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1、会计学1沉积岩的形成沉积岩的形成(xngchng)与演化与演化第一页，共105页。第一节第一节 母岩的风化作用母岩的风化作用沉积岩最原始物质沉积岩最原始物质(wzh)的的形成形成 Weathering of source rocksformation of the most primitive materials of sedimentary rocks 第1页/共104页第二页，共105页。一、风化作用的概念一、风化作用的概念(ginin)风化作用（风化作用（weathering）是地壳）是地壳(dqio)最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的
2、作用下，发生机械破碎和化学变化的一因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。种作用。风化作用是地壳表层岩石的一种风化作用是地壳表层岩石的一种(y zhn)破破坏作用。坏作用。第2页/共104页第三页，共105页。风化作用按其性质可分为三种风化作用按其性质可分为三种(sn zhn)类型：类型：物理物理(wl)风化作用（风化作用（physical weathering）化学化学(huxu)风化作用（风化作用（chemical weathering）生物风化作用（生物风化作用（biological weathering）第3页/共104页第四页，共105页。二、各种造岩矿物二、各种造岩矿物(k
3、ungw)的风化的风化及其产物及其产物 石英石英(shyng)（quartz）：主要的造岩）：主要的造岩矿物，在风化作用中稳定性极高，它几乎不发矿物，在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。生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用。Weathering and products of various rock-forming minerals 第4页/共104页第五页，共105页。长石（长石（feldspar）：稳定性次于石英，风化）：稳定性次于石英，风化稳定性由高到低的顺序稳定性由高到低的顺序(shnx)是：钾长石、多钠是：钾长石、多钠的酸性斜长石、中性斜长石
4、、基性斜长石。的酸性斜长石、中性斜长石、基性斜长石。KAlSi3O3(钾长石钾长石)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(铝土矿铝土矿)最先析出的成分是钾，最先析出的成分是钾，其次其次(qc)是硅，最后是硅，最后才是铝才是铝第5页/共104页第六页，共105页。云母（云母（mica）：）：白云母抗风化白云母抗风化(fnghu)能力较强能力较强 白云母在风化过程白云母在风化过程(guchng)中，主要是析中，主要是析出钾和加入水，先变成水白云母，最后变为高岭石出钾和加入水
5、，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、镁等成分首先云母遭受风化后，钾、镁等成分首先(shuxin)析出，同时加入水，转变为蛭石、析出，同时加入水，转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等绿泥石、褐铁矿等第6页/共104页第七页，共105页。橄榄石、辉石橄榄石、辉石(hu sh)、角闪石等镁硅酸盐、角闪石等镁硅酸盐矿物抗风化能力低。矿物抗风化能力低。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（如高岭石、蒙脱石、水云各种粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母
6、等）在风化带中相当母等）在风化带中相当(xingdng)稳定。稳定。各种碳酸盐矿物各种碳酸盐矿物(kungw)如方解石、白如方解石、白云石等，风化稳定性甚小，极易溶于水并顺水转云石等，风化稳定性甚小，极易溶于水并顺水转移。移。第7页/共104页第八页，共105页。各种硫酸盐矿物各种硫酸盐矿物(如石膏、硬石膏如石膏、硬石膏)、硫化、硫化物矿物物矿物(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，风化等，风化稳定性最低，最易溶于水，呈溶液状态稳定性最低，最易溶于水，呈溶液状态(zhungti)流失走。流失走。重矿物（重矿物（heavy mineral）：）：风化稳定风化稳定(wnd
