(3)--沉积岩地质地貌学.ppt

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1、第二节第二节 沉积岩沉积岩（Sedimentary Rocks)一、沉积岩一、沉积岩 二、沉积岩的形成过程二、沉积岩的形成过程 三、沉积岩的特征三、沉积岩的特征 四、沉积岩的分类四、沉积岩的分类 一、沉积岩一、沉积岩暴露在地壳表部的岩石，在地球发展过程中，不可避免地要遭受到各种外力作用的剥蚀破坏，然后再把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，这些由外力作用所形成的岩石就是沉积岩。沉积岩的物质主要来源于先成岩石（无论是火成岩、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；除此还包括生物遗体、生物碎屑以及火山作用的产物。这些物质在低

2、洼的地方沉积下来，总称为沉积物。按重量计，沉积岩只占地壳的5%，但因沉积岩覆盖于地壳表层，分布十分广泛。在大陆部分有75%的面积出露沉积岩，而在大洋底则几乎全部为新老沉积层所覆盖。一、沉积岩一、沉积岩1.概念概念物质来源：地壳表层的先成岩石；物质来源：地壳表层的先成岩石；形成环境：地表的常温常压条件；形成环境：地表的常温常压条件；动动力力来来源源：由由太太阳阳能能转转化化而而成成的的水水能能、风风能能、潮潮汐汐能能、生物能等；生物能等；形成过程：经历风化、搬运、沉积和成岩四阶段。形成过程：经历风化、搬运、沉积和成岩四阶段。2.意义意义蕴藏了全部的能源矿产蕴藏了全部的能源矿产90%以上的铁矿及大

3、部分的沉积矿藏以上的铁矿及大部分的沉积矿藏恢复古地理环境的主要研究对象，俗称恢复古地理环境的主要研究对象，俗称“万卷书万卷书”二、沉积岩的形成过程二、沉积岩的形成过程（一）沉积物质的形成（一）沉积物质的形成先成岩石的破坏先成岩石的破坏(松散松散破碎阶段破碎阶段）1.物质来源：物质来源：v母岩的风化或剥蚀产物母岩的风化或剥蚀产物v生物物质生物物质v火山物质火山物质v宇宙物质宇宙物质2.风化作用与风化壳风化作用与风化壳（二）搬运阶段（二）搬运阶段1.碎屑物质的搬运：碎屑物质的搬运：2.化学物质的搬运：化学物质的搬运：（三）沉积阶段（三）沉积阶段 机械沉积分异作用机械沉积分异作用 化学沉积分异作用化

4、学沉积分异作用图4-1 碎屑物质的机械分异图解1碎屑物质的粒度分异；2碎屑物质的比重分异图4-2 溶解物质的化学分异图解1.氧化铝；2.氧化铁；3.氧化锰；4.蛋白石；5.磷酸钙；6.海绿石；7.鳞绿泥石；8.菱镁矿；9.菱锰矿；10.方解石；11.白云石；12.土状萤石；13.天青石；14.石膏、硬石膏；15.石盐；16.钾石盐；17.氧化镁、硫酸镁（四）沉积物固结成岩（四）沉积物固结成岩 包括压固、胶结、重结晶包括压固、胶结、重结晶三、沉积岩的特征1.化学成分（与岩浆岩相比）化学成分（与岩浆岩相比）FeOFe2O3K2ONa2OH2O、CO2和有机质和有机质2.矿物成分（与岩浆岩相比）矿物

5、成分（与岩浆岩相比）不稳定矿物（深色矿物：橄榄石、辉石、角闪不稳定矿物（深色矿物：橄榄石、辉石、角闪石、黑云母）石、黑云母）浅色矿物（石英、白云母）浅色矿物（石英、白云母）新矿物（粘土矿物、其他一些胶体物质）新矿物（粘土矿物、其他一些胶体物质）有机炭有机炭3、矿物分类：a、碎屑矿物。主要来自原岩的 原生矿物碎屑，如石英、长石、云母等一些耐磨损抗风化性较强和稳定的矿物。b、粘土矿物。是原岩经风化分解后而生成的次生矿物，如高岭石、蒙脱石、水云母等。c、化学沉积矿物。是经化学沉积或生物化学作用而形成的矿物，如方解石、白云石、石膏、铁盐、铁和锰的氧化物或氢氧化物。d、有机质及生物残骸。是由生物残骸或经

