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1、1 沉积岩学全册配套最沉积岩学全册配套最 完整精品课件完整精品课件2 2 3 沉积岩石学 平时成绩平时成绩 10% 30% 60% 4 沉积岩石学 2007,石油工业出版社2001,石油工业出版社 1986,石油工业出版社1994,石油工业出版社 2002,石油工业出版社 2004,地质出版社 5 沉积岩石学 6 绪论 第一章 沉积物的来源 第二章 沉积物的搬运和沉积 第三章 沉积期后变化 第四章 沉积岩的构造和颜色 第五章 沉积岩的总分类 第六章 陆源碎屑岩 第七章 泥质岩 第八章 火山碎屑岩 第九章 碳酸盐岩 第十章 硅质岩 第十一章 其它内源沉积岩及附生岩 沉积岩石学 7 8 0 绪论

2、绪 论 第一节 沉积岩的概念及基本特征 第二节沉积岩石学的任务及研究方法 沉积岩石学的发展简史及其现状第三节 重点理解、掌握 9 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 沉积岩（沉积岩（sedimentary rocks)sedimentary rocks)：是组成岩石圈：是组成岩石圈 的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。 它是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山它是在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山 物质、有机物质、宇宙物质等原始物质成分，经过物质、有机物质、宇宙物质等原始物质成分，经过 搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩

3、石。搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。 一、沉积岩的概念一、沉积岩的概念 10 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 1、沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。 概念理解 岩浆岩 是岩浆冷凝形成的岩石。 岩浆岩又可分为两类：侵入岩和喷出岩 （火山岩）。若岩浆在地表以下冷凝形 成的岩石叫侵入岩；若岩浆喷出地表冷 凝形成的岩石叫喷出岩。 变质岩 原岩在地壳中由于物理化学条件发生变化而形成的岩石。 埋藏变质接触变质动力变质 11 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 1、沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。 概念理解 花岗岩（侵入岩

4、） 闪长岩（侵入岩） 流纹岩（喷出岩） 岩浆岩岩浆岩 12 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 沉积岩是成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石，曾称水成岩。 1、沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。 概念理解 13 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 1、沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。 概念理解 崆峒山沉积序列崆峒山沉积序列 砾岩 砂岩粉砂岩泥岩 鲕粒灰岩泥晶灰岩竹叶状灰岩珊瑚礁骨架灰岩 14 沉积岩在陆地上出露的面面 积积约占75，火成岩和变质 岩只有25 地壳中沉积岩的体积体积只占5 左右，火成岩和变质岩两类 岩石约占95。

5、 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 1、沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。 概念理解 沉积岩分布面积广，构成地壳表层的沉积岩圈。 大陆表面的75%覆盖着沉积层。最大厚度13Km，平均厚度1.8Km。 大洋底部几乎全部为沉积物或沉积岩所覆盖，其厚度0.23 Km，平均1Km。 自然界分布最多的沉积岩是页岩、其次是砂岩和石灰岩，它们占沉积岩总数的95 地壳最老岩石46亿年；沉积圈岩石最古老的36亿年，有生命记载的沉积岩年龄 31亿年。 空空 间间 广广 泛泛 时间久远：时间久远： 15 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 概念理解 “地壳表层” 是指大气圈

6、的下层、水圈、 生物圈及岩石圈的上层。又称为：沉积岩生 成圈或沉积圈。 大气圈：是指因地球的引力而聚集在地表周围的气体圈层。大气圈中的气体主 要集中于地表以上18km的范围内，往上气体变得极为稀薄。由地表往上可分为五 个次级圈层：对流层、平流层、中间层、暖层、扩散层（散逸层）。 水圈：是指地球表层由水体构成的连续圈层。其物态有固、液、气三种状态。 水体的形式有河、湖、海、冰川（盖）水蒸气、地下水等，并形成一个包裹着地 球的完整圈层。地表上直接被液态水体覆盖的区域占地表面积的3/4。“水球” 海水海水97.41%97.41% 淡水淡水2.59%2.59% 生物圈：是指地球表层由生物及其活动地带所

7、构成的连续圈层。生物从高等到 低等，从动物到植物，乃至细菌和微生物等生活于地球表面一定范围的陆地、水 体、土壤及空气中，构成了一个基本连续的圈层。 35亿年出现原始生命亿年出现原始生命 5.75.1亿年寒武系亿年寒武系 生命大爆发生命大爆发 2、地壳表层条件A 范围 16 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 2、地壳表层条件 概念理解 A 范围 莫霍面 古登堡面 岩石圈：软流圈之上的固态岩石圈层称为岩石圈。( 从地表到地心的距离大约为6378公里。 地球很多部分都是液体，（岩石圈约70-100km)固体的地表部分大约66公里，相对而言，比 苹果皮还薄。) 17 0 绪论 第一节、沉积岩的

