外力地質(zhì)作用與沉積巖課件

課程回顧各種工程的地質(zhì)環(huán)境之——巖漿巖

2.巖漿巖的主要特征

3.巖漿巖的分類分類1.巖漿作用課程回顧各種工程的地質(zhì)環(huán)境之——巖漿巖2.巖漿巖的主要特征12一、外力地質(zhì)作用概述第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖主要內(nèi)容二、沉積巖的基本概念三、沉積巖的主要特征四、沉積巖的分類五、常見的沉積巖2一、外力地質(zhì)作用概述第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖主2面向21世紀(jì)人類生存問題

1998年4月在西班牙召開了國(guó)際第15屆沉積學(xué)大會(huì)。該次會(huì)議的主題是：隨著全球人口的快速增長(zhǎng)，伴隨自然資源需求的增加，技術(shù)快速進(jìn)步及其對(duì)星球?qū)W的沖擊，預(yù)示著一個(gè)新的地球歷史研究時(shí)期即將到來。這一時(shí)期，為第四紀(jì)后時(shí)期，將以地質(zhì)旋回的“戲劇性”變化為特征。此次會(huì)議強(qiáng)調(diào)了沉積學(xué)的重要性，以及它對(duì)這一領(lǐng)域的貢獻(xiàn)并以此為目標(biāo)。沉積學(xué)研究可以預(yù)見這種“戲劇性”的變化和結(jié)果，及其對(duì)星球氣候、侵蝕、地貌、地球生命的影響。沉積學(xué)在預(yù)測(cè)自然突變（洪水、海嘯及風(fēng)暴等），恢復(fù)不平衡的自然系統(tǒng)（河谷、海灘等），控制和預(yù)測(cè)污染，礦產(chǎn)資源勘探和擴(kuò)大，城市垃圾和有毒物質(zhì)處理，以及工程地質(zhì)方面將發(fā)揮重要的作用。面向21世紀(jì)人類生存問題3沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%

。它主要分布在地殼表層，在地表露出的三大類巖石中，它的面積占75%

，是最常見的巖石，也是工程建筑的主要場(chǎng)地。沉積巖中賦存有煤、石油、天然氣以及其它許多金屬及非金屬礦產(chǎn)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。沉積巖的形成與外力地質(zhì)作用密切相關(guān)，因此，首先必須了解外力地質(zhì)作用的一般特征。第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖“地殼表層”是指大氣圈的下層、水圈和生物圈的全部以及巖石圈的上層。它是包圍地球表面的一個(gè)圈層，沉積巖就生成在這個(gè)層圈中，所以可以把它稱為沉積巖生成圈或沉積圈。第四章1.外力地質(zhì)作用概述沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%。它主要分布在地4“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度地殼表層的溫度變化范圍不大。根據(jù)現(xiàn)代的地理學(xué)資料，地表最高溫度見于非洲中部，可達(dá)85℃；最低溫度見于俄羅斯西伯利亞北部勒拿河右岸北極圈內(nèi)的維爾霍揚(yáng)斯克，可達(dá)-70℃。因此，地表最大溫差達(dá)150～160℃左右。2．壓力海平面的壓力為0.1Mpa，山區(qū)不到0.1MPa。如果按水深每增加10m，壓力增加0.1MPa計(jì)算，則200m水深的淺海海底壓力約為2MPa，最深海海底的壓力約為100MPa以上。一般說來，絕大部分沉積巖形成的壓力在0.1－2MPa的范圍內(nèi)。第四章1.外力地質(zhì)作用概述“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度2．壓力第四章5水和大氣是母巖風(fēng)化的主要營(yíng)力，也是母巖風(fēng)化產(chǎn)物以及火山物質(zhì)等搬運(yùn)的主要介質(zhì)。絕大多數(shù)沉積巖都是在水體中沉積的，所以有些人把沉積巖稱作“水成巖”。其實(shí)水成巖只是沉積巖的一部分，還有主要由風(fēng)的作用形成的“風(fēng)成巖”、主要由冰川作用形成的“冰磧巖”以及由火山作用形成的“火山碎屑巖”。相反，這種地表?xiàng)l件下的水和大氣作用，在巖漿巖和變質(zhì)巖的形成過程中，則是不重要的。第四章1.外力地質(zhì)作用概述3.水和大氣的作用水和大氣是母巖風(fēng)化的主要營(yíng)力，也是母巖風(fēng)化產(chǎn)物以及火64.生物作用和生物化學(xué)作用生物作用和生物化學(xué)作用也是沉積巖形成的重要因素。有的沉積巖，如生物礁石灰?guī)r、硅藻巖和煤等，主要是由生物遺體形成的，此即所謂的“生物巖”。還有一些沉積巖，是在生物作用的影響下或參與下，通過生物化學(xué)作用形成的，這類沉積巖統(tǒng)稱為“生物化學(xué)巖”。第四章1.外力地質(zhì)作用概述4.生物作用和生物化學(xué)作用第四章7第一節(jié)外力地質(zhì)作用概述一、引起外力地質(zhì)作用的因素 （一）大氣大氣包圍著固體地球，形成地球最外一個(gè)層圈，稱為大氣圈。大氣圈下部的組成物質(zhì)就是空氣?？諝獾拿芏入S著高度增加而減少，故高空缺氧?？諝膺€能夠滲透到地下數(shù)十公里深的巖石中。第四章1.外力地質(zhì)作用概述1.對(duì)流層：位于大氣圈最下部。頂面離地面高度達(dá)8-18km，在赤道地區(qū)高，在極地低。溫度由下而上逐漸降低，每升高1km溫度約降6.50C，其頂面溫度約為-550C；2.平流層：對(duì)流層之上是平流層，其頂面離地面高度達(dá)55km。大氣的循環(huán)影響不到平流層，平流層內(nèi)溫度隨高度增高而升高，到50km達(dá)最大值。平流層上部有一臭氧層存在。第一節(jié)外力地質(zhì)作用概述一、引起外力地質(zhì)作用的因素 （83.大氣圈的地質(zhì)意義（1）大氣中的成分是許多地質(zhì)作用得以發(fā)生的物質(zhì)因素。氧是氧化作用發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)是生命存在的條件。二氧化碳是植物制造有機(jī)質(zhì)的物質(zhì)來源，它直接參與了生物成巖的過程。氧與二氧化碳在水中的濃度影響著海水中沉積物的性質(zhì)和特征。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（2）大氣是生命的保護(hù)層。大氣圈中的臭氧吸收了絕大部分紫外線，大大減低了透入地面的紫外線含量，保護(hù)了地面生物免受傷害。3.大氣圈的地質(zhì)意義第四章9（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽(yáng)能通過大氣進(jìn)入地面時(shí)，約有1/3

