沉积环境

第三节.沉积环境与沉积相的判别标志
[二] 矿物成分（包括岩屑）
沉积岩中矿物成分（指岩屑和准成岩期的自 生矿物），主要确定岩石类型、成因及沉积岩环境或
古地理方面的某些特点。因此，矿物成分是一种重要 的岩石成因及相标志。
下面重点介绍几种主要的成分的特点： ① 岩屑：岩屑在沉积岩中的含量、种类及粒度是 变化极大，这是因为取决于陆源区性质，远近和母岩 本身的结构等。它反映物源区和沉积区的古地貌，古 沉积环境的重要标志之一。 岩屑在沉积和成岩作用中非常不稳定，特别是在 成岩作用中次生变化现象明显。
抗层间溶解性：
重矿物在成岩后生期（风化带以下）溶解 现象，称为层间溶解性，从弱到强的顺序为：
－2白云母、－1金红石、1锆石、2电气石、 5黑云母、12角闪石、17辉石、22橄榄石。
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组合特征：
① 重矿物中锆石、电气石、石椔石、磷灰石、红 柱石等组合为来之火成岩。 ② 重矿物中兰晶石、十字石、矽线石、红柱石、 绿帘石、金红石等组合为来之变质岩。 ③ 最不稳定的重矿物角闪石、辉石、橄榄石，在 沉积岩中难易保存。
由于重矿物（比重>2.86）在不同粒级砂岩 中富集程度（含量< 1%）不同。因此，取样分
析 研 究 时 应 要 考 虑 实 际 情 况 ， 一 般 在0.060.4mm粒级范围最为合适。重矿物的稳定性是一
个很重要的性质，下面可以按三方面讨论：抗 风化性，抗搬运性，抗层间溶解性。
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氧有三种稳定同位素（16O、17 O、18O）; 碳有两种稳定同位素（12 C、13C）; 硫有四种稳定同位素（32 S、33S、34S、36S）;
第三节.沉积环境与沉积相的判别标志
由于同位素分馏作用，即同位素交换效应， 动力效应，和其它物理-化学效应等因素，导致 不同环境下形成的地质体，其稳定同位素组成不 同。这就是我们之所以能够利用稳定同位素组成 不同的组合关系来（定量）分析不同环境下形成 的地质体特点。
石英的表面特征分析对古环境的判别有着 重要的意义，如石英表面毛玻璃化（风成）， 擦痕（冰川）等……。
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③ 长石：长石是易风化，分解，故可作为砂岩成分成 熟度的标志，长石具有解理，比石英更易碎裂成小块。 故沿岸搬运比河流搬运更易减小它的含量。影响长石含 量的因素有：
a, 钾长石和斜长石抗风化能力强，故沉积岩中含量比 其它长石多。
① 天体物质； ② 大气降水； ③ 海洋沉积； ④ 能源开发； ⑤ 岩浆起源； ⑥ 矿床成因； ⑦ 地壳演化； ⑧ 古气候变迁
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所谓的同位素就是指原子核内质子数目相 同，而中子数目不同的一些原子，其中又可 分为稳定同位素和不稳定同位素（不稳定也 称为放射性）。
目前常用的鉴别古地理环境的主要是稳 定同位素中的氧、炭、硫等同位素:
图 片
重矿物绿帘石
重矿物绿帘石
重矿物绿帘石
自生矿物海绿石
自生矿物海绿石
Байду номын сангаас
中粒长石岩屑砂岩的矿物（碎屑）成分
中粒长石岩屑砂岩的矿物（碎屑）成分
中粒长石岩屑砂岩的矿物（碎屑）成分
中粒长石岩屑砂岩的矿物（碎屑）成分
长石岩屑砂岩的自生草莓状黄铁矿
长石岩屑砂岩的自生草莓状黄铁矿
再 见
抗风化性（可分为四组）：
① 最稳定的：锆石、金红石、电气石。 ② 中等稳定的：兰晶石，十字石，矽线石， 红柱石，绿帘石。 ③ 低温定的：磷灰石，石椔石。 ④ 最不稳定的：角闪石，辉石，橄榄石。
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抗搬运性：
根据重矿物晶体形态如短柱状或等轴粒状 晶形的重矿物抗磨蚀，而搬运远。
这就是我们之所以能够利用稳定同位素来恢 复古环境及成岩，成矿过程的根本原理。
通常：18O/ O、C/ 16 13 12C、34S/ 32S的比值表示元素的 稳定同位素组合。由于这些比值变化十分微小。
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[四] 重矿物
