外力地质作用与沉积岩.ppt

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1、课程回顾各种工程的地质环境之岩浆岩 2.岩浆岩的主要特征 3.3.岩浆岩的分类分类岩浆岩的分类分类1.岩浆作用2 2一、外力地质作用概述 第四章第四章 外力地质作用与沉积岩外力地质作用与沉积岩主要内容主要内容二、沉积岩的基本概念三、沉积岩的主要特征四、沉积岩的分类四、沉积岩的分类五、常见的沉积岩五、常见的沉积岩 面向面向2121世纪人类生存问题世纪人类生存问题 19981998年年4 4月月在在西西班班牙牙召召开开了了国国际际第第1515届届沉沉积积学学大大会会。该该次次会会议议的的主主题题是是：随随着着全全球球人人口口的的快快速速增增长长，伴伴随随自自然然资资源源需需求求的的增增加加，技技术

2、术快快速速进进步步及及其其对对星星球球学学的的冲冲击击，预预示示着着一一个个新新的的地地球球历历史史研研究究时时期期即即将将到到来来。这这一一时时期期，为为第第四四纪纪后后时时期期，将将以以地地质质旋旋回回的的“戏戏剧剧性性”变变化化为为特特征征。此此次次会会议议强强调调了了沉沉积积学学的的重重要要性性，以以及及它它对对这这一一领领域域的的贡贡献献并并以以此此为为目目标标。沉沉积积学学研研究究可可以以预预见见这这种种“戏戏剧剧性性”的的变变化化和和结结果果，及及其其对对星星球球气气候候、侵侵蚀蚀、地地貌貌、地地球球生生命命的的影影响响。沉沉积积学学在在预预测测自自然然突突变变（洪洪水水、海海啸

3、啸及及风风暴暴等等），恢恢复复不不平平衡衡的的自自然然系系统统（河河谷谷、海海滩滩等等），控控制制和和预预测测污污染染，矿矿产产资资源源勘勘探探和和扩扩大大，城城市市垃垃圾圾和和有有毒毒物物质质处处理理，以以及工程地质方面将发挥重要的作用。及工程地质方面将发挥重要的作用。沉积岩占地壳岩石总体积的沉积岩占地壳岩石总体积的7.9%7.9%。它主要分布在。它主要分布在地地壳表层壳表层，在地表露出的三大类岩石中，它的面积占，在地表露出的三大类岩石中，它的面积占75%75%，是最常见的岩石，也是最常见的岩石，也是工程建筑的主要场地是工程建筑的主要场地。沉积岩中赋。沉积岩中赋存有煤、石油、天然气以及其它许

4、多金属及非金属矿产，存有煤、石油、天然气以及其它许多金属及非金属矿产，具有重要的经济价值。沉积岩的形成与外力地质作用密切具有重要的经济价值。沉积岩的形成与外力地质作用密切相关，因此，首先必须了解外力地质作用的一般特征。相关，因此，首先必须了解外力地质作用的一般特征。第四章第四章 外力地质作用与沉积岩外力地质作用与沉积岩 “地壳表层地壳表层”是指是指大气圈的下层、水圈和生物圈的全大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层部以及岩石圈的上层。它是包围地球表面的一个圈层，沉。它是包围地球表面的一个圈层，沉积岩就生成在这个层圈中，所以可以把它称为沉积岩生成积岩就生成在这个层圈中，所以可以把它称为

5、沉积岩生成圈或圈或沉积圈沉积圈。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述“地壳表层条件地壳表层条件”的特征如下：的特征如下：1 1温度温度 地地壳壳表表层层的的温温度度变变化化范范围围不不大大。根根据据现现代代的的地地理理学学资资料料，地地表表最最高高温温度度见见于于非非洲洲中中部部，可可达达8585；最最低低温温度度见见于于俄俄罗罗斯斯西西伯伯利利亚亚北北部部勒勒拿拿河河右右岸岸北北极极圈圈内内的的维维尔尔霍霍扬扬斯斯克克，可可达达-7070。因此，。因此，地表最大温差达地表最大温差达150150160160左右。左右。2 2压力压力 海海平平面面的的压压力力为为0.1 0.1

6、 MpaMpa，山山区区不不到到0.1 0.1 MPaMPa。如如果果按按水水深深每每增增加加10m10m，压压力力增增加加0.1 0.1 MPaMPa计计算算，则则200m200m水水深深的的浅浅海海海海底底压压力力约约为为2 2 MPaMPa，最最深深海海海海底底的的压压力力约约为为100 100 MPaMPa以以上上。一一般说来，绝大部分沉积岩形成的压力在般说来，绝大部分沉积岩形成的压力在0.10.12 MPa2 MPa的范围内。的范围内。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述 水水和和大大气气是是母母岩岩风风化化的的主主要要营营力力，也也是是母母岩岩风风化化产产物物以以

7、及及火火山山物物质质等等搬搬运运的的主主要要介介质质。绝绝大大多多数数沉沉积积岩岩都都是是在在水水体体中中沉沉积积的的，所所以以有有些些人人把把沉沉积积岩岩称称作作“水水成成岩岩”。其其实实水水成成岩岩只只是是沉沉积积岩岩的的一一部部分分，还还有有主主要要由由风风的的作作用用形形成成的的“风风成成岩岩”、主主要要由由冰冰川川作作用用形形成成的的“冰冰碛碛岩岩”以以及及由由火火山山作作用用形形成成的的“火火山山碎碎屑屑岩岩”。相相反反，这这种种地地表表条条件件下下的的水水和和大大气气作作用用，在在岩岩浆浆岩岩和和变变质质岩岩的的形形成成过过程程中中，则则是是不不重重要的。要的。第四章第四章 1.