8、概念及基本特征 概念理解 2、地壳表层条件 “地壳表层” 是指大气圈的下层、水圈、生物圈及岩石圈的上层。又称为：沉积岩生成圈或沉积圈。 A 范围 18 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 概念理解 温度：常温。-70C（北极圈俄罗斯东西伯利亚的维尔霍扬斯克维尔霍扬斯克和奥伊米 娅康地区 ）80C（非洲中部非洲中部） 上扬斯克一译“维尔霍扬斯克”。俄罗斯雅库特自治共 和国上扬斯克盆地的村镇。在西伯利亚东北部亚纳河畔，东 南距雅库茨克约900公里。地处北极圈以北。居民约2，000。 建于1638年，帝俄时代为犯人流放地。河港。11月末至次年 2月末，昼夜平均气温低于40，绝对最低温曾达-71

9、， 为北半球寒极之一。有锡和金的开采工业。图中是波兰人经 过这里，用毛象的牙齿做个标志，示意他们到过这里。 世界上最热的记录是 1922年9月13日，在利 比亚的El Azizia创造的， 当时记录下的温度为 57.8摄氏度（136华氏 度）。 利福尼亚的死亡谷 （Death Valley）最热 的记录是1913年7月10 日创造的134华氏度。 2、地壳表层条件 B、特征 19 压力：常压。120 atm（海平面深至200m的浅海底） 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 概念理解 2、地壳表层条件 B、特征 20atm 1000atm 20 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 概

10、念理解 水和大气作用：水和大气是母岩风化的主要地质营力，也是母岩 风化 产物和火山物质搬运和沉积的主要介质，绝大多数的沉积岩都是在水中沉积 的。“水成岩”、“风成岩”、“冰碛岩” 流水的搬运沉积 风的搬运和沉积 冰川的搬运和沉积 2、地壳表层条件 B、特征 21 生物作用和生物化学作用：沉积岩形成的重要影响因素。“生物 岩”：主要由生物遗体形成，如生物礁石灰岩、硅藻岩、煤等。“生物化 学岩”：在生物的影响或参与下，由生物化学作用形成的沉积岩。 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 2、地壳表层条件 概念理解 古代珊瑚骨架礁灰岩Coral Reefs 珊瑚礁 粘结状造礁生物古代厚板状孔虫粘结

11、礁灰岩 B、特征 骨架岩 粘结岩 障积岩 22 B、特征 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 2、地壳表层条件概念理解 事件沉积作用： 沉积物洪水沉积和洪积岩、重力流和浊积岩、风暴沉积和风暴岩、等 深流沉积作用和等深积岩、地震作用和震积岩、火山爆发-沉积作用和火 山碎屑沉积岩、陨石雨作用和陨石岩等。 浊积岩 B A C 滑塌变形构造 滑塌变形构造 23 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 概念理解3、母岩 地表上出露的 供给沉积岩原始成 分的岩石，主要是 指早于该沉积岩而 存在的岩浆岩、变 质岩和较老的沉积 岩。 母岩分布的地区叫做 “母岩区母岩区” 或 “物源区物源区” ，简称

12、“源区” 24 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 概念理解4、沉积物的原始成分 母岩风化产物：陆源物质 火山喷出的碎屑物质 生物物质 宇宙物质 物理风化和机械破坏生成的碎屑物质物理风化和机械破坏生成的碎屑物质 化学分解产生的粘土物质化学分解产生的粘土物质 地表水、潜水溶液中化学沉淀物质地表水、潜水溶液中化学沉淀物质 25 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 概念理解5、经历成岩过程 物源区物源区原始沉积物质 沉积区沉积区松散的沉积物 埋藏区埋藏区 沉积岩 搬运和沉积作用搬运和沉积作用 成岩作用成岩作用 水 大气 生物、生物化学 重力 压实、压溶作用 胶结作用 交代作用 重结晶作用

13、 溶解作用 26 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 一、沉积岩的概念一、沉积岩的概念 从成因角度说，从成因角度说，沉积岩是在地壳表层的温度压力条件下，沉积岩是在地壳表层的温度压力条件下， 在水、大气、生物和生物化学以及重力作用下，主要由母岩风在水、大气、生物和生物化学以及重力作用下，主要由母岩风 化产物、火山物质、生物以及宇宙物质等，经过搬运作用、沉化产物、火山物质、生物以及宇宙物质等，经过搬运作用、沉 积作用以及沉积后成岩作用所形成的岩石。积作用以及沉积后成岩作用所形成的岩石。 沉积岩（sedimentary rocks)：是组成岩石圈的三大类岩石（岩 浆岩、变质岩、沉积岩）之一。它

