沉积岩与沉积相2.1沉积岩原始物质的形成
02-第二讲 沉积岩原始物质的形成
一、母岩的风化作用和产物—— 沉积岩主要原始物质的形成
3.云母 白云母（K）的抗风化能力较强，在沉积岩中较常见。 白云母—析出钾，加入水→水白云母→高岭石 黑云母（Fe、Mg）的抗风化能力比白云母差得多。
黑云母—析出K、Mg，加入水→蛭（zhi）石＋绿泥石 ＋褐铁矿
一、母岩的风化作用和产物—— 沉积岩主要原始物质的形成
3）酸性硅铝阶段：粘土型风化作用 A。几乎全部的Ca2+、Na+、K+、Mg2+被带走（易转移）， B。SiO2进一步进入溶液，介质由中/碱性转为酸性（可转移）， C。形成不含Ca2+、Na+、K+、Mg2+的高岭石、变埃洛石等粘土矿 物
3）铝铁土阶段：风化作用的最后阶段-红土型风化作用 A。硅酸盐矿物彻底地分解，（可移动）
第二章 沉积岩的形成与演化
沉积岩的形成过程
搬运 原始物质 沉积物
沉积后作用 沉积岩
沉积
原始物质
沉积物的搬运
沉积后作用阶段
形成阶段
和沉积作用阶段
第一节 沉积岩原始物质的形成
沉积岩的原始物质
陆源物质 ↑ ★★★★ 生物源/生源物质 ↑ ★★★ 深源物质 ↑ ★★ 宇宙源物质 ↑ ★
母岩风化产物 生物残骸及有机质 火山碎屑+深层卤水 陨石
一、母岩的风化作用和产物—— 沉积岩主要原始物质的形成
四）母岩的风化及其产物 2.母岩风化作用的阶段性
由于母岩中的各种化学成分在风化作用中转移性质的 不同，母岩的风化作用具有明显的阶段性。
波雷诺夫将结晶岩的风化过程分为四个阶段，在各阶 段中，各有其独特的风化产物（以玄武岩为例）。
2.母岩风化作用的阶段性
3.母岩风化产物的类型
沉积岩的形成过程及沉积后期的作用机理
沉积岩的形成过程及沉积后期的作用机理摘要:沉积岩的形成受众多因素的控制，总的来说,包括沉积岩的原始物质、搬运和沉积作用、沉积后作用。
文章遵循唯物主义论以及物质的对立统一观念，在原始物质一节中从陆源物质、生物来源物质、深部来源物质、宇宙来源物质这几方面进行了叙述。
在搬运与沉积作用一节中从机械搬运与生物搬运两方面进行了描述，这也是沉积岩形成过程中所受到的外力作用与生物作用。
在沉积后作用这一内容中主要就同生作用、成岩作用、后生作用、表生作用就行了叙述。
总之，沉积岩的形成过程实质上就是沉积物与环境不断斗争的过程。
关键字：沉积岩形成过程沉积后期作用机理沉积岩是地壳上先形成的出露（或曾出露）的岩石，又叫叫做母岩,可以是岩浆岩、变质岩[1]。
沉积岩形成过程的讨论,是沉积岩形成理论的核心。
沉积岩石学作为一门独立的学科问世,已经几十年,至今业已形成了比较完整的体系。
五十年代初期,苏联地质界曾经开展过一次关于沉积造岩作用的原动力问题的讨论。
题目可谓大矣,但答案却很少触及问题的本质。
例如,有人认为,“沉积物或沉积岩的产生,乃是矿物质在地表的迁移过程中发生分离(分异)和混合(掺合)的复杂的相互作用的结果。
”也有人认为,“沉积作用的原动力包含在介质物质,即水圈、气圈和生物圈物质所具有的力能和岩石圈物质所具有的力能里面” [2]。
这些提法看起来大相径庭,但本质上是一样的,即离开物质的运动,表面地、片面地、形而上学地看待沉积岩的形成。
后来沉积岩形成作用的理论研究,也有了大的进展,但问题依然不少,亟待解决。
1沉积岩原始物质的形成及来源沉积岩原始物质是形成沉积岩的物质基础，其来源有四种，即陆源物质、生物源物质、深源物质及宇宙源物质[3]。
陆源物质是母岩风化作用的产物，是沉积岩原始物质最主要的来源；沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、有机物质以及宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的。
风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。
第四章 沉积岩与沉积相
常见胶结物有硅质、铁质、钙质、粘土等
填隙物中，胶结物起主要胶结作用，它同杂基在含量 上互为消长，对碎屑岩孔隙的发育影响明显。
一、碎屑岩的特征及其分类
2、碎屑岩的结构（碎屑结构）
碎屑颗粒的大小、形态及其与杂基、胶结物之 间的相互关系。
（1）粒度 —碎屑颗粒的大小
粒度级别：
石 油 行 业 分 级 标 准
岩屑——母岩机械破碎形成的岩石碎块，砾岩中多见
可判断母岩类型
一、碎屑岩的特征及其分类
（2）填隙物
碎屑颗粒之间的充填物，总量<50％，对碎屑 起胶结作用，包括杂基和胶结物两部分。
①杂基：与粗碎屑同时沉积下来的细小碎屑物，如泥质、
粉砂质等；
②胶结物：碎屑颗粒沉积以后，以化学沉淀方式从孔隙
水中析出来的各种自生矿物。
交错层理：由一系列与层系界面斜交的细 层组成，层系可以彼此平行、交错、切割， 组成不同形态的交错层理。
交错层理是沉积介质（流水与风等）的流 动造成的。
板状交错层理、楔状交错层理、槽状交错 层理
板状交错层理
层系界面为平面而且彼此平行，层系呈板状。
出现环境：河流、滨湖、滨海、三角洲。
大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。
一、碎屑岩的特征及其分类
A、风成波痕：
极不对称，波谷、波峰较圆滑，开阔，陡坡倾向与 风向一致，重组分、粗碎屑集中于波峰处，多出现于沙 漠地带。
风成撞击波痕
风成沙丘
一、碎屑岩的特征及其分类
B、流水波痕：不对称，单向水流所致，陡坡倾向指示
水流方向，波峰波谷较圆滑，重组分、粗碎屑集中于波谷。
一、碎屑岩的特征及其分类
温度的变化引起 岩石胀缩不均而崩解
b、岩石缝隙水的结冰膨胀
《沉积岩石学》第二章沉积岩的形成及演化
