绪论和沉积岩的形成过程

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３,生物提供原始物质
数量仅次于母岩风化产物，在碳酸盐岩、硅质岩和可燃有机岩中 最为丰富。它包括：
（1）生物礁体
（2）化石岩（放射虫硅质岩、海绵骨针岩、硅藻岩、微生物岩、叠层
石等） （3）生物碎屑和生物成因的颗粒.
现代深海中的放射 虫软泥
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4, 宇宙物质
常见有：陨石球粒体、宇宙尘 陨石：是小天体进入地球轨道后经过大气层烧蚀后的残体。 宇宙尘：大部分物质在烧蚀过程中呈细尘状弥散于大气之中。 陨石球粒体、宇宙尘和一些其它宇宙质点最终都要进入地表，有
KAlSi3O8+H++OH-1 Al4Si4O10(OH)8 + H4SiO4 + K+
钾长石
高岭石 可溶性硅酸
KAlSi3O8+H++OH-1 K Al2Si4O10(OH)2 •nH2O +H4SiO4+K+
钾长石
伊利石
可溶性硅酸
CaAl2Si2O8+ Mg2++ H++OH-1 =(Ca, Al,Mg)Si4O10(OH)2•nH2O+H4SiO4
沉积岩是在表生条件下，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%）.
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2. 沉积岩石学 (Sedimentary petrology) 是研究沉积岩（包括沉积矿产）的岩相学特征、成因、及
其在时间和空间上分布规律的一门地质学科，它是“岩石学”
铁辉石
赤铁矿
Fe2S+O2 Fe2O3+SO2
黄铁矿 赤铁矿
氧化反应的特点:
. 氧化反应的程度主要与 水体中的游离氧有关.
. 产物总是具有在水体或 空气中更高的稳定性.
C.碳酸盐或重碳酸盐化
CaAl2Si2O8+CO2+H2O CaCO3+Al2Si2O5(OH)4
钙长石
方解石 高岭石
CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2
水和大气的作用占主导
“水成岩” “冰碛岩” “风成岩”
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第二节：沉积岩的原始物质及来源
主要有４种 ： １— 母岩的风化产物 ２— 火山物质 ３— 有机物质及生物壳体 ４— 宇宙物质等
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1, 母岩风化提供的原始物质
母岩: 早先形成的岩 石 (岩浆岩、变质岩 和沉积岩)。 母岩区：位于侵蚀基 准面之上，被风化和 剥蚀并提供沉积物质 的地区。又称物源区 或剥蚀区或蚀源区 （Provenance)。
( A )层流
( B )紊流 29
B：牵引流的流态（Flow regime）
牵引流在流动过程的内在能量和流体力学状态可称为流态。它与牵引 流总牵引力（水动力）密切相关。其大小可常用一个状态函数（即佛 罗德数）来衡量，它表示惯性力与重力之间关系的一个数值。
Fr V gD
V—水流流速，g—重力加速度，D—水深
A）是通过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 生的团粒等及生物粘液）； B）生物活动（细菌）改变沉积和成岩介质的水化学条件，促使某些化学物 质的沉淀和自生矿物的形成。 C）由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）事件沉积作用：重力流和浊积岩、风暴沉积与风暴岩、地震与震积岩 12
酸盐、重碳酸盐化的矿物。 ❖.次稳定矿物
指可发生水解反应、轻微氧化或轻微碳酸盐、重碳酸盐 化的矿物。 ．稳定矿物
指在一般风化条件下溶解度极小、极难分解的矿物。
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不稳定矿物
次稳定矿物
稳定矿物
橄榄石 辉石、角闪石 基性斜长石 白云石 方解石 金属硫化物
黑云母 白云母 钾长石 中酸性斜长石 伊利石 磁铁矿 帘石 磷灰石 榍石 十字石 石榴石
搬运与沉积相伴随，密不可分 25
根据搬运、沉积的介质和动力过程的不同， 可分为６种搬运和沉积过程（作用）：
1， 牵引流的搬运和沉积过程. 2， 重力流的搬运和沉积过程. 3， 风的搬运和沉积过程. 4， 冰（冰川和浮冰）的搬运和沉积过程. 5， 化学搬运和沉积过程. 6， 生物沉积过程.
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1 ,牵引流的搬运和沉积过程
岩石稳定性？
石英 电气石 金红石 锆石 高岭石 高价铁、锰和铝的 氧化物或氢氧化物
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1.2 化学风化及其产物
水解反应的特点:
A. 水解反应
.反应类型与反应程度与酸碱度有关.
.产物包括难溶解物质和易溶物质.
.易溶物质(可溶成分)以离子形式随流体迁移.
.难溶物质(不溶残余)在原地富集或以胶体的形
式随流体迁移.
