外力地质作用与沉积岩

第二节 外力地质作用与沉积岩
2·1 外力地质作用的一般特征
2·1·1 引起外力地质作用的因素 2·1·2 引起外力地质作用的能源 2·1·3 外力地质作用的类型
2·2·沉积岩的特征
2·2·1 沉积岩的矿物 2·2·2 沉积岩的结构 2·2·3 沉积岩的构造
2·3 常见沉积岩
2·3·1 碎屑岩 2·3·2 化学岩 2·3·3 生物岩
• 对人类及各种建筑（构）物而言，大气、水、生物 及地球表层的岩土，是影响人类生活质量及建筑（ 构〕物使用寿命的环境介质。
2·1·1·1 大气圈的重要地质意义
1）大气中的成分是许多地质作用发生的物质基础 氮是组成有机质和生命体的物质基础；氧是各种氧化作用的物
质基础和生命存在的必要条件；二氧化碳是植物进行光合作用，制 造有机质的物质基础，并且直接参与了生物成岩作用。
2. 剥蚀作用：各种地质营力（如风、水、冰川等）在运动过程中对 地表岩石产生破坏并将破坏物剥离原地的过程
3. 搬运作用：经风化作用和剥蚀作用下来的产物随运动介质从一地 搬运到另一地的过程。
4. 沉积作用：各种营力搬运的物质在介质动能减小或物化条件发生 改变以及生物作用下，在新场所堆积下来的过程。
5. 固结成岩作用：使松散沉积物固结形成沉积岩的过程。
来源于太阳与月球对地球的引力，产生全球海水大 规模的潮汐运动。潮汐加上风引起的波浪不断地塑 造海岸地貌，并搬运和沉积物质。
2·1·3 外力地质作用的类型
根据外力地质作用的具体形式及其作用结果的不同， 对外力地质作用进行分类：
1. 风化作用：在地表或近地表环境下，由于气温、大气、水及生物 等因素作用，使地壳或岩石圈的岩石、矿物在原地遭受分解和破 坏的过程。
– 1) 物理风化 – 2) 化学风化 – 3) 生物风化。
– 1) 物理风化作用
主要由气温、大气、水等因素的作用引起的矿物、 岩石在原地发生机械破碎的过程。
特点：矿物、岩石的物质成分不发生变化，只是 碎裂成为大小不等的碎块。 砾石：粒径 ＞2mm；砂：粒径 0.5～2mm ； 粉砂：粒径 0.005～0.05mm；泥质：粒径 ＜0.005mm
4）有了大气才有各种气候现象，才会引发各种外动力地质作用。
2·1·1·2 水的重要地质作用
1）水是地球上生命赖以生存的基本条件，有水才有生命；才有水 的循环。 2）水是重要的溶剂，溶蚀地表的物质，通过结冰和融化的胀缩破 坏地表物质，并进行搬运，在动能减弱、过饱和或酸碱中和、电解 中和等条件下发生沉积。
水结成冰时其体积可 增大9.2％。冰体将对 裂缝壁产生2000kg／ cm2的巨大压力。
③其它物理风化作用：
盐类的结晶与潮解：充填于岩石孔隙、裂隙中 含盐分的溶液，因水溶液浓度的变化，盐类出现 结晶与溶解使岩石破碎的过程(类似于冰劈作用)。
层裂或卸载作用：岩石因卸载而产生向上或向 外的膨胀作用，从而形成一系列平行或垂直地表 的裂隙，促使岩石层层剥落和裂解的过程。
1）太阳热能 太阳热能是地球外部能量的源泉，太阳能给地球表层带来 热量，使大气和水发生循环，使生命得以生存和繁衍
2）重力能 重力能来源于地球引力。
大气的对流、下雨、降雪等气象活动，水、冰川 由高处向低处的流动，风、河流、湖水、海水、 冰川运动过程中的侵蚀作用、搬的排序实际上就是沉积岩的形成过程。
(一) 风化作用
1.定义
在地表或近地表条件下，由于气温、大气、 水及生物等因素的影响，使地壳或岩石圈的矿 物、岩石在原地发生分解和破坏的过程—风化 作用。
风化作用的重要特征：岩石或矿物在原地遭受 分解和破坏，风化的产物仍保留在原地。
2.风化作用的类型（据方式和特点）
例如黄铁矿氧化为褐铁矿： 2FeS2﹢7O2﹢2H2O→2FeSO4﹢2H2SO4 4FeSO4﹢2H2SO4﹢O2→2Fe2 (SO4)3﹢2H2O Fe2 (SO4) 3﹢6H2O→2Fe(OH) 3﹢3H2SO4
②碳酸化作用：是指当CO2溶解于水中时，形成 CO32-和HCO31-离子，它们与矿物中的阳离子结合 形成易溶于水的碳酸盐或碳酸氢盐的过程。
2·1 外力地质作用的一般特征
2·1·1 引起外力地质作用的因素
定义：以固体地球之外的太阳能及日月引力能为主要 能源，并通过大气、水和生物的活动，不断地 改变地球的形态、构造和物质组成的作用。
直接因素：大气、水和生物，即地球表层系统的大气 圈、水圈和生物圈是促使外力地质作用发生的 直接因素；
• 对固体地球而言，大气、水和生物是促使地球表层 岩石，土壤发生变化的环境介质；
碎屑沉积
机械破碎 化学沉积
化学溶蚀
2·1·1·3 生物圈的重要地质意义
(1) 生物不断消耗地球上的资源，不断破坏地球的形态、物 质成分和内部构造，是十分重要的外动力地质作用;
(2) 人类的破坏作用不可估量。
2·1·2 外力地质作用的能源 引起外力地质作用的能源主要是太阳能、重力能 和日月引力能。
类型：①温差风化 ②冰劈作用 ③其它物理风化作用：盐类的结晶与潮解、
层裂或卸载作用。
①温差风化：
由于温差变化，岩石 在热胀冷缩过程中逐 渐破碎的过程； 常发生在温差较大的 干旱气候地区。
沙漠气候条件下砂岩的温差风化
温差风化
左图：由于温差风化引起的层状脱落； 右图：球状风化
② 冰劈作用：
充填于岩石裂隙中的水 结冰体积膨胀而使岩石 裂解的过程。
2）大气圈是生命的保护层 平流层上部的臭氧层能强烈吸收紫外线，使进入地面的紫外线
大大减少，从而使地球上的生命系统免受紫外线过份照射的伤害。
3）大气圈为地球表层创造了适宜的温度。 太阳热能进入大气圈后有1/3的能量被消耗或反射回太空，2/3
被大气吸收后传给地面，大气圈起了相对保温作用，使昼夜温差不 太大，才适于人类生存。
– (2)化学风化作用：是指在大气、水和水 溶液的作用下岩石发生的化学分解过程。
特点：不仅发生岩石破碎，而且岩石的物 质成分也将发生变化。
可分为氧化作用、碳酸化作用、溶解作用和 水解等次级方式。
纪念碑被酸雨化学风化前后
① 氧化作用：矿物、岩石与大气或水中的游离氧起 化学反应形成氧化物使岩石破碎的过程，常使多价 态元素从低价向高价态转变。