2 沉积岩的形成和演化1PPT课件
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碎屑沉积岩最主要的成分。
2.长石 稳定性仅次于石英
钾长石
∨
斜长石
多钠的酸性斜长石
∨
中性斜长石稳定
∨
多钙的基性斜长石
（1）钾长石
析出K,Si
析出K,Al
SiO2·nH2O（蛋白石）
K[AlSi3O8]→K＜1Al2[(Si,Al)4O10][OH]2·nH2O→Al4[Si4O10][OH]8→
钾长石 +H2O
4.铁镁硅酸盐矿物 抗风化能力较差
橄榄石 < 辉石 < 角闪石。 沉积岩中少见。 风化时，Ca、Mg等首先析出，Si部分或全部析出，最终形成褐 铁矿、蛋白石等。
5.碳酸盐矿物 稳定性很差，很易溶于水并被迁移。
6.粘土矿物 很稳定 高岭石>伊利石>蒙脱石→蛋白石、铝土矿
7.硫酸盐矿物、硫化物矿物，卤化物矿物 风化稳定性最低，最易溶于水中，呈溶液态流失。
水云母
+H2O 高岭石
Al2O3·nH2O（铝土矿）
（
2
）
斜
长
石
的产物同钾长石相似
蛋白石
斜长石→蒙脱石→高岭石→
铝土矿
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）的抗风化能力弱。 黑云母—析出K、Mg，加入水→蛭石＋绿泥石＋褐铁 矿
3.迁移元素（Kx= n·10-1～n） Cu,Ni,Co,V,Mn,Si（硅酸盐中）,P；
4.惰性（微弱迁移）元素（Kx<n·10-1） Fe,Al,Ti,Sc,Y, Tr…
5.几乎不迁移元素（Kx≈n·10-10） Si（石英）
（三）主要造岩矿物的风化及其产物 1.石英 稳定性高，一般只发生机械破碎作用。
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
（一）风化作用的概念 是在温度、水、各种酸、生物以及各种地质营力的作用 下，地壳表层的岩石逐渐遭受破坏，转变为风化产物的 过程。
沉积学
第一章 绪论
沉积岩石学 ＋ 岩相古地理
岩类学 岩理学 环境 沉积（物）岩特征
第一节 沉积岩的概念和基本特征
一、沉积岩（sedimentary rocks）的概念
是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、 有机物质 等沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉 积作用及沉积后作用 而形成的一类岩石。
但金刚石呢？ 3.矿物的晶体化学性质
（晶体构造）
(四)母岩风化作用的阶段性 由于各化学成分在风化作用中转移性质不同，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。
1.机械破碎阶段 物理风化为主→岩石或矿物的碎屑
2.饱和硅铝阶段：
a.氯化物和硫酸盐全部被溶解；
b.在CO2、H2O作用下，铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解， K+,Na+,Ca2+, Mg2+ 游离
c.析出的阳离子 形成强碱弱酸盐，使溶液呈中-碱性，使一部分 SiO2转入溶液；
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， b. SiO2进一步进入溶液，介质开始转为酸性， c. 形成高岭石、变埃洛石等粘土矿物
4.铝铁土阶段： a.硅酸盐矿物彻底地分解， b.原地形成水铝矿、褐铁矿、针铁矿、赤铁矿和蛋白石。 堆积物也称红土。
沉积岩的分类
根据沉积岩原始沉积物质成分的来源
1.母岩风化产物
碎屑岩
化学岩
砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩 碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其它化学岩
2.火山碎屑物质 火山碎屑岩
3.生物遗体
可燃有机岩
非可燃有机岩
煤 油页岩
第二章 沉积岩的形成与演化
沉积岩的形成
搬运 原始物质
沉积
沉积后作用
沉积物
沉积岩
这个阶段的风化作用通常也称为红土型风化作用
风化作用一般并不完整。
能否达到铝铁土阶段，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。
干旱沙漠地区 植被发育的温湿地区停留在酸性硅铝阶段
湿热地区可达到铝铁土阶段，
（五）.母岩风化产物的类型 1. 碎屑残留物质： 母岩的岩屑或矿物碎屑。 在风化作用的第一阶段最发育。