7、ng)性的差别很大，如锆石、金红石、电气性的差别很大，如锆石、金红石、电气石等较稳定石等较稳定(wndng)，为沉积岩中常见的稳定，为沉积岩中常见的稳定(wndng)重矿物。重矿物。第8页/共104页第九页，共105页。影响造岩矿物风化影响造岩矿物风化(fnghu)稳定性的稳定性的因素因素与它们与它们(t men)的结晶温度有关的结晶温度有关 与其化学成分的化学活泼与其化学成分的化学活泼(hu po)性（主性（主要是在水中的溶解能力）有关要是在水中的溶解能力）有关 与其与其晶体构造特征及化学键强度有关晶体构造特征及化学键强度有关 第9页/共104页第十页，共105页。鲍文反应系列鲍文反应系列(
8、xli)及风化作用的相对稳及风化作用的相对稳定性定性第10页/共104页第十一页，共105页。三、各种岩石三、各种岩石(ynsh)的风化及其产的风化及其产物物 岩石是矿物的集合体，因此岩石是矿物的集合体，因此(ync)岩石的风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化及其产物主要由组成它的矿物的风化情况决定的的。Weathering and products of various rocks 第11页/共104页第十二页，共105页。花花岗岗岩岩的的风风化化(fnghu)及及其其产产物物第12页/共104页第十三页，共105页。美国美国(mi u)科罗拉多州鲍尔德附近密西西比纪科罗拉
9、多州鲍尔德附近密西西比纪花岗闪长岩的风化剖面花岗闪长岩的风化剖面第13页/共104页第十四页，共105页。中性和碱性侵入中性和碱性侵入(qnr)岩的风化情况大体与花岗岩的风化情况大体与花岗质岩石相似质岩石相似 基性和超基性侵入岩主要由较易风化基性和超基性侵入岩主要由较易风化(fnghu)的橄榄的橄榄石、辉石、基性斜长石组成，远比花岗质岩石易风化石、辉石、基性斜长石组成，远比花岗质岩石易风化(fnghu)火山火山(hushn)岩及火山岩及火山(hushn)碎屑岩由于碎屑岩由于含有相当多的甚至大量的玻璃质或火山含有相当多的甚至大量的玻璃质或火山(hushn)灰，灰，故其风化速度相当快故其风化速度相
10、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第14页/共104页第十五页，共105页。四、母岩风化过程中元素的转移四、母岩风化过程中元素的转移(zhuny)顺序及母岩风化的阶段性顺序及母岩风化的阶段性 Transportation sequence of elements in the course of weathering of source rocks，and stages of weathering 第15页/共104
11、页第十六页，共105页。1、风化、风化(fnghu)过程中元素的过程中元素的析出顺序析出顺序 母岩在化学风化过程母岩在化学风化过程(guchng)中表现中表现为某些元素的淋滤分散和另外一些元素的残积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。各种元素在特定的风化条件下富集两个方面。各种元素在特定的风化条件下迁移能力是不一样的，因而造成各种元素按一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分离出来定顺序从母岩中分离出来即元素的风化分即元素的风化分异。异。第16页/共104页第十七页，共105页。前苏联学者雷波诺夫前苏联学者雷波诺夫(1934)首先首先(shuxin)根据河水
12、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办法，了解各种元素迁移的相对活动性，并得出了元素的办法，了解各种元素迁移的相对活动性，并得出了元素迁移序列。迁移序列。第17页/共104页第十八页，共105页。彼列尔曼彼列尔曼(1955)在雷波诺夫的研究基础上提出了水迁在雷波诺夫的研究基础上提出了水迁移系数移系数Kx，用来，用来(yn li)衡量元素在风化带中的迁移衡量元素在风化带中的迁移能力。能力。第18页/共104页第十九页，共105页。将风化带中的元素将风化带中的元素(yun s)分为五分为五类：类：最易迁移元素最易迁移元素(K
