《沉积岩绪论》PPT课件.ppt

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1、主讲教师主讲教师:雷卞军雷卞军专业年级专业年级:勘查技术工程勘查技术工程2003(2003(一一)多媒体教学讲稿多媒体教学讲稿 沉积岩沉积相沉积岩沉积相)地壳是由岩石组成的，而岩石又是由一种或数地壳是由岩石组成的，而岩石又是由一种或数种矿物组成的集合体。种矿物组成的集合体。)岩石是天然产出的具一定结构、构造和稳定外形岩石是天然产出的具一定结构、构造和稳定外形的矿物集合体，是地质作用的产物。的矿物集合体，是地质作用的产物。)地壳中的岩石类型较多，按其成因可分为岩浆岩、地壳中的岩石类型较多，按其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。沉积岩和变质岩三大类。)石油天然气在地壳三大岩石中均有分布，但绝

2、大多石油天然气在地壳三大岩石中均有分布，但绝大多数石油天然气赋存于沉积岩中。数石油天然气赋存于沉积岩中。矿物（矿物（mineral）是地壳中组成岩石的基本单位，是地是地壳中组成岩石的基本单位，是地质作用形成的单质或化合物，它具有一定的化学成分和物质作用形成的单质或化合物，它具有一定的化学成分和物理性质。理性质。绝大多数矿物是绝大多数矿物是固体固体，也有少量呈液体状态。固体矿，也有少量呈液体状态。固体矿物按其内部构造可分为物按其内部构造可分为结晶质矿物结晶质矿物和和非晶质矿物非晶质矿物。结晶质。结晶质矿物是指矿物不仅具有一定的化学成分，而且组成矿物的矿物是指矿物不仅具有一定的化学成分，而且组成矿

3、物的质点（原子和离子）按一定方式作规则排列。非晶质矿物质点（原子和离子）按一定方式作规则排列。非晶质矿物是指矿物的质点不作规则排列。是指矿物的质点不作规则排列。矿物的形态，颜色与条痕，光泽，透明度，解理与断口，矿物的形态，颜色与条痕，光泽，透明度，解理与断口，硬度，比重，磁性，导电率，放射性，可溶性。硬度，比重，磁性，导电率，放射性，可溶性。矿物学基础知识矿物学基础知识矿物的形态和理化性质矿物的形态和理化性质1.矿物的形态矿物的形态2.单体形态：柱状、纤维状、针状单体形态：柱状、纤维状、针状(文石、石棉、电气文石、石棉、电气石石)3.板状、片状（重晶石、云母、绿泥石）板状、片状（重晶石、云母、

4、绿泥石）4.粒状、等轴状（石榴石、黄铁矿、石盐）粒状、等轴状（石榴石、黄铁矿、石盐）5.集合体的形态，晶簇状、放射状集合体，鲕状豆状体集合体的形态，晶簇状、放射状集合体，鲕状豆状体等。等。6.2.矿物的光学性质矿物的光学性质金黄色金黄色自然金自然金白色白色斜长石斜长石红色红色赤铁矿赤铁矿银白色银白色自然银自然银黄色黄色雌黄雌黄褐色褐色褐铁矿褐铁矿翠绿色翠绿色孔雀石孔雀石黑色黑色磁铁矿磁铁矿颜色颜色2.矿物的光学性质矿物的光学性质条痕条痕矿物的粉未的颜色叫做条痕，是矿物在白矿物的粉未的颜色叫做条痕，是矿物在白色无釉瓷板上磨划所留下的粉未的颜色。色无釉瓷板上磨划所留下的粉未的颜色。光泽光泽矿物表面

5、反光的能力称为光泽。矿物表面反光的能力称为光泽。金属光泽，半金属光泽，金刚光泽，玻璃光泽。金属光泽，半金属光泽，金刚光泽，玻璃光泽。油脂光泽，松脂光泽，丝绢光泽，珍珠光泽。油脂光泽，松脂光泽，丝绢光泽，珍珠光泽。透明度透明度矿物透过可见光的能力称为透明度。矿物透过可见光的能力称为透明度。透明（石盐），半透明（闪锌矿），不透明透明（石盐），半透明（闪锌矿），不透明（黄铁矿）（黄铁矿）3.矿物的力学性质矿物的力学性质解理解理矿物受力后，沿一定结晶方向裂开成光滑矿物受力后，沿一定结晶方向裂开成光滑平面的性质。平面的性质。极完全解理云母，极完全解理云母，完全解理方解石，萤石完全解理方解石，萤石中等解理

6、角闪石，中等解理角闪石，不完全解理磷灰石不完全解理磷灰石极不完全解理石英，石榴石极不完全解理石英，石榴石裂开和断口裂开和断口硬度硬度指矿物抵抗外来机械作用（如刻划、压入、指矿物抵抗外来机械作用（如刻划、压入、研磨）的能力。摩氏硬度计来表示相对硬度。研磨）的能力。摩氏硬度计来表示相对硬度。滑石石膏方解石萤石磷灰石滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石正长石石英黄玉刚玉金刚石4.矿物的其它物理性质矿物的其它物理性质导电性导电性是矿物对电流的传导能力。是矿物对电流的传导能力。一般来说，金属是电的良导体，非金属矿物是电的不良导一般来说，金属是电的良导体，非金属矿物是电的不良导体，而有些矿物则

