互相促进，岩石风化大力量。但二者互相依赖，互相促进，岩石风化有利于剥蚀，而风化产物被剥蚀后又便于继续风有利于剥蚀，而风化产物被剥蚀后又便于继续风化。化。二、搬运作用二、搬运作用风化作用和剥蚀作
32、用的产物被流水、冰川、海洋、风化作用和剥蚀作用的产物被流水、冰川、海洋、风、重力等转移，离开原来位置的作用叫做搬运作用。风、重力等转移，离开原来位置的作用叫做搬运作用。搬运方式有机械搬运和化学搬运两种。搬运方式有机械搬运和化学搬运两种。（一）机械搬运作用（一）机械搬运作用风、流水、冰川、海水等都可进行机械搬运。风、流水、冰川、海水等都可进行机械搬运。1.1.风的机械搬运风的机械搬运在干燥及半干燥地区，风的搬运作用是很强烈的。在干燥及半干燥地区，风的搬运作用是很强烈的。风速越大搬运能力也越大。风的搬运方式可分为悬移、风速越大搬运能力也越大。风的搬运方式可分为悬移、跃移和蠕移跃移和蠕移3 3种：小
33、于种：小于0.2mm0.2mm的碎屑多呈悬浮状态搬的碎屑多呈悬浮状态搬运，而粗大碎屑则往往沿地面移动运，而粗大碎屑则往往沿地面移动滚动、滑动或滚动、滑动或跳动式前进。跳动式前进。沙粒跃移轨迹沙粒跃移轨迹风向碎屑在风的搬运过程中，产生两种明显的作碎屑在风的搬运过程中，产生两种明显的作用，一是分选作用，即无论在水平方向（由近而远）用，一是分选作用，即无论在水平方向（由近而远）还是在垂直方向碎屑颗粒由大变小；二是磨圆作还是在垂直方向碎屑颗粒由大变小；二是磨圆作用，碎屑在搬运途中互相冲撞磨擦，颗粒形状逐渐用，碎屑在搬运途中互相冲撞磨擦，颗粒形状逐渐圆化。圆化。2.2.流水的机械搬运流水的机械搬运流水搬
34、运与风相似，分浮运和底运两种，而底运又流水搬运与风相似，分浮运和底运两种，而底运又可分为滚动、滑动及跳动等方式。流水搬运决定于流速、可分为滚动、滑动及跳动等方式。流水搬运决定于流速、碎屑大小、比重和碎屑球度。颗粒大、比重大和球度高碎屑大小、比重和碎屑球度。颗粒大、比重大和球度高的碎屑，容易沿水底滚动、滑动，或跳跃式前进；颗粒的碎屑，容易沿水底滚动、滑动，或跳跃式前进；颗粒小，比重小和球度低的碎屑，多呈悬浮状态搬运。小，比重小和球度低的碎屑，多呈悬浮状态搬运。流水搬运也产生明显的分选作用和磨圆作用。流水搬运也产生明显的分选作用和磨圆作用。流水的搬运能力与流速。流水的搬运能力与流速。对于在河床滚动
35、的砾石来说对于在河床滚动的砾石来说M=cVM=cV6 6。MM为被运物的重量，为被运物的重量，V V为起动流速，为起动流速，C C为系数（可因不同河流而稍异）。为系数（可因不同河流而稍异）。洪水暴发时可以冲走数十、数百吨洪水暴发时可以冲走数十、数百吨的巨石，而在枯水季节有时连细小的巨石，而在枯水季节有时连细小砂粒也难以搬运。砂粒也难以搬运。3.3.冰川的机械搬运冰川的机械搬运冰川搬运的大量碎屑物质，往往大小混杂地固结于冰冰川搬运的大量碎屑物质，往往大小混杂地固结于冰川之中随冰川移动，碎屑物多未经分选和未受机械磨蚀圆川之中随冰川移动，碎屑物多未经分选和未受机械磨蚀圆化，这不同于流水、风、湖和海洋
36、的机械搬运。化，这不同于流水、风、湖和海洋的机械搬运。4.4.海洋的机械搬运海洋的机械搬运海洋搬运能力也是很大的。海洋搬运碎屑物质主要靠海洋搬运能力也是很大的。海洋搬运碎屑物质主要靠海浪、潮汐和洋流来实现。海浪、潮汐和洋流来实现。海洋浊流搬运。过去普遍认为陆源碎屑（泥、砂等）海洋浊流搬运。过去普遍认为陆源碎屑（泥、砂等）物质根本不可能搬运到深海盆去，在大洋底部沉积的都是物质根本不可能搬运到深海盆去，在大洋底部沉积的都是些由浮游生物、微体生物（如硅藻、有孔虫、介形虫等）、些由浮游生物、微体生物（如硅藻、有孔虫、介形虫等）、火山灰等堆积而成的物质，叫做火山灰等堆积而成的物质，叫做“软泥软泥”。大约