13、x=n10n102)：CI，Br，I，S易迁移元素易迁移元素(Kx=nn10)：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)(Kx 40时时，出出 现现(chxin)“卡卡门门涡涡街街”，紊紊流流(涡涡流流)第31页/共104页第三十二页，共105页。自然界中绝大数水体自然界中绝大数水体(shu t)是紊流运是紊流运动动 第32页/共104页第三十三页，共105页。3.急流急流(jli)、缓流和佛罗德数、缓流和佛罗德数 在明渠水流中按流动强度不同可分为急流、缓在明渠水流中
14、按流动强度不同可分为急流、缓流和临界流三种状态流和临界流三种状态(zhungti)。这三种流态的判别标准是佛罗德数这三种流态的判别标准是佛罗德数(Froude Numbers)(Fr)：佛罗德数佛罗德数 Fr=惯性力惯性力/重力重力(zhngl)=V2/Lg Fr=大多数工程技术人员把这一数值的平方根当作佛罗德数，即大多数工程技术人员把这一数值的平方根当作佛罗德数，即第33页/共104页第三十四页，共105页。Fr1，急急流流(jli)，超超临临界界流流，水水浅流急浅流急 Fr=1，临界，临界(ln ji)流流 Fr1，静流，静流(jn li)，缓流或临界以下，缓流或临界以下的流动，水深流缓的
15、流动，水深流缓 第34页/共104页第三十五页，共105页。床沙表面可随水流强度变化而出现各种类型床沙床沙表面可随水流强度变化而出现各种类型床沙形体，一种类型的床沙形体不是固定不动的，而是通过形体，一种类型的床沙形体不是固定不动的，而是通过(tnggu)组成床沙的砂砾颗粒的滚动、滑动或跳跃移组成床沙的砂砾颗粒的滚动、滑动或跳跃移动而使床沙形体发生顺流或逆流移动。动而使床沙形体发生顺流或逆流移动。这种现象在水力学中称为这种现象在水力学中称为(chn wi)沙波运动。沙波运动。第35页/共104页第三十六页，共105页。明渠水流随着流动强度的加大，在床面上会依次出明渠水流随着流动强度的加大，在床面
16、上会依次出现下列床沙形体：现下列床沙形体：无颗粒运动无颗粒运动(yndng)的平坦床沙、的平坦床沙、沙纹、沙纹、沙浪、沙浪、沙丘、沙丘、过渡型过渡型(低角度沙丘低角度沙丘)、平坦床沙、平坦床沙、逆行沙丘、逆行沙丘、流槽和凹坑。流槽和凹坑。第36页/共104页第三十七页，共105页。4.两种流体及其搬运和沉积作用两种流体及其搬运和沉积作用(chn j zu yn)方式方式 牵引流牵引流(Traction current)符合牛顿流符合牛顿流体定律的流体。其搬运机制是流体动能拖曳牵体定律的流体。其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流引沉积物一起运动，如河流、风流(fngli)和和
17、波浪流等。波浪流等。沉积物重力流沉积物重力流(Gravity flow)在重力作用在重力作用(zuyng)下发生流动的弥散有大量沉积物的高密下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。度流体。第37页/共104页第三十八页，共105页。牵引搬运牵引搬运(bnyn)(牵引作用牵引作用)能使碎屑物质作底能使碎屑物质作底负载移动的各种作用负载移动的各种作用 牵引流的搬运力包括推力和载荷力。牵引流的搬运力包括推力和载荷力。推力推力(牵引力牵引力)与与流速有关流速有关(yugun)，载荷力载荷力(负荷力负荷力)与流量有关与流量有关(yugun)。推力大不一定负荷力大，反之亦然。推力大不一定负荷力大，反之亦
18、然。牵引流搬运方式：牵引流搬运方式：溶解溶解(rngji)载荷、悬移载荷、载荷、悬移载荷、推移载荷或床沙载荷。推移载荷或床沙载荷。重力流重力流搬运的驱动力主要起因于重力搬运的驱动力主要起因于重力 第38页/共104页第三十九页，共105页。二、碎屑物质在流水二、碎屑物质在流水(lishu)中的搬运中的搬运和沉积作用和沉积作用 Transportation and sedimentation of clastic materials in water flow 碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积，主要碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积，主要与水的流动状态关系密切，是层流还紊流，是与水的流动状态关系密切，是层
