沉积岩的风化作用
02第二章 第一节风化作用
沉积岩原始物质的形成阶段 （主要是母岩的风化产物，还有火山物质、有机物 主要是母岩的风化产物，还有火山物质、 质以及宇宙物质等） 质以及宇宙物质等） 沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段 （即沉积物的形成阶段） 即沉积物的形成阶段）
沉积后作用阶段 其中又包括沉积物的同生作用阶段、 其中又包括沉积物的同生作用阶段、沉积物的成岩 作用阶段以及沉积岩的后生作用阶段
3.构造背景对风化作用的影响
构造背景是指包括母岩区到相关盆地的整 个区域所在的构造部位及其活动阶段。
七、风化壳
本节要点： 本节要点：
•风化作用的概念及类型 •各种矿物抗风化能力的强弱（重点） •各类沉积岩抗风化能力的强弱（重点） •风化过程中元素的转移顺序（重点） •母岩风化的阶段性 •母岩风化的产物类型（重点） •影响风化产物形成的因素 •风化壳的概念
氧化作用： （1）氧化作用： 空气和水中的游离氧是地表最重要的氧化剂。 空气和水中的游离氧 氧化作用最易破坏的是硫化物、有机化合物和含 有氧化亚铁、氧化亚锰、钒、钴的矿物。 的化学风化作用： （2）CO2的化学风化作用： 富有游离碳酸的水比纯水破坏碳酸盐和原生 铝硅酸盐矿物更为剧烈。 （3）水的化学风化作用 ） 水解作用与水化作用
花岗岩的风化产物
2.母岩风化作用的阶段性 2.母岩风化作用的阶段性
A.机械破碎阶段（碎屑阶段） A.机械破碎阶段（碎屑阶段） 机械破碎阶段 物理风化为主→岩石或矿物的碎屑 物理风化为主 岩石或矿物的碎屑
五、母岩风化产物的类型
• 1)碎屑残留物质（碎屑物质）：母岩机械破碎 的产物，这类物质包括未遭受分解的矿物碎屑和岩 石碎屑，如石英砂、云母碎片、锆石砂，花岗岩岩 屑等。 • 2)新生成的矿物（不溶残余物质）：母岩在分 解过程中新生成的矿物，如粘土矿物、铝土矿、褐 铁矿等，但以粘土矿物为主。 • 3)溶解物质：母岩在化学风化作用过程中被溶 解的那些成分，大都呈真溶液或胶体溶液状态被流 水搬运走，转移到远离母岩区的湖泊或海洋中去， 如Cl，S，Ca，Na， K，Si，Fe，Al，P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。
沉积岩部分-简述题及答案
简述题１．沉积岩和岩浆岩在矿物成分上的异同点。
答：①在岩浆岩中大量存在的矿物如角闪石、辉石、橄榄石等在沉积岩中很少见。
②在岩浆岩中大量存在的矿物如长石、石英等，在沉积岩中也大量存在，是组成沉积岩的重要矿物。
③有些是在沉积过程中形成的矿物如某些氢氧化物、氧化物、盐类矿物、粘土矿物等，是在地表（富含O2、CO2水等）条件下形成的，称为自生矿物，这些矿物在岩浆岩中是很少见或缺乏的。
２．沉积岩和岩浆岩在化学成分上的异同点。
答：①在沉积岩中的Fe2O3含量要大于FeO的含量，在岩浆岩中则相反，FeO要比Fe2O3含量高。
②在沉积岩中，碱金属含晨非常少，特别是NaK的含量能略高于Na，但总量也很少，而岩浆岩当中碱金属的含量就要多些。
③沉积岩是富含O2、H2O、CO2的，岩浆岩则不是。
④沉积岩中有机质含量较多，岩浆岩中基本上没有。
３．物理风化作用和化学风化作用的异同点。
答：相同点：两者均属风化作用的一种，对岩石都起到了破坏作用。
不同点：物理风化作用只是使岩石发生机械破碎，而化学成分没有发生改变。
而化学风化作用使岩石发生了矿物的分解，化学成分发生了改变。
４．对比水平层理和平行层理的异同点。
