《沉積巖巖石學(xué)》重點筆記

《沉積巖巖石學(xué)》重點筆記第一章沉積巖巖石學(xué)概論1.1什么是沉積巖沉積巖是地球表面或近地表條件下，由風(fēng)化產(chǎn)物、生物遺骸或其他物質(zhì)經(jīng)過搬運、沉積及成巖作用而形成的巖石。它們在地質(zhì)記錄中占有重要地位，不僅因為其分布廣泛，還在于它們能夠提供豐富的古環(huán)境信息。表1-1：常見沉積巖類型及其主要特征巖石名稱主要成分結(jié)構(gòu)特點典型沉積環(huán)境砂巖石英、長石顆粒支撐，分選良好海灘、河流泥巖黏土礦物細(xì)粒度，通常無明顯層理湖泊、深海平原石灰?guī)r方解石可見生物碎屑淺海、珊瑚礁白云巖白云石往往呈現(xiàn)結(jié)晶結(jié)構(gòu)蒸發(fā)性鹽湖1.2沉積巖的形成過程沉積巖的形成可以分為幾個階段：首先，原始巖石通過物理和化學(xué)風(fēng)化被分解；其次，這些風(fēng)化產(chǎn)物通過各種自然力（如水流、風(fēng)力等）進(jìn)行搬運；隨后，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下發(fā)生沉積；最后，隨著埋藏深度增加，經(jīng)歷壓實、膠結(jié)等成巖作用，最終轉(zhuǎn)化為堅硬的巖石。1.3沉積巖的重要性資源開發(fā)：許多重要的礦產(chǎn)資源如石油、天然氣、煤炭以及金屬礦床都與特定類型的沉積巖密切相關(guān)。古氣候重建：通過分析不同年代沉積物中的礦物組成、化石含量等特征，科學(xué)家們能夠推測出古代地球上的氣候變化情況。工程應(yīng)用：了解某一地區(qū)地下沉積巖類型對于建筑施工、隧道挖掘等工程項目至關(guān)重要。1.4沉積巖巖石學(xué)的基本概念成分：包括碎屑顆粒（石英、長石等）、泥質(zhì)基質(zhì)、化學(xué)沉淀物（方解石、白云石等）及有機殘留物。結(jié)構(gòu)：指沉積物內(nèi)部顆粒間的排列方式及其相互關(guān)系，例如層理、波痕等。構(gòu)造：指的是較大尺度上可見到的形態(tài)特征，比如交錯層理、塊狀構(gòu)造等。相：代表了沉積時的具體環(huán)境條件，不同的沉積相具有獨特的組合特征，可用于識別沉積環(huán)境。第二章沉積物的來源2.1風(fēng)化作用風(fēng)化作用是指地殼表面巖石在大氣圈、水圈等因素作用下發(fā)生的物理破碎和化學(xué)變化過程。根據(jù)機理的不同，可將其分為以下幾類：物理風(fēng)化：主要包括溫度變化引起的膨脹收縮、冰楔作用以及植物根系生長導(dǎo)致的裂隙擴大等?；瘜W(xué)風(fēng)化：涉及溶解、氧化還原反應(yīng)及水合作用等多種化學(xué)機制，使原生礦物轉(zhuǎn)變?yōu)榇紊V物。生物風(fēng)化：微生物活動產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會加速某些礦物的溶解速度；同時，植物根系也能直接破壞巖石結(jié)構(gòu)。2.2侵蝕作用當(dāng)外部力量超過巖石本身的抗蝕能力時，就會發(fā)生侵蝕現(xiàn)象。常見的侵蝕類型有：流水侵蝕：河流攜帶大量懸浮物沖刷兩岸，造成河谷加寬加深。風(fēng)力侵蝕：干燥地區(qū)的強風(fēng)吹動沙粒撞擊地面，逐漸剝落表層土壤。冰川侵蝕：移動中的冰體刮削并搬運沿途遇到的所有障礙物。