19、流还紊流，是急流还缓流；急流还缓流；还与碎屑颗粒的本身还与碎屑颗粒的本身(bnshn)特点特点(大小、相对密度和形状等大小、相对密度和形状等)有关。有关。第39页/共104页第四十页，共105页。1.搬运搬运(bnyn)方式方式 推移推移(tuy)搬运搬运(滚动搬运，包括跳跃滚动搬运，包括跳跃搬运搬运)悬浮悬浮(xunf)搬运搬运(悬悬移搬运移搬运)2.机械沉积作用机械沉积作用 处于搬运状态的碎屑物质，在一定的条件下，处于搬运状态的碎屑物质，在一定的条件下，主要是当流水的动力不足以克服碎屑的重力时，主要是当流水的动力不足以克服碎屑的重力时，碎屑物质就会沉积下来。碎屑物质就会沉积下来。第40页/
20、共104页第四十一页，共105页。碎屑物质在静水中下沉碎屑物质在静水中下沉(xi chn)情况可用斯托情况可用斯托克实验公式表示，克实验公式表示，1850)：(适用适用(shyng)于粒径于粒径0.1mm的球形颗粒的球形颗粒)其中：其中：V 颗粒下沉速度颗粒下沉速度(cm/s)，d1-颗粒密度，颗粒密度，d2 水介质水介质(jizh)密度，密度，g 重力加速度重力加速度(980cm/s2)，r 颗粒半径颗粒半径(cm)V=gr2 第41页/共104页第四十二页，共105页。极细砂极细砂(x sh)下沉下沉30m约需约需2h，而细粘土则约需，而细粘土则约需1年；年；如下沉如下沉30004000m
21、，极细砂，极细砂(x sh)约需约需10d，细粘土则约，细粘土则约需需100年。年。碎屑颗粒在静水中下沉速度与颗粒半径碎屑颗粒在静水中下沉速度与颗粒半径(bnjng)平方成平方成正比正比 碎屑颗粒碎屑颗粒(kl)在静水中下沉速度与其相对密度成在静水中下沉速度与其相对密度成正比正比 第42页/共104页第四十三页，共105页。斯托克公式斯托克公式(gngsh)只有在静水或层流的条件下才只有在静水或层流的条件下才适用。适用。斯托克公式是在假定颗粒为球形的情况下求得的，斯托克公式是在假定颗粒为球形的情况下求得的，假如颗粒不是假如颗粒不是(b shi)球形，其沉速有所不同。实验证明，球形，其沉速有所不
22、同。实验证明，假设球形颗粒的沉速为假设球形颗粒的沉速为100，则椭球形颗粒的沉速为，则椭球形颗粒的沉速为8461，立方体为，立方体为74，长柱体为，长柱体为50，片状颗粒为，片状颗粒为8038；第43页/共104页第四十四页，共105页。尤尔斯特隆图解尤尔斯特隆图解(tji)碎屑物质在流水碎屑物质在流水(lishu)中的搬运和沉积，流中的搬运和沉积，流速和颗粒大小之间的关系最为关键。速和颗粒大小之间的关系最为关键。第44页/共104页第四十五页，共105页。经森德伯格经森德伯格(Sundborg，1956)修改修改(xigi)过的尤尔斯特隆图解过的尤尔斯特隆图解 第45页/共104页第四十六页
23、，共105页。沃克沃克(Walker，1975)的图解的图解(tji)当流动强度为当流动强度为P时，它所能滚时，它所能滚动的砾石动的砾石(lsh)最大粒径为最大粒径为8cm，同时所悬浮的颗粒最大，同时所悬浮的颗粒最大粒径为粒径为2.2mm。当流动强度略小于当流动强度略小于P时，可使粒时，可使粒径为径为8cm和和2.2mm的砾石同时沉的砾石同时沉积，从而形成积，从而形成(xngchng)双众数双众数的砾岩。的砾岩。当流动强度在当流动强度在P附近反复变动时，附近反复变动时，则可能形成粗、细砾石沉积的则可能形成粗、细砾石沉积的互层，其平均粒度分别为互层，其平均粒度分别为8cm和和2.2mm。如果流动
24、强度急剧减少，则可如果流动强度急剧减少，则可能造成分选极差的多众数的砾、能造成分选极差的多众数的砾、砂、粉砂和泥的混合沉积物。砂、粉砂和泥的混合沉积物。沉积沉积1mm砂粒所需的流动强度要比砂粒所需的流动强度要比沉积沉积7cm砾石所需强度小得多，因此，砾石所需强度小得多，因此，在平均粒度为在平均粒度为7cm的砾石沉积的孔隙中的砾石沉积的孔隙中所充填所充填1mm的砂，不可能是同时沉的砂，不可能是同时沉积物。积物。第46页/共104页第四十七页，共105页。3.碎屑物质在流水搬运过程碎屑物质在流水搬运过程(guchng)中的变化中的变化 成分上的变化成分上的变化(binhu)：不稳定组分逐渐减少，稳
25、定：不稳定组分逐渐减少，稳定组分则相应增加，同其它组分也就变得更加简单了。组分则相应增加，同其它组分也就变得更加简单了。碎屑颗粒碎屑颗粒(kl)度逐渐变度逐渐变小小 碎屑颗粒的圆度逐渐碎屑颗粒的圆度逐渐变好变好 碎屑颗粒的球度也有碎屑颗粒的球度也有所增高所增高 第47页/共104页第四十八页，共105页。4.碎屑物质在流水搬运及沉积作用过碎屑物质在流水搬运及沉积作用过程程(guchng)中的分异作用中的分异作用 沉积分异作用沉积分异作用(Sedimentary Differentiation)母岩在风母岩在风化产物在搬运和沉积过程中根据本身特性，在外部条件的影响化产物在搬运和沉积过程中根据本身