37、从。大约从5050年代年代起，人们许多认识到沉积于近岸海底的陆源碎屑（也包括起，人们许多认识到沉积于近岸海底的陆源碎屑（也包括化学溶解物质）通过浊流可以搬运到远离大陆的深海地区。化学溶解物质）通过浊流可以搬运到远离大陆的深海地区。浊流理论的提出，于解释某些沉积岩的形成，恢复古地理浊流理论的提出，于解释某些沉积岩的形成，恢复古地理面貌，丰富沉积理论，具有重要意义。面貌，丰富沉积理论，具有重要意义。5.5.重力机械搬运重力机械搬运碎屑物质在重力作用下，沿斜坡由高向低移动叫重碎屑物质在重力作用下，沿斜坡由高向低移动叫重力机械搬运。这种作用在山崩、滑坡、泥石流处表现尤力机械搬运。这种作用在山崩、滑坡、
38、泥石流处表现尤为明显。重力机械搬运的碎屑物质分选不好，并多具棱为明显。重力机械搬运的碎屑物质分选不好，并多具棱角。角。碎屑物质在机械搬运过程中进行着显著的分异作用碎屑物质在机械搬运过程中进行着显著的分异作用和磨圆作用。分异作用主要表现在碎屑粒径顺着搬运方和磨圆作用。分异作用主要表现在碎屑粒径顺着搬运方向逐渐变小。磨圆作用是指碎屑在搬运过程中互相磨擦向逐渐变小。磨圆作用是指碎屑在搬运过程中互相磨擦失去棱角变圆的作用。一般地讲，颗粒大、比重大、硬失去棱角变圆的作用。一般地讲，颗粒大、比重大、硬度大，搬运远的，磨圆度较好；反之，则磨圆度较差。度大，搬运远的，磨圆度较好；反之，则磨圆度较差。搬运介质对
39、于分异作用及磨圆作用有很密切的关系。搬运介质对于分异作用及磨圆作用有很密切的关系。流水、风、特别是海水搬运可以产生良好的分异作用和流水、风、特别是海水搬运可以产生良好的分异作用和磨圆作用（如海砂比河砂纯净，磨圆度高）磨圆作用（如海砂比河砂纯净，磨圆度高）；而冰川及；而冰川及重力搬运，则一般没有分异作用和磨圆作用，碎屑大小重力搬运，则一般没有分异作用和磨圆作用，碎屑大小混杂，多具棱角。混杂，多具棱角。（二）化学搬运作用（二）化学搬运作用化学搬运作用基本有两种方式：化学搬运作用基本有两种方式：一是以真溶液形式搬运，搬运物质主要来源一是以真溶液形式搬运，搬运物质主要来源于岩石风化和剥蚀产物中的于岩石
40、风化和剥蚀产物中的CaCa、NaNa、K K、MgMg等可等可溶盐类，如溶盐类，如CaCOCaCO3 3、CaSOCaSO4 4、NaClNaCl、MgClMgCl2 2等；等；一是以胶体溶液形式搬运，搬运物质主要来一是以胶体溶液形式搬运，搬运物质主要来源于岩石风化和剥蚀产物中的源于岩石风化和剥蚀产物中的FeFe、MnMn、AlAl、SiSi等等所形成的胶体物质和不溶物质。所形成的胶体物质和不溶物质。化学搬运的物质是组成化学岩的基本物质。化学搬运的物质是组成化学岩的基本物质。三、沉积作用三、沉积作用母岩风化和剥蚀的产物在外力搬运途中，由于母岩风化和剥蚀的产物在外力搬运途中，由于水体流速或风速变
