造巖礦物在風化過程中的變化及碎屑物質(zhì)的搬運和沉積ppt課件

1、第三節(jié)第三節(jié) 主要造巖礦物和巖石在主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化風化過程中的變化沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因在風化過程中各種造巖礦物不同程度的發(fā)生變化，在風化過程中各種造巖礦物不同程度的發(fā)生變化，但它們之間的變化速度和程度卻很不一樣。但它們之間的變化速度和程度卻很不一樣。各種造巖礦物在風化過程中變化的難易各種造巖各種造巖礦物在風化過程中變化的難易各種造巖礦物抵抗風化的才干，稱為造巖礦物在風化作用礦物抵抗風化的才干，稱為造巖礦物在風化作用中的穩(wěn)定性。中的穩(wěn)定性。 造巖礦物在風化作用中的穩(wěn)定性主要取決于以下兩造巖礦物在風化作用中的穩(wěn)定性主要取決于以下兩個要素：個要素：1 1礦物的化學(xué)

2、成分和內(nèi)部構(gòu)造礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造內(nèi)因內(nèi)因2 2造巖礦物所處的風化條件，主要是氣候條件造巖礦物所處的風化條件，主要是氣候條件外因外因沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因石英石英橄欖石橄欖石輝石輝石角閃石角閃石黑云母黑云母基性斜長石基性斜長石中性斜長石中性斜長石酸性斜長石酸性斜長石鉀長石鉀長石白云母白云母鮑溫成礦系列鮑溫成礦系列礦物析出順序礦物析出順序礦礦物物逐逐漸漸析析出出抗抗風風化化才才干干逐逐漸漸加加強強顧迪奇在研討了莫爾頓花崗片顧迪奇在研討了莫爾頓花崗片麻巖風化情況后，根據(jù)造巖礦麻巖風化情況后，根據(jù)造巖礦物抵抗風化的才干，繪制了造物抵抗風化的才干，繪制了造巖礦物在風化作用中的穩(wěn)定系巖

3、礦物在風化作用中的穩(wěn)定系列列沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因此系列與鮑溫的結(jié)晶反響系列完全一樣，但兩者所代表的意此系列與鮑溫的結(jié)晶反響系列完全一樣，但兩者所代表的意義是不同的。義是不同的。穩(wěn)定系列：穩(wěn)定系列：位于系列上部的造巖礦物抵抗風化的才干弱，容易風化位于系列上部的造巖礦物抵抗風化的才干弱，容易風化位于系列下部的造巖礦物抵抗風化的才干強，難于風化位于系列下部的造巖礦物抵抗風化的才干強，難于風化位于系列上部的造巖礦物：在高溫、高壓的條件下結(jié)晶出來的，位于系列上部的造巖礦物：在高溫、高壓的條件下結(jié)晶出來的，與它后來所處的地表溫度和壓力條件相差很大，因此容易風化。與它后來所處的地表溫度和壓力

4、條件相差很大，因此容易風化。反之位于下部的造巖礦物：構(gòu)成的溫度和壓力條件與后來地表反之位于下部的造巖礦物：構(gòu)成的溫度和壓力條件與后來地表的溫度、壓力條件差距較小而難以風化。的溫度、壓力條件差距較小而難以風化。1 1、造巖礦物在風化過程中的穩(wěn)定性、造巖礦物在風化過程中的穩(wěn)定性沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因2 2、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化u 鐵鎂礦物：主要為鐵鎂礦物：主要為Fe2+Fe2+、Mg2+Mg2+、Ca2+Ca2+的硅酸鹽的硅酸鹽( (橄欖石橄欖石輝石輝石角閃石角閃石 ) )最易風化最易風化u 分解方式：氧化、碳酸鹽、重碳酸鹽化分解

