《普通地质学》课件第04章 外力地质作用与沉积岩

1、第四章 外力地质作用与沉积岩2011年2月东华理工大学地球科学学院河西地区兰坪地区4.1.1 引起外力地质作用的因素一、大气 大气圈的地质意义： O2氧化作用，生命的存在； CO2植物制造有机质、生物成岩，参与化学反应； H2O风化作用，流动成风，动力。 大气圈是生命的保护圈。 由于大气圈的存在，地表才有了适宜的温度。4.1 外力地质作用的一般特征河西地区兰坪地区 二、水 水具有特殊的物理化学性质，水在地球温度变化范围内的三态变化和水是一种良好的溶剂，是水作为一种很重要的地质营力的保证。 三、生物 植物的根劈作用； 生物体通过光合作用吸收CO2、放出O2； 生物本身就是某种矿产和岩石的组成物质

2、，如：煤、石油和生物碎屑灰岩等。4.1.1 引起外力地质作用的因素河西地区兰坪地区4.1.1 引起外力地质作用的因素河西地区兰坪地区4.1.1 引起外力地质作用的因素河西地区兰坪地区太阳能：使地表温暖，并引起大气的循环、水的运动、生命的活动等，从而引发各种地质作用的发生；重力能：重力支配下形成风、流水、冰川、湖水和海水的运动，物质降落和沉淀，山崩、地滑，生物生长和演化等；日月引力能：形成海水潮汐，从而对海岸改造。4.1.2 引起外力地质作用的能源河西地区兰坪地区一、风化作用（weathering） 岩石受外部因素作用后发生机械崩解和化学分解，使坚硬的岩石变为松散的碎屑及土壤。4.1.3 外力地

3、质作用的类型兰坪地区根据风化作用的方式和特点，风化作用可分为: 物理风化作用(Physical Weathering) 化学风化作用 (Chemical Weathering) 生物风化作用(Organism Weathering) 风化作用的类型一、风化作用（weathering）兰坪地区自然界中各类矿物抗风化能力顺序： 氧化物、氢氧化物硅酸盐碳酸盐硫化物卤化物、硫酸盐常见矿物抗风化能力顺序：石英白云母钾长石黑云母角闪石辉石富钙斜长石 橄榄石兰坪地区剥蚀作用 指各种运动的介质在其运动过程中，使地表岩石产生破坏并将其产物剥离原地的作用。 剥蚀作用按方式可分为：机械、化学和生物剥蚀作用三种。据其

4、产生的营力特点不同又可进一步划分为：地面流水、地下水、海洋、湖泊、冰川、风等的剥蚀作用。二、剥蚀作用（Denudation）兰坪地区 搬运作用 自然界中的风化、剥蚀产物被运动介质从一个地方转移到另一个地方的过程称为搬运作用。 主要包括机械搬运（流水、风）和化学搬运（真溶液、胶体），生物搬运作用意义较小。三、搬运作用(Transportation)兰坪地区沉积作用是指被运动介质搬运的物质到达适宜的场所后，由于介质条件变化而发生沉淀、堆积的过程。 由沉积作用形成的松散物质叫沉积物。 陆地和海洋是地球表面最大的沉积单元。 沉积方式基本可分为3种类型，即机械沉积（流速、风速的降低）、化学沉积（介质物理

5、、化学条件发生变化）和生物沉积（生物遗体）。四、沉积作用(Sedimentation)兰坪地区 沉积物按其性质可分为以下几类： 碎屑沉积物(Clastical Sediment)：机械沉积作用形成的物质。 化学沉积物(Chemical Sediment)：化学沉积形成的沉积物质。 生物沉积物(Biological Sediment)：生物沉积作用形成。 生物化学沉积物(Bio-Chemical Sediment)：生物化学沉积作用形成的物质。四、沉积作用(Sedimentation)兰坪地区固结成岩作用：由松散的沉积物转变为沉积岩的过程。 由沉积物经成岩作用形成的岩石称为沉积岩。 固结成岩作用

6、的主要原因： 压固作用 (Compression) 胶结作用(Cementation) 重结晶作用(Recrystalliation) 新矿物的生长五、固结(成岩)作用(Consolidation)兰坪地区五、固结(成岩)作用(Consolidation)兰坪地区五、固结(成岩)作用(Consolidation)影响成岩作用的因素主要有： 1.内因：沉积物的原始成分和结构。2.外因：压力、温度、水和水溶液中的物质以及微生物和有机物。 兰坪地区五、固结(成岩)作用(Consolidation)压固脱水作用在上覆沉积物形成的静压力作用下，使松散沉积物紧密结合失去水分的作用。 压固脱水作用的强度与压

7、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： a-压固作用；b-胶结作用；c-重结晶作用；d-新矿物生长 兰坪地区五、固结(成岩)作用(Consolidation)形成新的矿物：蛋白质玉髓，石膏硬石膏。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。形成矿物晶体假象，如石盐假晶。 压固脱水作用是泥质沉积物成岩过程中的主要作用。 压固脱水常可形成某些特征性产物： 兰坪地区五、固结(成岩)作用(Consolidation)指胶结物质把碎屑沉积物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物的成岩作用。重结晶作用胶结作用 沉积物中的矿物成分因压溶和固体扩散等作用，使物

8、质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晶质体。如： 蛋白石（非晶质）玉髓（隐晶质）石英（显晶质） 在碳酸盐沉积物中，重结晶作用最为普遍。 五、固结(成岩)作用(Consolidation) 原生沉积物中一般含有大量的微生物，有喜氧的、有厌氧的，因而常改变溶液的酸碱度和氧化还原环境，使溶液中某些物质沉淀或结晶形成岩石。 微生物及有机质的作用 第二节沉积岩的特征 沉积岩是在地表及地表附近不太深的地方，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。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、钾长石、钠长石、方解石