第二章 沉积岩的形成及演化沉积岩的形成及演化可分以下几个阶段:１．沉积岩原始物质（主要是母岩的风化产物）的形成阶段２．沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段（即沉积物的形成阶段）３．沉积后作用阶段（其中又包括沉积物的同生作用和准同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段以及沉积岩的后生作用阶段）。
第一节 母岩的风化作用——沉积岩最原始物质的形成一、风化作用的概念沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、有机物质以及宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的。
母岩是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。
风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。
引起岩石破坏的外界因素有温度的变化、水以及各种酸的溶蚀作用、生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等。
在这些因素的共同影响下，地壳表层的岩石就处于新的不稳定状态，逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。
这些风化产物就是最主要的沉积岩的原始物质成分。
风化作用按其性质可分为：物理风化作用、化学风化作用及生物风化作用。
1、物理风化作用：机械破碎—→碎屑物质—→碎屑岩因素：温度的变化、晶体生长、重力作用、生物活动、水、冰、风等。
2、化学风化作用：化学破坏作用—→溶解物质—→化学岩及生物化学岩氧化作用：Fe 2+ —→ Fe 3+ , Mn 2+ —→ Mn 3+ (氧化物，氢氧化物)水解作用： H + ，OH – 置换原生矿物晶体格架中的某些离子，形成氢氧化物水化作用：硬石膏CaSO 4 石膏（CaSO 4•2H 2O ） 酸化作用：主要是碳酸，其次是硫酸，腐殖酸⎩⎨⎧护胶作用分解铝硅酸盐矿物沉积岩中最主要的是碳酸的作用CaCO 3 + H 2O + CO 2 PT ∆ Ca(HCO 3)2⎩⎨⎧海底风化—海解作用湖底风化—陆解作用 例：黑云母海绿石海解绿泥石陆解→→ 3、生物风化作用生物活动光合作用↑⇒2O生物分解作用⇒CO 2↑、H 2S ↑、N 2↑、有机酸水化 脱水直接效果：影响水介质的PH 、Eh ，从而影响溶解度氧化、还原作用：Fe 、S 、细菌，具有氧化、还原某些元素的作用，产生硫酸，加速母岩风化。
沉积岩与沉积相 考试试题 参考答案
1、沉积岩的形成要经历那几个过程？A、搬运作用、沉积作用、沉积后作用B、沉积岩原始物质的形成、搬运作用、沉积作用C、母岩风化作用、搬运作用、沉积作用D、沉积岩原始物质的形成、沉积物搬运和沉积作用、沉积后作用答案：D2、同岩浆岩相比，沉积物具有（）的特点。
A、低温矿物富集B、高温矿物罕见C、特有的自生矿物D、碱金属含量远低于岩浆岩E、FeO高于Fe2O3F、存在大量有机质答案：A、B、C、D、F二、判断题1、沉积岩石组成岩石圈的三大类岩石之一，它是在地壳表层条件下，由母岩风化物质、火山物质、生物物质等沉积岩的原始物质经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用形成的一类岩石。
（）答案√2、形成沉积岩的地壳表层条件包括：常温、常压、水和大气的作用，生物和生物化学的作用以及重力作用。
（）答案√3、沉积岩可以划分为碎屑岩、碳酸盐岩、火山碎屑岩和生物岩。
（）答案×1、风化作用按性质，可以分为：（）A、物理风化作用B、化学风化作用C、生物风化作用D、根劈作用答案：A、B、C按照元素的风化差异性质，Br元素属于（）A、最易迁移元素B、易迁移元素C、可迁移元素D、惰性元素（微弱迁移）答案：A3、当母岩风化达到铝铁土阶段，主要剩下的物质是（）A、铁和铝的氧化物以及少量二氧化硅B、碳酸钙C、高岭石D、绿泥石答案：A二、判断题：1、化学风化作用在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶解等化学变化，分解而形成新矿物的过程，与生物作用无关（）答案：×2、元素的风化分异是造成造岩矿物风化稳定性差异的最根本原因（）答案：√3、在长期的风化作用以及搬运沉积作用过程中，风化稳定性较低的一些矿物被逐渐破坏而减少了，而风化稳定性高的石英则逐渐相对富集起来（）答案：√1、下列物质中呈真溶液形式在水体中搬运有（）A、Fe的氧化物B、Ca的盐类C、Na的盐类D、Mg的盐类答案：BCD2、胶体粒子的直径介于（）之间A、1～100nmB、0.1-0.25umC、0.1um以下D、1mm-2mm答案：A3、碎屑物质在流水的搬运过程中，哪一种矿物的相对含量会逐渐增加（）A、长石B、橄榄石C、石英D、方解石答案：C二、判断题：1、温度和压力对真溶液的搬运和沉淀没有明显的影响（）答案：×2、真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是它们的溶解度。
沉积岩与沉积相
沉积岩与沉积相沉积岩：是在地壳表层的条件下，由母岩风化产物，火山质，有机质，宇宙物质等沉积岩的原始物质成分经过搬运作用，沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
风化作用：是指地壳最表层的岩石在温度变化，大气，水，生物等因素作用下发生机械破碎和化学变化。
层理：岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它可以通过矿物成分，结构，颜色的变化和渐变而显现出来。