6、有机化学变化而成的矿物，如贝壳、硅藻土、泥炭、石油等。4.沉积物的颜色沉积物的颜色 颜色颜色 色色 素素 环环 境境黑色黑色 含有机质或分散状含有机质或分散状FeS2 强还原环境强还原环境红色红色 含有含有Fe3+炎热气候，强氧化环境炎热气候，强氧化环境绿色绿色 含有含有Fe2+或或Fe2+Fe3+的硅酸的硅酸 温和的中等环境温和的中等环境 盐（如海绿石、绿泥石）盐（如海绿石、绿泥石）兰色、青色兰色、青色 含蓝铜矿、石膏、石盐、含蓝铜矿、石膏、石盐、通常显示干旱环境通常显示干旱环境 天青石等天青石等紫色紫色 含氧化铁及氧化锰含氧化铁及氧化锰白色白色 不含色素不含色素5.结构特征结构特征1）碎屑

7、结构：）碎屑结构：A.粒度：砾（粒度：砾（2mm）（砾状结构）、砂）（砾状结构）、砂（20.05mm）（砂粒结构）（砂粒结构)、粉砂、粉砂（0.050.005mm）(粉砂状结构）粉砂状结构）B.分选度：不同粒径的碎屑颗粒含量的概率分布分选度：不同粒径的碎屑颗粒含量的概率分布 C.磨圆度：碎屑颗粒的圆化程度，即棱角的磨圆程度。磨圆度：碎屑颗粒的圆化程度，即棱角的磨圆程度。分棱角状、次棱角状、次圆状、圆状和极圆状分棱角状、次棱角状、次圆状、圆状和极圆状2）泥质结构）泥质结构 粘土（粘土（0.005mm）3）结晶结构（化学结构）结晶结构（化学结构）由化学沉淀或胶体重结由化学沉淀或胶体重结晶所形成的结

8、构，其中又可分鲕状、结核状、纤晶所形成的结构，其中又可分鲕状、结核状、纤维状、致密块状和粒状结构等。维状、致密块状和粒状结构等。4）生物结构）生物结构 生物遗体所组成的结构，如生物遗体所组成的结构，如 生物碎屑生物碎屑结构、贝壳结构。结构、贝壳结构。砾岩角砾岩石英砂岩绿泥石细砂岩炭质页岩(泥质结构)粘土岩(高岭石)灰岩(结晶结构)豹皮状灰岩鲕状灰岩竹叶状灰岩竹叶状灰岩条带灰岩6.构造特征构造特征1）层理构造）层理构造沉积岩在形成过程中由于沉积环境的改变,所引起沉积物成分、颜色、结构等沿垂直方向发生变化（周期性的交替或者出现沉积间断）而表现出来的成层特征。v细层层理的最小单位，成分很均一，是在一

9、定条件下同时同时形成形成的。v层系许多成分、结构、厚度和产状都相似的细层组成一个层系，他是在相同沉积条件下连续性形成的。v层层理的基本单位，成分、颜色、结构基本一致，上下有层面，是在较大区域内一个基本稳定的环境下形成的。层内反映连续性变化，层间反映突然变化。（注意层理和层面的差别，层理不一定有层面，只是指的沉积岩具有的成层性特征）图4-4 层理的组成单位及有关术语A.细层；B.层系；C.层系组沉积层理砂岩常见的层理构造常见的层理构造图4-5 层理的基本类型图4-6 斜层理的术语沉积岩的水平层理沉积岩的水平层理(塔里木盆地北缘塔里木盆地北缘)沉积岩的水平层理沉积岩的水平层理 (美国科罗拉多美国科

10、罗拉多)交错层理交错层理(多向浅水流多向浅水流)单流向斜层理单流向斜层理单流向斜层理单流向斜层理(新疆拜城新疆拜城新疆拜城新疆拜城)2）层面构造）层面构造A.波痕波痕 流水波痕：单向水流形成，一般不对称，陡坡倾向指示流流水波痕：单向水流形成，一般不对称，陡坡倾向指示流向向浪成波痕：波浪作用形成，多数对称，峰尖谷圆浪成波痕：波浪作用形成，多数对称，峰尖谷圆风成波痕：风力作用形成，不对称，波峰和波谷均圆滑风成波痕：风力作用形成，不对称，波峰和波谷均圆滑B.泥裂泥裂未固结的细粒沉积物露出水面，遭爆晒而干涸收未固结的细粒沉积物露出水面，遭爆晒而干涸收缩，形成的多边形裂缝。缩，形成的多边形裂缝。C.雨痕