重力侵蝕：斜坡不穩(wěn)定時，重力促使松散物質(zhì)沿坡面下滑形成滑坡等地貌。2.3生物作用對沉積物形成的貢獻(xiàn)生物不僅參與了風(fēng)化過程，還在沉積物生成過程中扮演著重要角色。例如，海洋中的浮游生物死亡后沉降至海底，其骨骼可能成為石灰?guī)r的一部分；而在陸地上，森林覆蓋區(qū)落葉積累形成的腐殖質(zhì)層也是未來泥炭乃至煤層的重要原料之一。第三章搬運過程與分選3.1流水搬運機制流水是最主要的搬運介質(zhì)之一，它能夠?qū)⒐腆w顆粒從一個地方轉(zhuǎn)移到另一個地方。根據(jù)流速大小以及所攜帶物質(zhì)特性，可分為懸浮搬運、跳躍搬運和滾動搬運三種模式。其中，懸浮搬運適用于細(xì)小顆粒；跳躍搬運則多見于砂粒大小的物質(zhì)；而對于較粗大的礫石，則需要較強的水流才能推動其滾動前進(jìn)。3.2風(fēng)力搬運機制雖然空氣密度遠(yuǎn)小于水，但強風(fēng)依然能夠有效地搬運輕質(zhì)且細(xì)小的顆粒物。這類物質(zhì)通常以懸浮狀態(tài)存在于空氣中，并隨氣流遷移直至遇到障礙物或者風(fēng)速減弱而降落。值得注意的是，風(fēng)力搬運效率受到顆粒大小、形狀及表面粗糙程度的影響。3.3冰川搬運機制冰川作為固體搬運者，在緩慢流動的過程中能夠攜帶大量的巖石碎片。這些物質(zhì)要么嵌入冰體內(nèi)，要么位于冰川底部，隨冰川一起移動。當(dāng)冰川融化時，原先攜帶的物質(zhì)便會被釋放出來，形成所謂的冰磧物。這類沉積物往往具有明顯的雜亂堆積特征，缺乏良好的分選性。3.4重力流的作用重力流是一種由于密度差引起的流體運動形式，在海洋環(huán)境中尤為常見。當(dāng)含有大量懸浮顆粒的高密度海水沿著海底傾斜面向低處流動時，就形成了海底濁流。這種流動能夠迅速將大量沉積物輸送到遠(yuǎn)離源區(qū)的地方，并在特定位置沉積下來，從而形成特殊的沉積序列——濁積巖。3.5分選的概念與意義分選是指沉積過程中顆粒按照大小、形狀等因素分離的過程。良好的分選意味著同類顆粒集中在一起，這對于后續(xù)的成巖作用以及最終巖石性質(zhì)有著直接影響。一般而言，風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)過長途搬運后更易獲得優(yōu)良的分選效果，因為在這個過程中較小的顆粒更容易被帶走，留下較大的顆粒繼續(xù)前行。相反，如果搬運距離較短或者介質(zhì)能量較低，則可能導(dǎo)致較差的分選結(jié)果。第四章沉積環(huán)境4.1陸地沉積環(huán)境陸地沉積環(huán)境涵蓋了多種不同的地理區(qū)域，這些地方的沉積過程和特征因地理位置、氣候條件等因素而異。在這一部分中，我們將討論河流、湖泊以及沙漠這三種典型的陸地沉積環(huán)境。河流沖積扇與三角洲：當(dāng)河流流出山區(qū)或匯入大海時，流速減慢，導(dǎo)致攜帶的沉積物逐漸堆積形成沖積扇或三角洲。河床與河漫灘：主河道內(nèi)沉積物較粗，通常為砂石；而洪水期河水溢出河岸，在河漫灘上留下細(xì)粒物質(zhì)如淤泥。階地：隨著侵蝕作用不斷進(jìn)行，原先的河床被抬升至較高位置，形成了不同高度的階地。湖泊湖底沉積：靜水條件下有利于懸浮顆粒緩慢沉降，從而形成層狀明顯的沉積序列。生物成因沉積：藻類等微生物活動產(chǎn)生的有機質(zhì)會在湖底積累，有時可轉(zhuǎn)化為煤層?