8、1.外力地质作用概述外力地质作用概述3.3.水和大气的作用水和大气的作用4.4.生物作用和生物化学作用生物作用和生物化学作用 生物作用和生物化学作用也是沉积岩形成的重要因素。有的沉积岩，如生物礁石灰岩、硅藻岩和煤等，主要是由生物遗体形成的，此即所谓的“生物岩”。还有一些沉积岩，是在生物作用的影响下或参与下，通过生物化学作用形成的，这类沉积岩统称为“生物化学岩”。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述第一节第一节 外力地质作用概述外力地质作用概述 一、引起外力地质作用的因素一、引起外力地质作用的因素 （一）大气（一）大气 大气包围着固体地球，形成地球最外一个层圈，称为大大气包围着

9、固体地球，形成地球最外一个层圈，称为大气圈。大气圈下部的组成物质就是空气。空气的密度随着高气圈。大气圈下部的组成物质就是空气。空气的密度随着高度增加而减少，故高空缺氧。空气还能够渗透到地下数十公度增加而减少，故高空缺氧。空气还能够渗透到地下数十公里深的岩石中。里深的岩石中。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述1.1.对流层：对流层：位于位于大气圈最下部大气圈最下部。顶面离地面高度达。顶面离地面高度达8-18km8-18km，在，在赤道地区高，在极地低。赤道地区高，在极地低。温度由下而上逐渐降低温度由下而上逐渐降低，每升高，每升高1km1km温度约降温度约降6.56.50 0C

10、 C，其顶面温度约为，其顶面温度约为-55-550 0C C；2.2.平流层：平流层：对流层之上是平流层，其顶面离地面高度达对流层之上是平流层，其顶面离地面高度达55km55km。大气的循环影响不到平流层，平流层内大气的循环影响不到平流层，平流层内温度随高度增高而升高温度随高度增高而升高，到到50km50km达最大值。平流层上部有一臭氧层存在。达最大值。平流层上部有一臭氧层存在。3.3.大气圈的地质意义大气圈的地质意义（1 1）大气中的成分是许多地质作用得以发生的物）大气中的成分是许多地质作用得以发生的物质因素。质因素。氧氧是氧化作用发生的物质基础，同时是是氧化作用发生的物质基础，同时是生命存

11、在的条件。生命存在的条件。二氧化碳二氧化碳是植物制造有机质的是植物制造有机质的物质来源，它直接参与了生物成岩的过程。氧与物质来源，它直接参与了生物成岩的过程。氧与二氧化碳在水中的浓度影响着海水中沉积物的性二氧化碳在水中的浓度影响着海水中沉积物的性质和特征。质和特征。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述（2 2）大气）大气是生命的保护层是生命的保护层。大气圈中的。大气圈中的臭氧臭氧吸收吸收了绝大部分紫外线，大大减低了透入地面的紫外了绝大部分紫外线，大大减低了透入地面的紫外线含量，保护了地面生物免受伤害。线含量，保护了地面生物免受伤害。（3 3）由于大气圈存在，地球表面才具有）由

12、于大气圈存在，地球表面才具有适宜的温度适宜的温度。太。太阳能通过大气进入地面时，约有阳能通过大气进入地面时，约有1/31/3 的能量消耗于大气的的能量消耗于大气的扩散和云层的反射而直接扩散和云层的反射而直接返回太空返回太空，其余的能量通过大气，其余的能量通过大气吸收后再传导给地面使地面增温，因而地表白昼的温度不吸收后再传导给地面使地面增温，因而地表白昼的温度不致过高；同时，大气中的二氧化碳含量尽管很低，但能够致过高；同时，大气中的二氧化碳含量尽管很低，但能够“捕获捕获”从地面辐射出来的一部分热能，使地面在夜晚也从地面辐射出来的一部分热能，使地面在夜晚也不致过冷，发挥温室效应的作用。不致过冷，发

13、挥温室效应的作用。（4 4）风的作用。风是热和水蒸气的主要传送者，它）风的作用。风是热和水蒸气的主要传送者，它影响影响气候气候；此外，风也是塑造地面形态和搬运物质的；此外，风也是塑造地面形态和搬运物质的动力动力，它，它飞沙走石、破坏岩石、搬运尘土、形成沙漠；它推动海水飞沙走石、破坏岩石、搬运尘土、形成沙漠；它推动海水运动、形成波浪和洋流、影响着海水地质作用的进程。运动、形成波浪和洋流、影响着海水地质作用的进程。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述（二）水（二）水 大量的水以液体和固体状态存在。大量的水以液体和固体状态存在。海水海水是地表水的主体，是地表水的主体，占占地球水体总