14、是在地壳表层条件下，由母岩的风 化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等原始物质成分，经过搬运 作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。 27 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 二、沉积岩的基本特征二、沉积岩的基本特征 1、矿物成分特点： 高温矿物罕见，低温矿物富集、自生矿物独有高温矿物罕见，低温矿物富集、自生矿物独有 岩浆岩与沉积岩的平均矿物成分（岩浆岩与沉积岩的平均矿物成分（%)%) 高温矿物 自生矿物 低温矿物 28 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 二、沉积岩的基本特征二、沉积岩的基本特征 沉积岩和岩浆岩平均化学成分十分接近沉积岩和岩浆岩平均化学成分十分接近 1 1、含铁

15、量大致相等：、含铁量大致相等： FeFe3+ 3+ 沉积岩岩浆沉积岩岩浆 岩；岩；FeFe2+ 2+ 沉积岩沉积岩 岩浆岩岩浆岩 2 2、沉积岩中碱金属含、沉积岩中碱金属含 量远低于岩浆岩，尤量远低于岩浆岩，尤 其是钠含量其是钠含量 3 3、沉积岩中富含、沉积岩中富含COCO2 2和和H H2 2O O 4 4、沉积岩存在大量有机质、沉积岩存在大量有机质 2、化学成分特点： 29 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 二、沉积岩的基本特征二、沉积岩的基本特征 3、结构、构造： （1）沉积岩的结构类型和特点取决于岩石的形成方式）沉积岩的结构类型和特点取决于岩石的形成方式 由机械搬破碎和搬运的

16、陆源碎屑岩具有 “碎屑结构” 由机械搬运和沉积形成的火山碎屑岩具有 “火山碎屑结构“ 由机械形成的内源碎屑岩具有 “粒屑结构” 砾屑结构火山碎屑结构砾屑结构 30 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 由化学风化形成的陆源粘土岩具有 “泥状结构” 由生物作用形成的岩石具有 “生物结构” 由化学和生物化学形成形成的岩石具有 “结晶粒状（晶粒）结构” 二、沉积岩的基本特征二、沉积岩的基本特征 3、结构、构造： （1）沉积岩的结构类型和特点取决于岩石的形成方式）沉积岩的结构类型和特点取决于岩石的形成方式 泥状结构生物碎屑结构晶粒结构 31 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 二、沉积岩的基

17、本特征二、沉积岩的基本特征 3、结构、构造：与岩浆岩相比与岩浆岩相比 共有：结晶质结构 缺少：玻璃质结构 不等粒结构粒状镶钳结构辉长结构 包橄结构间粒结构（粗玄结构）间粒间隐结构（拉斑玄武结构） 32 0 绪论 第一节、沉积岩的概念及基本特征 二、沉积岩的基本特征二、沉积岩的基本特征 3、结构、构造： （2）构造：成层构造、各种叠层构造、缝合线、碟锥等）构造：成层构造、各种叠层构造、缝合线、碟锥等 槽状层理 平行层理 波痕 槽模 缝合线 叠层构造 33 0 绪论 绪 论 第一节 沉积岩的概念及基本特征 第二节沉积岩石学的任务及研究方法 沉积岩石学的发展简史及其现状第三节 重点理解、掌握 34

18、0 绪论第二节、沉积岩石学的任务及研究方法的概念及基本特征 一、沉积岩石学的概念一、沉积岩石学的概念 沉积岩石学（Sedimentary petrology)是研究沉积岩是研究沉积岩(物物) 的物质组成、结构构造、分类及其形成作用、以及沉积环境和的物质组成、结构构造、分类及其形成作用、以及沉积环境和 分布规律的一门地质科学。分布规律的一门地质科学。 沉积学（Sedimentology)是在沉积岩石学基础上逐渐发展是在沉积岩石学基础上逐渐发展 起来的一个新的、完整的、独立的地质学科，是研究沉积物和起来的一个新的、完整的、独立的地质学科，是研究沉积物和 沉积岩的成分、成因与形成机制、沉积环境的科学

19、。沉积岩的成分、成因与形成机制、沉积环境的科学。 35 0 绪论第二节、沉积岩石学的任务及研究方法的概念及基本特征 二、沉积岩石学的研究内容二、沉积岩石学的研究内容 1、沉积岩特征及分类命名： 全面研究沉积岩（物）的物质组分、结构构造、分类命名、岩体产状 和岩层之间的接触关系，为阐明其成因和分布规律提供依据。 2、沉积岩成因分析： 探讨沉积岩的形成机理，包括风化作用、搬运作用、沉积作用及沉积 期后变化的机理。特别是要研究沉积岩（物）及其中的有用矿产的形成机 理、富集和储存规律。 3、沉积环境和沉积相分析 进行沉积环境和沉积条件分析，根据沉积岩的原生特点以及时空分布 和变化特点，用以恢复沉积岩形

