1 沉积物的来源——【沉积岩与沉积相】
沉积岩与沉积相总结资料
沉积岩与沉积相总结资料沉积岩与沉积相总结资料第一、二章1.沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一。
它是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质成分，经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
2．地壳表层指大气圈的下层、水圈和生物圈的全部以及岩石圈的上层，称“沉积岩生成圈”或“沉积圈”。
3．风化作用是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。
风化作用是对地表岩石的一种破坏作用。
风化作用按其性质可分为三种类型：物理风化作用：发生机械破碎而化学成分不改变。
化学风化作用：母岩发生氧化、水解、溶虑等化学变化而分解，形成新矿物。
各种矿物的风化稳定性，不仅取决于它们的化学成分，还取决于它们的晶体构造，矿物的键强度总数越大，其风化稳定性越高。
4．组成沉积岩的沉积物质来源有：母岩的风化产物、生物残骸和有机物质、火山碎屑物质和深部卤水、陨石。
5．母岩风化的阶段性：破碎阶段、饱和硅铝阶段、酸性硅铝阶段和铝铁阶段。
母岩风化产物的类型：碎屑残留物质、新生成的矿物、溶解物质。
6．风化壳：由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已经风化了的地表岩石的表层部分。
7. 层流：一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的平行线状运动，彼此不相掺混。
紊流：湍流，一种充满了漩涡的多湍流的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混。
当弗劳德数Fr>1时,流水为急流，表示水浅流急的情况；当Fr<1时，流水为缓流，表示水深流缓的情况。
8. 碎屑物质在流水搬运过程中的变化成分：不稳定组分逐渐减少，稳定组分则相应增加，同时其组分也就变得更加简单了。
碎屑颗粒度逐渐变小；碎屑颗粒的圆度逐渐变好；碎屑颗粒的球度也有所增高。
9.胶体：一种物质的细微质点分散在另一种物质中的不均匀分散体系。
沉积相的分类及详解
沉积相的分类及详解沉积相是地质学中的一个重要概念，它指的是沉积岩中具有相似性质和特征的一组沉积物。
根据沉积相的不同特征和成因，可以将其分为多个类别。
本文将详细介绍沉积相的分类及其特点。
一、物源沉积相物源沉积相是指沉积物来源于特定物源地区的沉积相类型。
根据物源的不同，可以将其分为陆源沉积相、海洋沉积相和湖泊沉积相。
1. 陆源沉积相：陆源沉积相主要由陆地上的物质经由河流、冰川等运动而形成。
其中包括冲积平原、河道、冰川前缘等。
这些沉积相的特点是颗粒较大，沉积速度较快，沉积物通常为砂砾、砂等。
2. 海洋沉积相：海洋沉积相是指由海洋中的物质沉积而形成的沉积相，包括海底扇、大陆坡、海底平原等。
海洋沉积物通常是细粒沉积物，如泥、粉砂等，沉积速度较慢。
3. 湖泊沉积相：湖泊沉积相主要由湖泊中的物质沉积而形成，包括湖泊三角洲、湖滨平原等。
湖泊沉积物通常是细粒沉积物，如泥、粉砂等。
二、环境沉积相环境沉积相是指沉积物形成的特定环境下的沉积相类型。
根据环境的不同，可以将其分为河流沉积相、湖泊沉积相、海洋沉积相和沉积盆地沉积相。
1. 河流沉积相：河流沉积相是指在河流环境中形成的沉积相，包括河道、冲积平原等。
河流沉积物通常为砂砾、砂等，沉积速度较快。
2. 湖泊沉积相：湖泊沉积相是指在湖泊环境中形成的沉积相，包括湖泊三角洲、湖滨平原等。
湖泊沉积物通常为细粒沉积物，如泥、粉砂等。
3. 海洋沉积相：海洋沉积相是指在海洋环境中形成的沉积相，包括海底扇、大陆坡、海底平原等。
海洋沉积物通常为细粒沉积物，如泥、粉砂等。
4. 沉积盆地沉积相：沉积盆地沉积相是指在沉积盆地环境中形成的沉积相，包括湖泊盆地、海盆等。
沉积盆地沉积物的特点与其所属的环境有关，可以是砂砾、砂、泥等。
