沉积岩(1)汇编.ppt

第四章第四章 第四节第四节 沉积岩沉积岩 1.沉积岩的形成过程2.沉积岩的特征3.沉积岩类型和主要沉积岩 沉积岩是指暴露在地壳表部的岩石，沉积岩是指暴露在地壳表部的岩石，受到各种外力作用剥蚀破坏形成的产物，受到各种外力作用剥蚀破坏形成的产物，在原地或经搬运沉积下来，再经过复杂在原地或经搬运沉积下来，再经过复杂的成岩作用而形成的岩石。的成岩作用而形成的岩石。各种先成岩石经过风化作用和剥蚀作用各种先成岩石经过风化作用和剥蚀作用所形成的产物，包括碎屑物质、溶解物所形成的产物，包括碎屑物质、溶解物质和新生物质；还包括生物遗体、生物质和新生物质；还包括生物遗体、生物碎屑以及火山作用的产物。这些物质在碎屑以及火山作用的产物。这些物质在低洼的地方沉积下来，总称为沉积物。低洼的地方沉积下来，总称为沉积物。沉积岩是重塑地球历史和恢复古地理环沉积岩是重塑地球历史和恢复古地理环境的重要依据。境的重要依据。第一节第一节 沉积岩的形成过程沉积岩的形成过程沉积岩的形成过程一般可以分为破坏先成岩石的沉积岩的形成过程一般可以分为破坏先成岩石的风化作用、风化作用、剥蚀作用、剥蚀作用、搬运作用、搬运作用、沉积作用、沉积作用、凝结成岩作用凝结成岩作用等几个互相衔接的阶段。但这些作用有时是错综复杂和等几个互相衔接的阶段。但这些作用有时是错综复杂和互为因果的，如岩石风化提供剥蚀的条件，而岩石被剥互为因果的，如岩石风化提供剥蚀的条件，而岩石被剥蚀后又提供继续风化的条件；风化、剥蚀产物提供搬运蚀后又提供继续风化的条件；风化、剥蚀产物提供搬运的条件，而岩石碎屑在搬运中又可作为进行剥蚀作用的的条件，而岩石碎屑在搬运中又可作为进行剥蚀作用的动力；物质经搬运而后沉积，而沉积物又可受到剥蚀破动力；物质经搬运而后沉积，而沉积物又可受到剥蚀破坏重新搬运，如此等等，在地质历史上反复循环，不一坏重新搬运，如此等等，在地质历史上反复循环，不一而足。而足。一、先成岩石的破坏一、先成岩石的破坏（一）风化作用（一）风化作用 风化作用是指暴露于地表或接近地表的各种风化作用是指暴露于地表或接近地表的各种岩石，在温度变化、水及水溶液的作用、大气岩石，在温度变化、水及水溶液的作用、大气及生物作用下在原地发生的破坏作用及生物作用下在原地发生的破坏作用 风化作用使地壳表层岩石逐渐崩裂、破碎、风化作用使地壳表层岩石逐渐崩裂、破碎、分解，同时也形成新环境条件下的新稳定矿物。分解，同时也形成新环境条件下的新稳定矿物。风化作用是破坏地表和改造地表的先行者，是风化作用是破坏地表和改造地表的先行者，是使地表不断变化的重要力量，是沉积物质的重使地表不断变化的重要力量，是沉积物质的重要来源之一。要来源之一。1.风化作用的类型，主要有如下三种：风化作用的类型，主要有如下三种：物理风化作用物理风化作用 化学风化作用化学风化作用 生物风化作用生物风化作用 （1 1）物理风化作用）物理风化作用 是指地表和靠近地表岩石因温度变化是指地表和靠近地表岩石因温度变化等在原地发生机械破坏而不改变化学等在原地发生机械破坏而不改变化学成分、不形成新矿物的作用。这种作成分、不形成新矿物的作用。这种作用又称机械风化作用。用又称机械风化作用。物理风化作用的方式主要有物理风化作用的方式主要有温差风温差风化、冰冻风化、层裂化、冰冻风化、层裂等。等。温差风化温差风化冰冻风化冰冻风化层裂作用层裂作用物理风化作用物理风化作用(机械风化作用机械风化作用)冰冻风化冰冻风化填充于岩石裂隙和孔隙中的水分填充于岩石裂隙和孔隙中的水分因冰冻使岩石机械破碎的过程。因冰冻使岩石机械破碎的过程。层裂作用层裂作用位于地下深处的岩石，因承受上覆岩石的位于地下深处的岩石，因承受上覆岩石的巨大静压力，处于坚实致密状态。这样岩巨大静压力，处于坚实致密状态。这样岩石一旦上升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，石一旦上升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，如释重负，体积膨胀，因而可产生平行于如释重负，体积膨胀，因而可产生平行于地表的裂隙，亦可称为地表的裂隙，亦可称为卸荷裂隙卸荷裂隙；如果是；如果是具有层理的沉积岩石，层与层之间也可张具有层理的沉积岩石，层与层之间也可张开。这样，便助长了岩石的机械破碎。这开。这样，便助长了岩石的机械破碎。这种现象称为种现象称为层裂作用层裂作用（也可称释压作用）。（也可称释压作用）。