答：水平层理：①主要产于细碎屑岩（如泥质岩、粉砂岩）和泥质灰岩中。
②在比较弱的水动力条件下悬浮物质沉积而成的。
Fr＜1③出现在低能的环境中如湖泊深水区；泻湖及深海环境。
④细层平直且与层面平行，细层可连续或断续，细层约0.1~nmm。
平行层理①主要产于砂岩中。
②在比较强的水动力条件下形成的Fr＞1③出现在急流及高能的环境中如河道、海滩、湖岸。
④外貌与水平层理极相似，沿层理面剥开可见剥离线理构造，常与大型交错层理共生。
５．流水波痕、浪成波痕和风成波痕的特点。
答：流水波痕：①由定向流动的水流产生。
②见于河流和存在底流的海湖近岸地带。
③波谷、波锋均较圆滑。
④RI＞5，多数8~15 RSI＞2，呈不对称状浪成波痕：①由产生波浪的动荡水流形成。
沉积岩考试资料
2. 何谓风化作用、风化作用类型、阶段性及其主要特征？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；风化类型有物理风化、化学风化和生物风化作用；风化过程分为四个阶段（1）破碎阶段：以物理风化作用为主，形成岩石或矿物的碎屑。
（Ⅱ）饱和硅铝阶段：以岩石中的氯化物和硫酸盐将全部被溶解（Ⅲ）酸性硅铝阶段：几乎全部盐基继续被溶滤掉，SiO2进一步游离出来。
（Ⅳ））铝铁土阶段：硅酸盐矿物被彻底地分解，全部可移动的元素都被溶液带走，主要剩下铁和铝的氧化物及一部分二氧化硅。
3. 试述主要造岩矿物的风化稳定性及其产物？A.石英：主要的造岩矿物，在风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用。
B. 长石（feldspar）：稳定性次于石英，风化稳定性由高到低的顺序是：钾长石、多钠的酸性斜长石、中性斜长石、多钙的基性斜A.石英;B.长石——钾长石/斜长石;C.云母——白云母/黑云母；D.橄榄石等铁镁硅酸盐矿物；E.黏土矿物；F.碳酸盐矿物——方解石/白云石；G.硫酸盐、硫化物、卤素矿物；H.次要矿物和副矿物。
4. 何谓母岩风化成熟度（成分成熟度、结构成熟度）？有问题风化彻底的的岩石所提供的沉积物为成熟的沉积物，这类物质几乎是由风化最终产物组成的，即主要是黏土矿物和稳定的矿物碎屑、岩石碎屑。
这些物质在搬运过程中进一步分选，成为分别由黏土矿物或碎屑物质组成的成分单一的沉积物；相反，风化不彻底的岩石所提供的沉积物质则形成不成熟的沉积物。
风化不彻底是指母岩在风化过程中不仅所含的稳定矿物没有风化分解，就是稳定差的矿物也未风化或略风化。
因而所提供的沉积物成分复杂，稳定和不稳定的矿物碎屑都有，还有较多的岩石碎屑和重矿物，经搬运、堆积形成成分复杂的不成熟沉积物。
5. 碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用？碎屑物质在流水中的搬运和沉积，主要与睡的流动状态和碎屑物质的特点密切相关。
沉积岩
1.沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体，是在常温常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的物质经过一系列改造（如搬运、沉积和成岩等作用）而形成的岩石。
2.沉积岩的分布：自然界分布最多的沉积岩为页岩、其次是砂岩和石灰岩，三者占沉积岩总量的95%以上。
3.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。