5、方式：氧化、碳酸鹽、重碳酸鹽化u 在碳酸作用下：在碳酸作用下： Fe2+ Fe2+、Mg2+Mg2+、Ca2+Ca2+金屬陽離子首先構(gòu)成金屬陽離子首先構(gòu)成重碳酸鹽和碳酸鹽。其中一部分溶解于介質(zhì)中被帶出，重碳酸鹽和碳酸鹽。其中一部分溶解于介質(zhì)中被帶出， 大大部分部分Fe2+Fe2+進一步氧化成含水的氧化鐵堆積在原地，或與后進一步氧化成含水的氧化鐵堆積在原地，或與后來游離出的來游離出的SiO2SiO2，化合構(gòu)成蛇紋石、綠泥石等礦物。，化合構(gòu)成蛇紋石、綠泥石等礦物。SiO2SiO2可凝聚成蛋白石、玉髓可凝聚成蛋白石、玉髓u 堆積巖中保管少，僅在風化作用不徹底的快速沉降區(qū)可見，堆積巖中保管少，僅在風化

6、作用不徹底的快速沉降區(qū)可見，或以重礦物的方式少量出血或以重礦物的方式少量出血沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因2 2、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化u 長石類：地殼中分布最廣，含長石類：地殼中分布最廣，含K+K+、Na+Na+、Ca2+Ca2+的鋁硅酸鹽的鋁硅酸鹽u 長石受水解和碳酸化作用，長石受水解和碳酸化作用，K+K+、Na+Na+、Ca2+Ca2+陽離子變成碳陽離子變成碳酸鹽、溶于水中被帶走，由水離解產(chǎn)生的酸鹽、溶于水中被帶走，由水離解產(chǎn)生的OH-OH-和部分水分子和部分水分子進入到已被破壞的晶格中發(fā)生水化作用而使晶格發(fā)生根本轉(zhuǎn)進入到已被破壞

7、的晶格中發(fā)生水化作用而使晶格發(fā)生根本轉(zhuǎn)變，由架狀構(gòu)架變成層狀構(gòu)造，部分變，由架狀構(gòu)架變成層狀構(gòu)造，部分SiO2SiO2被帶出，長石轉(zhuǎn)變被帶出，長石轉(zhuǎn)變?yōu)橐晾?。伊利石在酸性條件下繼續(xù)分解為高嶺石堿性條為伊利石。伊利石在酸性條件下繼續(xù)分解為高嶺石堿性條件下轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌?，高嶺石進一步分解成氫氧化鋁和蛋白件下轉(zhuǎn)變?yōu)槊擅撌?，高嶺石進一步分解成氫氧化鋁和蛋白石堆積。石堆積。沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因長石風化穩(wěn)定性次于石英長石風化穩(wěn)定性次于石英各種長石的穩(wěn)定性很不一樣：各種長石的穩(wěn)定性很不一樣：穩(wěn)定性穩(wěn)定性: :鉀長石鉀長石多鈉的酸性斜長石多鈉的酸性斜長石中性斜長石中性斜長石多鈣的基性斜多鈣的基

8、性斜長石長石堆積巖中鉀長石多于斜長石堆積巖中鉀長石多于斜長石 ，常見鉀長石和酸性斜長石，基性，常見鉀長石和酸性斜長石，基性斜長石只在地槽并以物理風化為主且離母巖近的條件下才干堅持斜長石只在地槽并以物理風化為主且離母巖近的條件下才干堅持沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因2 2、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化u 云母類：黑云母易風化，白云母抵抗風化才干較強。云母類：黑云母易風化，白云母抵抗風化才干較強。u 黑云母水化作用分解成伊利石和綠泥石，最終變?yōu)榧毞稚⒑谠颇杆饔梅纸獬梢晾途G泥石，最終變?yōu)榧毞稚⒌难趸F、氫氧化鐵和高嶺石。的氧化鐵、氫氧化鐵和

9、高嶺石。u 白云母在較強的化學(xué)作用下也能分解，游離出氧化鉀和二白云母在較強的化學(xué)作用下也能分解，游離出氧化鉀和二氧化硅，再經(jīng)水化而成伊利石，最終變?yōu)楦邘X石氧化硅，再經(jīng)水化而成伊利石，最終變?yōu)楦邘X石u 黑云母黑云母蛭石綠泥石褐鐵礦蛭石綠泥石褐鐵礦u 白云母白云母水白云母水白云母高嶺石高嶺石沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因2 2、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化、主要造巖礦物和巖石在風化過程中的變化u 石英：在風化作用中穩(wěn)定性極高，幾乎不發(fā)生化學(xué)溶解作石英：在風化作用中穩(wěn)定性極高，幾乎不發(fā)生化學(xué)溶解作用，普通只發(fā)活力械破碎作用。石英是碎屑巖中主要礦物用，普通只發(fā)活力械破碎作用。石英是碎屑巖

