1土壤地质学基础-沉积岩和变质岩

第三节、沉积岩沉积岩占地壳重量（地表以下16公里厚度）的5％，但覆盖着75％的陆地表面区域。指先成岩在地表经风化作用破碎后，通过各种搬运作用，在适宜环境（河流、湖盆、海盆等）沉积，经过固结而成的岩石。定义说明（１）沉积环境（２）沉积岩的物质来源（３）沉积层必须经过固结作用才能形成沉积岩沉积岩形成的四个阶段：风化作用──搬运阶段──沉积阶段──成岩阶段一、沉积岩概念沉积岩碎屑矿物：石英、长石、白云母及部分岩石碎屑。粘土矿物：高岭石、铝土矿、水云母、蒙脱石。化学和生物矿物：方解石、白云石、蛋白石、玉髓、石膏、重晶石、褐铁矿、赤铁矿。化学和生物矿物是从溶液、胶体溶液中沉淀出来的或生物形成的。沉积岩二、沉积岩的矿物成份碎屑胶结成分混入杂质的颜色沉积环境不含色素的高岭土、蛋白石、石膏、石英砂、方解石、白云石等一般呈白色和灰白色，为大部分粘土岩、化学岩和部分碎屑岩所具有。沉积岩三、沉积岩的颜色氧化环境：红色、黄褐色多因富含氧化铁或含水氧化铁。还原环境：灰绿色、绿色多因富含氧化亚铁；灰色、黑色多因富含有机物（如碳、沥青等）或分散状的黄铁矿颗粒。物质成分颜色描述岩石中矿物的颗粒大小及形状特征。A、碎屑结构：砾状d>2mm砾岩砂状2>d>0.05mm砂岩粉砂状0.05>d>0.005黄土B、泥质结构：由小于0.005mm的细小粘土质点所组成的结构，外观是一种致密均匀的泥质状态，为粘土岩所特有。C、生物化学结构：由生物遗传积累及化学成分相结合而形成的一种结构；外观为微小的结晶粒状结构，鲕状及豆状结构、致密状结构。沉积岩四、沉积岩的结构沉积岩五、沉积岩的构造指沉积岩中各个组成部分的空间分布和排列方式。即沉积岩的外貌特征。A、层理构造：沉积岩中在矿物组成、结构、颜色、沿垂直方向发生变化，显示成层现象叫层理。页理：岩石呈薄层形似书页，称页理构造，是特殊的层理。B、层面构造：在沉积岩层面上经常保留有自然作用产生的一些痕迹，如波痕、泥裂（干裂）、雨痕等。C、结核：胶体物质围绕某些质点（如砂粒、贝壳和其它矿物等）为中心层层凝聚，形成其同心结构的结核。

D、化石：古代生物的遗体、遗物或遗迹埋藏在地下变成的跟石头一样的东西

。常见的沉积岩构造层理构造巨厚层（块状层）100厘米厚层50-100厘米中厚层10-50厘米薄层1-10厘米页片层(微层)0.1-1厘米微细层＜0.1厘米（1）水平层理：多出现于较深的海洋及湖泊平静的水体沉积，粘土岩和碳酸盐岩中常见。（2）斜层理：是河流沉积物的典型特征，常见于湖滨、海滨、三角洲中。砂岩和粉砂岩中尤其常见。（3）交错层理：多组不同方向的斜层理互相交错切割而成的。其形成原因是在水流（或风）运动方向频繁变化时形成的。

沉积岩水平及斜层理沉积岩交错层理沉积岩石灰岩岩被(褶皱）沉积岩复州虫（化石）鱼（化石）沉积岩主要根据沉积岩的结构来分（表1-4）1.机械沉积岩：是岩石的风化产物，经过风、流水等的搬运、沉积和重新胶结、硬化的成岩作用后形成的。又叫碎屑岩。2.化学沉积岩：是岩石风化时形成的可溶性物质，经化学沉积作用形成的。3.生物沉积岩：是由动植物有机体的生物沉积作用形成的。

