沉积岩形成及演化

1、第二章第二章 碎屑沉积岩的形成及演化碎屑沉积岩的形成及演化沉积岩原始物质形成阶段原始物质搬运和沉积阶段沉积物的同生作用和准同生作用阶段沉积物成岩作用阶段沉积岩的后生作用阶段第二章第二章 碎屑沉积岩的形成及演化碎屑沉积岩的形成及演化2.1 母岩的风化作用2.2 碎屑物质的搬运和沉积作用2.3 溶解物质的搬运与沉积作用2.4 沉积后作用及其阶段的划分 沉积物的形成沉积物的搬运成岩作用沉积岩的形成沉积岩成因复杂性的示意图沉积岩成因复杂性的示意图一、一、母岩、物源区、风化作用的概念母岩、物源区、风化作用的概念二、二、风化作用的类型风化作用的类型三、三、风化作用的影响因素风化作用的影响因素四、四、风化作

2、用的产物风化作用的产物五、五、风化壳的概念风化壳的概念第一节 母岩的风化作用 沉积岩最原始物质的形成 一、母岩、物源区、风化作用的概念一、母岩、物源区、风化作用的概念1.母岩母岩：是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是：是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩岩浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。2.2. 物源区（母岩区）物源区（母岩区）：物源（母岩）分布的地区。：物源（母岩）分布的地区。3.3. 风化作用风化作用：是地壳表层岩石的一种破坏作用。其原是地壳表层岩石的一种破坏作用。其原因是环境条件改变使得母岩变得不稳定而发生的碎因是环境条件改变使得母岩变得不

3、稳定而发生的碎裂解体作用，使岩石变为松散的风化产物。这些风裂解体作用，使岩石变为松散的风化产物。这些风化产物就是最主要的沉积岩的原始物质组分。化产物就是最主要的沉积岩的原始物质组分。石质保护问题！石质保护问题！麦积山龙门敦煌云岗乐山大佛二、风化作用的类型二、风化作用的类型分类依据：根据风化作用的性质和原因分类依据：根据风化作用的性质和原因1 1、物理风化作用、物理风化作用风化作用风化作用2、化学风化作用、化学风化作用3、生物风化作用、生物风化作用普通地质学学习内容 矿物的风化稳定性相差很大，矿物的风化稳定性相差很大，一般一般岩浆晚期形成的矿物稳定性岩浆晚期形成的矿物稳定性较高，抗风化有力强；岩

4、浆早期形成的矿物抗风化能力较弱。较高，抗风化有力强；岩浆早期形成的矿物抗风化能力较弱。鲍文反应系列及矿物风化作用的相对稳定性图示鲍文反应系列及矿物风化作用的相对稳定性图示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影响风化作用的因素影响风化作用的因素内在因素内在因素三、母岩风化作用的产物（三、母岩风化作用的产物（三大类）1 1、碎屑残留物质、碎屑残留物质 主要是指母岩的岩石碎屑和矿物碎屑。主要经机械主要是指母岩的岩石碎屑和矿物碎屑。主要经机械方式搬运和沉积，是陆源碎屑岩的主要物质成分。方式搬运和沉积，是陆源碎屑岩的主要物质成分。2 2、新生成的矿物、新生成的矿物 主要是指在风化作用过程

5、中新生成的粘土矿物以及主要是指在风化作用过程中新生成的粘土矿物以及蛋白石、铝土矿、褐铁矿等。经机械以及化学搬运沉蛋白石、铝土矿、褐铁矿等。经机械以及化学搬运沉积，是粘土岩积，是粘土岩(铝、铁质岩铝、铁质岩)的主要物质成分。的主要物质成分。3 3、溶解物质、溶解物质 主要是化学风化过程中被溶解的那些成分，如主要是化学风化过程中被溶解的那些成分，如 ClCl、 S S、CaCa、NaNa、MgMg、K K、以及、以及SiSi、FeFe、AlAl、P P等，主要以化等，主要以化学方式搬运沉积，转移至湖泊和海洋中。学方式搬运沉积，转移至湖泊和海洋中。 四、风化壳及研究意义概念四、风化壳及研究意义概念概