；瘜W(xué)沉積：在封閉性較強的湖泊中，由于蒸發(fā)濃縮作用，容易形成鹽類礦物沉淀。沙漠風(fēng)成沙丘：強風(fēng)吹動沙粒移動并堆積成各種形態(tài)的沙丘。干鹽湖：干旱地區(qū)偶爾積水形成的淺水體，在水分蒸發(fā)后留下的鹽分結(jié)晶。礫漠：由較大尺寸的巖石碎片覆蓋的地表，常見于山前地帶。表4-1：典型陸地沉積環(huán)境中主要沉積類型環(huán)境主要沉積類型特征描述河流沖積扇/三角洲由粗到細(xì)的粒度變化明顯河床/河漫灘河床以砂石為主，河漫灘多見淤泥湖泊層狀沉積垂直方向上有規(guī)律的紋理結(jié)構(gòu)生物成因沉積富含有機質(zhì)，可能形成煤層化學(xué)沉積鹽類礦物富集區(qū)沙漠風(fēng)成沙丘流動性強，形態(tài)多樣干鹽湖表面覆蓋有白色鹽晶礫漠由大塊巖石碎片組成4.2海洋沉積環(huán)境海洋是地球上最大的水體，其內(nèi)部存在著從淺海到深海的各種沉積環(huán)境。根據(jù)水深及離岸距離的不同，可以將海洋沉積環(huán)境分為如下幾類：海岸帶海灘：波浪作用下形成的沙灘，主要由砂組成。潮間帶：介于高潮線與低潮線之間，周期性地暴露于空氣中，含有較多生物碎屑。珊瑚礁：熱帶海域特有的生物構(gòu)造體，由珊瑚蟲骨骼構(gòu)成。大陸架近岸沉積：靠近岸邊的區(qū)域，受河流輸入影響較大。碳酸鹽臺地：溫暖淺海水域中廣泛分布的一種平臺狀地貌，主要由鈣質(zhì)生物遺骸堆積而成。深海平原遠(yuǎn)洋軟泥：遠(yuǎn)離開陸地的地方，沉積速率極低，以細(xì)小的黏土粒子為主。濁流沉積：海底滑坡觸發(fā)的高密度水流攜帶大量沉積物快速下沉形成。4.3過渡帶沉積環(huán)境過渡帶是指介于完全陸地與完全海洋之間的區(qū)域，這里既有淡水也有咸水的影響。常見的過渡帶包括河口、瀉湖及沼澤等地貌。河口河口灣：河流與海洋交匯處形成的寬闊水域，此處混合了淡水和海水。河口三角洲：河流帶來的沉積物在此堆積，形成向海延伸的三角形地形。瀉湖屏障島：沿海岸平行排列的一系列狹長島嶼，保護著內(nèi)陸側(cè)相對平靜的水域。潮汐通道：連接瀉湖與開闊海域的小型水道，允許水流進(jìn)出。沼澤淡水沼澤：位于河流泛濫平原附近，植被茂盛且經(jīng)常積水。鹽沼：分布在潮汐作用顯著的海岸線上，植物適應(yīng)了高鹽度環(huán)境。第五章沉積結(jié)構(gòu)5.1層理層理（Stratification）是指沉積巖中可見的一層層水平或接近水平的層次結(jié)構(gòu)，它是識別沉積環(huán)境的重要依據(jù)之一。根據(jù)成因機制的不同，層理可以分為以下幾種基本類型：水平層理：最簡單也是最常見的層理形式，表現(xiàn)為一系列平行層面的交替出現(xiàn)。交錯層理：也稱為斜層理，相鄰層面上下錯開，指示了水流方向的變化。遞變層理：單個層內(nèi)從底部到頂部粒度逐漸減小，反映了一次沉積事件中能量條件的減弱。平行層理：各層面保持平行但厚度不一，常出現(xiàn)在風(fēng)暴沉積中。波痕層理：表面具有波紋狀起伏，反映了淺水環(huán)境下波浪的作用。5.2波痕與交錯層理波痕：是由波浪或水流在松散沉積物表面造成的波浪形痕跡。它們對于重建古水動力條件非常有用。交錯層理：通過觀察交錯層理的方向，地質(zhì)學(xué)家能夠推斷出古水流的方向及其強度變化。5.3生物擾動構(gòu)造生物擾動構(gòu)造指的是沉積物中由動物活動（如鉆洞、挖掘）所引起的破壞原有層理的現(xiàn)象。