9、、白云石、石膏、硬石膏、赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石等。其中方解石、白云石、粘土矿物、石膏、硬石膏等是沉积岩的特有矿物。 火成岩中常见的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、中性及基性斜长石在沉积岩中很少出现。 第二节沉积岩的特征二、沉积岩的颜色沉积岩具有各种各样的颜色。根据颜色可以分析岩石成分和沉积时的古环境，是沉积岩命名的根据之一。 石英砂岩，往往显示白色、灰白色；长石砂岩，往往显示肉红、黄白等色。 岩石中含有少量的Fe203，就会呈现红色（氧化环境）；含有少量的FeO，就会呈现绿色（还原环境）； 岩石中若含有微量MnO2，便会呈现黑褐色；含有一些有机炭质，常常呈现灰、黑色。 第二节沉积岩的特征三

10、、沉积岩的结构 不同类型的沉积岩由于物质来源不同，形成的作用和方式不同，所以具有不同的结构类型： 陆源碎屑岩 碎屑结构火山碎屑岩 火山碎屑结构粘土岩 泥质结构化学岩（生物化学岩） 晶粒结构第二节沉积岩的特征四、沉积岩的构造 层（岩层）指在成分、颜色、结构上基本均一的沉积岩组合。 厚度从薄如纸到1米以上，是沉积岩的基本单位；相邻两个层的接触面叫层面。 1、层理构造是由沉积物的成分、颜色、结构沿垂直于沉积物表面（层面）方向变化而显示出来的一种层状构造。是与岩浆岩、变质岩区别的重要标志。常见的有： 第二节沉积岩的特征a.水平层理由一系列与层面平行的细层组成的层理。一般形成于平静的或微弱流动的水环境中

11、。b.斜层理由一系列与层面斜交的细层组成的层理。一般是在单向水流（或风）的作用下形成的，常见于河床沉积物中。第二节沉积岩的特征c.交错层理有些斜层理与原先生成的斜层理呈一定角度相交，相互交错而形成的。d.递变层理同一层内碎屑颗粒粒径向上逐渐变细。 第二节沉积岩的特征2、层面构造 b.泥裂是未固结的沉积物露出水面干涸时，经脱水收缩干裂而形成的裂缝。a.波痕在尚未固结的沉积层面上，由于流水、风或波浪的作用形成的波状起伏的表面，经成岩作用后被保存下来。第二节沉积岩的特征C.冲刷痕、印模Scour mark、底模Sole mark 定义：沉积岩层的底面起伏突起. 分布：砂岩,页岩中；成因：冲刷;荷重.

12、第二节沉积岩的特征3、结核指在成分、颜色、结构等方面与周围沉积岩具有明显区别的矿物集合体。有球形、椭球形、透明状以及不规则状等。 同生结核 在沉积过程中形成的结核，层理围绕结核。成岩结核 在固结成岩过程中形成的结核，切割层理，但结核顶底层理围绕结核。第二节沉积岩的特征 4、化石是在自然作用下，保存在沉积岩中的古代生物遗体、遗骸及遗迹、遗物的总称。 后生结核 在固结成岩作用后形成的结核，结核切割层理。第二节沉积岩的特征5、缝合线岩石剖面中呈踞齿状起伏的曲线。发育于易溶蚀的石灰岩、白云岩及钙质砂岩。规模较大的缝合线是沉积作用短暂停顿或间断时在沉积物表面发生溶蚀作用形成的溶沟、溶槽及石牙，后被同类沉

13、积物充填覆盖而成。第二节沉积岩的特征6、雨痕或冰雹痕、 假晶、 虫迹、 同生褶皱、 叠层岩等.7、次生构造：沉积岩形成后产生的构造. 第三节 沉积岩的分类及常见岩石一、沉积岩的分类陆源碎屑岩（按粒度分）火山碎屑岩（按粒度分）泥质岩类（按固结程度分）碳酸盐岩（按成分分）其它沉积岩砾岩2mm 粗砂2-0.5mm砂岩 中砂0.5-0.25mm细砂0.25-0.05mm粉砂岩0.05-0.005mm集块岩64mm火山角砾岩64-2mm凝灰岩0.01mm，常是透明 的方解石颗粒(5)泥晶:粒径0.005mm，机械混入物(6)胶结物：CaCO3第三节 沉积岩的分类及常见岩石 灰岩中的鲕状结构石灰岩是重要的

14、建 筑材料; 蝙蝠虫为三叶虫， 蝙蝠虫灰岩是艺术品广西桂林、云南路南 的岩洞与石林风景优 美,植被低矮3.白云岩Dolomite 组成：白云石,马鞍 状晶体MgCaCO32 与石灰岩区别：用 10%稀盐酸，不强烈 冒泡;野外露头上具 黑色刀砍状熔沟第三节 沉积岩的分类及常见岩石碎屑结构的灰岩按碎屑及胶结物特征命名： 内碎屑形状似竹叶，命名为竹叶状灰岩； 由球粒或团块构成，分别称球粒或团块灰岩； 由鲕粒或豆粒构成，分别称鲕粒或豆粒灰岩； 由生物碎屑构成，称生物碎屑灰岩。第三节 沉积岩的分类及常见岩石3)盐岩 石盐，钾石盐、石膏、芒硝、苏打、硼砂4)生物岩 碳质可燃有机岩：煤、泥炭 沥青质可燃有机岩：石油、天然气、地蜡、沥青等。 第三节 沉积岩的分类及常见岩石3)盐岩 石盐，钾石盐、石膏、芒硝、苏打、硼砂3)生物岩 碳质可燃有机岩：煤、泥炭 沥青质可燃有机岩：石油、天然气、地蜡、沥青等。 小结风化 地面流水