沉积岩六、沉积岩的分类七、主要的沉积岩1.碎屑岩：主要由母岩机械破碎的碎屑物质经压紧、胶结而成，部分碎屑岩由火山喷发碎屑物组成。物屑碎屑物质（50％以上）岩屑物质分为两部分化学沉淀物（钙质、胶结物硅质、铁质）（50％以下）细砂、粉砂、粘土

沉积岩（１）砾岩：含量在50％以上，d>2mm的圆状或次圆状的石屑经胶结而成。主要成分：坚硬的岩屑、胶结物可以是钙质也可以是硅质或铁质。

注：若组成岩石的碎屑多棱角、分选性不好则为角砾岩。沉积岩（2）砂岩：50％以上的颗粒d在2--0.05mm之间

主要成分：石英(>70％)、正长石，次要成分岩屑、重矿、白云石和粘土。注：石英含量>90％石英砂岩石英含量<75％正长石含量>25％长石砂岩沉积岩（3）粉砂岩：50％以上的颗粒0.05>d>0.005主要成分：以石英为主，正长石次之，云母和粘土矿物比砂岩多，少见岩屑。与泥岩的区别是岩石断面粗糙、放大镜下可勉强看出颗粒状集合体。我国大面积的黄土就是一种未充分胶结或半固结的粘土粉砂岩，其胶结物以粘土和CaCO3为主。已胶结的粉砂称为粉砂岩，质地致密，颜色多样。沉积岩泥质粉砂岩炭质粉砂岩钙质粉砂岩弱固结粘土----粘土矿物根据粘土固结程度分为强固结----泥岩、页岩

2.粘土岩（分布最广）30％以上，d<0.005mm的粘土胶结而呈板状、片状、纤维状，泥质结构。矿物成分以粘土为主。沉积岩含有机质----黑颜色因杂质而变含Fe3+----红褐、棕红含MnO2----黑、黑棕红色页岩、黑色页岩（依颜色分类）碳质页岩、钙质页岩、磷质页岩、砂质页岩（依胶结物成分分类）沉积岩（1）页岩：常含有石英、长石、云母等细少碎屑，结构致密，硬度低，不透水，表面光泽暗淡，具泥质结构，页理构造。泥质页岩碳质页岩紫色页岩（2）泥岩指不具页理而成块状、层状的粘土岩，致密和固结程度较高者，称为泥岩。颜色一般较浅，性较坚硬，遇水不易变软，可塑性差。钙质泥岩3.化学岩和生物化学岩根据化学沉积分异顺序可分为以下几类，铝铁锰质岩硅磷质碳酸盐岩盐类岩（钾钠钙镁卤化物及硫酸盐）

沉积岩沉淀先后顺序主要介绍常见的碳酸盐类1.石灰岩：由50％以上微粒方解石经胶结而成，由于胶结物的不同，石灰岩颜色各异，有灰、灰白、灰黑、黄、红等除由硅质胶结外，硬度都不大，盐酸反应强烈。

2.白云岩：由50％以上白云石经胶结而成，外表似石灰岩，其粉未加稀盐酸微微起泡。其风化面常呈污浊的黄黑色，具刀砍状溶沟为其特征，且常呈结晶粒状结构，硬度较石灰岩高。泥晶灰岩白云岩石灰岩岩石名称含量%方解石白云石石灰岩100-950-5白云质石灰岩95-505-50灰质白云岩50-550-95白云岩5-095-100表1-5石灰岩与白云岩及其过渡类型的划分沉积岩沉积岩总结