26、特性，在外部条件的影响下，按照一定顺序下，按照一定顺序(shnx)分别堆积在一定程度上是可以分分别堆积在一定程度上是可以分开的地表沉积带内。开的地表沉积带内。母岩风化母岩风化(fnghu)产物以及其它来源的沉积物，在搬产物以及其它来源的沉积物，在搬运和沉积过程中按照颗粒大小、形状、比重、矿物成分和运和沉积过程中按照颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来，这种现象称作地表沉积分化学成分在地表依次沉积下来，这种现象称作地表沉积分异作用。异作用。第48页/共104页第四十九页，共105页。沉积沉积(chnj)分异作分异作用包括：用包括：粒度粒度(l d)分异分异 相对密度的分异相
27、对密度的分异 形状上的分异，片状碎屑颗粒较粒形状上的分异，片状碎屑颗粒较粒状碎屑颗粒搬运远，状碎屑颗粒搬运远，成分分异成分分异第49页/共104页第五十页，共105页。机械沉积分异作用机械沉积分异作用(mechanical sedimentary differentiation)碎屑物质碎屑物质(wzh)在搬运和沉积在搬运和沉积过程中，当介质运动的速度和运移的能力在一定的过程中，当介质运动的速度和运移的能力在一定的方向上作有规律的变化时，它们也相应按照颗粒大方向上作有规律的变化时，它们也相应按照颗粒大小、密度和形状发生分异，依次沉积。小、密度和形状发生分异，依次沉积。与沉积与沉积(chnj)分
28、异作用相对立的是分异作用相对立的是“掺和作掺和作用用”或或“混合作用混合作用”、“混杂作用混杂作用”。第50页/共104页第五十一页，共105页。三、碎屑物质在海、湖水中的搬三、碎屑物质在海、湖水中的搬运运(bnyn)和沉积作用和沉积作用 Transportation and sedimentation of clastic materials in sea and lake water 陆地表面流水搬运的碎屑物质，大部分都注陆地表面流水搬运的碎屑物质，大部分都注入海洋，其次是湖泊。海、湖是流水搬运碎屑物入海洋，其次是湖泊。海、湖是流水搬运碎屑物质的最终质的最终(zu zhn)场所。场所。第5
29、1页/共104页第五十二页，共105页。1.碎屑物质在海水中的搬运碎屑物质在海水中的搬运(bnyn)和沉积和沉积作用作用 引起海洋中碎屑物质搬运和沉积的营引起海洋中碎屑物质搬运和沉积的营力主要力主要(zhyo)是波浪和潮汐，其次是海是波浪和潮汐，其次是海流。流。第52页/共104页第五十三页，共105页。波浪波浪(blng)主要由风引起，波浪主要由风引起，波浪(blng)的大小主要取决于风的大小。的大小主要取决于风的大小。波基面波基面(浪底浪底)(wave base)波浪作用波浪作用的下限的下限(xixin)，即波浪所影响的最大深度。，即波浪所影响的最大深度。除正常天气情况下，碎屑物质在横向和
30、纵除正常天气情况下，碎屑物质在横向和纵向波浪作用下的搬运和沉积作用外。还有阵发性的向波浪作用下的搬运和沉积作用外。还有阵发性的风暴浪将浅海沉积物卷起而重新搬离或搬向海岸风暴浪将浅海沉积物卷起而重新搬离或搬向海岸(hi n)，形成风暴沉积物。，形成风暴沉积物。第53页/共104页第五十四页，共105页。潮汐作用对滨岸地区潮汐作用对滨岸地区(dq)的碎屑物质影的碎屑物质影响很大，在潮汐作用带，水体作大规模地涨潮和响很大，在潮汐作用带，水体作大规模地涨潮和落潮运动，因此也使水底的碎屑物质作相应的往落潮运动，因此也使水底的碎屑物质作相应的往返运动。返运动。第54页/共104页第五十五页，共105页。近
31、岸地带的海流或深海的浊流、等深流、近岸地带的海流或深海的浊流、等深流、内潮汐流、冷流、暖流内潮汐流、冷流、暖流(nunli)、赤道洋流和上、赤道洋流和上返洋流等对碎屑物质的搬运和沉积均有一定的作返洋流等对碎屑物质的搬运和沉积均有一定的作用用。第55页/共104页第五十六页，共105页。海洋中碎屑物质海洋中碎屑物质(wzh)在波浪、潮汐在波浪、潮汐等的长期作用下，也会发生成分、粒度、圆等的长期作用下，也会发生成分、粒度、圆度上的变化以及分异作用。度上的变化以及分异作用。第56页/共104页第五十七页，共105页。2.碎屑物质在湖水中的搬运碎屑物质在湖水中的搬运(bnyn)和和沉积作用沉积作用 与
