3.沉积作用

自生颗粒主要有6种类型：
磨蚀颗粒——生物碎屑, 内碎屑
加积凝聚颗粒——鲕粒, 团粒, 凝块石, 核形石
四、复合沉积作用和复合沉积物
1、生物碎屑(bioclast)： 生物硬体经波浪、潮汐作用破碎、搬运、磨 蚀之后再沉积下来的颗粒状物质 种类复杂，形态多样 可根据显微结构特征，鉴别大的生物门类
1、生物碎屑——隐(微)粒状结构
化学沉淀顺序：碳酸盐（方解石、菱铁矿、白云石）
－硫酸盐（天青石、石膏）－卤化物（钾盐、食盐）
二、化学沉积作用和化学沉积物
1. 真溶液的搬运和沉积作用
二、化学沉积作用和化学沉积物
2. 胶体溶液的搬运和沉积作用 母岩在化学风化过程中，溶解度较低的金属氧化物 （如：Al2O3, SiO2, Fe2O3, MnO, P2O5)常以胶体溶 液(质点为1~100nm，10-5~10-7cm)被搬运 正负胶体相遇或介质pH值变化导致胶体质溶液中 和，胶体之间相互凝聚为大的质点而沉积
2. 流体类型
沉积物的搬运及沉积流体主要有流水、大气、冰
川等
按其力学性质可分为：
牛顿流体：服从牛顿内摩擦定律的流体
非牛顿流体：不服从牛顿内摩擦定律的流体
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
2. 流体类型
F —流体层接触面上的内摩
擦力，N；
A—流体层间的接触面积，
m2；
du/dy—垂直于流动方向上
的速度梯度，1/s； μ —动力黏度，Pa‧s。
3. 牵引流的搬运和沉积作用 牵引流的搬运方式
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
3. 牵引流的搬运和沉积作用 牵引流的搬运方式
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
3. 牵引流的搬运和沉积作用——分选作用
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
3. 牵引流的搬运和沉积作用——沉积构筑方式及类型
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
此公式适用于粒度小于 0.1mm的颗粒 对于较粗的碎屑颗粒，介质的 粘度对沉降速度影响小，浮力 的影响大，其沉积速度与其半 径的平方根成正比。
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构 粒度 (Grain size) 分选度 (Sorting) 圆度 (Roundness)
支撑类型 (Supporting style)
鲕粒<2mm；豆粒>2mm
3、鲕粒
放射状真鲕
同心状真鲕
复鲕
薄皮鲕
同心状表鲕
偏心鲕
3、鲕粒
鲕粒成因：
核心＋扰动水体＋CaCO3过饱和
动荡条件下，水流牵引核心运动，在运动中
CaCO3发生快速沉淀，逐层裹上包壳，使颗粒越
来越大，直至大到波浪能量不能驱动它为止。
一般来说，复鲕和厚皮鲕代表高能环境，薄皮鲕
二、化学沉积作用和化学沉积物
化学沉积作用: 在地壳表层，在化学和物理化学规
律支配下，物质以离子或胶体状态迁移、再结合成
固态物质的过程
母岩风化提供的碎屑物质和粘土物质通常是以机械
方式进行搬运；而母岩提供的溶解物质则以胶体溶
液和真溶液方式进行搬运
二、化学沉积作用和化学沉积物
1. 真溶液的搬运和沉积作用 化学风化过程中，易溶解的盐类矿物被分解成离子 (K, Na, Ca, Mg, Sr, Ba, Cl等)在水中呈真溶液状态被 搬运 当环境的变化使离子浓度过饱和时，开始沉淀形成 盐岩沉积
地方形成沉积物
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
1、概论 在流体的作用下，原始物质搬运途中可能会有两 种结果： 流体的搬运能力减弱，沉积物沉积下来被埋藏的 越来越深，最后变为成层的岩石； 在沉积下来后不久，被更强烈流体再搬运到它处 再沉积下来。如滨海环境，沉积物再搬运的过 程经常发生。
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
牵引流按其流动特点可分两种流动形态: 层流——缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的 平行线状运动，彼此不相掺混。 紊流——充满了漩涡的多湍流的流体，流体质点的 运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间 而变化，彼此相互掺混。自然界中绝大数水体是紊 流流态。
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——圆度(或磨圆度)