6、念：概念：残积物和经生物风化作用形成的土壤残积物和经生物风化作用形成的土壤层等在陆地上形成的不连续薄壳层等在陆地上形成的不连续薄壳( (层层) )，称为，称为风化壳。风化壳。风化壳的厚薄取决于岩石性质、气候和地形风化壳的厚薄取决于岩石性质、气候和地形等条件。等条件。风化壳与固体矿产：风化壳与固体矿产：如如FeFe、MnMn、A1A1、NiNi和粘土和粘土矿等残余矿床，金、金刚石等残积砂矿。矿等残余矿床，金、金刚石等残积砂矿。风化壳与油气资源：风化壳与油气资源：古风化壳还是很好的储集古风化壳还是很好的储集空间。空间。风化壳可以恢复古地理环境及指示地壳运动风化壳可以恢复古地理环境及指示地壳运动 有

7、些地区风化壳不发有些地区风化壳不发育，基岩直接裸露在育，基岩直接裸露在地表。裸露在地表的地表。裸露在地表的基岩称为露头。基岩称为露头。 土壤层土壤层基岩基岩残积层残积层半风化层半风化层第二节碎屑物质的搬运和沉积作用一一搬运与沉积作用的分类搬运与沉积作用的分类二二流体的一些基本知识流体的一些基本知识三三碎屑物质在流水中的搬运和沉积碎屑物质在流水中的搬运和沉积四四碎屑物质在海水中的搬运和沉积碎屑物质在海水中的搬运和沉积五五碎屑物质在空气中的搬运和沉积碎屑物质在空气中的搬运和沉积一、搬运和沉积作用的分类一、搬运和沉积作用的分类按控制因素和机理分为：按控制因素和机理分为： 机械搬运和沉积；化学搬运和沉

8、积；机械搬运和沉积；化学搬运和沉积；按介质性质分为：按介质性质分为： 水的搬运和沉积；水的搬运和沉积； 空气空气( (风风) )的搬运和沉积；的搬运和沉积； 冰的搬运和沉积；冰的搬运和沉积； 生物的搬运和沉积；生物的搬运和沉积；按搬运沉积的特征及控制因素分为按搬运沉积的特征及控制因素分为： 牵引流牵引流的搬运和沉积的搬运和沉积 按运动特征分为流水、波浪、潮汐的；按运动特征分为流水、波浪、潮汐的； 沉积物重力流沉积物重力流的搬运和沉积的搬运和沉积 按介质分为水体的和空气的重力流按介质分为水体的和空气的重力流 1 1、牵引流和沉积物重力流牵引流和沉积物重力流 牵引流牵引流 自然界中常见的河流、海流

9、、潮流、气流自然界中常见的河流、海流、潮流、气流( (风风) )等等均是牵引流。其特征是：均是牵引流。其特征是： a) a) 多是从高处往低处搬运。多是从高处往低处搬运。 。 b)b)牵引流的流动是由介质的动力而产生的，由介质的流动牵牵引流的流动是由介质的动力而产生的，由介质的流动牵引引( (推动推动) )沉积物运动。或者说，沉积物运动。或者说，由介质的流动而牵引推动沉积物由介质的流动而牵引推动沉积物运动的流体称为运动的流体称为“牵引流牵引流”； c)c)是长时间持续的介质整体的流动，属正常沉积，其流速主要是长时间持续的介质整体的流动，属正常沉积，其流速主要与水面坡度有关；与水面坡度有关； d

10、)d)搬运沉积物的方式兼有悬移搬运沉积物的方式兼有悬移( (载荷载荷) )、推移、推移( (载荷载荷)( )(滑动、滾动滑动、滾动和跳跃和跳跃) )，且多以推移载荷，且多以推移载荷( (或称床砂载荷或称床砂载荷) )为主；为主； e)e)推力（即牵引力）推力（即牵引力）的大小主要取决于流体的流速，推力越的大小主要取决于流体的流速，推力越大则能搬运的碎屑颗粒越大。而负荷力大小既取决于流体流量也大则能搬运的碎屑颗粒越大。而负荷力大小既取决于流体流量也取决于流速，负荷力越大则能搬运的沉积物数量越多。推力大不取决于流速，负荷力越大则能搬运的沉积物数量越多。推力大不一定负荷力就大，反之亦然。一定负荷力就