這類構(gòu)造對于了解古代生態(tài)系統(tǒng)狀況具有重要意義。跡化石：動物移動時留下的路徑痕跡，可以用來推測該動物的生活習(xí)性。潛穴：某些底棲生物為了覓食或躲避捕食者而在沉積物中挖掘的隧道。5.4結(jié)核與結(jié)殼結(jié)核：是在沉積過程中局部區(qū)域內(nèi)某種礦物濃度異常增高而形成的球狀或不規(guī)則形狀的團塊。結(jié)殼：類似于結(jié)核，但是呈薄層狀附著于其他沉積物表面。第六章沉積構(gòu)造6.1斜層理斜層理是一種特殊的層理形式，其中各個層面傾斜角度大于10°。它通常與水流搬運有關(guān)，尤其是在湍急河流或強烈風(fēng)暴期間形成的沉積物中較為常見。前積斜層理：面向水流方向的傾斜層，表明沉積發(fā)生在能量較高的環(huán)境中。逆積斜層理：背向水流方向的傾斜層，可能與反向流動或沉積后的重力調(diào)整相關(guān)聯(lián)。6.2遞變層理遞變層理又稱作“正遞變”或“反遞變”，它描述了一個沉積層內(nèi)從底部向上粒度逐漸增大或減小的情況。這種結(jié)構(gòu)反映了沉積過程中水動力條件的變化。正遞變：底層較粗，上層逐漸變細(xì)，代表了沉積初期能量較強隨后減弱的過程。反遞變：相反，即底層細(xì)而頂層粗，可能是由于突發(fā)性事件如洪水過后水流速度驟然降低所致。6.3平行層理平行層理意味著所有層面都保持相互平行關(guān)系，但在厚度方面存在顯著差異。這種類型的層理常見于風(fēng)暴沉積或是快速沉積過程中。風(fēng)暴沉積：強烈的風(fēng)暴能夠迅速攪動海底沉積物，并將其重新分配，形成具有一定厚度的平行層理。快速沉積：例如雪崩、火山爆發(fā)等情況下的瞬間沉積也可以產(chǎn)生類似的結(jié)構(gòu)。6.4塊狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造是指那些缺乏明顯內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征的沉積巖體。它們看起來均勻一致，沒有明顯的層理或其他定向排列。塊狀構(gòu)造可以出現(xiàn)在多種情況下：第七章沉積巖的主要類型7.1碎屑巖碎屑巖是由巖石碎片、礦物顆粒和生物殘骸等通過物理搬運并在沉積過程中堆積形成的巖石。根據(jù)粒徑大小，碎屑巖可以進(jìn)一步分類為砂巖、粉砂巖和泥巖。砂巖成分：主要由石英（SiO2）組成，其次含有長石、云母等其他礦物。結(jié)構(gòu)特征：具有明顯的顆粒支撐結(jié)構(gòu)，顆粒之間可能有少量的膠結(jié)物如方解石或鐵質(zhì)氧化物。環(huán)境指示：常見于海灘、河流和沙漠環(huán)境中，反映了較強的水流作用。經(jīng)濟價值：作為建筑材料廣泛使用，并且是重要的儲油層之一。粉砂巖成分：與砂巖相似，但粒徑更小，通常在0.0625至0.004毫米之間。結(jié)構(gòu)特征：由于顆粒較小，粉砂巖往往呈現(xiàn)更加緊密的結(jié)構(gòu)，有時難以區(qū)分單個顆粒。環(huán)境指示：多見于湖泊、深海平原等地，代表了較弱的水流條件。經(jīng)濟價值：可用于制造陶瓷產(chǎn)品及作為某些工業(yè)用途的原料。泥巖成分：以黏土礦物為主，還可能含有少量有機質(zhì)。結(jié)構(gòu)特征：細(xì)粒度，通常無明顯層理，質(zhì)地細(xì)膩且易分裂成薄片。