7、是半导体。体，而有些矿物则是半导体。磁性磁性强磁性矿物矿物颗粒能被永久磁铁吸引，易磁化，如磁铁强磁性矿物矿物颗粒能被永久磁铁吸引，易磁化，如磁铁矿，磁黄铁矿矿，磁黄铁矿中等磁性矿物矿物颗粒能被强磁力磁铁吸引，也能被电磁中等磁性矿物矿物颗粒能被强磁力磁铁吸引，也能被电磁铁吸引，可以磁化，但又可复失去磁性，赤铁矿，黑云母铁吸引，可以磁化，但又可复失去磁性，赤铁矿，黑云母弱磁性矿物矿物只能被磁场强大的电磁铁吸引，普通角闪弱磁性矿物矿物只能被磁场强大的电磁铁吸引，普通角闪石石无磁性矿物石英，方解石无磁性矿物石英，方解石4.矿物的其它物理性质矿物的其它物理性质比重比重是矿物在空气中的重量与是矿物在空气中

8、的重量与4同体积纯水重量同体积纯水重量之比。之比。轻比重比重在轻比重比重在2.5之下，如石膏比重为之下，如石膏比重为2.32中等比重中等比重2.54,石英石英2.65，方解石，方解石2.715，正长石，正长石2.56重比重重晶石重比重重晶石4.5，方铅矿，方铅矿7.5放射性放射性含有铀、钍、钾等放射性元素的矿物叫做含有铀、钍、钾等放射性元素的矿物叫做放射性矿物。由于放射性元素的蜕变而放出放射性矿物。由于放射性元素的蜕变而放出、粒子或粒子或射线，同时释放出能量的现象，叫做放射性。射线，同时释放出能量的现象，叫做放射性。其它物理性质：压电性、热电性、介电性、发光性其它物理性质：压电性、热电性、介电

9、性、发光性5.矿物的化学性质矿物的化学性质矿物的可溶性，矿物与酸、碱的反应矿物的可溶性，矿物与酸、碱的反应敏感性矿物水敏，酸敏，碱敏，速敏敏感性矿物水敏，酸敏，碱敏，速敏自然自然元素元素自然金属元素自然金属元素金金Au银银Ag铂铂Pt铜铜Cu铱铱Ir等等自然半金属元素自然半金属元素鉍鉍Bi砷砷As锑锑Sb自然非金属元素自然非金属元素金刚石，石墨自然硫金刚石，石墨自然硫硫化物硫化物及其类及其类似化合似化合物物单硫化物单硫化物辉铜矿方铅矿闪锌矿黄铜矿辰砂雄黄辉铜矿方铅矿闪锌矿黄铜矿辰砂雄黄复硫矿物复硫矿物黄铁矿黄铁矿FeS2白铁矿白铁矿FeS2硫盐硫盐黝铜矿黝铜矿Cu12（Sb.As）4S13卤化

10、物卤化物氟化物氟化物萤石萤石CaF2氯化物氯化物石盐钾盐石盐钾盐氧化物氧化物及氢氧及氢氧化物化物氧化物氧化物赤铁矿磁铁矿石英铝土矿蛋白石赤铁矿磁铁矿石英铝土矿蛋白石氢氧化物氢氧化物水镁石水镁石Mg(OH)2硬水铝石硬水铝石AlOOH,针铁矿水锰矿针铁矿水锰矿含氧盐含氧盐硅酸盐硅酸盐岛状，环状，链状，层状，架状岛状，环状，链状，层状，架状碳酸盐碳酸盐方解石白云石菱铁矿方解石白云石菱铁矿硫酸盐硫酸盐石膏硬石膏重晶石天青石芒硝泻利盐明矾石膏硬石膏重晶石天青石芒硝泻利盐明矾磷酸磷酸硼酸硼酸钒酸钒酸磷灰石硼砂方硼石磷灰石硼砂方硼石钨酸钨酸钼酸钼酸铬酸铬酸黑钨矿白钨矿钼铅矿铬铅矿黑钨矿白钨矿钼铅矿铬铅矿岛

11、状结构锆石 ZrSiO4 橄榄石 FeMgSiO4 石榴石 A3B2 SiO4 红柱石Al2 SiO4 O黄玉 Al2 SiO4 F2 绿帘石 Ca2FeAl2Si2O7 O(OH)环状结构绿柱石 Be3Al2Si16O18 电气石 Na(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3Al6Si6O18BO3(OH,F)4链状结构普通辉石 Ca(Mg Fe Ti Al)Si,AlO6 透辉石 Ca(Mg,Fe)Si2O6普通角闪石A 0-1 X 2-3 Y5Si8O22(OH)2 透闪石Ca2Mg5Si4O112(OH)2层状结构白云母 KAl2AlSi3O10(OH)2黑云母 K(Mg,Fe)3 AlSi