4.风化作用就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，在原地发生物理和化学变化的一种作用，根据作用的性质和因素不同，分为三大类型：物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。
5.母岩风化作用的阶段性：Ⅰ碎屑阶段；Ⅱ饱和硅铝阶段；Ⅲ酸性硅铝阶段；Ⅳ铝铁土阶段6.母岩风化产物类型：(1)碎屑残留物质(2)新生成的矿物(3)溶解物质7.沉积物发生搬运和沉积的地质营力主要是流水和风，其次还有冰川、重力、生物等。
8.流水分类：（1）急流：福劳德数Fr>1，高流态，代表一种水浅流急的流动特点（2）缓流：福劳德数Fr<1，低流态，代表一种水深流缓的流动特点（3）层流：一种缓慢的流动，流体质点作有条不紊的平行线状流动，彼此不相掺混（4）紊流：一种充满了旋涡的急湍的流动，流体质点的运动轨迹极不规则，流速大小和流动方向随时间而变化，彼此互相掺混。
9.尤尔斯特隆图解(1)颗粒开始搬运的水流速度要比继续搬运所需的流速大。
(2)0.05-2mm的颗粒所需的始动流速最小，而且始动流速与沉积临界流速相相差也不大。
故常呈跳跃式前进。
10. (3)大于2mm的颗粒其搬运与沉积的两个流速曲线更接近，但两者的流速值也都是随着粒径的增大而增加。
故砾石不能长距离被搬运，并多沿河底呈滚滚动式前进。
11. (4)小于0.005mm的颗粒，两个流速相差很大。
因而粉砂(0.05-0.005mm)和粘粘土(小于0.005mm)物质一经流水搬运，就长期悬浮于水体之中不易沉积下来来。
沉积岩名词解释
1.沉积岩是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。
它是在常温常压条件下，由风化作用、生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的。
2.母岩的风化作用指先成岩石经风化作用所形成的物质，这是组成沉积岩的主要物质。
3.生物物质是由生物生活活动及其遗体分解而生成的有机质，这类物质在沉积岩中虽然分布广泛，却含量不多，但在特殊条件下也能集中沉积。
4.火山物质系指火山喷发而成的固体碎屑物，它们在沉积岩中的分布不广，仅在火山活动地区及附近才有大量堆积。
5.宇宙物质指的是降落于地球上的天体物质，如陨石等。
6.风化作用地表和接近地表的岩石，在温度变化、水、空气及生物作用和影响下所发生的破坏作用，称为风化作用。
7.物理风化作用是指岩石只发生机械破碎而化学成分未改变的风化作用。
8.化学风化作用系指岩石在氧、水和溶于水中的各种酸，以及生物的作用下，发生化学分解的风化作用。
9.滚动搬运是指碎屑颗粒在流水的作用下沿底面产生的滚动前进。
10.跳跃搬运是指碎屑颗粒间歇性的离开底面而沿流向产生的跳跃前进。
11.悬浮搬运指碎屑颗粒在流水中保持不沉淀到底面而呈悬浮状态前进。
12.直接作用是指生物在生活过程中，不断从周围介质中选择吸收某种物质组成自身的骨骼和有机体。
13.间接作用是由于生物的生命活动可引起周围介质条件的变化，从而影响某些物质的搬运和沉积。
14.沉积分异作用母岩的风化产物在搬运过程中，因其各自的性质不同，在外界条件的影响下按一定次序分别沉积下来的现象，称为沉积分异作用。
15.机械沉积分异作用碎屑物质在搬运过程中，随着介质流速的减小和动能的减弱，由于粒度、比重、形态等的差异而按一定次序沉积的现象。
16.化学沉积分异作用溶解物质在搬运过程中，由于各种元素和化合物的溶解度不同而发生先后沉积的现象，称为化学分异沉积作用。