重矿物分析结果主要用于对比亚地层，追索 陆源区，判别母岩性质和推断侵蚀区。
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有机质本身就是由O、H、C、N、Ca所组成。 其中其它元素很少，只占1.0-10-11%。
另外有些生物含大量S、P、Mg、Sr、K，而 较少含的元素是Fe、Mn、V等。
还有用Rb、K、B-Ga、Sr-Ba作为淡水和海 水的区别标志。
元素B（硼）,海水B一般超过100ppm，而陆 相中B一般＜70ppm。
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自生矿物以海绿石为例：
生成条件：温度＜15ºC，PH＝7-8，Eh＝0-200mv，水流
缓慢，暂时无沉积间断面。要形成2mm大小颗粒约需要 100-1000年。
在细菌缓慢分解有机质处可造成弱氧化-弱还原的有 利环境，故海绿石在温暖陆硼环境分布广，在寒、暖流汇 合处最为富集。海绿石可作为环境标志和地层标志。
b, 长石的环带构造，如火山岩的长石具有一种由交替 消光的环带，而岩浆岩的斜长石具有正常的环带，变质 岩中几乎没有环带长石。
c, 沉积岩中的长石沉积过程，并不损失其放射性氩元 素，故可用K-Ar法确定年龄，推断母岩的情况。
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[三] 同位素
近年来同位素的研究工作发展很快，研究范 围扩大到地球科学的各个领域。包括：
宏观的； 微观的； 自然的； 改造的；
这样才能全面地、可观地去分析沉积相。
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[一] 微量元素
沉积岩中微量元素的含量取决与以下因素： ① 原生条件； ② 陆源区性质（母岩岩性）； ③ 古气候特点； ④ 沉积环境（包括水的性质）； ⑤ 沉积岩主成分； ⑥ 生物作用； ⑦ 成岩后生作用；
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② 石英：石英的标性特征如包裹体，消光 类型，颜色，微量元素，形状，圆度和表面结 构特征等都具有环境及成因意义。
对石英碎屑中的包裹体研究。可作物源标志的 重要依据，如火成岩中的石英常具有针状包裹 体（来自花岗岩类的针状金红石），变质岩中 的石英一般具有等轴状自形晶的矿物包裹体。 含绿泥石的石英（乳白色），则几乎来源于热 液脉。
主要内容：
1.沉积物的环境意义
微量元素 矿物成分（包括岩屑） 同位素 重矿物 自生矿物的环境意义
2.图片
思考题：
沉积岩中的各种组分与沉积环境的关系
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3. 沉积物的环境意义
沉积岩中的各种组分（微量元素、同位素、矿
物成分）常与形成环境有着密切的关系。因此对
沉积相的研究，应该考虑以下四个方面：
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[五]自生矿物的环境意义
自生矿物是在同生，成岩，后生及表生成岩 期形成的矿物（粘土矿物、绿泥石、白云母、海绿 石等…）。
最有环境意义的是同生期和准同生期的自生矿 物。
海绿石是此阶级形成的自生矿物，是层状硅酸 盐，属伊利石族二轴晶，负光性，中突起，粒状， 它通常呈颗粒，胶结物，裂隙和孔隙（包括生物体 腔）充填物。
第三节.沉积环境与沉积相的判别标志
环境意义：海绿石10Å型生成于清洁的中浅海环境，
7Å型生成在内浅海和滨海沼泽中。 多铁亚种产于开阔浅海，多铝亚种产于近岸相，贫
铁、贫钾、高铝的过渡型海绿石产于非海相环境。
地层学意义：可以指示海侵，它常产于海侵层位底
部。可指示不整合面，此处生成的海绿石是有序的，粒 大，色深，常与磷共生，在整合面处也见有海绿石，是 无序型，颗粒小，色浅。
第三节.沉积环境与沉积相的判别标志
以上七个方面是在沉积岩中影响微量元素 含量的主要因素。
因此，分析研究沉积岩中微量元素，可以 对再造古地理，古环境提供重要地质信息。
如生物（有机质）是沉积岩中常见，而 极其重要的（可以说特有的）组分。在生物
生活以及死后埋藏和转化过程中对于某些元素 的迁移及富集有极大的作用。