12、3O10(F,OH)2伊利石绿泥石高岭石蒙脱石海绿石架状结构正长石KAlSi3O8 微斜长石 KAlSi3O8但含Na2O 含少量钠长石斜长石(100-n)NaAlSi3O8-nCaAl2Si2O8浊沸石硅酸盐矿物在自然界分布极为广泛，已知矿物种的硅酸盐矿物在自然界分布极为广泛，已知矿物种的1/3是硅酸盐矿物，其重量约占地壳岩石圈总重量的是硅酸盐矿物，其重量约占地壳岩石圈总重量的85%。硅。硅酸盐矿物的基本结构单位是硅氧四面体。酸盐矿物的基本结构单位是硅氧四面体。SiO4-4,Al+3一、岩浆岩一、岩浆岩岩浆是在地下深处形成的炽热、粘稠、富含挥发组分的岩浆是在地下深处形成的炽热、粘稠、富含挥发

13、组分的以硅酸盐为主要成分的熔融体以硅酸盐为主要成分的熔融体。岩浆岩是在内力地质作用下，岩浆岩是在内力地质作用下，由地下深处向上运动逐渐冷却，凝固而形成的岩石。由地下深处向上运动逐渐冷却，凝固而形成的岩石。侵入岩侵入岩岩浆向上运动未达到地表即已冷凝固结形成的岩石。岩浆向上运动未达到地表即已冷凝固结形成的岩石。浅成侵入岩浅成侵入岩距地表不足距地表不足3 3kmkm处形成的。处形成的。喷出岩喷出岩岩浆沿构造裂隙向上运动喷出地表冷凝固结形成的岩石。岩浆沿构造裂隙向上运动喷出地表冷凝固结形成的岩石。岩浆岩和变质岩简介岩浆岩基本牲特征岩浆岩基本牲特征化学成分化学成分地壳中的所有元素，几乎都在岩浆岩中存在，

14、但其地壳中的所有元素，几乎都在岩浆岩中存在，但其含量不同，最多的是含量不同，最多的是O O，Si,Al,Fe,Mg,Ca,K,NaSi,Al,Fe,Mg,Ca,K,Na等。等。矿物成分矿物成分（1 1）铁镁矿物铁镁矿物FeOFeO与与MgOMgO含量高，含量高，SiOSiO2 2含量低，含量低，如橄榄石，辉石，角闪石，黑云母；如橄榄石，辉石，角闪石，黑云母；深色矿物深色矿物。（2 2）硅铝矿物硅铝矿物 SiO SiO2 2与与AlAl2 2O O3 3含量高，不含或少含量高，不含或少 含铁镁元素。如石英，长石；含铁镁元素。如石英，长石；浅色矿物浅色矿物。岩浆岩结构岩浆岩结构-根据结晶程度分为全

15、晶质结构、半晶质构造、玻根据结晶程度分为全晶质结构、半晶质构造、玻 璃质结构。璃质结构。岩浆岩构造岩浆岩构造-块状结构、斑杂构造、带状构造、气孔杏仁状构块状结构、斑杂构造、带状构造、气孔杏仁状构 造、流纹构造、原生节理、枕状构造和晶洞构造。造、流纹构造、原生节理、枕状构造和晶洞构造。岩浆岩分类表岩浆岩分类表(p.123)变质作用是指地壳运动、岩浆活动过程中，使原来的变质作用是指地壳运动、岩浆活动过程中，使原来的沉积岩、岩浆岩发生构造、构造及矿物成分的变化，在这沉积岩、岩浆岩发生构造、构造及矿物成分的变化，在这一过程中形成新的岩石即为变质岩。一过程中形成新的岩石即为变质岩。一、变质岩一、变质岩由

16、于变质岩大多数由原岩从固态转变而来，反映在矿由于变质岩大多数由原岩从固态转变而来，反映在矿物成分、结构、构造上都与原岩有密切联系，有些变质岩物成分、结构、构造上都与原岩有密切联系，有些变质岩残留了原岩的结构构造，并常保持着原岩的产状特点。同残留了原岩的结构构造，并常保持着原岩的产状特点。同时，原岩遭受了变质作用也形成了某些变质矿物和特殊的时，原岩遭受了变质作用也形成了某些变质矿物和特殊的结构、构造。结构、构造。正变质岩正变质岩是由岩浆岩经变质作用形成。是由岩浆岩经变质作用形成。副变质岩副变质岩是由变质岩经变质作用形成。是由变质岩经变质作用形成。1、重结晶作用重结晶作用是指温度、压力升高时，组成

17、岩石的矿物在固态是指温度、压力升高时，组成岩石的矿物在固态条件下重新生长的过程。经重结晶作用后晶粒由小变大。条件下重新生长的过程。经重结晶作用后晶粒由小变大。2、变质结晶作用变质结晶作用在高温高压下、原岩在基本保持固态下，经化学在高温高压下、原岩在基本保持固态下，经化学反应使原岩内部化学成分重新组合，结晶成新的矿物，原有矿物消反应使原岩内部化学成分重新组合，结晶成新的矿物，原有矿物消失，因此又叫重组合作用。特点是反应前后岩石的总化学成分不变。失，因此又叫重组合作用。特点是反应前后岩石的总化学成分不变。3、交代作用交代作用化学活动性流体和固体岩石之间发生的物质置换作用，化学活动性流体和固体岩石之

