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1、第一章第一章 沉积物的来源沉积物的来源 第一节第一节 概述概述 组成沉积岩的沉积物质来源：组成沉积岩的沉积物质来源：1、陆源物质、陆源物质母岩的风化产物母岩的风化产物2、生物源物质、生物源物质生物残骸和有机物质生物残骸和有机物质3、深源物质、深源物质火山碎屑物质和深部卤水火山碎屑物质和深部卤水4、宇宙源物质、宇宙源物质陨石陨石 沉积岩的形成及其形成后的演化的全部历史过沉积岩的形成及其形成后的演化的全部历史过程大致可分为以下几个阶段：程大致可分为以下几个阶段：1、沉积岩原始物质、沉积岩原始物质（主要是母岩风化产物）（主要是母岩风化产物）的形成阶段的形成阶段 2、沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段、沉
2、积岩原始物质的搬运和沉积阶段（即（即沉积物的形成阶段）沉积物的形成阶段）3、沉积后作用阶段、沉积后作用阶段（包括沉积物的同生作用（包括沉积物的同生作用和准同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段、沉积岩和准同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段、沉积岩的后生作用阶段）的后生作用阶段）第二节第二节 沉积物的主要来源沉积物的主要来源 母岩风化产物母岩风化产物 一、风化作用的概念一、风化作用的概念 风化作用风化作用（weathering）是地壳最表层的岩是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。下，发生机械破碎和化学变
3、化的一种作用。风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。风化作用按其性质可分为三种类型：风化作用按其性质可分为三种类型：物物理理风风化化作作用用由由各各种种因因素素造造成成岩岩石石发发生生机机械械破碎，而没有成分的改变。破碎，而没有成分的改变。母母岩岩经经过过物物理理风风化化作作用用形形成成的的碎碎屑屑矿矿物物为为陆陆源源碎碎屑屑矿物。矿物。egeg.温度变化、晶体生长、根劈、潜穴、重力等。温度变化、晶体生长、根劈、潜穴、重力等。化化学学风风化化作作用用母母岩岩的的矿矿物物在在富富含含O O2 2、COCO2 2、H H2 2O O和和有有机机质质等等条条件件
4、下下发发生生化化学学分分解解，一一部部分分被被带带定定，一部分形成新生矿物，这种作用叫做化学风化作用。一部分形成新生矿物，这种作用叫做化学风化作用。常常见见的的化化学学风风化化作作用用有有氧氧化化作作用用、水水化化作作用用、水水解解作用和酸解作用。作用和酸解作用。生生物物风风化化作作用用由由生生物物不不同同造造成成的的岩岩石石风风化化，即即有有机机械械破破碎碎，又又有有化化学学分分解解，其其中中生生物物化化学学风风化化是主要的。是主要的。二、母岩风化过程中元素的迁移顺序二、母岩风化过程中元素的迁移顺序及母岩风化的阶段性及母岩风化的阶段性 Transportation sequence of e
5、lements in the course of weathering of source rocks，and stages of weathering 1、风化过程中元素的析出顺序、风化过程中元素的析出顺序 母岩在化学风化过程中表现为某些元素的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两个方面。淋滤分散和另外一些元素的残积富集两个方面。各种元素在特定的风化条件下迁移能力是不一各种元素在特定的风化条件下迁移能力是不一样的，因而造成各种元素按一定顺序从母岩中样的，因而造成各种元素按一定顺序从母岩中分离出来分离出来即即元素的风化分异元素的风化分异。前苏联学者前苏联学者雷波