交错层理：在层系的内部有一组倾斜的细层（前沉积层）与层面或层系界面相交。
杂基：是碎屑岩中细小的机械成因组成，其；粒级是泥级的为主。
胶结物：是碎屑岩中以化学沉积方式形成于粒间空隙中自生矿物。
沉积相的分类：1，陆相组（残积相，坡积一坠积相，风成相，冰川相，冲积相，湖泊相，沼泽相）2河相组/(滨岸相，浅海陆棚相，半深海相，深海相)3过度相（三角洲相，河口湾相，泻湖相，障壁岛相，湖坪相）沉积构造：指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积时期或沉积以后由物理作用，化学作用，生物作用在沉积物内部或沿着沉积物与流体的界面的形成的。
二元结构：底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积的所谓“二元结构”。
化学风化作用：在水，氧和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化，水解等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。
重力流：是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物由高密度流体。
沃尔索相律：只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上一次叠加出现而没有间断。
平行层理与水平层理的异同：水平层理产于西碎屑岩和微晶灰岩中，细层平直并与层面平行，细层可连续或断开，形成于弱的水动力条件下。
平行层理产于砂岩中，外貌与水平层理相近，形成于强的水动力条件。
相同点：平行层理与水平层理均属于层理结构，细层和层系平行并平行与岩层面。
不同点：平行层理是强水动力条件，主要是由中砂岩组成，水平层理是弱水动力条件，是由粉砂岩和泥组成。
叠层构造及其成因：是由蓝绿藻类分泌的粘液捕获粘结砂，粉砂，泥级颗粒或晶体组成的一种纹层构造。
《沉积岩与沉积相》课程笔记
《沉积岩与沉积相》课程笔记第一章：沉积岩的基本概念及基本特征1.1 沉积岩的定义沉积岩，也称为沉积物岩，是指在地表或地表附近，由风化作用产生的碎屑物质、生物残骸或化学沉淀物，经过搬运、沉积、压实和胶结等地质作用形成的岩石。
沉积岩覆盖了地球表面约75%的面积，是地壳中最丰富的岩石类型之一。
1.2 沉积岩的形成过程沉积岩的形成是一个复杂的地质过程，主要包括以下几个阶段：（1）母岩的风化作用- 物理风化：由于温度变化、冰冻作用、植物根系的生长等物理因素导致岩石破碎。
- 化学风化：岩石与水、氧气、二氧化碳等化学反应，导致矿物成分发生变化。
- 生物风化：生物活动，如微生物、植物和动物，通过其代谢过程分解岩石。
（2）碎屑物质的搬运和沉积- 搬运介质：水流、风力、冰川、重力等自然力量。
- 搬运过程：侵蚀、携带、沉积、分选等。
- 沉积环境：河流、湖泊、海洋、沙漠等。
（3）沉积后作用- 压实作用：上覆沉积物的重量导致下伏沉积物排水、体积减小。
- 胶结作用：矿物质填充沉积物间隙，使之固结成岩。
- 成岩作用：包括化学沉淀、生物化学作用、矿物转变等。
1.3 沉积岩的基本特征（1）层理构造- 定义：沉积岩中的层状结构，反映了沉积环境的周期性变化。
- 类型：水平层理、波状层理、交错层理、递变层理等。
（2）化石- 重要性：提供了生物演化和古环境信息。
- 类型：植物化石、动物化石、微生物化石等。
（3）成分和结构- 碎屑成分：石英、长石、云母等矿物碎屑。
- 填隙物：泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。
- 结构：根据粒度分为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。
（4）颜色- 影响因素：沉积物成分、氧化还原条件、有机质含量等。
- 常见颜色：灰色、黄色、红色、绿色、黑色等。
1.4 沉积岩的分类沉积岩可以根据其成因、成分和结构进行分类：（1）碎屑岩- 砾岩：由直径大于2毫米的碎屑组成。
- 砂岩：由直径在0.0625毫米至2毫米之间的碎屑组成。
- 粉砂岩：由直径在0.0039毫米至0.0625毫米之间的碎屑组成。
沉积岩沉积相02第二章沉积岩形成及演化
沉积岩原始物质形成阶段 原始物质搬运和沉积阶段 沉积物的同生作用和准同生作用阶段
沉积物成岩作用阶段 沉积岩的后生作用阶段
沉积岩形成演化阶段示意图
第二章
沉积岩成因复杂性的图示
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
第一节 母岩的风化作用 —沉积岩最原始物质的形成
高
抗
形 成 温 度
风 化 能 力
低
高
矿物的风化稳定性相差很大，一般岩浆晚期形成的矿物稳定 性较高，抗风化有力强；岩浆早期形成的矿物抗风化能力较弱。
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
1、石英：风化过程中稳定性极高，是碎屑岩中的主要造岩矿物。
2、长石：风化过程中稳定性次于石英，其中钾长石稳定性高于斜 长石，也是碎屑岩中的主要造岩矿物。
6、碳酸盐矿物如方解石、白云石等：抗风化能力极低，在沉积岩 中少见。
7、粘土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母等，在风化带中 相当稳定。
石榴石
锆石
刚玉
电气石
橄榄石
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
•与母岩矿物中所含元素具有的迁移能力大小有关
即是说，凡含有最易迁移和易迁移元素多的岩石和矿物，在地表 条件下，因元素的迁移而容易遭受化学风化而破坏。