（2 2）化学风化作用）化学风化作用 是指地表和接近地表的岩石因与水溶液、是指地表和接近地表的岩石因与水溶液、气体等发生化学反应而在原地不仅改变其气体等发生化学反应而在原地不仅改变其物理状态，而且也可改变其化学成分、发物理状态，而且也可改变其化学成分、发生化学分解，并可形成新矿物的作用。生化学分解，并可形成新矿物的作用。水是引起化学风化作用的重要因素，特别水是引起化学风化作用的重要因素，特别是在水中溶有是在水中溶有COCO2 2、OO2 2等气体成分，其作等气体成分，其作用便更加显著。用便更加显著。化学风化作用主要有以下方式：化学风化作用主要有以下方式：溶解作用溶解作用 水在自然界中普遍存在，水与岩石相水在自然界中普遍存在，水与岩石相遇，即与其中的矿物发生溶解作用。遇，即与其中的矿物发生溶解作用。矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。若以常见造岩矿物论，其溶解度大小顺序如下：若以常见造岩矿物论，其溶解度大小顺序如下：方解石白云石橄榄石辉石角闪石方解石白云石橄榄石辉石角闪石斜长石钾长石黑云母白云母石英。斜长石钾长石黑云母白云母石英。矿物的溶解度除与矿物本身的化学组成有关矿物的溶解度除与矿物本身的化学组成有关外，还与水温、压力、外，还与水温、压力、COCO2 2含量、含量、pHpH值等有关。值等有关。水化作用水化作用 又称水合作用，即物质与水相结合的又称水合作用，即物质与水相结合的作用。作用。如矿物与水作用，水可以直接参加到某些矿物如矿物与水作用，水可以直接参加到某些矿物中去，形成结晶水，产生新的含水矿物，中去，形成结晶水，产生新的含水矿物，例如例如硬石膏硬石膏（CaSOCaSO4 4）变成石膏变成石膏（CaSO4CaSO42H2H2 2OO）赤铁矿（赤铁矿（FeFe2 2O O3 3）变成褐铁矿变成褐铁矿(FeOOH(FeOOHnHnH2 2O)O)等。等。同时水化作用形成的新矿物，往往体积膨胀，同时水化作用形成的新矿物，往往体积膨胀，对周围岩石产生很大压力（如硬石膏变成石膏，对周围岩石产生很大压力（如硬石膏变成石膏，体积可增大体积可增大3030），从而引起岩石的机械破碎。），从而引起岩石的机械破碎。水解作用水解作用 即矿物与水相遇，引起矿物分解即矿物与水相遇，引起矿物分解并形成新矿物的作用。并形成新矿物的作用。如矿物中的如矿物中的K K+、NaNa+、CaCa2+2+、MgMg2+2+等阳等阳离子很容易被水中的离子很容易被水中的OHOH-离子夺取结合，原离子夺取结合，原矿物被分解破坏，同时又形成一些新的矿物。矿物被分解破坏，同时又形成一些新的矿物。如钾长石在水解作用下，一方面形成如钾长石在水解作用下，一方面形成KOHKOH溶液（溶液（K+K+与与OH-OH-结合）随水流失，一方面结合）随水流失，一方面析出析出SiOSiO2 2胶体或随水流失，或胶凝形成蛋胶体或随水流失，或胶凝形成蛋白石（白石（SiO2SiO2nH2OnH2O），），其余部分则可形其余部分则可形成难溶的高岭石残留于原地，如下式：成难溶的高岭石残留于原地，如下式：4KAlSi4KAlSi3 3O O8 8+6H+6H2 2O4KOH+AlO4KOH+Al4 4SiSi4 4OO1010OHOH8 8+8SiO+8SiO2 2 钾长石钾长石 高岭石高岭石 硅胶硅胶碳酸化作用碳酸化作用 自然界基本没有纯水，水中常含有各种酸类（碳酸、硫自然界基本没有纯水，水中常含有各种酸类（碳酸、硫酸、硝酸等），可加速对各种岩石的破坏作用。特别是酸、硝酸等），可加速对各种岩石的破坏作用。特别是含有碳酸的水对岩石的破坏作用更为普遍。含有碳酸的水对岩石的破坏作用更为普遍。仍以钾长石为例，其中仍以钾长石为例，其中K K+与与COCO3 32+2+化合在化合在K K2 2COCO3 3随水随水流失，析出的流失，析出的SiOSiO2 2胶体或随水流失或胶凝成蛋白石，同胶体或随水流失或胶凝成蛋白石，同时形成的难溶的高岭石则残留于原地。这一过程比起前时形成的难溶的高岭石则残留于原地。这一过程比起前述单纯水解过程要快得多。述单纯水解过程要快得多。4KAlSi4KAlSi3 3OO8 8+4H+4H2 2O+2COO+2CO2 2 2K 2K2 2COCO3 3 +Al +Al4 4SiSi4 4OO1010OHOH8 8+8SiO+8SiO2 2 钾长石钾长石 碳酸钾碳酸钾 高岭石高岭石 硅胶硅胶在湿热气候条件下，高岭石还可继续分解，在湿热气候条件下，高岭石还可继续分解，析出其中的析出其中的SiOSiO2 2，形成铝土矿形成铝土矿（AlAl2 2O O3 3nHnH2 2O O）而残留于原地。