18、间发生的物质置换作用，使原有矿物被破坏和新矿物的形成是同时进行的。岩石的总化学成使原有矿物被破坏和新矿物的形成是同时进行的。岩石的总化学成分发生改变。分发生改变。4、变形与碎裂作用变形与碎裂作用是岩石在应力条件下产生的变质方式，当岩石是岩石在应力条件下产生的变质方式，当岩石受应力超过弹性极限产生塑性形变，称变形作用；当岩石受应力超受应力超过弹性极限产生塑性形变，称变形作用；当岩石受应力超过强度极限时产生的破坏称为破裂作用。片状、柱状矿物定向排列。过强度极限时产生的破坏称为破裂作用。片状、柱状矿物定向排列。5、变质分异作用变质分异作用是在岩石不发生熔融和交代作用的情况下，原岩是在岩石不发生熔融和

19、交代作用的情况下，原岩中的某些组分经扩散作用产生不均匀聚集，使成分均匀的原岩变成中的某些组分经扩散作用产生不均匀聚集，使成分均匀的原岩变成矿物成分不均匀的变质岩石。矿物成分不均匀的变质岩石。常见矿物在岩浆岩、沉积岩和变质岩中的分布常见矿物在岩浆岩、沉积岩和变质岩中的分布变质岩的结构变质岩的结构是指岩石中矿物组成的形状、大小和相互关系反映出是指岩石中矿物组成的形状、大小和相互关系反映出来的岩石特征和性质。来的岩石特征和性质。变余结构变余结构（变余泥质结构，变余砂状结构）（变余泥质结构，变余砂状结构）变晶结构变晶结构（粒状变晶结构，鳞片变晶结构，纤维结构）（粒状变晶结构，鳞片变晶结构，纤维结构）破

20、碎结构破碎结构，交代结构交代结构变质岩的构造变质岩的构造变余构造变余构造（变余层理构造，变余层理构造）（变余层理构造，变余层理构造）变成构造变成构造（板状构造，千枚状构造，片状构造，片麻（板状构造，千枚状构造，片状构造，片麻状构造）状构造）混合构造混合构造（网脉状构造、眼球状构造、肠状构造）（网脉状构造、眼球状构造、肠状构造）变质岩分类简表变质岩分类简表1、沉积岩的基本特征及形成过程、沉积岩的基本特征及形成过程2 2、陆源碎屑岩总论、陆源碎屑岩总论3 3、陆源碎屑岩各论、陆源碎屑岩各论4 4、火山碎屑岩、火山碎屑岩5 5、碳酸盐岩总论、碳酸盐岩总论6 6、碳酸盐岩各论、碳酸盐岩各论7 7、其他

21、沉积岩、其他沉积岩一、沉积岩部分一、沉积岩部分参参 考考 书书1、冯增昭等，冯增昭等，19931993，沉积岩石学（上、下册），石油工，沉积岩石学（上、下册），石油工业出版社。业出版社。2 2、曾允孚，夏文杰，、曾允孚，夏文杰，19871987，沉积岩石学，地质出版社。，沉积岩石学，地质出版社。3 3、赵徵林等，、赵徵林等，20002000，沉积岩石学，石油工业出版社。，沉积岩石学，石油工业出版社。4 4、李叔达等，、李叔达等，19831983，动力地质学原理，地质出版社。，动力地质学原理，地质出版社。5 5、方邺森等，、方邺森等，19871987，沉积岩石学教程，地质出版社。，沉积岩石学教程

22、，地质出版社。6 6、乐昌硕，、乐昌硕，19841984，岩石学，地质出版社，岩石学，地质出版社7 7、徐子牛、徐子牛,1984,1984，地质学基础，地质学基础第一章第一章沉积岩的基本特征及其形成过程沉积岩的基本特征及其形成过程第一节第一节沉积岩的基本特征沉积岩的基本特征一、沉积岩的概念一、沉积岩的概念 它是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、生物源物质等沉积岩的原始物质成分，经过搬运和沉积作用及成岩作用而形成的一类岩石。沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石之一。地壳表层：是指大气圈的下层、水圈及生物圈的全部和岩石圈的上层。与岩浆作用和变质作用的条件相比，基特点是低温、低压、受大气、水、

23、生物化学和重力的作用明显。地壳的厚度：在大陆区较深，最深可达70公里，在大洋区较浅，最浅不足5公里。平均厚度约35公里。沉积岩层沉积岩层现代沉积现代沉积1 1、沉积岩是分布面积很广，大陆表约有、沉积岩是分布面积很广，大陆表约有 75 75的面积覆盖着沉积层。的面积覆盖着沉积层。最大厚度可达最大厚度可达1313kmkm，平均厚平均厚1.81.8kmkm；大洋底几乎大洋底几乎100100为沉积物和沉积岩覆盖着，其厚度为为沉积物和沉积岩覆盖着，其厚度为0.20.23 3kmkm，平均厚约平均厚约1 1kmkm。地壳上最古老岩石的年龄为地壳上最古老岩石的年龄为461046108 8a a，而沉积圈岩石

