1土壤地质学基础-沉积岩和变质岩

第四节 变质岩
一、变质岩概念 指地壳中已有的岩石（岩浆岩、沉积岩、 变质岩） 指地壳中已有的岩石（岩浆岩、沉积岩、 变质岩） 在地壳运动或后来的岩浆活动的影响下，受到高温 在地壳运动或后来的岩浆活动的影响下，受到高温 高压和化学活性物质的作用，使原岩的结构、 高压和化学活性物质的作用，使原岩的结构、 构 造甚至于化学成分都发生剧烈的变化而形成新的岩 ---变质岩 变质岩。 石---变质岩。 如粘土矿物在温度压力增高时可变为云母） （如粘土矿物在温度压力增高时可变为云母）
我国大面积的黄土就是一种未充分胶结或半 固结的粘土粉砂岩， 其胶结物以粘土和CaCO 固结的粘土粉砂岩， 其胶结物以粘土和CaCO3 为主。已胶结的粉砂称为粉砂岩，质地致密， 为主。已胶结的粉砂称为粉砂岩，质地致密， 颜色多样。 颜色多样。
炭质粉砂岩
泥质粉砂岩 钙质粉砂岩
沉积岩
2. 粘土岩（分布最广） 30％ 粘土岩（分布最广） ％ 以上， 以上，d<0.005mm 的粘土胶 结而呈板状、片状、纤维状， 结而呈板状、片状、纤维状， 泥质结构。 泥质结构。矿物成分以粘土为 主。 弱固结粘土----粘土矿物 弱固结粘土 粘土矿物 根据粘土固结程度分为 强固结----泥岩、 强固结 泥岩、页岩 泥岩
岩石演化
变质岩
二、变质作用因素 1. 温度：高温作用于岩石引起两方面作用
（1）增加了矿物内部分子的活动能力，产生重新结晶； ）增加了矿物内部分子的活动能力，产生重新结晶； （2）促进矿物间的新化学反应，产生新的高温变质矿物。 ）促进矿物间的新化学反应，产生新的高温变质矿物。
2. 压力
（1）定向高温作用使岩石中的片状和柱状矿物作定向排列， ）定向高温作用使岩石中的片状和柱状矿物作定向排列， 呈片理状。 呈片理状。 （2）静压可促使矿物质点内部紧密排列，生成体积小、比重 ）静压可促使矿物质点内部紧密排列，生成体积小、 大的矿物和岩石。 大的矿物和岩石。 3. 活性气体和液体 可与围岩发生一系列化学反应，产生新 可与围岩发生一系列化学反应， 的变质矿物。 的变质矿物。
沉积岩
五、沉积岩的构造
指沉积岩中各个组成部分的 空间分布和排列方式。即沉 空间分布和排列方式。 积岩的外貌特征。 积岩的外貌特征。
常见的沉积岩构造
A、层理构造：沉积岩中在矿物组成、结构、颜色、 沿垂直方向发 、层理构造：沉积岩中在矿物组成、结构、颜色、 生变化，显示成层现象叫层理。 生变化，显示成层现象叫层理。 页理：岩石呈薄层形似书页，称页理构造，是特殊的层理。 页理：岩石呈薄层形似书页，称页理构造，是特殊的层理。 层理 B、层面构造：在沉积岩层面上经常保留有自然作用产生的一些痕 、层面构造： 波痕、泥裂（干裂） 雨痕等 迹，如波痕、泥裂（干裂）、雨痕等。 C、结核：胶体物质围绕某些质点（如砂粒、贝壳和其它矿物等） 、结核：胶体物质围绕某些质点（如砂粒、贝壳和其它矿物等） 为中心层层凝聚，形成其同心结构的结核。 为中心层层凝聚，形成其同心结构的结核。 D、化石：古代生物的遗体、遗物或遗迹埋藏在地下变成的跟石头 、化石：古代生物的遗体、 一样的东西 。
沉积岩
二、沉积岩的矿物成份