32、海洋相比，湖泊面积小，缺乏潮汐作用，因与海洋相比，湖泊面积小，缺乏潮汐作用，因此，湖浪和湖流是潮泊中搬运和沉积此，湖浪和湖流是潮泊中搬运和沉积(chnj)碎屑碎屑物质的主要营力。物质的主要营力。第57页/共104页第五十八页，共105页。四、碎屑物质在空气中的搬运四、碎屑物质在空气中的搬运(bnyn)和沉和沉积作用积作用 自学自学(zxu)为主为主 Transportation and sedimentation of clastic materials in air 第58页/共104页第五十九页，共105页。风是碎屑物质在空气中搬运和沉积风是碎屑物质在空气中搬运和沉积(chnj)的主的主要
33、营力要营力 在干旱地区，这种搬运在干旱地区，这种搬运(bnyn)和沉积作用是和沉积作用是主要的主要的 空气只能搬运碎屑物质空气只能搬运碎屑物质(wzh)，而不能搬运溶，而不能搬运溶解物质解物质(wzh)第59页/共104页第六十页，共105页。五、碎屑物质在冰川中的搬运五、碎屑物质在冰川中的搬运(bnyn)和和沉积作用沉积作用 Transportation and sedimentation of clastic materials in glacier 自学自学(zxu)为主为主 第60页/共104页第六十一页，共105页。在寒冷的两极地区和高寒山区在寒冷的两极地区和高寒山区(shnq)，冰
34、川的搬运及沉积作用是主，冰川的搬运及沉积作用是主要的。要的。第61页/共104页第六十二页，共105页。冰川冰川(bngchun)的的搬运与堆积搬运与堆积冰碛物冰碛物冰川携带冰川携带(xidi)的碎屑物的碎屑物质质冰川具有巨大冰川具有巨大(jd)的搬运的搬运能力能力南极大陆冰盖南极大陆冰盖第62页/共104页第六十三页，共105页。冰碛物的基本特征：冰碛物的基本特征：结构疏松，大小混杂结构疏松，大小混杂(hnz)，分选极，分选极差；差；冰碛物中砾石磨圆极差；冰碛物中砾石磨圆极差；一般缺乏层理构造。一般缺乏层理构造。第63页/共104页第六十四页，共105页。第三节第三节 溶解物质的搬运溶解物质
35、的搬运(bnyn)和和沉积作用沉积作用 Transportation and sedimentation of dissolved materials 第64页/共104页第六十五页，共105页。一、概述一、概述(i sh)(Introduction)母岩风化母岩风化(fnghu)产物中的溶解物质，主要产物中的溶解物质，主要为为Cl、S、Ca、Na、K、Mg、P、Si、Al、Fe 等。等。前面的溶解前面的溶解度较大，多呈真度较大，多呈真溶液；溶液；后面后面(hu mian)的溶解度的溶解度较小，多呈胶体较小，多呈胶体溶液。溶液。它们均呈溶解状态，在河水或地下水中，向湖泊和海洋中转移。它们均呈溶
36、解状态，在河水或地下水中，向湖泊和海洋中转移。第65页/共104页第六十六页，共105页。二、胶体溶液物质二、胶体溶液物质(wzh)的搬运和沉积作用的搬运和沉积作用 Transportation and sedimentation of colloid solution materials 胶体胶体(jio t)：一种物质的细微质点分散在：一种物质的细微质点分散在另一种物质中的不均匀分散体系。另一种物质中的不均匀分散体系。胶体胶体(jio t)质点一般介于质点一般介于1001m之间，之间，多呈分子状态。多呈分子状态。胶体胶体(jio t)质点常有电荷。质点常有电荷。第66页/共104页第六十七
37、页，共105页。胶体胶体(jio t)沉积物的沉积物的特征：特征：常呈钟乳状、肾状、豆状、胶冻状等常呈钟乳状、肾状、豆状、胶冻状等常具贝壳状断口常具贝壳状断口多为含水多为含水(hn shu)矿物，且含水矿物，且含水(hn shu)量很不固定量很不固定其化学成分也不够固定其化学成分也不够固定常具离子交换性及吸附性常具离子交换性及吸附性常失水干裂老化或重结晶常失水干裂老化或重结晶第67页/共104页第六十八页，共105页。三、真溶液物质的搬运三、真溶液物质的搬运(bnyn)和沉积作用和沉积作用 Transportation and sedimentation of true solution ma