2.风化程度 因深度而不同 表层风化程度较深， 深处风化程度较浅， 最终过渡到未风化的母岩。
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，风化壳厚度较 大；
古风化壳有很重要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。
2.新生成的矿物： 如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁 矿等。应为“化学风化物质”； 。
3.溶解物质： 如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、Al、P等。
不同风化产物形成不同的沉积岩 碎屑残留物质＋化学风化物质
陆源碎屑岩
溶解物质 化学岩和生物化学岩和生物岩
（六）风化壳 1.概念 由残留在原地的碎屑残余物质和新生成的化学风 化物质组成的地表部分，或者说已风化了的地表岩石的表层部分，
8.岩浆岩及变质岩中的一些次要矿物或副矿物 风化稳定性差别很大 石榴石、锆英石、刚玉、电气石、锡石、金红石、磁铁 矿、榍石、十字石、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
为什么造岩矿物风化稳定性差别如此之大？
1.造岩元素风化分异作用 2.矿物的结晶温度
（鲍文反应系列） 高温矿物抗风化能力差， 低温矿物稳定，
（二）元素的风化分异 在相同的特定风化条件下，各类造岩元素按析出难易程 度的顺序从母岩中分离出来。 →某些元素淋滤分散，另一些元素残积、富集。
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
物理风化作用
风化作用（按性质）分类
↓
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
↓
↓
↓
温度、晶体生长、
重力生物、
பைடு நூலகம்
氧、水和酸
直接作用＋间接作用
水、冰、风
↓
↓
↓
化学成分不变
氧化、水解和溶解
↓
碎屑物质（岩石
↓
新矿物
促进和加速化学风化作用进行
碎屑＋矿物碎屑）粘土矿物和化学沉淀物质
2.长石 稳定性仅次于石英
钾长石
∨
斜长石
多钠的酸性斜长石
∨
中性斜长石稳定
∨
多钙的基性斜长石
（1）钾长石
析出K,Si
析出K,Al
SiO2·nH2O（蛋白石）
K[AlSi3O8]→K＜1Al2[(Si,Al)4O10][OH]2·nH2O→Al4[Si4O10][OH]8→
钾长石 +H2O
4.铁镁硅酸盐矿物 抗风化能力较差
橄榄石 < 辉石 < 角闪石。 沉积岩中少见。 风化时，Ca、Mg等首先析出，Si部分或全部析出，最终形成褐 铁矿、蛋白石等。
5.碳酸盐矿物 稳定性很差，很易溶于水并被迁移。
6.粘土矿物 很稳定 高岭石>伊利石>蒙脱石→蛋白石、铝土矿
7.硫酸盐矿物、硫化物矿物，卤化物矿物 风化稳定性最低，最易溶于水中，呈溶液态流失。
水云母
+H2O 高岭石
Al2O3·nH2O（铝土矿）
（
2
）
斜
长
石
的产物同钾长石相似
蛋白石
斜长石→蒙脱石→高岭石→
铝土矿
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）的抗风化能力弱。 黑云母—析出K、Mg，加入水→蛭石＋绿泥石＋褐铁 矿
3.迁移元素（Kx= n·10-1～n） Cu,Ni,Co,V,Mn,Si（硅酸盐中）,P；
4.惰性（微弱迁移）元素（Kx<n·10-1） Fe,Al,Ti,Sc,Y, Tr…
5.几乎不迁移元素（Kx≈n·10-10） Si（石英）
（三）主要造岩矿物的风化及其产物 1.石英 稳定性高，一般只发生机械破碎作用。
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
（一）风化作用的概念 是在温度、水、各种酸、生物以及各种地质营力的作用 下，地壳表层的岩石逐渐遭受破坏，转变为风化产物的 过程。
沉积学
第一章 绪论
沉积岩石学 ＋ 岩相古地理
岩类学 岩理学 环境 沉积（物）岩特征
第一节 沉积岩的概念和基本特征
一、沉积岩（sedimentary rocks）的概念
是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、 有机物质 等沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉 积作用及沉积后作用 而形成的一类岩石。
但金刚石呢？ 3.矿物的晶体化学性质
（晶体构造）