11、大，反之亦然。 二、有关流体力学的几个基本概念二、有关流体力学的几个基本概念牵引流 沉积物重力流沉积物重力流 是自然界中不常见的另一种特征的流体，是自然界中不常见的另一种特征的流体，有如下基本特征：有如下基本特征： a)a)弥散着大量沉积物的密度较高并与环境介质产生密度差，弥散着大量沉积物的密度较高并与环境介质产生密度差，从而在重力的作用下发生流动的流体，称为从而在重力的作用下发生流动的流体，称为“沉积物重力流沉积物重力流”( (是是密度流的一种密度流的一种) )； b)b)是一种阵发性、事件性的底流，其流速主要与基底坡度是一种阵发性、事件性的底流，其流速主要与基底坡度( (密密度差、厚度、阻

12、力等度差、厚度、阻力等) )有关；有关； c)c)搬运沉积物的方式主要是悬移载荷，底载荷的数量很小；搬运沉积物的方式主要是悬移载荷，底载荷的数量很小； d)d) 搬运能力及侵蚀能力十分巨大强烈，其形成需特殊的条件，搬运能力及侵蚀能力十分巨大强烈，其形成需特殊的条件，是碎屑物质从浅水搬运至深湖或深海的主要地质营力；是碎屑物质从浅水搬运至深湖或深海的主要地质营力； e)e) 一般是将碎屑沉积物由浅水一般是将碎屑沉积物由浅水( (高处高处) )向深水向深水( (低处低处) )搬运；搬运； f) f)其它特征其它特征( (支撑机制、分类、形成条件、沉积特征等支撑机制、分类、形成条件、沉积特征等) )后

13、述。后述。 陆上泥石流陆上泥石流海底浊流海底浊流深海盆地的浊流深海盆地的浊流 2、层流、紊流与雷诺数、层流、紊流与雷诺数 自然界任何流体按其流动特点可分为层流和紊流（或称湍流）两种自然界任何流体按其流动特点可分为层流和紊流（或称湍流）两种流动形态。流动形态。 层流是一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的、平行的线状层流是一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的、平行的线状运动，彼此不相掺混。紊流是一种充满了漩涡的湍急流动的流体，流运动，彼此不相掺混。紊流是一种充满了漩涡的湍急流动的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方

14、向随时间而变化，彼此互相掺混。彼此互相掺混。 层流紊流三、碎屑物质在流水中的搬运和沉积碎屑物质在流水中的搬运和沉积 碎屑物质的搬运方式（两种方式）a、推移搬运（推移载荷）较粗的碎屑（如砾石和砂）大都沿流水的底部呈移动、滚动或跳跃式搬运前进。b、悬浮搬运（悬浮载荷）较细的碎屑（如粉沙和粘土）在流水中常呈悬浮状态搬运。（2 2）碎屑颗粒在流水中搬运与沉积的控制因素）碎屑颗粒在流水中搬运与沉积的控制因素 第一第一、尤尔斯特隆、尤尔斯特隆(F. Hjulstrm, 1936)的实验的实验表明，颗粒的粒径和流体表明，颗粒的粒径和流体的平均流速是控制搬运与的平均流速是控制搬运与沉积的首要因素。沉积的首要因

15、素。2）0.05一一2mm的颗粒的颗粒所需的始动流速最小，所需的始动流速最小，而且始动流速与沉积而且始动流速与沉积流速相差也不大。流速相差也不大。这说明砂粒质点在流这说明砂粒质点在流水中搬运时很活跃，水中搬运时很活跃，容易搬运，也易于沉容易搬运，也易于沉积，故跳跃式前进。积，故跳跃式前进。l l）同粒径颗粒开始被搬运的水流速度）同粒径颗粒开始被搬运的水流速度( (始动速度始动速度) )要比继续搬运要比继续搬运所需的流速大，开始从运动状态变为停滞沉积状态的水流速度所需的流速大，开始从运动状态变为停滞沉积状态的水流速度小于继续搬运的水流速度。这是因为始动流速不仅要克服颗粒小于继续搬运的水流速度。这