三、气候沉积相气候沉积相是指沉积物形成的特定气候条件下的沉积相类型。
根据气候的不同，可以将其分为干旱沉积相、湿润沉积相和寒冷沉积相。
1. 干旱沉积相：干旱沉积相是指在干旱地区形成的沉积相，包括沙漠沉积相、盐湖沉积相等。
沉积岩与沉积相 -回复
沉积岩与沉积相沉积岩与沉积相是沉积学的重要内容，它们反映了沉积物的形成环境、条件和特征，对于理解地质历史、恢复古地理、探索矿产资源等都有重要意义。
本文将从以下几个方面介绍沉积岩与沉积相的基本概念、分类、特征和应用。
沉积岩的概念和分类沉积岩是由沉积物经过压实、胶结、成岩作用等形成的一类岩石，它们占地壳上层的约75%的面积，但只占地壳总体积的约5%。
沉积岩的形成过程包括以下几个阶段：风化作用：指基岩在大气、水和生物等因素的作用下，发生物理破碎和化学分解，产生碎屑物质和溶解物质。
搬运作用：指风化产物被流水、风、冰川、重力流等流体或固体介质搬运到其他地方的过程。
沉积作用：指搬运介质的动力不足时，风化产物在一定区域内堆积或沉淀形成沉积物的过程。
成岩作用：指沉积物在地下受到压力、温度、流体和生物等因素的影响，发生压实、胶结、重结晶、置换等变化，最终转变为坚硬的岩石的过程。
根据沉积物的来源和成分，沉积岩可以分为以下三大类：碎屑岩：由碎屑物质（如砂砾、粘土等）组成的沉积岩，如砂岩、页岩、砾岩等。
化学岩：由溶解物质（如碳酸盐、硫酸盐等）在水中发生化学反应或生物作用而沉淀形成的沉积岩，如灰岩、白云岩、石膏岩等。
生物岩：由生物遗骸或分泌物（如碳酸钙、硅酸盐等）组成的沉积岩，如珊瑚礁、硅藻土、煤等。
沉积相的概念和分类沉积相是指具有相似生成环境和特征的一组或一套沉积物或沉积岩。
它是反映沉积环境和条件的综合标志，包括以下几个方面：沉积物组分：指沉积物中所含有的不同类型和比例的颗粒、杂基（基质）、胶结物等。
沉积物结构：指沉积物中颗粒或杂基之间的排列方式和联系方式，如层理、颗粒支撑性质、孔隙结构等。
沉积构造：指由于不同类型和强度的营力作用，在沉积过程中或之后形成的各种形态特征，如层面构造（波痕、槽模等）、变形构造（褶皱、断层等）、生物构造（生物遗迹、生物痕迹等）等。
沉积物组合：指在一定空间和时间范围内，不同类型和性质的沉积物或沉积岩的叠置关系和变化规律，如岩性组合、层序组合、相带组合等。
1-第一章 沉积物的来源
重矿物（heavy mineral）： 风化稳定性 的差别很大，如锆石、金红石、电气石等较稳定 ，为沉积岩中常见的稳定重矿物。
3. 影响造岩矿物风化稳定性的因素
与它们的结晶温度有关
与其化学成分的化学活泼性（主要是在水中的溶解能
力）有关
与其晶体构造特征及化学键强度有关
四、各种岩石的风化及其产物
第一章 沉积物的来源
沉积岩的形成及其形成后的演化的全部历史过程大致可
分为以下几个阶段：
1. 沉积岩原始物质（主要是母岩风化产物）的形成阶段 2、沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段（即沉积物的形
成阶段） 3、沉积后作用阶段（包括沉积物的同生作用和准同生作 用阶段、沉积物的成岩作用阶段、沉积岩的后生作用阶段）
最先析出的成分是钾， 其次是硅，最后才是 铝
云母（mica）： 白云母抗风化能力较强
白云母在风化过程中，主要是析出钾和加入水，先变成水 白云母，最后变为高岭石 黑云母的抗风化能力比白云母差得多。黑云母遭受风化后
，钾、镁等成分首先析出，同时加入水，转变为蛭石、绿泥石 、褐铁矿等
橄榄石、辉石、角闪石等镁硅酸盐矿物抗风化能
2. 各种元素在特定的风化条件下迁移能力是不一样的，
因而造成各种元素按一定顺序从母岩中分离出来——即元素 的风化分异。 3. 前苏联学者雷波诺夫(1934)首先根据河水中元素的含 量与该河流域的岩石中相应元素的含量相比较的办法，了解
各种元素迁移的相对活动性，并得出了元素迁移序列。
4. 彼列尔曼(1955)在雷波诺夫的研究基础上提出了水迁移
3. 溶解物质：主要是指在化学风化过程中被溶解的那些成分，如CI、 S、Ca、Mg、K、Na、Si、Fe、Al、P等。
