第二章 沉积岩形成及演化(2).ppt
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1、提问:提问:1、流水搬运碎屑物质的方式?、流水搬运碎屑物质的方式?2、机械沉积分异作用包括哪几个方面、机械沉积分异作用包括哪几个方面的分异?的分异?三、碎屑物质在海、湖水体中的搬运和沉积作用:三、碎屑物质在海、湖水体中的搬运和沉积作用:(一)碎屑物质在海水中的搬运和沉积作用:(一)碎屑物质在海水中的搬运和沉积作用:1、波浪:、波浪:浪浪底底(波波基基面面):指指波波浪浪所所能能影影响响的的最最大大深深度度位位置。一般置。一般4060米,最深不超过米,最深不超过200米。米。波波浪浪通通过过时时,水水质质点点的的运运动动特特征征:海海水水作作波波浪浪式式运运动动时时,其其中中水水质质点点基基本本
2、是是在在原原地地作作圆圆周周运运动动,而而很很少向前移动。少向前移动。波浪作用机理波浪作用机理:横横向向搬搬运运:假假定定波波浪浪的的运运动动方方向向是是垂垂直直海海岸岸的的,而而海海底底又又位位于于浪浪底底之之上上。由由于于海海底底常常有有一一定定的的坡坡度度,波波浪浪向向岸岸方方向向的的推推力力和和向向海海方方向向的的回回返返力力在在海海岸岸带带的的不不同同位位置置其其关关系系是是不不同同的的,从从而而使使碎碎屑屑物物质质在在波波浪浪作作用用下下呈呈现现三三种种运运动动状态:状态:在在远远岸岸的的较较深深水水地地区区:上上推推力力回回返返力力重重力力,碎碎屑屑既作往复运动,也作向海方向的运
3、动。既作往复运动,也作向海方向的运动。在在较较浅浅水水地地区区:上上推推力力=回回返返力力重重力力,碎碎屑屑只只作作往往复运动,位置不变。复运动,位置不变。在近岸的更浅水地区:在近岸的更浅水地区:上推力回返力重力,碎屑上推力回返力重力,碎屑既作往复运动,也作向岸方向的运动。既作往复运动,也作向岸方向的运动。纵向搬运纵向搬运:在大多数情况下,海浪运动方向与:在大多数情况下,海浪运动方向与海岸是斜交的,此时海底碎屑的运动路线不再是简海岸是斜交的,此时海底碎屑的运动路线不再是简单的直线式往返,而是呈复杂的单的直线式往返,而是呈复杂的“之之”字形轨迹,字形轨迹,总趋势是大致平行海岸移动。总趋势是大致平
4、行海岸移动。沉积沉积:由于波浪和潮汐的作用,可在滨海带形:由于波浪和潮汐的作用,可在滨海带形成广泛分布的沙滩、沿岸沙堤及水下沙坝沉积;碎成广泛分布的沙滩、沿岸沙堤及水下沙坝沉积;碎屑在纵向运移过程中,若遇河口、海湾处,或是外屑在纵向运移过程中,若遇河口、海湾处,或是外侧有岬角、岛屿遮掩,使流速减低,都会沉积下来,侧有岬角、岛屿遮掩,使流速减低,都会沉积下来,形成各种形状的海滩、砂嘴、连岛砂坝等滨岸沉积。形成各种形状的海滩、砂嘴、连岛砂坝等滨岸沉积。风暴浪:风暴浪:风暴浪可构成比正常波浪更深的浪基面,其最深风暴浪可构成比正常波浪更深的浪基面,其最深可达可达200米。由于风暴浪的作用,可使原来沉积
5、的浅海米。由于风暴浪的作用,可使原来沉积的浅海沉积物被冲刷,并携带进行再搬运沉积,形成风暴沉沉积物被冲刷,并携带进行再搬运沉积,形成风暴沉积物。积物。2、潮汐:、潮汐:潮汐作用可以冲刷海底,清扫河口,搬运泥沙,潮汐作用可以冲刷海底,清扫河口,搬运泥沙,在海洋地质作用中占有重要的地位。在海洋地质作用中占有重要的地位。水体大规模的涨潮和落潮也使水底碎屑物质作水体大规模的涨潮和落潮也使水底碎屑物质作相应的往返运动,也冲刷部分海底沉积物向岸或向相应的往返运动,也冲刷部分海底沉积物向岸或向海搬运,这一点近似波浪。海搬运,这一点近似波浪。其不同于波浪的地方是有其不同于波浪的地方是有“憩流期憩流期”(即涨潮