20、成时的古气候条件，古地理环境以及大地 构造环境。 36 0 绪论第二节、沉积岩石学的任务及研究方法的概念及基本特征 三、沉积岩石学的研究意义三、沉积岩石学的研究意义 1、沉积岩中矿物资源极其丰富 世界资源总储量的7585%是沉积和沉积变质成因的。石油、天然气、煤、 油页岩、铝土矿、锰矿、盐矿等几乎全部为沉积类型矿产；金属矿产、非金属 矿产和稀有元素等也部分为沉积矿产 2、与各种工程构筑物和工程建设密切相关 地基、断层、裂缝等 3、与多种地质灾害有关 泥石流、滑坡、海啸等 4、研究地球发展和演化历史的重要材料 沉积岩（含沉积物）是地球上出露最多的岩石。“均变论”或“现实主义 原理”以“将今论古”

21、作为其认识论的基础，但在当代地球上，人们所能目睹 并亲生经历的作用过程并不多，只有沉积环境和沉积作用，才是人力认识自然 的天然实验室。因此，在地质学的发展历史中，沉积岩石学一直占有非常重要 的地位。 37 0 绪论第二节、沉积岩石学的任务及研究方法的概念及基本特征 四、沉积岩石学的研究方法四、沉积岩石学的研究方法 （一）野外研究 1、常规方法：系统测制沉积相剖面，并进行区域相剖面的分析和对比 2、其它方法：遥感遥感技术、钻探技术、深海钻探及采取长岩心、各种 测井技术、反射地震波谱(地震地层学、层序地层学)、航空摄影或地面 摄影用的测雷达以及探测水下地形的测视声纳等。 38 0 绪论第二节、沉积

22、岩石学的任务及研究方法的概念及基本特征 （二）室内研究 四、沉积岩石学的研究方法四、沉积岩石学的研究方法 1、常规方法：显微薄片观察 2、其它方法：粒度分析、重矿物分析、阴极发光分析、同位素分析、扫 面电镜分析、X衍射分析、图像粒度分析、电子探针、红外光谱、气相色 谱和古地磁等。 阴极发光仪阴极发光仪热释光仪热释光仪裂变径迹仪器裂变径迹仪器 39 0 绪论第二节、沉积岩石学的任务及研究方法的概念及基本特征 40 0 绪论第二节、沉积岩石学的任务及研究方法的概念及基本特征 3、模拟实验（由岩类学走向岩理学） 41 0 绪论 绪 论 第一节 沉积岩的概念及基本特征 第二节沉积岩石学的任务及研究方法

23、 沉积岩石学的发展简史及其现状第三节 重点理解、掌握 42 人类对于沉积岩的认识和利用，早在石器时代就开始了。人类对于沉积岩的认识和利用，早在石器时代就开始了。 1818世纪下半叶，近代地质学建立的初期，发生了水成学派世纪下半叶，近代地质学建立的初期，发生了水成学派( (德国德国Werner A. Werner A. G.G.，17491817)17491817)与火成学派与火成学派( (英国英国Hutton J.Hutton J.，17261797)17261797)的大论战。的大论战。 1919世纪后半叶，沉积岩石学作为一门独立的地质学科出现。世纪后半叶，沉积岩石学作为一门独立的地质学科出

24、现。18501850年英国地年英国地 质学家索比质学家索比(Sorby(Sorby，18261908)18261908)首先使用显微镜研究沉积岩，沉积岩的研究由宏观首先使用显微镜研究沉积岩，沉积岩的研究由宏观- - - -微观，这是一个革命性的发展。微观，这是一个革命性的发展。 2020世纪上半叶，沉积岩石学有了较全面的发展，世纪上半叶，沉积岩石学有了较全面的发展， 出现了一系列沉积岩石学出现了一系列沉积岩石学 的专著。的专著。 19131913年，年，HatchHatch的的沉积岩石学沉积岩石学，标志着沉积岩石学作为一门独立的地球，标志着沉积岩石学作为一门独立的地球 科学分支学科的诞生科学分

25、支学科的诞生 19221922年，年，MilnerMilner所著所著沉积岩石学导论沉积岩石学导论问世问世 19251925年，由年，由TwenhofelTwenhofel主编的主编的沉积作用教程沉积作用教程问世，问世，6 6年后年后沉积作用教沉积作用教 程程再版，以后又多次重版再版，以后又多次重版 19491949年，年，PettijohnPettijohn编写了编写了沉积岩沉积岩 0 绪论第三节、沉积岩石学的发展简史及其现状 一、历史与现状 43 2020世纪世纪5050年代，在沉积岩石学领域里有两个重大的甚至可以说是革命性年代，在沉积岩石学领域里有两个重大的甚至可以说是革命性 的进展的进