而残留于原地。总之，在地壳中分布很广的铝硅酸盐（各种总之，在地壳中分布很广的铝硅酸盐（各种长石等）、铁镁硅酸盐（橄榄石、辉石、角闪长石等）、铁镁硅酸盐（橄榄石、辉石、角闪石、黑云母等）及其他矿物在水解作用及碳酸石、黑云母等）及其他矿物在水解作用及碳酸盐化作用下，最终都要彻底分解，形成易溶碳盐化作用下，最终都要彻底分解，形成易溶碳酸盐（流失）、酸盐（流失）、SiOSiO2 2胶体（流失或沉淀）和不胶体（流失或沉淀）和不溶的粘土矿物（高岭石等）、铝土矿物以及褐溶的粘土矿物（高岭石等）、铝土矿物以及褐铁矿等（残留原地）。铁矿等（残留原地）。氧化作用氧化作用 在大气和水中含有大量游离氧，大气中在大气和水中含有大量游离氧，大气中占占2121，溶于水的气体中氧占，溶于水的气体中氧占33333535。岩石中矿物在氧的作用下，使其中低价元岩石中矿物在氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物，这种作用称氧化作用。合物，这种作用称氧化作用。在地壳表部氧化作用普遍而强烈，形成氧化在地壳表部氧化作用普遍而强烈，形成氧化带。氧化带的下界面称氧界面，大约和地下潜水带。氧化带的下界面称氧界面，大约和地下潜水面的位置相当。在这界面以上进行氧化作用，在面的位置相当。在这界面以上进行氧化作用，在这界面以下进行还原作用。氧化带的深浅各地不这界面以下进行还原作用。氧化带的深浅各地不一，主要与岩石破碎程度、气候、地下水位等有一，主要与岩石破碎程度、气候、地下水位等有关。例如，岩石裂隙发育、气候干燥、地下水位关。例如，岩石裂隙发育、气候干燥、地下水位深，则氧化带也深，可达到地下深，则氧化带也深，可达到地下1km1km；若岩石完若岩石完整，气候潮湿，地下水位浅或者在沼泽地带及冻整，气候潮湿，地下水位浅或者在沼泽地带及冻土地区，氧化带就浅，氧界面可能就在地表附近。土地区，氧化带就浅，氧界面可能就在地表附近。（3 3）生物风化作用）生物风化作用 由于生物作用使岩石在原地发生破坏，叫生由于生物作用使岩石在原地发生破坏，叫生物风化作用。因为在地壳表层、大气圈和水圈物风化作用。因为在地壳表层、大气圈和水圈中都有生物存在，在其成长、新陈代谢和死亡中都有生物存在，在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可引起岩石的破碎和分解，所以生过程中，都可引起岩石的破碎和分解，所以生物风化作用是很普遍的，也是在已知各星体中物风化作用是很普遍的，也是在已知各星体中只有地球才有的一种独特的地质作用。生物风只有地球才有的一种独特的地质作用。生物风化作用的方式可分为两种：化作用的方式可分为两种：生物的物理风化作用生物的物理风化作用 生物的化学风化作用生物的化学风化作用 生物所以重要，不仅在于它可破坏生物所以重要，不仅在于它可破坏分解矿物岩石，而且还在于它和大分解矿物岩石，而且还在于它和大气圈、水圈共同参予对岩石圈表层气圈、水圈共同参予对岩石圈表层风化作用形成矿物质和有机质共存风化作用形成矿物质和有机质共存的新物质圈的新物质圈土壤圈。土壤圈。2.2.各种风化作用的相互关系各种风化作用的相互关系 物理的、化学的、生物的风化作用，是一个互物理的、化学的、生物的风化作用，是一个互相联系互相影响的统一过程。物理风化使岩石逐相联系互相影响的统一过程。物理风化使岩石逐渐崩裂破碎，产生、扩大和加深岩石裂隙，并增渐崩裂破碎，产生、扩大和加深岩石裂隙，并增大岩石的表面积，有利于水溶液、气体和生物渗大岩石的表面积，有利于水溶液、气体和生物渗进岩石中，为化学风化提供了有利条件，从而加进岩石中，为化学风化提供了有利条件，从而加速风化的进程，扩大风化范围；速风化的进程，扩大风化范围；反过来，反过来，由于岩由于岩石的化学分解，一方面使岩石变得松软，降低抵石的化学分解，一方面使岩石变得松软，降低抵抗机械破坏的能力，一方面因有些矿物经水化作抗机械破坏的能力，一方面因有些矿物经水化作用变为含水矿物，体积膨胀，产生很大的压力，用变为含水矿物，体积膨胀，产生很大的压力，这些都为物理风化提供了有利条件。这些都为物理风化提供了有利条件。3.3.影响风化作用的因素影响风化作用的因素 风化作用的程度、速度和深度决定于岩石的性风化作用的程度、速度和深度决定于岩石的性质和外界条件。