沉积岩

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1、陆源物质—母岩风化的产物
2、生物源物质—生物残骸和有机物质
3、深源物质—火山碎屑和深部卤水
4、宇宙源物质—陨石
(3)风化作用的产物:
a碎屑物质:母岩机械破碎的产物,主要指矿物碎屑和岩石碎屑
b不溶残积物:母岩分解过程新生成的不溶物质,如粘土和氧化物等,如:水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石和铝土矿等。
跳跃搬运—介于上述二者之间
机械搬运和沉积作用:流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬
运走所需要的流速叫做开始搬运流速,开始搬运流速要大于继
续搬运业已处于搬运状态的碎屑物质所需的流速,即继续搬运
流速。一般来说,开始搬运流速要大于继续搬运流速。
(4)碎屑颗粒在机械搬运过程中的变化
1)物质成分上的变化:随着搬运距离的增加,由于化学分解、机械破碎和磨蚀作用,不稳定组分相对减少,稳定组分相对增加
1)地表环境下不稳定的铁镁矿物(橄榄石、普通辉石、角闪石)很少;
2)地表环境下稳定的矿物(石英、钾长石、酸性斜长石)在沉积岩中常见。
3)自生矿物——沉积作用过程中新生成的矿物,是沉积岩主要矿物成分之一,如:氧化物、氢氧化物、粘土矿物、盐类、碳酸盐矿物等。
(2)化学成分的特点:
1)沉积岩与岩浆岩的化学成分数据十分接近,这是由于沉积岩基本上是由岩浆岩的化产物组成;
具有吸附性
使胶体凝聚和沉积的因素:
带有相反电荷的胶体相遇:
加入电解质
加热蒸发
射线照射
由于胶体自身的特点,当其处于稳定状态时,就是胶体的搬运状
态;当条件发生变化,胶体失去稳定性时,胶体发生絮凝作用,
即沉积作用。
(2)真溶液的搬运与沉积作用
可溶物质的溶解与沉淀作用主要取决于溶解度;溶液中的某种物质浓度达到过饱和,则发生沉淀作用(沉积);反之,则发生溶解作用(搬运)。
3、沉积岩中富含CO2和H2O
4、存在大量有机质是沉积岩与岩浆岩最重要区别之一
岩石的概念:
自然(由地质作用)形成的,由一种或多种矿物或由其他岩石碎屑所组成的集合体。
如:石灰岩是由方解石组成的集合体;花岗岩是由石英、长石、云母等多种矿物组成的集合体;砾岩是由岩石碎屑所组成的集合体。
结构:一般是指组成岩石的矿物或碎屑个体本身的特征。包括岩石矿物的结晶程度,颗粒大小,晶体形态,自形程度和矿物之间的相互关系。
影响真溶液搬运与沉积的因素:
介质的酸碱度:
介质的氧化还原电位:
温度和压力
溶液中的CO2含量
离子吸附作用
沉积分异作用
1、概念
沉积物在搬运沉积过程中会按照颗粒大小、形状、比重、矿物成
分和化学成分在地表依次有规律的沉积下来,这种现象称为沉积分异
百度文库作用。
2、沉积分异作用的类型
机械沉积分异作用:
按粒度:砾岩、砂岩、粘土岩;
三个区:
剥蚀区,搬运区和沉积区
三个段:
砾级难搬易沉山区d>2mm,V开大,V继大,ΔV=V开—V继,小。
粉砂和泥级易搬难沉深水d<0.01mm,V开大,V继很小,ΔV很大,
砂级易搬易沉跳跃分布最广0.1~2mm,V开最小,V继中等,ΔV不大。
(五)碎屑物质在流水搬运过程中的变化
矿物成分
不稳定组分减少,稳定组分增加
按比重:金19.3、黄铁矿5、铬铁矿4.5、石英2.65、石墨2.16、
琥珀1.07);
化学沉积分异作用:
熔解物质达到过饱和时按溶解度由小到大依次沉积(氧化物、磷酸盐、硅
酸盐、硫酸盐、卤化物)
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。
1.颗粒大小分异——从上游到下游,粒度由大到小、分选由差变好;
2)富含CO2和H2O;
3)在沉积岩中含有大量的有机质,其占地壳总量的0.1%。
沉积岩的形成作用与过程
a.沉积岩原始物质形成阶段
——主要是母岩风化产物
b.沉积物质的搬运和沉积阶段
——沉积物的形成阶段
c.沉积后作用阶段
——沉积物的同生和准同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段、沉积岩的后生作用阶段
形成沉积岩的物质基础——沉积物的四种来源
部分形成褐铁矿、蛋白石等
主要矿物在风化过程中的稳定性比较
石英:主要造岩矿物,风化作用中稳定性极高,它几乎不发生化学溶解作用,一般只发生机械破碎作用。
