沉积岩石学复习

沉积岩石学

沉积岩是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、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。

风化作用的概念

地壳表层岩石的一种破坏作用；

是因温度的变化，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。

风化作用分为物理风化、化学风化、生物风化作用。

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。

在氧、水和溶于水中的各种酸性物质的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而生成新矿物的过程称为化学风化作用。

生物风化作用指在生物活动过程中对岩石产生的破坏作用。

从流体力学的性质来说，凡服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，否则称为非牛顿流体。内摩擦定律：t=du/dy

所谓服从内摩擦定律是指在温度不变的条件下，随着du/dy的变化，μ始终保持一常数，该牵引流就属于牛顿流体，若μ值随着du/dy变化而变化，即为不服从内摩擦定律，该流体即为非牛顿流体。

自然界中存在牵引流和重力流两种不同性质的流水，牵引流搬运颗粒的动力主要是推力（或牵引力），搬运方式主要是推移方式。重力流是密度流，其搬运介质的方式是悬移载荷方式搬运。

牵引流和重力流对比

类别牵引流重力流

流体性质牛顿流体非牛顿流体

密度低高（>1.08，海水比重）水动力学机制地形、潮流或风重力

液固相分明不分

搬运介质流水沉积物

搬运动力推力、负荷力重力

搬运方式滚动、跳跃、悬浮悬浮

运动关系水主动，颗粒被动水被动，颗粒主动

搬运物质碎屑物质、溶解物质碎屑物质为主

沉积作用流速、能量减小能力减小转化或稀释

沉积环境地形变化较小山前或斜坡及其下游方向

沉积构造各种类型层理粒序/递变层理

沉积后作用的概念

沉积物形成以后到沉积岩的风化和变质作用以前这一演化阶段的所有变化和作用——广义的成岩作用。

沉积分异作用指碎屑物质在流水中搬运及沉积过程中发生矿物成分、粒度、形状等方面的变化。是受颗粒间的碰撞和摩擦流体对颗粒的分选作用化学分解和机械破碎作用的影响与机械沉积分异作用机制不同！

母岩风化产物以及其他来源的沉积物在搬运和沉积过程中会按颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象，也叫地表沉积分异作用。

机械分异作用：主要受物理原理支配，见于碎屑岩中；

化学分异作用：主要受化学原理支配，见于溶解物质沉积过程。

沉积分异作用表现在

（1）粒度的分异：在流水的搬运及沉积过程中，从上游到下游出现粒度从大到小、分选由差到好的顺序分布，出现了砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩的分布集中顺序；

（2）密度的分异：从上游到下游，相对密度大的碎屑含量逐渐减少，相对密度小的碎屑增加；

（3）形状上的分异：等粒度颗粒中片状碎屑含量增加；

（4）成分上的分异：成分成熟度相对增加。

碎屑岩

碎屑颗粒碎屑岩的骨架，主要由母岩物理风化作用过程中机械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成。

杂基分布于碎屑颗粒之间的，以悬移载荷方式与颗粒同时沉积的，粒径一般小于0.03mm的，细小的机械成因碎屑沉积物。成因：机械成因。粒级：以泥为主，可包括一些细粉砂。

胶结物碎屑岩在沉积、成岩阶段，以化学沉淀方式从胶体或真溶液中沉淀出来，充填在碎屑颗粒之间的各种自生矿物。

三级命名法

≥50% ××岩

50~25% ××质

25~10% 含××

<10% 不参与命名

层理是沉积物成层沉积时岩石性质沿垂向变化而产生的层状构造，可通过矿物成分、颜色、粒度、形状、排列或填集方式的突变或渐变而显现出来。

层系由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成，它们形成于相同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的水流条件下的产物。

区分水平层理和平行层理

水平层理的特点是纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面。一般认为这种层理是在比较稳定的水动力条件下，悬浮物质以比较慢的沉积速率沉积形成的。

平行层理主要是由平行而又几乎水平的纹层状砂和粉砂组成的，纹层厚度为毫米级至厘米级，它是在较强水动力条件下，在平坦床砂上沉积而成的。

相同点：

二者的纹层均呈直线状互相平行，并且平行于层面。

不同点：

水平层理主要产于泥质岩、粉砂岩以及泥晶灰岩中，是在比较弱的水动力条件下，由悬浮物沉积而成。出现在低能环境中，如深湖、泻湖、深海等环境。

平行层理主要产于砂岩中，是在较强的水动力条件下，高流态中由平坦的床沙迁移而成的。一般出现在急流或高能环境中，如河道、湖岸、海滩等环境。

区分浪成波痕和流水波痕

浪成波痕一般由产生波浪的动荡水流形成，常见于海湖浅水地带。

流水波痕由定向流动的水流形成，见于河流和存在底流的海湖近岸地带。

脉状层理与透镜状层理的异同

透镜状层理在泥基质中夹有砂质透镜体,形成条件与脉状层理相反,砂少泥多,潮汐水流或波浪作用较弱。

压扁层理又叫脉状层理，是在波谷及部分波脊上含有泥质条带（脉状体）的沙纹层理。

砂多泥少，水动力较强，泥被削蚀，仅在波谷被保存。

交错层理也叫斜层理，由一系列与层系界面斜交的纹层（前积层）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。

沉积岩的颜色

一、继承色

主要取决于碎屑颗粒的颜色，即继承的母岩的颜色。

二、自生色

沉积和早期成岩过程中自生矿物的颜色。

继承色和自生色是碎屑岩的原生色→判断沉积环境

红色、黄色→氧化环境；

绿色→半氧化环境；

灰色、黑色→还原环境。

三、次生色——次生色不能作为相标志

后生或风化作用阶段，新生成的次生矿物造成的颜色。

同生变形构造也称变形构造，是沉积物沉积的同时或在沉积物固结成岩之前还处于富含孔隙水的塑性状态下发生变形所形成的构造。

同生变形构造的常见类型和特征

（一）重荷模(load cast)和火焰状构造

也称负载构造、重荷构造等。是指覆盖在泥质岩之上的砂岩底面上的不规则瘤状突起。突起高几mm到几十cm。

下伏饱和水的塑性软泥承受上覆砂质层的不均匀负荷压力

（二）球枕构造

指砂岩层断开并向下陷入泥岩中形成的许多不均匀排列的椭球体或枕状体。大小从十几cm 到几m。