1 沉积岩绪论
沉积岩绪论
围绕这些重大科
学问题出现了一
系列的“假说”和 观点。其中有关 新生代变冷: “高原说”认为青
铁假说
风化说 高原说 CO2
藏高原隆升通过
对大气环流格局等的改变是导致新生代气候恶化的主要原因;而 “风化说”则强调大陆山脉(如青藏高原)加速抬升,引起了全球 大陆化学风化速率的加快,使大气中CO2含量下降,导致全球变冷, 部分地区变干;“铁假说”则认为风从亚洲陆地的干旱区裸露的地 表吹扬起大量的风尘,落入海洋,粉尘携带的铁等元素提高生物产 率,而微生物的繁殖需要大量吸收大气中的CO2,从而导致海洋对 大气CO2吸收的增加,促使全球温度下降。这些假说一方面将亚洲 地区的地质环境变化推到全球古气候学研究的特殊重要位置,
②在地质历时史期中延续的时间极长。
③记录着地球发展和演化、生命起源和进化的宝贵资料。
(三)学科性质
①是地球科学的主要基础学科 ②与地学多学科交叉:储层沉积学、有机地球化学、层 序地层学、构造地层学、大地构造沉积学、事件沉积学、 测井沉积学、沉积盆地分析学、资源沉积学等
兰州大学重点课程——沉积岩岩石学
③与多学科的交叉
学 习 沉 积 岩 石 学 的 意 义
大陆动力沉积学 沉积动力学 环境磁学
物理学
化学学
沉积地球化学
沉 积 岩 石 学
资源沉积学
生物学 微体古生物学 土壤沉积学 地理学 地貌沉积学 环境沉积学
天文学
全球旋回地层学
天文地层学
二、沉积岩的基本特征
1、化学成分特点
沉积岩和岩浆岩的平均化学成分比较接近,但是
①分布广泛:沉积岩是在地表或近地表的条件下形成的, 它占据了地球表面的大部分面积。大陆表面75%的面积是 沉积岩盖层,海洋中除了海底火山喷发形成的海山之外, 几乎全部为沉积岩和沉积物所覆盖。
地质大沉积岩石学课件01绪论
Sedimentary petrology
讲课内容
1.第一讲: 绪论
2.第二讲:沉积岩的形成过程 3.第三讲:沉积岩的构造特征
4.第四讲:他生沉积岩 5.第五讲:自生沉积岩
第一讲 绪 论
1. 沉积岩(Sedimentary rock)
2. 沉积岩石学(Sedimentary Petrology) 3. 沉积学(Sedimentology)
沉积岩是在表生(带)环境条件下,由沉积作用形成的沉积物,在逐渐 被埋藏过程中经成岩改造而成的成层岩石。它是三大类岩石(岩浆岩、 沉积岩和变质岩)之一,出露面积最广(75%).
表生带及其特点
——处于地壳表层,包括大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以 及岩石圈的上层。它是包围地球表面的一个圈层,是沉积岩的形 成场所,可称沉积岩生成圈或沉积圈。
沉积岩学习的基本要求
(1)正确全面理解基本概念; (2)系统掌握陆源碎屑岩和碳酸盐岩岩石的形成(风化、搬 运沉积、成岩)过程; (3)掌握陆源碎屑岩、碳酸盐岩和硅质岩岩石的基本特征, 熟知分类方案,了解其分类原则,掌握代表性岩石的岩石特征; (4)结合野外(宏观)和室内工作(微观)鉴别在成分上或 结构上相似的岩浆岩和沉积岩; (5)初步学会分析某种沉积岩形成水动力条件的方法与思路
特点
1)常温和常压:(<150~200 OC; 1-20 atm)
2)水和大气作用为主:水成岩、冰碛岩、风成岩
3)生物及生物化学作用参与:
A)生物的生命活动制造沉积岩的原始产物(如:粪粒、生物凿洞 产生的团粒等及生条件,促使某 些化学物质的沉淀和自生矿物的形成。 C)生物遗体直接堆积成岩石,如生物礁灰岩、生屑灰岩和煤等;
4. 沉积环境(depositional environment) 5. 沉积相(Sedimentary facies)
岩石学(沉积岩部分)
第二篇沉积岩第一章总论1.1概述1.1.1)沉积岩的定义沉积岩是地壳表层常温常压下条件下,由风化产物、深部来源物质、有机物质及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。
分布最广的是泥质岩、砂岩和碳酸盐岩。
1.2 沉积岩的形成作用分为几个阶段:沉积物质的来源-沉积原始物质的形成阶段;沉积岩原始物质的搬运和沉积作用阶段;沉积物质的同生、成岩作用和沉积岩的后生作用阶段。
1.2.1)沉积物质的形成作用阶段1)母岩风化作用形成的沉积物-陆源碎屑物及粘土物质2)生物成因的沉积物-生物残骸及有机质3)深部来源的沉积物-火山碎屑物、深部来的卤水、温泉水、喷气物质等4)宇宙来源的沉积物-陨石及宇宙尘埃以下以1)介绍:1.2.1.1)风化作用地壳表层的岩石,在水、空气、太阳能以及生物的作用和影响下,发生机械破碎和化学变化的作用。
分为物理、化学、生物风化作用。
1.2.2)沉积物的搬运和沉积作用母岩风化的产物有碎屑物质、粘土物质和溶解物质三类。
搬运方式有机械搬运、化学搬运和生物搬运。