環(huán)境指示：形成于靜水環(huán)境下，如深湖底或遠(yuǎn)離海岸線的海底。經(jīng)濟價值：是石油和天然氣的良好封蓋層，同時也可作為制磚材料。表7-1：主要碎屑巖類型及其特征巖石名稱主要成分典型粒徑范圍(mm)結(jié)構(gòu)特點形成環(huán)境砂巖石英、長石0.0625-2顆粒支撐，分選良好海灘、河流粉砂巖石英、黏土礦物0.004-0.0625細(xì)粒度，結(jié)構(gòu)緊密湖泊、深海平原泥巖黏土礦物<0.004細(xì)膩，易分裂深湖底、遠(yuǎn)離海岸的海底7.2化學(xué)沉積巖化學(xué)沉積巖是在溶液中礦物質(zhì)沉淀而形成的巖石，主要包括石灰?guī)r、白云巖等。這類巖石的特點是其成分主要是通過化學(xué)過程而非機械破碎產(chǎn)生的。石灰?guī)r成分：主要由碳酸鈣（CaCO3）組成，常以方解石的形式存在。結(jié)構(gòu)特征：可以是結(jié)晶結(jié)構(gòu)或是包含大量化石和其他生物碎屑的顆粒結(jié)構(gòu)。環(huán)境指示：通常形成于溫暖淺海環(huán)境，尤其是珊瑚礁附近。經(jīng)濟價值：用作建筑材料和生產(chǎn)水泥的主要原料，也是重要的地下水儲存介質(zhì)。白云巖成分：主要由白云石（CaMg(CO3)2）構(gòu)成。結(jié)構(gòu)特征：通常呈晶粒狀結(jié)構(gòu)，顏色從白色到灰色不等。環(huán)境指示：一般認(rèn)為白云巖是在石灰?guī)r基礎(chǔ)上經(jīng)過后期改造而成，形成于蒸發(fā)性鹽湖或深海環(huán)境中。經(jīng)濟價值：用于制作耐火材料和農(nóng)業(yè)土壤改良劑。7.3有機質(zhì)沉積巖有機質(zhì)沉積巖是指那些富含有機物質(zhì)的沉積巖，包括煤和油頁巖等。這些巖石的形成與古代植物或微生物的埋藏密切相關(guān)。煤成分：主要由碳元素組成，含有一些氫、氧、氮和硫等元素。結(jié)構(gòu)特征：分為褐煤、煙煤和無煙煤等多種類型，質(zhì)地從松散到堅硬不等。環(huán)境指示：形成于沼澤或湖泊等富營養(yǎng)環(huán)境中，需要長期缺氧條件下才能保存大量有機質(zhì)。經(jīng)濟價值：是最主要的固體燃料來源之一，也用于化工原料生產(chǎn)。油頁巖成分：含有高比例的有機質(zhì)，特別是干酪根（一種復(fù)雜的有機化合物）。結(jié)構(gòu)特征：外觀類似頁巖，但密度較低，易于燃燒。環(huán)境指示：形成于古生代和中生代的一些特定沉積盆地中。經(jīng)濟價值：通過熱解技術(shù)可以從中提取出石油，是一種潛在的非常規(guī)能源資源。第八章碎屑巖的成分8.1礦物成分碎屑巖中的礦物成分主要包括石英、長石、云母以及一些重礦物。這些礦物來源于不同類型的源巖，并通過風(fēng)化、侵蝕和搬運過程進(jìn)入沉積體系。石英：因其硬度較高，在搬運過程中不易磨損，因此成為碎屑巖中最常見的礦物。長石：雖然在源巖中含量豐富，但由于相對脆弱，容易在搬運過程中分解。云母：具有片狀結(jié)構(gòu)，易于剝落，常以小片形式出現(xiàn)在碎屑巖中。重礦物：如鋯石、金紅石等，由于密度較大，在搬運過程中更容易沉降，從而在特定位置富集。8.2巖石碎片巖石碎片指的是未完全分解成單個礦物顆粒的大塊巖石殘留。它們的存在表明了源區(qū)巖石的性質(zhì)以及搬運距離的遠(yuǎn)近。