第二章
第二节 碎屑物质的搬运和沉积作用
4、缓流、急流和佛罗德数
受大地构造和板块运动控制，主要分布在板块边缘地带。是火山碎屑 岩的主要物质来源，也是许多化学沉积岩的重要物质来源之一。
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
3、宇宙来的沉积物—量少、分布广、意义特殊
沉积岩石学 名词解释 (超全)考试必备
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、有机物等沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用形成的一类岩石。
2.风化作用：是地壳表层岩石的一种破坏作用。
引起岩石破坏的外界因素有温度的变化水以及各种酸的溶蚀作用生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用3.层流：一种缓慢流动的流体，作有条不紊的平行现状运动，彼此不相掺混。
4.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。
5.沉积后作用：泛指沉积作用以后到沉积岩的风化作用和变质作用以前这一演化阶段的所有变化和作用6.同生作用：指沉积物刚刚形成以后而且尚与上覆水体相接触时的变化7.准同生作用：主要是指潮上带的疏松碳酸钙沉积物被高镁粒间水白云化的作用8.碎屑岩：由碎屑成分和填隙物成分（包括杂基和胶结物）组成，其中碎屑成分占50%以上9.岩屑：是母岩岩石的碎块是保持着母岩结构的矿物集合体10.成分成熟度：是指以碎屑岩中最稳定的组分的相对含量来标志起成分的成熟程度。
11.结构成熟度：指碎屑岩沉积物在风化、搬运、沉积作用的改造下接近终极构造的特征程度（颗粒圆度、球度、分选性程度、杂基含量）。
12.杂基：碎屑岩中细小的机械成因组分，基粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。
13.胶结物：碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间空袭中的自生矿物。
14.碎屑岩的结构：指构成碎屑岩的矿物和岩石碎屑的大小、形状、填隙物的结构以及不同组分的空间组合关系。
15.球度：用来衡量一个颗粒近于球体程度的一个定量参数。
分为圆球体椭球体扁球体长扁球体。
16.圆度：指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度，是碎屑颗粒的重要结构特征。
分为棱角状次棱角状次圆状圆状17.表面结构：是碎屑颗粒表面的形态特征，一般主要观察表面的磨光程度与表面的刻蚀痕迹两个方面。
18.沉积岩构造：指沉积岩的各个组成部分之间的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积后通过物理作用、化学作用和生物作用形成的。
《沉积岩岩石学》课程笔记
《沉积岩岩石学》课程笔记第一章：沉积岩岩石学概念1.1 沉积岩的定义和特征沉积岩是由母岩经过物理、化学和生物作用破碎、搬运、沉积并经过长时间的压实和胶结作用形成的岩石。
沉积岩具有以下特征：- 成分：主要由石英、长石、云母、粘土矿物等碎屑物质组成，也可含有有机质、碳酸盐等自生矿物。
- 结构：沉积岩具有独特的结构，如层理、波痕、泥裂等，反映了沉积环境和沉积过程。
- 构造：沉积岩的构造多样，包括水平层理、波状层理、交错层理等，是沉积环境和沉积作用的重要标志。
- 成岩作用：沉积岩在形成过程中经历了压实、胶结、重结晶等成岩作用，影响了其物理和化学性质。
1.2 沉积岩的分类根据沉积岩的组成和形成过程，可将其分为以下几类：- 碎屑岩：由母岩破碎、搬运、沉积形成的岩石，如砂岩、砾岩等。
- 泥质岩：由细粒沉积物经长时间沉积、压实形成的岩石，如泥岩、页岩等。
- 化学岩：由化学沉积作用形成的岩石，如石灰岩、白云岩等。
- 生物岩：由生物残骸沉积形成的岩石，如礁灰岩、贝壳灰岩等。
1.3 沉积岩在地质历史中的重要性沉积岩在地质历史中具有重要意义，主要体现在以下几个方面：- 地层划分：沉积岩具有明显的层理和化石，是地质年代划分和地层对比的重要依据。
- 资源矿产：许多金属矿产、非金属矿产和能源矿产（如煤、石油、天然气）都赋存于沉积岩中。
- 环境记录：沉积岩记录了地球历史上的古气候、古地理、生物演化等信息，对了解地球演变过程具有重要意义。
- 工程地质：沉积岩的物理和化学性质影响工程建设和地基处理，对工程地质研究具有重要意义。
1.4 沉积岩研究方法研究沉积岩的方法主要包括：- 宏观观察：通过野外考察、露头观测等手段，研究沉积岩的宏观特征，如颜色、层理、构造等。
- 显微镜观察：利用光学显微镜、扫描电镜等仪器，观察沉积岩的微观特征，如矿物成分、结构、成岩作用等。
- 地球化学分析：通过对沉积岩样品进行元素和同位素分析，研究其物质来源、沉积环境和成岩过程。
地质大沉积岩石学课件02沉积岩的形成过程
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。
第二节：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、冰等介质搬运到 沉积盆地中，可有简单的一次搬运或再次搬运两种结果：
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。
搬运与沉积相伴随，密不可分
根据搬运和沉积介质的差异和动力过程的不同， 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.
