沉積巖巖石學(xué)講義

1、1《沉《沉積巖巖石學(xué)》巖巖石學(xué)》講義講義——01第二篇沉積巖第七章總論71、概述、概述1、沉積巖的定義沉積巖是在地殼表層常溫常壓條件下，由風(fēng)化產(chǎn)物、深部來源物質(zhì)、有機(jī)物及少量宇宙物質(zhì)，經(jīng)搬運(yùn)、沉積和成巖等一系列地質(zhì)作用而形成的層狀巖石。2、沉積巖的形成條件是在地表或離地表不太深的地帶，有豐富的水、氧、二氧化碳和生物參加的條件下形成的。太陽能以及由太陽能轉(zhuǎn)化的生物能和機(jī)械能均起著直接的作用。另一方面，由地球內(nèi)部所引起的地殼構(gòu)造運(yùn)動，直接控

2、制了侵蝕區(qū)和沉積區(qū)的分布，地貌條件也為沉積巖的形成提供了必要的條件。3、沉積巖的分布特征沉積巖在地殼表層分布很廣，點(diǎn)陸地面積的75﹪，而海底幾乎全部為沉積物覆蓋；但以體積而言，沉積巖僅點(diǎn)巖石圈體積的5﹪，故在地表沉積巖是最常見的一類巖石。沉積巖中分布最廣的是泥質(zhì)巖、砂巖和碳酸鹽巖，它們點(diǎn)沉積巖總量的98—99﹪，其余的沉積巖和沉積礦產(chǎn)僅點(diǎn)1—2﹪。4、研究沉積巖的意義（1）、礦產(chǎn)方面的意義，在沉積巖中蘊(yùn)藏著大量礦產(chǎn)，不僅礦種多，而且儲量

3、大。1953年的統(tǒng)計(jì)，世界資源總含量的75—85﹪是沉積和沉積變質(zhì)成因的?？扇加袡C(jī)礦產(chǎn)（石油、天然氣、油頁巖和煤）及鹽類礦產(chǎn)幾乎全為沉積成因的；鐵、錳、鋁、磷、放射性金屬及銅、鉛、鋅、汞、銻等礦產(chǎn)，多屬沉積成因或與沉積巖有成因關(guān)系。很多沉積巖本身就是礦產(chǎn)（如建筑、耐火材料、冶金熔劑、水泥及玻璃原料等）。（2）、沉積物和沉積巖對地下水資源的開發(fā)利用，對工程建設(shè)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)有密切的關(guān)系。（3）、理論意義，是研究地球發(fā)展、演變、生命起源和進(jìn)化

4、的寶貴資料。因?yàn)槌练e巖在地質(zhì)歷史中延續(xù)時(shí)間長，地殼中巖石最老年齡為46億年，而沉積巖最老年齡是36億年，其中有生命記載的巖石年齡為31億年。72、沉積巖的形成及演化過程、沉積巖的形成及演化過程沉積巖的形成過程可概括為如下幾個(gè)階段：①沉積巖原始物質(zhì)的形成階段（沉積物質(zhì)的來源）；②沉積巖原始物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積階段；③沉積物的同生、成巖作用階段和④沉積巖的后生作用階段。721、沉積物質(zhì)的形成、沉積物質(zhì)的形成一、組成沉積巖的原始物質(zhì)的來源組成沉積

5、巖的原始物質(zhì)的來源有四類，分別是：1母巖風(fēng)化作用形成的沉積物——陸源碎屑及粘土物質(zhì)；2生物成因的沉積物——生物殘骸及有機(jī)物質(zhì)；3鉀長石比斜長石穩(wěn)定，斜長石中的酸性斜長石雙較基性斜長三長石穩(wěn)定。因此，在沉積巖中比較常見的碎屑長石是鉀長石和基性斜長石。但長石類礦物抵抗風(fēng)化的能力為不強(qiáng)，故在沉積中長石碎屑新鮮者少見，多少均受到風(fēng)化。若為新鮮的碎屑長石，則需干燥的氣候和迅速堆積埋藏的條件，否則就可能是新鮮而自形的自生長石或火山墜落物質(zhì)。2鐵鎂礦

6、物主要是Fe、Mg及Ca的硅酸鹽礦物，如橄欖石、輝石、角閃石等，它們的穩(wěn)定性比長石要低得多。其中以橄欖石最易風(fēng)化，輝石次之，角閃石再次之。故這類礦物質(zhì)在沉積巖中含量很少，一般多呈重礦物形式存在。3石英石英是地表最穩(wěn)定的造巖礦物，在風(fēng)化過程中幾乎只有機(jī)械破碎。母巖風(fēng)化愈徹底，風(fēng)化產(chǎn)物中石英的相對含量愈高，則所形成的沉積物的礦物成熟度就愈高。礦物成熟度：表示風(fēng)化作用進(jìn)行的程度，碎屑石英含量愈高，礦物成熟度就愈高。4云母類礦物云母類礦物中白云

7、母的穩(wěn)定性較大，故在沉積巖中比較常見。黑云母不穩(wěn)定，常由于水化作用分解成伊利石和綠泥石，最終變?yōu)榧?xì)分散的氧化鐵、氫氧化鐵和高嶺石等粘土礦物。在海底風(fēng)化條件下，黑云母可變成海綠石。5碳酸鹽類礦物它們在富含CO2的水中極易溶解，由于其硬度較小還易發(fā)生機(jī)械破碎。（二）、巖石在風(fēng)化過程中的變化母巖遭受風(fēng)化后，其顏色、物理性質(zhì)（體積、孔隙度、機(jī)械強(qiáng)度）、化學(xué)成分、礦物成分和結(jié)構(gòu)等方面都要發(fā)生顯著的變化。1顏色方面低價(jià)鐵氧化后使巖石出現(xiàn)黃色、褐色和

8、紅色；有機(jī)物氧化后使巖石的黑灰色變淺，甚至變?yōu)榈疑虻t色。由于物質(zhì)及色素?cái)U(kuò)散的不均勻性，巖石風(fēng)化后的顏色分布也不均勻，使露頭表面呈現(xiàn)斑點(diǎn)狀、斑塊狀、不規(guī)則層紋和同心層狀等。2物理風(fēng)化使巖石產(chǎn)生裂紋和裂隙，進(jìn)而發(fā)生破碎。造巖礦物遭受水化和水解作用形成富含水的礦物。這些均會增大巖石的體積，并使孔隙度增加。3母巖在風(fēng)化過程中，礦物成分的變化主要表現(xiàn)為內(nèi)生礦物的逐少減少和表生條件下生成的礦物（如伊利石、高嶺石等）的增加。巖石是由造巖礦物質(zhì)組

9、成的，因此各類巖石在風(fēng)化時(shí)的穩(wěn)定程度決定于它所含的礦物成分。超基性巖和基性巖，主要由易風(fēng)化的鐵鎂礦物和基性斜長石組成，因而易受風(fēng)化；酸性巖漿巖則相反，因它主要由石英、鉀長石和酸性斜長石等穩(wěn)定性較高的礦物組成，故抵抗風(fēng)化的能力也較強(qiáng)，不易受風(fēng)化；中性巖漿巖的風(fēng)化情況介于上述二者之間。在沉積巖中，砂巖的主要成分為石英碎屑，不易受化學(xué)分解發(fā)，而以機(jī)械破碎為主；粘土巖一般也較穩(wěn)定，但易碎解成細(xì)小碎屑被搬運(yùn)；石灰?guī)r在干寒地區(qū)以機(jī)械破碎為主，在濕熱