指沉积物堆积场所的地貌特征与沉积作用特征的总和。
河流环境的地貌特征为下切的沟谷（具有一定坡度），沟内有 阶地、边滩或心滩，沉积作用为流动的水体（水流）。
又如：湖泊 环境的地貌特 征为陆地上具 一定面积的积 水洼地，沉积 作用为波浪、 沿岸水流及淡 水生物活动等。
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5. 沉积相（Sedimentary facies） 一定沉积环境中的沉积物或沉积岩的 岩石学 和 生 物 特征的总和。沉积相是有一定空间尺度的物质实
C：三种水流态：
Fr＜1：低流态(缓流)，大致相当于河流下游（水深流缓）的状态 Fr＞1：高流态(急流)，大致相当于河流上游（水浅流急）的状态 Fr = 1时，为临界流态，理论存在！
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（5） 牵引流的搬运方式
三种搬运方式，
１）悬浮搬运： 较小、较轻或片状颗粒。 ２）跳动（跃）搬运: 较大、较重或粒状颗粒. ３）滚（挪）动搬运: 更大、更重的颗粒.
2）能源矿产与其它沉积矿产研究的基础。 3）沉积岩岩石学的有关理论和方法是生态环境研究的基础。现代 湖泊、深海沉积系列纪录了气候和生态环境的变化，
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第二讲
沉积岩的形成过程
第一节: 表生带特点 第二节: 沉积岩的物源 第三节: 沉积物的搬运和沉积过程 第四节: 沉积后的成岩及成岩期后改造
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第一节：表生带及其特点
E = mv2
B：被搬运颗粒的比重（密度）、大小、形状以及其迎流面 与流向的夹角等，颗粒的比重乘体积再乘摩擦系数为静止颗 粒被启动所需要的牵引力。
C：流体搬运空间的底床形态和摩擦系数，如：平滑的底 床、凹凸不平的底床和松软的底床摩擦系数各不相同。
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（4）牵引流的流动方式和流态 A：流动方式 a 层流：
流线平行、水流平稳的水流称层流。它的总牵引力主要表现为平 行流向的力；底部层流因受底床摩擦力的影响，流速相对较小，上 部层流速度相对较大。自然界中少见！！！
b 紊流：
水流湍急、流线紊乱、充满漩涡的急湍流动的流体。 紊流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，彼此互相掺混。自然界中普遍！！！
体。 如：河流相主要为砂砾岩或粉砂岩组成，具交
错层理，有植物树干化石而无植物叶化石。
又如：湖泊相常有暗色泥岩或细粉砂岩组成， 水平纹理，含植物叶及淡水动物化石。
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第二节：沉积岩石学研究内容和意义
1. 研究内容
1）沉积岩特征：宏观的颜色、成份、结构、沉积构造及生物特征； 微观的成份、结构和构造特征；地球化学特征 。
牵引流（Tractive current） ：
是指低粘度、低密度的水流，具有牛顿流体特征（服从牛顿内摩擦定律）， 如一般的河流、海洋沿岸流、潮汐流等。其中所含悬浮状固态颗粒不多，其物 理沉积作用在很大程度上取决于它对底载荷的牵引。
（1）牵引流搬运及其搬运对象
以搬运介质（水流）的流动能量 驱动沉积物运动的方式，称作牵引 流搬运。
1.表生带——主要是指地壳表层，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，沉积岩就生成在这个层 圈中，所以可以把它称为沉积岩生成圈或沉积圈。
2.特点
1）常温和常压（<150~200 OC； 1－20 atm） 2）水和大气的作用为主：水成岩、冰碛岩、风成岩
3）生物及生物化学作用参与：
人估计，每年约有五百万吨陨尘落到地表。近年来在海相沉积物中也 发现了为量不少的宇宙尘埃，很多地层中也有类似物被发现，这些细 小的宇宙物质落入地表的现象是很普遍的。 。
在沉积岩中所占比例虽少，但十分有意义，它是地质时期星际事 件的记载，
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第三节：沉积物的搬运和沉积过程
源区产生的原始物质通过水、空气、冰等介质的搬运， 可能会有两种结果： a, 一次搬运：在一定的沉积环境中沉积下来后便被逐渐 深埋并改造为成层岩石； b, 再次搬运：在沉积不久后，被更强烈的自然营力或由 自身的重力作用再次搬运到其它场所沉积成岩。
的一个独立分支科学。
3. 沉积学 (Sedimentology)
这一术语是沃德尔（Wadell，1932年）提出的.最初是研究沉 积物的一门科学。后来扩展为既包含研究现代沉积物，又包含 研究沉积岩的岩相学特征、成因及相关地质规律的学科，因此， 某种意义上，它包括了沉积岩岩石学的研究范畴。
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4. 沉积环境（depositional environment)
方解石
重碳酸盐
反应特点:
.与介质中CO2的浓度有关. .难溶组分则可以胶体的形式迁移.
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.新形成的易溶性重碳酸盐可随水体自由迁移.
D.有机络合作用
原岩矿物或原岩分解产物与有机酸或酚等反应， 生成易溶的有机络合物，并以有机络合离子的形式随 流体迁移。
E.胶体分散作用
胶体是指介于微米与纳米级之间(10-3 ~ 10-6 mm)的 微粒, 往往带有电荷性. 带电荷原因可能与胶体的成分 偏离理想成分有关.例如:
2）沉积岩成因：沉积体系、沉积环境、沉积盆地分析。 3）沉积岩的形成条件和形成过程。 4）沉积岩与成矿和成藏过程的关系。一 ; 沉积岩地层中记录了46亿年来地球表层的变迁和重大地质事件；既 属于地球物质学科的分支，又有涉及到地球表层学科领域；沉积岩石 学是地质学的基础课之一。