chp02-2 沉积岩

第二节沉积岩Sedimentary rock

风化作用Weathering

•风化作用

在地表环境作用下，岩石内部结构、构造、成分发生分解，整体坚固的岩石发生破裂、变成碎屑及其他矿物质的过程。

•风化产物-碎屑物、溶解质、难溶物质

•风化壳

风化产物残留原地覆盖于母岩表面构成的地壳的疏松表层

风化作用类型

•物理风化Physical weathering

温差——昼夜、季节、荒漠、沙漠

冰裂——高寒（高纬、高山）

•物理风化产物

岩石破裂、破碎，未发生物质成分变化

球状风化

•化学风化Chemical weathering

溶解——溶质分散于溶剂之中

水化——水分子加入至矿物晶体结构中

水解——化合物与水反应而产生的分解作用氧化——物质与氧反应（水、空气中游离氧）

•生物风化Biological weathering ¾生物物理风化

¾生物化学风化

岩石的稳定性Stability

——抗风化能力

•矿物抗风化能力

不稳定：角闪石、辉石、橄榄石、钙长石、方解石、石膏等

稳定：白云母、正长石、酸性斜长石

极稳定：石英

•岩石抗风化能力

弱：岩浆岩

强：沉积岩

侵蚀、搬运、沉积

•侵蚀——水、风等动力将岩屑、溶解质脱离原岩区•搬运——受侵蚀物质被水、风转移到其他区域•沉积——被搬运的物质最终在适当的区域停积下来

成岩作用

Sedimentary Rock Formation •压固作用——重力

¾孔隙度减少，密度加大，水分排出

•脱水作用——压力与温度

¾排出沉积物颗粒间的附着水，

¾使胶体矿物和某些含水矿物脱失而形成新矿物

Fe2O3·nH2O（褐铁矿）变为赤铁矿（Fe2O3）

石膏（CaSO4·2H2O）变为硬石膏（CaSO4）

•胶结作用——硅质、钙质、铁质、泥质

¾是碎屑岩的主要成岩方式

•重结晶作用——压力与温度

¾物质质点重新排列

2.沉积岩的特征

Characteristics of Sedimentary Rocks •沉积岩的成分Composition

¾化学成分

基本成分与岩浆岩相似

但也有明显不同

–含Fe

2O

3

多于FeO

–富含H

2O、CO

2

–含较多有机质成分

¾矿物成分

暗色矿物少见

抗风化能力强的矿物富集

特有矿物

–溶解沉积矿物：方解石、白云石、石膏等

–水解矿物：粘土矿物（高岭土、蒙脱石）、褐铁矿等

–有机质：煤炭

•沉积岩的颜色Color

¾继承色

取决于碎屑矿物的矿物成分

¾自生色

取决于沉积和成岩阶段形成的自生矿物的颜色

–如，含Fe3+的页岩呈红色或黄褐色

¾次生色

风化作用过程中，原生色发生变化而形成

¾颜色与岩石的化学成分及沉积环境均有关

灰色、黑色——含有机质、分散状硫化铁，形成于还原条

件下

红色、褐红色、黄褐色——含铁的氧化物或氢氧化物，形

成于氧化环境

•沉积岩的结构Texture

指沉积岩的组成物质的形状、大小和结晶程度。

它反映成岩环境。

¾碎屑结构

岩石的组成物质为机械沉积的碎屑物。

砾状结构——粒径> 2 mm

砂状结构——粒径2 ~ 0.05 mm

粉砂状结构——粒径0.05 ~ 0.005 mm

¾泥质结构——粒径< 0.005 mm

¾化学结构和生物结构

由化学作用或生物化学作用而成

磨圆度

•棱角状

•次棱角状

•次圆状

•圆状

•极圆状

砾状结构——砾岩

砂状结构——砂岩

砂状碎屑结构显微照片

Plymouth Rock

Agra Fort, India

化学结构——石灰岩

鲕状灰岩

生物结构——泥灰岩

•沉积岩的构造Structure

指沉积岩在形成时岩石中的各个组成部分的空间分布

和排列形式

¾层理Stratification

沉积物在垂直方向由于成分、颜色、结构的不同，而形成层

状构造

层理的厚度

–块状层（层厚＞100cm）、厚层（50—100cm）、中厚层

（10—50cm）、薄层（1—10cm）、微层（页片层，0.1—

1cm）

层理的形态

–水平层理和斜层理

层理的颗粒粗细分异

–粒序层理和块状层理

水平层理

斜层理

斜层理

•层面构造

¾波痕

¾干裂

¾雨痕

¾生物痕迹

•结核

¾原生结核

在沉积过程中形成

¾次生结核

岩石形成以后，含矿质深液渗入，围绕某些中心

沉淀，或者与岩石中某些物质交代而成

•生物化石

３、沉积岩的分类与常见沉积岩Classification and Common Sedimentary Rocks •碎屑岩Clastic rock

¾砾岩、角砾岩：2mm以上的碎屑（含量大于

50％）组成的岩石

¾砂岩：2—0.05 mm

¾粉砂岩：0.05—0.005 mm

¾粘土岩：< 0.005mm

页岩

泥岩