的能量消耗于大氣的擴(kuò)散和云層的反射而直接返回太空，其余的能量通過大氣吸收后再傳導(dǎo)給地面使地面增溫，因而地表白晝的溫度不致過高；同時(shí)，大氣中的二氧化碳含量盡管很低，但能夠“捕獲”從地面輻射出來的一部分熱能，使地面在夜晚也不致過冷，發(fā)揮溫室效應(yīng)的作用。（4）風(fēng)的作用。風(fēng)是熱和水蒸氣的主要傳送者，它影響氣候；此外，風(fēng)也是塑造地面形態(tài)和搬運(yùn)物質(zhì)的動(dòng)力，它飛沙走石、破壞巖石、搬運(yùn)塵土、形成沙漠；它推動(dòng)海水運(yùn)動(dòng)、形成波浪和洋流、影響著海水地質(zhì)作用的進(jìn)程。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽(yáng)能通過大10（二）水大量的水以液體和固體狀態(tài)存在。海水是地表水的主體，占地球水體總量的97.3%。大陸上的水存在于河流、湖泊、土壤和巖石空隙以及高山和寒冷地區(qū)的冰雪中，約占水體總量的2.7%。地表水體圍繞地球表層構(gòu)成連續(xù)的層圈-水圈。（1）水圈中的各部分水體是相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的。地表水通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣圈，大氣圈中的水蒸氣又凝結(jié)成雨雪再降到陸地和海洋。降落到地表的水一部分再蒸發(fā)變成水蒸氣，一部分轉(zhuǎn)入地下形成地下水，其余注入地表水系，最后匯入海洋。（2）水是一種溶劑。地表水中往往含有酸類成分（如水中多少都溶有CO2），能溶解礦物和巖石；水還能促進(jìn)各種化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)的水體以其動(dòng)能破壞巖石，并將破壞的產(chǎn)物搬運(yùn)到一定的場(chǎng)所進(jìn)行堆積。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（二）水大量的水以液體和固體狀態(tài)存在。海水是地表水的11（3）水是構(gòu)成生命的物質(zhì)。沒有水就不會(huì)有生命，只有當(dāng)?shù)厍蛴辛擞坞x水以后才有生物的形成。同時(shí)，水在地表的循環(huán)影響著生物界的面貌，從而制約著生物的地質(zhì)作用。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（三）生物生物廣泛分布于大陸和海洋，在地球表面構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的層圈-生物圈。生物圈有相當(dāng)?shù)暮穸龋⑸锏幕顒?dòng)范圍從大氣圈的下部到地下3-4km深處。但是對(duì)地質(zhì)作用有重要意義的則是位于地面上（包括海水及海底表層）的動(dòng)植物與微生物。（3）水是構(gòu)成生命的物質(zhì)。沒有水就不會(huì)有生命，只有當(dāng)?shù)厍蛴辛?21．生物有機(jī)體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素占98.5%外，還有Ca、N、K、Si、P、S、Na、Mg、Fe、Cl以及其它許多微量元素。第四章1.外力地質(zhì)作用概述3.生物的生命活動(dòng)對(duì)巖石起著破壞作用。如微生物和細(xì)菌分泌的有機(jī)酸可以促使巖石中的礦物分解，巖石裂縫中植物根莖生長(zhǎng)能促使巖石崩解。2．生物是形成煤、石油、天然氣及部分石灰?guī)r、硅質(zhì)巖、磷塊巖等礦產(chǎn)和巖石的物質(zhì)。1．生物有機(jī)體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素13二、引起外力地質(zhì)作用的能源1．太陽(yáng)熱能是地球外部能量的來源。它能使地表溫暖，并引起大氣的循環(huán)、水的運(yùn)動(dòng)、生命的活動(dòng)，從而引起各種外力地質(zhì)作用的發(fā)生。2．重力能來源于地球的引力?？諝?、水和生物的存在及其運(yùn)動(dòng)都離不開重力。在重力的支配下才有風(fēng)、流水、冰川、湖水及海水的運(yùn)動(dòng)，才有物質(zhì)從空中降落和從水中沉淀，才有山崩、地滑，才有生物界的正常生長(zhǎng)和演化。3．日月引力能來源與太陽(yáng)與月球?qū)Φ厍虻囊?，它是產(chǎn)生海水潮汐現(xiàn)象的原因。潮汐具有強(qiáng)大的動(dòng)能，對(duì)海岸地貌的塑造、物質(zhì)的搬運(yùn)與沉積等有重要作用。第四章1.外力地質(zhì)作用概述二、引起外力地質(zhì)作用的能源1．太陽(yáng)熱能是地球外部能量的來源。14三、外力地質(zhì)作用的類型1．風(fēng)化作用：在外因作用下，巖石發(fā)生機(jī)械崩解或化學(xué)分解，變?yōu)樗缮⒌乃樾技巴寥赖倪^程。2．剝蝕作用：在外因作用下，巖石因機(jī)械作用或化學(xué)作用而被剝蝕。如河岸的巖石被流水沖刷，導(dǎo)致河岸后退。不同外力引起的剝蝕作用具有不同的特點(diǎn)。3．搬運(yùn)作用：風(fēng)化、剝蝕的產(chǎn)物被搬運(yùn)到它處的過程。搬運(yùn)方式有多種，主要是：機(jī)械方式搬運(yùn)；化學(xué)溶解方式的溶液搬運(yùn)；生物吸取介質(zhì)中的化學(xué)元素營(yíng)養(yǎng)自己，建造骨骼，死亡后在一定地方堆積下來，也起著搬運(yùn)作用。4．沉積作用：搬運(yùn)的物質(zhì)在條件適宜的地方沉積的過程。5．固結(jié)成巖作用：松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬巖石的過程。第四章1.外力地質(zhì)作用概述三、外力地質(zhì)作用的類型1．風(fēng)化作用：在外因作用下，巖石發(fā)生機(jī)15第二節(jié)成巖作用的類型第四章2.外力作用類型成巖作用——自然界的各種松散沉積物變?yōu)閳?jiān)固巖石的作用。影響成巖作用的因素主要有：2.外因：壓力、溫度、水和水溶液中的物質(zhì)以及微生物和有機(jī)物。

成巖作用主要有：

壓固脫水作用、膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用、微生物及有機(jī)質(zhì)的作用。1.內(nèi)因：沉積物的原始成分和結(jié)構(gòu)。第二節(jié)成巖作用的類型第四章16一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，使松散沉積物緊密結(jié)合失去水分的作用。壓固脫水作用的強(qiáng)度與壓力大小及作用時(shí)間的長(zhǎng)短成正比，?？尚纬赡承┨卣餍援a(chǎn)物：1.形成新的礦物：蛋白質(zhì)玉髓，石膏硬石膏。2.在泥質(zhì)沉積物中產(chǎn)生頁(yè)理構(gòu)造，在碳酸鹽沉積物中形成縫合線。3.形成礦物晶體假象，如石鹽假晶。壓固脫水作用是泥質(zhì)沉積物成巖過程中的主要作用。a-壓固作用第四章2.沉積巖類型一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，17二、膠結(jié)作用是指膠結(jié)物質(zhì)把碎屑沉積物粘結(jié)起來變?yōu)閳?jiān)固巖石的作用。常見的膠結(jié)作用主要是碎屑沉積物的成巖作用。三、重結(jié)晶作用是指沉積物中的礦物成分因壓溶和固體擴(kuò)散等作用，使物質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)重新排列組合的作用。能夠使小的顆粒變成大的晶粒，也可使非晶質(zhì)沉積物變?yōu)榫з|(zhì)體。如：第四章2.沉積巖類型二、膠結(jié)作用是指膠結(jié)物質(zhì)把碎屑沉積物粘結(jié)起來變?yōu)閳?jiān)18蛋白石（非晶質(zhì)）玉髓（隱晶質(zhì)）石英（顯晶質(zhì)）

在碳酸鹽沉積物中，重結(jié)晶作用最為普遍。四、微生物及有機(jī)質(zhì)的作用原生沉積物中一般含有大量的微生物，有喜氧的、有厭氧的，因而常改變?nèi)芤旱乃釅A度和氧化-還原環(huán)境，使溶液中某些物質(zhì)沉淀或結(jié)晶形成巖石。第四章2.沉積巖類型圧固脫水重結(jié)晶蛋白石（非晶質(zhì)）玉髓（隱晶質(zhì)）石英（顯晶質(zhì)）在碳酸19沉積作用過程示意圖沉積作用過程示意圖20石油、天然氣、煤、油頁(yè)巖等可燃有機(jī)礦產(chǎn)以及鹽類礦產(chǎn)，幾乎全部是沉積成因的。鐵礦的90％、鉛鋅礦的40％－50％、銅礦的25％－30％、錳礦和鋁礦的絕大部分以及其他許多金屬和非金屬礦產(chǎn)，也都是沉積或沉積變質(zhì)成因的。第四章3.沉積巖的主要特征地球物理和深井鉆探證實(shí)：現(xiàn)代和古代沉積物大量沉積的場(chǎng)所為大陸邊緣和大陸內(nèi)部的拗陷帶，在這些地方可以形成巨厚的沉積巖層。在沉積巖中蘊(yùn)藏著大量礦產(chǎn)。根據(jù)第19屆國(guó)際地質(zhì)學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)資料，世界資源總儲(chǔ)量的75％-85％是沉積和沉積變質(zhì)成因的。石油、天然氣、煤、油頁(yè)巖等可燃有機(jī)礦產(chǎn)以及鹽類礦產(chǎn)，21第三節(jié)沉積巖的主要特征

沉積巖在地殼表層分布甚廣，陸地面積的大約四分之三被沉積物（巖）所覆蓋著，而海底的面積幾乎全部被沉積物（巖）所覆蓋。但從體積而言，沉積巖約占巖石圈體積的5％，而巖漿巖及變質(zhì)巖約占95％。由此可知，沉積巖主要分布在巖石圈的上部和表層部分。至于沉積巖在地殼表層的具體厚度，則變化很大，有的地方可達(dá)幾十公里，如高加索地區(qū)，僅中生代和新生代的厚度就達(dá)20～30km；但有的地方則很薄，甚至沒有沉積巖的分布，直接出露著巖漿巖和變質(zhì)巖。