6、诺夫雷波诺夫(1934)首先根据河水中元素首先根据河水中元素的含量与该河流域的岩石中相应元素的含量相比较的的含量与该河流域的岩石中相应元素的含量相比较的办法，了解各种元素迁移的相对活动性，并得出了元办法，了解各种元素迁移的相对活动性，并得出了元素迁移序列。素迁移序列。彼列尔曼彼列尔曼(1955)在在雷波诺夫雷波诺夫的研究基础上提出了的研究基础上提出了水迁移系数水迁移系数Kx，用来衡量元素在风化带中的迁移，用来衡量元素在风化带中的迁移能力。能力。将风化带中的元素分为五类：将风化带中的元素分为五类：最易迁移元素最易迁移元素(Kx=n10n102)：Cl，Br，I，S 易迁移元素易迁移元素(Kx=n
7、n10)：Ca，Mg，Na，F，Sr，K，Zn 可迁移元素可迁移元素(Kx=n10-1n)：Cu，Ni，Co，V，Mn，Si(硅酸盐硅酸盐)，P 惰性惰性(微弱迁移元素微弱迁移元素)(Kxn10-1)：Fe，Al，Ti，Sc，Y，几乎不迁移元素几乎不迁移元素(Kx=n10-10)：Si(石英石英)2、母岩风化的阶段性、母岩风化的阶段性 波雷诺夫波雷诺夫根据元从风化带中析出的顺序，根据元从风化带中析出的顺序，将结晶岩的风化过程分为四个阶段，不同阶段将结晶岩的风化过程分为四个阶段，不同阶段有其独特的风化产物有其独特的风化产物。破碎阶段破碎阶段(碎屑阶段碎屑阶段)饱和硅铝阶段饱和硅铝阶段 酸性硅铝阶
8、段酸性硅铝阶段(粘土型风化作用粘土型风化作用)铝铁土阶段铝铁土阶段(红土型风化作用红土型风化作用)三、各种造岩矿物稳定性三、各种造岩矿物稳定性 石英石英（quartz）：主要的造岩矿物，在：主要的造岩矿物，在风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用。解作用，一般只发生机械破碎作用。长石长石（feldspar）：稳定性次于石英，风：稳定性次于石英，风化稳定性由高到低的顺序是：钾长石、多钠的化稳定性由高到低的顺序是：钾长石、多钠的酸性斜长石、中性斜长石、基性斜长石。酸性斜长石、中性斜长石、基性斜长石。KAlSi3O3(钾长石石)
9、K1Al2(Si，Al)4O10OH 2nH2O(水白云母水白云母)Al4Si4O10OH 8 (高岭石高岭石)SiO2nH2O(蛋白石蛋白石)/Al2O3nH2O(铝土土矿)最先析出的成分是最先析出的成分是钾钾，其次是其次是硅硅，最后才是，最后才是铝铝云母云母（mica）：）：白云母抗风化能力较强白云母抗风化能力较强 白云母在风化过程中，主要是析出钾和加白云母在风化过程中，主要是析出钾和加入水，先变成水白云母，最后变为高岭石入水，先变成水白云母，最后变为高岭石 黑云母的抗风化能力比白云母差得多。黑黑云母的抗风化能力比白云母差得多。黑云母遭受风化后，钾、镁等成分首先析出，同云母遭受风化后，钾、
10、镁等成分首先析出，同时加入水，转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等时加入水，转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等 橄榄石、辉石、角闪石橄榄石、辉石、角闪石等镁硅酸盐矿物等镁硅酸盐矿物抗风化能力低。抗风化能力低。这些矿物在风化产物中保留较这些矿物在风化产物中保留较少，故在沉积岩中较少见。少，故在沉积岩中较少见。各种粘土矿物各种粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水（如高岭石、蒙脱石、水云母等）在风化带中相当稳定。云母等）在风化带中相当稳定。各种碳酸盐矿物各种碳酸盐矿物如方解石、白云石等，如方解石、白云石等，风化稳定性甚小，极易溶于水并顺水转移。风化稳定性甚小，极易溶于水并顺水转移。各种各种硫酸盐矿物硫酸盐矿物(如石膏、