风化壳 (Weathering crust)
第二章沉积岩的形成过程2
5. 交代作用(replacement):外来组分取代原组分。如，白云石 化，SiO2与CaCO3相互交代。
6. 自生矿物的形成(authigenic mineral)：海绿石，鲕绿泥石， 沸石类，粘土矿物，方解石、菱铁矿、草莓状黄铁矿，自 生石英和自生长石（再生加大边）
第四节 沉积成岩作用
沉积物沉积
成 岩 作 用
第四节 沉积成岩作用
一、概念
沉积成岩作用是泛指沉积物形成以后，到沉积岩的风化的作用 和变质作用以前这一演化阶段的所有变化或作用，包括成岩作用和 后生作用。有人也成为沉积期后作用。
二、成岩阶段的划分：
1、同生阶段： 2、成岩阶段： 3、后生阶段： 4、表生阶段：
二、化学搬运和沉积
2）真溶液的搬运与沉积作用
可溶物质的溶解与沉淀作用主要取决于溶解度； 溶液中的某种物质浓度达到过饱和，则发生沉淀作用 （沉积）；反之，则发生溶解作用（搬运）。
影响真溶液搬运与沉积的因素：
介质的酸碱度： 介质的氧化还原电位： 温度和压力 溶液中的CO2含量 离子吸附作用
三、生物的搬运和沉积
压实作用
压溶作用
胶结作用
交代作用
影响成岩作用因素
1、自由能 2、PH值和EH值 3、温度的影响 4、压力的影响 5、生物对成岩作用的影响 6、时间因素
第五节 沉积岩的分类
火山碎屑岩
陆源沉积岩
内源沉积岩
铝质岩
铁指岩
按
按 砾岩和 按
锰质岩
结
集块岩
结 角砾岩 成
沉积岩与沉积相内容简介
沉积岩与沉积相内容简介沉积岩与沉积相Sedimentary Rocks and Facies一、内容提要第一部分：前言第二部分：分析原理与方法第三部分：碎屑岩岩石学与沉积相第四部分：碳酸盐岩岩石学与沉积相二、主要内容1、古环境恢复方法与所用资料主要方法:垂直相序列（Vertical Facies Profile)沃塞尔相律（Walther's Law）沉积模式（Depositional Model）物源与古流分析（Provenance and Paleocurrent）地震地层（Seismic Stratigraphy）层序地层（Sequence Stratigraphy）构造—沉积体系分析（Tectonics-Depositional System）主要资料：野外露头资料（Outcrops)岩心资料（Cores)岩屑资料（Sieve residue log）地球物理测井资料（Geophysical Logging）地球物理勘探资料（Geophysical Exploration）实验室分析资料（Laboratory data）2、沉积环境解释参数物理参数（Physical parameters）:沉积构造（Sedimentary structures）, 颗粒特征及分布（Grain and grain size distribution）生物参数（Biological parameters）:生物成因构造（Biogenic structures), 生物化石及生态特征（fossils and Paleocology）化学参数（Chemical parameters）: 岩性（Lithology）, 岩矿（Minerals）, 氧化还原电位（Oxidation-Reduction Potential），酸碱度（Acidicity-Alkalinity），盐度（Salinity），温度（Temperature）3、主要沉积体系及相构成冲积扇体系河流体系扇三角洲体系三角洲体系碎屑海岸体系碳酸盐岩台地体系深水扇体系4、地质应用对于地质勘探:平面及剖面相关系；确定有利勘探目标；寻找隐蔽及岩性圈闭；储层评价；对于地质研究:了解古代及近代地理变迁；沉积盆地的充填样式及其对构造活动与气候变化的响应；湖泊及海洋的水介质特征；5、学习方法整体分析（Integrated analysis）:概括各种资料--岩心（cores）,录井（logging）,地震（seismic），露头（outcrops），化验资料（laboratory data)，古生物（paleontology)层次分析（Gradation of analysis）:盆地尺度（Basin scale）, 油藏尺度（Oil reservoir scale）, 油层尺度（Oil layer scale）6、课程目的及意义意义:一直作为地质研究的热点尽管沉积物与沉积岩只占岩石圈体积的5%,但地球表面的75%被沉积物与沉积岩覆盖。