第四章3.沉積巖的主要特征一、沉積巖的分布第三節(jié)沉積巖的主要特征沉積巖在地殼表層分布甚廣22二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、成巖等外力地質(zhì)作用所形成的層狀巖石。占地殼巖石總體積的7.9%。（一）沉積巖中的礦物組成沉積巖的常見礦物有石英、白云母、粘土礦物、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤鐵礦、褐鐵礦、玉髓、蛋白石等。其中方解石、白云石、粘土礦物、石膏、硬石膏等是沉積巖的特有礦物。巖漿巖中常見的橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、中性及基性斜長(zhǎng)石在沉積巖中很少出現(xiàn)，第四章3.沉積巖的主要特征二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖231.礦物成分特征在沉積巖中已知的礦物達(dá)160種以上，但是組成巖石的99%以上的礦物只有20余種，而在一種巖石中常見的主要（造巖）礦物不過1-3種，通常不超過5-6種。沉積巖的礦物組分與巖漿巖不同，它有自己的特點(diǎn)。沉積巖的礦物組分可分為三類：

(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很稀少的礦物，如橄欖石、普通角閃石、普通輝石等鐵鎂礦物。這些礦物是在高溫高壓下由巖漿作用形成的，而轉(zhuǎn)入地表的常溫常壓條件下則不穩(wěn)定。在風(fēng)化作用階段被大量地風(fēng)化分解，能保存下來的是很少的，僅在個(gè)別的情況下能以含量很少的重礦物的形式保存下來。第四章3.沉積巖的主要特征1.礦物成分特征(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很24(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石及石英。這些礦物是在巖漿作用的晚期形成的，因而在地表環(huán)境中就比較穩(wěn)定，在沉積巖中的含量也就比較高。其中以石英最為穩(wěn)定，含量也最多，其在沉積巖中的相對(duì)含量甚至超過了巖漿巖。長(zhǎng)石系列中比較穩(wěn)定的是鉀長(zhǎng)石和酸性斜長(zhǎng)石，而基性斜長(zhǎng)石和中性斜長(zhǎng)石是巖漿早期和中期形成的，它們?cè)诘乇項(xiàng)l件下不穩(wěn)定或比較不穩(wěn)定，在沉積巖中很少見，因此在沉積巖中的長(zhǎng)石含量比起巖漿巖來要少得多。第四章3.沉積巖的主要特征(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)25(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化物和氫氧化物、粘土礦物、碳酸鹽礦物等。其中一部分是在石化作用的過程在形成的。它們又稱為自生礦物。這部分也是沉積巖的主要礦物組成之一，是在地表的常溫、常壓并富含O2、CO2、H2O的條件下生成的。在巖漿巖中這類礦物極少或缺乏。第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖和巖漿巖在礦物構(gòu)成成分上既存在有繼承性，又有差異性。繼承性反映了兩者的歷史淵源，巖漿巖的風(fēng)化產(chǎn)物是沉積巖的主要來源；明顯的差異，主要由于兩者生成條件的不同所決定的，這種差異性突出地反映了沉積巖形成于地表?xiàng)l件這一特點(diǎn)。(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化262.化學(xué)成分的特點(diǎn)在化學(xué)成分上，沉積巖同巖漿巖仍然有很大的差別。（1）Fe2O3和FeO的對(duì)比關(guān)系，在沉積巖和巖漿巖中鐵的總量是大體相同的，但在沉積巖中多半是Fe2O3，而在巖漿巖中FeO則略高于Fe2O3。這是因?yàn)閹r漿巖是在深處缺乏自由氧的條件下生成的，所以氧化亞鐵多于氧化鐵。相反，沉積巖則是在有充分的自由氧的條件下形成的。當(dāng)巖漿巖出露于地表經(jīng)受風(fēng)化作用時(shí)，受到了強(qiáng)烈的氧化作用，將低價(jià)氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)氧化物。第四章3.沉積巖的主要特征(2)沉積巖中堿金屬和堿土金屬的含量遠(yuǎn)低于巖漿巖，尤其是Na的含量。2.化學(xué)成分的特點(diǎn)第四章27①在K2O和Na2O的含量對(duì)比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在巖漿巖則恰好相反。這是由于在沉積物的形成帶，含鉀的礦物如白云母、絹云母等都是相當(dāng)穩(wěn)定的礦物，它們不易風(fēng)化分解。此外當(dāng)巖漿巖風(fēng)化后所生成的一些膠體分散礦物（如部分粘土礦物）還能吸附一些鉀，并一同沉積下來，所以鉀的含量在沉積巖中就比較高，鈉則不同，當(dāng)巖漿巖風(fēng)化以后，它常常形成易溶于水的鈉的氯化物、硫酸鹽等可溶鹽類，而大量集中于海水之中。因此，在由巖漿巖破壞后所產(chǎn)生的沉積物中，Na2O的含量相對(duì)減少，而K2O的含量則相對(duì)增高。②在巖漿巖中Al2O3<Na2O+K2O+CaO，而在沉積巖中Al2O3>Na2O+K2O+CaO。③在沉積巖中CaO含量高于巖漿巖中的含量，與生物-生物化學(xué)作用對(duì)CaO的固定有關(guān)。第四章3.沉積巖的主要特征①在K2O和Na2O的含量對(duì)比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在28現(xiàn)有的沉積巖化學(xué)成分資料都沒有考慮有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)在地分布很廣，而且從地球發(fā)展的一定階段產(chǎn)生生物以來，有機(jī)質(zhì)的總量是在不斷地增加，據(jù)維爾納德斯基估計(jì)，有機(jī)質(zhì)總量約占地殼總量的0.1%（地殼按16km厚度計(jì)算）或0.001%（地殼按20km厚度計(jì)算）。第四章3.沉積巖的主要特征④而其它堿金屬、堿土金屬含量在沉積巖中少于巖漿巖中，因?yàn)樗鼈円子谌芙狻?3)由于沉積巖是形成于富含H2O、CO2、O2的地表環(huán)境里，所以沉積巖就特別富含H2O、CO2，尤其是CO2較多，而它們?cè)趲r漿巖中則幾乎是沒有的。(4)沉積巖的生成往往會(huì)導(dǎo)致游離的SiO2，呈石英、玉髓、蛋白石以及其它低溫變種的形式聚集起來，而巖漿巖中的SiO2則呈石英及其它高溫度變種產(chǎn)出?，F(xiàn)有的沉積巖化學(xué)成分資料都沒有考慮有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)在地29第四章3.沉積巖的主要特征大量有機(jī)質(zhì)的存在是沉積巖與巖漿巖最重要區(qū)別之一。有機(jī)質(zhì)具有特殊的化學(xué)性質(zhì)，往往富集有各種元素，已知達(dá)60種以上，而且富集元素的能力是驚人的。例如，海生植物中的元素量可達(dá)海水的數(shù)萬倍。某些有機(jī)質(zhì)則是個(gè)別元素的強(qiáng)集中體，如鈣質(zhì)生物殼中的Ca和C，硅藻中的Si，磷質(zhì)生物殼中的P等。如果在沉積巖的平均化學(xué)成分中將有機(jī)質(zhì)考慮進(jìn)去，就更能如實(shí)地反映出沉積巖的成分特點(diǎn)。第四章30沉積巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)與巖漿巖的不同。沉積巖的結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)取決于巖石的形成作用。例如，由母巖機(jī)械破碎作用的產(chǎn)物所形成的巖石具有“碎屑結(jié)構(gòu)”；由機(jī)械懸浮沉積作用或者膠體凝聚作用所形成的巖石具有“泥狀結(jié)構(gòu)”；機(jī)械作用形成內(nèi)源巖則具有“粒屑結(jié)構(gòu)”；由化學(xué)或生物化學(xué)作用形成的巖石具有“結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)”；由生物作用形成的巖石則為“生物結(jié)構(gòu)”；由火山噴發(fā)作用形成的碎屑再經(jīng)沉積作用所組成的巖石則有“火山碎屑結(jié)構(gòu)”。其中“碎屑結(jié)構(gòu)”、“生物結(jié)構(gòu)”與“粒屑結(jié)構(gòu)”都是沉積巖所特有的，化學(xué)與生物化學(xué)成因巖石的“晶粒結(jié)構(gòu)”雖與巖漿巖的結(jié)構(gòu)相似，但它們各自形成的熱力學(xué)條件卻迥然不同。三、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的特點(diǎn)第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)與巖漿巖的不同。三、結(jié)構(gòu)和構(gòu)31（一）沉積巖的結(jié)構(gòu)不同類型的沉積巖由于物質(zhì)來源不同，形成的作用和方式不同，所以具有不同的結(jié)構(gòu)類型：陸源碎屑巖碎屑結(jié)構(gòu)火山碎屑巖火山碎屑結(jié)構(gòu)粘土巖泥質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)巖（生物化學(xué)巖）結(jié)晶結(jié)構(gòu)第四章3.沉積巖的特征（一）沉積巖的結(jié)構(gòu)不同類型的沉積巖由于物質(zhì)來源不同，32外力地質(zhì)作用與沉積巖課件33外力地質(zhì)作用與沉積巖課件34生痕化石生痕化石35沉積巖的結(jié)構(gòu)是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結(jié)特性。主要有以下幾種結(jié)構(gòu)：（1）碎屑結(jié)構(gòu)碎屑結(jié)構(gòu)是由50%以上的直徑大于0.005mm的碎屑物質(zhì)被膠結(jié)物膠結(jié)而成的一種結(jié)構(gòu)。按照巖石中主要碎屑物質(zhì)顆粒的大小，可分：①礫狀結(jié)構(gòu)：粒徑大于2mm，外形被磨圓呈球狀、橢球狀的礫石經(jīng)膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)。由未經(jīng)磨圓的、棱角狀顆粒膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)稱為角粒狀結(jié)構(gòu)。②砂狀結(jié)構(gòu)：粒徑介于2～0.005mm的顆粒（稱為砂粒）經(jīng)膠結(jié)而成的一種結(jié)構(gòu)。第四章3.沉積巖的特征沉積巖的結(jié)構(gòu)是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結(jié)特36（2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)是由50%以上的粒徑小于0.005mm的細(xì)小碎屑和粘土礦物組成的結(jié)構(gòu)。質(zhì)的較均一、致密而且性軟，也稱“粘土結(jié)構(gòu)”。第四章3.沉積巖的特征（3）結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)是由化學(xué)沉積物質(zhì)的結(jié)晶顆粒組成的巖石結(jié)構(gòu)稱為結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)。按晶粒大小，可分為：①粗粒結(jié)構(gòu)﹥2mm。②中粒結(jié)構(gòu)2-0.5mm。③細(xì)粒結(jié)構(gòu)0.5-0.01mm。④隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)﹤0.01mm具有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的沉積巖比具有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的火成巖的堅(jiān)硬程度較低，抗溶蝕性較差。（4）生物結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)是由30%以上的生物殘骸碎片組成的巖石結(jié)構(gòu)，如生物碎屑結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu)等。（2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)第四章37沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖形成時(shí)所生成的巖石的各個(gè)組成部分的空間分布和排列形式。主要有層理構(gòu)造。此外，沉積層面上的波痕、泥裂、雨痕-層面構(gòu)造，以及巖石中的化石、結(jié)核等，也是沉積巖的重要構(gòu)造和鑒定特征。第四章3.沉積巖的主要特征（二）沉積巖的構(gòu)造1、層理層理是指巖石沿垂直方向變化所產(chǎn)生的成層現(xiàn)象。它通過巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)及顏色的突變或漸變而顯現(xiàn)，是沉積巖區(qū)別于其它巖石的重要標(biāo)志。由于沉積環(huán)境的差異，層理可具有各種不同的形態(tài)。沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖形成時(shí)所生成的巖石的各個(gè)組成部38水平層理斜層理交錯(cuò)層理第四章3.沉積巖的主要特征①在平靜或流動(dòng)微弱的湖海中，可形成水平層理。②河底砂層在流水作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，形成向同一方向傾斜的斜層理。③在水流方向多變的沉積條件下，可形成向不同方向傾斜的交錯(cuò)層理。水平層理斜層理交錯(cuò)層理第四章39交交錯(cuò)理是在兩個(gè)水平層面間夾有一組傾斜的層理。在沉積時(shí)，傾斜的層理與其上方的層面成較大的交角、而與下方層面交角較小。交錯(cuò)層理交交錯(cuò)理是在兩個(gè)水平層面間夾有一組傾斜的層理。交錯(cuò)層理40a.水平層理——由一系列與層面平行的細(xì)層組成的層理。一般形成于平靜的或微弱流動(dòng)的水環(huán)境中。b.斜層理——由一系列與層面斜交的細(xì)層組成的層理。一般是在單向水流（或風(fēng)）的作用下形成的，常見于河床沉積物中。c.交錯(cuò)層理——有些斜層理與原先生成的斜層理呈一定角度相交，相互交錯(cuò)而形成的。d.遞變層理——同一層內(nèi)碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細(xì)。第四章3.沉積巖的主要特征a.水平層理——由一系列與層面平行的細(xì)層組成的層理。一般形成41外力地質(zhì)作用與沉積巖課件42第四章3.沉積巖的主要特征2、巖層指在水平方向巖石成分、顏色、結(jié)構(gòu)上基本均一的沉積巖組合。巖層按單層厚度分為：塊層>1m、厚層1-0.5m、中厚層0.5-0.1m、薄層<0.1m。厚度從薄如紙到1米以上，是沉積巖的基本單位；相鄰兩個(gè)層的接觸面叫層面。第四章43