11、雨痕雨滴落在松软的泥质沉积物表面上所形成的圆形雨滴落在松软的泥质沉积物表面上所形成的圆形或椭圆形凹穴。或椭圆形凹穴。图4-8 波痕的形态要素波痕波痕(南京湖山南京湖山C C1 1g)g)缝合线缝合线缝合线缝合线 StyloliteStyloliteStyloliteStylolite(湖南始兴湖南始兴湖南始兴湖南始兴)岩层中的锯齿状曲线，与岩层中的锯齿状曲线，与层面平行层面平行 图4-9 泥裂及其形成过程泥裂图4-10 雨痕3）化学成因的构造）化学成因的构造 结核结核成分、结构、颜色与围岩有显著差异的矿物集合成分、结构、颜色与围岩有显著差异的矿物集合体，是成岩阶段物质重新分配的结果，多呈球状、

12、椭球状体，是成岩阶段物质重新分配的结果，多呈球状、椭球状或不规则团块状。根据成分可分为：钙质结核、硅质结核、或不规则团块状。根据成分可分为：钙质结核、硅质结核、泥质结核和铁质结核。泥质结核和铁质结核。4）生物成因的构造）生物成因的构造 叠层石叠层石由蓝绿藻类分泌的粘液捕获粘结砂、粉砂、由蓝绿藻类分泌的粘液捕获粘结砂、粉砂、泥级颗粒或晶体而组成的一种纹层构造。由富藻纹层和富泥级颗粒或晶体而组成的一种纹层构造。由富藻纹层和富屑纹层（屑主要是碳酸盐沉积物）相间组成屑纹层（屑主要是碳酸盐沉积物）相间组成 铁质结核图4-11 叠层构造的各种形状5)、化石：在沉积岩中常见到古代动植物的遗骸和痕迹，经化石交

13、代作用保存下来的称化石。常沿层理面平行排列分布。5.沉积物的颜色沉积物的颜色 颜色颜色 色色 素素 环环 境境黑色黑色 含有机质或分散状含有机质或分散状FeS2 强还原环境强还原环境红色红色 含有含有Fe3+炎热气候，强氧化环境炎热气候，强氧化环境绿色绿色 含有含有Fe2+或或Fe2+Fe3+的硅酸的硅酸 温和的中等环境温和的中等环境 盐（如海绿石、绿泥石）盐（如海绿石、绿泥石）兰色、青色兰色、青色 含蓝铜矿、石膏、石盐、含蓝铜矿、石膏、石盐、通常显示干旱环境通常显示干旱环境 天青石等天青石等紫色紫色 含氧化铁及氧化锰含氧化铁及氧化锰白色白色 不含色素不含色素四、沉积岩的分类四、沉积岩的分类沉

14、积岩简易鉴别方法及常见沉积岩碎屑岩类：鉴定时要求对碎屑的大小、形状、成分、数量、胶结物的性质及胶结方式进行研究。由50%以上的直径大于2mm的颗粒碎屑组成。其中滚圆度较好的砾石、卵石胶结而成的称为砾岩；由带棱角的角砾石、碎石 胶结而成的称角砾岩.砾岩角砾岩石英砂岩砂岩：由50%以上的砂粒胶结而成，石英砂岩中石英含量大于95%以上，一般为硅质胶结，呈白色，质地坚硬。粘土岩类鉴别特征：颜色单一，为粘土质结构，质地均匀细腻。一般粘土岩吸水性强，遇水后易于软化，具有可塑性和膨胀性。分类：页岩；层理清晰，能沿层理分成薄片，风化后呈碎片状 泥岩：则层理不清晰，风化后碎块状。炭质页岩(泥质结构)泥岩高岭石粘土岩化学岩及生物化学岩类：鉴定特征：颜色单一，往往反映所含杂质的颜色。结构常有致密结构，结晶结构、鲕状结构和竹叶状结构。主要为碳酸盐。灰岩(结晶结构)：主要化学成分为碳酸钙，矿物成分以结晶的细粒方解石为主。颜色为深灰色、浅灰。