第二章 沉积物的来源
影响风化产物的因素：
1．母岩的类型:
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石英岩-形成碎屑 石膏、岩盐-形成溶解物质
2．风化深度:
长石：风化弱⇒风化中等⇒风化深
水云母 ⇒高岭石或蒙脱石⇒氧化铝 问题:湖相和浅海相的鉴别?
3．风化作用的性质:
物理风化⇒碎屑物质 化学风化⇒溶解物质+不溶残余物
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成熟度的概念：
表示沉积岩形成时，母岩风化的强度和搬运过程中 的磨蚀、分选程度。包括成分成熟度(？)、结构成熟度 (？) 。 风化彻底时，形成成熟的沉积物，主要是粘土矿物 和稳定的矿物碎屑，如石英、长石。 相反，风化不彻底时形成不成熟的沉积物，沉积物 复杂，稳定和不稳定的矿物碎屑都有，还有较多的岩屑 和重矿物。
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思考题： 1、沉积岩的形成和变化过程包括哪些阶段？ 2、风化作用的类型有哪些？
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第三章 沉积学相关的流体力学基础
（1学时）
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 流体的粘滞性和内摩擦定律 急流、缓流与福劳德数 层流、紊流与雷诺数 空气的几个流体力学问题
第一节 概述
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岩浆溢出地表冷凝成熔岩
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汽车化石
二、深部来源的沉积物
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1．火山碎屑物 2．深部热卤水 深部热卤水在成岩、成矿中具有重要的意义。其多数为氯化钙型或碳酸 盐型，含钾、钙及重金属元素量较高。 现代热卤水分布广泛，不仅海底有，大陆上也有。 最著名的是红海海底热卤水，其盐度为7.2-25.7%，温度达34-56.5℃； 在苏联里海、美国加利福尼亚州等地区都发现有热卤水； 以色列在钻井100—3000m发现有多层热卤水； 东非裂谷的热卤水形成了某些咸水湖； 死海有由深断裂排出的热卤水。
沉积岩与沉积相
沉积岩与沉积相沉积岩：是在地壳表层的条件下，由母岩风化产物，火山质，有机质，宇宙物质等沉积岩的原始物质成分经过搬运作用，沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。
风化作用：是指地壳最表层的岩石在温度变化，大气，水，生物等因素作用下发生机械破碎和化学变化。
层理：岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它可以通过矿物成分，结构，颜色的变化和渐变而显现出来。
交错层理：在层系的内部有一组倾斜的细层（前沉积层）与层面或层系界面相交。
杂基：是碎屑岩中细小的机械成因组成，其；粒级是泥级的为主。
胶结物：是碎屑岩中以化学沉积方式形成于粒间空隙中自生矿物。
沉积相的分类：1，陆相组（残积相，坡积一坠积相，风成相，冰川相，冲积相，湖泊相，沼泽相）2河相组/(滨岸相，浅海陆棚相，半深海相，深海相)3过度相（三角洲相，河口湾相，泻湖相，障壁岛相，湖坪相）沉积构造：指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积时期或沉积以后由物理作用，化学作用，生物作用在沉积物内部或沿着沉积物与流体的界面的形成的。