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
. 不稳定矿物 指易溶盐类矿物（石膏、石盐、钾盐等)，易于氧化或碳酸盐化、重
碳酸盐化的矿物。 ❖.次稳定矿物
沉积岩及沉积相
(2)化学风化作用
在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下， 母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使 其分解而产生新矿物的过程称为化学风化作 用。
化学风化作用不仅使母岩破碎，而且使 其矿物成分和化学成分发生本质的改变。
它们在适当的条件下就形成粘土物质和 化学沉淀物质(真溶液和胶体溶液)。
(3)生物风化作用
风化作用按其性质可分为：物理风化作用、 化学风化作用和生物风化作用。
(1)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，称为物理风化作用。
引起物理风化作用的主要因素有：温度的 变化，晶体生长，重力作用，生物的生活活动， 水、冰及风的破坏作用。
物理风化的总趋势是使母岩崩解，产生碎 屑物质，其中包括岩石碎屑和矿物碎屑。
这些物质在初始阶段也大都存在于母岩 的风化带中，所以也常称为“化学残留物 质”。后来，它们也将被各种营力搬运走。
(3)溶解物质
这主要是指母岩在风化作用过程中被溶解 的那些成分，如Cl，S，Ca，Na，Mg，K，Si， Fe，Al，P等。
这些物质大都呈真溶液或胶体溶液状态被 流水搬运走，转移到远离母岩区的湖泊或海洋 中去。
搬运和沉积碎屑物质的流体主要是流水和大气， 在高寒地区的冰川和干旱地区的风也是搬运和沉积 碎屑物质的地质营力。
2.溶解物质的搬运和沉积
母岩风化产物中的溶解物质，主要为Cl， S，Ca，Na，K，Mg，P，Si，Al，Fe等。
前面的溶解度较大，多呈真溶液(Cl，S， Ca，Na，K，Mg，P，Si)；后面的溶解度较小， 多呈胶体溶液(Si，Al，Fe)，下图所示。
岩
的沉积岩
主要由生物遗体组成 的沉积岩
可燃生物岩 非可燃生物岩
由母岩风化 产物组成的
《沉积岩石学》第二章沉积岩的形成及演化
(K,HO)(Fe,Mg,Al)2[(Si,Al)Si3O10](OH)2
4、铁镁硅酸盐矿物[橄榄石(Mg,Fe)2 SiO4；辉石 Ca(Mg,Fe,Al)[ Si, Al] 2O6 ； 角 闪 石 Ca2Na (Mg,Fe)4( Al, Fe)[( Si, Al)4 O11](OH)2]：
海洋中去，在一定的条件下沉积下来，形成 化学岩沉积。
六、风化壳：
1、 风化壳的概念：
地壳表层岩石风化的结果，除一部分溶解 物质流失外，其碎屑残余物质和新生成的化学 残余物质大都残留在原来岩石的表层。这个由 风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或 者说已风化了的地表岩石的表层部分，就称为 风化壳或风化带。
因此，在沉积岩中钾长石多于斜长石。
钾长石的风化过程及其产物如下：
铝土矿是钾长石风化的最终产物，是风化带中很 稳定的矿物。但是，只有在十分有利的条件下，钾长 石才能完全风化成铝土矿，在一般情况下，钾长石大 都转变为水白云母和高岭石。
3、云母：白云母的抗风化能力较强，所以它在沉积岩 中相当常见。黑云母的抗风化能力比白云母差的多。
白云母（KAl2[AlSi3O10](OH)2）：白云母在风化过程中， 主要是析出钾和加入水，先变为水白云母，最后可变为高岭 石。
黑云母（K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2）： 黑云母遭风化后，钾、镁等成分首先析出，同时加入水， 常经过水黑云母、绿泥石Mg5Al[AlSi3O10](OH)8(Fe3O4)、最终 变为褐铁矿或高岭石等粘土矿物。
含碱质的水能加大对SiO2的溶解度，促 进硅质岩石的风化。
（三）生物风化作用：
1、生物物理风化作用：
2、生物化学风化作用：
第2章 沉积岩与沉积相
第二章沉积岩与沉积相第一节沉积岩概述沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石之一1.沉积物的形成阶段沉积岩的原始物质主要是母岩的风化产物。
（1）风化作用（2）剥蚀作用剥蚀与风化都是外力破坏作用。
但风化是相对静止地对岩石起破坏作用。
而剥蚀是流动着的物质对地表岩石起破坏作用。
风化后便于进行剥蚀，而风化产物被剥蚀后又便于继续风化。
二者相互促进，不断地为沉积岩提供充足的物质来源。
1）压实作用由于上覆沉积物增厚，压力增大，使沉积物中的水分排出，孔隙减少，体积缩小，使沉积物固结变硬。
2）胶结作用填充在沉积物孔隙中的矿物质将分散的颗粒粘结在一起。
常见的胶结物质是硅质、钙质、铁质、粘土质等。
3）重结晶作用受温度和压力影响，使非结晶物质变成结晶物质，使细粒结晶物质变成粗粒结晶物质。