沉积岩的特征一般具有层理，同一地方或岩石剖面可能有不同种类的岩石叠加组合而成。同一种岩石可能有多种颜色（由于胶结物或杂质的作用）。一般根据组成岩石的颗粒大小确定沉积岩的种类，而非颜色。沉积岩露头常呈方状，其碎屑物多棱角。沉积岩第四节变质岩指地壳中已有的岩石（岩浆岩、沉积岩、变质岩）在地壳运动或后来的岩浆活动的影响下，受到高温高压和化学活性物质的作用，使原岩的结构、构造甚至于化学成分都发生剧烈的变化而形成新的岩石---变质岩。（如粘土矿物在温度压力增高时可变为云母）一、变质岩概念岩石演化1.温度：高温作用于岩石引起两方面作用（1）增加了矿物内部分子的活动能力，产生重新结晶；（2）促进矿物间的新化学反应，产生新的高温变质矿物。2.压力（1）定向高温作用使岩石中的片状和柱状矿物作定向排列，呈片理状。（2）静压可促使矿物质点内部紧密排列，生成体积小、比重大的矿物和岩石。3.活性气体和液体

可与围岩发生一系列化学反应，产生新的变质矿物。变质岩二、变质作用因素（1）接触变质作用：以温度因子为基础的，称为热力变质作用。产生重新结晶及新的矿物。变质岩（2）动力变质作用：主要是在静压较小，温度较低的情况下，以动压为主要因子产生（轻度变质）。（3）区域变质作用：在广大的岩层构造变动地带（即造山带），受到高压高热的影响。处于深部位的岩石，无论是哪种岩石均变成了各种结晶的片岩或片麻岩，以致难于区别它们是由哪些岩石变来的。三、变质作用类型分两类：

原有矿物：石英、长石、云母、角闪石、辉石、方解石等

变质矿物：主要有蛇纹石、石榴石、红柱石、绿泥石等注：变质矿物是变质岩区别于岩浆岩与沉积岩的主要标志，也是鉴定变质岩的重要依据。变质岩四、变质岩的矿物成分1.变晶结构：是原岩在变质过程中发生重结晶形成的结晶结构。粒状变晶结构斑状变晶结构鳞片状变晶结构2.变余结构：是具有原岩结构和变质岩结构的双重特征，相应地称为变余斑状、变余粒状、变余泥状。3.碎裂结构：动力变质作用的定向压力使岩石发生破裂、弯曲或磨成碎屑、岩粉所形成的结构。

变质岩五、变质岩的结构指变质岩中矿物排列和分布的特点。1.块状构造：岩石中变晶矿物颗粒无定向排列形成均一的块状。如石英岩、大理岩2.片理构造：岩石中所含的大量片状、板状和柱状矿物在定向压力作用下，平行排列形成的，岩石极易沿片理劈开。变质岩六、变质岩的构造根据矿物组合和重结晶程度，片理构造又可分为下面几类(1)板状构造

变质程度最浅的一种构造。岩石中由显微变晶矿物定向排列而成。特点：具有平整板状劈理，劈面光泽微弱。如板岩变质岩(2)千枚构造

岩石中由细小片状变晶矿物定向排列而成，岩石呈薄片状，具绢丝光泽（因含绢云母较高）特点：易劈成片状，片面具绢丝光泽。如千枚岩。千枚岩板岩(3)片状构造

岩石由大量显晶质的细粒到粗粒的片状矿物（云母、泥绿石、滑石）或柱状矿物（角闪石、阳起石）受力后，平行排列而成。特点：沿平面较易劈开，劈面光泽很强。如云母片岩。云母片岩(4)片麻构造

由显晶鳞片状变晶矿物（黑云母、绢云母、绿泥石）、柱状矿物（角闪石）和粒状矿物（长石、石英）相应定向排列，形成不同颜色、不同宽度的条带（黑白条带相间排列）。特点：沿平面难劈开，劈面不整齐。如片麻岩变质岩片麻岩（5）条带状构造

岩石中长石、石英等浅色粒状矿物与暗色矿物分别集中成或宽或窄的条带，这些宽窄不同的条带成不均匀地相间排列。混合岩常常具有这种构造（右上图）注：某些变质岩可能具有双重结构和构造变质岩3.变余构造：变质岩中保留下来的原岩构造，如变余气孔构造、变余层理构造、变余泥裂构