质和外界条件。（1 1）岩石性质）岩石性质 岩石的性质是风化作用的内因，岩石的性质是风化作用的内因，在相同地理条件下因岩性不同，其风化结果也不在相同地理条件下因岩性不同，其风化结果也不同。例如：同。例如：深色岩石比浅色岩石更容易受到温度变化的影深色岩石比浅色岩石更容易受到温度变化的影响；响；火成岩和变质岩多是在地下较高温度和较大压火成岩和变质岩多是在地下较高温度和较大压力条件下形成的，故当其暴露于地表时，往往比力条件下形成的，故当其暴露于地表时，往往比形成于地表环境的沉积岩更易受到风化；形成于地表环境的沉积岩更易受到风化；复矿物成分的岩石比单一矿物组成的岩石更容易受到破坏；易溶岩石（各种碳酸盐岩）比不溶岩石容易受到破坏；岩石中矿物颗粒的粗细、均匀程度、胶结物成分、层理厚薄等也都能影响到风化的方式和进程，如颗粒粗细不均、胶结物为易溶成分，层理薄而松脆等容易受到风化破坏；岩石中节理和裂隙发育情况，对于风化作用的影响很大。岩石中节理和裂隙是水岩石中节理和裂隙是水溶液、气体和生物活动的通道和场所，可溶液、气体和生物活动的通道和场所，可以促进风化作用。有些岩石如花岗岩、辉以促进风化作用。有些岩石如花岗岩、辉绿岩等常被三组近于直交的节理切成若干绿岩等常被三组近于直交的节理切成若干方块，在棱和角的地方，岩石的自由表面方块，在棱和角的地方，岩石的自由表面积最大，首先遭受风化，棱角逐渐消失变积最大，首先遭受风化，棱角逐渐消失变成球形，这种现象称为成球形，这种现象称为球状风化球状风化。在野外。在野外还经常看到这种风化球体由表及里岩石层还经常看到这种风化球体由表及里岩石层层剥落的现象，称为层剥落的现象，称为页状剥离作用页状剥离作用。（2 2）气候条件）气候条件 气候状况对于风化作用的方式和气候状况对于风化作用的方式和速度影响很大。特别是气温和降速度影响很大。特别是气温和降水与风化作用的关系尤为密切。水与风化作用的关系尤为密切。（3 3）地形条件）地形条件 地形起伏对风化的影响也很大，地形起伏对风化的影响也很大，而且影响到风化作用的类型、速而且影响到风化作用的类型、速度、风化层的厚度等方面。度、风化层的厚度等方面。4.4.风化产物风化产物 风化产物暴露地表的岩石和矿物，受风化产物暴露地表的岩石和矿物，受风化作用的破坏而形成的产物。风化作用的破坏而形成的产物。岩石的风化产物可以归纳为三大类岩石的风化产物可以归纳为三大类(P(P109 109)碎屑物质；溶解物质；难溶物质。碎屑物质；溶解物质；难溶物质。5.风化壳风化壳地壳表层在风化作用下，形地壳表层在风化作用下，形成一层薄的残积物外壳，它不连成一层薄的残积物外壳，它不连续地覆盖于基岩之上，这层风化续地覆盖于基岩之上，这层风化外壳称为风化壳。外壳称为风化壳。一个完整的风化壳在剖面上，从下往上可分为一个完整的风化壳在剖面上，从下往上可分为以下几层：以下几层：1：未经风化的基岩未经风化的基岩.2：半风化层，岩石机械破碎成碎块半风化层，岩石机械破碎成碎块.3：残积层，物理和化学风化，由下而上，风残积层，物理和化学风化，由下而上，风化程度由浅至深，碎屑颗粒由大变小化程度由浅至深，碎屑颗粒由大变小.层层4：土壤层，经受长期物理风化、化学风化和土壤层，经受长期物理风化、化学风化和生物风化作用，形成土壤。在没有生物风化作生物风化作用，形成土壤。在没有生物风化作用的地区土壤层缺失用的地区土壤层缺失.风化壳及其研究意义风化壳及其研究意义 风化壳：风化壳：残积物和土壤在大陆地壳表层构残积物和土壤在大陆地壳表层构成一层不连续的薄壳，称之为风化壳成一层不连续的薄壳，称之为风化壳.古风化壳：古风化壳：风化壳若为后来沉积物所覆盖，风化壳若为后来沉积物所覆盖，则称为古风化壳。则称为古风化壳。风化壳的研究意义风化壳的研究意义P111（二）剥蚀作用（二）剥蚀作用风化作用是一切外力作用的开端，岩石遭受风风化作用是一切外力作用的开端，岩石遭受风化之后，给风、流水、地下水、冰川、湖泊、化之后，给风、流水、地下水、冰川、湖泊、海洋等外动力对岩石的破坏提供了物质条件。海洋等外动力对岩石的破坏提供了物质条件。各种外力在运动状态下对地面岩石及风化产物各种外力在运动状态下对地面岩石及风化产物的破坏作用，总称为剥蚀作用。的破坏作用，总称为剥蚀作用。剥蚀作用实际上包括风的吹蚀作用、流水的侵剥蚀作用实际上包括风的吹蚀作用、流水的侵蚀作用、地下水的潜蚀作用、海水的海蚀作用蚀作用、地下水的潜蚀作用、海水的海蚀作用和冰川的冰蚀作用等。和冰川的冰蚀作用等。