继承色：继承母岩风化碎屑的颜色。
原生色：沉积物和成岩新生矿物颜色。
Fe、C等。
次生色：沉积岩的风化色继承色原生色次生色一、沉积岩的颜色（3）晶体印痕、雨痕、雹痕单位。
在相同水动力条件下（6）块状层理：岩性均一，肉眼看不出其它内部层理构造，一般厚度大于lm。
成因：是沉积物快速堆积的产物。
也可为生物扰动所致。
3.变形构造未固结的沉积物由于重力或震动，发生滑动、沉陷，使原来的沉积物发生变形。
居住迹4. 生物成因的构造碎屑岩的组成杂颗粒基胶结物孔隙二、碎屑岩的结构（1）颗粒成分•矿物碎屑：母岩机械破碎后呈单一状态出现的矿物颗粒。
一种碎屑岩中约含3～5种。
主要是：石英（约65％），抗风化能力强。
长石（约15％），相对易风化少量抗风化能力强的重矿物，如磁铁矿等•岩石碎屑：岩屑是母岩经机械破碎而形成的岩石碎块。
保留着母岩的结构特点，可判断母岩成分及来源。
（3）碎屑形状圆度：碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度。
尖棱角状—棱角尖锐棱角状—棱角明显次棱角状—棱角磨蚀次圆状—棱角磨损明显圆状—棱角基本消失滚圆状—棱角全部消失球度：指颗粒接近于球体的程度。
主要取决于原始的颗粒形状圆度和球度是两个不同的概念，相互之间并不存在依赖关系，即圆度好者，球度不一定高，如圆饼状砾石；球度高者，圆度也可能很差。
沉积学 第二章 沉积岩的形成和演化
2.化学搬运和沉积作用 溶解物质、深层卤水
3.生物搬运和沉积作用 生物源物质
一、流体力学的几个基本概念
牵引流：能沿沉积底床搬运沉积物的流体。
重力流：沉积物多呈悬浮状态搬运，在重力的作用下 整体流动的高密度流体。
（一）牛顿流体和非牛顿流体 内摩擦定律： 在温度不变的条件下，粘滞切应力与流速梯度是直线关 系，动力粘滞系数为常数。
3.风化壳的厚度 决定于母岩性质、气候、地形、构造等因素。 气候湿热、地形平坦、构造活动稳定，则风化壳厚度 较大；
古风化壳的地质意义和经济意义： 地壳上升、不整合的重要标志 古地理、古气候分析的重要依据 铁、铝、高岭土等矿产； 可以形成油气藏。
二、沉积岩原始物质的其它来源
（一）生物成因的沉积物 1.无机成分为主的生物残骸
是生物的硬体部分——常保存为化石，成分为碳酸盐、 磷酸盐和硅质等。
2.有机生物残体
动植物的软体部分——有机物（碳氢化合物）。 经埋藏成岩后： （1）不溶物质——干酪根：不溶于有机溶剂的固体有机质。 （2）可溶物质——烃类、沥青等。
一部分转化为石油、天然气、油页岩、煤等， 大部分呈分散状态存在于沉积岩中。
SiO2·nH2O（蛋白石）
K[AlSi3O8]→K＜1Al2[(Si,Al)4O10][OH]2·nH2O→Al4[Si4O10][OH]8→
钾长石 +H2O
水白云母
+H2O 高岭石
Al2O3·nH2O（铝土矿）
（2）斜长石 产物同钾长石相似
斜长石→蒙脱石、黝帘石、绿帘石、方解石→高岭石→
的
蛋白石 铝土矿
受原子与离子特性、矿物特征、介质pH、Eh、生 物及气候条件等的影响。
《沉积岩石学》课程教学大纲
《沉积岩石学》课程教学大纲一、课程目的与任务《沉积岩石学》课程共104学时，包括《沉积岩》部分64学时（含20学时实验课），《岩相古地理》部分40学时。
《沉积岩石学》是地质工程专业（石油地质专业）重要的专业基础课之一。
通过系统学习，使学生掌握沉积岩形成演化和分布特征以及识别方法、使学生掌握主要沉积类型的沉积特征（相标志）、沉积序列和沉积模式以及沉积体与油气成藏要素之间的关系。
同时，为地层学、层序地层学、地球化学、石油地质学、储层地质学以及测井地质学、地震地层学学习和研究提供沉积学基础。
《沉积岩石学》课程的教学任务是，全面了解沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系，根据沉积岩的原生沉积特点和时空分布规律，阐明沉积岩的物源、沉积岩的成分、沉积岩的结构和构造、沉积相的概念和分类；总结沉积岩形成的理论，包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论，特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点，不同碎屑岩和碳酸盐岩沉积相的基本特征、沉积相模式、主要识别标志和与油气分布之间的关系、沉积岩形成的沉积环境、沉积砂体的时空分布，恢复沉积古地理面貌，预测沉积矿产的有利分布地区，搞清沉积物（岩）的成因与油气成藏要素之间的关系。
同时，掌握沉积岩和沉积相的综合研究方法。
二、课程基本要求（包括与相关课程之间的联系与分工）1、掌握沉积岩的形成理论及其分布规律理论知识。
2、掌握主要类型沉积岩的岩性特征，观察和描述方法，分类和命名原则，并初步掌握沉积岩的机械分析，染色分析，普通薄片等常规测试鉴定办法。
了解部分先进测试鉴定方法。
要求学生有矿物学、岩浆岩、变质岩基础知识，熟练掌握矿物、岩石的描述和鉴定方法。