沉积的分异作用:沉积岩的原始物质经过搬运、沉积而分化为比较简单的沉积物类型的作用。
1.2.3)沉积期后的变化和作用1.2.3.1)阶段划分:同生阶段、成岩阶段、后生阶段、退后阶段。
同生阶段:指沉积物沉积于水底,它与水体的底层水之间所发生的反应和变化的总过程。
成岩阶段:指沉积物上面被新的沉积物覆盖后,所遭受的一切物理的和化学的变化,并使松散的沉积物转变成固结岩石的过程。
后生阶段:指沉积物固结成岩石之后,至变质作用发生前一切作用。
退后阶段:埋藏较深的岩层,被抬升到潜水面以下,在常温常压条件下,在渗透水和浅部地下水影响下所发生的变化的时期。
1.2.3.2)主要的沉积期后的变化:。
压溶作用、压实作用、胶体的陈化及重结晶作用、交代作用、结核的形成、自生矿物的形成、胶结作用1.3 沉积岩的一般特征1.3.1)化学成分特征由于沉积岩的原始物质主要来源于岩浆岩,故其平均化学成分与岩浆岩的总平均化学成分很相似。
《沉积岩石学》第一章 绪论
(2)快速发展成熟阶段(1940-1980)
1948-1968:克里宁、福克等相继提出了新的 砂岩分类方案
1959-1971:福克、邓哈姆等相继提出了新 的碳酸盐岩分类方案
建立了各种沉积相的相模式 事件沉积作用
浊流沉积和浊积岩 风暴沉积和风暴岩 震积作用和震积岩 等深流沉积和等深岩 热水沉积 成岩作用研究
地球表层: 大气圈下层、 水圈 —沉积岩生成圈
地球表层的特点是什么?
---低温、低压、有生命活动
沉积岩:在地球表层,由母岩的风化产物、有机物质、 火山物质等,经搬运作用、沉积作用以及成岩作用而 形成的一类岩石。
“地球表层”的特征(低温、低压): 1、温度:地表温度,-70 ℃ ~85 ℃,一般- 30 ℃ ~40 ℃。 2、压力:地表压力,大部在0.1-2MP(1-20atm)的范围内,可达1000atm。 3、水和大气的作用活跃:水和大气是母岩风化的主要营力,也是母岩风化 产物以及火山物质等搬运的主要介质。没有水和大气,就没有沉积岩。 4、生物作用和生物化学作用活跃:生物作用和生物化学作用也是沉积岩形 成的重要因素。
非可燃生物岩
沉积岩与岩浆岩和变质岩 有何不同?如何区分?
岩石类型
三大类岩石之间的主要区别特征
成因
矿物成分 结构与构造
化石 其它
沉积岩 岩浆岩 变质岩
风化产物在地 表搬运沉积形 成
岩浆冷凝形成
暗色矿物极 少见,特有 矿物(粘土 矿物、海绿 石等)
暗色矿物常 见
颗粒磨圆;层 理发育
颗粒棱角状; 块状,气孔杏 仁,流纹,柱 状节理
三大类岩石关系
三、沉积岩的分布
三、沉积岩的分布
沉积岩主要分布在地壳的上部和表层部分。
1绪论
沉积岩石学的历史、 第二节 沉积岩石学的历史、 现状与发展趋势 一、历史与现状 (History and present state) )
人类对于沉积岩的认识和利用, 人类对于沉积岩的认识和利用,早在石器 时代就开始了。 时代就开始了。 18世纪下半叶,近代地质学建立的初期, 世纪下半叶,近代地质学建立的初期, 发生了水成学派(德国Werner A. G.,1749~1817) 与火成学派 (英国Hutton J.,1726~1797)的大论 战。 19世纪后半叶,沉积岩石学作为一门独立 世纪后半叶, 的 地 质 学 科 出 现 。 1850 年 英 国 地 质 学 家 索 比 (Sorby,1826~1908)首先使用显微镜研究沉积岩, 首先使用显微镜研究沉积岩, 微观, 沉积岩的研究由宏观--微观,这是一个革命性的 发展。 发展。
二、我国沉积岩石学的历史与 是在国外沉积岩石学及沉积学 的影响下才逐步发展起来的。 的影响下才逐步发展起来的。
1949年以前,主要学习英美50年代以前的 年以前, 著作, 著作,成果不大 。 1949以后(解放初期),主要学习苏联 以后(解放初期) 1961年北京石油学院岩矿教研室编写出版 了我国第一本沉积学方面的教科书 ——《 沉积 岩石学》 岩石学》 20世纪70年代初期,一些学者开始翻译引 年代初期, 进国外先进的沉积学专著
地壳表层特征: 地壳表层特征:
最高:非洲中部达 ℃ 最高:非洲中部达85℃ 最低:北极(俄罗斯西北利亚北部 俄罗斯西北利亚北部)-70℃ 最低:北极 俄罗斯西北利亚北部 ℃ 地表最大温差: 地表最大温差:150~160℃± ℃
温度: 温度:为常温
地壳表层特征: 地壳表层特征:
海平面: 山区∠ 海平面:1atm 山区∠1 atm 随水增加、压力增加。(通常每增加10m就增加一个大气压:1 atm)。 。(通常每增加 就增加一个大气压: 随水增加、压力增加。(通常每增加 就增加一个大气压 )。 最深海约11000m,其压力达 以上。 最深海约 ,其压力达1000 atm以上。 以上 但绝大部分沉积形成的水深在200m以内,压力在1~20 atm范围内。 以内,压力在 范围内。 但绝大部分沉积形成的水深在 以内 范围内
沉积岩 绪论