从剥蚀作用的性质来看，可以分为机械从剥蚀作用的性质来看，可以分为机械的剥蚀作用和化学的剥蚀作用两种方式：的剥蚀作用和化学的剥蚀作用两种方式：1.1.机械的剥蚀作用机械的剥蚀作用 指风、流水、冰川、指风、流水、冰川、海洋等对地表物质的机械破坏作用。海洋等对地表物质的机械破坏作用。2.2.化学的剥蚀作用化学的剥蚀作用 流水、地下水、湖泊、海洋等对岩石还流水、地下水、湖泊、海洋等对岩石还进行着以溶解等方式进行破坏的作用，称进行着以溶解等方式进行破坏的作用，称为溶蚀作用。特别是在石灰岩、白云岩及为溶蚀作用。特别是在石灰岩、白云岩及黄土地区，这种作用更为显著，通称喀斯黄土地区，这种作用更为显著，通称喀斯特作用（曾称岩溶作用）。特作用（曾称岩溶作用）。剥蚀作用和风化作用都是破坏地表岩剥蚀作用和风化作用都是破坏地表岩石的强大力量。二者不同之处主要在于前石的强大力量。二者不同之处主要在于前者是流动着的物质（流体动力）对地表岩者是流动着的物质（流体动力）对地表岩石起着破坏作用，而后者是相对静止地对石起着破坏作用，而后者是相对静止地对岩石起着破坏作用。但二者互相依赖，互岩石起着破坏作用。但二者互相依赖，互相促进，岩石风化有利于剥蚀，而风化产相促进，岩石风化有利于剥蚀，而风化产物被剥蚀后又便于继续风化，从而加剧了物被剥蚀后又便于继续风化，从而加剧了地表岩石的破坏作用，并源源不断地为沉地表岩石的破坏作用，并源源不断地为沉积岩的形成提供着充足的物质来源。积岩的形成提供着充足的物质来源。二、搬运作用二、搬运作用 风化作用和剥蚀作用的产物被流水、冰风化作用和剥蚀作用的产物被流水、冰川、海洋、风、重力等转移，离开原来位川、海洋、风、重力等转移，离开原来位置的作用叫做搬运作用。置的作用叫做搬运作用。搬运方式有机械搬运和化学搬运两种。搬运方式有机械搬运和化学搬运两种。一般说来，风化和剥蚀产生的碎屑物质多一般说来，风化和剥蚀产生的碎屑物质多以机械搬运为主，而胶体和溶解物质则以以机械搬运为主，而胶体和溶解物质则以胶体溶液及真溶液形式进行搬运。胶体溶液及真溶液形式进行搬运。（一）机械搬运作用（一）机械搬运作用 1.1.风的机械搬运风的机械搬运；2.2.流水的机械搬运流水的机械搬运；3.3.冰川的机械搬运冰川的机械搬运；4.4.海洋的机械搬运海洋的机械搬运 5.5.重力机械搬运重力机械搬运 碎屑物质在搬运过程中进行着显著的分异作用碎屑物质在搬运过程中进行着显著的分异作用和磨圆作用。分异作用主要表现在碎屑粒径顺着和磨圆作用。分异作用主要表现在碎屑粒径顺着搬运方向逐渐变小。磨圆作用是指碎屑在搬运过搬运方向逐渐变小。磨圆作用是指碎屑在搬运过程中互相磨擦失去棱角变圆的作用。一般地讲，程中互相磨擦失去棱角变圆的作用。一般地讲，颗粒大、比重大、硬度大，搬运远的，磨圆度较颗粒大、比重大、硬度大，搬运远的，磨圆度较好；反之，则磨圆度较差。同时，搬运介质对于好；反之，则磨圆度较差。同时，搬运介质对于分异作用及磨圆作用有很密切的关系。流水、风、分异作用及磨圆作用有很密切的关系。流水、风、海水等可以产生良好的分异作用和磨圆作用，特海水等可以产生良好的分异作用和磨圆作用，特别是海水搬运可以反复进行，风向可经常变化，别是海水搬运可以反复进行，风向可经常变化，往往比单一方向的流水有更好的分异作用和磨圆往往比单一方向的流水有更好的分异作用和磨圆作用（如海砂比河砂纯净，磨圆度高）；而冰川作用（如海砂比河砂纯净，磨圆度高）；而冰川及重力搬运，则一般没有分异作用和磨圆作用，及重力搬运，则一般没有分异作用和磨圆作用，碎屑大小混杂，多具棱角。碎屑大小混杂，多具棱角。（二）化学搬运作用（二）化学搬运作用 除风、冰川等外，流水、湖、海等还进行着化除风、冰川等外，流水、湖、海等还进行着化学搬运作用。这种搬运作用基本上有两种方式：学搬运作用。这种搬运作用基本上有两种方式：（1 1）以真溶液形式搬运，搬运物质主要来源）以真溶液形式搬运，搬运物质主要来源于岩石风化和剥蚀产物中的于岩石风化和剥蚀产物中的CaCa、NaNa、K K、MgMg等等可溶盐类（其中可溶盐类（其中K K易被植物吸收或被粘土吸附，搬易被植物吸收或被粘土吸附，搬运距离较小），如运距离较小），如CaCOCaCO3 3、CaSOCaSO4 4、NaClNaCl、MgClMgCl2 2等；等；（2 2）以胶体溶液形式搬运，搬运物质主要来）以胶体溶液形式搬运，搬运物质主要来源于岩石风化和剥蚀产物中的源于岩石风化和剥蚀产物中的FeFe、MnMn、AlAl、SiSi等等所形成的胶体物质和不溶物质。