沉积物的来源

第一章 沉积物的来源

第一节 概述

物源区 原始沉积物质

↓搬运和沉积作用 原始物质的形成阶段

沉积区 松散的沉积物

↓成岩作用 沉积物的搬运和沉积作用阶段

埋藏区 沉积岩 沉积后作用阶段

原始沉积物质⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧←+←←←陨石宇宙源物质深层卤水

火山物质深源物质生物残骸及有机质生源物质生物源母岩风化产物陆源物质/

组成沉积岩的原始沉积物质来源有：

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧陨石———）宇宙源物质（深部卤水

—火山喷发碎屑物质的———深源物质生物残骸的有机质———）生物源物质（—母岩的风化产物———）陆源物质（4)3(21 由生物的生命活动所产生的沉积物以及来自地壳深部物质组成的沉积物也占有一定的

比例，而宇宙来源的沉积物则数量甚微。

母岩：是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积

岩。

物源区（母岩区）：物源（母岩）分布的地区。

第二节 沉积物的主要来源——母岩风化产物

一、风化作用概述

风化作用是地壳表层的一种破坏作用；因温度变化、水以及各种酸的溶蚀左右，生物作

用以及各种地质营利的剥蚀作用等，地壳表层岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，在原地

发生变化转变为风化产物的过程。

根据作用的性质和因素不同⎪⎩

⎪⎨⎧生物风化作用化学风化作用物理风化作用

1、物理风化作用：指岩石只发生机械破碎不发生化学变化的一种作用。

温度变化，晶体生长，重力作用，水、冰及风的破坏侵蚀作用，都可以使岩石和矿物的

发生机械破碎，形成岩石和矿物碎屑。

（球形风化现象原理图示）

温差作用是因气候变化而导致岩石产生崩解。由于岩石导热性差，不同的造岩矿物有不同的体胀系数。白天太阳照射，热向岩石内部传递，岩石内外之间出现温差，结果在岩石表里之间产生平行裂隙，使岩石表面出现层层脱落。晚上因内热外冷，表里不一，于是出现垂直于岩石表面的裂隙，最后崩解为沙泥。

（水结冰使岩石裂缝扩大图示）

冰劈作用是当昼夜气温在0℃上下变动时，渗透在岩石裂隙中的水，时而冻结，时而溶解。冰冻时因体积增大，使岩石裂隙扩张，最后使岩石崩解。一般说来，冰冻风化主要发生在弯弯曲曲的岩石裂隙中，因为向上张开的“V”形裂隙，在产生冰劈时，压力会向冰帽方向转移，岩石就不易产生进一步的破坏。在干旱和半干旱地区，由于盐类在岩石裂隙中的过饱和结晶，也同样可以挤碎岩石。

2、化学风化作用：既形成新的矿物和新物质，也形成碎屑物质。

在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新物质和新矿物的过程称为化学风化作用。

化学风化作用包括：

3、生物风化作用：

在岩石圈的上部、大气圈的下部和水圈的全部，几乎到处都有生物的存在。故生物，特别是微生物，在风化作用中能起到巨大的作用。生物对岩石的破坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，又有间接的作用。

风化作用的结果是破坏岩石。在地球表面，各种风化作用是同时进行而又相互促进的，

只是有主次之分而已。

一方面，是由岩石的性质和外界条件决定的，在遭受风化过程中，岩石本身的性质是内

因，它决定风化产物的性质；外界条件是外因，它只决定风化作用的方式和强弱程度，而且

是通过内因起作用的。

另一方面，由于机械破碎使得母岩产生许多裂隙或破碎成小块，这就增大了岩石与周围

介质的接触面，大大促进了化学分解；反过来，化学分解可降低母岩的硬度和强度，又给机

械破碎创造了有利条件。但就全部风化作用而言，化学和生物化学风化作用具有重要的意义，

尤其是生物化学风化作用更是如此。

元素组成→矿物集合体→岩石

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧↓↓岩石的风化特征

造岩矿物的分化化学元素分异

二、化学元素的分异

在相同的特定风化条件下，各类造岩元素从母体中析出的难易程度不同，从而按照一定的顺

序从母体中分离出来的现象。

→某些元素的淋滤分散和另一些元素的残积、富集

水迁移系数(Kx): 衡量元素在风化带中的迁移能力。此系数为河水干渣中的元素含量在该

流域岩石中相应元素含量的比值。Kx 越大，表明从岩石淋溶进入水中的量越多，即迁移能

力越强。

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 等；

3、可迁移元素 （ 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

5、几乎不迁移元素（ Kx

三、主要造岩矿物的风化及其产物

1、石英

在风化作用过程中稳定性最高，一般只发生机械破碎作用，很少发生化学溶解作用。母岩风化愈彻底，风化产物中石英的相对含量愈高，所形成的沉积物的矿物成熟度愈高。

碎屑沉积岩中最主要的造岩矿物，在岩石中平均含量达66.8%。

2、长石

长石是由硅氧四面体组成架状结构的钾、钠、钙铝硅酸盐矿物。长石类质同象替代很发育，它们的化学组成常用OrxAby Anz（x＋y＋z＝100）表示。Or、Ab和An分别代表KAlSi3O8、NaAlSi3O8和CaAl2Si2O83种组分。以某二组分为主，可划分为两个类质同象系列：碱性长石系列（即Or-Ab系列）；斜长石系列（即Ab-An系列）。Or与An组分间只能很有限地混溶，不形成系列。

（1）稳定性：长石风化稳定性仅次于石英，沉积岩中钾长石多于斜长石。

钾长石 > 斜长石；多钠的酸性斜长石>中性斜长石>多钙的基性斜长石总的说来，长石类矿物抵抗风化的能力不强，故在沉积岩的碎屑长石中新鲜者少见，多少均受到风化。若为新鲜的碎屑长石，则需干燥的气候和迅速堆积埋藏的条件。否则就可能是新鲜而自形的自生长石或为火山坠落物质。

（2）风化产物：

3、云母