3、層面構(gòu)造

2、泥裂——是未固結(jié)的沉積物露出水面干涸時(shí)，經(jīng)脫水收縮干裂而形成的裂縫。3、結(jié)核——指在成分、顏色、結(jié)構(gòu)等方面與周圍沉積巖具有明顯區(qū)別的礦物集合體。有球形、腎形、透明狀以及不規(guī)則狀等。1、波痕——在尚未固結(jié)的沉積層面上，由于流水、風(fēng)或波浪的作用形成的波狀起伏的表面，經(jīng)成巖作用后被保存下來。波痕經(jīng)常保存在砂巖、粉砂巖的層面上，在泥灰?guī)r和薄層灰?guī)r中也可以看到。第四章3.沉積巖的特征3、層面構(gòu)造2、泥裂——是未固結(jié)的沉積物露出水面干涸時(shí)，44第四章3.沉積巖的特征波痕泥裂印模第四章45四、孔隙性由于沉積巖是在地表或接近地表壓力條件下形成的，因而沉積巖都是富于孔隙性，而結(jié)晶巖一般是孔隙性很差的。第四章3.沉積巖的主要特征4、化石——是在自然作用下，保存在沉積巖中的古代生物遺體、遺骸及遺跡、遺物的總稱。四、孔隙性第四章46陸源碎屑巖（按粒度分）火山碎屑巖（按粒度分）泥質(zhì)巖類（按固結(jié)程度分）碳酸鹽巖（按成分分）其它沉積巖礫巖>2mm

粗砂2-0.5mm砂巖中砂0.5-0.25mm

細(xì)砂0.25-0.05mm粉砂巖0.05-0.005mm集塊巖>64mm火山角礫巖64-2mm凝灰?guī)r<2mm

粘土泥巖頁(yè)巖

石灰?guī)r白云巖泥質(zhì)巖介殼灰?guī)r鋁質(zhì)巖鐵質(zhì)巖錳質(zhì)巖硅質(zhì)巖磷質(zhì)巖蒸發(fā)巖可燃有機(jī)巖（一）沉積巖的分類之一五、沉積巖的分類及常見巖石第四章3.沉積巖的主要特征礫巖>2mm 集塊巖>64mm鋁質(zhì)巖（一47沉積巖分類簡(jiǎn)表第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖分類簡(jiǎn)表第四章48

沉積巖的分類方案很多。根據(jù)沉積巖的形成作用（馮增昭，1982，1992）劃分以下大類和基本類型:1）主要由母巖風(fēng)化產(chǎn)物組成的沉積巖；