14、量的地球水体总量的97.3%97.3%。大陆上的水存在于河流、湖泊、土。大陆上的水存在于河流、湖泊、土壤和岩石空隙以及高山和寒冷地区的冰雪中，约占水体总量的壤和岩石空隙以及高山和寒冷地区的冰雪中，约占水体总量的2.7%2.7%。地表水体围绕地球表层构成连续的层圈。地表水体围绕地球表层构成连续的层圈-水圈。水圈。（1 1）水圈中的各部分水体是相互）水圈中的各部分水体是相互联系和转化联系和转化的。地表水通过的。地表水通过蒸发进入大气圈，大气圈中的水蒸气又凝结成雨雪再降到陆地蒸发进入大气圈，大气圈中的水蒸气又凝结成雨雪再降到陆地和海洋。降落到地表的水一部分再蒸发变成水蒸气，一部分转和海洋。降落到地表

15、的水一部分再蒸发变成水蒸气，一部分转入地下形成地下水，其余注入地表水系，最后汇入海洋。入地下形成地下水，其余注入地表水系，最后汇入海洋。（2 2）水是一种）水是一种溶剂溶剂。地表水中往往含有酸类成分（如水中多少。地表水中往往含有酸类成分（如水中多少都溶有都溶有COCO2 2），能溶解矿物和岩石；水还能促进各种化学反应进），能溶解矿物和岩石；水还能促进各种化学反应进行。运动的水体以其动能破坏岩石，并将破坏的产物搬运到一行。运动的水体以其动能破坏岩石，并将破坏的产物搬运到一定的场所进行堆积。定的场所进行堆积。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述（3 3）水是构成生命的物质。没有水

16、就不会有生命，）水是构成生命的物质。没有水就不会有生命，只有当地球有了游离水以后才有生物的形成。同时，只有当地球有了游离水以后才有生物的形成。同时，水在地表的循环影响着生物界的面貌，从而制约着水在地表的循环影响着生物界的面貌，从而制约着生物的地质作用。生物的地质作用。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述（三）生物（三）生物 生物广泛分布于大陆和海洋，在地球表面构成生物广泛分布于大陆和海洋，在地球表面构成一个连续的层圈一个连续的层圈-生物圈。生物圈有相当的厚度，生物圈。生物圈有相当的厚度，微生物的活动范围从大气圈的下部到地下微生物的活动范围从大气圈的下部到地下3-4km3-4k

17、m深深处。但是对地质作用有重要意义的则是处。但是对地质作用有重要意义的则是位于地面上位于地面上（包括海水及海底表层）的动植物与微生物（包括海水及海底表层）的动植物与微生物。1 1生物有机体中聚集有生物有机体中聚集有6060多种元素多种元素，其中，其中O O、C C、H H等主要元素占等主要元素占98.5%98.5%外，还有外，还有CaCa、N N、K K、SiSi、P P、S S、NaNa、MgMg、FeFe、ClCl以及其它许多微量元素。以及其它许多微量元素。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述3.3.生物的生命活动对岩石起着破坏作用。如微生物生物的生命活动对岩石起着破坏作

18、用。如微生物和细菌分泌的有机酸可以促使岩石中的矿物分解，和细菌分泌的有机酸可以促使岩石中的矿物分解，岩石裂缝中植物根茎生长能促使岩石崩解。岩石裂缝中植物根茎生长能促使岩石崩解。2 2生物是形成煤、石油、天然气及部分石灰岩、生物是形成煤、石油、天然气及部分石灰岩、硅质岩、磷块岩等矿产和岩石的物质。硅质岩、磷块岩等矿产和岩石的物质。二、引起外力地质作用的能源二、引起外力地质作用的能源1 1太阳热能太阳热能是地球外部能量的来源。它能使地表温暖，并是地球外部能量的来源。它能使地表温暖，并引起大气的循环、水的运动、生命的活动，从而引起各种引起大气的循环、水的运动、生命的活动，从而引起各种外力地质作用的发

19、生。外力地质作用的发生。2 2重力能重力能来源于地球的引力。空气、水和生物的存在及其来源于地球的引力。空气、水和生物的存在及其运动都离不开重力。在重力的支配下才有风、流水、冰川、运动都离不开重力。在重力的支配下才有风、流水、冰川、湖水及海水的运动，才有物质从空中降落和从水中沉淀，湖水及海水的运动，才有物质从空中降落和从水中沉淀，才有山崩、地滑，才有生物界的正常生长和演化。才有山崩、地滑，才有生物界的正常生长和演化。3 3日月引力能日月引力能来源与太阳与月球对地球的引力，它是产生来源与太阳与月球对地球的引力，它是产生海水潮汐现象的原因。潮汐具有强大的动能，对海岸地貌海水潮汐现象的原因。潮汐具有强