长石类:稳定性次于石英,风化稳定性由高到低的顺序是:钾长石→酸性斜长石→中性斜长石→基性斜长石。
云母:白云母抗风化能力较强于黑云母
白云母—先变成水白云母—最后变为高岭石
沉积物重力流(gravity flow):
浊流(turbidites flow)
泥石流(debris flow)、
颗粒流(grain flow)、
液化沉积物流(fluidized sediment flow),
(1)流水的机械搬运和沉积作用
搬运方式:推移搬运(或滚动搬运)—推移载荷
悬浮搬运—悬浮载荷
外杂基:碎屑沉积物堆积后,成岩后生期充填于粒间孔隙中的外来杂基物质。分布不均、污浊、透明度差。出现在碎屑颗粒分选较好、原生孔隙发育处。
假杂基:软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物。常能同时看到局部被压碎的软颗粒。
二)胶结物
1.定义
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
2)粒度和分选型的变化:随着搬运距离的增加,一般粒度越来越细,分选越来越好
3)颗粒形状的变化:随着搬运距离的增加,由于磨蚀作用,颗粒的圆度和球度越来越好。
2、化学搬运和沉积
搬运对象:溶解于水的化学物质
溶解物质在自然界中存在的方式:胶体和真溶液
1)胶体的搬运与沉积作用
胶体的特点:颗粒细小、扩散能力弱、表面带电荷
2.比重分异
体积小比重大和比重小体积大的沉积物可能一起堆积,如含金砾岩。
3.形状分异
片状颗粒比等轴粒状颗粒搬运得远;
圆度和球度高的滚动颗粒更易于搬运。
石英砂岩或长石砂岩中的云母片多大于石英、长石或岩屑颗粒。
4.矿物成分分异
由于颗粒的比重和形状同矿物成分密切相关,颗粒大小与矿物的物性有关,如脆性、解理、硬度等
重结晶、次生加大、压溶。
4.表生作用(epidiagenesis):潜水面以下、低温压下,与地
下水的作用,包括溶蚀、充填、交代。
陆源碎屑岩(Terrigenous Clastic Rocks)
定义:主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运、沉积作用、沉积后作用而形成的一类岩石,
基本组成:
颗粒(Grain)
对沉积岩来讲:是指碎屑颗粒的大小,磨圆度和分选性(即大小均一度)等。
岩石构造:是指由组成岩石的各种矿物和碎屑的整体排列方式,以及固结的紧密程度等所显示的岩石总体外貌特征。
结构和构造区别与联系:
任何一个岩石的块体或标本都同时具有其自身的结构和构造,结构、构造都是由岩石的生成环境或条件所决定的
但又是完全不同的两个概念,各有其具体涵义,结构是相对微观的个体(岩石中的矿物颗粒、碎屑)特征,构造是宏观的整体特征。
接近终极产物的程度
成分成熟度+结构成熟度
2成分成熟程度:以碎屑岩中最稳定组分的相对含量表示
轻组分——Q/(F+R)
重矿物——ZTR指数
锆石(Zircon)+电气石(Tourmaline)+金红石(Rutile)在透明矿物中所占的比例。
3反映的问题
搬运距离远近、水动力条件和物源方向等。
二、填隙物
一)杂基
提供母岩特征的直接信息
大量出现→气候干燥、快速剥蚀和堆积、距离母岩近等
2同一种岩屑数量和粒度变化的影响因素
距陆源区的远近
化学风化程度
母岩矿物粒径
三)研究碎屑颗粒的意义
1.分析母岩
岩屑类型
矿物组合
矿物特征
成分成熟度(compositional maturity)
成熟度
碎屑颗粒在风化、搬运、沉积等作用的改造下
粒度(颗粒大小)
变细,分选变好
颗粒形状
圆度与球度变好
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Fe2O3,而在沉积岩中则相反。
2、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,Na+>K+
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。
水白云母(量变)→高岭石→蛋白石→铝土矿(质变)
斜长石除(钙、钠、硅)从矿物中带走外,形成沸石、绿帘石、
黝帘石、蒙脱石、蛋白石、方解石等
白云母白云母碎屑先析出钾和加入水→水白云母→高岭石
黑云母钾、镁先析出同时加水蛭石、绿泥石、褐铁矿等
橄榄石、辉石、角闪石等铁镁硅酸盐矿物,铁、镁、钙先析出,
之后硅部分或全部析出,大部分元素呈溶液状态流失,
杂基(Matrix)