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——支撑类型 沉积物所受压力在沉积物内部的分布状况
颗粒支撑
过渡支撑
基质支撑
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——支撑类型
基本概念
按被搬运的原始物质和它们的沉积机理可 将沉积作用粗略地划分为: 物理沉积作用 化学沉积作用 生物沉积作用 复合沉积作用——兼有以上两种或全 部三种沉积作用特点。
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
1、概论
只受宏观力学规律支配，也称机械沉积作用。
由母岩风化产生的碎屑物质不溶残余物质通过 物理沉积作用离开它们的诞生地分散到地表其它
2、内碎屑(intraclast)
未固结或半固结的碳酸盐沉积物经波浪、潮汐或风暴作用,
破碎、搬运、磨蚀之后再沉积的碳酸盐颗粒 内部结构单一，或含生屑及其它碎屑，具一定的磨圆度
1.半塑性砾屑(可能有相 互粘连)，比例尺长 10cm
2.较刚性板状或饼状砾 屑，断面象竹叶，比例 尺长3cm
3.较刚性粒状 砂屑，比例尺 长2mm
第三讲 沉积作用和沉积物
一、物理沉积作用和碎屑沉积物 二、化学沉积作用和化学沉积物 三、生物沉积作用和生物沉积物 四、复合沉积作用和复合沉积物
第三讲
沉积作用和沉积物
基本概念
沉积作用(Deposition): 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。 经过搬运在原始物质提供地以外的地表堆积形成 的沉积物为狭义的沉积物。
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——分选度 碎屑颗粒大小均匀程度
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——分选度
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——圆度(或磨圆度) 碎屑外表棱角被磨平的程度或表面的光滑程度
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——圆度(或磨圆度)
三、生物沉积作用和生物沉积物
四、复合沉积作用和复合沉积物
复合（或复杂）沉积作用——由物理、化学和生 物沉积作用共同实现的物质的迁移和聚集过程。 原始物质
物理沉积作用 化学沉积作用 生物沉积作用
中间产物
搬运 机械沉积
泥晶(micrite)
自生颗粒(grain)
沉积物
四、复合沉积作用和复合沉积物
泥晶——与碳酸盐颗粒同时沉积的、粒径小 于0.005 mm的细粒碳酸盐质点。 泥晶的来源：化学沉淀；自生颗粒的机械磨 蚀；生物体形成 泥晶与亮晶(sparite)——亮晶是在同生期
三、生物沉积作用和生物沉积物
生物构筑沉积岩的方式： 生物原地生长——造架式构筑(如：生物礁、 生物遗体被搬运后与其它造岩原始物质混合 作为化石原地保存在沉积岩中 生物作用改造沉积介质条件(催化沉积作用) 叠层石、生物丘、原地煤) 式构筑(生物碎屑灰岩, 鲕粒、团粒)
三、生物沉积作用和生物沉积物
尤尔斯特隆 1936提出， 后经森德伯 格1956修 改
Depth=1m
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
3. 牵引流的搬运和沉积作用
牵引流的搬运方式
悬浮搬运：多见于<0.05mm 的细碎屑物
跳跃搬运：多见于2-0.05mm 的碎屑物
滚动搬运：多见于>2mm 的细碎屑物
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
壳体不透明或半透明，有孔虫、蜓等为该结构。
1、生物碎屑——玻纤结构
壳体完全透明，但有垂直壳面的玻状消光形成纤状结构。 介形虫等为该结构。
1、生物碎屑——层纤结构
壳体透明，但可见垂直壳面的极细的纤状方解石。有孔虫、 珊瑚等为该结构。
1、生物碎屑——柱纤结构
壳体由垂直壳面延长的柱状方解石构成。腕足、双壳中的 某些种类为该结构。
原生孔隙
次生孔隙
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
5. 碎屑沉积物的成熟度 成分成熟度——碎屑成分与稳定矿物成分极端富 集的终极状态的接近程度，反映：物源区地质条 件、风化程度、搬运距离远近
结构成熟度——与无基质、分选度极好、圆度为 极圆状的终极状态的接近程度，反映：剥蚀埋藏 速度、搬运的时间、距离和方式、淘洗强度
纯化学沉积硅质岩、铝土岩、锰质岩、铁质岩等就
是胶体沉积成因的
二、化学沉积作用和化学沉积物