20、大的动能，对海岸地貌的塑造、物质的搬运与沉积等有重要作用。的塑造、物质的搬运与沉积等有重要作用。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述三、外力地质作用的类型三、外力地质作用的类型1 1风化作用：风化作用：在外因作用下，岩石发生机械崩解或化学分解，在外因作用下，岩石发生机械崩解或化学分解，变为松散的碎屑及土壤的过程。变为松散的碎屑及土壤的过程。2 2剥蚀作用：剥蚀作用：在外因作用下，岩石因机械作用或化学作用而被在外因作用下，岩石因机械作用或化学作用而被剥蚀。如河岸的岩石被流水冲刷，导致河岸后退。不同外力引剥蚀。如河岸的岩石被流水冲刷，导致河岸后退。不同外力引起的剥蚀作用具有不同的

21、特点。起的剥蚀作用具有不同的特点。3 3搬运作用：搬运作用：风化、剥蚀的产物被搬运到它处的过程。搬运方风化、剥蚀的产物被搬运到它处的过程。搬运方式有多种，主要是：机械方式搬运；化学溶解方式的溶液搬运；式有多种，主要是：机械方式搬运；化学溶解方式的溶液搬运；生物吸取介质中的化学元素营养自己，建造骨骼，死亡后在一生物吸取介质中的化学元素营养自己，建造骨骼，死亡后在一定地方堆积下来，也起着搬运作用。定地方堆积下来，也起着搬运作用。4 4沉积作用：沉积作用：搬运的物质在条件适宜的地方沉积的过程。搬运的物质在条件适宜的地方沉积的过程。5 5固结成岩作用：固结成岩作用：松散沉积物转变为坚硬岩石的过程。松散

22、沉积物转变为坚硬岩石的过程。第四章第四章 1.1.外力地质作用概述外力地质作用概述第二节第二节 成岩作用的类型成岩作用的类型第四章第四章 2.2.外力作用类型外力作用类型成岩作用成岩作用自然界的各种松散沉积物变为坚固岩石的作用自然界的各种松散沉积物变为坚固岩石的作用 。影响成岩作用的因素主要有：影响成岩作用的因素主要有：2.2.外因：外因：压力、温度、水压力、温度、水和水溶液中的物质以及微和水溶液中的物质以及微 生物和有机物。生物和有机物。成岩作用主要有：成岩作用主要有：压固脱水作用、胶结压固脱水作用、胶结作用、重结晶作用、微生作用、重结晶作用、微生物及有机质的作用。物及有机质的作用。1.1.

23、内因：内因：沉积物的原始成分和结构。沉积物的原始成分和结构。一、压固脱水作用一、压固脱水作用 是指在上覆沉积物是指在上覆沉积物形成的形成的静压力静压力作用下，作用下，使松散沉积物紧密结合使松散沉积物紧密结合失去水分的作用。失去水分的作用。压固脱水作用的强度与压力大小及作用时间的长短成正比，压固脱水作用的强度与压力大小及作用时间的长短成正比，常可形成某些特征性产物：常可形成某些特征性产物：1.1.形成新的矿物：蛋白质形成新的矿物：蛋白质 玉髓，玉髓，石膏石膏 硬石膏。硬石膏。2.2.在泥质沉积物中产生页理构造，在碳酸盐沉积物中形成缝合线。在泥质沉积物中产生页理构造，在碳酸盐沉积物中形成缝合线。3

24、.3.形成矿物晶体假象，形成矿物晶体假象，如石盐假晶。如石盐假晶。压固脱水作用是压固脱水作用是泥泥质质沉积物成岩过程中的沉积物成岩过程中的主要作用。主要作用。a-a-压固作用压固作用第四章第四章 2.2.沉积岩类型沉积岩类型二、胶结作用二、胶结作用 是指胶结物质把碎屑沉积物是指胶结物质把碎屑沉积物粘结起来变为坚固岩石的作用。粘结起来变为坚固岩石的作用。常见的胶结作用主要是碎屑沉积常见的胶结作用主要是碎屑沉积物的成岩作用。物的成岩作用。三、重结晶作用三、重结晶作用 是指沉积物中的矿物成分因是指沉积物中的矿物成分因压溶和固体扩散等作用，使物质压溶和固体扩散等作用，使物质中的质点重新排列组合的作用。

25、中的质点重新排列组合的作用。能够使小的颗粒变成大的晶粒，也可使非晶质沉积物变为能够使小的颗粒变成大的晶粒，也可使非晶质沉积物变为晶质体。如：晶质体。如：第四章第四章 2.2.沉积岩类型沉积岩类型蛋白石（非晶质）玉髓（隐晶质）石英石英（显晶质）（显晶质）在碳酸盐沉积物中，重在碳酸盐沉积物中，重结晶作用最为普遍。结晶作用最为普遍。四、微生物及有机质的作用四、微生物及有机质的作用 原生沉积物中一般含有大量原生沉积物中一般含有大量的微生物，有喜氧的、有厌氧的，的微生物，有喜氧的、有厌氧的，因而常改变溶液的酸碱度和氧化因而常改变溶液的酸碱度和氧化-还原环境，使溶液中某些物质还原环境，使溶液中某些物质沉淀