2）主要由火山碎屑物質(zhì)和深部鹵水組成的沉積巖；

3）主要由生物遺體組成的沉積巖；

4）主要由宇宙物質(zhì)來源組成的沉積巖。第四章3.沉積巖的主要特征

主要由母巖風(fēng)化產(chǎn)物組成的沉積巖是最主要的類型，它還可以根據(jù)母巖風(fēng)化產(chǎn)物的類型（碎屑物質(zhì)及溶解物質(zhì)）及其搬運(yùn)沉積作用的不同（機(jī)械的和化學(xué)的）再劃分為兩類：碎屑巖和化學(xué)巖及生物化學(xué)巖。碎屑巖還可以根據(jù)其主要的結(jié)構(gòu)特征（即粒度），再進(jìn)一步劃分為礫巖、砂巖、粉砂巖和粘土巖。化學(xué)巖及生物化學(xué)巖還可以根據(jù)其主要成分特征，再進(jìn)一步劃分為碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物巖、硅巖及其他化學(xué)巖。沉積巖的分類方案很多。根據(jù)沉積巖的形成作用（馮增昭，49第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖的分類之二第四章50（二）常見巖石⑤石灰?guī)r①礫巖②砂巖③粉砂巖④頁(yè)巖⑥白云巖碎屑中>2mm的礫石含量在50%以上的巖石礫石成分有的單一有的復(fù)雜。碎屑中2－0.05mm的砂粒含量在50%以上的巖石,礦物成份以石英、長(zhǎng)石、巖屑為主。碎屑中0.05-0.005mm的砂粒含量在50%以上的巖石,礦物成份以石英為主、長(zhǎng)石次之、巖屑少見。具頁(yè)狀層理的水云母粘土巖，其它混入物較多，如硅質(zhì)、鐵質(zhì)等常稱為硅質(zhì)頁(yè)巖、鐵質(zhì)頁(yè)巖。由微晶、亮晶、泥晶方解石組成。常呈灰白色灰黑色。遇稀鹽酸強(qiáng)烈起泡。由白云石組成?；野咨⒒疑?。遇稀鹽酸不起泡或微起泡。第四章3.沉積巖的主要特征（二）常見巖石⑤石灰?guī)r①礫巖②砂巖③粉砂巖④頁(yè)巖⑥白云巖51巖漿巖漿巖冷卻凝固沉積巖變質(zhì)巖外力作用外力作用重熔再生變質(zhì)作用變質(zhì)作用地殼的物質(zhì)循環(huán)巖石的轉(zhuǎn)化第四章3.沉積巖的主要特征巖漿巖漿巖冷卻凝固沉積巖變質(zhì)巖外力作用外力作用重熔再生變質(zhì)作52

本章學(xué)習(xí)要求

初步了解外力作用與沉積巖的關(guān)系，掌握成巖作用、沉積巖的概念；掌握沉積巖的主要特征和常見的沉積巖。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)

重點(diǎn)是成巖作用的基本特征和影響因素；沉積巖的成因、成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及常見巖石。難點(diǎn)是引起外力作用的因素本章學(xué)習(xí)要53

作業(yè)及思考題4、何謂碎屑巖？它有哪些基本類型？各有何特點(diǎn)？5、沉積巖有哪些常見的原生構(gòu)造？各有何地質(zhì)意義？1、外力作用的三因素是什么？如何理解其作用和意義？2、沉積巖形成的五個(gè)階段包括哪些基本內(nèi)容？3、組成沉積巖常見礦物有哪些？其中哪些是沉積巖特有的？6、如何區(qū)分碎屑、基質(zhì)、膠結(jié)物？常見的膠結(jié)物的成分有哪些？作業(yè)54課程回顧各種工程的地質(zhì)環(huán)境之——巖漿巖

2.巖漿巖的主要特征

3.巖漿巖的分類分類1.巖漿作用課程回顧各種工程的地質(zhì)環(huán)境之——巖漿巖2.巖漿巖的主要特征5556一、外力地質(zhì)作用概述第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖主要內(nèi)容二、沉積巖的基本概念三、沉積巖的主要特征四、沉積巖的分類五、常見的沉積巖2一、外力地質(zhì)作用概述第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖主56面向21世紀(jì)人類生存問題

1998年4月在西班牙召開了國(guó)際第15屆沉積學(xué)大會(huì)。該次會(huì)議的主題是：隨著全球人口的快速增長(zhǎng)，伴隨自然資源需求的增加，技術(shù)快速進(jìn)步及其對(duì)星球?qū)W的沖擊，預(yù)示著一個(gè)新的地球歷史研究時(shí)期即將到來。這一時(shí)期，為第四紀(jì)后時(shí)期，將以地質(zhì)旋回的“戲劇性”變化為特征。此次會(huì)議強(qiáng)調(diào)了沉積學(xué)的重要性，以及它對(duì)這一領(lǐng)域的貢獻(xiàn)并以此為目標(biāo)。沉積學(xué)研究可以預(yù)見這種“戲劇性”的變化和結(jié)果，及其對(duì)星球氣候、侵蝕、地貌、地球生命的影響。沉積學(xué)在預(yù)測(cè)自然突變（洪水、海嘯及風(fēng)暴等），恢復(fù)不平衡的自然系統(tǒng)（河谷、海灘等），控制和預(yù)測(cè)污染，礦產(chǎn)資源勘探和擴(kuò)大，城市垃圾和有毒物質(zhì)處理，以及工程地質(zhì)方面將發(fā)揮重要的作用。面向21世紀(jì)人類生存問題57沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%

。它主要分布在地殼表層，在地表露出的三大類巖石中，它的面積占75%

，是最常見的巖石，也是工程建筑的主要場(chǎng)地。沉積巖中賦存有煤、石油、天然氣以及其它許多金屬及非金屬礦產(chǎn)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。沉積巖的形成與外力地質(zhì)作用密切相關(guān)，因此，首先必須了解外力地質(zhì)作用的一般特征。第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖“地殼表層”是指大氣圈的下層、水圈和生物圈的全部以及巖石圈的上層。它是包圍地球表面的一個(gè)圈層，沉積巖就生成在這個(gè)層圈中，所以可以把它稱為沉積巖生成圈或沉積圈。第四章1.外力地質(zhì)作用概述沉積巖占地殼巖石總體積的7.9%。它主要分布在地58“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度地殼表層的溫度變化范圍不大。根據(jù)現(xiàn)代的地理學(xué)資料，地表最高溫度見于非洲中部，可達(dá)85℃；最低溫度見于俄羅斯西伯利亞北部勒拿河右岸北極圈內(nèi)的維爾霍揚(yáng)斯克，可達(dá)-70℃。因此，地表最大溫差達(dá)150～160℃左右。2．壓力海平面的壓力為0.1Mpa，山區(qū)不到0.1MPa。如果按水深每增加10m，壓力增加0.1MPa計(jì)算，則200m水深的淺海海底壓力約為2MPa，最深海海底的壓力約為100MPa以上。一般說來，絕大部分沉積巖形成的壓力在0.1－2MPa的范圍內(nèi)。第四章1.外力地質(zhì)作用概述“地殼表層條件”的特征如下：1．溫度2．壓力第四章59水和大氣是母巖風(fēng)化的主要營(yíng)力，也是母巖風(fēng)化產(chǎn)物以及火山物質(zhì)等搬運(yùn)的主要介質(zhì)。絕大多數(shù)沉積巖都是在水體中沉積的，所以有些人把沉積巖稱作“水成巖”。其實(shí)水成巖只是沉積巖的一部分，還有主要由風(fēng)的作用形成的“風(fēng)成巖”、主要由冰川作用形成的“冰磧巖”以及由火山作用形成的“火山碎屑巖”。相反，這種地表?xiàng)l件下的水和大氣作用，在巖漿巖和變質(zhì)巖的形成過程中，則是不重要的。第四章1.外力地質(zhì)作用概述3.水和大氣的作用水和大氣是母巖風(fēng)化的主要營(yíng)力，也是母巖風(fēng)化產(chǎn)物以及火604.生物作用和生物化學(xué)作用生物作用和生物化學(xué)作用也是沉積巖形成的重要因素。有的沉積巖，如生物礁石灰?guī)r、硅藻巖和煤等，主要是由生物遺體形成的，此即所謂的“生物巖”。還有一些沉積巖，是在生物作用的影響下或參與下，通過生物化學(xué)作用形成的，這類沉積巖統(tǒng)稱為“生物化學(xué)巖”。第四章1.外力地質(zhì)作用概述4.生物作用和生物化學(xué)作用第四章61第一節(jié)外力地質(zhì)作用概述一、引起外力地質(zhì)作用的因素 （一）大氣大氣包圍著固體地球，形成地球最外一個(gè)層圈，稱為大氣圈。大氣圈下部的組成物質(zhì)就是空氣?？諝獾拿芏入S著高度增加而減少，故高空缺氧。空氣還能夠滲透到地下數(shù)十公里深的巖石中。第四章1.外力地質(zhì)作用概述1.對(duì)流層：位于大氣圈最下部。頂面離地面高度達(dá)8-18km，在赤道地區(qū)高，在極地低。溫度由下而上逐漸降低，每升高1km溫度約降6.50C，其頂面溫度約為-550C；2.平流層：對(duì)流層之上是平流層，其頂面離地面高度達(dá)55km。大氣的循環(huán)影響不到平流層，平流層內(nèi)溫度隨高度增高而升高，到50km達(dá)最大值。平流層上部有一臭氧層存在。第一節(jié)外力地質(zhì)作用概述一、引起外力地質(zhì)作用的因素 （623.大氣圈的地質(zhì)意義（1）大氣中的成分是許多地質(zhì)作用得以發(fā)生的物質(zhì)因素。氧是氧化作用發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)是生命存在的條件。二氧化碳是植物制造有機(jī)質(zhì)的物質(zhì)來源，它直接參與了生物成巖的過程。氧與二氧化碳在水中的濃度影響著海水中沉積物的性質(zhì)和特征。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（2）大氣是生命的保護(hù)層。大氣圈中的臭氧吸收了絕大部分紫外線，大大減低了透入地面的紫外線含量，保護(hù)了地面生物免受傷害。3.大氣圈的地質(zhì)意義第四章63（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽(yáng)能通過大氣進(jìn)入地面時(shí)，約有1/3