11、硬石膏如石膏、硬石膏)、硫硫化物矿物化物矿物(如黄铁矿如黄铁矿)、卤化物矿物卤化物矿物(如石盐如石盐)等，等，风化稳定性最低，最易溶于水，呈溶液状态流风化稳定性最低，最易溶于水，呈溶液状态流失走。失走。重矿物重矿物（heavy mineral）：风化稳定性风化稳定性的差别很大，如锆石、金红石、电气石等较稳的差别很大，如锆石、金红石、电气石等较稳定，为沉积岩中常见的稳定重矿物。定，为沉积岩中常见的稳定重矿物。影响造岩矿物风化稳定性的因素影响造岩矿物风化稳定性的因素与它们的结晶温度有关与它们的结晶温度有关 与其化学成分的化学活泼性（主要是在与其化学成分的化学活泼性（主要是在水中的溶解能力）有关水中
12、的溶解能力）有关 与其晶体构造特征及化学键强度有关与其晶体构造特征及化学键强度有关 四、各种岩石的风化及其产物四、各种岩石的风化及其产物 岩石是矿物的集合体，因此岩石的风化及岩石是矿物的集合体，因此岩石的风化及其产物主要由组成它的矿物的风化情况决定的其产物主要由组成它的矿物的风化情况决定的。Weathering and products of various rocks 母岩风化的产物母岩风化的产物1.碎屑残留物质：碎屑残留物质：母岩的岩石碎屑或矿物碎屑。母岩的岩石碎屑或矿物碎屑。2.新生成的矿物：新生成的矿物：主要是在化学风化作用过程中主要是在化学风化作用过程中新生成的一些矿物，如水白云母、
13、高岭石、蒙脱石、新生成的一些矿物，如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石和铝土矿等。蛋白石和铝土矿等。3.溶解物质：溶解物质：主要是指在化学风化过程中被溶解主要是指在化学风化过程中被溶解的那些成分，如的那些成分，如CI、S、Ca、Mg、K、Na、Si、Fe、Al、P等。等。中性和碱性侵入岩中性和碱性侵入岩的风化情况大体与花岗质岩石的风化情况大体与花岗质岩石相似相似 基性和超基性侵入岩基性和超基性侵入岩主要由较易风化的橄榄石、主要由较易风化的橄榄石、辉石、基性斜长石组成，远比花岗质岩石易风化辉石、基性斜长石组成，远比花岗质岩石易风化 火山岩及火山碎屑岩火山岩及火山碎屑岩由于含有相当多的甚至大量由于含
14、有相当多的甚至大量的玻璃质或火山灰，故其风化速度相当快的玻璃质或火山灰，故其风化速度相当快 沉积岩沉积岩的风化情况比较简单，其中以蒸发岩最易的风化情况比较简单，其中以蒸发岩最易溶解、最易风化，碳酸盐岩次之，粘土岩、石英砂岩、溶解、最易风化，碳酸盐岩次之，粘土岩、石英砂岩、硅岩等最难风化硅岩等最难风化五、风化壳五、风化壳(Weathering crust)由风化残余物质组成的地表岩石的表层部由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已经风化了的地表岩石的表层部分。分，或者说已经风化了的地表岩石的表层部分。鄂鄂尔多斯延安多斯延安组（J2y）顶部古暴露面：高岭土化和硅部古暴露面：高岭土化和硅结层
15、鄂鄂尔多斯延安多斯延安组（J2y）顶部古暴露面：高岭土化和硅部古暴露面：高岭土化和硅结层重重庆南川梁山南川梁山组（P1L）铝铁型型风化壳化壳六、沉积物的其它来源六、沉积物的其它来源 Other sources of sediments 1.生物成因的沉积物生物成因的沉积物：生物遗体，一部分为无机生物遗体，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）。动植物的软体（有机质）。2.深部来源的沉积物深部来源的沉积物：由火山爆发作用带到地表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。的热卤水、温泉、热气液等。3.宇宙来源的沉积物宇宙来源的沉积物：从宇宙空间落到地球上从宇宙空间落到地球上的陨石及其尘埃。的陨石及其尘埃。思考题思考题1、试述母岩风化产物的主要类型。、试述母岩风化产物的主要类型。2、何谓沉积分异、何谓沉积分异?试述机械沉积分异和化学试述机械沉积分异和化学沉积分异的关系及其在地质中的意义。沉积分异的关系及其在地质中的意义。