沉积岩第一章绪论第一节沉积岩的概念及其基本特征一、沉积岩的概念沉积岩:是组成岩石圈的三大类岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)之一,它是在地壳表层条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等原始物质成分,经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。
二、沉积岩形成条件及形成环境特征:1、沉积岩主要是外动力地质作用的产物,形成并稳定在地壳表层环境中地表条件下温度不高,压力不大,水和空气(氧)丰富并参与形成,生物作用普遍且强烈。
形成过程和机理相当复杂2、具有多种地表条件的烙印3、生物在沉积岩的形成过程有极其的作用与意义,沉积岩中有机物质(石油、天然气、泥碳、煤等)常见或单独形成岩石;4、具有特殊的极其多样复杂的沉积结构(如孔隙发育、生物结构、碎屑结构)与沉积构造(各种层理);5、形成过程中空间与时间的跨度很大,阶段性明显,分异作用普遍且可以十分彻底;6、事件沉积作用较常见且与正常沉积作用间互共生;7、在地壳中所占比例很小,但在地表却分布十分广泛岩石圈中沉积岩所占的百分比a以体积记:火成岩及变质岩95% 沉积岩5%b以面积计:火成岩及变质岩25% 沉积岩5%三、沉积岩的基本特征1、沉积岩的化学成分(对比火成岩)沉积岩Al2O3 Fe2O3含量略有降低二价金属含量降低明显碱金属降低二氧化碳、水含量急剧上升2、沉积岩的矿物成分a低温矿物:石英(34.8%)、玉髓、云母+绿泥石(20.4%)、长石(15.57%)b自生矿物:高岭石及其他粘土矿物(9.22%)、碳酸盐(13.63%)、石膏、碳质第二节、沉积岩石学的基本概念、研究内容和研究方法一、基本概念沉积岩石学:是研究沉积岩的物质成分、结构构造、分类以及研究沉积岩的形成过程、沉积环境及分布规律的一门科学。
(沉积岩石学=沉积岩+沉积相)二、主要研究内容1、沉积岩特征及分类命名:全面地研究沉积岩(物)的物质组分、沉积结构、沉积构造、分类命名、岩体产状和岩层之间的接触关系(岩类学)。
1 沉积岩绪论
45-52% 52-65% <9% 无或少量 0-20% 斜长石为主 斜长石
可含钾长石 辉石为主 橄榄石角闪 石少。 20-40% 角闪石为主 辉石黑云次 之。 20-40%
矿物 成分
碱性岩 平均 14% 无 钾长石为 主似长石
碱性辉石角 闪石为主富 铁云母 20%±
含有铀、 放射性--含有铀、钍、钾等放射性元素的矿物叫做 放射性矿物。由于放射性元素的蜕变而放出α、 、 粒子 放射性矿物。由于放射性元素的蜕变而放出 、β、γ粒子 或射线,同时释放出能量的现象,叫做放射性。 或射线,同时释放出能量的现象,叫做放射性。
其它物理性质:压电性、热电性、介电性、 其它物理性质:压电性、热电性、介电性、发光性
石油天然气在地壳三大岩石中均有分布, 石油天然气在地壳三大岩石中均有分布,但绝大多 数石油天然气赋存于沉积岩中。 数石油天然气赋存于沉积岩中。
矿物学基础知识
矿物( 矿物(mineral)是地壳中组成岩石的基本单位,是地 )是地壳中组成岩石的基本单位, 质作用形成的单质或化合物, 质作用形成的单质或化合物,它具有一定的化学成分和物 理性质。 理性质。 绝大多数矿物是固体,也有少量呈液体状态。 绝大多数矿物是固体,也有少量呈液体状态。固体矿 固体 物按其内部构造可分为结晶质矿物 非晶质矿物。 结晶质矿物和 物按其内部构造可分为结晶质矿物和非晶质矿物。结晶质 矿物是指矿物不仅具有一定的化学成分, 矿物是指矿物不仅具有一定的化学成分,而且组成矿物的 质点(原子和离子)按一定方式作规则排列。 质点(原子和离子)按一定方式作规则排列。非晶质矿物 是指矿物的质点不作规则排列。 是指矿物的质点不作规则排列。 矿物的形态,颜色与条痕,光泽,透明度,解理与断口, 矿物的形态,颜色与条痕,光泽,透明度,解理与断口, 硬度,比重,磁性,导电率,放射性,可溶性。 硬度,比重,磁性,导电率,放射性,可溶性。
沉积岩绪论 第一章
沉积岩的研究意义
有些沉积岩本身就是多种工业原料或辅助原料
石灰岩建筑材料、冶金用添加剂、水泥和人造纤维 的主要原料;
白云岩建筑材料、冶金用添加剂、镁质耐火材料; 粘土岩按性质不同可作为耐火材料、陶瓷原料、钻 井液原料、吸收剂、填充剂和净化剂等
沉积石英砂岩或石英砂可作为玻璃原料等
沉积岩的研究意义
3、与大型水利工程、港口、国防军事等建设密切相关
云母+绿泥石 氧化铁矿物 玉 髓 粘土矿物 碳酸盐矿物 石 碳 其 膏 质 它
沉积岩的一般特征
高温矿物少见
无橄榄石、辉石、角闪石 形成于岩浆结晶早期高温,在地表常温常压条件下不稳定
低温矿物富集
富石英、钾长石、钠长石 形成于岩浆结晶晚期低温,与地表温压条件相似
自生矿物