26、展 。 第一个进展是第一个进展是Kuenen and Miliorini(1950)Kuenen and Miliorini(1950)关于关于浊流学说浊流学说的提出的提出 。 第二个进展是第二个进展是Folk(1959Folk(1959，1962)1962)关于碳酸盐岩中异化颗粒和异化沉积观关于碳酸盐岩中异化颗粒和异化沉积观 点以及石灰岩新分类方案的提出。点以及石灰岩新分类方案的提出。 2020世纪世纪60-7060-70年代以后出现的风暴岩和年代以后出现的风暴岩和风暴流沉积风暴流沉积、等深流沉积、震积、等深流沉积、震积 作用、以及作用、以及9090年代出现的内波和内潮汐沉积等学说，都是继浊

27、流沉积之后的年代出现的内波和内潮汐沉积等学说，都是继浊流沉积之后的 重大进展。重大进展。 板块构造观点与沉积作用的结合对沉积盆地分析出现一个新的热潮。板块构造观点与沉积作用的结合对沉积盆地分析出现一个新的热潮。 0 绪论第三节、沉积岩石学的发展简史及其现状 44 IAS ( International Association of Sedimentologists，总部设在荷兰) SEPM ( Society of Economic Paleontologists and Mineralogists，美国) 国际性和区域性的学术讨论会日趋频繁。国际性和区域性的学术讨论会日趋频繁。 Journa

28、l of Sedimentary Petrology Sedimentology Sedimentary Geology 0 绪论第三节、沉积岩石学的发展简史及其现状 国际性和区域性的沉积岩石学专业刊物和总结性专著大量出现国际性和区域性的沉积岩石学专业刊物和总结性专著大量出现 第十六届国际沉积学大会于2002年7月8日至12日在南非约翰内斯堡举行，本 次大会的主题是:沉积作用的35亿年。 这是非洲大陆首次举办这类会议，同 时也是国际沉积学家协会（IAS）成立的五十周年纪念，因此显得非常隆重。 第十七届国际沉积学大会将于2006年8月27日-9月1日在日本福冈举行。 45 0 绪论第三节、沉积岩

29、石学的发展简史及其现状 二、我国沉积岩石学的历史与现状 46 0 绪论第三节、沉积岩石学的发展简史及其现状 二、我国沉积岩石学的历史与现状 19491949年以前，主要学习英美年以前，主要学习英美5050年代以前的著作，成果不大年代以前的著作，成果不大 。 19491949以后（解放初期），主要学习苏联以后（解放初期），主要学习苏联 19611961年北京石油学院岩矿教研室编写出版了我国第一本沉积学方面年北京石油学院岩矿教研室编写出版了我国第一本沉积学方面 的教科书的教科书沉积岩石学沉积岩石学 2020世纪世纪7070年代初期，一些学者开始翻译引进国外先进的沉积学专著年代初期，一些学者开始翻译

30、引进国外先进的沉积学专著 2020世纪世纪7070年代后期开始，我国沉积学才开始快速发展并进入国际沉年代后期开始，我国沉积学才开始快速发展并进入国际沉 积学界积学界 。 19791979年召开了第一次全国性沉积学学术会议，成立了中国矿物岩石年召开了第一次全国性沉积学学术会议，成立了中国矿物岩石 地球化学学会沉积学会和中国地质学会沉积地质专业委员会地球化学学会沉积学会和中国地质学会沉积地质专业委员会 19951995年成立了中国矿物岩石地球化学学会岩相古地理专业委员会年成立了中国矿物岩石地球化学学会岩相古地理专业委员会 47 19881988年在我国召开了国际沉积矿产学术会议年在我国召开了国际沉

31、积矿产学术会议 20012001年在武汉召开了第一届中国沉积学大会年在武汉召开了第一届中国沉积学大会 20052005年在成都召开了第三届全国沉积学大会年在成都召开了第三届全国沉积学大会 0 绪论第三节、沉积岩石学的发展简史及其现状 48 出现了一大批沉积岩石学和沉积学方面的教科书和专著出现了一大批沉积岩石学和沉积学方面的教科书和专著 0 绪论第三节、沉积岩石学的发展简史及其现状 49 三、发展趋势 1 1、充实和发展岩类学、充实和发展岩类学 2 2、扩大和完善沉积作用机理研究、扩大和完善沉积作用机理研究 描述性 成因性； 定性 半定量 定量 3 3、加强成岩作用研究、加强成岩作用研究 4 4

