《沉積巖的形成過程》課件

沉積巖的形成過程沉積巖是由風(fēng)化、侵蝕、搬運(yùn)、沉積、壓實(shí)和膠結(jié)等過程形成的巖石。這些過程需要漫長的時(shí)間，通常需要數(shù)百萬年才能完成。課程概述沉積巖地球表面約75%由沉積巖構(gòu)成。它們記錄了地球漫長的歷史，是地質(zhì)學(xué)家研究地球演化的重要窗口。重要性沉積巖不僅提供寶貴的礦產(chǎn)資源，還與水資源、土壤形成密切相關(guān)，對人類生產(chǎn)生活至關(guān)重要。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解沉積巖形成過程、分類、特征以及它們在認(rèn)識地球演化、資源勘探、工程建設(shè)等方面的應(yīng)用。什么是沉積巖？沉積巖是地球表面最常見的巖石類型之一。沉積巖是由各種巖石碎屑、礦物顆粒、生物殘骸等沉積物，經(jīng)壓實(shí)、膠結(jié)等作用形成的。沉積巖的形成過程通常需要經(jīng)歷風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積、壓實(shí)和膠結(jié)等多個(gè)階段。沉積巖的特點(diǎn)層理結(jié)構(gòu)沉積巖通常具有明顯的層理結(jié)構(gòu)，這是由于沉積過程中的物質(zhì)沉積和搬運(yùn)差異形成的?；砍练e巖中常含有豐富的化石，這些化石記錄了古代生物的生存環(huán)境和演化歷程。顏色多樣沉積巖的顏色取決于組成物質(zhì)的種類，例如紅色砂巖、黑色頁巖等。顆粒大小沉積巖的顆粒大小反映了沉積環(huán)境中的能量條件，例如礫巖、砂巖、泥巖等。沉積巖的重要性11.記錄地球歷史沉積巖是地球歷史的寶貴記錄，記錄著地球表面的演變過程，并包含著古環(huán)境、古氣候、古生物的信息。22.蘊(yùn)藏著豐富的資源石油、天然氣、煤炭、金屬礦產(chǎn)等重要的礦產(chǎn)資源都與沉積巖密切相關(guān)。33.指示地質(zhì)構(gòu)造沉積巖的分布、厚度、結(jié)構(gòu)等特征可以指示地質(zhì)構(gòu)造的演化過程，幫助地質(zhì)學(xué)家了解地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。44.提供工程建設(shè)參考沉積巖的物理性質(zhì)決定了其在工程建設(shè)中的應(yīng)用，了解沉積巖的特性可以為工程建設(shè)提供參考。沉積巖形成的地理?xiàng)l件氣候條件氣候條件對沉積巖形成至關(guān)重要。不同的氣候條件會影響巖石風(fēng)化和搬運(yùn)的方式，最終影響沉積巖的類型和特征。例如，高溫多雨的氣候有利于化學(xué)風(fēng)化，形成化學(xué)沉積巖；而干旱寒冷的氣候則有利于物理風(fēng)化，形成碎屑沉積巖。地貌條件不同的地貌條件會影響沉積物的來源、搬運(yùn)方式和沉積環(huán)境。山區(qū)地形有利于碎屑沉積巖的形成，而平原地區(qū)則有利于化學(xué)沉積巖和生物沉積巖的形成。例如，河流攜帶的泥沙會在河流的入?？谔幊练e，形成三角洲沉積；而沙漠地區(qū)的風(fēng)力搬運(yùn)則會形成沙丘沉積。物理沉積作用1風(fēng)化巖石破碎成碎屑2搬運(yùn)碎屑被水、風(fēng)或冰川搬運(yùn)3沉積碎屑在能量減弱處沉積物理沉積作用是指巖石在物理力的作用下發(fā)生破碎、搬運(yùn)和沉積的過程。風(fēng)化是巖石暴露在地表受到風(fēng)、雨、冰雪等物理力的作用而發(fā)生破碎的過程。搬運(yùn)是指風(fēng)化后的碎屑被水流、風(fēng)力或冰川等介質(zhì)搬運(yùn)到其他地方。沉積是指搬運(yùn)的碎屑在能量減弱的地方堆積下來。化學(xué)沉積作用化學(xué)沉積作用是指溶解在水中的物質(zhì)，由于物理化學(xué)條件的變化而析出，形成沉積物。1溶解礦物質(zhì)溶解于水體中2過飽和溶液中礦物質(zhì)濃度超過飽和度3沉淀礦物質(zhì)析出形成沉積物化學(xué)沉積作用可以發(fā)生在各種水體中，例如海洋、湖泊、河流等。常見化學(xué)沉積巖類型包括石灰?guī)r、白云巖、巖鹽和石膏等。生物沉積作用1生物遺體堆積生物死亡后，遺體沉積在水底或陸地，形成生物沉積物。