各种盐类、氧化物、氢氧化物、粘土矿物、碳酸盐矿物 形成于地表常温常压环境,稳定于地表条件
4 沉积岩的物质组成:
母岩的风化产物 火山作用物质 生物作用有机物质 来自宇宙物质(陨石、尘埃)等
沉积岩的基本概念
5 形成过程
搬运和沉积作用 成岩作用 搬运介质主要是水和风、冰川、生物等 沉积方式主要以机械沉积和化学沉积为主 只有经过搬运沉积作用形成的岩石才能归属于沉 积岩 成岩作用:以压实、固结和胶结作用为主
通过沉积岩(学)研究可以寻找地下蓄水层,解 决水库、大型水坝、电站、港口和河流的冲淤及土壤 的侵蚀、地基的牢固性等问题 在国防上军港设计、潜艇和海底导弹基底的建设 等均与沉积岩(物)的研究密切相关
沉积岩的研究意义
4、油气勘探、开采、开发等问题的突破与沉积岩(学) 油气勘探领域的圈闭问题(由构造圈闭向隐蔽圈闭、 由盆地边缘向盆地腹地、由海岸浅海向半深海和深海的 转移等问题)、石油的二次采油向三次采油、减少地层 伤害、开采剩余油、提高采收率以效益为中心的转移等, 沉积岩(学)的研究正发挥重大的作用 5、与人类生存环境、灾害预警 沉积岩(学)的研究与人类生存和可持续发展密不 可分,地质灾害预测研究和环境保护中也正发挥着越来 越大的作用
沉积岩
第一篇总论第一章绪论第一节沉积岩的基本概念及基本特征1、沉积岩:在地壳表层的条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,经搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
第二节沉积岩石学的基本概念、研究内容及研究方法1、沉积岩石学:研究沉积岩的物质成分、结构构造、岩石类型、沉积物沉积作用和沉积物形成环境以及沉积岩分布规律的一门科学。
第三节沉积岩石学的历史、现状及发展趋势1、莱伊尔“将今论古”“比较地质学”2、英国地质学家索比是沉积岩石学的奠基人,是第一个用显微镜研究沉积岩的科学家。
3、1961年,北京石油学院矿物岩石教研室编写并出版了《沉积岩石学》,这是我国第一本沉积岩石学方面的教材。
第三节沉积岩的分类1、分类依据(冯增昭,1982,1992)沉积岩的形成作用。
2、具体类型:(1)主要由母岩(指原先存在的沉积岩。
岩浆岩和变质岩)风化物质组成的沉积岩,可细分为1)碎屑岩:砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩2)化学岩:碳酸盐岩,硫酸盐岩、卤化物、硅岩及其他化学岩;(2)主要由火山碎屑物质组成的沉积岩即火山碎屑岩;(3)主要由生物遗体组成的沉积岩,可细分为可燃生物岩和非可燃生物岩;(4)主要由宇宙物质来源组成的沉积岩。
第二章沉积岩的形成及演化第一节母岩的风化作用——沉积岩最原始物质的形成1、沉积岩的形成及演化的全部地质历史过程大致可分为以下几个阶段1)沉积岩原始物质(主要是母岩的风化产物)的形成过程);2)沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段(沉积物的形成阶段);3)沉积阶段(沉积物的形成阶段)、4)沉积后作用阶段(其中包括沉积物的同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段以及沉积岩的后生作用阶段)。
2、风化作用:地壳表层岩石的一种破坏作用。
3、风化作用按性质可分为:物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。
4、物理风化作用:岩石主要发生机械破碎,而化学成分不改变的风化作用。
主要因素:温度的变化,晶体的生长,重力作用,生物的生命活动,水、冰及风的破坏作用。
沉积岩课件
(二)沉积岩的分布:Fra bibliotek主要分布在岩石圈上部和表层部分,占陆地面 积3/4,占岩石圈5%(岩石圈95%为岩浆岩和变质 岩)。 沉积岩在地壳表层的具体厚度变化很大,有的 地方可达几十公里,有的地方很薄,甚至直接出 露着岩浆岩和变质岩。
现代和古代沉积物大量沉积的场所是大陆边缘 和大陆内部的拗陷带。
(三)分类:
组成地壳的岩石可分为三大类:岩浆岩、变质 岩、沉积岩
二、岩浆岩和变质岩: (一)岩浆岩:由岩浆冷却凝固形成的岩石称 为岩浆岩。
岩浆是在地下深处形成的、含有挥发物质的、 高温、高压、炽热而粘稠的硅酸盐熔融体。其中的 造岩组分(氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、钛、 锰)和地壳中主要化学元素的克拉克值相近。
2 、压力:一般说来,绝大部分沉积岩形成的压力在 0.1 ~2Mpa的范围内(即小于200米水深)。 3、水和大气的作用:水和风在母岩的风化,碎屑搬运 和沉积中都起作用。 4 、生物作用及生物化学作用:生物作用和生物化学作 用也是沉积岩形成的重要因素。如生物礁石灰岩、硅藻岩 和煤等,主要是由生物遗体形成的。 5、事件沉积作用:如沉积物重力流和浊积岩、风暴沉 积作用和风暴岩、洪水沉积作用和洪水岩等。它们与其他 正常沉积作用和沉积岩共生在一起。
