沉积学 第一章 概论
课件1-3章-沉积学与层序地层学
层序划分 体系域 层 序
沉积环 境解释 开阔台地
2600
其它方法：遥感技术、钻探技术、深海钻探及
灰
TST Psq1 LST
2650
河 流
采取长岩心、各种测井技术、反射地震波谱（地震地
层学、层序地层学）、航空摄影或地面摄影用的测雷 达以及探测水下地形的测视声纳等。
岩
TST Csq5 开阔台地
2700
①世界资源总储量的75～85%是沉积和沉积变 质成因的。 ②石油、天然气、煤、油页岩等可燃性有机矿 产以及盐类矿产几乎均为沉积成因。
③ 铁 矿 的 90% 、 铅 锌 矿 的 40 ～ 50% 、 铜 矿 的
25 ～ 30% 、锰矿和铝矿的绝大部分以及其它许多金
属和非金属矿产均为沉积或沉积变质成因的。
普通角闪石
普通辉石 长 石 石 英
——
—— 15.57 34.80 20.40 4.10 ——
——
—— 7.50 31.50 19.00 3.00 9.00
1.60
12.90 49.29 20.40 7.76 4.6 ——
云母+绿泥石 氧化铁矿物 玉 髓
粘土矿物
碳酸盐矿物 石 碳 其 膏 质 它
9.22
13.63 0.97 0.73 0.58
7.50
20.50 —— —— 3.00
——
—— —— —— 0.88
2）化学成分的特点： 沉积岩和岩浆岩的平均化学成分数据十 分接近，这是因为沉积岩基本上是由岩浆岩 的风化产物所组成，但二者仍有若干差别。
氧化物 SiO2 TiO2
沉 积 岩 克拉克(1924) 57.95 0.57 克里宁(1941) 58.16 0.94 舒科夫斯基(1952) 59.17 0.77
沉积学第一章概论分析
课时教学实施方案课程：沉积岩及沉积相授课班级：资源专1201-1202 授课学期：2012-2013学年2教案第一章沉积岩的概述导入新课：沉积岩在地球表面分布非常广泛，据统计，地壳表面约有75%面积被沉积岩所覆盖，而在我国沉积岩分布面积占77.3%，在沉积岩中蕴藏着十分丰富的沉积矿产，因此，我们必须进一步认识沉积岩，掌握其特征，分布规律从而研究它与石油天然气的关系。
第一节沉积岩的一般特征一、沉积岩的定义1）沉积岩（sedimentary rock)：是在地壳表层条件下由母岩风化产物、生物来源的物质、火山物质、宇宙物质等原始物质，经过搬运作用、沉积作用和沉积后作用而形成的岩石。
2）特征：1、地壳表层条件----形成环境2、沉积岩的原始物质----物质基础3、一系列作用----形成作用4、一类岩石----结果二、沉积岩的物质成分在化学成分上，沉积岩中Fe2O3多于FeO，K2O多于Na2O，岩浆岩则与此相反。
因为地表环境富含水和二氧化碳，所以沉积岩中水和二氧化碳的含量也明显比岩浆岩中的高。
矿物成分的特征：1.高温矿物罕见：橄榄石、辉石、角闪石等铁镁矿物及基性斜长石不出现/甚少。
2.低温矿物富集：钾长石、酸性斜长石和石英在沉积岩中也广泛存在。
3.沉积岩中有特有的自生矿物：氧化物和氢氧化物、粘土矿物、盐类矿物、碳酸盐矿物——在地表的常温、常压并富含O2、CO2、H2O的条件下生成，又称为自生矿物。
三、沉积岩的颜色颜色是沉积岩重要的直观特征，它不仅反映岩石本身的物质成分、沉积环境及成岩后的次生变化，对鉴定岩石具有重要意义，而且还可作为地层划分与对比和推断沉积环境的重要标志之一。
其中起决定作用的是岩石中所含色素（染色物质）。
沉积岩的颜色按成因可分为原生色和次生色。
原生色又进一步分为继承色和自生色。
1、原生色：1）继承色主要取决于岩石中所含矿物碎屑的颜色，常为碎屑岩所具有，如长石砂岩呈红色是继承了母岩中红色长石颗粒的颜色；2）自生色是在沉积成岩阶段由自生矿物造成的，为大部分粘土岩、化学岩所具有。
沉积学整理
第一章：绪论一：沉积学的概念、研究内容、研究意义。
1：沉积岩石学是研究沉积岩的物质组成、结构构造、分类及其形成作用过程、沉积环境的一门学科。
侧重于岩类学研究。
沉积学是在沉积岩石学基础上发展起来的，主要研究沉积物的来源、沉积条件、沉积环境、沉积作用和成岩作用的一门学科。
侧重于成因研究。
古地理学（岩相古地理学）是对一定地质历史时期形成的地层进行沉积相分析，研究不同地区的沉积环境条件及其相互关系，再造当时的海陆分布、自然地理和气候特征的一门学科。