26、或结晶形成岩石。沉淀或结晶形成岩石。第四章第四章 2.2.沉积岩类型沉积岩类型圧固脱水圧固脱水重结晶重结晶沉积作用过程示意图 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，几几乎乎全全部部是是沉沉积积成成因因的的。铁铁矿矿的的9090、铅铅锌锌矿矿的的40405050、铜铜矿矿的的25253030、锰锰矿矿和和铝铝矿矿的的绝绝大大部部分分以以及及其其他他许许多多金金属属和和非非金金属属矿矿产产，也都是沉积或沉积变质成因的。也都是沉积或沉积变质成因的。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征 地球物理和深井钻探证实：现代和古代沉积物

27、地球物理和深井钻探证实：现代和古代沉积物大量沉积的场所为大陆边缘和大陆内部的拗陷带，大量沉积的场所为大陆边缘和大陆内部的拗陷带，在这些地方可以形成巨厚的沉积岩层。在这些地方可以形成巨厚的沉积岩层。在沉积岩中蕴藏着大量矿产。根据第在沉积岩中蕴藏着大量矿产。根据第1919届国际届国际地质学会统计资料，世界资源总储量的地质学会统计资料，世界资源总储量的7575-85-85是是沉积和沉积变质成因的。沉积和沉积变质成因的。第三节第三节 沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征 沉沉积积岩岩在在地地壳壳表表层层分分布布甚甚广广，陆陆地地面面积积的的大大约约四四分分之之三三被被沉沉积积物物（岩岩）所所覆覆盖盖着着，

28、而而海海底底的的面面积积几几乎乎全全部部被被沉沉积积物物（岩岩）所覆盖。所覆盖。但但从从体体积积而而言言，沉沉积积岩岩约约占占岩岩石石圈圈体体积积的的5 5，而而岩岩浆浆岩岩及及变变质质岩岩约约占占9595。由由此此可可知知，沉沉积积岩岩主主要要分分布布在在岩岩石石圈圈的的上上部部和表层部分和表层部分。至至于于沉沉积积岩岩在在地地壳壳表表层层的的具具体体厚厚度度，则则变变化化很很大大，有有的的地地方方可可达达几几十十公公里里，如如高高加加索索地地区区，仅仅中中生生代代和和新新生生代代的的厚厚度度就就达达202030km30km；但但有有的的地地方方则则很很薄薄，甚甚至至没没有有沉沉积积岩岩的的

29、分分布布，直直接出露着岩浆岩和变质岩。接出露着岩浆岩和变质岩。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征一、沉积岩的分布一、沉积岩的分布二、沉积岩的成分特征二、沉积岩的成分特征 沉积岩沉积岩是在地壳表层，由母岩经过风化、剥蚀、搬是在地壳表层，由母岩经过风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩等外力地质作用所形成的层状岩石。占地壳运、沉积、成岩等外力地质作用所形成的层状岩石。占地壳岩石总体积的岩石总体积的7.9%7.9%。（一）沉积岩中的矿物（一）沉积岩中的矿物组成沉积岩的常见矿物有石英、白云母、粘土矿物、钾组成沉积岩的常见矿物有石英、白云母、粘土矿物、钾长石、钠长石、方解石、白云石、石膏、硬石

30、膏、赤铁矿、长石、钠长石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石等。褐铁矿、玉髓、蛋白石等。其中方解石、白云石、粘土矿物、石膏、硬石膏等是沉其中方解石、白云石、粘土矿物、石膏、硬石膏等是沉积岩的特有矿物。积岩的特有矿物。岩浆岩中常见的橄榄石、辉石、岩浆岩中常见的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、中性及基性斜长角闪石、黑云母、中性及基性斜长石在沉积岩中很少出现，石在沉积岩中很少出现，第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征 1.1.矿物成分特征矿物成分特征 在在沉沉积积岩岩中中已已知知的的矿矿物物达达160160种种以以上上，但但是是组组成成岩岩石石的的99%99%

31、以以上上的的矿矿物物只只有有2020余余种种，而而在在一一种种岩岩石石中中常常见见的的主主要要（造造岩岩）矿矿物物不不过过1-31-3种种，通通常常不不超超过过5-65-6种种。沉沉积积岩岩的的矿矿物物组组分分与与岩岩浆浆岩岩不不同同，它它有有自自己己的的特特点点。沉沉积积岩岩的的矿矿物物组组分分可可分为三类：分为三类：(1)(1)在岩浆岩中大量存在，而在沉积岩中很稀少的矿物，如在岩浆岩中大量存在，而在沉积岩中很稀少的矿物，如橄榄石、普通角闪石、普通辉石橄榄石、普通角闪石、普通辉石等铁镁矿物。这些矿物是在等铁镁矿物。这些矿物是在高温高压下由岩浆作用形成的，而转入地表的常温常压条件高温高压下由岩