胶结物(Cement)
孔隙(Pore)
描述内容:
成分(Composion)
结构(Texture)
构造(Structure)
颜色(Color)
一、(碎屑)颗粒(Grain,Clastic)
矿物碎屑:石英、长石最多,重矿物含量少
岩石碎屑:稳定的多
一)矿物碎屑
目前发现的碎屑矿物约有160种,最常见的约20种。但在一种碎屑岩中,主要碎屑矿物通常3-5种。
定义:是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。它是常温常压下由风化作用、生物作用或某种火山作用形成的物质,经过一系列改造(如搬运、沉积deposition、成岩等作用——广义沉积作用sedimentation),而形成的岩石。
、沉积岩的物质组成特点
(1)矿物成分特点:
共发现160种以上,在一块沉积岩中造岩矿物通常1-3种,不超过5-6种
c溶解物质:以溶解状态被带走的成分。各类溶于水的离子、胶体;如CI、S、Ca、Mg、K、Na、Si、Fe、Al、P等
碎屑物质是构成陆源碎屑岩的主要成分
溶解物质是构成内源沉积岩的主要物质成分
(4)造岩矿物在风化过程中的稳定性及其风化产物
石英抗风化稳定性极高主要机械破碎碎屑石英
钾长石先析出钾→其次是硅→最后是铝
定义
分布于碎屑颗粒之间的,以与颗粒同时沉积的,粒径一般小于0.03mm的,细碎屑沉积物。
成因:机械成因
成分:以泥为主,可包括一些细粉砂。
注意杂基与颗粒之间其它物质或似杂基的区别:
原杂基:杂基。原始沉积状态,泥质结构,与颗粒界线清楚。
正杂基:经成岩作用明显重结晶后的原杂基。
似杂基:
淀杂基:成岩作用过程中,从孔隙水析出的粘土矿物胶结物。晶体干净,透明度好。常在颗粒周围呈栉壳状或薄膜状分布。
自生矿物:沉积和成岩阶段以化学或生物化学方式形成的沉积矿物。
2.类型:
碳酸盐质:方解石类、白云石类、菱铁矿等(方解石胶结遇酸起泡)
硅质:蛋白石、玉髓、石英(隐晶质:在显微镜下才能辨认单体的矿物)(岩石致密。次生加大边)
铁质:赤铁矿、褐铁矿(岩石发红)
泥质:粘土矿物(有时实际上包括了粘土杂基。岩石相对较疏松)
明渠水流,按流动强度不同可出现急流、缓流和临界流三种流态。
(三)碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积与流速和颗粒大小的关系——尤尔斯特隆图解
开始搬运速度(V开):
流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需的流速
继续搬运速度(V继):
流水维持碎屑物质继续搬运所需要的流速。
V开>V继
两条曲线:
开始搬运曲线
继续搬运曲线
按密度分为
轻矿物:比重小于2.86,石英、长石、云母为主。★★★★★
重矿物:比重大于2.86
来自岩浆岩:榍石、锆英石、铁镁矿物★★★
来自变质岩:石榴石、红柱石★★
碎屑岩自生矿物:黄铁矿、重晶石★属化学成因物质成分
石英(quartz)
二)岩石碎屑(简称岩屑)
1是母岩机械破碎形成的碎块,保持着母岩结构的矿物集合体
其它:石膏、硬石膏、黄铁矿、磁铁矿、磷酸盐类矿物等
机械沉积分异结果
随搬运距离的增长
碎屑物质的矿物成分趋向简单
稳定组分增多
重矿物含量减少
粒度变细
分选、磨圆变好
一、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
同生阶段:沉积物与底水脱离之前
成岩阶段:沉积物脱离底水、粒间水可以自由运动
后生阶段:沉积物固结成岩,变质之前
黑云母——转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等
橄榄石、辉石、角闪石等镁硅酸盐矿物抗风化能力低,在风化产物中保留较少,沉积岩中少见。
粘土矿物:在风化带中相当稳定,如高岭石、蒙脱石、水云母等。
碳酸盐矿物:稳定性甚小,极易溶于水并顺水转移,如方解石、白云石等。
搬运对象:陆源碎屑颗粒
搬运介质:牵引流(水流和空气),
表生阶段:岩石抬升与地下水作用阶段
1.同生作用(syngenesis):沉积后至埋藏前沉积物与水之间
的一系列作用(溶解、水合、解,Ph,Eh, O2,CO2逸度改变)。
2.成岩作用(diagenesis):埋藏后至岩石固结,即,由沉积
物到沉积岩的过程中的一系列变化,包括压实和胶结作用。
3.后生作用(anadiagenesis):固结后至变质前,包括交代、
相关文档
最新文档