2：沉积学与古地理学的主要研究内容（1）研究沉积物的来源；（2）沉积物的沉积条件和沉积机理，特别是有益沉积矿产的形成机理与富集条件、赋存规律；（3）沉积相分析，恢复沉积岩（包括沉积矿产）形成时的古地理环境、古气候条件、大地构造背景、生物特征以及沉积物供应（物源）条件。
3：沉积学与古地理学的研究作用和意义（1）沉积相分析是地质学领域的一门重要学科，主要任务是重建地质历史时期的沉积环境，是沉积学研究的高度概括和最后总结。
（2）古环境研究是一项综合性很强的工作，不仅要求研究者具有比较广泛的地质学基础，而且还要有活跃的学术思想。
（3）研究沉积矿床（包括煤、油、气、油页岩、油砂等能源矿床；金属及非金属等层控矿床）的特征（4）研究分析储集体（石油、天然气、水、包括砂岩、碳酸盐岩、页岩等）的性质（5）可以记录历史。
生命、有机质、热、构造、盆地、气候、海平面变化等演化历史（6）是地质学基础二：沉积岩的形成过程（一）母岩的风化与剥蚀作用阶段地表和接近地表的岩石，在温度变化、水、空气及生物的作用和影响下所发生的破坏作用称为风化作用1：物理风化作用：岩石只发生机械破碎而化学成分未改变的风化作用。
引起物理风化的主要因素有：温度的变化、晶体生长的应力、重力作用、生物的生活活动，水、冰、风的破坏作用。
作用方式：温度变化、冰劈作用、盐岩结晶物理风化的结果是使母岩崩解，形成各种碎屑物质。
2：化学风化作用：指岩石在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解并产生新矿物的作用。
沉积学重点复习提纲
第一章绪论第一节沉积岩与沉积岩石学1.沉积岩的概念、形成条件以及其形成要经历的过程★★★★★2.沉积岩的基本特征（特别是与岩浆岩的区别）★★★3.沉积岩石学及其发展历史★第二节沉积岩的分类1.沉积岩的分类★★★★★第二章沉积岩的形成本章按沉积岩形成过程分为沉积岩原始物质的形成、沉积物的搬运和沉积作用和沉积后作用三节，重点是“沉积岩原始物质的形成”中“母岩的风化作用及其产物”、“沉积物的搬运和沉积作用”中“碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用”以及“沉积分异作用”原理。
第一节沉积岩原始物质的形成1.沉积岩的形成阶段★★★★★2.风化作用★★★3.元素迁移系列★★★4.主要矿物的风化特征(特别是钾长石) ★★★5.母岩风化的阶段性及其特征（以玄武岩为例）★★★★★6.母岩风化产物类型（碎屑残留物质、化学风化物质、溶解物质）★★★★★7.风化壳★★★8.沉积物的四大来源（母岩风化产物、生物物质、深源物质、宇宙物质）★★★★★第二节沉积物的搬运和沉积作用1.沉积物被搬运和沉积的方式★★★★★2.牛顿流体和非牛顿流体（牵引流和重力流）的概念和区别★★★★★3.层流、紊流和雷诺数★★★4.缓流、急流和佛罗德数★★★5.Fr与流态的关系★★★★★6.流体搬运碎屑物质的方式（推移和悬浮）★★★★★7.尤尔斯特隆图解：碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积与流速和颗粒大小的关系★★★8.机械沉积作用★9.碎屑物质在流水搬运过程中的变化（矿物成分、粒度、颗粒形状）★★★10.碎屑物质在海湖水体、空气和冰川中的搬运和沉积作用★★★11.化学搬运和沉积作用★★★12.生物搬运和沉积作用★★★13.沉积分异作用、机械沉积分异作用和化学沉积分异作用的概念★★★★★14.机械沉积分异作用和化学沉积分异作用的关系及其地质意义★★★15.正常沉积作用和事件沉积作用及其两者关系★★★第三节沉积后作用1.掌握沉积后作用的概念★★★★★第三章本章学习内容包括两部分：1.陆源碎屑岩的物质成分：化学成分，结构组分类型、特征及成因，成分成熟度。
《沉积岩石学》第一章 绪论
（2）快速发展成熟阶段（1940-1980）
1948-1968：克里宁、福克等相继提出了新的 砂岩分类方案
1959-1971：福克、邓哈姆等相继提出了新 的碳酸盐岩分类方案
建立了各种沉积相的相模式 事件沉积作用
浊流沉积和浊积岩 风暴沉积和风暴岩 震积作用和震积岩 等深流沉积和等深岩 热水沉积 成岩作用研究
