沉积岩概念及特征

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（一）空间上
面积： 陆地面积， 100%海底面积。 面积 ： 3/4 陆地面积 ， 100% 海底面积 。 厚度：变化大， 几十km 厚度：变化大，0-几十km 海洋：几m-几km，平均1km 海洋： km，平均1 陆地： 30km，平均1 陆地：0-30km，平均1.8km km 体积：沉积岩占地壳总体积的5 体积 ： 沉积岩占地壳总体积的 5% ， 岩 浆岩和变质岩占95% 浆岩和变质岩占95%。 95
地壳表层条件：常温、常压， 地壳表层条件：常温、常压，存在水和大气的 作用， 作用，生物和生物化学的作用以及重力作用
• 2、沉积岩的原始物质----物质基础 • 原始物质的来源： 岩石风化 生物死亡 陨石、尘埃 火山爆发、深层卤水 天上掉，地下冒，自己生产最重要
• 3、一系列作用----形成作用
搬运 原始物质 沉积 沉积物
沉积后作用 沉积岩
风化作用、搬运作用、沉积作用、沉积后作用
• 4、一类岩石----结果 • 自然界中有三大岩石：
二、基本特征 一）矿物成分
地壳中已知矿物3000，沉积岩中矿物达160种以上，常见的只有20 ，沉积岩中矿物 地壳中已知矿物 余种。一种岩石中主要（造岩）矿物只有 ～3种，通常不过 只有1～ 种 余种 只有 5～6种。沉积岩的矿物成份与岩浆岩相比 与岩浆岩相比，有以下几个特点 ～ 种 与岩浆岩相比
沉积学
Sedimentology
沉积岩石学及岩相古地理
Sedimentary petrography and lithofacies paleogeography
操应长
教授、博士后 教授、
地球资源与信息学院 二OO六年二月 六年二月
本人简介： 本人简介： 操应长，1992年毕业于石油大学 华东），1998年获石油大学 年毕业于石油大学（ ），1998 操应长，1992年毕业于石油大学（华东），1998年获石油大学 华东）硕士学位，2003年获得中国科学院博士学位,2005年 年获得中国科学院博士学位,2005 （华东）硕士学位，2003年获得中国科学院博士学位,2005年 破格晋升为教授。 破格晋升为教授。 研究方向： 研究方向： 沉积学、层序地层学 沉积学、 主要成果: 主要成果: 地质科学》 英文版）、 地质学报》 ）、《 岩石学报》 在《地质科学》（英文版）、《地质学报》、《岩石学报》、 沉积学报》 地质论评》 石油大学学报》 《沉积学报》、《地质论评》、《石油大学学报》、第三十 届国际地质大会等杂志和会议公开发表学术论文40余篇， 40余篇 届国际地质大会等杂志和会议公开发表学术论文40余篇，其 中第一作者20 20篇 公开出版专著4 公开出版教材2 中第一作者20篇，公开出版专著4部,公开出版教材2部。先后 获得国家科技进步二等奖、山东省科技进步一等奖、二等奖、 获得国家科技进步二等奖、山东省科技进步一等奖、二等奖、 三等奖等。先后承担国家级、山东省基金、中石油、 三等奖等。先后承担国家级、山东省基金、中石油、中石化 等科技攻关课题20余项。 20余项 等科技攻关课题20余项。 办公室：勘探馆1046 办公室：勘探馆1046 TEL：8391680／8396314（ TEL：8391680／8396314（O） Mail: E-Mail:caoych@hdpu.edu.cn
教学计划
总计80学时 总计80学时 80 理论讲解64学时（其中沉积岩40学时，沉积相24学时），实践教学16 64学时 40学时 24学时），实践教学16学时 理论讲解64学时（其中沉积岩40学时，沉积相24学时），实践教学16学时
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绪论 2学时 沉积岩的形成 6学时 学时 陆源碎屑岩的成分 2学时 碎屑岩构造和颜色 4学时 碎屑岩结构及粒度分析 2学时 陆源碎屑岩各论 8学时 陆源碎屑沉积物（岩）的沉积后 作用 2学时 火山碎屑岩 2学时 碳酸盐岩概论 6学时 碳酸盐岩各论 4学时 碳酸盐沉积物（岩）的沉积后作 用 2学时 其他沉积岩 2学时