的能量消耗于大氣的擴(kuò)散和云層的反射而直接返回太空，其余的能量通過大氣吸收后再傳導(dǎo)給地面使地面增溫，因而地表白晝的溫度不致過高；同時(shí)，大氣中的二氧化碳含量盡管很低，但能夠“捕獲”從地面輻射出來的一部分熱能，使地面在夜晚也不致過冷，發(fā)揮溫室效應(yīng)的作用。（4）風(fēng)的作用。風(fēng)是熱和水蒸氣的主要傳送者，它影響氣候；此外，風(fēng)也是塑造地面形態(tài)和搬運(yùn)物質(zhì)的動(dòng)力，它飛沙走石、破壞巖石、搬運(yùn)塵土、形成沙漠；它推動(dòng)海水運(yùn)動(dòng)、形成波浪和洋流、影響著海水地質(zhì)作用的進(jìn)程。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（3）由于大氣圈存在，地球表面才具有適宜的溫度。太陽(yáng)能通過大64（二）水大量的水以液體和固體狀態(tài)存在。海水是地表水的主體，占地球水體總量的97.3%。大陸上的水存在于河流、湖泊、土壤和巖石空隙以及高山和寒冷地區(qū)的冰雪中，約占水體總量的2.7%。地表水體圍繞地球表層構(gòu)成連續(xù)的層圈-水圈。（1）水圈中的各部分水體是相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的。地表水通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣圈，大氣圈中的水蒸氣又凝結(jié)成雨雪再降到陸地和海洋。降落到地表的水一部分再蒸發(fā)變成水蒸氣，一部分轉(zhuǎn)入地下形成地下水，其余注入地表水系，最后匯入海洋。（2）水是一種溶劑。地表水中往往含有酸類成分（如水中多少都溶有CO2），能溶解礦物和巖石；水還能促進(jìn)各種化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)的水體以其動(dòng)能破壞巖石，并將破壞的產(chǎn)物搬運(yùn)到一定的場(chǎng)所進(jìn)行堆積。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（二）水大量的水以液體和固體狀態(tài)存在。海水是地表水的65（3）水是構(gòu)成生命的物質(zhì)。沒有水就不會(huì)有生命，只有當(dāng)?shù)厍蛴辛擞坞x水以后才有生物的形成。同時(shí)，水在地表的循環(huán)影響著生物界的面貌，從而制約著生物的地質(zhì)作用。第四章1.外力地質(zhì)作用概述（三）生物生物廣泛分布于大陸和海洋，在地球表面構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的層圈-生物圈。生物圈有相當(dāng)?shù)暮穸龋⑸锏幕顒?dòng)范圍從大氣圈的下部到地下3-4km深處。但是對(duì)地質(zhì)作用有重要意義的則是位于地面上（包括海水及海底表層）的動(dòng)植物與微生物。（3）水是構(gòu)成生命的物質(zhì)。沒有水就不會(huì)有生命，只有當(dāng)?shù)厍蛴辛?61．生物有機(jī)體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素占98.5%外，還有Ca、N、K、Si、P、S、Na、Mg、Fe、Cl以及其它許多微量元素。第四章1.外力地質(zhì)作用概述3.生物的生命活動(dòng)對(duì)巖石起著破壞作用。如微生物和細(xì)菌分泌的有機(jī)酸可以促使巖石中的礦物分解，巖石裂縫中植物根莖生長(zhǎng)能促使巖石崩解。2．生物是形成煤、石油、天然氣及部分石灰?guī)r、硅質(zhì)巖、磷塊巖等礦產(chǎn)和巖石的物質(zhì)。1．生物有機(jī)體中聚集有60多種元素，其中O、C、H等主要元素67二、引起外力地質(zhì)作用的能源1．太陽(yáng)熱能是地球外部能量的來源。它能使地表溫暖，并引起大氣的循環(huán)、水的運(yùn)動(dòng)、生命的活動(dòng)，從而引起各種外力地質(zhì)作用的發(fā)生。2．重力能來源于地球的引力?？諝狻⑺蜕锏拇嬖诩捌溥\(yùn)動(dòng)都離不開重力。在重力的支配下才有風(fēng)、流水、冰川、湖水及海水的運(yùn)動(dòng)，才有物質(zhì)從空中降落和從水中沉淀，才有山崩、地滑，才有生物界的正常生長(zhǎng)和演化。3．日月引力能來源與太陽(yáng)與月球?qū)Φ厍虻囊?，它是產(chǎn)生海水潮汐現(xiàn)象的原因。潮汐具有強(qiáng)大的動(dòng)能，對(duì)海岸地貌的塑造、物質(zhì)的搬運(yùn)與沉積等有重要作用。第四章1.外力地質(zhì)作用概述二、引起外力地質(zhì)作用的能源1．太陽(yáng)熱能是地球外部能量的來源。68三、外力地質(zhì)作用的類型1．風(fēng)化作用：在外因作用下，巖石發(fā)生機(jī)械崩解或化學(xué)分解，變?yōu)樗缮⒌乃樾技巴寥赖倪^程。2．剝蝕作用：在外因作用下，巖石因機(jī)械作用或化學(xué)作用而被剝蝕。如河岸的巖石被流水沖刷，導(dǎo)致河岸后退。不同外力引起的剝蝕作用具有不同的特點(diǎn)。3．搬運(yùn)作用：風(fēng)化、剝蝕的產(chǎn)物被搬運(yùn)到它處的過程。搬運(yùn)方式有多種，主要是：機(jī)械方式搬運(yùn)；化學(xué)溶解方式的溶液搬運(yùn)；生物吸取介質(zhì)中的化學(xué)元素營(yíng)養(yǎng)自己，建造骨骼，死亡后在一定地方堆積下來，也起著搬運(yùn)作用。4．沉積作用：搬運(yùn)的物質(zhì)在條件適宜的地方沉積的過程。5．固結(jié)成巖作用：松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬巖石的過程。第四章1.外力地質(zhì)作用概述三、外力地質(zhì)作用的類型1．風(fēng)化作用：在外因作用下，巖石發(fā)生機(jī)69第二節(jié)成巖作用的類型第四章2.外力作用類型成巖作用——自然界的各種松散沉積物變?yōu)閳?jiān)固巖石的作用。影響成巖作用的因素主要有：2.外因：壓力、溫度、水和水溶液中的物質(zhì)以及微生物和有機(jī)物。

成巖作用主要有：

壓固脫水作用、膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用、微生物及有機(jī)質(zhì)的作用。1.內(nèi)因：沉積物的原始成分和結(jié)構(gòu)。第二節(jié)成巖作用的類型第四章70一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，使松散沉積物緊密結(jié)合失去水分的作用。壓固脫水作用的強(qiáng)度與壓力大小及作用時(shí)間的長(zhǎng)短成正比，?？尚纬赡承┨卣餍援a(chǎn)物：1.形成新的礦物：蛋白質(zhì)玉髓，石膏硬石膏。2.在泥質(zhì)沉積物中產(chǎn)生頁(yè)理構(gòu)造，在碳酸鹽沉積物中形成縫合線。3.形成礦物晶體假象，如石鹽假晶。壓固脫水作用是泥質(zhì)沉積物成巖過程中的主要作用。a-壓固作用第四章2.沉積巖類型一、壓固脫水作用是指在上覆沉積物形成的靜壓力作用下，71二、膠結(jié)作用是指膠結(jié)物質(zhì)把碎屑沉積物粘結(jié)起來變?yōu)閳?jiān)固巖石的作用。常見的膠結(jié)作用主要是碎屑沉積物的成巖作用。三、重結(jié)晶作用是指沉積物中的礦物成分因壓溶和固體擴(kuò)散等作用，使物質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)重新排列組合的作用。能夠使小的顆粒變成大的晶粒，也可使非晶質(zhì)沉積物變?yōu)榫з|(zhì)體。如：第四章2.沉積巖類型二、膠結(jié)作用是指膠結(jié)物質(zhì)把碎屑沉積物粘結(jié)起來變?yōu)閳?jiān)72蛋白石（非晶質(zhì)）玉髓（隱晶質(zhì)）石英（顯晶質(zhì)）