所形成的胶体物质和不溶物质。据克拉克计算，目前每年通过河流化学搬运入据克拉克计算，目前每年通过河流化学搬运入海的物质总量为海的物质总量为2727亿多吨，占全部沉积物质的亿多吨，占全部沉积物质的8 8。化学搬运的物质是组成化学岩的基本物质。化学搬运的物质是组成化学岩的基本物质。三、沉积作用三、沉积作用 母岩风化和剥蚀产物在外力的搬运途中，母岩风化和剥蚀产物在外力的搬运途中，由于水体流速或风速变慢、冰川融化以由于水体流速或风速变慢、冰川融化以及其他物理化学条件的改变，使搬运能及其他物理化学条件的改变，使搬运能力减弱，从而导致被搬运物质的逐渐沉力减弱，从而导致被搬运物质的逐渐沉积，这种作用称为沉积作用。积，这种作用称为沉积作用。沉积的方式有机械沉积、化学沉积和生物沉积：沉积的方式有机械沉积、化学沉积和生物沉积：（一）机械沉积作用（一）机械沉积作用 被搬运的岩石碎屑在重力大于水流、风的搬被搬运的岩石碎屑在重力大于水流、风的搬运能力时，便先后沉积下来，这种作用称为机械运能力时，便先后沉积下来，这种作用称为机械沉积作用。沉积作用。粗大的碎屑首先沉积下来，细小的碎屑随后粗大的碎屑首先沉积下来，细小的碎屑随后沉积下来；比重大的碎屑首先沉积下来，比重小沉积下来；比重大的碎屑首先沉积下来，比重小的碎屑随后沉积下来。的碎屑随后沉积下来。粗、细、轻、重等各种碎屑本来是混杂在一粗、细、轻、重等各种碎屑本来是混杂在一起的，在沉积过程中却按一定顺序依次沉积下来，起的，在沉积过程中却按一定顺序依次沉积下来，这种作用叫做这种作用叫做机械沉积分异作用机械沉积分异作用。机械沉积分异作用的结果使沉积物机械沉积分异作用的结果使沉积物按照按照砾石砾石砂砂粉砂粉砂粘土粘土的顺序，沿的顺序，沿搬运的方向形成有规律的带状分布。它搬运的方向形成有规律的带状分布。它们固结后便形成砾岩、砂岩、粉砂岩、们固结后便形成砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩等。有些比重大的金属矿物还可粘土岩等。有些比重大的金属矿物还可以富集起来，形成有用的砂矿。以富集起来，形成有用的砂矿。冰川的机械沉积作用与在水中的沉积作用不同：冰川的机械沉积作用与在水中的沉积作用不同：第一，冰川沉积没有分异作用，所以冰碛物颗第一，冰川沉积没有分异作用，所以冰碛物颗粒大小混杂，层理不清楚。有时泥和砾混在一起，粒大小混杂，层理不清楚。有时泥和砾混在一起，称为称为泥砾泥砾。有时冰川能搬运十分巨大的石块，体积。有时冰川能搬运十分巨大的石块，体积可达几千立方米，称为可达几千立方米，称为冰川漂砾冰川漂砾。第二，冰碛碎屑大部分都未经磨圆作用，带有第二，冰碛碎屑大部分都未经磨圆作用，带有棱角。有时冰碛石上带有钉子头状长条擦痕称棱角。有时冰碛石上带有钉子头状长条擦痕称冰川冰川擦痕擦痕。第三，当冰川前端融化，或在冰川底部流出水流第三，当冰川前端融化，或在冰川底部流出水流时，则具有一部分流水沉积的特征，称为时，则具有一部分流水沉积的特征，称为冰水沉积冰水沉积。如果冰川前端汇水成湖，在冰川湖中如果冰川前端汇水成湖，在冰川湖中经常沉积着细泥。春夏之际，融水较多，经常沉积着细泥。春夏之际，融水较多，沉积物稍粗，有机质少，颜色略浅；秋沉积物稍粗，有机质少，颜色略浅；秋冬之际，融水较少，沉积物稍细，有机冬之际，融水较少，沉积物稍细，有机质多，颜色略深；冬季冰川不融化，沉质多，颜色略深；冬季冰川不融化，沉积也暂告中断。如此周而复始，便形成积也暂告中断。如此周而复始，便形成薄层的、条带状的、有节奏的沉积物，薄层的、条带状的、有节奏的沉积物，称为称为纹泥纹泥。根据纹泥可以计算冰川活动。根据纹泥可以计算冰川活动的年龄。的年龄。（二）化学沉积包括胶体沉积和真溶液沉积。（二）化学沉积包括胶体沉积和真溶液沉积。1.1.胶体溶液沉积胶体溶液沉积 胶体颗粒极小，一般不受重力作用影响，胶体颗粒极小，一般不受重力作用影响，搬运很远，沉积很慢。同时，胶体质点带有电荷，如搬运很远，沉积很慢。同时，胶体质点带有电荷，如AlAl2 2OO3 3、FeFe2 2O O3 3、CaCOCaCO3 3、MgCOMgCO3 3等带有正电荷，称正胶体；等带有正电荷，称正胶体；SiOSiO2 2、MnOMnO2 2、粘土、腐殖质等带有负电荷，称负胶体。粘土、腐殖质等带有负电荷，称负胶体。2.2.