2生物化學(xué)作用生物遺體在分解過程中，會發(fā)生化學(xué)變化，形成一些新的礦物，例如碳酸鈣、磷酸鹽等。3成巖作用經(jīng)過壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用，生物沉積物最終形成生物沉積巖。機(jī)械沉積作用風(fēng)力搬運(yùn)風(fēng)力可以搬運(yùn)泥沙，形成風(fēng)成沙丘，如沙漠中的沙丘。水力搬運(yùn)流水可以搬運(yùn)泥沙，形成河流沖積平原，如長江中下游平原。冰川搬運(yùn)冰川可以搬運(yùn)巨大的巖石，形成冰川沉積物，如歐洲阿爾卑斯山的冰川地貌。重力搬運(yùn)重力可以使巖石滾落或滑坡，形成崩塌堆積，如山區(qū)常見的山體滑坡?；瘜W(xué)沉積作用的類型碳酸鹽沉積碳酸鹽沉積是化學(xué)沉積作用最常見類型之一。常見的碳酸鹽礦物包括方解石、白云石和文石。硅酸鹽沉積硅酸鹽沉積包括多種礦物，如石英、長石、云母等，這些礦物在水中溶解度較低，容易沉積。鐵質(zhì)沉積鐵質(zhì)沉積主要指鐵礦石的沉積，例如赤鐵礦、褐鐵礦和磁鐵礦。這些礦物通常在富含鐵元素的水體中形成。蒸發(fā)巖沉積蒸發(fā)巖沉積是指在水體蒸發(fā)過程中形成的沉積物，例如石膏、巖鹽和鉀鹽。沉積環(huán)境的分類1陸地沉積環(huán)境包括河流、湖泊、沙漠等，主要形成碎屑巖，如砂巖、礫巖。2過渡沉積環(huán)境介于陸地和海洋之間，如三角洲、濱海等，以混合沉積巖為主，如泥巖、砂巖。3海洋沉積環(huán)境包括淺海、深海等，以化學(xué)沉積巖為主，如石灰?guī)r、白云巖，以及一些生物沉積巖。4特殊沉積環(huán)境包括冰川、火山等，形成特殊的沉積巖，如冰磧巖、火山碎屑巖。湖泊沉積環(huán)境湖泊沉積環(huán)境是指在湖泊中形成的沉積物及其沉積環(huán)境。湖泊是陸地上的封閉水體，水深、面積和水體流動(dòng)性差異很大，因此湖泊沉積環(huán)境具有多樣性。湖泊沉積環(huán)境的沉積物類型主要包括泥質(zhì)、砂質(zhì)、礫質(zhì)、生物碎屑和化學(xué)沉積物，如碳酸鹽巖和蒸發(fā)巖。沉積物的特征受湖泊水深、水體流動(dòng)性、氣候條件和生物活動(dòng)等因素的影響。河流沉積環(huán)境河流是陸地表面重要的地貌單元，河流的流水作用會對地表進(jìn)行侵蝕、搬運(yùn)和沉積。河流沉積環(huán)境主要包括河流的河道、河漫灘和三角洲。不同部位的沉積物類型和沉積特征存在差異。河道沉積物主要以礫石和砂礫為主，而河漫灘沉積物則以粉砂和粘土為主。三角洲沉積物則具有多種類型，包括砂巖、粉砂巖和泥巖。海洋沉積環(huán)境海洋沉積環(huán)境是地球表面最主要的沉積環(huán)境之一，涵蓋了廣闊的海底區(qū)域。海洋沉積物主要由陸源碎屑、生物遺骸、火山灰和宇宙塵埃等組成，其沉積過程受海水的深度、溫度、鹽度、洋流和生物活動(dòng)等因素的影響。風(fēng)蝕沉積環(huán)境風(fēng)力侵蝕風(fēng)力侵蝕形成沙丘、雅丹地貌等獨(dú)特地貌，改變地表形態(tài)。風(fēng)力搬運(yùn)風(fēng)力將風(fēng)化碎屑搬運(yùn)到低洼地帶，形成沙丘、黃土高原等。風(fēng)力沉積風(fēng)力將搬運(yùn)的碎屑沉積下來，形成沙丘、黃土等沉積物。冰川沉積環(huán)境冰川是地球上最強(qiáng)大的地質(zhì)力量之一，它們的運(yùn)動(dòng)會塑造地貌，并在其路徑上留下獨(dú)特的沉積物。冰川沉積環(huán)境是地球上最寒冷、最極端的沉積環(huán)境之一，它包括冰川本身、冰川融化區(qū)和冰川沉積物所在的地區(qū)。冰川沉積物通常由礫石、砂礫和粘土組成，這些物質(zhì)被冰川從其源頭磨損和運(yùn)輸而來。冰川沉積物通常具有特殊的特征，例如冰川搬運(yùn)痕跡、冰川磨光面和冰川條痕。沉積速率的影響因素氣候氣候?qū)Τ练e速率影響巨大。降雨量和氣溫決定著風(fēng)化和侵蝕的強(qiáng)度，進(jìn)而影響沉積物的供應(yīng)量。地形地形直接影響沉積物的來源和運(yùn)輸距離。山區(qū)地勢陡峭，侵蝕速率快，沉積速率也高。生物活動(dòng)生物活動(dòng)，如植物的根系和動(dòng)物的挖掘，會影響沉積物的沉積和保存。