沉积学复习资料(1)

1、沉积学复习资料1 沉积学：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 究沉积物和沉积岩的成分、成因与形成机制、沉积环境的科学。 2 地壳表层的特征地壳表层：指大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层，称“沉积岩生成圈”或“沉积圈”。 特征：温度： “常温”， -70（北极圈维尔霍扬斯克） 85 （非洲中部） 压力： “常压”， 120atm，海平面至200m深的浅海底。 水和大气的作用:水和大气是母岩风化的主要营力，也是母岩风化产物以及火山物质等搬运和沉积的主要介质；绝大多数的沉积岩都是在水体中沉积的。 生物作用和生物化学作用: 沉积岩形成的重要影响因素，有的

2、沉积岩是由生物遗体组成的生物岩，如生物礁，石灰岩和煤等。 重力作用: 有一定的作用甚至很大的作用，如重力流沉积岩主要是在重力作用下形成的。3.母岩：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。 （从最根本的意义上说，从地球发展历史的角度来看，沉积岩的母岩应该是岩浆岩。）4.沉积作用的类型： 机械沉积作用（物理沉积作用）： 牵引流的搬运与沉积作用 ：1.流水的搬运与沉积作用 2.风的搬运与沉积作用 重力流的搬运与沉积作用 冰川的搬运与沉积作用 化学沉积作用： 胶体溶液物质的沉积作用：正负胶体凝聚而沉积下来。 真溶液物质的沉积作用：主要决定因素是溶解度。 生物沉积作用5. 风化作用：

3、是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。 风化作用按其性质可分为三种类型：物理风化作用:发生机械破碎而化学成分不改变。化学风化作用：母岩发生氧化、水解、溶虑等化学变化而分解，形成新矿物生物风化作用：常常伴随物理风化和化学风化。6.沉积物的特征 矿物成分特征：火成岩中常见的主要造岩矿物，例如橄榄石，辉石，角闪石，黑云母及基性斜长石等，在沉积岩中含量甚微或缺失。因为这些矿物形成于高温高压条件，在常温常压的表生环境下是不稳定的。 火成岩中含量较高的矿物，如钾长石，酸性斜长石，石英等，在沉积岩中也大量存在。石英石表生条件下最稳定的矿物。 在沉积岩形

4、成过程中新生成的矿物，如黏土矿物，碳酸盐矿物，盐类矿物等，在沉积岩中含量很大，而火成岩中缺很少或没有。 化学成分特征：沉积岩中氧化铁的含量大于氧化亚铁含量。 沉积岩中的钾的含量大于钠的含量。 富含水和二氧化碳。 沉积岩中富含有机质。 结构构造特点：碎屑结构，生物结构，粒屑结构是沉积岩特有的结构。  具有发育的层内构造和层面构造。7.事件沉积：指事件性的、阵发性的或灾变性的搬运和沉积作用。这类作用的发生和发展可能是瞬间的、短暂的，但其作用过程是快速的，其所挟带的大量砂、砾、泥等碎屑物质一旦沉积下来，一般就不再被搬运了。与正常沉积作用相比，事件沉积作用及其产物有明显的等时性。8浊流沉积

5、：浊流是靠液体的湍流来支撑碎屑颗粒，使之呈悬浮状态，在重力作用下发生流动。浊流形成的沉积叫做浊流沉积。9.鲍马层序：（典型浊积岩的鲍马序列）A段底部递变层段：主要 由砂岩组成，底部含砾石。下粗上细的正粒序，底面见刷充填构造和印模。B段下平行纹层段： 与 A 段为渐变关系，多为中细砂， 含泥质，显平行纹层，粒度变化不太明显。片状炭屑和长形 碎屑定向分布，见剥离线理。C段流水波纹层段：以粉 砂为主，有细砂和泥质，呈小 型流水波纹和上攀波状层理， 常见包卷层理、泥岩撕裂屑和滑塌变形层理。D段上平行纹层段：由泥质粉砂岩和粉砂质泥岩组成， 具断续平行纹层。由薄的边界层流形成，厚度不大。E段泥岩段：为块状