礫石：粒徑大于2毫米的巖石碎片，常見于沖積扇或河流底部。角礫：邊緣尖銳未經(jīng)磨圓的巖石碎片，反映出短途搬運或者高能量的沉積環(huán)境。磨圓礫石：表面光滑，經(jīng)歷了較長距離的搬運，多見于河床或海灘。8.3化學(xué)沉淀物化學(xué)沉淀物是指在沉積過程中直接從水中析出的礦物。這些沉淀物可以是原地生成的，也可以是被搬運到新位置后重新沉積的。方解石：碳酸鈣的一種形態(tài)，常以膠結(jié)物形式存在于砂巖中。石膏：硫酸鈣的二水合物，常見于蒸發(fā)性鹽湖沉積物中。黃鐵礦：硫化亞鐵，可在缺氧條件下由細(xì)菌還原硫酸鹽產(chǎn)生。8.4有機殘留物有機殘留物包括植物遺體、動物骨骼以及微生物遺跡等。它們對于了解古生態(tài)系統(tǒng)和油氣資源勘探都非常重要。植物碎片：如樹葉、樹枝等，常見于煤層或其他富含有機質(zhì)的沉積物中。孢子和花粉：微小但能保存下來的植物繁殖器官，有助于重建古植被面貌。動物化石：從微小的浮游生物殼體到大型脊椎動物骨骼，提供了豐富的生物演化信息。第九章碎屑巖的成因9.1機械破碎機械破碎是指巖石在外力作用下發(fā)生物理破壞的過程，它是碎屑巖形成的第一步。這種破碎可以由多種因素引起：溫度變化：日夜溫差導(dǎo)致巖石內(nèi)部膨脹收縮不均，產(chǎn)生裂縫。冰楔作用：冬季融水滲入巖石縫隙凍結(jié)膨脹，加劇裂隙發(fā)展。構(gòu)造運動：板塊碰撞或斷裂帶活動造成的巨大壓力使巖石破裂。流水侵蝕：河水流動時對河岸和河床的持續(xù)沖刷也會造成巖石破碎。9.2化學(xué)溶解再沉淀化學(xué)溶解再沉淀是一個循環(huán)過程，其中巖石首先被溶解成離子狀態(tài)，然后在適宜條件下重新結(jié)晶形成新的礦物。這一過程對于碎屑巖中膠結(jié)物的形成尤為關(guān)鍵。溶解：酸性雨水或地下水能夠溶解某些易溶礦物，如方解石。遷移：溶解后的離子隨著水流移動，直至遇到適合沉淀的環(huán)境。沉淀：當(dāng)溶液過飽和時，礦物開始結(jié)晶并附著在現(xiàn)有沉積物上，起到膠結(jié)作用。9.3生物化學(xué)作用生物化學(xué)作用涉及生物體參與下的化學(xué)反應(yīng)，它不僅影響著沉積物的成分，還促進(jìn)了特定類型巖石的形成。生物腐蝕：海洋生物如貝殼類動物會分泌酸性物質(zhì)來建造外殼，同時也會侵蝕周圍的基巖。有機質(zhì)積累：植物死亡后埋藏于地下，逐漸轉(zhuǎn)化為有機質(zhì)，為未來煤層的形成奠定基礎(chǔ)。微生物活動：某些微生物能夠加速礦物的溶解或促進(jìn)特定礦物的沉淀，例如藍(lán)細(xì)菌參與碳酸鹽巖的形成。9.4成巖作用過程成巖作用是指沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)巖石的一系列物理化學(xué)變化，它貫穿整個沉積史直到最終形成穩(wěn)定的沉積巖。壓實作用：隨著上覆沉積物增加，下部沉積物受到的壓力增大，孔隙空間減少，體積縮小。膠結(jié)作用：溶液中的礦物質(zhì)在顆粒間沉淀，將松散的沉積物粘合在一起，增強巖石的堅固性。交代作用：原有的礦物被新形成的礦物所取代，改變了巖石的化學(xué)組成。重結(jié)晶作用：原有晶體在一定溫度和壓力下重新生長，形成更大的晶粒，提高了巖石的整體強度。通過對上述成因機制的理解，我們可以更好地認(rèn)識碎屑巖的形成背景及其所蘊含的地質(zhì)信息。