第一章 沉積巖的形成過程

第一節(jié)沉積巖的物質來源第二節(jié)沉積物的搬運與沉積作用第三節(jié)沉積分異作用第四節(jié)沉積成巖作用第一章沉積巖的形成過程

形成沉積巖的物質基礎——沉積物的四種來源

一、陸源物質—母巖風化的產物二、生物源物質—生物殘骸和有機物質三、深源物質—火山碎屑和深部鹵水四、宇宙源物質—隕石第一節(jié)沉積物質的來源

地表和接近地表的環(huán)境中，在溫度變化、水、空氣及生物的作用和影響下，使巖石在原地發(fā)生的破壞作用稱為風化作用。①機械破碎，巖石由大塊裂成小塊；②巖石礦物分解，一部分遷移走，一部分變成新化合物殘留在原地結果物理風化、化學風化、生物風化分類1、風化作用的概念風化作用的概念、方式和產物

巖石只發(fā)生機械破碎而化學成分未改變的風化作用。引起物理風化的主要因素有：溫度的變化、晶體生長的應力、重力作用、生物的活動，水、冰、風的破壞作用。2、物理風化作用風化作用的概念、方式和產物美國西部風蝕地貌(劉煥杰攝，1989)3）生物風化：4、風化作用的產物：a碎屑物質：母巖機械破碎的產物，主要指礦物碎屑和巖石碎屑b不溶殘積物：母巖分解過程新生成的不溶物質,如粘土和氧化物等c溶解物質：以溶解狀態(tài)被帶走的成分。

碎屑物質是構成陸源碎屑巖的主要成分

溶解物質是構成內源沉積巖的主要物質成分6、沉積物的其它來源Othersourcesofsediments生物成因的沉積物：生物遺體，一部分為無機成分為主的生物殘骸，另一部分為有機生物殘體，即動植物的軟體（有機質）。深部來源的沉積物：由火山爆發(fā)作用帶到地表或水下的火山碎屑物，沿深斷裂流出地表或注入地下的熱鹵水、溫泉、熱氣液等。宇宙來源的沉積物：從宇宙空間落到地球上的隕石及其塵埃。第二節(jié)沉積物的搬運與沉積作用

沉積物發(fā)生的搬運和沉積的地質營力：主要是流動水和風為主，其次是冰川、重力和生物。由于沉積物性質的差異，常見的搬運方式有：一、機械搬運和沉積二、化學搬運和沉積三、生物搬運和沉積搬運對象：陸源碎屑顆粒搬運介質：牽引流(Tractioncurrent）：符合牛頓流體定律的流體。其搬運機制是流體動能拖曳牽引沉積物一起運動，如河流、風流和波浪流等。重力流(gravityflow)：

在重力作用下發(fā)生流動的彌散有大量沉積物的高密度流體。

濁流（turbiditesflow）

泥石流(debrisflow)、

顆粒流(grainflow)、

液化沉積物流(fluidizedsedimentflow），

一機械搬運和沉積1、流水的機械搬運和沉積作用搬運方式：推移搬運（或滾動搬運）—推移載荷

懸浮搬運—懸浮載荷跳躍搬運—介于上述二者之間機械搬運和沉積作用：流水把處于靜止狀態(tài)的碎屑物質開始搬運走所需要的流速叫做開始搬運流速，開始搬運流速要大于繼續(xù)搬運業(yè)已處于搬運狀態(tài)的碎屑物質所需的流速，即繼續(xù)搬運流速。一般來說，開始搬運流速要大于繼續(xù)搬運流速。一、機械搬運和沉積碎屑物質在流水中的侵蝕、搬運、沉積與流速的關系（尤爾斯特隆圖解）2、空氣的搬運與沉積作用1）只能搬運碎屑顆粒2）搬運能力小，以跳躍搬運形式為主3）受地形和地物影響大3、冰川的搬運與沉積作用流動方式：塑性流動和滑動搬運能力巨大；搬運對象：碎屑顆粒沉積位置：雪線以下——冰漬物，經流水改造，形成冰水沉積一、機械搬運和沉積4、碎屑顆粒在機械搬運過程中的變化1）物質成分上的變化：隨著搬運距離的增加，由于化學分解、機械破碎和磨蝕作用,不穩(wěn)定組分相對減少,穩(wěn)定組分相對增加2）粒度和分選型的變化：隨著搬運距離的增加，一般粒度越來越細，分選越來越好3）顆粒形狀的變化:隨著搬運距離的增加，由于磨蝕作用，顆粒的圓度和球度越來越好。一、機械搬運和沉積搬運對象：溶解于水的化學物質溶解物質在自然界中存在的方式：膠體和真溶液在自然界中膠體溶液與真溶液的分布情況示意圖二、化學搬運和沉積1)膠體的搬運與沉積作用膠體：一種物質的細微質點分散在另一種物質中的不均勻分散體系。膠體質點一般介于1～100μm之間，多呈分子狀態(tài)。膠體質點帶有電荷。

由于膠體自身的特點，當其處于穩(wěn)定狀態(tài)時，就是膠體的搬運狀態(tài)；當條件發(fā)生變化，膠體失去穩(wěn)定性時，膠體發(fā)生凝絮作用，即沉積作用。二、化學物質的搬運和沉積劉家場水巖屋寒武系覃家廟組白云巖裂縫中的瑪瑙（SiO2膠體沉淀）2）真溶液的搬運與沉積作用