(四)母岩风化作用的阶段性 由于各化学成分在风化作用中转移性质不同，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。
1.机械破碎阶段 物理风化为主→岩石或矿物的碎屑
2.饱和硅铝阶段：
a.氯化物和硫酸盐全部被溶解；
b.在CO2、H2O作用下，铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解， K+,Na+,Ca2+, Mg2+ 游离
c.析出的阳离子 形成强碱弱酸盐，使溶液呈中-碱性，使一部分 SiO2转入溶液；
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， b. SiO2进一步进入溶液，介质开始转为酸性， c. 形成高岭石、变埃洛石等粘土矿物
4.铝铁土阶段： a.硅酸盐矿物彻底地分解， b.原地形成水铝矿、褐铁矿、针铁矿、赤铁矿和蛋白石。 堆积物也称红土。
沉积岩的分类
根据沉积岩原始沉积物质成分的来源
1.母岩风化产物
碎屑岩
化学岩
砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩 碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其它化学岩
2.火山碎屑物质 火山碎屑岩
3.生物遗体
可燃有机岩
非可燃有机岩
煤 油页岩
第二章 沉积岩的形成与演化
沉积岩的形成
搬运 原始物质
沉积
沉积后作用
沉积物
沉积岩
这个阶段的风化作用通常也称为红土型风化作用
风化作用一般并不完整。
能否达到铝铁土阶段，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。
干旱沙漠地区 植被发育的温湿地区停留在酸性硅铝阶段
湿热地区可达到铝铁土阶段，
（五）.母岩风化产物的类型 1. 碎屑残留物质： 母岩的岩屑或矿物碎屑。 在风化作用的第一阶段最发育。
2.风化程度 因深度而不同 表层风化程度较深， 深处风化程度较浅， 最终过渡到未风化的母岩。
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，风化壳厚度较 大；
古风化壳有很重要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。
2.新生成的矿物： 如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁 矿等。应为“化学风化物质”； 。
3.溶解物质： 如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、Al、P等。
不同风化产物形成不同的沉积岩 碎屑残留物质＋化学风化物质
陆源碎屑岩
溶解物质 化学岩和生物化学岩和生物岩
（六）风化壳 1.概念 由残留在原地的碎屑残余物质和新生成的化学风 化物质组成的地表部分，或者说已风化了的地表岩石的表层部分，
8.岩浆岩及变质岩中的一些次要矿物或副矿物 风化稳定性差别很大 石榴石、锆英石、刚玉、电气石、锡石、金红石、磁铁 矿、榍石、十字石、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
为什么造岩矿物风化稳定性差别如此之大？
1.造岩元素风化分异作用 2.矿物的结晶温度
（鲍文反应系列） 高温矿物抗风化能力差， 低温矿物稳定，
（二）元素的风化分异 在相同的特定风化条件下，各类造岩元素按析出难易程 度的顺序从母岩中分离出来。 →某些元素淋滤分散，另一些元素残积、富集。
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
物理风化作用
风化作用（按性质）分类
↓
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
↓
↓
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温度、晶体生长、
重力生物、
பைடு நூலகம்
氧、水和酸
直接作用＋间接作用
水、冰、风
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↓
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化学成分不变
氧化、水解和溶解
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碎屑物质（岩石
↓
新矿物
促进和加速化学风化作用进行
碎屑＋矿物碎屑）粘土矿物和化学沉淀物质