沉积岩-碎屑物质在海、湖水中的搬运和沉积作用

三、碎屑物质在海、湖水中的搬运和沉积作用

Transportationandsedimentationofclasticmaterialsinseaandlakewater

陆地表面流水搬运的碎屑物质，大部分都注入海洋，其次是湖泊。海、湖是流水搬运碎屑物质的最终场所。2021/10/10星期日1精选2021版课件1.碎屑物质在海水中的搬运和沉积作用引起海洋中碎屑物质搬运和沉积的营力主要是波浪和潮汐，其次是海流。2021/10/10星期日2精选2021版课件

波浪主要由风引起，波浪的大小主要取决于风的大小。

波基面(浪底)(wavebase)——波浪作用的下限，即波浪所影响的最大深度。2021/10/10星期日3精选2021版课件

当波浪运动的方向与海岸垂直时，而海底又位于浪底之上。在理想的情况下，波浪只能使海底的碎屑颗粒作一定幅度的往返运动，当一个周期后，颗粒又回到原来的位置。

海底的碎屑既作往返运动，也有沿着倾斜的海底向下移动的趋势。2021/10/10星期日4精选2021版课件

如果波浪不垂直海岸，而与海岸斜交，则海底碎屑运动的路线呈更加复杂的“之”字形。其最大特点是波浪作用力方向与重力沿岸分力作用的方向不一致，而使物质沿着二者合力方向移动。2021/10/10星期日5精选2021版课件

除正常天气情况下，碎屑物质在横向和纵向波浪作用下的搬运和沉积作用外。还有阵发性的风暴浪将浅海沉积物卷起而重新搬离或搬向海岸，形成风暴沉积物。2021/10/10星期日6精选2021版课件

潮汐作用对滨岸地区的碎屑物质影响很大，在潮汐作用带，水体作大规模地涨潮和落潮运动，因此也使水底的碎屑物质作相应的往返运动。2021/10/10星期日7精选2021版课件

近岸地带的海流或深海的浊流、等深流、内潮汐流、冷流、暖流、赤道洋流和上返洋流等对碎屑物质的搬运和沉积均有一定的作用。2021/10/10星期日8精选2021版课件北大西洋海底盆地环流样式(据McCaveetal.,1986)2021/10/10星期日9精选2021版课件

海洋中碎屑物质在波浪、潮汐等的长期作用下，也会发生成分、粒度、圆度上的变化以及分异作用。2021/10/10星期日10精选2021版课件2.碎屑物质在湖水中的搬运和沉积作用

与海洋相比，湖泊面积小，缺乏潮汐作用，因此，湖浪和湖流是潮泊中搬运和沉积碎屑物质的主要营力。2021/10/10星期日11精选2021版课件四、碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用

Transportationandsedimentationofclasticmaterialsinair2021/10/10星期日12精选2021版课件风是碎屑物质在空气中搬运和沉积的主要营力

在干旱地区，这种搬运和沉积作用是主要的空气只能搬运碎屑物质，而不能搬运溶解物质2021/10/10星期日13精选2021版课件

在正常地面条件下，搬运方式以跳跃为主(70～80%)，其次是蠕动(<20%)，而悬浮极少(<10%)。在一般情况下，搬运方式与粒度之间关系相当稳定。风力搬运的最大特点是碎屑呈弓形弹道轨迹前进。2021/10/10星期日14精选2021版课件风的搬运及沉积作用特点：

搬运能力远比水小，同样的速度下，风的搬运能力约为流水的1/300，因此，风一般只能搬运较细粒的碎屑物质。

风成沉积的粒度分选性较好。

圆度较好，常具霜状表面。2021/10/10星期日15精选2021版课件常见的风成沉积是各种沙丘和黄土

2021/10/10星期日16精选2021版课件敦煌鸣沙山、月牙泉

2021/10/10星期日17精选2021版课件五、碎屑物质在冰川中的搬运和沉积作用

Transportationandsedimentationofclasticmaterialsinglacier2021/10/10星期日18精选2021版课件

在寒冷的两极地区和高寒山区，冰川的搬运及沉积作用是主要的。

2021/10/10星期日19精选2021版课件

冰川的搬运与堆积冰碛物—冰川携带的碎屑物质冰川具有巨大的搬运能力南极大陆冰盖2021/10/10星期日20精选2021版课件

冰碛物的基本特征：结构疏松，大小混杂，分选极差；冰碛物中砾石磨圆极差；一般缺乏层理构造。2021/10/10星期日21精选2021版课件第三节溶解物质的搬运和沉积作用