6、泥 岩，仍属低密度重力流沉积。 F段深水页岩段：为远洋 深水沉积的页岩或泥灰岩、生物灰岩层，含深水浮游生物化石，显微细水平层理，不属于浊流沉积，但是判断深水浊流沉积的重要标志。10.震积作用：由地震灾变事件引起的沉积作用叫做震积作用。11.震积岩的特点识别标志：主要识别标志为振动液化泥晶脉、液化卷曲变形、层内阶梯断层、假结核构造，以及地震作用引发海啸和浊流形成的海啸岩和震浊积岩。 液化泥晶脉 ：泥晶脉是碳酸盐震积岩中一种特殊的构造，它由泥晶方解石脉组成。泥晶脉可以是直脉状，也可以呈不规则弯曲状，一般厚几毫米到几厘米不等。直脉状的泥晶脉近与平直，多向上尖灭，近乎平行排列。 震褶岩： 地震作用引起

7、液化卷曲变形形成明显的褶曲，乔秀夫等称之为震褶岩。其以褶皱轴面及枢纽方向不确定，附近岩层无明显变形而区别于重力流中的滑塌构造顺层剪切褶曲。地震褶皱纹层常见的单个褶曲大小为120cm，尤以15cm较为常见，褶曲宽度多小于1m，常见20cm左右。 ）层内阶梯状断层：层内阶梯状断层为一系列小型近平行排列断层， 一般仅分布在岩层中较薄的范围内，剖面长度一般12cm，断距小，倾角较陡， 呈上盘下降的正断层，剖面平行排列呈阶梯状。其成因为地震引起液化作用停止后，沉积物重新压实使体积变小，导致沉物表面差异性下沉而形成的。 海啸岩和震浊积岩 ：严格地讲，这两类岩石并非古地震作用直接形成，但在海相地层中，地震常

8、常引发海啸和重力流，形成海啸岩和震浊积岩，覆在原地相震积岩之上。所以它们是识别震积岩的良好辅助标志。已有的研究表明，含丘状层理的粗碎屑岩或碎屑灰岩是海啸岩的主要鉴别标志。震浊积岩是由海啸诱发的浊流所致12.等深流沉积作用：主要是由大洋温盐旋回驱动的大洋底流，一般都沿大陆坡等深流流动，其规模甚至与某些海底扇相当，可以搬运大量细粒沉积物形成沉积物漂流的沉积作用。 等深流：由于地球的旋转而形成的温盐环流。 等深岩：由等深流形成的沉积岩叫做等深岩。13.沉积物的物源：母岩风化的陆源碎屑物质 来自深部的火山碎屑物质和深部热卤水 生物残骸和生物有机质 宇宙物质14.风化壳：由风化残留物质组成的地表岩石的表

9、层部分或者说已风化了的地表岩石的表层 部分。15.尤尔斯特隆图解 颗粒开始搬运的水流速度大于继续搬运的流速，这是因为启动流速不仅要克服颗粒 本身的重力，还要克服颗粒之间的吸附力。 0.05mm2mm的颗粒所需的起动流速最小，并且与沉积流速之间的差值也不大。 因此，该粒级的颗粒在水流中既容易搬运，也容易沉积，表现为跳跃式搬运。粒径大于2mm的颗粒的启动流速沉积临界流速相差很小，即流速稍有变化就可以改变其搬运或沉积状态，故在自然界大于2mm的颗粒难以长距离搬运，往往呈滚动式搬运。小于0.05mm的颗粒的启动流速与沉积临界速度相差很大，即流速有较大的变化，颗粒仍可携行，故小于0.06mm的颗粒一经搬

10、运，即可长期悬浮而不易沉积。16.沉积分异作用：母岩风化产物以及其它来源的沉积物，在搬运和沉积过程中按照颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象，称作地表沉积分异作用。 机械沉积分异作用：碎屑物质在搬运和沉积过程中，根据粒度、密度、形状和成分等特征发生先后沉积的现象 化学沉积分异作用：溶解物质（包括胶体溶液物质和真溶液物质），在搬运和沉积过程中，根据其本身的化学性质（主要是其在溶液中化学活泼性或溶解度大小），从溶液中按一定先后顺序沉淀出来的现象。 17.同生作用：指沉积物刚刚形成以后而尚与上覆水体相接触时的变化。如海解作用、海 底风化作用及陆解作用等 。 18. 准同生