16、是因为始动流速不仅要克服颗粒本身的重力，还要克服颗粒间的吸附力。本身的重力，还要克服颗粒间的吸附力。 3）大于）大于2mm的颗粒，始动速度大，沉积速度亦大，的颗粒，始动速度大，沉积速度亦大，其差很小，表明砾石难于被搬运而易于沉积，多以其差很小，表明砾石难于被搬运而易于沉积，多以滾滾滑方式搬运，不能长距离被搬运。滑方式搬运，不能长距离被搬运。 4）小于）小于0.05mm的颗的颗粒，始动速度很大沉积粒，始动速度很大沉积速度很小，二者差值很速度很小，二者差值很大，表明其难于搬运也大，表明其难于搬运也难于沉积，因此细粉砂难于沉积，因此细粉砂和泥质一经搬运可随流和泥质一经搬运可随流水长距离搬运至深湖深水

17、长距离搬运至深湖深海，且常可见海，且常可见“泥砾泥砾”。第二第二、斯托克斯托克(G.G. Stokes, 1850)的实验表的实验表明，除碎屑颗粒的粒径外，颗粒的比重、形状、流明，除碎屑颗粒的粒径外，颗粒的比重、形状、流体的粘度、温度、盐度等也是影响碎屑颗粒沉积与体的粘度、温度、盐度等也是影响碎屑颗粒沉积与搬运的重要因素。即：碎屑颗粒在静水中沉降速度搬运的重要因素。即：碎屑颗粒在静水中沉降速度与碎屑半径的平方成正比、与碎屑颗粒密度与介质与碎屑半径的平方成正比、与碎屑颗粒密度与介质密度之差成正比、与粘度成反比。密度之差成正比、与粘度成反比。1)1)碎屑在水中的沉降速度主要与颗粒的粒径有关，愈碎屑

18、在水中的沉降速度主要与颗粒的粒径有关，愈细小的碎屑沉降速度愈小。极细砂下沉细小的碎屑沉降速度愈小。极细砂下沉30m30m约需约需2h2h，而细粘，而细粘土则约需土则约需1 1年；如要下沉年；如要下沉30O030O0一一4000m4000m，极细砂约需，极细砂约需10d10d，细，细粘土则约需粘土则约需100100年。年。 2)碎屑颗粒在静水中的沉速与其相对密度成正比，即颗碎屑颗粒在静水中的沉速与其相对密度成正比，即颗粒相对密度越大，其沉速也越大。自然常可见到比重较大粒粒相对密度越大，其沉速也越大。自然常可见到比重较大粒径较小的碎屑共同沉积。径较小的碎屑共同沉积。3)3)颗粒的形态对其沉降速度也

19、颗粒的形态对其沉降速度也有较大影响，假定球形颗粒的沉速有较大影响，假定球形颗粒的沉速为为100100，则椭球形颗粒的沉速为，则椭球形颗粒的沉速为8484一一6161，立方体为，立方体为7474，长柱体为，长柱体为5050，片，片状颗粒为状颗粒为80803838。由此可见，球形。由此可见，球形颗粒沉速最大，片状颗粒沉速最小，颗粒沉速最大，片状颗粒沉速最小，所以片状矿物（如白云母）常被搬所以片状矿物（如白云母）常被搬运得很远，与较细的颗粒（粉砂和运得很远，与较细的颗粒（粉砂和粘土）一起沉积。粘土）一起沉积。 4)水温、颗粒相对密度（应相水温、颗粒相对密度（应相同）、颗粒表面状况（光滑程度）同）、颗