碎屑矿物：石英、长石、白云母及部分岩石碎屑。 碎屑矿物：石英、长石、白云母及部分岩石碎屑。 粘土矿物：高岭石、铝土矿、水云母、蒙脱石。 粘土矿物：高岭石、铝土矿、水云母、蒙脱石。 化学和生物矿物：方解石、白云石、蛋白石、玉髓、 化学和生物矿物：方解石、白云石、蛋白石、玉髓、 石膏、 重晶石、褐铁矿、赤铁矿。 石膏、 重晶石、褐铁矿、赤铁矿。 化学和生物矿物是从溶液 、 化学和生物矿物 是从溶液、胶体溶液中沉淀出来的或生 是从溶液 物形成的。 物形成的。
沉积岩
水平及斜层理
沉积岩
交错层理
沉积岩
石灰岩岩被(褶皱）
沉积岩
鱼（化石）
复州虫（化石）
沉积岩
六、沉积岩的分类
主要根据沉积岩的结构来分（ 主要根据沉积岩的结构来分（表1-4） 结构来分
机械沉积岩：是岩石的风化产物，经过风、 1.机械沉积岩 ： 是岩石的风化产物 ， 经过风 、 流水 等的搬运、沉积和重新胶结、 等的搬运 、 沉积和重新胶结 、 硬化的成岩作用后 形成的。又叫碎屑岩 碎屑岩。 形成的。又叫碎屑岩 化学沉积岩：是岩石风化时形成的可溶性物质， 2.化学沉积岩 ： 是岩石风化时形成的可溶性物质 ， 经化学沉积作用形成的。 经化学沉积作用形成的。 生物沉积岩： 3.生物沉积岩 ： 是由动植物有机体的生物沉积作用 形成的。 形成的。
沉积岩
砾岩 （ １ ） 砾 岩 ： 含 量 在 50 ％ 以 上 ， d>2mm的圆状或次圆状的石屑 的圆状或次圆状的石屑 经胶结而成。 经胶结而成。 主要成分：坚硬的岩屑 、胶结物可 主要成分 ： 坚硬的岩屑、 以是钙质也可以是硅质或铁质。 以是钙质也可以是硅质或铁质。 若组成岩石的碎屑多棱角、 注：若组成岩石的碎屑多棱角、分 选性不好则为角砾岩 角砾岩。 选性不好则为角砾岩。
颜色因杂质而变
红色页岩、 依颜色分类） 红色页岩、黑色页岩 （依颜色分类） 碳质页岩、 钙质页岩、 质页岩（ 碳质页岩 、 钙质页岩 、 磷质页岩 、 砂 质页岩 （ 依胶结物成 分 分类） 分类）
泥质页岩
碳质页岩
紫色页岩
（2）泥岩 ） 指不具页理而成块状、 指不具页理而成块状、层状的粘土 致密和固结程度较高者， 岩，致密和固结程度较高者，称为 泥岩。颜色一般较浅，性较坚硬， 泥岩。颜色一般较浅，性较坚硬， 遇水不易变软，可塑性差。 遇水不易变软，可塑性差。
沉积岩
（1）页岩：常含有石英、长石、云母 ）页岩：常含有石英、长石、 等细少碎屑，结构致密，硬度低， 不 等细少碎屑，结构致密，硬度低， 透水，表面光泽暗淡，具泥质结构， 透水，表面光泽暗淡， 泥质结构， 页理构造。 页理构造。 含有机质----黑 含有机质 黑 ----红褐 红褐、 含Fe3+ ----红褐、棕红 含MnO2 ----黑、黑棕 黑
沉积岩
（2）砂岩：50％以上的颗粒 在 ）砂岩： ％以上的颗粒d在 2--0.05mm之间 之间 主要成分：石英 主要成分：石英(>70％)、正长石， ％ 、正长石， 次要成分岩屑、重矿、 次要成分岩屑、重矿、白云石 和粘土。 和粘土。 注：石英含量>90％ 石英含量 ％ 石英含量<75％ ％ 石英含量 正长石含量>25％ ％ 正长石含量 长石砂岩 石英砂岩
不含色素的高岭土、蛋白石、石膏、石英砂、方解石、 不含色素的高岭土、蛋白石、石膏、石英砂、方解石、白云石等一般 呈白色和灰白色，为大部分粘土岩、化学岩和部分碎屑岩所具有。 呈白色和灰白色，为大部分粘土岩、化学岩和部分碎屑岩所具有。
沉积岩
四、沉积岩的结构