32、、多学科的交叉渗透、多学科的交叉渗透 碎屑岩石学、碳酸盐岩石学、火山碎屑岩岩石学、化石岩石学 沉积动力学、储层沉积学、构造沉积学、层序地层学、测井地质学 5 5、着眼于全球，进行国际合作研究、着眼于全球，进行国际合作研究 局部研究 全球研究 6 6、面向人类生存与环境问题、面向人类生存与环境问题 0 绪论第三节、沉积岩石学的发展简史及其现状 50 本章要点：本章要点： 1、沉积岩的概念？（重点） 2、沉积岩的形成条件？ （分布范围、温度、压力、水和大气作用、生物和生化作用、事件沉积）（分布范围、温度、压力、水和大气作用、生物和生化作用、事件沉积） 3、沉积岩形成要经历哪几个过程？ 4、沉积岩的

33、基本特征？ （矿物成分、化学成分、结构、构造、分布）（矿物成分、化学成分、结构、构造、分布） 5、沉积岩、沉积岩石学？ 51 第一章 沉积物的来源 东华理工大学东华理工大学 教师：戴朝成 52 第一章 沉积物的来源 第一节 概述 第二节沉积物的主要来源母岩风化产物 沉积沉积物的其它来源第三节 第一章、沉积物的来源 53 物源区物源区原始沉积物质 沉积区沉积区松散的沉积物 埋藏区埋藏区 沉积岩 搬运和沉积作用搬运和沉积作用 成岩作用成岩作用 第一章、沉积物的来源第一节、概述 原始物质的形成阶段原始物质的形成阶段 沉积物的搬运和沉积作用阶段沉积物的搬运和沉积作用阶段 沉积后作用阶段沉积后作用阶段

34、54 第一章、沉积物的来源第一节、概述 原始沉积物质 陆源物质生物源/生源物质深源物质宇宙源物质 母岩风化产物母岩风化产物生物残骸及有机质生物残骸及有机质火山物质火山物质+深层卤水深层卤水陨石陨石 55 第一章、沉积物的来源第一节、概述 (1)陆源物质-母岩的风化产物； (2)生物源物质-生物残骸和有机质； (3)深源物质-火山喷发碎屑物质和深部卤水； (4)宇宙源物质-陨石。 由生物的生命活动所产生的沉积物以及来自地壳深部物质组成的沉积物也占有一 定的比例，而宇宙来源的沉积物则数量甚微。 母岩：是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和 变质

35、岩，也包括早已形成的沉积岩。变质岩，也包括早已形成的沉积岩。 组成沉积岩的原始沉积物质来源有：组成沉积岩的原始沉积物质来源有： 物源区（母岩区）：物源（母岩）分布的地区。（母岩区）：物源（母岩）分布的地区。 56 第一章 沉积物的来源 第一节 概述 第二节沉积物的主要来源母岩风化产物 沉积沉积物的其它来源第三节 第一章、沉积物的来源 57 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 一、风化作用概述一、风化作用概述 根据作用的性质和因素不同 风化作用是地壳表层的一种破坏作用风化作用是地壳表层的一种破坏作用； 因温度变化、水以及各种酸的溶蚀左右，生物作用以及各种地质因温度变化、水以

36、及各种酸的溶蚀左右，生物作用以及各种地质 营利的剥蚀作用等，地壳表层岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，营利的剥蚀作用等，地壳表层岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏， 在原地发生变化转变为风化产物的过程。在原地发生变化转变为风化产物的过程。 物理风化作用 化学风化作用 生物风化作用 58 1、物理风化作用：指岩石只发生机械破碎不发生化学变化的一种作用。 温度变化，晶体生长，重力作用，水、冰及风的破坏侵蚀作用，都可以使温度变化，晶体生长，重力作用，水、冰及风的破坏侵蚀作用，都可以使 岩石和矿物的发生机械破碎，形成岩石和矿物碎屑。岩石和矿物的发生机械破碎，形成岩石和矿物碎屑。 （球形风化现象原理图示）

37、（球形风化现象原理图示）（水结冰使岩石裂缝扩大图示）（水结冰使岩石裂缝扩大图示） 温差作用是因气候变化而导致岩石产生 崩解。由于岩石导热性差，不同的造岩矿物 有不同的体胀系数。白天太阳照射，热向岩 石内部传递，岩石内外之间出现温差，结果 在岩石表里之间产生平行裂隙，使岩石表面 出现层层脱落。晚上因内热外冷，表里不一， 于是出现垂直于岩石表面的裂隙，最后崩解 为沙泥。 冰劈作用是当昼夜气温在0上下变动时，渗透 在岩石裂隙中的水，时而冻结，时而溶解。冰冻时因 体积增大，使岩石裂隙扩张，最后使岩石崩解 。一 般说来，冰冻风化主要发生在弯弯曲曲的岩石裂隙中， 因为向上张开的“V”形裂隙，在产生冰劈时，