24、最老而沉积圈岩石最老年龄竟达年龄竟达361036108 8a a（前苏联科拉半岛），其中有生命记载的前苏联科拉半岛），其中有生命记载的岩石年龄为岩石年龄为 3110 31108 8a(a(南非）南非）与我们的生活、交通、居住等有密切关系；与我们的生活、交通、居住等有密切关系；二、研究沉积岩的意义二、研究沉积岩的意义2 2、在沉积岩中，蕴藏着大量矿产。在沉积岩中，蕴藏着大量矿产。世世界界资资源源总总储储量量的的7585是是沉沉积积和和沉沉积积变变质质成成因因的的。石石油油、天天然然气气、煤煤、油油页页岩岩等等可可燃燃有有机机矿矿产产以以及及盐盐类类矿矿产产，几乎全是沉积成因的。几乎全是沉积成因的

25、。铁矿的铁矿的90铅锌矿的铅锌矿的4050铜矿的铜矿的2530锰矿和铝矿的绝大部分以及其它许多金属和非金属矿产锰矿和铝矿的绝大部分以及其它许多金属和非金属矿产3 3、有有些些沉沉积积岩岩本本身身就就是是重重要要的的工工业业原原料料或或辅助原料。辅助原料。石灰岩：石灰岩：水泥和人造纤维的主要原料白云岩：白云岩：镁质耐火材料粘土岩：粘土岩：耐火材料、陶瓷原料、泥浆原料、填充 剂和净化剂石英砂岩：石英砂岩：玻璃原料，4 4、在油田勘探、开发中，对沉积岩和沉积相、在油田勘探、开发中，对沉积岩和沉积相的研究日趋受到重视。的研究日趋受到重视。世界上绝大部分的石油和天然气都是形成和储集于沉积岩中。钻井液的选

26、择与配制、二次与三次采油、油层保护及提高采收率等钻采工艺石油地质学、煤田地质学、矿床地质学、测井地质学、地震地层学、层序地层学等都要应用到沉积岩石学的知识。三、沉积岩的基本特征三、沉积岩的基本特征沉积岩与岩浆岩和变质岩相比，有其自己的特点。沉积岩与岩浆岩和变质岩相比，有其自己的特点。1矿物成分矿物成分沉沉积积岩岩中中：矿矿物物160160种种以以上上，常常见见：2020余余种种；一一种种岩岩石中：造岩矿物只有石中：造岩矿物只有13种。种。沉沉积积岩岩的的矿矿物物成成分分与与岩岩浆浆岩岩比比较较，既既存存在在有有继继承承性性，又又有有差差异异性性。继继承承性性反反映映了了两两者者的的历历史史渊渊

27、源源，岩岩浆浆岩岩的的风风化化产产物物是是沉沉积积岩岩的的主主要要来来源源；明明显显的的差差异异，主主要要由由于于两两者者生生成成条条件件的的不不同同所所决决定定的的，这这种种差差异异性性突突出出地地反反映映了了沉沉积积岩形成于表生条件这一特点。岩形成于表生条件这一特点。（l l）高温矿物罕见：）高温矿物罕见：橄揽石、辉石、角闪石等铁镁矿物橄揽石、辉石、角闪石等铁镁矿物及基性斜长石，在沉积岩中基本不出现或含量甚微。及基性斜长石，在沉积岩中基本不出现或含量甚微。（2 2）低温矿物富集）低温矿物富集：钾长石、酸性斜长石和石英，在沉钾长石、酸性斜长石和石英，在沉积岩中也广泛存在。石英最为稳定。这些矿

28、物形成于岩浆积岩中也广泛存在。石英最为稳定。这些矿物形成于岩浆结晶晚期，故在地表环境中就比较稳定。结晶晚期，故在地表环境中就比较稳定。（3 3）沉积岩中有其特有的自生矿物：）沉积岩中有其特有的自生矿物：有些矿物是在沉积有些矿物是在沉积作用过程中新成生的，如某些氧化物和氢氧化物、粘土矿作用过程中新成生的，如某些氧化物和氢氧化物、粘土矿物、盐类矿物、碳酸盐矿物。物、盐类矿物、碳酸盐矿物。2、化学成分、化学成分 （l l）两者铁的总量大体相等，但在岩浆岩中）两者铁的总量大体相等，但在岩浆岩中FeOFeO高于高于FeFe2 2O O3 3，而在沉积岩中，而在沉积岩中FeFe2 2O O3 3 要高于要

29、高于FeOFeO，这是，这是由于地表比地下深处有更多的自由氧，故沉积岩中由于地表比地下深处有更多的自由氧，故沉积岩中高价铁居多。高价铁居多。（2 2）沉积岩中碱金属的含量远低于岩浆岩，尤其）沉积岩中碱金属的含量远低于岩浆岩，尤其是是NaNa的含量；的含量；（3 3）沉积岩中富含）沉积岩中富含COCO2 2和和H H2 2O O，而岩浆岩中则极少，而岩浆岩中则极少。（4 4）沉积岩中存在大量有机物质。）沉积岩中存在大量有机物质。3、结构、构造、结构、构造（1 1）沉积的结构取决于岩石的形成方式，碎屑结）沉积的结构取决于岩石的形成方式，碎屑结构、粒屑结构、生物结构等都是沉积岩所特有的。构、粒屑结构