41、慢、冰川融化以及其他物理化学水体流速或风速变慢、冰川融化以及其他物理化学条件的改变，使搬运能力减弱，从而导致被搬运物条件的改变，使搬运能力减弱，从而导致被搬运物质的逐渐沉积，这种作用称为沉积作用。质的逐渐沉积，这种作用称为沉积作用。沉积作用可以发生在海洋，也可以发生在大沉积作用可以发生在海洋，也可以发生在大陆，所以沉积作用包括海洋沉积和大陆沉积，海洋陆，所以沉积作用包括海洋沉积和大陆沉积，海洋沉积又分为滨海、浅海、半深海和深海沉积，大陆沉积又分为滨海、浅海、半深海和深海沉积，大陆沉积又分为河流、湖泊、沼泽、冰川等沉积。沉积又分为河流、湖泊、沼泽、冰川等沉积。沉积有沉积有机械沉积机械沉积、化学沉
42、积化学沉积和和生物沉积生物沉积3 3种方式。种方式。（一）机械沉积作用（一）机械沉积作用被搬运的岩石碎屑在重力大于水流、风的搬运被搬运的岩石碎屑在重力大于水流、风的搬运能力时，便先后沉积下来，这种作用称为机械沉积能力时，便先后沉积下来，这种作用称为机械沉积作用。作用。机械沉积过程中，粗大的碎屑首先沉积下来，机械沉积过程中，粗大的碎屑首先沉积下来，细小的碎屑随后沉积下来；比重大的碎屑首先沉积细小的碎屑随后沉积下来；比重大的碎屑首先沉积下来，比重小的碎屑随后沉积下来。下来，比重小的碎屑随后沉积下来。粗、细、轻、重等各种碎屑本来是混杂在一起粗、细、轻、重等各种碎屑本来是混杂在一起的，在沉积过程中却按
43、一定顺序依次沉积下来，这的，在沉积过程中却按一定顺序依次沉积下来，这种作用叫做机械沉积分异作用。这种作用的结果使种作用叫做机械沉积分异作用。这种作用的结果使沉积物按照砾石砂粉砂粘土的顺序，沿搬运沉积物按照砾石砂粉砂粘土的顺序，沿搬运的方向形成有规律的带状分布。的方向形成有规律的带状分布。（二）化学沉积作用（二）化学沉积作用化学沉积包括胶体沉积和真溶液沉积。化学沉积包括胶体沉积和真溶液沉积。1.1.胶体溶液沉积胶体溶液沉积胶体颗粒极小，一般不受重力作用影响，搬运胶体颗粒极小，一般不受重力作用影响，搬运很远，沉积很慢。但胶体带有电荷，如很远，沉积很慢。但胶体带有电荷，如AlAl2 2O O3 3、
44、FeFe2 2O O3 3、CaCOCaCO3 3、MgCOMgCO3 3等带有正电荷，称正胶体；等带有正电荷，称正胶体；SiOSiO2 2、MnOMnO2 2、粘土、腐殖质等带有负电荷，称负胶体。在、粘土、腐殖质等带有负电荷，称负胶体。在一定介质中电荷相同的胶体质点互相排斥，可以长一定介质中电荷相同的胶体质点互相排斥，可以长时间保持悬浮状态。但当胶体溶液中加入一定量不时间保持悬浮状态。但当胶体溶液中加入一定量不同性质的电解质时，即发生中和作用，并在重力影同性质的电解质时，即发生中和作用，并在重力影响下引起胶体沉淀。如在海岸带，大陆淡水与海水响下引起胶体沉淀。如在海岸带，大陆淡水与海水混合时，
45、常发生胶体沉淀。此外，在干燥气候条件混合时，常发生胶体沉淀。此外，在干燥气候条件下，胶体溶液因蒸发脱水也可引起沉淀。下，胶体溶液因蒸发脱水也可引起沉淀。2.2.真溶液沉积真溶液沉积溶解于水中的物质是多种多样的，由于溶解质溶解于水中的物质是多种多样的，由于溶解质的溶解度不同，以及溶液的性质、温度、的溶解度不同，以及溶液的性质、温度、pHpH值等因值等因素的影响，真溶液物质沉积也有先后远近的顺序，素的影响，真溶液物质沉积也有先后远近的顺序，这种作用叫化学沉积分异作用。化学沉积分异次序这种作用叫化学沉积分异作用。化学沉积分异次序大体如下式：大体如下式：氧化物（氧化物（FeFe2 2O O3 3，Mn