岩相古地理 24学时 24学时 • • • • • • • • 沉积相基本概念和分类1 沉积相基本概念和分类1 冲积扇相2 冲积扇相2 河流相3 河流相3 湖泊相3 湖泊相3 三角洲相 3 海相组4 海相组4 浊积岩相组3 浊积岩相组3 碳酸盐沉积环境（ 碳酸盐沉积环境（相）5
教材及参考书
• 《沉积学》， 姜在兴主编， 石油工业出版 社 社,2003 • 《沉积学实验 方法和技术》， 操应长,姜在兴 编写，石油工 业出版社,2003
（二）时间上 目前已经确定的地壳上最古老岩石的年龄为 46×108a,沉积圈岩石最老年龄达36×108a（前 苏联科拉半岛），其中有生命记载的岩石年龄 为31×108a（南非）。 秦皇岛龙山砂岩（元古界，Pt）——27亿年 绥中花岗岩（太古界，Ar） 石油大学下方地层（胜利油田东辛采油厂） 0～500m～7000m～8000m～9000m 第三系 ｜ 中生界 ｜古生界｜太古界 2～4Ma 65Ma
课程简介
• 课程学习要求—一个要求 课堂听课为主，课外巩固为辅 • 课程组成--两大部分： 岩石学部分（碎屑岩和碳酸盐岩） 岩相古地理部分 • 课程内容—三个基本： 基本概念、基本理论、基本技能 • 课程学习方法—四个结合： 理论讲解与实践学习相结合 课堂学习与课外学习相结合 理解性记忆与记忆性理解相结合 专业知识学习与素质培养相结合
地壳
水圈
生物圈
沉积岩壳 花岗岩质壳（Si、Al） 玄武岩质壳（Si、Mg、Al）
地壳 表层 沉积圈 岩石圈
地幔 地核
大气圈下部、岩石圈上部、水圈和生物圈的全部 —地壳表层
• 1、地壳表层条件----形成环境 2）地壳表层条件的特征 A、温度 B、压力 C、水和大气的作用 D、生物和生物化学作用 E、重力作用
第一章 绪论
§1 沉积岩的概念和基本特征
一、概念 沉积岩（sedimentary rock) 1、地壳表层条件----形成环境 2、沉积岩的原始物质----物质基础 3、一系列作用----形成作用 4、一类岩石----结果
• 1、地壳表层条件----形成环境 1）地壳表层的定义
大气圈
外 地 球 内 圈 圈
四）在环保、基建、国防建设等方面具有重要 影响 地下蓄水层沉积物和沉积岩是重要的—— 地下蓄水层 水库、港口、河流的冲淤、土壤的侵蚀、 军港的设计、潜艇和海底导弹基地的建设 等。 环境沉积学、生态沉积学 五）沉积岩石学是本专业重要的专业基础课 学时80 学时80 考试
• 主要参考书： • 《沉积学》，姜在兴主编，校内印刷 • 《沉积岩石学》（上、下）第二版，冯 增昭主编，石油工业出版社。 • 《沉积岩石学》，1986，曾允孚、夏文杰 1986，曾允孚、 1986 主编，地质出版社。 主编，地质出版社。 • 《沉积构造与环境解释》，科学出版社 ， ， 科学出版社， 1985 • 《 中国沉积学》 ，1994 ，冯增昭等著， 冯增昭等著， 石工出版社 • 《 沉积学原理》，弗里德曼、桑德斯著， ，弗里德曼、桑德斯著， • 《油区岩相古地理》，1987，赵澄林、吴 》 1987，赵澄林、 崇筠编著，石油工业出版社。 崇筠编著，石油工业出版社。 • 《沉积岩和沉积相模式及建造》，1987， ，1987， 何镜宇等主编，地质出版社。 何镜宇等主编，地质出版社。 • 沉 积 学 报 ， 石 油 学 报 ， AAPG ， Sedimentology
三）结构、构造 结构、
• 1.结构 • 沉积岩的结构取决于岩石的形成方式。特有： 沉积岩的结构取决于岩石的形成方式。特有： –机械破碎的陆源碎屑 机械破碎的陆源碎屑组成的岩石具有“碎屑结构” 机械破碎的陆源碎屑 “碎屑结构” –化学风化形成的陆源粘土 化学风化形成的陆源粘土组成的岩石具有“泥状结构” 化学风化形成的陆源粘土 “泥状结构” –机械作用 机械作用形成的盆地内 盆地内岩石则具有“粒屑结构” 机械作用 盆地内 “粒屑结构” –生物作用 生物作用形成的岩石具有“生物结构” 生物作用 “生物结构” • 与岩浆岩共有：结晶质结构； 与岩浆岩共有：结晶质结构； • 缺少：玻璃质结构。 缺少：玻璃质结构。 2.构造 • 成层构造 –层内构造和层面构造 层内构造和层面构造 » 层理构造、各种层面构造、结核、叠层构造等为沉积岩所 层理构造、各种层面构造、结核、 特有绝大多数沉积物在流体（空气、水）中搬运和沉积 特有 • 具有各种各样的孔隙 –结晶岩一般缺乏孔隙,由于沉积岩是在地表或接近地表的压力 结晶岩一般缺乏孔隙, 结晶岩一般缺乏孔隙 条件下形成（气孔—杏仁构造