Transportationandsedimentationofdissolvedmaterials2021/10/10星期日22精选2021版课件一、概述(Introduction)

母岩风化产物中的溶解物质，主要为Cl、S、Ca、Na、K、Mg、P、Si、Al、Fe等。

前面的溶解度较大，多呈真溶液；后面的溶解度较小，多呈胶体溶液。它们均呈溶解状态，在河水或地下水中，向湖泊和海洋中转移。2021/10/10星期日23精选2021版课件二、胶体溶液物质的搬运和沉积作用

Transportationandsedimentationofcolloidsolutionmaterials

胶体：一种物质的细微质点分散在另一种物质中的不均匀分散体系。胶体质点一般介于100～1μm之间，多呈分子状态。胶体质点常有电荷。2021/10/10星期日24精选2021版课件

引起胶体质点搬运和沉积作用的主要因素是同种电荷的胶体质点之间的相互排斥力。

不同名电解质的加入，可使胶体质点的电荷中和，从而使胶体质点发生凝聚而下沉。不同名胶体的相互作用，也可使它们的电荷中和，也可使胶体发生沉淀。

其它因素(如水介质中的腐植酸、生物作用、蒸发作用等)也影响胶体溶液物质的搬运和沉积作用。2021/10/10星期日25精选2021版课件

胶体沉积物的特征：常呈钟乳状、肾状、豆状、胶冻状等常具贝壳状断口多为含水矿物，且含水量很不固定其化学成分也不够固定常具离子交换性及吸附性常失水干裂老化或重结晶2021/10/10星期日26精选2021版课件三、真溶液物质的搬运和沉积作用

Transportationandsedimentationoftruesolutionmaterials

母岩风化产物中的真溶液物质主要是Cl、S、Ca、Na、K、Mg等，P、Si、Al、Fe、Mn等也可部分呈真溶液状态。2021/10/10星期日27精选2021版课件

真溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是它们的溶解度

溶解度越大，越易搬运，越难沉积。

溶解度越小，越易沉积，越难搬运。2021/10/10星期日28精选2021版课件

Fe、Mn、Si、Al等溶解物质的溶解度较小，易于沉淀，在它们的搬运和沉积作用中，水介质的各种物理化学条件的影响十分重要。各种铁、锰矿物生成时所需要的PH值及EH值2021/10/10星期日29精选2021版课件SiO2及CaCO3的溶解度与介质PH值的关系Al2O3的溶解度与介质PH值的关系2021/10/10星期日30精选2021版课件

对于溶解度大的物质的搬运和沉积作用，水介质的影响不大。它们只有在干热的气候条件下，在封闭或半封闭的盆地中，或在水循环受限制的潮上地带，即在蒸发条件下，才能沉积下来。如石膏、硬石膏、钠盐、钾盐、镁盐等。2021/10/10星期日31精选2021版课件四、生物的搬运和沉积作用

Transportationandsedimentationbyorganisms

生物在母岩风化产物的搬运和沉积过程中起着重要的作用，不少沉积岩和沉积矿产的形成都与生物作用有关，或直接由生物作用而形成。如碳酸盐岩、磷酸盐岩、沉积铁矿、硅藻土、白垩、煤、油页岩和石油等。2021/10/10星期日32精选2021版课件

在各类生物中，尤以藻类和细菌等微生物在沉积岩和沉积矿产形成作用中的意义较大。

生物的搬运和沉积作用有两种方式：

生物通过新陈代谢作用，在其生活过程中不断地从周围介质中吸取一定的物质成分，从而把一些元素富集起来。

另一种方式是由于生物作用而引起的周围介质条件的改变，从而影响某些物质的搬运和沉积。2021/10/10星期日33精选2021版课件五、化学沉积分异作用Chemicalsedimentarydifferentiation化学沉积分异作用——受化学原理支配的分异作用

母岩风化产物中的溶解物质，在搬运和沉积过程中，由于各元素和化合物彼此在化学性质上的差异(主要是化学活泼性或溶解度大小)，它们从溶液中按一定先后顺序沉淀出来，从而逐渐产生了分异。2021/10/10星期日34精选2021版课件2021/10/10星期日35精选2021版课件2021/10/10星期日36精选2021版课件六、两种沉积分异作用的关系及其地质意义1.关系