6、(即涨潮转落潮或落潮转涨潮时,潮流流速近于零),可在转落潮或落潮转涨潮时,潮流流速近于零),可在河口海湾或平坦开阔海岸地区形成大面积泥质沉积河口海湾或平坦开阔海岸地区形成大面积泥质沉积。3、近岸流、近岸流:当波浪运动方向斜交于海岸时,进流与退流不在同当波浪运动方向斜交于海岸时,进流与退流不在同一方向上往复,形成沿岸流。近岸流对滨岸带碎屑物质一方向上往复,形成沿岸流。近岸流对滨岸带碎屑物质的搬运和沉积作用以及岸线变动都有较大的影响。的搬运和沉积作用以及岸线变动都有较大的影响。波长变小,波波长变小,波高增大,前坡变陡高增大,前坡变陡后坡变缓,波形越后坡变缓,波形越来越不对称来越不对称(二)碎屑物质
7、在湖水中的搬运和沉积作用:(二)碎屑物质在湖水中的搬运和沉积作用:1、湖湖浪浪:湖湖浪浪的的浪浪基基面面一一般般小小于于20米米,因因此此,湖湖浪浪的的搬搬运运和和沉沉积积作作用用主主要要表表现现在在滨滨岸的浅水地带,其作用机理与海浪相近似。岸的浅水地带,其作用机理与海浪相近似。由于湖浪的搬运和沉积作用,使湖泊中由于湖浪的搬运和沉积作用,使湖泊中碎屑物质的机械分异作用明显。碎屑物质的机械分异作用明显。2、湖流:湖流通常由于风的拖曳力、湖流:湖流通常由于风的拖曳力、大气压不平衡、河水注入的惯性等因素引起,大气压不平衡、河水注入的惯性等因素引起,影响碎屑物质的搬运和沉积。影响碎屑物质的搬运和沉积。
8、四、碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用:四、碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用:(一一)与与流流水水的的搬搬运运及及沉沉积积作作用用相相比比,风风的的搬搬运运与沉积作用有以下特点:与沉积作用有以下特点:1、搬搬运运能能力力比比水水小小,一一般般只只搬搬运运细细粒粒碎碎屑屑(砂以下)。(砂以下)。2、风成沉积物的粒度分选性较好。、风成沉积物的粒度分选性较好。3、较较粗粗的的风风成成沉沉积积物物圆圆度度较较好好,颗颗粒粒常常见见“霜状霜状”表面表面。(二)风的三种搬运方式:(二)风的三种搬运方式:1、跳跳跃跃:为为主主,占占7080%,一一般般是是0.5毫毫米米颗粒,尤其细砂(颗粒,尤其细砂(0.10
9、.3毫米)最为活跃。毫米)最为活跃。2、蠕蠕动动(滚滚动动):20%,一一般般是是0.52、3毫毫米颗粒,更大的颗粒一般原地不动。米颗粒,更大的颗粒一般原地不动。跳跳跃跃和和蠕蠕动动搬搬运运距距离离近近,多多在在来来源源地地附附近近堆堆积积形形成成砂丘。砂丘。3、悬浮:、悬浮:10%,小于,小于0.10.2毫米的颗粒,毫米的颗粒,可搬运很远。可搬运很远。(三)常见的风成沉积:(三)常见的风成沉积:沙漠沙丘、滨海沙丘、滨湖沙丘、河漫沙丘和沙漠沙丘、滨海沙丘、滨湖沙丘、河漫沙丘和黄土等。黄土等。(四)沙丘的形成与移动:(四)沙丘的形成与移动:形成:在风速降低时,超载荷的颗粒降落堆积聚形成:在风速降
10、低时,超载荷的颗粒降落堆积聚集成彼此分散的沙堆。沙堆形成后就起障碍作用,可集成彼此分散的沙堆。沙堆形成后就起障碍作用,可逐步加高增大发展成沙丘。逐步加高增大发展成沙丘。移动:当砂的供给很充足时,迎风坡和背风坡移动:当砂的供给很充足时,迎风坡和背风坡均有沉积;当供应不充足时,迎风坡被侵蚀而背风均有沉积;当供应不充足时,迎风坡被侵蚀而背风坡沉积,沙丘就不断向前移动。坡沉积,沙丘就不断向前移动。第三节:溶解物质的搬运和沉积作用第三节:溶解物质的搬运和沉积作用一、概述:一、概述:母岩风化产母岩风化产物中的溶解物物中的溶解物质,主要为质,主要为Cl、S、Ca、Na、K、Mg、P、Si、Al、Fe等,等,
11、呈真溶液或胶呈真溶液或胶体溶液在河水体溶液在河水或地下水中向或地下水中向湖泊和海洋中湖泊和海洋中转移。转移。二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用:二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用:1、溶解度较小的物质,如、溶解度较小的物质,如Si、Al、Fe、Mn等多呈胶体溶液搬运,胶体质点带有电荷。等多呈胶体溶液搬运,胶体质点带有电荷。2、导致胶体质点沉淀的主要因素:、导致胶体质点沉淀的主要因素:胶体质点之间的相互排斥力变化是控制胶体质点胶体质点之间的相互排斥力变化是控制胶体质点搬运和沉积的主要因素:搬运和沉积的主要因素:不同电荷电解质的加入:不同电荷电解质的加入:这是自然界胶体溶解物质沉淀的主要原因和方式。这