30、、生物结构等都是沉积岩所特有的。（2 2）绝大部分沉积物都是在流体（空气、水）中）绝大部分沉积物都是在流体（空气、水）中搬运和沉积的，岩石中常具成层构造、层内构造及搬运和沉积的，岩石中常具成层构造、层内构造及层面构造。层面构造。（3 3）岩石可具有各种各样的孔隙，而结晶岩一般）岩石可具有各种各样的孔隙，而结晶岩一般均缺乏孔隙。均缺乏孔隙。第二节第二节 沉积岩的形成过程沉积岩的形成过程沉积岩的形成一般要经历三个阶段：沉积岩的形成一般要经历三个阶段：一沉积岩原始物质的形成阶段；一沉积岩原始物质的形成阶段；二沉积物的搬运与沉积作用阶段；二沉积物的搬运与沉积作用阶段；三沉积后作用阶段。三沉积后作用阶段

31、。因因此此本本节节将将从从上上述述三三个个方方面面剖剖析析沉沉积积岩岩的的形形成成过程过程一、沉积岩原始物质的形成一、沉积岩原始物质的形成沉积岩原始物质或沉积物的来源有：沉积岩原始物质或沉积物的来源有：（l l）陆源物质）陆源物质母岩的风化产物；母岩的风化产物；（2 2）生物源物质）生物源物质生物残骸及有机质；生物残骸及有机质；（3 3）深源物质）深源物质火山碎屑物质和深部卤水；火山碎屑物质和深部卤水；（4 4）宇宙源物质）宇宙源物质陨石。陨石。其中，母岩的风化产物（陆源物质）是其最其中，母岩的风化产物（陆源物质）是其最主要的来源。主要的来源。所所谓谓母母岩岩是是指指地地表表上上出出露露的的先

32、先成成岩岩石石，可可以以是是岩岩浆浆岩岩、变变质质岩岩或或先先成成的的沉沉积积岩岩。母母岩岩所所分分布布的的地地区区叫叫做做母母岩岩区区或或陆陆源源区区、物物源源区区，简简称称源源区。区。外外界界因因素素有有温温度度、水水以以及及各各种种酸酸的的溶溶蚀蚀作作用用、生物的作用、以及各种地质营力的剥蚀作用等。生物的作用、以及各种地质营力的剥蚀作用等。岩岩石石是是矿矿物物的的集集合合体体，而而矿矿物物又又由由元元素素组组成成。下面分别讨论下面分别讨论元素、矿物及岩石元素、矿物及岩石的风化特征的风化特征。（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物风化壳概念风化壳概念 地地壳壳表表层层岩岩

33、石石风风化化的的结结果果，除除一一部部分分溶溶解解物物质质流流失失以以外外，其其碎碎屑屑残残余余物物质质和和新新生生成成的的化化学学残残余余物物质质大大都都残残留留在在原原来来岩岩石石的的表表层层。这这个个由由风风化化残残余余物物质质组组成成的的地地表表岩岩石石的的表表层层部部分分，或或者者说说已已风风化化了了的的地地表表岩岩石石的的表表层层部部分，就叫做风化壳或风化带。分，就叫做风化壳或风化带。海蚀崖海蚀崖 风风化化壳壳的的厚厚度度决决定定于于气气候候、地地形形、构构造造等等许许多多因因素素。一一般般说说来来，在在气气候候湿湿热热、地地形形平平坦坦、构构造造活活动动比比较较稳稳定定的的地地区

34、区，风风化化作作用用较较强强，剥剥蚀蚀作作用用较较弱弱，风风化化残残余余物物质质易易于于保保存存，故故风风化化壳壳厚厚度度较较大大。在在相相反反的的条条件件下下，风风化化壳壳厚度就较小，以至为零。厚度就较小，以至为零。1 1元素的风化分异元素的风化分异母岩在化学风化过程中表现为某些元素的淋滤分散和另外一些元素的残积、富集两个方面。各种元素在特定风化条件下迁移的能力是不同的，亦即各种造岩元素从母岩中析出的难易程度不同，而按一定顺序从母岩中分离出来，这种现象叫做元素的风化分异。（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物 彼彼列列尔尔曼曼得得出出了了各各元元素素在在表表生生条条件件下下

35、的的迁迁移移能能力力顺顺序序，他将风化带中的元素分为五类：他将风化带中的元素分为五类：1 1最易迁移元素：最易迁移元素：ClCl、BrBr、I I、S S。2 2易迁移元素：易迁移元素：CaCa、MgMg、NaNa、F F、SrSr、K K、ZnZn。3 3迁迁移移元元素素：CuCu、NiNi、CoCo、MoMo、V V、MnMn、SiOSiO2 2（硅硅酸酸盐盐中中）、P P。4 4惰性（微弱迁移）元素惰性（微弱迁移）元素：FeFe、AIAI、TiTi、Y Y、TRTR 5 5几乎不移动的元素几乎不移动的元素：SiOSiO2 2。（石英）。（石英）。2 2主要造岩矿物的风化及其产物主要造岩矿