7、普通角闪石:Ca2Na (Mg,Fe)4( Al, Fe)[( Si, Al)4 O11](OH)2 8、橄榄石:(Mg,Fe)2 SiO4 9、方解石:CaCO3 10、白云石:CaMg(CO3 )2 11、褐铁矿:Fe2O3· nH2O 12、赤铁矿: Fe2O3
(三)组成地壳的岩石:
由地质作用将一种或一种以上的矿物,按照一 定的规律组合起来的集合体就是岩石。
1、岩浆岩的基本类型:
2、鲍文反应系列:
岩石学(沉积岩部分)
第二篇沉积岩第一章总论1.1概述1.1.1)沉积岩的定义沉积岩是地壳表层常温常压下条件下,由风化产物、深部来源物质、有机物质及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。
分布最广的是泥质岩、砂岩和碳酸盐岩。
1.2 沉积岩的形成作用分为几个阶段:沉积物质的来源-沉积原始物质的形成阶段;沉积岩原始物质的搬运和沉积作用阶段;沉积物质的同生、成岩作用和沉积岩的后生作用阶段。
1.2.1)沉积物质的形成作用阶段1)母岩风化作用形成的沉积物-陆源碎屑物及粘土物质2)生物成因的沉积物-生物残骸及有机质3)深部来源的沉积物-火山碎屑物、深部来的卤水、温泉水、喷气物质等4)宇宙来源的沉积物-陨石及宇宙尘埃以下以1)介绍:1.2.1.1)风化作用地壳表层的岩石,在水、空气、太阳能以及生物的作用和影响下,发生机械破碎和化学变化的作用。
分为物理、化学、生物风化作用。
1.2.2)沉积物的搬运和沉积作用母岩风化的产物有碎屑物质、粘土物质和溶解物质三类。
搬运方式有机械搬运、化学搬运和生物搬运。
沉积的分异作用:沉积岩的原始物质经过搬运、沉积而分化为比较简单的沉积物类型的作用。
1.2.3)沉积期后的变化和作用1.2.3.1)阶段划分:同生阶段、成岩阶段、后生阶段、退后阶段。
同生阶段:指沉积物沉积于水底,它与水体的底层水之间所发生的反应和变化的总过程。
成岩阶段:指沉积物上面被新的沉积物覆盖后,所遭受的一切物理的和化学的变化,并使松散的沉积物转变成固结岩石的过程。
后生阶段:指沉积物固结成岩石之后,至变质作用发生前一切作用。
退后阶段:埋藏较深的岩层,被抬升到潜水面以下,在常温常压条件下,在渗透水和浅部地下水影响下所发生的变化的时期。
1.2.3.2)主要的沉积期后的变化:。
压溶作用、压实作用、胶体的陈化及重结晶作用、交代作用、结核的形成、自生矿物的形成、胶结作用1.3 沉积岩的一般特征1.3.1)化学成分特征由于沉积岩的原始物质主要来源于岩浆岩,故其平均化学成分与岩浆岩的总平均化学成分很相似。
沉积岩石学第一章
第一篇总论第一章绪论一、沉积岩的基本概念及基本特征1、沉积岩概念沉积岩:是在地壳表层的条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,经搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石(岩浆岩、变质岩、沉积岩)之一。
2、“地壳表层”地壳表层是指大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层。
这是包围地球表面的一个圈层。
沉积岩就生成在这个层圈中。
所以可以把它称作沉积岩生成圈或沉积圈。
3、“地壳表层条件”1)、温度:地壳表层的温度变化范围不大。
非洲中部地表最高温度可达85℃,俄罗斯西伯利亚北部勒拿河右岸北极圈内的维尔霍扬斯克最低温度达-70℃。
地表的最大温差150—160℃左右。
2)、压力:海平面的压力为1atm,山区不到1atm, 200m水深的浅海海底压力约为20atm,最深海海底的压力约为1000atm以上。
绝大部沉积岩形成的压力在1~20atm的范围内。
3)、水和大气的作用:水和大气是母岩风化的主要营力,也是母岩风化产物以及火山物质等搬运的主要介质;绝大多数沉积岩都是在水体中沉积的,所以有些人把沉积岩称作“水成岩”。
其实水成岩只是沉积岩的一部分,还有主要由风作用形成的“风成岩”和主要由冰川作用形成的“冰碛岩”。
4)、生物作用和生物化学作用:生物作用和生物化学作用也是沉积岩形成的重要因素。
生物礁石灰岩、硅藻岩和煤等主要是由生物遗体形成的,此即所谓的“生物岩”。
有些沉积岩是在生物作用的影响下或参与下,通过生物化学作用形成的,则称为“生物化学岩”。
5)、事件沉积作用:目前已发现的事件沉积作用及其岩石类型,如沉积物重力流和浊积岩、风暴沉积作用和风暴岩、洪水沉积作用和洪水岩、等深流沉积作用和等深积岩、地震沉积作用和震积岩、火山爆发—沉积作用和火山碎屑沉积岩以及陨石雨作用和陨石岩等。
它们与其它正常沉积作用和沉积岩共生在一起。