10、中主要礦物成分。成分。u 碳酸鹽礦物：方解石和白云石，在富含二氧化碳的水中極碳酸鹽礦物：方解石和白云石，在富含二氧化碳的水中極容易溶解，由于其硬度小還易發(fā)活力械破碎容易溶解，由于其硬度小還易發(fā)活力械破碎沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因 母巖蒙受風化后，顏色、物理性質(zhì)體積、孔隙度、機械強母巖蒙受風化后，顏色、物理性質(zhì)體積、孔隙度、機械強度、化學(xué)成分、礦物成分和構(gòu)造等都要發(fā)生改動度、化學(xué)成分、礦物成分和構(gòu)造等都要發(fā)生改動 顏色：氧化作用呵斥，低價鐵氧化后使巖石出現(xiàn)黃色、褐色顏色：氧化作用呵斥，低價鐵氧化后使巖石出現(xiàn)黃色、褐色和紅色，有機物氧化后使巖石的黑灰色變淺，由于物質(zhì)和色和紅色，有機物氧化

11、后使巖石的黑灰色變淺，由于物質(zhì)和色素分散的不均勻，巖石風化后顏色不均勻，露頭巖石外表出素分散的不均勻，巖石風化后顏色不均勻，露頭巖石外表出現(xiàn)斑點狀、斑塊狀、不規(guī)那么層紋和同心層狀現(xiàn)斑點狀、斑塊狀、不規(guī)那么層紋和同心層狀 破碎景象：巖石產(chǎn)生裂紋和裂隙，發(fā)生破碎，造巖礦物蒙受破碎景象：巖石產(chǎn)生裂紋和裂隙，發(fā)生破碎，造巖礦物蒙受水化和水解構(gòu)成富含水的礦物，添加巖石的體積，使孔隙度水化和水解構(gòu)成富含水的礦物，添加巖石的體積，使孔隙度添加添加 礦物成分的變化：內(nèi)生礦物減少和表生條件下消費的礦物添礦物成分的變化：內(nèi)生礦物減少和表生條件下消費的礦物添加加 堆積巖中的造巖礦物大都是母巖中較難風化的碎屑礦物，或

12、堆積巖中的造巖礦物大都是母巖中較難風化的碎屑礦物，或是在風化、堆積過程中的消費的新礦物，風化過程中穩(wěn)定性是在風化、堆積過程中的消費的新礦物，風化過程中穩(wěn)定性較高較高3 3、巖石在風化過程中的變化、巖石在風化過程中的變化沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因母巖經(jīng)受風化作用后可產(chǎn)生三種不同類型的產(chǎn)物母巖經(jīng)受風化作用后可產(chǎn)生三種不同類型的產(chǎn)物碎屑物質(zhì)：碎屑礦物和巖石碎屑碎屑物質(zhì)：碎屑礦物和巖石碎屑母巖機械破碎的產(chǎn)物母巖機械破碎的產(chǎn)物剩余物質(zhì)：母巖在分解過程中構(gòu)成的不溶物質(zhì)。粘土礦物、褐剩余物質(zhì)：母巖在分解過程中構(gòu)成的不溶物質(zhì)。粘土礦物、褐鐵礦及鋁土礦鐵礦及鋁土礦溶解物質(zhì)：母巖中容易析出的元素，如溶解

13、物質(zhì)：母巖中容易析出的元素，如Cl-Cl-、SiO42- SiO42- 、K+K+、 Na+Na+、Ca2+Ca2+、 Mg2+ Mg2+以及以及Fe2+Fe2+、 Fe3+ Fe3+、Al3+Al3+、Si4+Si4+等。它等。它們在風化過程中按溶解度的大小，分布構(gòu)成真溶液和膠體溶們在風化過程中按溶解度的大小，分布構(gòu)成真溶液和膠體溶液，被流水搬運至離母巖遠的湖海中。液，被流水搬運至離母巖遠的湖海中。母巖風化產(chǎn)物是堆積巖的主要物質(zhì)成分。它的性質(zhì)直接影響到母巖風化產(chǎn)物是堆積巖的主要物質(zhì)成分。它的性質(zhì)直接影響到堆積巖的類型。碎屑物質(zhì)是碎屑巖的主要成分，不溶殘積物堆積巖的類型。碎屑物質(zhì)是碎屑巖的主要