這不僅有助于我們進(jìn)行資源勘探，還能幫助揭示地球歷史上的重要事件。第十章碳酸鹽巖10.1方解石與文石碳酸鹽巖主要由方解石（CaCO3）和文石（CaCO3的一種形態(tài)）組成。這兩種礦物在自然界中廣泛存在，但它們的穩(wěn)定性有所不同。方解石：是更常見的碳酸鈣形態(tài)，在地表條件下更為穩(wěn)定。方解石晶體結(jié)構(gòu)為六方晶系，具有良好的雙折射性質(zhì)。文石：相對不穩(wěn)定，容易轉(zhuǎn)變?yōu)榉浇馐?。它通常存在于海洋生物殼體中，如某些珊瑚、貝類等。10.2白云石白云石（CaMg(CO3)2）是一種含鎂的碳酸鹽礦物，常見于沉積巖中。它可以通過兩種主要途徑形成：原生沉淀：直接從海水或其他富含鎂離子的溶液中析出。后期改造：通過化學(xué)作用將原有的石灰?guī)r中的方解石部分替換為白云石。10.3生物碳酸鹽巖生物碳酸鹽巖是由生物活動產(chǎn)生的碳酸鈣沉積形成的巖石。這些生物包括單細(xì)胞浮游生物、珊瑚、藻類等。珊瑚礁：由珊瑚蟲骨骼堆積而成，形成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。有孔蟲和放射蟲：微小的浮游生物，其殼體大量積累后可以形成深海軟泥。藻灰?guī)r：由藻類分泌的碳酸鈣構(gòu)成，常出現(xiàn)在淺海環(huán)境。10.4非生物碳酸鹽巖非生物碳酸鹽巖是指沒有明顯生物參與而形成的碳酸鹽沉積物。這類巖石主要通過物理化學(xué)過程生成。蒸發(fā)巖：在封閉或半封閉的水體中，由于水分蒸發(fā)導(dǎo)致礦物質(zhì)濃縮并最終沉淀。洞穴沉積：如鐘乳石和石筍，是在洞穴環(huán)境中由滴水?dāng)y帶的碳酸鈣緩慢沉積形成的。10.5碳酸鹽巖的成巖作用成巖作用對碳酸鹽巖的最終性質(zhì)有著重要影響。這些作用包括壓實、膠結(jié)、交代以及重結(jié)晶等過程。壓實：隨著上覆沉積物的增加，下層碳酸鹽沉積物受到壓力，孔隙減少，體積縮小。膠結(jié)：溶解于地下水中的碳酸鈣在顆粒間沉淀，使松散的沉積物變得堅固。交代：原有礦物被新形成的礦物所取代，例如方解石被白云石替換。重結(jié)晶：在溫度和壓力的作用下，原有的碳酸鹽晶體重新生長，形成更大的晶粒。表10-1：碳酸鹽巖的主要類型及其特征巖石名稱主要成分結(jié)構(gòu)特點形成環(huán)境石灰?guī)r方解石可能包含化石和其他生物碎屑淺海、珊瑚礁白云巖白云石晶粒狀結(jié)構(gòu)，顏色多變蒸發(fā)性鹽湖、深海生物灰?guī)r方解石含有大量生物遺跡淺海、珊瑚礁非生物灰?guī)r方解石層狀或塊狀結(jié)構(gòu)洞穴、蒸發(fā)盆地第十一章蒸發(fā)巖11.1鹽類礦物蒸發(fā)巖是一類在封閉或半封閉水域中因水分蒸發(fā)而形成的沉積巖。其中最常見的礦物包括鹵化物（如巖鹽）、硫酸鹽（如石膏）和碳酸鹽（如天然堿）。巖鹽（NaCl）：最典型的蒸發(fā)巖之一，常以層狀或塊狀形式出現(xiàn)。鉀鹽（KCl）：用于農(nóng)業(yè)肥料的重要原料。硬石膏（CaSO4）：無水硫酸鈣，高溫條件下可由石膏脫水形成。11.2硫酸鹽礦物硫酸鹽礦物主要包括石膏（CaSO4·2H2O）和硬石膏。這些礦物通常在蒸發(fā)過程中形成，并且具有特定的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。石膏：含兩個結(jié)晶水分子，常呈白色或灰色，具有良好的塑性和熱穩(wěn)定性。