在碳酸鹽沉積物中，重結(jié)晶作用最為普遍。四、微生物及有機(jī)質(zhì)的作用原生沉積物中一般含有大量的微生物，有喜氧的、有厭氧的，因而常改變?nèi)芤旱乃釅A度和氧化-還原環(huán)境，使溶液中某些物質(zhì)沉淀或結(jié)晶形成巖石。第四章2.沉積巖類型圧固脫水重結(jié)晶蛋白石（非晶質(zhì)）玉髓（隱晶質(zhì)）石英（顯晶質(zhì)）在碳酸73沉積作用過程示意圖沉積作用過程示意圖74石油、天然氣、煤、油頁(yè)巖等可燃有機(jī)礦產(chǎn)以及鹽類礦產(chǎn)，幾乎全部是沉積成因的。鐵礦的90％、鉛鋅礦的40％－50％、銅礦的25％－30％、錳礦和鋁礦的絕大部分以及其他許多金屬和非金屬礦產(chǎn)，也都是沉積或沉積變質(zhì)成因的。第四章3.沉積巖的主要特征地球物理和深井鉆探證實(shí)：現(xiàn)代和古代沉積物大量沉積的場(chǎng)所為大陸邊緣和大陸內(nèi)部的拗陷帶，在這些地方可以形成巨厚的沉積巖層。在沉積巖中蘊(yùn)藏著大量礦產(chǎn)。根據(jù)第19屆國(guó)際地質(zhì)學(xué)會(huì)統(tǒng)計(jì)資料，世界資源總儲(chǔ)量的75％-85％是沉積和沉積變質(zhì)成因的。石油、天然氣、煤、油頁(yè)巖等可燃有機(jī)礦產(chǎn)以及鹽類礦產(chǎn)，75第三節(jié)沉積巖的主要特征

沉積巖在地殼表層分布甚廣，陸地面積的大約四分之三被沉積物（巖）所覆蓋著，而海底的面積幾乎全部被沉積物（巖）所覆蓋。但從體積而言，沉積巖約占巖石圈體積的5％，而巖漿巖及變質(zhì)巖約占95％。由此可知，沉積巖主要分布在巖石圈的上部和表層部分。至于沉積巖在地殼表層的具體厚度，則變化很大，有的地方可達(dá)幾十公里，如高加索地區(qū)，僅中生代和新生代的厚度就達(dá)20～30km；但有的地方則很薄，甚至沒有沉積巖的分布，直接出露著巖漿巖和變質(zhì)巖。

第四章3.沉積巖的主要特征一、沉積巖的分布第三節(jié)沉積巖的主要特征沉積巖在地殼表層分布甚廣76二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積、成巖等外力地質(zhì)作用所形成的層狀巖石。占地殼巖石總體積的7.9%。（一）沉積巖中的礦物組成沉積巖的常見礦物有石英、白云母、粘土礦物、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤鐵礦、褐鐵礦、玉髓、蛋白石等。其中方解石、白云石、粘土礦物、石膏、硬石膏等是沉積巖的特有礦物。巖漿巖中常見的橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、中性及基性斜長(zhǎng)石在沉積巖中很少出現(xiàn)，第四章3.沉積巖的主要特征二、沉積巖的成分特征沉積巖——是在地殼表層，由母巖771.礦物成分特征在沉積巖中已知的礦物達(dá)160種以上，但是組成巖石的99%以上的礦物只有20余種，而在一種巖石中常見的主要（造巖）礦物不過1-3種，通常不超過5-6種。沉積巖的礦物組分與巖漿巖不同，它有自己的特點(diǎn)。沉積巖的礦物組分可分為三類：