二、沉积岩的分布1、沉积岩的分布1沉积岩在地壳表层分布甚广,陆地面积的大约3/4为沉积物(岩)所覆盖着,而海底的面积几乎全部被沉积物(岩)所覆盖。
沉积岩总论第一章
(3) 搬运结果 随搬运距离加长,沉积物粒度变细,圆度和球度增高,分选变好, 稳定矿物增加
2. 在水盆地中搬运和沉积
(1) 水盆地——海洋、泻湖、湖泊 (2) 海水盆地中的动力 波浪——波浪大小取决于风的强度和潮汐。发生在浅海浪基面以下, 垂直或平行于海岸方向。在沉积物表面造成对称或不对称的 波纹。 海流——常搬运悬浮物质、溶解物质,主要在大陆架地区 潮汐—— (3) 结果
沉积作用是指原始物质在地表的搬运和堆积,有 时也特指被搬运物质的“沉降”或“静止”这个 具体行为。
1. 少量残留原地,大部分由水,风,冰搬运——进入沉积盆地 2. 碎屑物质——机械搬运和沉积 3. 溶解物质——化学搬运和沉积
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
按照搬运介质与环境不同,分为在流水中,水盆地中,风,冰川、浊流中搬运
2. Fe, Mg矿物:稳定性Ol<Py<Am Ol, Py, Am + CO3- ——分解出氧离子,Ca2+, Mg2+, Fe2+, 被水带走
氧化 —— Fe2+ Fe3+ ,形成氧化铁矿物(红-褐-棕色)
3. 石英(Q): 最稳定,只机械破碎,不易溶解 4. 云母类: Bi 含水的氧化铁矿物、粘土矿物 5. 粘土矿物:地表条件下形成,只发生机械破碎,相对稳定 6. 碳酸盐矿物: 方解石(CaCO3) 在酸性水中易溶解,干燥时只物理风化 白云石(MgCO3)
7. 岩石的风化——与成分、结构、构造的关系
(1) 超基性,基性———中性———酸性 易风化—————————不易风化 (2) 砂岩,硅质岩难风化 (3) 粗粒容易,细粒难 (4) 具有板理、片理、层理的岩石易于风化
8. 决定矿物稳定性的因素 (1)矿物性质——成分、结构、物理性质 (2)外部条件——古地理、古气候
沉积岩总论
2、前苏联地区,按沉积作用与成分分类 ①什维佐夫 沉积岩分为: (Ⅰ)碎屑岩—机械作用 (Ⅱ)粘土岩—母岩分解与胶体沉淀 (Ⅲ)化学岩和生物化学岩 (Ⅳ)沉积岩及其它沉积,如碎屑岩—粘土岩的混和岩 ②鲁欣 (Ⅰ)基本类型:火山碎屑岩、碎屑岩、粘土岩、化学 与生物化学岩 (Ⅱ)沉积类型—由2-4种组分构成 (Ⅲ)附生类型—岩石中有特殊混入物
一些新的矿物,称之为自生矿 物。如石英、长石、方解石等。
三 沉积岩的构造
层状构造是沉积岩最典型的特征,是沉积岩最主要要 的构造特征,也是区别于岩浆岩、变质岩的主要标志 之一。
岩层:沉积岩的最基本单位,同一岩层具有基本均一的 成分、结构、构造和颜色。岩层之间的界面称为岩层面。 岩层按照厚度划分:
•块状层 >1m •厚层 0.5~1m •中厚层 0.5~0.1m •薄层:<0.1m
•机械分异作用——因沉积物粒度、形状、比重和搬运介质 性质和速度引起的分异作用 •化学分异作用——因溶解度等引起的分异作用
实例
砾 → 砂→ 粘土 金 → 黄铁矿→ 铬铁矿→ 石墨→ 琥珀
Al2O3 → Fe2O3→ MnO2→ SiO2nH2O→ FeCO3 → MnCO3 → CaCO3 → CaSO42H2O→NaCl → KCl (溶解度依次加大)
气候——高温、潮湿热带地区发育
地形——高差大则以物理风化为主,平原地区以化学风 化为主
2、风化作用的产物
风化作用的总趋势是使被改造的母岩发生物理的和
化学的变化,使母岩解体并产生在地表条件下稳定的、
新的物质成分。风化产物按性质可分三类: 碎屑物质 溶解物质 不溶残余物质。
3、常见造岩矿物在风化中的稳定性
1、机械搬运作用
•流水搬运——介质:流水(河流) 搬运能力:与流量有关 碎屑粒度:与流速(能量)有关 搬运方式:滚动、跳跃、悬浮搬运 •水盆地搬运——介质:波浪(海洋、湖泊),能量来自 波浪、潮汐及洋流等 搬运能力:与流量有关 碎屑粒度:与流速(能量)有关,近岸 大、远岸小 搬运方式:滚动、跳跃、悬浮搬运
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绪
论
(3)、Al2O3的含量 )、Al
岩浆岩中铝多以铝硅酸盐的形式出现 岩浆岩中铝多以铝硅酸盐的形式出现 中铝多以铝硅酸盐的形式 沉积岩中铝通常剩余而游离, 沉积岩中铝通常剩余而游离,是沉积岩的主要化学成分之一 中铝通常剩余而游离 沉积岩中Al 判别变质原岩有用) 大多数沉积岩中 大多数沉积岩中Al2O3>K2O+Na2O+CaO (判别变质原岩有用)
第三章-2砂岩的成岩作用 第三章砂岩的成岩作用( 学时实习课) 实习六 砂岩的成岩作用(2学时实习课)