38、terials 母岩风化产物中的真溶液物质主要母岩风化产物中的真溶液物质主要(zhyo)是是Cl、S、Ca、Na、K、Mg等，等，P、Si、Al、Fe、Mn等也可部分呈真溶液状态。等也可部分呈真溶液状态。第68页/共104页第六十九页，共105页。真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素制因素(yn s)是它们的溶解度是它们的溶解度 溶解度越大，越易搬运溶解度越大，越易搬运(bnyn)，越难，越难沉积。沉积。溶解度越小，越易沉积溶解度越小，越易沉积(chnj)，越难搬，越难搬运。运。第69页/共104页第七十页，共105页。Fe、Mn、Si、Al等溶解物质的溶
39、解度较等溶解物质的溶解度较小，易于沉淀，在它们的搬运和沉积作用中，水小，易于沉淀，在它们的搬运和沉积作用中，水介质介质(jizh)的各种物理化学条件的影响十分重要。的各种物理化学条件的影响十分重要。各种铁、锰矿物各种铁、锰矿物(kungw)生成时所需要的生成时所需要的PH值及值及EH值值第70页/共104页第七十一页，共105页。SiO2及及CaCO3的溶解度的溶解度与介质与介质(jizh)PH值的关值的关系系Al2O3的溶解度与介质的溶解度与介质(jizh)PH值的关系值的关系第71页/共104页第七十二页，共105页。对于溶解度大的物质的搬运和沉积作用，水介质对于溶解度大的物质的搬运和沉积
40、作用，水介质的影响的影响(yngxing)不大。它们只有在干热的气候条件不大。它们只有在干热的气候条件下，在封闭或半封闭的盆地中，或在水循环受限制的下，在封闭或半封闭的盆地中，或在水循环受限制的潮上地带，即在蒸发条件下，才能沉积下来。如石膏、潮上地带，即在蒸发条件下，才能沉积下来。如石膏、硬石膏、钠盐、钾盐、镁盐等。硬石膏、钠盐、钾盐、镁盐等。第72页/共104页第七十三页，共105页。四、生物的搬运四、生物的搬运(bnyn)和沉积作用和沉积作用 Transportation and sedimentation by organisms 生物在母岩风化产物的搬运和沉积过程中起着生物在母岩风化产
41、物的搬运和沉积过程中起着重要的作用重要的作用(zuyng)，不少沉积岩和沉积矿产的，不少沉积岩和沉积矿产的形成都与生物作用形成都与生物作用(zuyng)有关，或直接由生物有关，或直接由生物作用作用(zuyng)而形成。如碳酸盐岩、磷酸盐岩、而形成。如碳酸盐岩、磷酸盐岩、沉积铁矿、硅藻土、白垩、煤、油页岩和石油等。沉积铁矿、硅藻土、白垩、煤、油页岩和石油等。第73页/共104页第七十四页，共105页。在各类生物在各类生物(shngw)中，尤以藻类和细菌中，尤以藻类和细菌等微生物等微生物(shngw)在沉积岩和沉积矿产形成作用在沉积岩和沉积矿产形成作用中的意义较大。中的意义较大。生物生物(shng
42、w)的搬运和沉积作用有的搬运和沉积作用有两种方式：两种方式：生物通过新陈代谢生物通过新陈代谢(xn chn dixi)作用，作用，在其生活过程中不断地从周围介质中吸取一定的物在其生活过程中不断地从周围介质中吸取一定的物质成分，从而把一些元素富集起来质成分，从而把一些元素富集起来。另一种方式是由于生物作用而引起的周围介质条件另一种方式是由于生物作用而引起的周围介质条件的改变，从而影响某些物质的搬运和沉积。的改变，从而影响某些物质的搬运和沉积。第74页/共104页第七十五页，共105页。五、化学五、化学(huxu)沉积分异作用沉积分异作用 Chemical sedimentary differen
43、tiation 化学沉积分异作用化学沉积分异作用受化学原理受化学原理(yunl)支配的分异作支配的分异作用用 母岩风化产物中的溶解物质，在搬运和沉积过程中，由母岩风化产物中的溶解物质，在搬运和沉积过程中，由于各元素和化合物彼此在化学性质上的差异于各元素和化合物彼此在化学性质上的差异(主要是化学活泼主要是化学活泼(hu po)性或溶解度大小性或溶解度大小)，它们从溶液中按一定先后顺序沉，它们从溶液中按一定先后顺序沉淀出来，从而逐渐产生了分异。淀出来，从而逐渐产生了分异。第75页/共104页第七十六页，共105页。第76页/共104页第七十七页，共105页。六、两种沉积六、两种沉积(chnj)分异
44、作用的关系及其地分异作用的关系及其地质意义质意义 1.关系关系(gun x)机械沉积分异作用机械沉积分异作用(zuyng)进行得较早，化进行得较早，化学沉积分异作用学沉积分异作用(zuyng)进行得较晚进行得较晚 第77页/共104页第七十八页，共105页。机械沉积机械沉积(chnj)分异作用分异作用 化学沉积化学沉积(chnj)分异作用分异作用 砂和粉砂阶段砂和粉砂阶段(jidun)铁的氧化物阶段铁的氧化物阶段 粘土沉积阶段粘土沉积阶段 碳酸盐阶段碳酸盐阶段 已基本结束已基本结束硫酸盐及卤化物阶段硫酸盐及卤化物阶段 第78页/共104页第七十九页，共105页。2.意义意义(yy)两种沉积分异