36、物的风化及其产物(1)(1)石英石英 沉积岩中的主要造岩矿物，稳定性极高，不沉积岩中的主要造岩矿物，稳定性极高，不发生化学溶解作用，只发生机械破碎作用。因此，发生化学溶解作用，只发生机械破碎作用。因此，石英就成了碎屑沉积岩的最主要的造岩矿物。石英就成了碎屑沉积岩的最主要的造岩矿物。（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物 （2 2）长石）长石 长长石石的的风风化化稳稳定定性性次次于于石石英英。在在长长石石类类中中，钾钾长长石石要要比比斜斜长长石石稳稳定定，斜斜长长石石中中的的酸酸性性斜斜长长石石要要比比基基性性斜斜长长石石稳稳定定。因因此此，在在沉沉积积岩岩中中常常见见钾钾长长

37、石石和和酸性斜长石碎屑酸性斜长石碎屑。碱碱性性长长石石（钾钾钠钠长长石石）亚亚类类：钾钾长长石石和和钠钠长长石石（KAlSiKAlSi3 3O O8 8）(NaAlSi(NaAlSi3 3O O8 8)所构成的固溶体系列。所构成的固溶体系列。正长石、微斜长石、透长石、钠长石、歪长石、条纹长石正长石、微斜长石、透长石、钠长石、歪长石、条纹长石 斜斜 长长 石石(钙钙 钠钠 长长 石石)系系 列列：钙钙 长长 石石（CaAlCaAl2 2SiSi2 2O O8 8)）和和钠钠长长石石（NaAlSiNaAlSi3 3O O8 8）所所构构成成的的固固溶体系列。溶体系列。钠长石、更、中、拉、倍、钙长石

38、钠长石、更、中、拉、倍、钙长石 酸性斜长石酸性斜长石基性斜长石基性斜长石 钾长石的风化过程及其产物如下：钾长石的风化过程及其产物如下：KAlSi2O8K1Al2(Si,Al)4O10OH2nH20钾长石钾长石水白云母水白云母Al4Si4O10OH8高岭石高岭石SiO2.nH2O蛋白石蛋白石Al2O3.nH2O铝土矿铝土矿（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物 在钾长石钾长石的风化过程中，最先析出的成分是钾，其次是硅，最后才是铝。与此同时，OH或H20也参加到矿物的晶格中来。随着钾、硅、铝的逐渐析出和水的加入，原来的钾长石逐步地转变为水白云母、高岭石、蛋白石和铝土矿。斜斜长长石

39、石的的风风化化情情况况与与钾钾长长石石类类似似。斜长石风化时，除一些成分（如钙、钠、硅等）从矿物中转移出去以外，常形成一些在风化带中相对较稳定的新矿物，如各种沸石、绿帘石、黝帘石、蒙脱石、蛋白石、方解石等。当然，这些新矿物在风化带中也不是十分稳定的，也还会继续发生变化。基性斜长石的风化稳定性比酸性斜长石低。因此在沉积岩中，基性斜长石很少见到。石英表面很光洁，抗风化石英表面很光洁，抗风化长石易风化，常发生长石易风化，常发生高岭石化和绢云母化高岭石化和绢云母化（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物高岭石，六方片状晶高岭石，六方片状晶体，扫描电镜照片体，扫描电镜照片长石正向着粘土矿

40、物转变长石正向着粘土矿物转变（3 3）其它矿物）其它矿物碳碳酸酸盐盐矿矿物物：如如方方解解石石、白白云云石石等等，风风化化稳稳定定性性甚甚小小，很易溶于水并顺水转移。很易溶于水并顺水转移。粘粘土土矿矿物物：如如高高岭岭石石、蒙蒙脱脱石石等等，本本来来就就是是在在风风化化条条件件下或者沉积环境中生成的，在风化带中相当稳定。下或者沉积环境中生成的，在风化带中相当稳定。云云母母类类：白白云云母母抗抗风风化化能能力力较较强强，黑黑云云母母的的抗抗风风化化能能力力比白云母差得多（常转蛭石、绿泥石、褐铁矿等）。比白云母差得多（常转蛭石、绿泥石、褐铁矿等）。铁铁镁镁硅硅酸酸盐盐矿矿物物：如如橄橄榄榄石石、辉

41、辉石石、角角闪闪石石等等，抗抗风风化能力低，低于长石和云母类。易风化分解。化能力低，低于长石和云母类。易风化分解。在在岩岩浆浆岩岩及及变变质质岩岩中中常常见见的的一一些些次次要要矿矿物物或或副副矿矿物物，其其风风化化稳稳定定性性的的差差别别是是很很大大的的。风风化化稳稳定定性性较较大大的的一一些些，如如石石榴榴石石、错错英英石石、刚刚玉玉、电电气气石石、锡锡石石、金金红红石石、磁磁铁铁矿矿、相相石石、十十字字石石、蓝蓝晶晶石石、独独居居石石、红红柱柱石石等等，在在沉积岩中常作为重矿物而出现。沉积岩中常作为重矿物而出现。硫硫酸酸盐盐矿矿物物（如如石石膏膏、硬硬石石膏膏）、硫硫化化物物矿矿物物（如