17.成岩作用沉积物堆积下来之后，接着为后继的沉积物所覆盖，即进入与原介质隔绝的新环境；由此开始转变为沉积岩，直至岩石遭受变质作用或风化作用之前；在这一阶段内，沉积物和沉积岩的物质成分和结构构造均发生一系列变化，通常把此期间内引起沉积物和沉积岩发生变化的作用称为成岩作用。
石油大学地质学基础——第四章 沉积岩
常用的碎屑颗粒粒度分级表
2的几何级数制 粒 巨 粗 中 细 粗 中 细 砾 砾 砾 砾 砂 砂 砂 粉砂 细粉砂 砂 级 划 分 巨 中 砾 卵 砾 砾 石 石 颗粒直径(毫米) ＞256 256～64 64～4 4～ 2
2～1 1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.125 0.125～0.0625 0.0625～0.0312 0.0312～0.0156 0.0156～0.0078 0.0078～0.0039
包括发生变质作用以前或因构造运动重新抬升到
地表遭受风化作用以前所发生的一切作用。
成岩作用类型：
压实作用、压溶作用 胶结作用、交代作用
重结晶作用和矿物的多形转变作用
溶解作用
（1）压实作用 沉积物在上覆水层和沉积层的重荷(压力)下， 或在构造形变的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、 体积缩小的作用。
粘土的孔隙度80%
20%
（2）压溶作用 随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上因压力增大， 发生晶格变形和溶解作用。 压实作用和压溶作用是持续进行的。
（3）胶结作用 从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散 的颗粒固结起来的作用。 是碎屑沉积物的主要成岩方式。
常见的胶结物有：硅质、钙质、铁质、粘土、石膏等。
2. 沉积岩的分类
根据沉积岩原始沉积物质成分的来源 1.母岩风化产物为主的沉积岩 碎屑岩 化学岩
砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩 碳酸盐岩 硫酸盐岩 卤化物岩 硅岩 其它化学岩
3.生物遗体为主的沉积岩 2.火山碎屑物质为主的沉积岩
可燃有机岩 非可燃有机岩
火山碎屑岩
煤 油页岩
第二节 沉积岩的一般特征
1. 沉积岩的化学成分 与岩浆岩类似，相对富Fe 3+ 、Na2O、H2O、CO2。 2. 沉积岩的矿物成分 岩屑、矿屑、粘土、蒸发矿物、碳酸盐等。暗色矿物很少。 3. 沉积岩的颜色
沉积岩
碳酸盐岩的主要类型
颗粒灰岩主要由颗粒和颗粒间孔隙中所充填的物质组成，填隙 物质通常为亮晶方解石晶粒或微晶基质；结构与砂岩相似。 颗粒可以是不同类型的碳酸盐颗粒，如鲕粒、球粒、生物碎屑 等。 由碳酸钙沉积物或石灰岩被白云石交代而成交代白云岩；除交 代白云岩外，还有其它类型的白云岩，如“原生”白云岩和碎 屑白云岩。
沉积物来源
陆源碎屑是构成沉积岩的主要物质来源；
沉积物来源
生物活动所产生的物质
沉积物来源
火山喷出物
沉积物来源
地下水的活动也会源源不断地将地下物 质带入地表。世界上河流每年携带49亿 吨溶解物质进入海洋，其中大部分溶解 物质来源于地下水。
沉积物来源
近年来，人们还发现能携带大量矿 物质的热卤水。1961年在美国加里 福尼亚南部的萨尔顿湖附近，在地 下 1600m 深 处 发 现 温 度 高 达 摄 氏 360度的地下热水,每月可沉积富含 金属的水垢 2-3 吨，其沉积速度相 当快。