20、粒表面状况（光滑程度）等对沉降速度也有影响。等对沉降速度也有影响。 5) 斯托克公式适用静水或层流斯托克公式适用静水或层流条件，在紊流中另作别论。条件，在紊流中另作别论。第三第三 沃克的研究表明，水体的流动强度及其变化速沃克的研究表明，水体的流动强度及其变化速率对碎屑的搬运和沉积也有明显影响。率对碎屑的搬运和沉积也有明显影响。1 1）当流动强度为）当流动强度为P P时，时，它所能滚动的砾石最它所能滚动的砾石最大粒径为大粒径为8cm8cm，同时所，同时所能悬浮的最大砂粒为能悬浮的最大砂粒为2.2mm2.2mm。当流动强度。当流动强度略小于略小于P P时，可使粒径时，可使粒径为为8cm8cm的砾石

21、和的砾石和2.2mm2.2mm的砂粒同时沉积，从的砂粒同时沉积，从而可能形成双众数的而可能形成双众数的砂砾岩。砂砾岩。2）当流动强度在）当流动强度在P附近反复变动时，即属持续水流时，附近反复变动时，即属持续水流时，则可能形成砂质沉积与砾石质沉积的互层，其平均粒则可能形成砂质沉积与砾石质沉积的互层，其平均粒度应分别为度应分别为2.2mm与与8cm左右。左右。 3）如果流动强度急剧减小，）如果流动强度急剧减小，则可能造成分选极差的多众数则可能造成分选极差的多众数的砾、砂、粉砂和泥的混合沉的砾、砂、粉砂和泥的混合沉积物。积物。 4) 在平均粒度为在平均粒度为7cm的砾石沉的砾石沉积的孔隙中所充填的积

22、的孔隙中所充填的lmm大小大小的砂粒，不可能是同时沉积物，的砂粒，不可能是同时沉积物，后者应是在水流强度减小后的后者应是在水流强度减小后的孔隙渗滤充填物。孔隙渗滤充填物。（3） 碎屑物质在流水搬运过程中的变化在搬运过程中，风化作用将继续进行，搬运距离的增加、在搬运过程中，风化作用将继续进行，搬运距离的增加、搬运时间的延长，碎屑的粒度将逐渐减小、圆度和球度将逐搬运时间的延长，碎屑的粒度将逐渐减小、圆度和球度将逐渐变好，稳定组分的比例将逐渐增加。渐变好，稳定组分的比例将逐渐增加。 在沉积过程中，由于不同粒度、不同比重、不同形状及不同成在沉积过程中，由于不同粒度、不同比重、不同形状及不同成分的碎屑沉

23、积时的水流速度不同，沉降速度也各不相同，致使其沉分的碎屑沉积时的水流速度不同，沉降速度也各不相同，致使其沉积的时间先后不同，沉积的场所不同而发生分异。积的时间先后不同，沉积的场所不同而发生分异。 这种随流体流速这种随流体流速( (或流动强度或流动强度) )逐渐降低而按粒度由大至小、按逐渐降低而按粒度由大至小、按比重由重至轻及按形态依次沉积的现象，称为机械沉积分异。比重由重至轻及按形态依次沉积的现象，称为机械沉积分异。(4) 碎屑物质在流水搬运及沉积过程中的分异作用砾岩 砂岩 粘土岩矿物按比重分异示意图颗粒按大小分异示意图海水的运动方式海水的运动方式海水的运动方式海水的运动方式波浪（海浪）波浪（

24、海浪）潮潮 汐汐洋洋 流流浊浊 流流四、碎屑物质在海水中的搬运和沉积四、碎屑物质在海水中的搬运和沉积海浪（波浪）海浪（波浪）海底微受侵蚀海底微受侵蚀海底强烈侵蚀海底强烈侵蚀中立带中立带19/56潮汐潮汐潮汐沉积潮汐沉积风暴风暴风是一种变幻无穷的流体，又是一种紊流，可挟风是一种变幻无穷的流体，又是一种紊流，可挟带大量的砂石向下风方向运动带大量的砂石向下风方向运动 。 风的搬运力取决于风力的大小风的搬运力取决于风力的大小( (即风速的大小即风速的大小) ) 风速大于风速大于4m/s4m/s时时, , 风能搬运风能搬运0.250.25以下的碎屑以下的碎屑 风速大于风速大于33.5m/s(1233.5