地質(zhì)構(gòu)造地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，如地殼抬升和下降，會影響沉積環(huán)境的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響沉積速率。沉積厚度的測量100m最大深度測量1cm最小厚度測量沉積厚度是沉積巖層積累的總厚度。沉積厚度通常使用地質(zhì)測繪和鉆探等方法測量。沉積層的旋回性1沉積環(huán)境變化沉積環(huán)境的周期性變化2沉積速率變化沉積速率的周期性波動(dòng)3海平面升降海平面變化的周期性規(guī)律沉積層的旋回性是指在沉積巖中，沉積層呈現(xiàn)出周期性的變化，例如粒度變化、礦物成分變化、顏色變化等。這些周期性變化主要由沉積環(huán)境的變化、沉積速率的變化以及海平面升降等因素引起。沉積巖的分類碎屑巖由碎屑物質(zhì)堆積而成，如砂巖、礫巖、頁巖?；瘜W(xué)巖由水溶液中的礦物質(zhì)沉淀而成，如石灰?guī)r、巖鹽、石膏。生物巖由生物遺體堆積而成，如煤炭、生物礁。碎屑沉積巖定義碎屑沉積巖是由其他巖石風(fēng)化后的碎屑物質(zhì)經(jīng)過搬運(yùn)、沉積、壓實(shí)、膠結(jié)而形成的巖石。組成主要由碎屑礦物和巖石碎屑組成，常見的有石英、長石、云母等。分類根據(jù)碎屑顆粒的大小，可以分為礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖等?；瘜W(xué)沉積巖溶解和沉淀水體中的溶解物質(zhì)，在特定條件下沉淀析出，形成化學(xué)沉積巖。常見類型石膏、巖鹽、白云巖、菱鐵礦等，是化學(xué)沉積巖的代表性類型。環(huán)境條件化學(xué)沉積巖形成于特定環(huán)境，例如干旱氣候、蒸發(fā)強(qiáng)烈的水體。生物沉積巖生物遺骸由生物遺體或生物化學(xué)作用形成的沉積巖。主要類型常見類型包括：石灰?guī)r、白云巖、硅藻土、煤炭等。成因海洋生物的貝殼、骨骼等堆積形成，或由生物活動(dòng)產(chǎn)生的有機(jī)物沉積而成。價(jià)值具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如石灰?guī)r可作為建筑材料，煤炭是重要的能源。沉積巖的特征指示意義沉積環(huán)境沉積巖的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，可以反映其形成時(shí)的沉積環(huán)境。古地理沉積巖中的化石可以指示古生物群落和古環(huán)境，幫助重建地質(zhì)歷史。資源勘探沉積巖與石油、天然氣、煤炭等資源密切相關(guān)，是重要的勘探目標(biāo)。沉積環(huán)境重建的意義理解地質(zhì)歷史沉積環(huán)境重建可以幫助我們了解地質(zhì)歷史，包括古地理、古氣候和古生物環(huán)境。沉積巖記錄了地球表面的歷史，重建沉積環(huán)境可以揭示過去的環(huán)境變化和演化過程。探明能源資源沉積環(huán)境與能源資源的分布密切相關(guān)，如石油、天然氣和煤炭等。通過重建沉積環(huán)境，我們可以找到有利于沉積資源形成的地區(qū)，并進(jìn)行有效勘探。沉積相的識別標(biāo)準(zhǔn)層理層理是沉積巖中最常見的特征，反映了沉積環(huán)境的變化?；煌愋偷幕砻髁顺练e環(huán)境的不同，例如海洋生物化石表明了海洋沉積環(huán)境。構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造特征，例如交錯(cuò)層理、泥裂、波痕等，也能夠反映沉積環(huán)境。礦物成分沉積巖中的礦物成分也能夠反映沉積環(huán)境，例如石英砂巖通常形成于河流或沙漠環(huán)境。實(shí)踐應(yīng)用：沉積巖的勘探油氣勘探沉積巖是油氣資源的主要儲層，沉積環(huán)境和沉積巖特征是重要的勘探依據(jù)。地下水勘探某些沉積巖具有良好的儲水性，可作為地下水資源的勘探目標(biāo)。礦產(chǎn)勘探沉積巖中蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，如煤炭、鐵礦、鋁土礦等。建筑材料勘探砂巖、頁巖等沉積巖是重要的建筑材料來源。實(shí)踐應(yīng)用：沉積巖的工程應(yīng)用建筑材料砂巖、石灰?guī)r等沉積巖可以作為建筑材料