碳酸盐岩
碳酸盐岩是由方解石、白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩。 以方解石为主的岩石称为石灰岩，以白云石为主的岩石称为 白云岩。 它主要在海洋中形成，少数在陆地环境中形成。古代广阔海 洋中形成的碳酸盐岩，约占地表沉积岩分布面积的20%。
碳酸盐岩的结构
碳酸盐岩的基本结构组分有：颗粒、微晶基质、亮晶胶结物 和生物骨架。 颗粒的类型有鲕粒、球粒、生物屑等。
粘土岩的主要类型
黑色页岩 岩石中含有较多的有机质或细分散状的硫化铁而呈 黑色。外貌与炭质页岩相似，其区别在于不染手。黑色页岩 一般形成于缺氧、富含H2S的较闭塞海湾和湖泊的较深水地区。
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沉积学—沉积岩的成因 沉积岩的研究意义
• 1、沉积岩记录了地球演化历史
地球约有46亿年历史，最古老沉积岩36亿年，这36亿年的沉积 记录对研究地球的演化和发展有着十分重要的理论价值。 根据 沉积岩的各种特征及其在空间和时间上的分布关系，可作地层划 分和地质剖面对比的基础，并能恢复它们堆积时的古地理、古地 球化学、物理化学和其他条件
第二章 沉积岩的形成与演化
第一节 沉积岩的基本概念
• 沉积岩（sedimentary rocks）的概念
– 组成岩石圈的三大类岩石（岩浆岩、变质岩、沉积岩）之一，是在地壳表 层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质
成分，经过搬运作用、沉积作用及沉积后作用而形成的一类岩石。
搬运
引起母岩发生化学风化的因素:溶解作用、水化作用、 水解作用、氧化作用、酸的作用
沉积学—沉积岩的成因
化学风化作用:
•氧化作用（氧的作用）
•水解作用 •水化作用
水的作用
•酸的作用
•胶体作用及离子交换反应
沉积学—沉积岩的成因
氧化作用
大气圈中氧含量为20．1％。当岩石和矿物暴露于地表或位于地 表层时，与氧充分接触，将发生一系列氧的化学反应。 氧化作用是地壳表层最常见的一种化学反应。 氧化作用主要是游离氧造成，是含有变价元素（铁、锰）的矿物， 在氧和水的作用下，它们的低价氧化物、硅酸盐、硫化物变成高 价氧化物、氢氧化物和含氧盐的过程，如黄铁矿氧化形成褐铁矿， 其中的硫氧化后形成H2SO4并流失。
取决于产生某一类沉积岩的那 些形成作用 碎屑结构、生物结构和晶粒结 构等
成层构造、具有泥裂、波痕、 缝合线
常含生物化石，颗粒间存在孔 隙
1、大部分为块状的 结晶岩石，部分为 玻璃质岩石 2、特有的矿物和结 构构造，如霞石、 白榴石等矿物和气 孔构造和杏仁构造 3、岩体与围岩有明 显的界限，产状多 样 4、岩体中常含围岩 碎块 5、岩浆岩中没有生 物遗迹
第一节 沉积岩的形成及演化
母岩的风化作用
风化作用的概念 地壳表层的岩石（岩浆岩、变质岩和先生成的沉积岩） 在大气、水、生物活动以及其它外部表生因素的影响 下，发生机械破碎和化学变化的作用。
形成条件：主要在地表或接近地壳表层的地带发生。 风化产物为沉积岩的主要物质来源
风化作用按其性质可分为：物理风化作用、化学风化作用 及生物风化作用。
( 钾长石 )
( 高岭石 )
(蛋白石胶体)
Al4(Si4O10)(OH)8 + nH2O →Al2O3. nH2O +4SiO2 + 4H2O
( 高岭石 )
水铝石（铝土矿）
沉积学—沉积岩的成因
水化作用