描述岩石中矿物的颗粒大小及形状特征。 描述岩石中矿物的颗粒大小及形状特征。 A、碎屑结构：砾状 、碎屑结构： 砂状 d>2mm 砾岩 2>d>0.05mm 砂岩
沉积岩
（ 3 ） 粉 砂 岩 ： 50 ％ 以 上 的 颗 粒 0.05>d>0.005 主要成分： 以石英为主， 正长石次之， 主要成分 ： 以石英为主 ， 正长石次之 ， 云母和粘土矿物比砂岩多， 云母和粘土矿物比砂岩多 ， 少见岩 屑。 与泥岩的区别是岩石断面粗糙、 放大 与泥岩的区别是岩石断面粗糙 、 镜下可勉强看出颗粒状集合体。 镜下可勉强看出颗粒状集合体。
沉积岩
三、沉积岩的颜色
碎屑
物质成分
颜 色
胶结成分 混入杂质的颜色
氧化环境：红色、黄褐色多因富含氧化铁或含水氧化铁。 氧化环境：红色、黄褐色多因富含氧化铁或含水氧化铁。
沉积环境
还原环境：灰绿色、绿色多因富含氧化亚铁；灰色、 还原环境：灰绿色、绿色多因富含氧化亚铁；灰色、黑色多因 富含有机物（如碳、沥青等） 富含有机物（如碳、沥青等）或分散状的黄铁矿颗 粒。
第三节、 第三节、沉积岩
沉积岩占地壳重量（地表以下 公里厚度 公里厚度） ％，但覆盖着 沉积岩占地壳重量（地表以下16公里厚度）的5％，但覆盖着 ％的陆地表面区域。 ％，但覆盖着75％的陆地表面区域。
沉积岩
一、沉积岩概念
指先成岩在地表经风化作用破碎后， 指先成岩在地表经风化作用破碎后，通过各种搬运作 在适宜环境（河流、湖盆、海盆等）沉积， 用，在适宜环境（河流、湖盆、海盆等）沉积，经过 固结而成的岩石。 固结而成的岩石。 定义说明 （１）沉积环境 （２）沉积岩的物质来源 （３）沉积层必须经过固结 作用才能形成沉积岩 沉积岩形成的四个阶段： 沉积岩形成的四个阶段： 风化作用──搬运阶段 沉积阶段──成岩阶段 搬运阶段──沉积阶段 风化作用 搬运阶段 沉积阶段 成岩阶段
粉砂状 0.05>d>0.005 黄土 B、泥质结构：由小于0.005mm的细小粘土质点所组成的结构 B、泥质结构：由小于0.005mm的细小粘土质点所组成的结构， 的细小粘土质点所组成的结构， 外观是一种致密均匀的泥质状态，为粘土岩所特有。 外观是一种致密均匀的泥质状态，为粘土岩所特有。 C、生物化学结构 ：由生物遗传积累及化学成分相结合而形成的 、 生物化学结构： 一种结构；外观为微小的结晶粒状结构，鲕状及豆状结构、 一种结构；外观为微小的结晶粒状结构，鲕状及豆状结构、致 密状结构。 密状结构。
泥晶灰岩
白云岩
石灰岩
沉积岩
表1-5 石灰岩与白云岩及其过渡类型的划分
含 量 % 岩石 名 称 方 解 石 石 灰 岩 白云 质 石 灰 岩 灰质 白 云岩 白云 岩 100-95 95-50 50-5 5-0 白 云 石 0-5 5-50 50-95 95-100
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
沉积岩
沉积岩总结
沉积岩的特征
一般具有层理， 一般具有层理，同一地方或岩石剖面可能有不同 种类的岩石叠加组合而成。 种类的岩石叠加组合而成。 同一种岩石可能有多种颜色（ 同一种岩石可能有多种颜色（由于胶结物或杂质 的作用）。 的作用）。 一般根据组成岩石的颗粒大小确定沉积岩的种类， 一般根据组成岩石的颗粒大小确定沉积岩的种类， 而非颜色。 而非颜色 沉积岩露头常呈方状，其碎屑物多棱角。 沉积岩露头常呈方状，其碎屑物多棱角。