地球表层： 大气圈下层、 水圈 —沉积岩生成圈
地球表层的特点是什么？
---低温、低压、有生命活动
沉积岩:在地球表层，由母岩的风化产物、有机物质、 火山物质等，经搬运作用、沉积作用以及成岩作用而 形成的一类岩石。
“地球表层”的特征（低温、低压）： 1、温度：地表温度，-70 ℃ ～85 ℃，一般- 30 ℃ ～40 ℃。 2、压力：地表压力，大部在0.1-2MP(1-20atm)的范围内，可达1000atm。 3、水和大气的作用活跃：水和大气是母岩风化的主要营力，也是母岩风化 产物以及火山物质等搬运的主要介质。没有水和大气，就没有沉积岩。 4、生物作用和生物化学作用活跃：生物作用和生物化学作用也是沉积岩形 成的重要因素。
非可燃生物岩
沉积岩与岩浆岩和变质岩 有何不同？如何区分？
岩石类型
三大类岩石之间的主要区别特征
成因
矿物成分 结构与构造
化石 其它
沉积岩 岩浆岩 变质岩
风化产物在地 表搬运沉积形 成
岩浆冷凝形成
暗色矿物极 少见，特有 矿物（粘土 矿物、海绿 石等）
暗色矿物常 见
颗粒磨圆；层 理发育
颗粒棱角状； 块状，气孔杏 仁，流纹，柱 状节理
三大类岩石关系
三、沉积岩的分布
三、沉积岩的分布
沉积岩主要分布在地壳的上部和表层部分。
沉积环境分析第1章概论.ppt
第一章 概论
沉积环境分析的研究内容、意义、方法
理论意义：推断古地理面貌（古地理图）及演化，
预测全球环境变化。
第一章 概论
基本概念
• 沉积体系是指与作用相关的沉积相的集合体(Scott 和Fisher，1969)。可以理解为有成因联系的相构 成的三维地层单位。
• 通常以其形成的环境命名。如河流沉积体系、三 角洲沉积体 体系域。
第一章 概论
基本概念
•相分析-可以利用相标志及其在时间上、空间上的变化规律 重塑古代的沉积环境。这种根据相标志恢复古环境的方法称 为相分析或环境分析。 •瓦尔特相律-1874年瓦尔特提出在没有沉积间断的地层剖面 里，垂向上彼此邻接的沉积层在横向上也一定彼此邻接。 •相模式-根据对现代沉积和古代岩石的大量研究，并与某些 模拟实验的比较对沉积环境和作用过程进行理论概括。这种 对特定沉积环境和某种沉积作用的全面概括，成为相模式。
Walker(1979)认为，一个相模式除了本身是一个环境的概括之 外，还必须起到以下作用：
(1)可以作为对比的标准； (2)可以作为进一步研究的提纲和指南； (3)可以对新区进行预测； (4)可以作为环境或体系水动力条件解释的基础.
第一章 概论
沉积环境分析的研究内容、意义、方法
➢ 1830年莱伊尔出版了他的划时代著作《地质学原理》，所确立的现实主义原则是岩相、 古地理最重要的基础。L.Agassiz(1840)、瓦尔特、达尔文(1837-1842)、 C.O.Chsenius(1877)、Murray and Renard(1981)通过研究现代沉积环境解释古代沉积。
沉积学原理讲义
主讲教师：王兴志
第一章 绪论
第一节 相关概念
一 沉积岩、沉积岩石学、沉积相、沉积环境、沉积学 （一）沉积岩（sediment rocks）
在地表条件下，母岩的风化产物、生物、火山物和宇宙 物等沉积岩的原始物质经过搬运、沉积和成岩作用等形成的 一类岩石。一般先形成疏松沉积物（sediments），再经埋藏 改造在地下不很深处形成沉积岩；有时在地表条件下，由胶 结作用也可形成沉积岩。
第一章 绪论
第二节 研究现状及发展趋势
二、建立了多种相模式
河流相模式
三角洲相模式
第一章 绪论
第二节 研究现状及发展趋势
二、建立了多种相模式
碳酸盐台地相模式
第一章 绪论
第二节 研究现状及发展趋势
三、成岩作用研究的新进展 （1）埋藏溶蚀作用的提出为深部储集空间的寻找奠定了理论基础
第一章 绪论
第二节 研究现状及发展趋势
5.结构成因的分类
根据具有成因意义的结构组分对岩石进行分类命名。 6.能量观点的引人。
第一章 绪论
第二节 研究现状及发展趋势
一、新理论的不断出现 7.诸多白云岩成因理论的出现 由于白云岩具有良好的油气储集能力，对其成因的研究尤为重视， 先后提出了多种成因模式，为不同成因白云岩的寻找奠定了理论基础。 8.建立了专门研究生物化石的学科—化石岩石学。