二元结构：底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积的所谓“二元结构”。
化学风化作用：在水，氧和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化，水解等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。
重力流：是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物由高密度流体。
沃尔索相律：只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上一次叠加出现而没有间断。
平行层理与水平层理的异同：水平层理产于西碎屑岩和微晶灰岩中，细层平直并与层面平行，细层可连续或断开，形成于弱的水动力条件下。
平行层理产于砂岩中，外貌与水平层理相近，形成于强的水动力条件。
相同点：平行层理与水平层理均属于层理结构，细层和层系平行并平行与岩层面。
不同点：平行层理是强水动力条件，主要是由中砂岩组成，水平层理是弱水动力条件，是由粉砂岩和泥组成。
叠层构造及其成因：是由蓝绿藻类分泌的粘液捕获粘结砂，粉砂，泥级颗粒或晶体组成的一种纹层构造。
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Ca、Mg、Na、F、Sr、K、Zn等；
3、可迁移元素 （ Kx=n·10-1~n)
Cu、Ni、Co、V、Mn、Si(硅酸盐中）、P；
埋藏区
成岩作用
沉积岩
沉积后作用阶段
第一章、沉积物的来源
原始沉积物质
第一节、概述
陆源物质 母岩风化产物
生物源/生源物 质
深源物质
宇宙源物质
生物残骸及有机质 火山物质+深层卤水
陨石
第一章、沉积物的来源
第一节、概述
组成沉积岩的原始沉积物质来源有：
(1)陆源物质------母岩的风化产物； (2)生物源物质----生物残骸和有机质； (3)深源物质------火山喷发碎屑物质和深部卤水； (4)宇宙源物质----陨石。
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
水迁移系数(Kx): 衡量元素在风化带中的迁移能力。此系数为河水干渣
中的元素含量在该流域岩石中相应元素含量的比值。Kx越大，表明从岩石淋溶 进入水中的量越多，即迁移能力越强。
1、最易迁移元素 （ Kx=n·10~n·102)
Cl、Br、I、S等以卤族元素为主；
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
岩石
矿物集合体 化学元素分异
元素组成
造岩矿物的风化
岩石的风化特征
第一章、沉积物的来源
二、化学元素的分异
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
在相同的特定风化条件下，各类造岩元素从母体中析出 的难易程度不同，从而按照一定的顺序从母体中分离出来 的现象。
某些元素的淋滤分散和另一些元素的残积、富集
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
水流侵蚀岩石
风蚀地貌
海岸海蚀作用下的蘑菇石
河流的侵蚀下切作用
海岸边的波浪侵蚀风化作用
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
2、化学风化作用：既形成新的矿物和新物质，也形成碎屑物质。
在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学 变化，使其分解而产生新物质和新矿物的过程称为化学风化作用。
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
风化作用分类（按性质）
物理风化作用
化学风化作用
生物风化作用
机械破碎
母岩破碎＋化学变化