25、m/s(12级级) )时时, , 风能搬运巨大的砾石。风能搬运巨大的砾石。24/49五、碎屑物质在空气五、碎屑物质在空气( (流流) )中的搬运和沉积中的搬运和沉积 风的风的搬运方式（与流水相较）：搬运方式（与流水相较）： 搬运方式？搬运方式？ 搬运力不同（相同流速）？搬运力不同（相同流速）？ 搬运量差异？搬运量差异？ 搬运距离？搬运距离？风的搬运方式风的搬运方式悬浮搬运悬浮搬运跳跃搬运跳跃搬运滚动搬运滚动搬运推移搬运推移搬运30/49风的搬运和沉积作用风的搬运和沉积作用32/49风的沉积作用发生的原因：风的沉积作用发生的原因：风砂流在运行中因地面摩擦而逐渐减速；风砂流在运行中因地面摩擦而逐渐

26、减速；风砂流在遇障碍物风砂流在遇障碍物( (草丛、树丛及地形突起处草丛、树丛及地形突起处) )时，时，风速减小；风速减小；两股风砂流交汇处，或干燥空气与冷湿空气相遇，两股风砂流交汇处，或干燥空气与冷湿空气相遇，气流上升，引起砂粒或尘土沉积。气流上升，引起砂粒或尘土沉积。风成物及风成物类型风成物及风成物类型当风速减弱时，砂粒和尘土便堆积下来，形成当风速减弱时，砂粒和尘土便堆积下来，形成风成物类型风成物类型风成砂风成砂风成黄土风成黄土36/49沙丘的迁移与风成交错层理沙丘的迁移与风成交错层理41/49第三节 溶解物质的搬运与沉积作用一、概述一、概述二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用二、胶体溶液物质的

27、搬运和沉积作用三、真溶液物质的搬运和沉积作用三、真溶液物质的搬运和沉积作用四、化学沉积分异作用四、化学沉积分异作用五、两种沉积分异作用的关系及其地质意义五、两种沉积分异作用的关系及其地质意义六、生物（化学）的搬运和沉积作用六、生物（化学）的搬运和沉积作用一、概述 母岩风化产物中的溶解物质，主要为母岩风化产物中的溶解物质，主要为ClCl、S S、CaCa、K K、MgMg、P P、SiSi、AlAl、FeFe等，前面的溶解度大，多呈真等，前面的溶解度大，多呈真溶液；后面的溶解度小，多呈胶体溶液。溶液；后面的溶解度小，多呈胶体溶液。 1 1、胶体及其特性、胶体及其特性 胶体溶液是指一定大小的（胶体

28、溶液是指一定大小的（1 1100nm100nm）固体颗粒和）固体颗粒和化合物分散在溶媒（自然界中就是水）中形成的溶液。化合物分散在溶媒（自然界中就是水）中形成的溶液。 二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用 2 2、胶体的搬运沉积规律、胶体的搬运沉积规律 1)1)任何物质，不论以何方式，成为任何物质，不论以何方式，成为1-100nm1-100nm的的质点在水体中均可成为胶体，胶体一经形成即可质点在水体中均可成为胶体，胶体一经形成即可随水体搬运直到胶体被破坏沉积为止；随水体搬运直到胶体被破坏沉积为止； 腐殖酸胶体的存在有利胶体的稳定，有利于腐殖酸胶体的存在有利胶体的稳定，有利于搬运；搬运； 2)2)不

29、同名电解质的加入，可使电荷中和，从而不同名电解质的加入，可使电荷中和，从而使胶体质点发生凝聚而沉积；使胶体质点发生凝聚而沉积； 3)异异名胶体的相互名胶体的相互混合混合可使电荷中和而发生沉可使电荷中和而发生沉淀淀； 4)4)介质的介质的pHpH和和EhEh对胶体沉积影响很大，如高价铁的氧化对胶体沉积影响很大，如高价铁的氧化物在物在pH=2pH=25 5和氧化环境中沉淀；铁的硅酸盐在和氧化环境中沉淀；铁的硅酸盐在pH=2pH=27 7和和氧化环境中沉淀；铁的碳酸盐和硫化物则在氧化环境中沉淀；铁的碳酸盐和硫化物则在pHpH7 7和还原环和还原环境中沉淀。境中沉淀。 5)5)其它因素：生物作用、蒸发