38、压力会 向冰帽方向转移，岩石就不易产生进一步的破坏。在 干旱和半干旱地区，由于盐类在岩石裂隙中的过饱和 结晶，也同样可以挤碎岩石。 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 59 水流侵蚀岩石水流侵蚀岩石风蚀地貌风蚀地貌海岸海蚀作用下的蘑菇石海岸海蚀作用下的蘑菇石 海岸边的波浪侵蚀风化作用海岸边的波浪侵蚀风化作用河流的侵蚀下切作用河流的侵蚀下切作用 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 60 2、化学风化作用：既形成新的矿物和新物质，也形成碎屑物质。 在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受

39、氧化、水解和溶滤等化 学变化，使其分解而产生新物质和新矿物的过程称为化学风化作用。学变化，使其分解而产生新物质和新矿物的过程称为化学风化作用。 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 化学风化作用包括： 61 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 62 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 63 在岩石圈的上部、大气圈的下部和水圈的全部，几乎到处都有生物的存在。在岩石圈的上部、大气圈的下部和水圈的全部，几乎到处都有生物的存在。 故生物，特别是微生物，在风化作用中能起到巨大的作用。生物对岩石的破故生物，特别是微生物，在风化作用中能起到巨大

40、的作用。生物对岩石的破 坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，又坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，又 有间接的作用。有间接的作用。 3、生物风化作用： 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 64 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 风化作用分类（按性质） 物理风化作用化学风化作用生物风化作用 机械破碎 化学成分不变 T、P、晶体生长、重力、 生物、水、冰川、风 碎屑物质 （岩石碎屑矿物碎屑） 母岩破碎化学变化 氧化、水解、溶解 氧气、水、酸碱环境 新矿物 （粘土物质、化学沉淀物质） 机械、化学、生

41、物化学作用 直接、间接作用 存进和加速化学风化作用 的进行 65 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 风化作用的结果是破坏岩石。在地球表面，各种风化作 用是同时进行而又相互促进的，只是有主次之分而已。 一方面，是由岩石的性质和外界条件决定的，在遭受风化过程一方面，是由岩石的性质和外界条件决定的，在遭受风化过程 中，岩石本身的性质是内因，它决定风化产物的性质；外界条件是中，岩石本身的性质是内因，它决定风化产物的性质；外界条件是 外因，它只决定风化作用的方式和强弱程度，而且是通过内因起作外因，它只决定风化作用的方式和强弱程度，而且是通过内因起作 用的。用的。 另一方面，由于机

42、械破碎使得母岩产生许多裂隙或破碎成小块，另一方面，由于机械破碎使得母岩产生许多裂隙或破碎成小块， 这就增大了岩石与周围介质的接触面，大大促进了化学分解；反过这就增大了岩石与周围介质的接触面，大大促进了化学分解；反过 来，化学分解可降低母岩的硬度和强度，又给机械破碎创造了有利来，化学分解可降低母岩的硬度和强度，又给机械破碎创造了有利 条件。但就全部风化作用而言，化学和生物化学风化作用具有重要条件。但就全部风化作用而言，化学和生物化学风化作用具有重要 的意义，尤其是生物化学风化作用更是如此。的意义，尤其是生物化学风化作用更是如此。 66 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 元

43、素组成矿物集合体岩石 化学元素分异 造岩矿物的风化 岩石的风化特征 67 二、化学元素的分异二、化学元素的分异 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 在相同的特定风化条件下，各类造岩元素从母体中析在相同的特定风化条件下，各类造岩元素从母体中析 出的难易程度不同，从而按照一定的顺序从母体中分离出出的难易程度不同，从而按照一定的顺序从母体中分离出 来的现象。来的现象。 某些元素的淋滤分散和另一些元素的残积、富集 68 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 水迁移系数(Kx): 衡量元素在风化带中的迁移能力。此系数为河水干渣 中的元素含量在该流域岩石中相应元素

44、含量的比值。Kx越大，表明从岩石淋溶 进入水中的量越多，即迁移能力越强。 1、最易迁移元素 （ Kx=n10n102) Cl、Br、I、S等以卤族元素为主； 2、易迁移元素 （ Kx=nn10) Ca、Mg、Na、F、Sr、K、Zn等； 3、可迁移元素 （ Kx=n10-1n) Cu、Ni、Co、V、Mn、Si(硅酸盐中）、P； 4、惰性（微弱迁移）元素 （ Kxn10-1) Fe、Al、Ti、V、Sc、Y、Tr等； 5、几乎不迁移元素 （ Kx 斜长石 多钠的酸性斜长石中性斜长石多钙的基性斜长石 （2）风化产物： 总的说来，长石类矿物抵抗风化的能力不强，故在沉积岩的碎屑长石中新鲜 者少见，多