12、是自然界胶体溶解物质沉淀的主要原因和方式。例例如如:河河流流搬搬运运的的Si、Al、Fe、Mn等等胶胶体体物物质质之之所所以以一一进进入入海海洋洋就就大大都都在在近近岸岸地地区区迅迅速速下下沉沉,就就是是因因为海水中的各种电解质中和了它们的电荷所致。为海水中的各种电解质中和了它们的电荷所致。目前世界上发现的海相沉积的大型铁、锰、铝等目前世界上发现的海相沉积的大型铁、锰、铝等矿床都是胶体凝聚沉积而成的。矿床都是胶体凝聚沉积而成的。不同电荷胶体的相互混合作用:不同电荷胶体的相互混合作用:这是自然界胶体物质沉积的重要原因这是自然界胶体物质沉积的重要原因例例如如:二二氧氧化化硅硅的的胶胶体体(负负胶胶
13、体体)与与氧氧化化铝铝的的胶胶体体(正正胶胶体体)相相遇遇,就就会会相相互互作作用用,电电荷荷中中和和,形形成成一一些些粘粘土土矿矿物物(如如高高岭岭石石等等)而而沉沉淀淀。这是海(湖)粘土岩形成的重要原因之一。这是海(湖)粘土岩形成的重要原因之一。介质的介质的PH和和Eh值:值:不不同同名名电电解解质质的的加加入入可可不不同同名名电电荷荷胶胶体体的的中中和和使使胶胶体体凝凝聚聚而而沉沉积积,必必须须有有一一定定的的PH和和Eh值值的的介介质质条条件件。如如胶胶体体物物质质沉沉积积所所要要求求的的PH和和Eh值值得得不不到到满满足足,即即使使有有不不同同名名电电荷荷的的电电解解质质或胶体相混合
14、,也不发生沉淀。或胶体相混合,也不发生沉淀。例如:例如:SiO2和和Al2O3胶体中和生成高岭石所胶体中和生成高岭石所需的需的PH值为值为4.55.2,如果不满足这个条件,即,如果不满足这个条件,即使这两种胶体混合也不发生沉淀。使这两种胶体混合也不发生沉淀。其它因素:其它因素:腐腐植植酸酸的的“护护胶胶作作用用”:如如果果介介质质中中含含有有一一定定量量的的腐腐植植质质,腐腐植植质质与与胶胶体体质质点点相相结结合合,可可增增加加胶胶体体溶溶液液的的稳稳定定性性,使使胶胶体体质质点点不不易易凝凝聚聚下下沉沉,有有利利于于胶胶体体物物质质的的长途搬运。长途搬运。在在大大陆陆流流水水中中,腐腐植植质
15、质一一般般都都较较多多,这这就就是是河河水水中中搬搬运运的的胶胶体体物物质质较较多多,而而河河流流沉沉积积中中胶胶体体沉沉积积物物少少的的重要原因。重要原因。胶胶体体溶溶液液的的浓浓缩缩:胶胶体体溶溶液液在在蒸蒸发发时时由由于于浓浓度度加加大大,使分散相质点非常接近,相互接触而凝聚沉积。使分散相质点非常接近,相互接触而凝聚沉积。如如干干燥燥气气候候下下湖湖泊泊干干涸涸时时,泥泥质质岩岩类类的的沉沉积积,主主要要由此原因引起。由此原因引起。三、三、真溶液物质的搬运和沉积作用:真溶液物质的搬运和沉积作用:母母岩岩风风化化产产物物中中的的真真溶溶液液物物质质主主要要是是Cl、S、Ca、Na、K、Mg
16、等等,P、Si、Al、Fe、Mn等等也也可可部部分分地地呈真溶液状态。呈真溶液状态。真真溶溶液液物物质质的的搬搬运运和和沉沉积积作作用用的的根根本本控控制制因因素素:是是溶溶解解度度:即即溶溶解解度度大大的的物物质质不不容容易易沉沉淀淀,溶溶解解度度小小的首先沉淀。的首先沉淀。而物质的溶解度又受而物质的溶解度又受PH值、值、Eh值、温度、压力值、温度、压力和和CO2含量等一系列因素的影响。所以,水介质的物含量等一系列因素的影响。所以,水介质的物理化学条件会影响溶解物质的搬运和沉积作用,对溶理化学条件会影响溶解物质的搬运和沉积作用,对溶解度较小的解度较小的Si、Al、Fe、Mn等的搬运和沉积作用
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