真溶液沉积真溶液沉积 溶解于水中的物质是多种多样的，由于溶溶解于水中的物质是多种多样的，由于溶解质的溶解度不同，以及溶液的性质、温度、解质的溶解度不同，以及溶液的性质、温度、pHpH值等因素值等因素的影响，真溶液物质沉积也有先后远近的顺序，这种作用的影响，真溶液物质沉积也有先后远近的顺序，这种作用叫化学沉积分异作用。化学沉积分异次序大体如下式：叫化学沉积分异作用。化学沉积分异次序大体如下式：氧化物（氧化物（FeFe2 2O O3 3，MnOMnO2 2，SiOSiO2 2）铁的硅酸盐（海绿石铁的硅酸盐（海绿石等）等）碳酸盐（碳酸盐（CaCOCaCO3 3，CaMgCaMgCOCO3 32 2）硫酸盐硫酸盐（CaSOCaSO4 4）卤化物（卤化物（NaClNaCl，KClKCl，MgClMgCl2 2等）。等）。机械的和化学的沉积分异作用总称为沉机械的和化学的沉积分异作用总称为沉积分异作用。研究这种分异作用，对于了解积分异作用。研究这种分异作用，对于了解沉积岩和沉积矿产的形成和分布规律，阐明沉积岩和沉积矿产的形成和分布规律，阐明沉积环境和古地理特征，都有重要意义。沉积环境和古地理特征，都有重要意义。在沉积岩形成的全部过程中，即在风化作在沉积岩形成的全部过程中，即在风化作用、搬运作用、沉积作用各阶段，都始终贯用、搬运作用、沉积作用各阶段，都始终贯穿着物质的分异作用。甚至在沉积物和沉积穿着物质的分异作用。甚至在沉积物和沉积岩形成之后，由于某些物质的溶解、淋滤、岩形成之后，由于某些物质的溶解、淋滤、凝聚、集中、分解和改造，也会导致物质的凝聚、集中、分解和改造，也会导致物质的重新调整和分配，使一部分物质迁移，一部重新调整和分配，使一部分物质迁移，一部分物质富集，并可形成有用的矿产。这也是分物质富集，并可形成有用的矿产。这也是一种分异作用一种分异作用沉积期后的分异作用。沉积期后的分异作用。（三）生物沉积作用（三）生物沉积作用 生物沉积作用包括生物遗体的沉积和生物化学生物沉积作用包括生物遗体的沉积和生物化学沉积。前者指生物死亡后，其骨骼、硬壳堆积形沉积。前者指生物死亡后，其骨骼、硬壳堆积形成磷质岩、硅质岩和碳酸盐岩等；后者指生物在成磷质岩、硅质岩和碳酸盐岩等；后者指生物在新陈代谢中引起周围介质物理化学条件的变化，新陈代谢中引起周围介质物理化学条件的变化，从而引起某些物质的沉淀。例如，海中藻类进行从而引起某些物质的沉淀。例如，海中藻类进行光合作用，吸收海水中的光合作用，吸收海水中的COCO2 2，可以引起，可以引起CaCOCaCO3 3的沉淀，形成石灰岩。有时是生物遗体沉积后，的沉淀，形成石灰岩。有时是生物遗体沉积后，又经过复杂的化学变化，形成新的沉积物质，如又经过复杂的化学变化，形成新的沉积物质，如煤、石油等。煤、石油等。生物沉积过程实际上也是一种特殊形式的物生物沉积过程实际上也是一种特殊形式的物质分异过程。例如植物被埋藏后形成煤炭，硅质分异过程。例如植物被埋藏后形成煤炭，硅藻沉积形成硅藻土，铁细菌作用形成铁矿床等，藻沉积形成硅藻土，铁细菌作用形成铁矿床等，都可以看作是通过生物作用，直接或间接地使都可以看作是通过生物作用，直接或间接地使某些成分从自然界中分异出来并在特定条件下某些成分从自然界中分异出来并在特定条件下进行富集的过程。进行富集的过程。四、成岩作用 岩石的风化剥蚀产物经过搬运、沉积而形成松散的沉积物，这些松散沉积物必须经过一定的物理、化学以及其他的变化和改造，才能形成固结的岩石。这种由松散沉积物变为坚固岩石的作用叫做成岩作用。广义的成岩作用还包括沉积过程中广义的成岩作用还包括沉积过程中以及固结成岩后所发生的一切变化和以及固结成岩后所发生的一切变化和改造。改造。成岩作用主要包括以下几种方式：成岩作用主要包括以下几种方式：（一）压固作用；（二）脱水作用；（一）压固作用；（二）脱水作用；（三）胶结作用；（四）重结晶作用（三）胶结作用；（四）重结晶作用二、二、沉积岩的特征沉积岩的特征沉积岩是在外力作用下形成的一种次生岩石，化学成分、矿物成分，颜色，化学成分、矿物成分，颜色，岩石结构和构造岩石结构和构造等，是区别于其它类岩石的特征。一、沉积岩的成分一、沉积岩的成分（一）化学成分（一）化学成分：（二）矿物成分（二）矿物成分 沉积岩的矿物成分有沉积岩的矿物成分有160160多种，但最常多种，但最常见的不过一、二十种（表见的不过一、二十种（表4-34-3），其中包），其中包括：括：1.1.碎屑矿物碎屑矿物 石英、钾长石、钠长石、白云石英、钾长石、钠长石、白云母等（母岩风化后继承下来的较稳定的矿母等（母岩风化后继承下来的较稳定的矿物，属于继承矿物）。