42、如黄黄铁铁矿矿）、卤卤化化物物矿矿物物（如如石石盐盐）等等，它它们们的的风风化化稳稳定定性最低，最易溶于水中，呈溶液状流失走。性最低，最易溶于水中，呈溶液状流失走。（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物3 3母岩的风化及其产物母岩的风化及其产物（1）母岩风化作用的阶段性 碎屑阶段碎屑阶段，以物理风化为主，风化产物主，以物理风化为主，风化产物主要为岩屑和矿物碎屑。要为岩屑和矿物碎屑。饱和硅铝阶段饱和硅铝阶段，岩石中如有氯化物和硫酸盐，岩石中如有氯化物和硫酸盐将全部被溶解，将全部被溶解，ClCl-和和SOSO4 42-2-全部被带出。全部被带出。酸性硅铝阶段酸性硅铝阶段，碱金属和

43、碱士金属大量被溶，碱金属和碱士金属大量被溶滤掉，滤掉，SiOSiO2 2进一步游离出来。进一步游离出来。铝铁土阶段铝铁土阶段，是风化最后阶段。，是风化最后阶段。（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物 上上述述四四个个阶阶段段依依次次表表示示风风化化程程度度加加深深，是是一一个个一一般般的的完完整整过过程程，并并不不是是所所有有结结晶晶岩岩的的风风化化都都要要经经历历这这四四个个阶阶段段。能能否否达达到到风风化化最最深深的的铝铝铁铁土土阶阶段段，取取决决于于当当时时的的气气候候、地地形形、地地壳壳运运动动强强度度、母母岩岩性性质质和和风风化化时时间间长长短短等等因因素素。其其中

44、中特特别别是是气气候候因因素素，如如在在于于旱旱沙沙漠漠地地区区，母母岩岩风风化化可可长长期期停停留留在在碎碎屑屑阶阶段段；植植被被发发育育的的温温暖暖潮潮湿湿地地区区则则可可达达到到并并长长期期停停留留在在酸酸性性硅硅铝铝阶阶段，而在潮湿炎热地区则可达到铝铁土阶段。段，而在潮湿炎热地区则可达到铝铁土阶段。（2）母岩风化产物的类型碎屑物质：碎屑物质：是母岩机械破碎的产物，指母岩未遭受进是母岩机械破碎的产物，指母岩未遭受进一步分解的岩石碎屑或矿物碎屑。一步分解的岩石碎屑或矿物碎屑。不溶残积物：不溶残积物：这是母岩在分解过程中新生成的不溶物这是母岩在分解过程中新生成的不溶物质，如水白云母、高岭石、

45、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐质，如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁矿等。铁矿等。溶解物质溶解物质：这部分物质成为被溶解状态这部分物质成为被溶解状态(真溶液或胶真溶液或胶体溶液体溶液)被带走，如被带走，如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、P等等。（一）母岩的风化作用及其产物（一）母岩的风化作用及其产物母岩风化产物是沉积岩最主要的物质来源。母岩风化产物是沉积岩最主要的物质来源。三类三类风化产物沉积岩的基本物质：风化产物沉积岩的基本物质：碎屑物质碎屑物质是陆源碎屑岩（砾岩，砂岩和粉砂岩）是陆源碎屑岩（砾岩，砂岩和粉砂岩）的主要成分成分；的主要成分成分；不溶残积物不溶残积物中的粘土矿物

46、是沉积岩中粘土的主中的粘土矿物是沉积岩中粘土的主要成分；要成分；溶解物质溶解物质则构成了化学和则构成了化学和生物化学岩。生物化学岩。1 1生生物物成成因因的的沉沉积积物物：生生物物遗遗体体包包括括两两部部分分：(1(1）无无机机成成分分为为主主的的生生物物残残骸骸（2 2）有有机机生生物物残残体体:它它们们除除部部分分转转化化为为石石油油、天天然然气气、油油页页岩岩、煤煤等等外外，大大量量是是呈呈分分散散状状态态存存在在于于沉沉积积岩岩中中;2 2深深部部来来源源的的沉沉积积物物:火火山山爆爆发发带带来来的的碎碎屑屑物物质质和和气气液液体体，沿沿深深断断裂裂流流出出地地表表或或水水下下的的热热卤水、温泉热气液等卤水、温泉热气液等;3 3宇宇宙宙来来源源的的沉沉积积物物;从从宇宇宙宙空空间间落落到到地地球球上上的的陨陨石石及及其其尘尘埃埃，大大小小悬悬殊殊。每每年年降降落落较较大陨石的数量有几千吨。大陨石的数量有几千吨。（二）沉积物的其它来源（二）沉积物的其它来源