2. 胶体溶液的搬运和沉积作用
三、生物沉积作用和生物沉积物
生物沉积作用——由生命活动直接或间接造成的 物质的迁移和聚集作用
生物沉积作用方式：
生物化学：产生生物骨骼、硬壳和有机质


改变环境的物化条件
机械捕集或粘结
竹叶状砾屑灰岩
竹叶状砾屑灰岩
薄片中的内碎屑
3、鲕粒(ooid)
具有核心和同心圆包壳的球形碳酸盐岩颗粒
鲕核常为内碎屑、生屑；包壳多为泥晶方解石
根据鲕核与包壳与的形态
真鲕：包壳的厚度大于核心半径，又称厚皮鲕。 薄皮鲕：包壳的厚度小于核心半径。 复鲕：几个鲕粒由被大的包壳包裹。 鲕粒与豆粒(pisoid)：成因一致，仅大小的区别。
代表相对低能条件。
4、团粒（pellet，又称球粒）：
无核心和内部结构的球形颗粒
基 质 支 撑
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——支撑类型
过 渡 支 撑
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——支撑类型
颗 粒 支 撑
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——支撑类型
颗 粒 支 撑
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——孔隙 沉积物（或沉积岩）中未被固态物质占据的空间
腕足
1、生物碎屑——平行片状结构
壳体透明，可见平行或整体平行壳面的发丝状方解石。腕 足、苔藓虫等为该结构。
腕足
1、生物碎屑——单晶结构
壳体由一个方解石晶体构成，一致消光。棘皮动物（海百 合、海胆等）为该结构。
海百合茎
1、生物碎屑——多晶结构
壳体由较粗大的镶嵌粒状方解石构成，各晶体消光位不同。 钙质海绵或其骨针、水螅、腹足、双壳、头足为该结构。
3. 牵引流的搬运和沉积作用——沉积构筑方式及类型
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
3. 牵引流的搬运和沉积作用——沉积构筑方式及类型 斯托克顿沉降公式：
2( 1 2 ) 2 v gr 9
v-颗粒沉降速度(cm/s)
ρ 1-颗粒密度，ρ 2-介质密度 μ -介质粘度(Pa·S) g-重力加速度 r-颗粒半径，cm
Fr 愈大，流动强度愈大。
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
3. 牵引流的搬运和沉积作用 一般的河流、海(湖)的波浪流、沿岸流、潮汐 流等、均属于牵引流。 当牵引流的能量大于沉积物被搬运的启动能量， 沉积物被搬运；当能量不能维持沉积物继续运动， 则沉积下来。
在牵引流载体中既有搬运过程又有沉积过程。
尤尔斯特隆图解 (Hjülstrom’s diagram)
层流
紊流
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
层流 紊流
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
按流体的流动强度分为三种流态： 高流态(急流)：Fr>1，水浅流急 临界流态：Fr=1，
低流态(缓流)：Fr<1，水深流缓
Fr为佛罗德常数：
V：为水流流速， g：为重力加速度 D：为水深。
流速越大，Fr 越大；
水深越大， Fr 越小。
牛顿内摩擦定律
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
常见流体： 牵引流: 低粘度、低密度、牛顿流体。如河流、海 (湖)的波浪流、沿岸流、潮汐流等。流体拖拽沉 积物运动 重力流: 高密度、高黏度的、涌浪式流动、非牛顿 流体。包括泥石流（碎屑流）、颗粒流、液化沉 积物流和浊流。重力驱动沉积物运移
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
和成岩阶段由水化学作用沉淀于碳酸盐颗粒之间
的结晶方解石。一般较清洁明亮，又称“亮晶方
解石”、“亮晶方解石胶结物”或“亮晶”
四、复合沉积作用和复合沉积物
生物碎屑 亮晶
泥晶
泥晶
四、复合沉积作用和复合沉积物
自生颗粒——沉积和成岩过程中在沉积盆地内以 化学、生物化学、机械或它们的复合作用新生而 成的矿物。
孔隙 (Pores)
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——粒度 颗粒的最大视直径：以十进制(d，mm)或以伍登温特华斯标准(Φ )表示。Φ =-log2d
一、物理沉积作用和碎屑沉积物
4. 碎屑沉积物的结构——粒度 颗粒的最大视直径：以十进制(d，mm)或以伍登温特华斯标准(Φ )表示。Φ =-log2d