物，属于继承矿物）。2.2.粘土矿物粘土矿物 高岭石、铝土等（母岩化学风高岭石、铝土等（母岩化学风化后形成的矿物，属新生矿物）。化后形成的矿物，属新生矿物）。3.3.化学和生物成因矿物化学和生物成因矿物 方解石、白云石、方解石、白云石、铁锰氧化物（各种铁矿等）、石膏、磷铁锰氧化物（各种铁矿等）、石膏、磷酸盐矿物、有机质等（从溶液或胶体溶酸盐矿物、有机质等（从溶液或胶体溶液中沉淀出来的或经生物作用形成的矿液中沉淀出来的或经生物作用形成的矿物）。物）。（二）沉积岩的颜色二）沉积岩的颜色沉积岩各种各样的颜色，主要决定于它的矿物成分或沉积岩各种各样的颜色，主要决定于它的矿物成分或化学成分。化学成分。例如例如由石英颗粒组成的石英砂岩，往往显示白色、灰由石英颗粒组成的石英砂岩，往往显示白色、灰白色；白色；由正长石颗粒组成的长石砂岩，往往显示肉红、由正长石颗粒组成的长石砂岩，往往显示肉红、黄白等色。黄白等色。有时岩石的颜色是由于其中混入的某些微量成分有时岩石的颜色是由于其中混入的某些微量成分染色而成的，例如岩石中含有少量的染色而成的，例如岩石中含有少量的Fe2O3，就会呈现就会呈现红色；含有少量的红色；含有少量的FeO，就会呈现绿色；高价铁与低就会呈现绿色；高价铁与低价铁的比例不同，又会呈现紫红、棕红、绿灰、黑色价铁的比例不同，又会呈现紫红、棕红、绿灰、黑色等。等。岩石中若含有微量岩石中若含有微量MnO2，便会呈现黑褐色；含有便会呈现黑褐色；含有一些有机炭质，常常呈现灰、黑色。一些有机炭质，常常呈现灰、黑色。（三）沉积岩的结构（三）沉积岩的结构 沉积岩的结构是指沉积岩组成物质的沉积岩的结构是指沉积岩组成物质的形状、大小和结晶程度。它又可分为形状、大小和结晶程度。它又可分为 碎屑结构、碎屑结构、泥质结构、泥质结构、化学结构、化学结构、生物结构，生物结构，这些结构是把沉积岩划分为碎屑岩类、这些结构是把沉积岩划分为碎屑岩类、粘土岩类、化学和生物化学岩类的重要粘土岩类、化学和生物化学岩类的重要依据。依据。碎屑结构（碎屑结构（常见结构类型）组成岩石的颗粒是机械沉积的碎屑物碎屑来源碎屑来源岩石碎屑矿物碎屑生物碎屑砾状结构砾状结构 2mm (2mm (砾岩砾岩)砂状结构砂状结构 2-0.05mm (2-0.05mm (砂岩砂岩)粉砂状结构粉砂状结构 0.05-0.005mm (0.05-0.005mm (粉砂岩粉砂岩)泥质结构泥质结构 0.005mm (75%;差差 50%磨圆度磨圆度碎屑颗粒棱角的磨损程度。碎屑颗粒棱角的磨损程度。圆状圆状 次圆状次圆状 次棱角状次棱角状 棱角状棱角状磨圆度的描述磨圆度的描述分选性、磨圆度反映了搬运介质的性质及距离的远近。以结构成熟度的高低来综合描述。通常成熟度高说明分选性、磨圆度好搬运距离远；成熟度低说明分选性、磨圆度不好搬运距离近。（四）沉积岩的构造（四）沉积岩的构造 沉积岩在沉积过程中，或在沉积岩形沉积岩在沉积过程中，或在沉积岩形成后的各种作用影响下，使其各种物质成后的各种作用影响下，使其各种物质成分形成特有的空间分布和排列方式，成分形成特有的空间分布和排列方式，称为沉积岩的构造。称为沉积岩的构造。它不仅构成沉积岩的重要宏观特征，它不仅构成沉积岩的重要宏观特征，而且还可据以恢复沉积岩的形成环境。而且还可据以恢复沉积岩的形成环境。（一）层理构造（一）层理构造沉积岩在沉积过程中，由于气候、季沉积岩在沉积过程中，由于气候、季节等周期性变化，必然引起搬运介质如水节等周期性变化，必然引起搬运介质如水的流向、水量的大小等变化，从而使搬运的流向、水量的大小等变化，从而使搬运物质的数量、成分、颗粒大小、有机质成物质的数量、成分、颗粒大小、有机质成分的多少等也发生变化，甚至出现一定时分的多少等也发生变化，甚至出现一定时间的沉积间断，这样就会使沉积物在垂直间的沉积间断，这样就会使沉积物在垂直方向由于成分、颜色、结构的不同，而形方向由于成分、颜色、结构的不同，而形成层状构造，总称为成层状构造，总称为层理构造层理构造。概概念念指指由由沉沉积积物物的的成成分分、结结构构、颜颜色色及及颗颗粒粒形形状状等等沿沿垂垂向向的的变变化化而而显显示示出出来来的的成成层层现象。现象。层与层层与层的差异，是由于的差异，是由于不同时期不同时期沉积作用沉积作用的，环境及性质的的，环境及性质的变化变化而造成的，每一层为同而造成的，每一层为同时、同沉积条件下形成的，所以表现为时、同沉积条件下形成的，所以表现为层内的层内的均一性均一性，而层间由于条件变化，表现为，而层间由于条件