粘土矿物多是铝硅酸盐矿物、铁镁矿物和火山玻璃等的水解产物， 不同的原生矿物、不同的气候条件和风化作用持续时间的不同，可形成 不同的粘土矿物。
如钾长石的风化过程：
K〔AlSiO8〕
钾长石
部分K2＋、Si4＋和Al3＋的带出和 H20的带入 Al3＋的全部带出
KAl2〔（Si，Al）4O10〕n 〔H2O〕
沉积相讲课-1沉积基础和相概念
第一章 沉积相概念和综合分类
一、沉积相概念及综合分类
1、沉积相的概念
⑥石油大学：
沉积环境是指在物理、化学和 生物学方面均有别于相邻地区的 一块地球表面。 包括下列要素：
2020/6/16
沉积环境要素：
1、自然地理条件：海陆河湖等 2、气候条件：干湿、冷热 3、构造条件：隆起、凹陷 4、沉积介质物理性质：介质类型、
2020/6/16
古地理－Paleogeography
1、岩相古地理 （Lithofacies paleogeography） 2、生物古地理 （Biofacies paleogeography） 3、构造古地理 （Tectonic paleogeography）
2020/6/16
岩相古地理研究任务
2020/6/16
沉积相模式研究方法
1、逻辑归纳方法；
2020/6/16
沉积相模式研究方法
2、数学统计方法
2020/6/16
沉积相模式研究方法
2、数学统计方法
2020/6/16
第二节 沉积相综合分类
一、分类现状和原则
1、分类现状
1950‘以后大量的沉积学教材和著作， 数10种分类
2020/6/16
岩相古地理
2020/6/16
第一章 沉积相概念和综合分类
一、沉积相概念及综合分类
1、沉积相的概念 ①Steno,1669:
一定地质时期地表某一部分的全貌。 ②Gressly,1838:
相是沉积物变化的总和，它表现 为这种或那种岩性的、地质的或古 生物的差异
2020/6/16
第一章 沉积相概念和综合分类
相、重力流相
• 海陆过渡相：三角洲相、障壁岛相、潮坪
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水圈 生物圈
岩石圈
地壳 表层
沉积圈
现代和古代沉积物大量沉积的场所：
大陆边缘、洋盆 大陆内部的沉降带
盆地
二、沉积岩的一般特点
（一）化学成分 接近于岩浆岩。 沉积岩中更富Fe2O3 、K2O、游离Al2O3、H2O； 岩浆岩中更富 FeO 、 Na2O、铝硅酸盐
（二）沉积岩的矿物成分
石灰岩————水泥和人造纤维 白云岩————耐火材料。 粘土岩————耐火材料、陶瓷原料、泥浆原料、填充剂和
净化剂； 石英砂岩————玻璃原料； 建筑材料。
（四）对油气勘探开发实践意义重大 石油和天然气形成和储集 ； 非构造或隐蔽油气藏的形成 ； 钻井液的选择与配制，二次、三次采油、油层保护及提 高采收率等钻采工艺。
（二）时间上 地壳上最古老岩石的年龄为46×108a，
沉积圈岩石最老年龄达36×108a（苏联的科拉半岛），
有生命记载的岩石年龄为31×108a（南非）。
（三） 沉积岩中蕴含大量矿产 世界矿产资源总量75～85%是沉积和沉积变质成因的。
石油、天然气、煤、油页岩 盐类矿产，。
铁矿 ，铅锌矿 ，铜矿 锰矿和铝矿
二、沉积学的研究方法 野外：详细调查沉积岩（物）的沉积特征，测剖面； 配以遥感、钻探、地球物理勘探…… 室内：显微镜、粒度、电镜…….
三沉积岩中超过160种，但常见 的仅仅20种。某种沉积岩中仅5～6种（低温矿物与自生矿物）。
（三）沉积构造特点
与岩浆岩、变质岩的差别极大。
第二节 沉积学研究意义和方法
一、沉积学的研究意义
（一）空间上 面积：3/4陆地， 100%海底。 体积：沉积岩占地壳总体积的5%，厚处可达5～6km （最厚10～11km），书上的30km？
沉积学
第一章 绪论
沉积岩、沉积物 ＋ 形成过程
沉积（物）岩特征 沉积过程 沉积环境
第一节 沉积岩的概念和基本特征
一、沉积岩的概念
在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山物质、 生物物质 等原始物质，经过搬运、沉积及沉积后作用 而形成的一类岩石。
（一）对概念的解释
1. 地壳表层条件：常温、常压或接近，水和大气的作用、 生物和生物化学的作用以及重力作用。