30、作用、射线的照射等，也其它因素：生物作用、蒸发作用、射线的照射等，也可使胶体沉积。可使胶体沉积。3、胶体沉积物、胶体沉积物常呈钟乳状、肾状、豆状、胶冻状等，常呈钟乳状、肾状、豆状、胶冻状等，具贝壳状断口；多为含水矿物，含水具贝壳状断口；多为含水矿物，含水量很不固定；化学成分也不够固定；量很不固定；化学成分也不够固定；常具离子交换性及吸附性；也常失水常具离子交换性及吸附性；也常失水干裂老化或重结晶。干裂老化或重结晶。 蛋白石蛋白石 三、真溶液物质的搬运和沉积作用 1 1、分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径

31、大小在是均匀的单相，分子半径大小在10-9nm10-9nm以下以下 。通常把这种体系称。通常把这种体系称为真溶液，如为真溶液，如CuSO4CuSO4溶液。溶液。 2 2、母岩风化产物中的真溶液物质主要是、母岩风化产物中的真溶液物质主要是ClCl，S S，CaCa，NaNa，K K，MgMg等，其它任何物质，如等，其它任何物质，如P P，Si Si，AlAl，FeFe，MnMn等也可部分或微量等也可部分或微量地呈真溶液状态。地呈真溶液状态。 3 3、真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是溶解度，即、真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是溶解度，即溶解度越大，越易搬运，越难沉积；反之，溶解

32、度越小，则越易沉溶解度越大，越易搬运，越难沉积；反之，溶解度越小，则越易沉积，越难搬运。积，越难搬运。 4 4、pHpH值和值和EhEh值对难溶物质的溶解与沉积有重要影响；值对难溶物质的溶解与沉积有重要影响； 5 5、减少溶剂的数量、减少溶剂的数量( (干燥气候强蒸发干燥气候强蒸发) )可使各种溶质发生沉积可使各种溶质发生沉积 足见对于真溶液而言，只要其浓度小于该条件下的溶解度足见对于真溶液而言，只要其浓度小于该条件下的溶解度( (或溶或溶度积度积) )，该物质将发生溶解，已溶解的物质将随水体一同搬运；，该物质将发生溶解，已溶解的物质将随水体一同搬运； 四、化学沉积分异作用化学沉积分异作用 溶

33、解物质（包括胶体溶液物质和真溶液物质）因溶解物质（包括胶体溶液物质和真溶液物质）因其本身的化学性质其本身的化学性质(溶液中的化学活泼性或溶解度大小溶液中的化学活泼性或溶解度大小)的差异，它们从溶液中沉淀将按溶度从小至大的先后的差异，它们从溶液中沉淀将按溶度从小至大的先后顺序依次沉积的现象，称为顺序依次沉积的现象，称为“化学分异作用化学分异作用”或或“化化学沉积分异作用学沉积分异作用”。 五、两种沉积分异作用的关系及其地质意义五、两种沉积分异作用的关系及其地质意义 1 1、机械沉积分异作用与化学沉积分异作用，是自然界中、机械沉积分异作用与化学沉积分异作用，是自然界中两种既有区别而又并存的沉积分异

34、作用，是沉积物（岩）形成两种既有区别而又并存的沉积分异作用，是沉积物（岩）形成和分布的主要特色。和分布的主要特色。 一般说来，机械沉积分异作用进行较早，化学沉积分异作用一般说来，机械沉积分异作用进行较早，化学沉积分异作用进行的较晚；进行的较晚； 机械沉积分异作用的砂和粉砂阶段，大致与铁的氧化物阶段机械沉积分异作用的砂和粉砂阶段，大致与铁的氧化物阶段（即化学沉积分异作用的开始阶段）相当；（即化学沉积分异作用的开始阶段）相当； 机械沉积分异作用的最后阶段（即粘土沉积的阶段），大致机械沉积分异作用的最后阶段（即粘土沉积的阶段），大致与化学沉积分异作用的碳酸盐沉积阶段相当；与化学沉积分异作用的碳酸盐沉