32、浆作用形成的，而转入地表的常温常压条件下则下则不稳定不稳定。在风化作用阶段被大量地风化分解，能保存下。在风化作用阶段被大量地风化分解，能保存下来的是很少的，仅在个别的情况下能以含量很少的重矿物的来的是很少的，仅在个别的情况下能以含量很少的重矿物的形式保存下来。形式保存下来。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征(2)(2)在在岩岩浆浆岩岩和和沉沉积积岩岩中中都都是是比比较较多多的的矿矿物物，如如钾钾长长石石、酸酸性性斜斜长长石石及及石石英英。这这些些矿矿物物是是在在岩岩浆浆作作用用的的晚晚期期形形成成的的，因因而而在在地地表表环环境境中中就就比比较较稳稳定定，在在沉沉积积岩岩中

33、中的的含含量量也也就就比比较较高高。其其中中以以石石英英最最为为稳稳定定，含含量量也也最最多多，其其在在沉沉积积岩岩中中的的相相对对含含量量甚甚至至超超过过了了岩岩浆浆岩岩。长长石石系系列列中中比比较较稳稳定定的的是是钾钾长长石石和和酸酸性性斜斜长长石石，而而基基性性斜斜长长石石和和中中性性斜斜长长石石是是岩岩浆浆早早期期和和中中期期形形成成的的，它它们们在在地地表表条条件件下下不不稳稳定定或或比比较较不不稳稳定定，在在沉沉积积岩岩中中很很少少见见，因因此此在在沉沉积积岩岩中中的的长长石石含含量量比比起岩浆岩来要少得多。起岩浆岩来要少得多。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征

34、(3)(3)在沉积作用的过程中新生成的矿物，如在沉积作用的过程中新生成的矿物，如盐类盐类矿物、某矿物、某些些氧化物和氢氧化物、粘土矿物、碳酸盐矿物氧化物和氢氧化物、粘土矿物、碳酸盐矿物等。其中一等。其中一部分是在石化作用的过程在形成的。它们又称为自生矿物。部分是在石化作用的过程在形成的。它们又称为自生矿物。这部分也是沉积岩的主要矿物组成之一，是在地表的常温、这部分也是沉积岩的主要矿物组成之一，是在地表的常温、常压并富含常压并富含O O2 2、COCO2 2、H H2 2O O的条件下生成的。在岩浆岩中这类的条件下生成的。在岩浆岩中这类矿物极少或缺乏。矿物极少或缺乏。第四章第四章 3.3.沉积岩

35、的主要特征沉积岩的主要特征 沉沉积积岩岩和和岩岩浆浆岩岩在在矿矿物物构构成成成成分分上上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地表条件这一特点。岩形成于地表条件这一特点。2.2.化学成分的特点化学成分的特点 在化学成分上，沉积岩同岩浆岩仍然有很大的差别。在化学成分上，沉积岩同岩浆岩仍然有很大的差别。（1 1）

36、FeFe2 2O O3 3和和FeOFeO的的对对比比关关系系，在在沉沉积积岩岩和和岩岩浆浆岩岩中中铁铁的的总总量量是是大大体体相相同同的的，但但在在沉沉积积岩岩中中多多半半是是FeFe2 2O O3 3，而而在在岩岩浆浆岩岩中中FeOFeO则则略略高高于于FeFe2 2O O3 3。这这是是因因为为岩岩浆浆岩岩是是在在深深处处缺缺乏乏自自由由氧氧的的条条件件下下生生成成的的，所所以以氧氧化化亚亚铁铁多多于于氧氧化化铁铁。相相反反，沉沉积积岩岩则则是是在在有有充充分分的的自自由由氧氧的的条条件件下下形形成成的的。当当岩岩浆浆岩岩出出露露于于地地表表经经受受风风化化作作用用时时，受受到到了了强强

37、烈烈的的氧氧化化作作用用，将将低低价价氧化物转变为高价氧化物。氧化物转变为高价氧化物。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征(2)(2)沉积岩中碱金属和碱土金属的含量远低于岩浆岩，尤沉积岩中碱金属和碱土金属的含量远低于岩浆岩，尤其是其是NaNa的含量。的含量。在在K K2 2O O和和NaNa2 2O O的的含含量量对对比比上上，沉沉积积岩岩中中总总是是钠钠比比钾钾少少，而而在在岩岩浆浆岩岩则则恰恰好好相相反反。这这是是由由于于在在沉沉积积物物的的形形成成带带，含含钾钾的的矿矿物物如如白白云云母母、绢绢云云母母等等都都是是相相当当稳稳定定的的矿矿物物，它它们们不不易易风风化化分

38、分解解。此此外外当当岩岩浆浆岩岩风风化化后后所所生生成成的的一一些些胶胶体体分分散散矿矿物物（如如部部分分粘粘土土矿矿物物）还还能能吸吸附附一一些些钾钾，并并一一同同沉沉积积下下来来，所所以以钾钾的的含含量量在在沉沉积积岩岩中中就就比比较较高高，钠钠则则不不同同，当当岩岩浆浆岩岩风风化化以以后后，它它常常常常形形成成易易溶溶于于水水的的钠钠的的氯氯化化物物、硫硫酸酸盐盐等等可可溶溶盐盐类类，而而大大量量集集中中于于海海水水之之中中。因因此此，在在由由岩岩浆浆岩岩破破坏坏后后所所产产生生的的沉沉积积物物中中，NaNa2 2O O的的含量相对减少，而含量相对减少，而K K2 2O O的含量则相对增