机械、化学、生物化学作用
化学成分不变
T、P、晶体生长、重力、 生物、水、冰川、风
氧化、水解、溶解
氧气、水、酸碱环境
直接、间接作用
碎屑物质
（岩石碎屑＋矿物碎屑）
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
1、物理风化作用：指岩石只发生机械破碎不发生化学变化的一种作用。
温度变化，晶体生长，重力作用，水、冰及风的破坏侵蚀作用，都可以使 岩石和矿物的发生机械破碎，形成岩石和矿物碎屑。
（球形风化现象原理图示）
温差作用是因气候变化而导致岩石产生 崩解。由于岩石导热性差，不同的造岩矿物 有不同的体胀系数。白天太阳照射，热向岩 石内部传递，岩石内外之间出现温差，结果 在岩石表里之间产生平行裂隙，使岩石表面 出现层层脱落。晚上因内热外冷，表里不一 ，于是出现垂直于岩石表面的裂隙，最后崩 解为沙泥。
（水结冰使岩石裂缝扩大图示）
冰劈作用是当昼夜气温在0℃上下变动时，渗透在 岩石裂隙中的水，时而冻结，时而溶解。冰冻时因体 积增大，使岩石裂隙扩张，最后使岩石崩解 。一般说 来，冰冻风化主要发生在弯弯曲曲的岩石裂隙中，因 为向上张开的“V”形裂隙，在产生冰劈时，压力会向 冰帽方向转移，岩石就不易产生进一步的破坏。在干 旱和半干旱地区，由于盐类在岩石裂隙中的过饱和结 晶，也同样可以挤碎岩石。
化学风化作用包括：
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
3、生物部，几乎到处都有生物的存在。 故生物，特别是微生物，在风化作用中能起到巨大的作用。生物对岩石的破坏 方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，又有间 接的作用。
新矿物
（粘土物质、化学沉淀物质）
存进和加速化学风化作用 的进行
第一章、沉积物的来源
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
风化作用的结果是破坏岩石。在地球表面，各种风化作
用是同时进行而又相互促进的，只是有主次之分而已。
一方面，是由岩石的性质和外界条件决定的，在遭受风化过程中 ，岩石本身的性质是内因，它决定风化产物的性质；外界条件是外 因，它只决定风化作用的方式和强弱程度，而且是通过内因起作用 的。
第一章、沉积物的来源
一、风化作用概述
第二节、沉积物的主要来源——母岩风化产物
风化作用是地壳表层的一种破坏作用；
因温度变化、水以及各种酸的溶蚀左右，生物作用以及各种地质营 利的剥蚀作用等，地壳表层岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，在 原地发生变化转变为风化产物的过程。
根据作用的性质和因素不同
物理风化作用 化学风化作用 生物风化作用
由生物的生命活动所产生的沉积物以及来自地壳深部物质组成的沉积物也占有一定 的比例，而宇宙来源的沉积物则数量甚微。
母岩：是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和 变质岩，也包括早已形成的沉积岩。
物源区（母岩区）：物源（母岩）分布的地区。
第一章、沉积物的来源
第一章 沉积物的来源
第一节 概述 第二节 沉积物的主要来源——母岩风化产物 第三节 沉积沉积物的其它来源
另一方面，由于机械破碎使得母岩产生许多裂隙或破碎成小块， 这就增大了岩石与周围介质的接触面，大大促进了化学分解；反过 来，化学分解可降低母岩的硬度和强度，又给机械破碎创造了有利 条件。但就全部风化作用而言，化学和生物化学风化作用具有重要 的意义，尤其是生物化学风化作用更是如此。
第一章、沉积物的来源
《沉积岩石学》
第一章 沉积物的来源
教师：戴朝成
东华理工大学
第一章、沉积物的来源
第一章 沉积物的来源
第一节 概述 第二节 沉积物的主要来源—母岩风化产物 第三节 沉积沉积物的其它来源
第一章、沉积物的来源
第一节、概述
物源区 原始沉积物质
原始物质的形成阶段
沉积区
搬运和沉积作用
松散的沉积物
沉积物的搬运和沉积作用阶段