一、研究意义
二）沉积岩是重要的工业原料和建筑材料 • 石灰岩和白云岩 石灰岩和白云岩是冶金工业中常用的溶剂， 溶剂， 溶剂 • 石灰岩 石灰岩是制造水泥和人造纤维 水泥和人造纤维的主要原料， 水泥和人造纤维 • 白云岩 白云岩则可作为耐火材料 耐火材料。 耐火材料 • 粘土岩 粘土岩按性质不同可作耐火材料、陶瓷原 耐火材料、 耐火材料 泥浆原料、填充剂和净化剂； 料、泥浆原料、填充剂和净化剂 • 石英砂岩 石英砂岩可作玻璃原料 玻璃原料； 玻璃原料 • 建筑材料 建筑材料。
形成环境
二、基本特征
二）化学成分
二）沉积岩的化学成分特征 沉积岩和岩浆岩的平均化学成分十分接近 1. 两者铁的含量大体相等 岩浆岩中的FeO高于 2O3，而在沉积岩中则相反。 高于Fe 而在沉积岩中则相反。 岩浆岩中的 高于 2. 沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩，尤其是钠含量。 沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩，尤其是钠含量。 岩浆岩中， 岩浆岩中，Na+>K+ 沉积岩中， 沉积岩中，Na+<K+ Na在地表条件易于从母岩中析出，大量流失进入到海水 中。 3.沉积岩中富含 2和H2O。 沉积岩中富含CO 沉积岩中富含 。 4.存在大量有机质是沉积岩与岩浆岩最重要区别之一。 存在大量有机质是沉积岩与岩浆岩最重要区别之一。 存在大量有机质是沉积岩与岩浆岩最重要区别之一 有机质在地表分布很广，而且从地球发展到一定阶段产生 生物以来，有机质的总量不断增加，据维尔纳斯基 （1926）估计，有机质总量约为地壳总重量的0.1% （地壳厚度按16km计算）。
§2 沉积学的研究意义、方法
一、研究意义
一） 沉积岩中蕴含大量矿产 • 世界资源总储量的75～85%是沉积和沉积变质成因的。 世界资源总储量的75 85%是沉积和沉积变质成因的。 75～ 据第19届世界地质学会的统计资料， –石油 、 天然气、 煤 、 油页岩等可燃有机矿产以及 石油、 天然气 、 油页岩 石油 盐类矿产，几乎全是沉积成因的。 盐类矿产 –铁矿 铁矿的90%，铅锌矿 铅锌矿的40～50%，铜矿 铜矿的25～ 铁矿 铅锌矿 铜矿 30%，锰矿和铝矿 锰矿和铝矿的绝大部分以及其他许多金属， 锰矿和铝矿 非金属矿产，也都是沉积成因和沉积变质成因的。 据我国著名地质学家孟宪民1965年的统计资料，我国铁 矿的74.47%，铜矿的71.25%，铅矿的76.12%，锌矿 的93.7%，汞矿的83.44%，锑矿的88.69%，锡矿的 90.02%，都是沉积成因或与沉积岩成因有关的。
三）研究沉积岩对油气勘探开发实践意义重大 • 石油和天然气形成和储集 石油和天然气形成和储集大部分在沉积岩中； • 非构造或隐蔽油气藏的形成 非构造或隐蔽油气藏的形成储量占石油总储 量1/3～1/4，沉积作用和成岩作用， • 构造油气藏的非均质性 构造油气藏的非均质性也与沉积和成岩作用 有关； • 钻井液的选择与配制 ， 二次 、 三次采油 、 油 钻井液的选择与配制， 二次、 三次采油、 层保护及提高采收率等钻采工艺都要考虑沉 层保护及提高采收率等钻采工艺 积岩的成分及结构等因素。 • 石油地质学家的重要组成部分
沉积岩中矿物成分的特征 1.高温矿物罕见 高温矿物罕见 橄榄石、辉石、角闪石等铁镁 矿物及基性斜长石不出现/ 甚少。 2.低温矿物富集 低温矿物富集 钾长石、酸性斜长石和石英在 沉积岩中也广泛存在。 3.沉积岩中有特有的自生矿物 沉积岩中有特有的自生矿物 氧化物和氢氧化物、粘土矿物、 盐类矿物、碳酸盐矿物 — —在地表的常温、常压并富 含O2、CO2、H2O的条件下 Q：差异性的原因？ 生成，又称为自生矿物。