(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很稀少的礦物，如橄欖石、普通角閃石、普通輝石等鐵鎂礦物。這些礦物是在高溫高壓下由巖漿作用形成的，而轉(zhuǎn)入地表的常溫常壓條件下則不穩(wěn)定。在風(fēng)化作用階段被大量地風(fēng)化分解，能保存下來的是很少的，僅在個(gè)別的情況下能以含量很少的重礦物的形式保存下來。第四章3.沉積巖的主要特征1.礦物成分特征(1)在巖漿巖中大量存在，而在沉積巖中很78(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石及石英。這些礦物是在巖漿作用的晚期形成的，因而在地表環(huán)境中就比較穩(wěn)定，在沉積巖中的含量也就比較高。其中以石英最為穩(wěn)定，含量也最多，其在沉積巖中的相對(duì)含量甚至超過了巖漿巖。長(zhǎng)石系列中比較穩(wěn)定的是鉀長(zhǎng)石和酸性斜長(zhǎng)石，而基性斜長(zhǎng)石和中性斜長(zhǎng)石是巖漿早期和中期形成的，它們?cè)诘乇項(xiàng)l件下不穩(wěn)定或比較不穩(wěn)定，在沉積巖中很少見，因此在沉積巖中的長(zhǎng)石含量比起巖漿巖來要少得多。第四章3.沉積巖的主要特征(2)在巖漿巖和沉積巖中都是比較多的礦物，如鉀長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)79(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化物和氫氧化物、粘土礦物、碳酸鹽礦物等。其中一部分是在石化作用的過程在形成的。它們又稱為自生礦物。這部分也是沉積巖的主要礦物組成之一，是在地表的常溫、常壓并富含O2、CO2、H2O的條件下生成的。在巖漿巖中這類礦物極少或缺乏。第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖和巖漿巖在礦物構(gòu)成成分上既存在有繼承性，又有差異性。繼承性反映了兩者的歷史淵源，巖漿巖的風(fēng)化產(chǎn)物是沉積巖的主要來源；明顯的差異，主要由于兩者生成條件的不同所決定的，這種差異性突出地反映了沉積巖形成于地表?xiàng)l件這一特點(diǎn)。(3)在沉積作用的過程中新生成的礦物，如鹽類礦物、某些氧化802.化學(xué)成分的特點(diǎn)在化學(xué)成分上，沉積巖同巖漿巖仍然有很大的差別。（1）Fe2O3和FeO的對(duì)比關(guān)系，在沉積巖和巖漿巖中鐵的總量是大體相同的，但在沉積巖中多半是Fe2O3，而在巖漿巖中FeO則略高于Fe2O3。這是因?yàn)閹r漿巖是在深處缺乏自由氧的條件下生成的，所以氧化亞鐵多于氧化鐵。相反，沉積巖則是在有充分的自由氧的條件下形成的。當(dāng)巖漿巖出露于地表經(jīng)受風(fēng)化作用時(shí)，受到了強(qiáng)烈的氧化作用，將低價(jià)氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)氧化物。第四章3.沉積巖的主要特征(2)沉積巖中堿金屬和堿土金屬的含量遠(yuǎn)低于巖漿巖，尤其是Na的含量。2.化學(xué)成分的特點(diǎn)第四章81①在K2O和Na2O的含量對(duì)比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在巖漿巖則恰好相反。這是由于在沉積物的形成帶，含鉀的礦物如白云母、絹云母等都是相當(dāng)穩(wěn)定的礦物，它們不易風(fēng)化分解。此外當(dāng)巖漿巖風(fēng)化后所生成的一些膠體分散礦物（如部分粘土礦物）還能吸附一些鉀，并一同沉積下來，所以鉀的含量在沉積巖中就比較高，鈉則不同，當(dāng)巖漿巖風(fēng)化以后，它常常形成易溶于水的鈉的氯化物、硫酸鹽等可溶鹽類，而大量集中于海水之中。因此，在由巖漿巖破壞后所產(chǎn)生的沉積物中，Na2O的含量相對(duì)減少，而K2O的含量則相對(duì)增高。②在巖漿巖中Al2O3<Na2O+K2O+CaO，而在沉積巖中Al2O3>Na2O+K2O+CaO。③在沉積巖中CaO含量高于巖漿巖中的含量，與生物-生物化學(xué)作用對(duì)CaO的固定有關(guān)。第四章3.沉積巖的主要特征①在K2O和Na2O的含量對(duì)比上，沉積巖中總是鈉比鉀少，而在82現(xiàn)有的沉積巖化學(xué)成分資料都沒有考慮有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)在地分布很廣，而且從地球發(fā)展的一定階段產(chǎn)生生物以來，有機(jī)質(zhì)的總量是在不斷地增加，據(jù)維爾納德斯基估計(jì)，有機(jī)質(zhì)總量約占地殼總量的0.1%（地殼按16km厚度計(jì)算）或0.001%（地殼按20km厚度計(jì)算）。第四章3.沉積巖的主要特征④而其它堿金屬、堿土金屬含量在沉積巖中少于巖漿巖中，因?yàn)樗鼈円子谌芙狻?3)由于沉積巖是形成于富含H2O、CO2、O2的地表環(huán)境里，所以沉積巖就特別富含H2O、CO2，尤其是CO2較多，而它們?cè)趲r漿巖中則幾乎是沒有的。(4)沉積巖的生成往往會(huì)導(dǎo)致游離的SiO2，呈石英、玉髓、蛋白石以及其它低溫變種的形式聚集起來，而巖漿巖中的SiO2則呈石英及其它高溫度變種產(chǎn)出?，F(xiàn)有的沉積巖化學(xué)成分資料都沒有考慮有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)在地83第四章3.沉積巖的主要特征大量有機(jī)質(zhì)的存在是沉積巖與巖漿巖最重要區(qū)別之一。有機(jī)質(zhì)具有特殊的化學(xué)性質(zhì)，往往富集有各種元素，已知達(dá)60種以上，而且富集元素的能力是驚人的。例如，海生植物中的元素量可達(dá)海水的數(shù)萬倍。某些有機(jī)質(zhì)則是個(gè)別元素的強(qiáng)集中體，如鈣質(zhì)生物殼中的Ca和C，硅藻中的Si，磷質(zhì)生物殼中的P等。如果在沉積巖的平均化學(xué)成分中將有機(jī)質(zhì)考慮進(jìn)去，就更能如實(shí)地反映出沉積巖的成分特點(diǎn)。第四章84沉積巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)與巖漿巖的不同。沉積巖的結(jié)構(gòu)類型及其特點(diǎn)取決于巖石的形成作用。例如，由母巖機(jī)械破碎作用的產(chǎn)物所形成的巖石具有“碎屑結(jié)構(gòu)”；由機(jī)械懸浮沉積作用或者膠體凝聚作用所形成的巖石具有“泥狀結(jié)構(gòu)”；機(jī)械作用形成內(nèi)源巖則具有“粒屑結(jié)構(gòu)”；由化學(xué)或生物化學(xué)作用形成的巖石具有“結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)”；由生物作用形成的巖石則為“生物結(jié)構(gòu)”；由火山噴發(fā)作用形成的碎屑再經(jīng)沉積作用所組成的巖石則有“火山碎屑結(jié)構(gòu)”。其中“碎屑結(jié)構(gòu)”、“生物結(jié)構(gòu)”與“粒屑結(jié)構(gòu)”都是沉積巖所特有的，化學(xué)與生物化學(xué)成因巖石的“晶粒結(jié)構(gòu)”雖與巖漿巖的結(jié)構(gòu)相似，但它們各自形成的熱力學(xué)條件卻迥然不同。三、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的特點(diǎn)第四章3.沉積巖的主要特征沉積巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)與巖漿巖的不同。三、結(jié)構(gòu)和構(gòu)85（一）沉積巖的結(jié)構(gòu)不同類型的沉積巖由于物質(zhì)來源不同，形成的作用和方式不同，所以具有不同的結(jié)構(gòu)類型：陸源碎屑巖碎屑結(jié)構(gòu)火山碎屑巖火山碎屑結(jié)構(gòu)粘土巖泥質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)巖（生物化學(xué)巖）結(jié)晶結(jié)構(gòu)第四章3.沉積巖的特征（一）沉積巖的結(jié)構(gòu)不同類型的沉積巖由于物質(zhì)來源不同，86外力地質(zhì)作用與沉積巖課件87外力地質(zhì)作用與沉積巖課件88生痕化石生痕化石89沉積巖的結(jié)構(gòu)是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結(jié)特性。主要有以下幾種結(jié)構(gòu)：（1）碎屑結(jié)構(gòu)碎屑結(jié)構(gòu)是由50%以上的直徑大于0.005mm的碎屑物質(zhì)被膠結(jié)物膠結(jié)而成的一種結(jié)構(gòu)。按照巖石中主要碎屑物質(zhì)顆粒的大小，可分：①礫狀結(jié)構(gòu)：粒徑大于2mm，外形被磨圓呈球狀、橢球狀的礫石經(jīng)膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)。由未經(jīng)磨圓的、棱角狀顆粒膠結(jié)而成的結(jié)構(gòu)稱為角粒狀結(jié)構(gòu)。②砂狀結(jié)構(gòu)：粒徑介于2～0.005mm的顆粒（稱為砂粒）經(jīng)膠結(jié)而成的一種結(jié)構(gòu)。第四章3.沉積巖的特征沉積巖的結(jié)構(gòu)是指巖石組成部分的顆粒大小、形狀及膠結(jié)特90（2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)是由50%以上的粒徑小于0.005mm的細(xì)小碎屑和粘土礦物組成的結(jié)構(gòu)。質(zhì)的較均一、致密而且性軟，也稱“粘土結(jié)構(gòu)”。第四章3.沉積巖的特征（3）結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)是由化學(xué)沉積物質(zhì)的結(jié)晶顆粒組成的巖石結(jié)構(gòu)稱為結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)。按晶粒大小，可分為：①粗粒結(jié)構(gòu)﹥2mm。②中粒結(jié)構(gòu)2-0.5mm。③細(xì)粒結(jié)構(gòu)0.5-0.01mm。④隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)﹤0.01mm具有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的沉積巖比具有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的火成巖的堅(jiān)硬程度較低，抗溶蝕性較差。（4）生物結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)是由30%以上的生物殘骸碎片組成的巖石結(jié)構(gòu)，如生物碎屑結(jié)構(gòu)、貝殼結(jié)構(gòu)等。（2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)第四章91沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖形成時(shí)所生成的巖石的各個(gè)組成部分的空間分布和排列形式。主要有層理構(gòu)造。此外，沉積層面上的波痕、泥裂、雨痕-層面構(gòu)造，以及巖石中的化石、結(jié)核等，也是沉積巖的重要構(gòu)造和鑒定特征。第四章3.沉積巖的主要特征（二）沉積巖的構(gòu)造1、層理層理是指巖石沿垂直方向變化所產(chǎn)生的成層現(xiàn)象。它通過巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)及顏色的突變或漸變而顯現(xiàn)，是沉積巖區(qū)別于其它巖石的重要標(biāo)志。由于沉積環(huán)境的差異，層理可具有各種不同的形態(tài)。沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖形成時(shí)所生成的巖石的各個(gè)組成部92水平層理斜層理交錯(cuò)層理第四章3.沉積巖的主要特征①在平靜或流動(dòng)微弱的湖海中，可形成水平層理。②河底砂層在流水作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，形成向同一方向傾斜的斜層理。③在水流方向多變的沉積條件下，可形成向不同方向傾斜的交錯(cuò)層理。水平層理斜層理交錯(cuò)層理第四章93交交錯(cuò)理是在兩個(gè)水平層面間夾有一組傾斜的層理。在沉積時(shí)，傾斜的層理與其上方的層面成較大的交角、而與下方層面交角較小。交錯(cuò)層理交交錯(cuò)理是在兩個(gè)水平層面間夾有一組傾斜的層理。交錯(cuò)層理94a.水平層理——由一系列與層面平行的細(xì)層組成的層理。一般形成于平靜的或微弱流動(dòng)的水環(huán)境中。b.斜層理——由一系列與層面斜交的細(xì)層組成的層理。一般是在單向水流（或風(fēng)）的作用下形成的，常見于河床沉積物中。c.交錯(cuò)層理——有些斜層理與原先生成的斜層理呈一定角度相交，相互交錯(cuò)而形成的。d.遞變層理——同一層內(nèi)碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細(xì)。第四章3.沉積巖的主要特征a.水平層理——由一系列與層面平行的細(xì)層組成的層理。一般形成95