3、掌握沉积相概念、不同沉积相类型沉积特征和沉积相模式以及不同沉积相类型的识别方法。
了解不同沉积相类型与油气富集之间的关系。
《沉积岩》部分共64学时，4学分，其中实验课占20学时。
通过学习，要求掌握沉积岩的物质成分、结构、构造、岩石产状和岩层之间的关系，为阐明沉积岩成因及分布规律提供依据；总结沉积岩形成的理论，包括风化、搬运、沉积及沉积后变化的理论，特别是研究沉积作用及沉积后作用所形成的物质组分和结构、构造特点，搞清沉积物（岩）的成因和油气生成及储集的关系，并兼顾某些沉积矿床的成岩和成矿机理；掌握主要类型沉积岩的岩性特征，观察和描述方法，分类和命名原则，并初步掌握沉积岩的机械分析，染色分析，油浸法等常规测试鉴定办法。
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第一节 沉积岩原始物质的形成
（三）主要造岩矿物的风化及其产物
2.长石
长石风化稳定性仅次于石英
钾长石 多钠的酸性斜长石
∨
∨
斜长石
中性斜长石
∨
多钙的基性斜长石
沉积岩中钾长石多于斜长石
第一节 沉积岩原始物质的形成
（1）钾长石
析出K,Si
析出K,Al
K[AlSi3O8]→K＜1Al2[(Si,Al)4O10][OH]2·nH2O→Al4[Si4O10][OH]8→
第一节 沉积岩原始物质的形成
一、母岩的风化作用和产物—沉积岩主要原始物质的形成
风化作用（按性质）分类
↓
物理风化作用
化学风化作用
生物风化作用
↓
↓
↓
机械破碎 母岩破碎＋化学变化 机械作用＋化学和生物化学作用
↓
↓
↓
化学成分不变 氧化、水解和溶解
直接作用＋间接作用
↓
↓
T、晶体生长、重力
氧、水和酸
生物、水、冰、风
第一节 沉积岩原始物质的形成
C.酸性硅铝阶段：粘土型风化作用 几乎全部的Ca2+、Na+、K+、Mg2+被带走， SiO2进一步进入溶液，介质由中/碱性转为酸性， 形成不含Ca2+、Na+、K+、Mg2+的高岭石、变埃洛石等粘
土矿物,上个阶段形成的蒙脱石、水云母被破坏
第一节 沉积岩原始物质的形成
第一节 沉积岩原始物质的形成
沉积岩的原始物质
陆源物质 生物源/生源物质 深源物质 宇宙源物质
↑
↑
↑
↑
母岩风化产物 生物残骸及有机质 火山碎屑+深层卤水 陨石
★★★★
★★★
★★
★
第一节 沉积岩原始物质的形成
一、母岩的风化作用和产物—沉积岩主要原始物质的形成
（一）风化作用的概念 地壳表层岩石的一种破坏作用； 因温度的变化，水以及各种酸的溶蚀作用，生物的 作用以及各种地质营力的剥蚀作用等，地壳表层的岩 石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物 的过程。
第一节 沉积岩原始物质的形成
1）机械破碎阶段 3）酸性硅铝阶段
2）饱和硅铝阶段 4）铝铁土阶段
上述四个阶段是一个完整的母岩风化过程， 但并不是所有的结晶岩风化作用都能进行到底。
风化作用能否达到最后的铝铁土阶段，取决于母岩岩性、 气候、地形、地壳运动强度、风化时间长短等因素，尤 其是气候因素。
序
Fe,Al,Ti,Sc,Y, Tr…
列
5.几乎不迁移元素（Kx≈n·10-10）
Si（石英）
第一节 沉积岩原始物质的形成
（三）主要造岩矿物的风化及其产物 1.石英
在风化作用过程中稳定性最高，一般只发生机械破 碎作用,几乎不发生化学溶解作用。
碎屑沉积岩最主要的造岩矿物，在岩石中平均含 量达66.8%。
第一节 沉积岩原始物质的形成
三类风化产物构成最重要的三类沉积岩的基本物质 碎屑残留物质＋化学风化物质→（陆源）碎屑物质 ➢ 碎屑岩主要的原始物质 溶解物质 ➢ 化学岩、生物化学岩和生物岩
风化产物的性质影响以后所生成的沉积岩的性质 ↓
从母岩的风化作用开始，沉积岩的形成作用就开始了
第一节 沉积岩原始物质的形成
第一节 沉积岩原始物质的形成
花岗岩
石 英：机械破碎
——砂粒
钾 长 石：K2O ——成为碳酸盐、氯化物进入溶液 ——溶解物质
Al2O3 ——水化后成为含水硅酸盐
——粘土
SiO2 ——少部分游离出来
——溶解物质
斜 长 石：Na2O, CaO ——碳酸盐、氯化物，溶于水 ——溶解物质
Al2O3,SiO2
1.最易迁移元素（Kx=n·10～n·102）
Cl,Br,I,S等以卤族元素为主；
2.易迁移元素（Kx=n～n·10） Ca,Mg,Na,F,Sr,K,Zn等碱（土）金属
元 素
3.迁移元素（Kx= n·10-1～n）
迁
Cu,Ni,Co,V,Mn,Si（硅酸盐中）,P；
移
4.惰性（微弱迁移）元素（Kx<n·10-1）
↓
↓
↓
碎屑物质（岩石
新矿物
促进和加速化学风
碎屑＋矿物碎屑） 粘土矿物和化学沉淀物质 化作用进行
第一节 沉积岩原始物质的形成
断层与解理
花岗岩中的根劈
水解作用
第一节 沉积岩原始物质的形成
一、母岩的风化作用和产物—沉积岩主要原始物质的形成
岩石←矿物的集合体←元素组成 元素→矿物→岩石的风化特征
第一节 沉积岩原始物质的形成