11、作用：主要是指潮上带的疏松碳酸钙沉积物被高镁粒间盐水白云化的作用 。19. 成岩作用：指上覆沉积物不断增加使早期沉积物逐渐被掩埋，直至基本上与上覆水体脱 离，使沉积物在新的物理化学条件下，产生新的平衡，致使疏松的沉积物固 结成岩的全部变化过程。 20. 后生作用：继成岩作用阶段之后，在沉积岩转变为变质岩之前或遭受风化作用之前所产 生的一切作用和变化。21. 表生作用：指沉积物抬升到近地表，在潜水面以下常温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水（包括上升水）的影响下所发生的变化。22沉积作用的控制因素：构造运动和沉 降、海平面升降变化、沉积物的供给、气候、米兰科维奇旋回和轨道作用力、内在沉

12、积过程、物理过程、生物活动、水化学性质、火山活动等。 构造运动和沉降对沉积的控制： 构造运动和沉降决定了剥蚀区和沉积区 的分布，且沉积区类型的划分、不同沉积区的沉积作用及沉积岩的特征、沉积物和沉积岩的演化也与大地构造作用密切相关。 全球海平面变化对沉积的控制： 全球海平面变化导致沉积作用发生变化，包 括滨岸沉积物堆积方式的变化（进积式、加积 式、退积式 ） 、河流性质的变化（游荡性河道、 限制性河道）、深水沉积的变化 、沉积物类型 （陆源碎屑岩、碳酸盐岩）的变化。 沉积物的供给对沉积的控制沉积物来源：沉积物主要来自盆地之外的陆源碎 屑，也可来源于盆地内部的生 物化学沉积物 。 外源岩指其物质成

13、分来自沉积环境以外。内源岩指其物质成分来自沉积环境以内。 沉积物供给与海平面升降、构造沉降相互作 用，造就沉积物类型 和沉积序列的变化： 陆源沉积物供给丰富，则盆地内主要充填硅 质碎屑沉积物；反之则主要形成碳酸盐岩、蒸发 岩等。 盆地沉降和海平面上升速度超过陆源碎屑物 质补给量时，形成海侵沉积序列；当盆地沉降和 海平面上升速度小于陆源碎屑物质补给量时，则 形成海退沉积序列 。 气候对沉积的控制： 气候对沉积的控制作用主要体现在温和降雨量（年平均温度和年平均降雨量 、温度和降雨 量的变化幅度和频率），局部地区 风也是主要的控制因素。 气候变化的周期性对沉积作用的控制表现在冰水沉 积中形成的纹泥、

14、含盐地层 中盐类沉积与非盐类沉积的 互层。 气候是控制碎屑岩母岩风化 、剥蚀 、搬运和沉积作用的主要因素，如干旱气候有利于风的搬 运和沉积，寒冷气候有利于冰川的沉积作用，潮 湿多雨的气候有利于流水的搬运和沉积。 气候对化学 、生物化学 和生物沉积作用的影 响甚为明显，如碳酸盐岩、蒸发岩、煤、红土等 的形成对气候条件有特殊的要求23. 成熟度：指碎屑物质在风化、搬运过程 中，被改造趋向于最终产物的程度。 成分成熟度：指碎屑物质成分上被改造 趋向于最终产物的程度，亦称“化学成熟 度”或 “矿物成熟度”。 化学成分：SiO2含量高，Al2O3含量少 矿物成分：石英含量高，长石、岩屑等含量少 结构成熟

15、度：指碎屑物质结构上被改造 趋向于最终产物的程度。等大，分选好，圆状，球形，无杂基成熟度高 成熟度指数：判别砂岩或其它碎屑岩在化学上及在矿物学上成熟度高低的一个指数：SiO2/Al2O3， Q/F， Q/（F+R）， ZTRQ= 石英 F= 长石 R= 岩屑 Z= 锆石 T= 电气石 R= 金红石 SiO2/Al2O3， Q/F， Q/（F+R）， ZTR值与成分成熟度的关系SiO2/Al2O3 越大，成分成熟度越（ ） Q/F 越大，成分成熟度越（ ） Q/（F+R）越大，成分成熟度越（ ） ZTR 越大，成分成熟度越（ ） 24碎屑岩的基本成分：矿物碎屑可分为：石英，长石，榍石、锆石等岩屑