45、少均受到风化。若为新鲜的碎屑长石，则需干燥的气候和迅速堆积埋 藏的条件。否则就可能是新鲜而自形的自生长石或为火山坠落物质。 73 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 3、云母 白云母（K）的抗风化能力较强，在沉积岩中较常见。 析出钾，加入水 水白云母 高岭石 黑云母（Fe、Mg）的抗风化能力比白云母差。 析出K、Mg， 加水 蛭石+绿泥石+褐铁矿 4、铁镁硅酸盐矿物（抗风化能力比石英、长石、云母差的多。） 橄榄石 辉石 伊利石蒙脱石 蛋白石、铝土矿 7、硫酸盐矿物、硫化物矿物、卤化物矿物 最易溶于水，呈溶液态流失 8、岩浆岩、变质岩次要矿物或副矿物风化稳定性差别很大 石榴

46、石、锆英石、刚玉、电气石、锡石等重矿物是风化稳定性较高的矿物，在沉积岩中出现 电气石锆石石榴石刚玉橄榄石 75 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 造岩矿物的风化稳定性的影响因素 1、造岩元素风化分异作用（元素迁移顺序） 2、矿物的结晶温度（鲍文反应系列） 矿物的风化稳定性相差很大，一般岩浆晚期形成的矿物稳定性较高，抗风化有力 强；岩浆早期形成的矿物抗风化能力较弱。但金刚石？ 3、矿物的晶体化学性质（晶体结构） 形成温度形成温度 低低 高高低低 高高 抗风化能力抗风化能力 鲍文反应系列及矿物风化作用的相对稳定性图示） 76 四、母岩的风化及其产物四、母岩的风化及其产物 第

47、一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 1、各种岩石的风化及其产物 岩石是矿物的集合体 不同的岩石矿物组成不同不同的岩石矿物组成不同 不同的岩石结构、产状、形成背景存在差异不同的岩石结构、产状、形成背景存在差异 母岩的风化存在差异 花岗岩： 77 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 2、母岩风化的阶段性质 造岩矿物因化学性质和物理性质不同，在风化过程中具有明 显的阶段性。一种原生矿物随着风化程度的加深，通过一系列中 间阶段，依次形成一些过渡性矿物，然后转化为最终产物。 由于造岩矿物风化显示出明显阶段性，因此由造岩矿物组成 的母岩，其风化过程的变化也会出现阶

48、段性。前苏联学者波雷诺 夫根据元素从风化带中析出的顺序，将结晶岩的风化过程分为四 个阶段，不同阶段有其独特的风化产物（以玄武岩为例）。 78 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 机械破碎阶段 饱和硅铝阶段 酸性硅铝阶段 铝铁土阶段 79 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 以物理风化为主，风化产物主要为岩屑或矿物碎屑。组成母岩 的元素或化合物成分转移甚微。 物理风化为主物理风化为主 岩石或矿物碎屑岩石或矿物碎屑 玄武岩的主要矿物成分以辉石和斜长石为代表玄武岩的主要矿物成分以辉石和斜长石为代表 机械破碎阶段（碎屑阶段）： 辉石：Ca(Mg,Fe,Al)

49、(Si,Al)2O3 斜长石：（100n)NaAlSiO8.nCaAlSiO8 80 第一章、沉积物的来源第二节、沉积物的主要来源母岩风化产物 饱和硅铝阶段： 岩石中如有氯化物和硫酸盐将全部被溶解，Cl-和SO42-全部被 带出。然后在O2、CO2和H2O的共同作用下，铝硅酸盐和硅酸盐矿物 开始分解，游离出K+、Na+、Ca2+、Mg+2，其中Ca+2和Na+的流失要比 K+和Mg2+容易。这些阳离子的存在，使介质呈碱性或中性，并使少 量SiO2转入溶液。这个阶段形成的粘土矿物有蒙脱石、水云母、拜 来石、绿脱石以及绿泥石等。同时，碱性条件下难溶的碳酸钙开 始堆积。 a.a.化学风化开始，氯化物

50、和硫酸盐全部溶解，带出化学风化开始，氯化物和硫酸盐全部溶解，带出ClCl- -和和SO4SO42- 2- b.Ob.O2 2和和H H2 2O O共同作用共同作用 辉石、斜长石辉石、斜长石等铝硅酸盐和硅酸岩矿物分解，游离出碱金属等铝硅酸盐和硅酸岩矿物分解，游离出碱金属 和碱土金属（和碱土金属（NaNa+ +、K K 、 、CaCa2+ 2+、 、MgMg ) )离子， 离子，CaCa2 2 、 、NaNa 流失比 流失比K+K+、Mg2+Mg2+快些快些； c c、析出的阳例子使溶液呈碱性或中性，使部分、析出的阳例子使溶液呈碱性或中性，使部分SiOSiO2 2转入溶液；转入溶液； d d、形成