45、作用两种沉积分异作用(zuyng)的结果，就形成的结果，就形成了各种类型的机械沉积岩和化学沉积岩以及相应的了各种类型的机械沉积岩和化学沉积岩以及相应的各种沉积矿产。各种沉积矿产。分异作用进行越彻底，各种分异作用进行越彻底，各种(zhn)类型的沉积类型的沉积岩在成分上和结构上的成熟度就越高，从而越易形成各种岩在成分上和结构上的成熟度就越高，从而越易形成各种(zhn)沉积矿产。沉积矿产。第79页/共104页第八十页，共105页。七、正常沉积作用七、正常沉积作用(chn j zu yn)和事件沉和事件沉积作用积作用(chn j zu yn)Normal sedimentation and event
46、 sedimentation 正常沉积作用：正常情况或条件下发生正常沉积作用：正常情况或条件下发生(fshng)的的搬运和沉积作用，这一作用过程是缓慢的、均变的。搬运和沉积作用，这一作用过程是缓慢的、均变的。事件沉积作用：指事件性的、阵发性的或灾变事件沉积作用：指事件性的、阵发性的或灾变(zi bin)性的搬运和沉积作用。这类作用的发生和发展可性的搬运和沉积作用。这类作用的发生和发展可能是瞬间的、短暂的，但其作用过程是快速的。能是瞬间的、短暂的，但其作用过程是快速的。第80页/共104页第八十一页，共105页。事件作用所挟带的大量砂、砾、泥等碎屑物质一旦沉事件作用所挟带的大量砂、砾、泥等碎屑物
47、质一旦沉积下来积下来(xi li)，一般就不再被搬运了。，一般就不再被搬运了。如沉积物重力流、泥石流和洪水流、火山如沉积物重力流、泥石流和洪水流、火山(hushn)喷发喷发碎屑流、风暴流、地震、陨石雨降落等。碎屑流、风暴流、地震、陨石雨降落等。与正常沉积作用相比与正常沉积作用相比(xin b)，事件沉积作用及，事件沉积作用及其产物肯有明显的等时性，所以，这一作用也叫幕式其产物肯有明显的等时性，所以，这一作用也叫幕式沉积作用。沉积作用。正常沉积和事件沉积可发生于同一沉积环境，正常沉积和事件沉积可发生于同一沉积环境，二者交替进行。二者交替进行。第81页/共104页第八十二页，共105页。第四节第四
48、节 沉积后作用沉积后作用(zuyng)及其及其阶段划分阶段划分 Postsedimentation process and stage division Sedimentary PetrologyP4146第82页/共104页第八十三页，共105页。一、概述一、概述(i sh)(Introduction)沉积物的形成阶段：母岩风化产物沉积物的形成阶段：母岩风化产物(chnw)以及其它来源的物质成分，在搬运和沉积作用之以及其它来源的物质成分，在搬运和沉积作用之后，就变成了沉积物。后，就变成了沉积物。沉积后作用：泛指沉积物形成沉积后作用：泛指沉积物形成(xngchng)之以后，之以后，到沉积岩遭受
49、风化作用和变质作用之前这一演化阶段的到沉积岩遭受风化作用和变质作用之前这一演化阶段的所有变化或作用。亦称为广义的成岩作用。所有变化或作用。亦称为广义的成岩作用。第83页/共104页第八十四页，共105页。母岩母岩沉积物形成沉积物形成(xngchng)阶段阶段成岩作用成岩作用(zuyng)阶段阶段沉积岩沉积岩风化作用风化作用变质变质(bin zh)作用作用沉沉积积岩岩的的形形成成与与演演化化后生作用阶段后生作用阶段沉沉积积后后作作用用成岩作用成岩作用后生作用后生作用第84页/共104页第八十五页，共105页。广义的成岩作用包括广义的成岩作用包括(boku)狭义的成岩作狭义的成岩作用和后生作用两个
50、阶段。用和后生作用两个阶段。成岩作用成岩作用(diagenesis)：沉积物转变沉积岩：沉积物转变沉积岩所发生所发生(fshng)的一系列变化。的一系列变化。后生作用后生作用(catagenesis)：沉积物形成：沉积物形成(xngchng)以后到遭受风化作用或变质作用以前以后到遭受风化作用或变质作用以前的变化。的变化。沉积后作用的沉积后作用的上限上限为沉积物表面或潜水面为沉积物表面或潜水面沉积后作用的沉积后作用的下限下限为变质岩带顶为变质岩带顶(220，1000bar)第85页/共104页第八十六页，共105页。二、沉积后作用阶段二、沉积后作用阶段(jidun)的划分的划分 沉积后作用阶段的