水化是指水直接参加到矿物中去，使某些矿物变成 含水矿物，如硬石膏变为石膏等
CaSO4 + 2H2O → CaSO4·2H2O
沉积学—沉积岩的成因 沉积岩的研究意义
• 4、油气勘探、开采、开发等问题的突破与沉积岩（学） 还有油气勘探领域的圈闭问题、石油的二次采油向三次采油、 减少地层伤害、开采剩余油、提高采收率以效益为中心的转移 等，沉积岩（学）的研究正发挥重大的作用
• 5、与人类生存环境、灾害预警
沉积岩（学）的研究与人类生存和可持续发展密不可分，地质 灾害预测研究和环境保护中也正发挥着越来越大的作用
岩浆岩：是由岩浆凝结形成的岩石，约占地壳总体积的 65%。岩浆是在地壳深处或上地幔产生的高温炽热、粘 稠、含有挥发分的硅酸盐熔融体
在地球地表，有70%的岩石是沉积岩，但如果从地球表 面到16公里深的整个岩石圈算，沉积岩只占 5%。
沉积学—沉积岩的成因
沉积岩
岩浆岩
矿物成分 结构 构造
其它
成分简单，富含氧、二氧化碳 和水。 特有矿物：粘土矿物、盐类矿 物、煤、石油
沉积学—沉积岩的成因
胶体作用及离子交换反应
硅酸盐和铝硅酸盐矿物遭受风化，使矿物中的 Al2O3、SiO2的连接力键遭到完全破坏而被游 离出来。以及由含铁硅酸盐矿物分解出来的 Fe2O3，他们的溶解度比较小而形成胶体，胶体 间的相互作用 、凝聚和晶华形成粘土矿物， 胶体还具有从介质溶液中吸附离子的能力 带正电荷的铁和铝的氢氧化物胶体常吸附阴离 子团 带负电荷的粘土胶体常吸附阳离子
沉积学—沉积岩的成因
冰劈作用：由于气温的变化， 岩石裂隙中的水反复结冰和融 化，从而造成岩石裂隙不断扩 大，使岩石发生崩解的作用。 主要发生在高纬度地区和高山 区
沉积学—沉积岩的成因
ห้องสมุดไป่ตู้水的冻融
当温度下降到摄氏零度以下 时，贮藏在地表岩石空隙中的液 态水就会结冰，因结冰后其体积 将增大1／11左右，故在岩石空隙 中产生巨大的膨胀压力（冰劈作 用） ，造成岩石的崩裂。
沉积学—沉积岩的成因
氧化作用
2FeS2 + 7O2+ 2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4→ Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3 黄铁矿 → 硫酸亚铁 → 硫酸铁 → 褐铁矿
矿物中的变价元素从低价变成高价：
4Fe3O4 +O2 + 18H2O → 12Fe(OH)3
磁铁矿 →
褐铁矿
沉积学—沉积岩的成因
沉积学—沉积岩的成因
岩石的释荷
在地下深处的岩石承受巨大静压力，其潜在膨胀力是十分惊人。 岩石从地下深处变到地表条件时由于上覆静压力减小而产生张应力 形成一系列与地表平行的宏观和微观的内部破裂面。形成这种裂隙 构造的作用称为剥离作用。
沉积学—沉积岩的成因
岩石的热胀冷缩
温差大的地区，在白天当 太阳光直射时，岩石表层增温而 膨胀，而内部膨胀小甚至未发生 变化。到了夜晚气温骤降，岩石 表面收缩。这样使其岩石表面与 内部产生应力差。这种应力差就 会使岩石破裂。
沉积学—沉积岩的成因
•盐分结晶的撑裂作用：大量的盐类矿物溶解 于岩石裂隙的水中，水分蒸发后会达到饱和， 盐类再结晶体积增大会对周围的裂隙壁产生 膨胀压力，由于岩石裂隙中的盐类反复结晶、 潮解，使岩石崩解的作用，多发生在干旱及 半干旱地区
沉积学—沉积岩的成因
盐类结晶造成的干裂 美国
沉积学—沉积岩的成因
• 2、沉积岩（物）蕴藏着占世界矿产资源总储量的80％