机械沉积分异作用进行得较早，化学沉积分异作用进行得较晚2021/10/10星期日37精选2021版课件机械沉积分异作用

化学沉积分异作用

砂和粉砂阶段铁的氧化物阶段粘土沉积阶段碳酸盐阶段已基本结束硫酸盐及卤化物阶段2021/10/10星期日38精选2021版课件2.意义

两种沉积分异作用的结果，就形成了各种类型的机械沉积岩和化学沉积岩以及相应的各种沉积矿产。

分异作用进行越彻底，各种类型的沉积岩在成分上和结构上的成熟度就越高，从而越易形成各种沉积矿产。2021/10/10星期日39精选2021版课件七、正常沉积作用和事件沉积作用Normalsedimentationandeventsedimentation

正常沉积作用：正常情况或条件下发生的搬运和沉积作用，这一作用过程是缓慢的、均变的。

事件沉积作用：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。2021/10/10星期日40精选2021版课件

事件作用所挟带的大量砂、砾、泥等碎屑物质一旦沉积下来，一般就不再被搬运了。

如沉积物重力流、泥石流和洪水流、火山喷发——碎屑流、风暴流、地震、陨石雨降落等。

与正常沉积作用相比，事件沉积作用及其产物肯有明显的等时性，所以，这一作用也叫幕式沉积作用。

正常沉积和事件沉积可发生于同一沉积环境，二者交替进行。2021/10/10星期日41精选2021版课件第四节沉积后作用及其阶段划分

Postsedimentationprocessandstagedivision《SedimentaryPetrology》P41~462021/10/10星期日42精选2021版课件一、概述(Introduction)

沉积物的形成阶段：母岩风化产物以及其它来源的物质成分，在搬运和沉积作用之后，就变成了沉积物。

沉积后作用：泛指沉积物形成之以后，到沉积岩遭受风化作用和变质作用之前这一演化阶段的所有变化或作用。亦称为广义的成岩作用。2021/10/10星期日43精选2021版课件母岩沉积物形成阶段成岩作用阶段沉积岩风化作用变质作用沉积岩的形成与演化后生作用阶段沉积后作用成岩作用后生作用2021/10/10星期日44精选2021版课件

广义的成岩作用包括狭义的成岩作用和后生作用两个阶段。

成岩作用(diagenesis)：沉积物转变沉积岩所发生的一系列变化。

后生作用(catagenesis)：沉积物形成以后到遭受风化作用或变质作用以前的变化。沉积后作用的上限为沉积物表面或潜水面沉积后作用的下限为变质岩带顶(<220℃，<1000bar)2021/10/10星期日45精选2021版课件二、沉积后作用阶段的划分

沉积后作用阶段的划分，到目前为止也还没有一个公认的、统一的划分方案。

1.根据粘土矿物成分来划分2.根据煤岩学来划分3.根据地球化学不环境来划分4.根据埋深来划分5.综合划分方案2021/10/10星期日46精选2021版课件成岩作用阶段的划分和对比

2021/10/10星期日47精选2021版课件三、有关术语的阐明

1.埋藏成岩作用(burieddiagenesis)：碎屑沉积物随埋深增加，主要由于机械压实作用和化学胶结作用，致使岩石逐渐变致密、孔隙度减小、物性变差等一系列物理和化学变化直到变质作用。2.沉积后作用(postsedimentationprocess)：泛指沉积物形成以后到沉积岩遭受风化作用和变质作用以前这一演化阶段的所有变化和作用。2021/10/10星期日48精选2021版课件

3.同生作用(syngenesis)：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。

4.准同生作用(penesyngenesis)：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。

5.成岩作用(diagenesis)：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。2021/10/10星期日49精选2021版课件6.后生作用(anadiagenesis/catagenesis)：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。7.表生作用(epigenesis)：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。2021/10/10星期日50精选2021版课件四、沉积期后的影响因素

沉积物脱离沉积环境进入沉积期后变化阶段，实质上是沉积物在新的条件下，重新建立起新的平衡的过程。

影响这一平衡过程的因素主要有：沉积物的成分、温度、压力、以及层间水溶液的性质(溶度积、自由度、PH值、Eh值、浓度、溶解气体的状况等)。

2021/10/10星期日51精选2021版课件五、沉积后作用主要类型

1.压实作用(compaction)2.压溶作用(pressure-solution)3.胶结作用(cementation)和固结作用(consolidation)4.重结晶作用(recrystallization)和矿物的多相转变作用(neomorphismofmineral)5.交代作用(replament)6.溶解作用(dissolution)2021/10/10星期日52精选2021版课件第五节沉积岩的分类

Classificationofsedimentaryrocks2021/10/10星期日53精选2021版课件一、沉积岩基本类型划分20