可溶物質的溶解與沉淀作用主要取決于溶解度；溶液中的某種物質濃度達到過飽和，則發(fā)生沉淀作用（沉積）；反之，則發(fā)生溶解作用（搬運）。二、化學搬運和沉積生物的搬運作用：既可是物理方式也可是化學方式生物的沉積作用：直接作用：生物骨骼堆積成巖石或礦床，如生物灰?guī)r、礁灰?guī)r、磷塊巖、硅藻土及白堊等；生物遺體中有機質轉化而成，如石油、天然氣、油頁巖及煤等。間接作用：生物活動引起周圍介質條件改變，影響某些物質的搬運和沉積。生物遺體腐爛分解能產生大量的H2S、NO3、CH4等氣體，影響沉積介質氧化-還原條件，影響沉積物質的溶解或再分配。三、生物的搬運和沉積碎屑物質的機械沉積分異圖機械沉積分異作用：按粒度：礫巖、砂巖、粘土巖；按比重：金19.3、黃鐵礦5、鉻鐵礦4.5、石英2.65、石墨2.16、琥珀1.07）；第三節(jié)沉積分異作用溶解物質的化學沉積分異圖化學沉積分異作用：溶解物質達到過飽和時按溶解度由小到大依次沉積（氧化物、磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、鹵化物）。2.兩種沉積分異作用的關系及其地質意義（1）關系機械沉積分異作用進行得較早，化學沉積分異作用進行得較晚。機械沉積分異作用化學沉積分異作用砂和粉砂階段鐵的氧化物階段粘土沉積階段碳酸鹽階段已基本結束硫酸鹽及鹵化物階段砂和粉砂階段鐵的氧化物階段一、概述（Introduction）

沉積物的形成階段：母巖風化產物以及其它來源的物質成分，在搬運和沉積作用之后，就變成了沉積物。

沉積后作用：泛指沉積物形成之以后，到沉積巖遭受風化作用和變質作用之前這一演化階段的所有變化或作用。亦稱為廣義的成巖作用。第四節(jié)沉積成巖作用廣義的成巖作用包括狹義的成巖作用和后生作用兩個階段，等同于沉積后作用。成巖作用（diagenesis）：沉積物轉變沉積巖所發(fā)生的一系列變化。后生作用（catagenesis）：沉積巖形成以后到遭受風化作用或變質作用以前的變化。二、沉積后作用階段的劃分

沉積后作用階段的劃分，到目前為止也還沒有一個公認的、統(tǒng)一的劃分方案。

1.根據粘土礦物成分來劃分

2.根據煤巖學來劃分

3.根據地球化學不環(huán)境來劃分

4.根據埋深來劃分

5.綜合劃分方案成巖作用階段的劃分和對比三、有關術語的闡明1.埋藏成巖作用（burieddiagenesis）：碎屑沉積物隨埋深增加，主要由于機械壓實作用和化學膠結作用，致使巖石逐漸變致密、孔隙度減小、物性變差等一系列物理和化學變化直到變質作用。2.沉積后作用（postsedimentationprocess）：泛指沉積物形成以后到沉積巖遭受風化作用和變質作用以前這一演化階段的所有變化和作用3.同生作用（syngenesis）：指沉積物剛剛形成以后而尚與上覆水體相接觸時的變化。如‘海解作用’、‘海底風化作用’及‘陸解作用’等。4.準同生作用（penesyngenesis）：主要是指潮上帶的疏松碳酸鈣沉積物被高鎂粒間鹽水白云化的作用。5.成巖作用（diagenesis）：指上覆沉積物不斷增加使早期沉積物逐漸被掩埋，直至基本上與上覆水體脫離，使沉積物在新的物理化學條件下，產生新的平衡，致使疏松的沉積物固結成巖的全部變化過程。6.后生作用（anadiagenesis/catagenesis）：繼成巖作用階段之后，在沉積巖轉變?yōu)樽冑|巖之前或遭受風化作用之前所產生的一切作用和變化。7.表生作用（epigenesis）：指沉積物抬升到近地表，在潛水面以下常溫常壓或低溫低壓條件下，由于滲透水和淺部地下水（包括上升水）的影響下所發(fā)生的變化。常見成巖作用現象壓實作用(compaction):靜壓力下沉積物排氣、排水、體積縮小、孔隙度降低、密度增加。壓溶作用(pressure-solution):壓力下沉積物顆粒間或沉積巖內部發(fā)生溶解。如，縫合線構造，是壓實作用的極限狀態(tài)膠結作用(cementation):孔隙水過飽和沉淀出礦物質（膠結物cement),將沉積物粘結成巖石。交代作用(replacement):外來組分取代原組分。如，白云石化，SiO2與CaCO3相互交代。4.重結晶作用(recrystallization):通過溶解－再沉淀或固體擴散，使得細小晶粒集結成粗大晶粒。如，蛋白石（非晶質）－玉髓（隱晶質）－石英（顯晶質）5.溶解作用與蝕變作用：碎屑顆粒、膠結物或者任何已存在的物質被水聚不溶解—溶解作用；一種礦物相另一種礦物轉化——蝕變作用6