14、成分，不溶殘積物，特別是粘土礦物是粘土巖類的根本物質(zhì)，溶解物質(zhì)在湖海，特別是粘土礦物是粘土巖類的根本物質(zhì)，溶解物質(zhì)在湖海中經(jīng)過化學(xué)及生物化學(xué)的堆積作用構(gòu)成各種鐵、錳、鋁、磷中經(jīng)過化學(xué)及生物化學(xué)的堆積作用構(gòu)成各種鐵、錳、鋁、磷質(zhì)巖和碳酸鹽質(zhì)巖和碳酸鹽4.4.風化產(chǎn)物的類型風化產(chǎn)物的類型沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因不同的風化產(chǎn)物，在地表不同地域具有分布規(guī)律不同的風化產(chǎn)物，在地表不同地域具有分布規(guī)律可溶物質(zhì)：移至湖泊和海盆可溶物質(zhì)：移至湖泊和海盆剩余物質(zhì)和部分碎屑顆粒：殘留在原來的巖石表層上剩余物質(zhì)和部分碎屑顆粒：殘留在原來的巖石表層上4.4.風化產(chǎn)物的類型風化產(chǎn)物的類型沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的

15、成因沉積巖的成因第四節(jié)第四節(jié) 碎屑物質(zhì)的搬運和堆碎屑物質(zhì)的搬運和堆積作用積作用沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因 1 1、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用 2 2、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用 3 3、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用 4 4、碎屑物質(zhì)在被搬運過程中的變化、碎屑物質(zhì)在被搬運過程中的變化沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因 風化作用的產(chǎn)物及其它來源的堆積物質(zhì)除了少量風化作用的產(chǎn)物及其它來源的堆積物質(zhì)除了少量殘留原地以外，大部分將進入搬運形狀向堆積盆殘留原地以外，大部分將進入搬運

16、形狀向堆積盆地轉(zhuǎn)移。地轉(zhuǎn)移。 風化產(chǎn)物類型不同，其搬運與堆積的方式也不同風化產(chǎn)物類型不同，其搬運與堆積的方式也不同 堆積物發(fā)生搬運和堆積的地質(zhì)營力搬運介質(zhì)堆積物發(fā)生搬運和堆積的地質(zhì)營力搬運介質(zhì)： 流水、風大氣、冰川、重力、生物流水、風大氣、冰川、重力、生物 介質(zhì)搬運才干減弱，無力攜帶所搬運的堆積物介質(zhì)搬運才干減弱，無力攜帶所搬運的堆積物時，發(fā)生堆積作用構(gòu)成堆積物時，發(fā)生堆積作用構(gòu)成堆積物 流水是陸上最重要的搬運介質(zhì)流水是陸上最重要的搬運介質(zhì)沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因p 碎屑物質(zhì)在流水中被搬運的情況主要取決于兩個要素碎屑物質(zhì)在流水中被搬運的情況主要取決于兩個要素p 碎屑本身的特點，如大

17、小、外形、密度等碎屑本身的特點，如大小、外形、密度等p 流水能量的大小，主要取決于流速和流量流水能量的大小，主要取決于流速和流量p 碎屑顆粒發(fā)生挪動：流水的動能碎屑顆粒發(fā)生挪動：流水的動能碎屑顆粒的重力碎屑顆粒的重力+ +顆粒間顆粒間的吸附力的吸附力p 流水作用于顆粒上的兩種力流水作用于顆粒上的兩種力p 推力：流水所能挪動碎屑顆粒大小的才干，與水流的速度推力：流水所能挪動碎屑顆粒大小的才干，與水流的速度有關(guān)有關(guān)p 負荷力：流水所能搬運物質(zhì)的總質(zhì)量，與流水的流量有關(guān)負荷力：流水所能搬運物質(zhì)的總質(zhì)量，與流水的流量有關(guān)1 1、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用沉積學(xué)沉