46、OMnO2 2，SiOSiO2 2）铁的硅酸盐）铁的硅酸盐（海绿石等）碳酸盐（海绿石等）碳酸盐（CaCOCaCO3 3，CaMgCOCaMgCO3 3 2 2）硫酸盐（硫酸盐（CaSOCaSO4 4）卤化物（）卤化物（NaClNaCl，KClKCl，MgClMgCl2 2等）。等）。（三）生物沉积作用（三）生物沉积作用包括生物遗体沉积和生物化学沉积。前者指生物包括生物遗体沉积和生物化学沉积。前者指生物死亡后，其骨骼、硬壳堆积形成磷质岩、硅质岩和碳死亡后，其骨骼、硬壳堆积形成磷质岩、硅质岩和碳酸盐岩等；后者指生物在新陈代谢中引起周围介质物酸盐岩等；后者指生物在新陈代谢中引起周围介质物理化学条件的
47、变化，从而引起某些物质的沉淀。例理化学条件的变化，从而引起某些物质的沉淀。例如，海中藻类进行光合作用，吸收海水中的如，海中藻类进行光合作用，吸收海水中的COCO2 2，可，可以引起以引起CaCOCaCO3 3的沉淀，形成石灰岩。的沉淀，形成石灰岩。有时是生物遗体沉积后，又经过复杂的化学变有时是生物遗体沉积后，又经过复杂的化学变化，形成新的沉积物质，如煤、石油等。化，形成新的沉积物质，如煤、石油等。生物沉积过程实际上也是一种特殊形式的物质分生物沉积过程实际上也是一种特殊形式的物质分异过程。例如植物被埋藏后形成煤炭，硅藻沉积形成异过程。例如植物被埋藏后形成煤炭，硅藻沉积形成硅藻土，铁细菌作用形成铁
48、矿床等，都是通过生物作硅藻土，铁细菌作用形成铁矿床等，都是通过生物作用，直接或间接地在特定条件下进行富集的过程。用，直接或间接地在特定条件下进行富集的过程。四四 成岩作用成岩作用岩石风化、剥蚀的产物经过搬运、沉积而形成松散的岩石风化、剥蚀的产物经过搬运、沉积而形成松散的沉积物，这些松散沉积物必须经过一定的物理、化学以及沉积物，这些松散沉积物必须经过一定的物理、化学以及其他的变化和改造，形成固结的岩石。这一过程叫做成岩其他的变化和改造，形成固结的岩石。这一过程叫做成岩作用。成岩作用主要包括以下几个阶段。作用。成岩作用主要包括以下几个阶段。（一）压固作用（一）压固作用由于沉积物不断增厚，下伏沉积物
49、受到的巨大压力而由于沉积物不断增厚，下伏沉积物受到的巨大压力而孔隙度减少，体积缩小，密度加大，水分排出，从而加强孔隙度减少，体积缩小，密度加大，水分排出，从而加强颗粒之间的联系力，使沉积物固结变硬。这种固结作用对颗粒之间的联系力，使沉积物固结变硬。这种固结作用对粘土岩的作用很显著，粘土岩的作用很显著，其孔隙度可以由其孔隙度可以由8080减少到减少到2020。同时，上覆岩石的压力使细同时，上覆岩石的压力使细小的粘土矿物形成定向排列，从小的粘土矿物形成定向排列，从而常使粘土岩具有清晰薄层层理。而常使粘土岩具有清晰薄层层理。（二）脱水作用（二）脱水作用沉积物经受上覆岩石强大压力的同时，温度也沉积物经
50、受上覆岩石强大压力的同时，温度也逐渐增高，在压力和温度的共同作用下，不仅可以逐渐增高，在压力和温度的共同作用下，不仅可以排出沉积物颗粒间的附着水，而且还使胶体矿物和排出沉积物颗粒间的附着水，而且还使胶体矿物和某些含水矿物产生失水作用而变为新矿物。某些含水矿物产生失水作用而变为新矿物。如如SiOSiO2 2 nHnH2 2O O（蛋白石）变成玉髓（蛋白石）变成玉髓（SiO2SiO22 2），），FeFe2 2O O3 3 nHnH2 2O O（褐铁矿）变为赤铁矿（褐铁矿）变为赤铁矿（Fe2Fe22 2O O3 3），石），石膏（膏（CaSOCaSO4 4 2H2H2 2O O）变为硬石膏（）变为