39、高。的含量则相对增高。在在 岩岩 浆浆 岩岩 中中 AlAl2 2O O3 3NaNaNa2 2O+KO+K2 2O+CaO O+CaO。在在沉沉积积岩岩中中CaOCaO含含量量高高于于岩岩浆浆岩岩中中的的含含量量，与与生生物物-生生物物化化学学作用对作用对CaOCaO的固定有关。的固定有关。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征 现现有有的的沉沉积积岩岩化化学学成成分分资资料料都都没没有有考考虑虑有有机机质质。有有机机质质在在地地分分布布很很广广，而而且且从从地地球球发发展展的的一一定定阶阶段段产产生生生生物物以以来来，有有机机质质的的总总量量是是在在不不断断地地增增加加，据

40、据维维尔尔纳纳德德斯斯基基估估计计，有有机机质质总总量量约约占占地地壳壳总总量量的的0.1%0.1%（地地壳壳按按16km16km厚厚度度计计算算）或或0.001%0.001%（地壳按（地壳按20km20km厚度计算）。厚度计算）。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征而其它碱金属、碱土金属含量在沉积岩中少于岩浆岩中，而其它碱金属、碱土金属含量在沉积岩中少于岩浆岩中，因为它们易于溶解。因为它们易于溶解。(3)(3)由于沉积岩是形成于富含由于沉积岩是形成于富含H H2 2O O、COCO2 2、O O2 2的地表环境里，的地表环境里，所以沉积岩就特别富含所以沉积岩就特别富含H H

41、2 2O O、COCO2 2，尤其是，尤其是COCO2 2较多，而它们较多，而它们在岩浆岩中则几乎是没有的。在岩浆岩中则几乎是没有的。(4)(4)沉积岩的生成往往会导致游离的沉积岩的生成往往会导致游离的SiOSiO2 2，呈石英、玉髓、呈石英、玉髓、蛋白石以及其它低温变种的形式聚集起来，而岩浆岩中的蛋白石以及其它低温变种的形式聚集起来，而岩浆岩中的SiOSiO2 2则呈石英及其它高温度变种产出。则呈石英及其它高温度变种产出。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征 大量大量有机质有机质的存在是沉积岩与岩浆岩最重要的存在是沉积岩与岩浆岩最重要区别之一。有机质具有特殊的化学性质，往往

42、富区别之一。有机质具有特殊的化学性质，往往富集有各种元素，已知达集有各种元素，已知达6060种以上，而且富集元素种以上，而且富集元素的能力是惊人的。的能力是惊人的。例如，海生植物中的元素量可达海水的数万例如，海生植物中的元素量可达海水的数万倍。某些有机质则是个别元素的强集中体，如钙倍。某些有机质则是个别元素的强集中体，如钙质生物壳中的质生物壳中的CaCa和和C C，硅藻中的，硅藻中的SiSi，磷质生物壳，磷质生物壳中的中的P P等。如果在沉积岩的平均化学成分中将有等。如果在沉积岩的平均化学成分中将有机质考虑进去，就更能如实地反映出沉积岩的成机质考虑进去，就更能如实地反映出沉积岩的成分特点。分特

43、点。沉积岩的结构、构造特点与岩浆岩的不同。沉积岩的结构、构造特点与岩浆岩的不同。沉积岩的结构类型及其特点取决于岩石的形成作用。沉积岩的结构类型及其特点取决于岩石的形成作用。例例如如，由由母母岩岩机机械械破破碎碎作作用用的的产产物物所所形形成成的的岩岩石石具具有有“碎碎屑屑结结构构”；由由机机械械悬悬浮浮沉沉积积作作用用或或者者胶胶体体凝凝聚聚作作用用所所形形成成的的岩岩石石具具有有“泥泥状状结结构构”；机机械械作作用用形形成成内内源源岩岩则则具具有有“粒粒屑屑结结构构”；由由化化学学或或生生物物化化学学作作用用形形成成的的岩岩石石具具有有“结结晶晶粒粒状状结结构构”；由由生生物物作作用用形形成

44、成的的岩岩石石则则为为“生生物物结结构构”；由由火火山山喷喷发发作作用用形形成成的的碎碎屑屑再再经经沉沉积积作作用用所所组组成成的的岩岩石石则则有有“火火山山碎碎屑屑结结构构”。其其中中“碎碎屑屑结结构构”、“生生物物结结构构”与与“粒粒屑屑结结构构 ”都都是是沉沉积积岩岩所所特特有有的的，化化学学与与生生物物化化学学成成因因岩岩石石的的“晶晶粒粒结结构构 ”虽虽与与岩岩浆浆岩岩的的结结构构相相似似，但但它它们们各各自自形形成成的热力学条件却迥然不同。的热力学条件却迥然不同。三、结构和构造的特点三、结构和构造的特点第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征（一）（一）沉积岩的结构沉