第四章- 碳酸盐岩的主要岩石类型( 学时大课) 第四章-1 碳酸盐岩的主要岩石类型( 2学时大课) 碳酸盐岩的成分和结构( 学时实习课) 实习七 碳酸盐岩的成分和结构(2学时实习课) 碳酸盐岩的岩石类型( 学时实习课) 实习八 碳酸盐岩的岩石类型(4学时实习课) 第四章- 碳酸盐岩的成岩作用( 学时大课) 第四章-2 碳酸盐岩的成岩作用( 2学时大课) 其它内源岩( 学时大课) 第五章 其它内源岩( 1学时大课) 沉积环境和沉积相( 学时大课) 第六章 沉积环境和沉积相( 3学时大课) 综合实习( 学时) 综合实习(4学时) 考试( 学时) 考试(2学时)
1、沉积岩的化学成分
氧化物 SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K 2O P2O5 ZrO Cr2O3 CO2 H2O 其它 合计 沉 57.95 0.57 13.39 3.47 2.08 —— 2.65 5.89 1.13 2.86 0.13 —— —— 5.38 3.23 —— 98.73 积 岩 58.16 0.94 15.93 8.58 0.64 3.58 6.26 1.85 2.85 0.26 —— —— —— —— —— 99.01
绪
论
2)水和大气作用: 2)水和大气作用: 水和大气作用 绝大多数的沉积作用是在水中进行的 绝大多数的沉积作用是在水中进行的 大多数沉积物和沉积岩也是水中形成的 大多数沉积物和沉积岩也是水中形成的 水是母岩风化的主要地质营力 水是母岩风化的主要地质营力 母岩风化的主要 水也是风化产物 火山物质、宇宙物质等搬运和沉积的主要介质 风化产物、 水也是风化产物、火山物质、宇宙物质等搬运和沉积的主要介质 沉积岩曾认为都是“水成岩” 沉积岩曾认为都是“水成岩” 曾认为都是 大气中CO2、H2O也是沉积物和沉积岩形成的主要因素 大气中 也是沉积物和沉积岩形成的主要因素 对于母岩的破坏和沉积作用等都起着重要作用
绪
论
4、物质组成: 物质组成: 母岩的风化产物 火山作用物质 生物作用有机物质 来自宇宙物质(陨石、尘埃) 来自宇宙物质(陨石、尘埃)等 5、成岩方式: 成岩方式: 搬运作用 沉积作用 成岩作用- 成岩作用-压实固结
绪
论
沉积岩、岩浆岩、 沉积岩、岩浆岩、变质岩三大岩类岩石在成因上的关系
岩浆岩 变质岩 沉积岩 700-1300℃岩浆作用 00700-1300℃岩浆作用 2 00-900 ℃(1000 ℃ )变质作用 <200 ℃沉积成岩作用 固态岩石变质反应、变质重结晶、交代、变形、 固态岩石变质反应、变质重结晶、交代、变形、变质分异 压实固结 冷凝结晶
实习二:陆源碎屑岩的成分( 学时实习课) 实习二:陆源碎屑岩的成分(2学时实习课) 实习三:陆源碎屑岩的结构(2学时实习课) 实习三:陆源碎屑岩的结构( 学时实习课)
第三章- 陆源碎屑岩的主要岩石类型( 学时大课) 第三章-1 陆源碎屑岩的主要岩石类型( 2学时大课)
实习四:陆源碎屑岩的岩石类型标本( 学时实习课) 实习四:陆源碎屑岩的岩石类型标本(2学时实习课) 实习五:陆源碎屑岩的岩石类型薄片( 学时实习课) 实习五:陆源碎屑岩的岩石类型薄片(2学时实习课)
绪
论
一、沉积岩的基本概念 二、沉积岩的一般特征 三、沉积岩的研究意义 四、沉积岩的研究方法
一、沉积岩的基本概念
绪
论
岩浆岩、变质岩、沉积岩) 沉积岩是组成岩石圈的三大类 (岩浆岩、变质岩、沉积岩)岩 石之一。它是在地壳表层或地表不太深的地方, 石之一。它是在地壳表层或地表不太深的地方,在常温常压条件 由母岩(岩浆岩、变质岩、先成的沉积岩)的风化产物、 下,由母岩(岩浆岩、变质岩、先成的沉积岩)的风化产物、生 物来源的物质、火山物质、宇宙物质等原始物质,经过搬运作用、 物来源的物质、火山物质、宇宙物质等原始物质,经过搬运作用、 沉积作用以及成岩作用所形成的一类岩石。 沉积作用以及成岩作用所形成的一类岩石。 深入理解沉积岩的涵义 分布: 1、沉 积 岩 分布:沉积岩主要集中分布于地表 2、形 成 部 位:地壳表层或地表不太深的地方 3、形 成 条 件:在常温常压条件下 母岩的风化产物、火山作用物质、 4、物 质 组 成:母岩的风化产物、火山作用物质、生物作用 物质、来自宇宙物质(陨石、尘埃) 有机 物质、来自宇宙物质(陨石、尘埃)等 搬运作用、沉积作用、成岩作用- 5、成 岩 方 式:搬运作用、沉积作用、成岩作用-压实固结
绪
论
2、形成部位:地壳表层或地表不太深的地方 形成部位:
大气圈的下部、岩石圈的上部、 大气圈的下部、岩石圈的上部、水圈和生物圈的全部 ——称为沉积圈 ——称为沉积圈
3、形成条件:在常温常压条件下 形成条件:
绪
论