16、是母岩岩石的碎块，是保持着母岩结 构的矿物集合体。填隙物成分：碎屑颗粒间的填隙物包括杂基和胶结物杂基 ：是碎屑岩中的细小的机械成因组分，其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。 1.杂基成分：高岭石、水云母、蒙脱石等 粘土矿物，亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级 碎屑：绢云母、绿泥石、石英、长石等。 2.不同碎屑岩中，杂基含量不同。杂基含量高是不成熟砂岩的特征。胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于 粒间孔隙中的自生矿物。 胶结物成分主要有：1.硅质（石英、玉髓、蛋白石） 2.碳酸盐（方解石、白云石） 3.铁质（赤铁矿、褐铁矿等）4.硬石膏、石膏、黄铁矿 5.粘土矿物 25.原生沉积构造：在沉积过程中产

17、生的并受沉积条件 所控制的沉积构造，如层理、波痕等。 26.次生沉积构造：在沉积期后由压实作用、成岩作用 等所产生的沉积构造，如缝合线、成岩结核等。27. 丘状交错层理：由一些大型的宽缓波状层系组成，外形上 象隆起的圆丘状，向四周缓倾斜。28. 缝合线：是一种裂缝构造。 常见于碳酸盐岩中，但也出现在石英砂 岩、硅质岩及蒸发 岩中29. 结核：是岩石中自生矿物的集合体。 这种矿物集合体表现为在成分、结构、颜色 等方 面与围岩有显著区别的不规则团块。结核成因分类：（1）同生结核：与沉积作用同时形成的， 如现代海底的Fe、Mn结核，结核不切穿层理， 而是层理绕过结核呈弯曲状。 （2）成岩结核：成岩阶

18、段物质重新分配的 产物。它既可以切穿层理，又可见层理绕过结 核呈弯曲状。 （3）后生结核：形成于沉积物固结成岩以后，外来溶液常沿裂隙和层面进入岩石内沉淀或交代，故它切穿层理而无层理弯曲现象。30沉积岩颜色的分类：按成因可分为三类：继承色 、自生色、次生色，其中继承色和自生色都是原生色。原生色与层理界线一致，分步稳定，次生色一般切穿层理，分布不均匀.继承色主要决定于碎屑颗粒的颜色。自生色决定于沉积物堆积过程中及其早期成岩过 程中自生矿物的颜色，如海绿石。次生色在后生作用阶段或风化过程中，原生组分 发生次生变化，由新生成的次生矿物所造成的颜色。 引起沉积岩颜色的原因：沉积岩的颜色主要决定于岩石的成

19、分，即 决定于岩石中所含的染色物质色素，或者 说沉积岩的颜色多半是由含铁质化合物或含游离碳等染色物质（色素）造成的。 灰色和黑色：有机质（炭质、沥青质）或分散状硫化铁（黄铁矿、白铁矿）。还原强还原环境 红、棕、黄色：铁的氧化物或氢氧化物（赤铁矿、褐铁矿）等。氧化强氧化环境 绿色：（1）多数是由于含低铁的矿物，如海绿石，鲕绿泥石等。 （2）少数是由于含铜的化合物，如孔雀石。（以上均反映弱氧化弱还原环境） （3）有时是由于含有绿色的碎屑矿物，如角闪石，阳起石等。31.沉积物的粒度及其意义： 粒度：是指碎屑颗粒的大小。意义：沉积岩的粒度是受搬运介质、搬运方式及沉积环境等因素控制的，反过来这些成因特点必然会在沉积岩的粒度性质中得到反映，这正是应用粒度资料确定沉积环境的依据 1.表示粒度，可用线性值和体积值 体积值：可用标准直径表示，代表着与颗粒同体积的球体直径。 线性值：直观度量出来的颗粒的长、中、 短直径线