18、積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因搬運方式搬運方式1 1推移搬運滾動推移搬運滾動+ +騰躍騰躍推移載荷推移載荷碎屑顆粒較粗，在河底以沿底部滾動或挪動的方式前進，或以碎屑顆粒較粗，在河底以沿底部滾動或挪動的方式前進，或以騰躍的方式前進騰躍的方式前進2 2懸浮搬運懸浮搬運懸移載荷懸移載荷碎屑顆粒較細，如粉砂、粘土等密度小的碎屑，它們的重力小碎屑顆粒較細，如粉砂、粘土等密度小的碎屑，它們的重力小于介質(zhì)的浮力，不易沉到河底，而以懸浮形狀前進于介質(zhì)的浮力，不易沉到河底，而以懸浮形狀前進載荷：流體中被搬運的堆積物，也叫負載，負荷。載荷：流體中被搬運的堆積物，也叫負載，負荷。碎屑物質(zhì)在被搬運的過程中，由于水動力條

19、件的改動和碎屑粒碎屑物質(zhì)在被搬運的過程中，由于水動力條件的改動和碎屑粒度的變小，被搬運的方式也會發(fā)生改動度的變小，被搬運的方式也會發(fā)生改動1 1、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因p碎屑物質(zhì)的堆積：碎屑顆粒的沉降速度碎屑物質(zhì)的堆積：碎屑顆粒的沉降速度流速流速p堆積環(huán)境：河流的坡降變緩、支流匯入主流、河流入海堆積環(huán)境：河流的坡降變緩、支流匯入主流、河流入海地域，流速忽然變慢地域，流速忽然變慢p影響碎屑顆粒的沉降速度的要素：顆粒的大小、密度、影響碎屑顆粒的沉降速度的要素：顆粒的大小、密度、外形以及水介質(zhì)的性質(zhì)外形以及水介質(zhì)的性質(zhì)p

20、粒度粗、密度大、圓形的顆粒沉速大，反之沉速小粒度粗、密度大、圓形的顆粒沉速大，反之沉速小p碎屑顆粒的堆積作用在搬運的開場階段少，主要發(fā)生在碎屑顆粒的堆積作用在搬運的開場階段少，主要發(fā)生在搬運階段的后期搬運階段的后期沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因二、碎屑物質(zhì)的搬運和堆積作用二、碎屑物質(zhì)的搬運和堆積作用 1 1、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用 2 2、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用 3 3、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用 4 4、碎屑物質(zhì)在被搬運過程中的變化、碎屑物質(zhì)在被搬運過程中的變化沉

21、積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因 2 2、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用p 條件：干旱地域，沙漠或濱岸地域。營力：風條件：干旱地域，沙漠或濱岸地域。營力：風p 風力特點：風力特點：a.a.風力密度比水小風力密度比水小300300倍，搬運才干為水的倍，搬運才干為水的1/3001/300。p 搬運砂和粉砂為主，選擇性強。搬運砂和粉砂為主，選擇性強。p 搬運過程中表現(xiàn)物理機制，如碰撞，磨蝕等，相對來講搬運過程中表現(xiàn)物理機制，如碰撞，磨蝕等，相對來講溶解作用不明顯。溶解作用不明顯。p 搬運方式：牽引流特點，騰躍，蠕動滾動。搬運方式：牽引流特點，騰躍，蠕動滾動。p 堆積

22、物特點：分選好，磨圓好，具霜雨圓玻璃狀，堆積物特點：分選好，磨圓好，具霜雨圓玻璃狀，構(gòu)成各種外形的沙丘，具大型交錯層理，顆粒支撐，雜構(gòu)成各種外形的沙丘，具大型交錯層理，顆粒支撐，雜基少，化學(xué)膠結(jié)為主?；?，化學(xué)膠結(jié)為主。沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因二、碎屑物質(zhì)的搬運和堆積作用二、碎屑物質(zhì)的搬運和堆積作用 1 1、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和堆積作用 2 2、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在風中的搬運和堆積作用 3 3、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用 4 4、碎屑物質(zhì)在被搬運過程中的變化、碎屑物質(zhì)在被搬運過程中的變化沉積學(xué)沉積學(xué)沉積巖的成因沉積巖的成因3 3、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用、碎屑物質(zhì)在冰川中的搬運和堆積作用、冰川和浮冰、冰川和浮冰固體搬運和堆積固體搬運和堆積、才干宏大，碎屑為主、才干宏大，碎屑為主、整體搬運，混雜