1)温度和压力:同岩浆岩的高温、高压相比, )温度和压力:同岩浆岩的高温、高压相比, 沉积岩形成于常温常压下 年最高温度在非洲中部可达 地表的年最高温度在非洲中部可达85℃ 地表的年最高温度在非洲中部可达85℃ 最低温度在北极圈附近 维尔霍扬斯克) 在北极圈附近( 最低温度在北极圈附近(维尔霍扬斯克)为-70℃ 最大温差在50 160℃左右 一般在40 50℃之间 50~ 左右, 40~ 最大温差在50~160℃左右,一般在40~50℃之间 现代沉积物一般形成于上述的温度范围之内 成岩温度一般不会超过200℃ 200℃, 成岩温度一般不会超过200℃,否则沉积岩转变为变质岩 沉积物形成带的压力在1.01× 的压力在1.01 ~2.02× Pa之间 沉积物形成带的压力在1.01×105~2.02×106Pa之间 高山地区不到1.01× 不到1.01 高山地区不到1.01×105Pa 海平面是1.01× 海平面是1.01×105Pa 海平面向下压力逐渐增加 按计算1.01 压力逐渐增加( 1.01× 海平面向下压力逐渐增加(按计算1.01×105Pa/10m ), 最深的洋底压力可达11.11 11.11× 最深的洋底压力可达11.11×107Pa 压力的大小影响水中气体的含量, 压力的大小影响水中气体的含量,也影响沉积物的形成与变化
绪
论
1、沉积岩分布:沉积岩主要集中分布于地表 、沉积岩分布:
体积: 4.4亿 占岩石圈5% 体积:沉积岩体积 4.4亿km3(Pettijohn,1975) , 占岩石圈5% 岩浆岩和变质岩(结晶岩)则占95 95% 岩浆岩和变质岩(结晶岩)则占95% 大约75 平均厚度 面积和厚度:占陆地面积的大约75%(3/4),平均厚度1.8km 面积和厚度:占陆地面积的大约75%(3/4),平均厚度1.8km 岩浆岩和变质岩约占25 25% 岩浆岩和变质岩约占25% 已探明的海底 洋底几乎全部由沉积岩 海底、 由沉积岩( 已探明的海底、洋底几乎全部由沉积岩(物)所 组成,平均厚度 厚度1km 组成,平均厚度1km 但各处厚度很不均一, 但各处厚度很不均一,地槽区厚度大如高加索地 区沉积岩的厚度可达30km (Pettijohn,1975), 区沉积岩的厚度可达30km (Pettijohn,1975), 而在地台区较薄 类型:自然界分布最多的是粘土岩(页岩、泥岩)、砂岩和石 类型:自然界分布最多的是粘土岩(页岩、泥岩)、砂岩和石 )、 灰岩,它们约占沉积岩总量的95%以上。 95%以上 灰岩,它们约占沉积岩总量的95%以上。
第二篇 沉积岩石学
Sedimentary Petrology
学时大课) 绪 论 (2学时大课) 学时大课 沉积岩的形成过程( 学时大课) 第一章 沉积岩的形成过程(2学时大课)
实习一:沉积岩的构造( 学时实习课) 实习一:沉积岩的构造(2学时实习课)
陆源碎屑岩的基本特征( 学时大课) 第二章 陆源碎屑岩的基本特征( 2学时大课)
二、沉积岩的一般特征
岩浆岩 59.17 0.77 14.47 6.32 0.99 0.80 1.85 9.90 1.76 2.77 0.22 —— —— —— —— —— 99.02 59.12 1.05 15.34 3.08 3.80 0.12 3.49 5.08 3.84 3.13 0.30 0.039 0.055 0.102 1.15 0.304 100.00 克拉克, 克拉克 克里宁(1941) 舒科夫斯基 舒科夫斯基(1952) (克拉克 1924) 克拉克(1924) 克里宁 克拉克
分 ( 按 氧 岩 化 物 岩 百 分 含 均 量 ) 成 学 化 平 的 浆 和 岩
沉 积
绪 论
对比岩浆岩和沉积岩的化学成分可以看出: 对比岩浆岩和沉积岩的化学成分可以看出:虽然总体化学 成分相近似,由于两者形成条件的不同, 成分相近似,由于两者形成条件的不同,在化学成分上仍然存在 很大的差别: 很大的差别: 在岩浆岩和沉积岩中铁的总量接近 岩浆岩中FeO含量多余 含量多余Fe 地下深处缺氧 岩浆岩中FeO含量多余Fe2O3 地下深处缺氧 沉积岩中 含量多余FeO 地表自由氧充足 沉积岩中Fe2O3 含量多余FeO 地表自由氧充足
(4)、H2O和CO2的含量 )、H
沉积岩形成于地表条件下,富含H 沉积岩形成于地表条件下,富含H2O和CO2 形成于地表条件下 岩浆岩形成于地壳下部高温、高压的环境, 岩浆岩形成于地壳下部高温、高压的环境,H2O和CO2含量很低 形成于地壳下部高温
2、沉积岩的矿物成分
沉积岩 矿 物 橄 榄 石 普通角闪石 普通辉石 长 石 石 英 利思与米德 1915) (1915) —— —— —— 15.57 34.80 20.40 4.10 —— 9.22 13.63 0.97 0.73 0.58 克里宁 1948) (1948) —— —— —— 7.50 31.50 19.00 3.00 9.00 7.50 20.50 —— —— 3.00 岩浆岩 65%花岗 (65%花岗 +35%玄 岩+35%玄 武岩) 武岩) 2.65 1.60 12.90 49.29 20.40 7.76 4.6 —— —— —— —— —— 0.88