➢地壳上升、沉积间断、不整合的重要标志 ➢古地理、古气候分析的重要依据 ➢蕴藏重要的非金属和金属矿产 ➢在风化壳下或其中还可以形成油气藏
第一节 沉积岩原始物质的形成
现代风化壳 馒头组石灰岩
古风化壳
泰山群 片麻岩
第一节 沉积岩原始物质的形成
二、沉积物的其它来源 （一）生物成因（生物源）的沉积物 1.无机成分为主的生物残骸
（五）风化壳
1.风化壳或风化带的概念 由风化残留物质组成的地表岩石的表层部分 已风化了的地表岩石的表层部分
2.风化壳的厚度 决定于母岩性质、气候、地形、构造等因素 母岩性质是最根本的因素 气候湿热、地形平坦、构造活动比较稳定，则风化壳厚度 较大。
第一节 沉积岩原始物质的形成
3.古风化壳 风化壳分为古代和现代的，以第三纪为界 古风化壳是没有经过搬运的沉积岩 古风化壳有很重要的地质意义和经济意义
2010.4.14 ，冰岛 艾雅法拉火山
第一节 沉积岩原始物质的形成
（三）宇宙（来）源的物质 陨石及其尘埃 ①沉积岩组成部分 ②为解释某些地质和地史现象提供假想证据 ➢恐龙灭绝之谜
——同钾长石
白 云 母：较少分解
——云母碎片
黑 云 母：H2O
——水溶液
K2O，Al2O3，SiO2
——同钾长石
(Mg,Fe)O——碳酸盐,氯化物,赤铁矿,褐铁矿
——溶解物质及色素
副矿物：锆石、磷灰石
——重矿物
第一节 沉积岩原始物质的形成
（四）母岩的风化及其产物 2.母岩风化作用的阶段性 由于母岩中的各种化学成分在风化作用中转移 性质的不同，母岩的风化作用具有明显的阶段性。 波雷诺夫将结晶岩的风化过程分为四个阶段， 在各阶段中，各有其独特的风化产物（以玄武岩 为例）。
D.铝铁土阶段：风化作用的最后阶段 a.硅酸盐矿物彻底地分解，全部可移动元素都被带走。 b.铁和铝的氧化物和小部分SiO2以胶体状态在酸性介 质中聚集，原地形成水铝矿、褐铁矿、针铁矿、赤 铁矿和蛋白石。 c.堆积物是一种红色疏松的铁质或铝质土壤,也称红土。
到达这个阶段的风化作用通常也称为红土型风化作用
7.硫酸盐矿物、硫化物矿物，卤化物矿物 最易溶于水中，呈溶液态流失
8.岩浆岩、变质岩次要矿物或副矿物——风化稳定性差别很大 石榴石、锆英石、刚玉、电气石、金红石、磁铁矿、榍石、 蓝晶石、独居石、红柱石等风化稳定性较大 ➢沉积岩中的重矿物
第一节 沉积岩原始物质的形成
（四）母岩的风化及其产物 1.各种岩石的风化及其产物 岩石是矿物的集合体 ➢不同的岩石矿物组成不同 ➢再加上结构、产状、形成背景等差异 母岩风化的差异性
第一节 沉积岩原始物质的形成
3.母岩风化产物的类型 （1）碎屑残留物质 母岩岩屑或矿物碎屑，在风化作用的第一阶段最发育 （2）新生成的矿物----“化学风化物质” 化学风化作用过程中新生成的矿物 水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁矿等 （3）溶解物质 化学风化中被溶解的Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、 Al、P…。
一、母岩的风化作用和产物—沉积岩主要原始物质的形成
（二）元素的风化分异 在相同的特定风化条件下，各类造岩元素由于从母
岩中析出的难易程度不同，而按一定顺序从母岩中分离出 来的现象。
→某些元素的淋滤分散和另一些元素的残积、富集。
第一节 沉积岩原始物质的形成
“水迁移系数——kx”衡量元素在风化带中的迁移能力
钾长石 +H2O 水云母
+H2O
高岭石
SiO2·nH2O（蛋白石） Al2O3·nH2O（铝土矿）
（2）斜长石的风化作用与产物同钾长石相似
斜长石→蒙脱石→高岭石→
蛋白石 铝土矿
第一节 沉积岩原始物质的形成
3.云母 白云母（K）的抗风化能力较强，在沉积岩中较常见。
析出钾，加入水→水白云母→高岭石 黑云母（Fe、Mg）的抗风化能力比白云母差得多。
第二章 沉积岩的形成与演化
本讲介绍
上一讲我们学习了沉积岩的概念，从概念中我们知道沉积 岩的形成包括三个阶段：（1）原始物质的形成阶段；（2） 沉积物的搬运和沉积作用阶段；（3）沉积后作用阶段。 这一讲我们主要介绍第一节内容，沉积岩原始物质的形成。 我们知道沉积岩的原始物质有四种来源，其中最主要的就 是母岩的风化产物，因此风化作用的概念、类型，风化作 用的阶段性及风化产物类型是本讲的重点，希望同学们在 学习的过程中给予关注。
生物的硬体部分 ➢保存为化石/生物碎片：碳酸盐、磷酸盐和硅质等 2.有机生物残体——有机质 植物体和动物的软体部分 ①转化为石油、天然气、油页岩、煤等 ②分散状态存在于沉积岩中
第一节 沉积岩原始物质的形成
（二）深部来源（深源）的物质 火山物质 直接堆积成火山碎屑岩，or混入正常的碎屑岩中 地下深层的热卤水、温泉、热气液等 盐膏岩、硅岩、铁岩、锰岩等岩石和铅、锌等矿床
第一节 沉积岩原始物质的形成
A.机械破碎阶段（碎屑阶段） 物理风化为主→岩石或矿物的碎屑
玄武岩的主要矿物成分以辉石和斜长石为代表
第一节 沉积岩原始物质的形成