能源矿产：石油、天然气、煤和油页岩 、金属和非金属矿产资 源：铝土矿、锰矿、各种盐类矿产等几 乎全为沉积类型 ，极大 部分铁矿、磷矿亦都属于沉积或沉积变质类型
3、与大型水利工程、港口、国防军事等建设密切相关
通过沉积岩研究可以寻找地下蓄水层，解决水库、大型水坝、 电站、港口和河流的冲淤及土壤的侵蚀、地基的牢固性等问题 在国防上军港设计、潜艇和海底导弹基底的建设等均与沉积岩 （物）的研究密切相关
沉积学—沉积岩的成因
• 生物物理风化作用
– 生物活动使岩石产生机械破坏
• 生物物理风化作用方式
– １.根劈 – ２.动物钻洞、挖土 – ３.人类活动
沉积学—沉积岩的成因
生物的机械风化作用
主要发生在生物的生命活动过 程中。生长在岩石裂隙中的植 物，随着根系不断地长大，对 裂隙壁产生挤压，使岩石裂隙 扩大，从而引起岩石破坏，这 种作用称根劈作用 。
• 物理风化作用产物特征： – 碎屑粗细不等，棱角显著，没有层理； – 多分布在分水岭上或斜坡上； – 碎屑物的成分与下覆基岩成分一致。
沉积学—沉积岩的成因
2、化学风化作用 是母岩的一种化学分解作用。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，使其分解并产生在表生环境下稳定的 新矿物组合的过程。
( 硬石膏 )
( 石膏 )
沉积学—沉积岩的成因
溶解作用
岩石中矿物溶解于水而产生分解和碳酸化的作用，岩
石中可溶性矿物被水溶解带走，岩石的孔隙度增大，
硬度降低 • 溶解作用
– 矿物溶解导致岩石结构的破坏 – 矿物溶解度能力的排序。 方解石 > 白云石 > 橄榄石 > 辉石 > 角闪石 > 长 石 > 石英 – 水的温度、压力以及PH值等对矿物的溶解度影
水解作用
水解作用的实质是水中电离的矿物阴离子和阳离子与 H2O的电离产物(H+及OH-)相互结合，分别取代阳离子和 阴离子，从而使矿物解体形成新的含水矿物的过程 。当水 中含有溶质，尤其是酸性物质时，水的破坏作用就明显加 强，其中最常见的是CO2溶于水形成碳酸的溶蚀作用
4K(AlSi3O8) + 6H2O → Al4(Si4O10)(OH)8 + 8SiO2 + 4KOH
原始物质 沉积
沉积后作用
沉积物
沉积岩
原始物质 沉积物的搬运 沉积后作用阶段 形成阶段 和沉积作用阶段
沉积学—沉积岩的成因
• 母岩 – 地表上出露的供给沉积岩原始物质成分的岩石， 主要指早于该沉积岩而存在的岩浆岩、变质岩 和较老的沉积岩。
• 一、风化作用的概念 – 是因温度的变化，水以及各种酸的溶蚀作用， 生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等， 地壳表层的岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破 坏，转变为风化产物的过程。
沉积学—沉积岩的成因
• 生物的化学风化作用
– 生物的新陈代谢及遗体腐烂分解物（析出硝 酸、亚硝酸、碳酸、硫化氢、二氧化碳和有 机酸等）与岩石进行的作用。
– 生物在生活中，不断从周围环境吸取养分， 排泄废物，岩石因化学成分的改变而发生破 坏
沉积学—沉积岩的成因
化学风化作用残留物的特点： 松散 出现富铁、铝、硅的化合物，如褐 铁矿、铝土矿、高岭土、蛋白石等
沉积学—沉积岩的成因
1、物理风化作用 是地壳表层岩石的一种机械破坏作用。它是一种使岩石破碎、 崩解成各种不同大小的碎块，而不发生化学成分变化也不形 成新矿物的作用。
引起母岩发生机械破裂的因素:温度变化、冰劈作用、重力 作用和岩石裂隙中溶解盐类的结晶作用