45、积岩的结构 不同类型的沉积岩由于物质来源不同，形成的作用和方不同类型的沉积岩由于物质来源不同，形成的作用和方式不同，所以具有不同的结构类型：式不同，所以具有不同的结构类型：陆源碎屑岩陆源碎屑岩 碎屑结构碎屑结构 火山碎屑岩火山碎屑岩 火山碎屑结构火山碎屑结构 粘土岩粘土岩 泥质结构泥质结构化学岩（生物化学岩）化学岩（生物化学岩）结晶结构结晶结构第四章第四章 3.3.沉积岩的特征沉积岩的特征生痕化石 沉积岩的结构是指岩石组成部分的颗粒大小、形状及沉积岩的结构是指岩石组成部分的颗粒大小、形状及胶结特性。主要有以下几种结构：胶结特性。主要有以下几种结构：（1 1）碎屑结构）碎屑结构 碎屑结构是由碎屑

46、结构是由50%50%以上的直径大于以上的直径大于0.005mm0.005mm的碎屑物质的碎屑物质被胶结物胶结而成的一种结构被胶结物胶结而成的一种结构。按照岩石中主要碎屑物质。按照岩石中主要碎屑物质颗粒的大小，可分：颗粒的大小，可分：砾状结构砾状结构：粒径大于：粒径大于2mm2mm，外形被磨圆呈球状、椭球状的，外形被磨圆呈球状、椭球状的砾石经胶结而成的结构。由未经磨圆的、棱角状颗粒胶结砾石经胶结而成的结构。由未经磨圆的、棱角状颗粒胶结而成的结构称为角粒状结构。而成的结构称为角粒状结构。砂状结构砂状结构：粒径介于：粒径介于2 20.005mm0.005mm的颗粒（称为砂粒）经的颗粒（称为砂粒）经胶

47、结而成的一种结构。胶结而成的一种结构。第四章第四章 3.3.沉积岩的特征沉积岩的特征（2 2）泥质结构）泥质结构 泥质结构是由泥质结构是由50%50%以上的粒径以上的粒径小于小于0.005mm0.005mm的细小碎屑的细小碎屑和粘土矿物组成的结构。质的较均一、致密而且性软，也和粘土矿物组成的结构。质的较均一、致密而且性软，也称称“粘土结构粘土结构”。第四章第四章 3.3.沉积岩的特征沉积岩的特征（3 3）结晶粒状结构）结晶粒状结构 结晶结构是由化学沉积物质的结晶颗粒组成的岩石结构结晶结构是由化学沉积物质的结晶颗粒组成的岩石结构称为结晶粒状结构。按晶粒大小，可分为：称为结晶粒状结构。按晶粒大小，

48、可分为：粗粒结构粗粒结构2mm2mm。中粒结构中粒结构2-0.5mm2-0.5mm。细粒结构。细粒结构。隐晶质结构隐晶质结构0.01mm0.01mm具有隐晶质结构的沉积岩比具有具有隐晶质结构的沉积岩比具有隐晶质结构的火成岩的坚硬程度较低，抗溶蚀性较差。隐晶质结构的火成岩的坚硬程度较低，抗溶蚀性较差。（4 4）生物结构）生物结构 生物结构是由生物结构是由30%30%以上的生物残骸碎片组成的岩石结构，以上的生物残骸碎片组成的岩石结构，如生物碎屑结构、贝壳结构等。如生物碎屑结构、贝壳结构等。沉沉积积岩岩的的构构造造是是指指沉沉积积岩岩形形成成时时所所生生成成的的岩岩石石的的各各个个组组成成部部分分的

49、的空空间间分分布布和和排排列列形形式式。主主要要有有层层理理构构造造。此此外外，沉沉积积层层面面上上的的波波痕痕、泥泥裂裂、雨雨痕痕-层层面面构构造造，以以及及岩岩石石中中的的化化石石、结结核核等等，也也是是沉沉积积岩岩的的重重要要构构造造和和鉴鉴定定特征。特征。第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征（二）沉积岩的构造（二）沉积岩的构造1 1、层理、层理 层理是指岩石沿层理是指岩石沿垂直垂直方向变化所产生的成层现象。它方向变化所产生的成层现象。它通过岩石的物质通过岩石的物质成分、结构及颜色成分、结构及颜色的突变或渐变而显现，的突变或渐变而显现，是沉积岩区别于其它岩石的重要标志。

50、由于沉积环境的差是沉积岩区别于其它岩石的重要标志。由于沉积环境的差异，层理可具有各种不同的形态。异，层理可具有各种不同的形态。水平层理水平层理斜层理斜层理交错层理交错层理第四章第四章 3.3.沉积岩的主要特征沉积岩的主要特征在平静或流动微弱的湖海中，可形成水平层理。在平静或流动微弱的湖海中，可形成水平层理。河底砂层在流水作用下产生运动，形成向同一方向倾斜的河底砂层在流水作用下产生运动，形成向同一方向倾斜的斜层理。斜层理。在水流方向多变的沉积条件下，可形成向不同方向倾斜的在水流方向多变的沉积条件下，可形成向不同方向倾斜的交错层理。交错层理。交交错理是在两个水平层面间夹有一组倾斜的层理。在沉积时，