35、积阶段相当； 待化学沉积分异作用进行到硫酸盐及卤化物阶段时，机械沉待化学沉积分异作用进行到硫酸盐及卤化物阶段时，机械沉积分异作用已基本结束了，故蒸发岩中很少有碎屑混入物。积分异作用已基本结束了，故蒸发岩中很少有碎屑混入物。 两种沉积分异作用的对比图两种沉积分异作用的对比图 砾岩 砂岩 粘土岩颗粒按大小分异示意图机械沉积分异作用机械沉积分异作用化学沉积分异作用化学沉积分异作用第四节 沉积后作用及其阶段的划分 一、概述二、沉积后各阶段的基本特征三、影响因素 一、概述一、概述 沉积后作用（成岩作用）沉积后作用（成岩作用）：沉积物形成后沉积物形成后到变质作用或风化作用之前这一时间段所发生到变质作用或风

36、化作用之前这一时间段所发生的作用。的作用。 沉积物在最终沉积沉积物在最终沉积( (並被逐渐埋藏並被逐渐埋藏) )之后直至遭受变质或之后直至遭受变质或重新抬升遭受风化剥蚀之前的漫长时间内，因环境条件的改重新抬升遭受风化剥蚀之前的漫长时间内，因环境条件的改变，沉积物的成分、结构、构造和颜色等均将所发生一系列变，沉积物的成分、结构、构造和颜色等均将所发生一系列的变化，这些变化的过程与其产物即称为的变化，这些变化的过程与其产物即称为“沉积后作用沉积后作用”，这一过程最突出的变化是将松散的沉积物变成固结的、坚硬这一过程最突出的变化是将松散的沉积物变成固结的、坚硬的岩石，因此有许多文献称其为的岩石，因此有

37、许多文献称其为“成岩作用成岩作用”。 二、沉积期后各阶段的特点二、沉积期后各阶段的特点 1 1同生作用同生作用沉积物沉积下来后，与沉积介质还沉积物沉积下来后，与沉积介质还保持着联系，沉积物表层与底层水之间所发生的保持着联系，沉积物表层与底层水之间所发生的一系列作用和反应。一系列作用和反应。 特点：沉积物表层与底层水之间的变化，与底层特点：沉积物表层与底层水之间的变化，与底层水有离子交换作用：水有离子交换作用：a.a.开阔水渠中：喜氧细菌存开阔水渠中：喜氧细菌存在，产生在，产生COCO2 2，介质，介质pHpH，氧化作用强；，氧化作用强； b.b.局局限盆地中：厌氧细菌存在，产生限盆地中：厌氧细

38、菌存在，产生H H2 2SS，使底层水，使底层水污染、毒化，介质污染、毒化，介质pHpH，还原作用强。，还原作用强。 本阶段形成的代表性矿物：海绿石，另有沸石、本阶段形成的代表性矿物：海绿石，另有沸石、结核型结核型FeFe、MnMn矿物矿物 2成岩作用成岩作用松散沉积物脱离沉积环境而被固松散沉积物脱离沉积环境而被固结成岩石期间所发生的作用。结成岩石期间所发生的作用。 特点：本层物质的迁移产生重新分配和组合，没特点：本层物质的迁移产生重新分配和组合，没有或很少有外来物质参加；厌氧细菌大量存在，有或很少有外来物质参加；厌氧细菌大量存在，pH9，还原环境。，还原环境。 本阶段形成的代表性矿物（产）：薄层黄铁矿、本阶段形成的代表性矿物（产）：薄层黄铁矿、菱铁矿等矿床，矿物颗粒不大，新生矿物和集合菱铁矿等矿床，矿物颗粒不大，新生矿物和集合体分布受层理控制。体分布受层理控制。 3 3后生作用后生作用继成岩作用阶段之后，在沉积岩转化继成岩作用