硬石膏：不含結(jié)晶水，硬度較高，主要用于生產(chǎn)水泥和石膏板。11.3氯化物礦物氯化物礦物主要是指巖鹽（NaCl），它是地球上分布最廣的蒸發(fā)巖之一。巖鹽不僅在地下鹽礦中有發(fā)現(xiàn)，還可能在地表形成鹽灘或鹽丘。巖鹽：純凈的巖鹽無色透明，但在自然狀態(tài)下常常含有雜質(zhì)，呈現(xiàn)出不同的顏色。光鹵石（KCl·MgCl2·6H2O）：一種含鉀和鎂的復(fù)鹽，也屬于蒸發(fā)巖的一種。11.4蒸發(fā)巖的形成條件蒸發(fā)巖的形成需要特定的地質(zhì)和氣候條件，主要包括以下幾個方面：封閉或半封閉水體：如內(nèi)陸湖泊、鹽湖或者受限的海灣。干旱氣候：蒸發(fā)速率遠(yuǎn)大于補給速率，導(dǎo)致水中溶解物質(zhì)濃度逐漸升高。充足的水源：初期有足夠的水量帶來豐富的礦物質(zhì)。適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)平衡：不同礦物在不同的鹽度和溫度下開始沉淀，形成有序的沉積序列。第十二章有機質(zhì)沉積巖12.1有機質(zhì)的種類有機質(zhì)是指來源于生物體的碳基化合物。在沉積巖中，有機質(zhì)可以分為兩大類：干酪根和分散有機質(zhì)。干酪根：一種高分子量的復(fù)雜有機物質(zhì)，是石油和天然氣的主要母質(zhì)。分散有機質(zhì)：包括植物殘體、動物遺骸以及其他微生物產(chǎn)物，可以在沉積物中保存下來。12.2有機質(zhì)沉積的過程有機質(zhì)沉積是一個涉及多個階段的過程，從生物體死亡到最終埋藏，每一步都對有機質(zhì)的保存和轉(zhuǎn)化至關(guān)重要。生物死亡：生物體死亡后，其有機質(zhì)開始分解。搬運與沉積：未完全分解的有機質(zhì)隨水流或其他介質(zhì)搬運到沉積地點。埋藏：有機質(zhì)被新的沉積物覆蓋，隔絕氧氣，減緩進(jìn)一步的分解。成巖作用：在溫度和壓力的作用下，有機質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)變化，逐漸轉(zhuǎn)化為干酪根。12.3煤的形成煤是由古代植物遺體經(jīng)過長期埋藏和成巖作用形成的有機質(zhì)沉積巖。根據(jù)成熟程度的不同，煤可以分為褐煤、煙煤和無煙煤等多種類型。泥炭：最初的植物殘體堆積形成泥炭，含水量高，能量密度低。褐煤：泥炭在較低溫度和壓力下進(jìn)一步壓縮形成，顏色較深，能量密度有所提高。煙煤：經(jīng)過更高溫度和壓力的作用，形成了更加致密的煙煤，燃燒效率更高。無煙煤：最高級別的煤，幾乎不含揮發(fā)分，燃燒時幾乎沒有煙霧產(chǎn)生。12.4油頁巖的特點油頁巖是一種富含有機質(zhì)的細(xì)粒沉積巖，主要由黏土礦物和干酪根組成。油頁巖中含有大量的潛在能源資源，但開采和利用技術(shù)要求較高。干酪根含量：油頁巖中的干酪根含量通常在10%以上，是決定其經(jīng)濟價值的關(guān)鍵因素。熱解特性：通過加熱可以將干酪根轉(zhuǎn)化為液體燃料（頁巖油）和氣體（頁巖氣）。分布廣泛：全球許多國家和地區(qū)都有油頁巖資源，但由于開采成本和技術(shù)限制，目前尚未大規(guī)模開發(fā)。第十三章沉積巖的后生變化13.1壓實作用壓實作用是沉積巖在埋藏過程中由于上覆沉積物重量增加而發(fā)生的體積減小現(xiàn)象。這一過程會導(dǎo)致孔隙空間減少，