沉积岩的形成及演化共52页
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第一章沉积岩的形成过程ppt课件
黝帘石、蒙脱石、蛋白石、方解石等 白云母 白云母碎屑 先析出钾和加入水 → 水白云母 → 高岭石 黑云母 钾、镁先析出同时加水蛭石 、绿泥石、褐铁矿等 橄榄石、辉石、角闪石等铁镁硅酸盐矿物，铁、镁、钙先析出 ，
之后硅部分或全部析出，大部分元素呈溶液状态流失，
部分形成褐铁矿、蛋白石等
������
2、各种造岩矿物在风化过程中的稳定性及其风
下水的作用，包括溶蚀、充填、交代。
常见成岩作用现象
1. 压实作用(compaction):静压力下沉积物排气、排水、体积缩小、孔 隙度降低、密度增加。压溶作用(pressure-solution):压力下沉积物 颗粒间或沉积岩内部发生溶解。如，缝合线构造，是压实作用的极限 状态 2. 胶结作用(cementation):孔隙水过饱和沉淀出矿物质（胶结物 cement),将沉积物粘结成岩石。 3. 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。
搬运对象：陆源碎屑颗粒 搬运介质：牵引流(Traction current）： 符合牛顿流体定律的流体。其搬运机制是流体动能 拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流和波浪流等。 重力流(gravity flow)： 在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高 密度流体。
浊流（turbidites flow） 泥石流 (debris flow)、 颗粒流(grain flow)、 液化沉积物流(fluidized sediment flow），
一、机械搬运和沉积
1、流水的机械搬运和沉积作用
搬运方式：推移搬运（或滚动搬运）—推移载荷 悬浮搬运—悬浮载荷 跳跃搬运—介于上述二者之间 机械搬运和沉积作用：流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬 运走所需要的流速叫做开始搬运流速，开始搬运流速要大于继 续搬运业已处于搬运状态的碎屑物质所需的流速，即继续搬运 流速。一般来说，开始搬运流速要大于继续搬运流速。
之后硅部分或全部析出，大部分元素呈溶液状态流失，
部分形成褐铁矿、蛋白石等
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2、各种造岩矿物在风化过程中的稳定性及其风
下水的作用，包括溶蚀、充填、交代。
常见成岩作用现象
1. 压实作用(compaction):静压力下沉积物排气、排水、体积缩小、孔 隙度降低、密度增加。压溶作用(pressure-solution):压力下沉积物 颗粒间或沉积岩内部发生溶解。如，缝合线构造，是压实作用的极限 状态 2. 胶结作用(cementation):孔隙水过饱和沉淀出矿物质（胶结物 cement),将沉积物粘结成岩石。 3. 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。
搬运对象：陆源碎屑颗粒 搬运介质：牵引流(Traction current）： 符合牛顿流体定律的流体。其搬运机制是流体动能 拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流和波浪流等。 重力流(gravity flow)： 在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高 密度流体。
浊流（turbidites flow） 泥石流 (debris flow)、 颗粒流(grain flow)、 液化沉积物流(fluidized sediment flow），
一、机械搬运和沉积
1、流水的机械搬运和沉积作用
搬运方式：推移搬运（或滚动搬运）—推移载荷 悬浮搬运—悬浮载荷 跳跃搬运—介于上述二者之间 机械搬运和沉积作用：流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬 运走所需要的流速叫做开始搬运流速，开始搬运流速要大于继 续搬运业已处于搬运状态的碎屑物质所需的流速，即继续搬运 流速。一般来说，开始搬运流速要大于继续搬运流速。
沉积岩石学 沉积岩的形成及演化PPT课件
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CO2的化学风化作用举例：
（1）石灰岩与二氧化碳的作用：石灰岩遇 到含有CO2的水时，就会形成可溶于水的 Ca(HCO3)2,因而石灰岩被风化了。
CaCO3 ＋ CO2 ＋ Ca(HCO3)2 石灰岩（不溶于水） ）
H2O = （溶于水
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（2）正长石与二氧化碳的作用：
正长石与含二氧化碳的水作用后，能使正 长石分解。
4KAlSi3O8＋2CO2＋4H2O=Al4Si4O10(OH)8＋8SiO2＋2K2CO3
正长石
高岭石
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3、水的化学风化作用：
（1）水解作用： 矿物与含有自由离子H＋和[OH]－的水作用，能使矿物的阳离子形成
氢氧化物，从矿物中解脱出来，因而破坏了矿物。 例如：正长石与水作用，可使正长石中的钾形成KOH溶于水中，
新生成的矿物：蒙脱石、水云母、拜来石、绿泥石等。都是不含或微含Ca2＋、 Na＋，且K＋、Mg2＋含量也下降了的矿物。
3、酸性硅铝阶段（粘土型风化阶段）： 新生成的矿物：K＋、Mg2＋的再次析出使得上个阶段所形成的矿物（蒙脱石、水
云母等）又被破坏而形成在酸性条件下稳定的、不含Ca2＋、Na＋、K＋、Mg2＋盐基 的粘土矿物～高岭石等。
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2、 风化壳的厚度：
可以由几米～一、二百米，通常为几米或几十米。与气候、 地形、构造等因素有关。
一般说来，在气候潮湿、地形平坦、构造活动比较稳定的地 区，风化作用较强，剥蚀作用较弱，风化残余物质易于保存，故 风化壳厚度较大。在相反的条件下，风化壳厚度就较小，以至为 零。
3、古风化壳： 地壳下降，沉积物沉积在风化壳上，把风化壳埋藏在地层之 中，即成为古风化壳
CO2的化学风化作用举例：
（1）石灰岩与二氧化碳的作用：石灰岩遇 到含有CO2的水时，就会形成可溶于水的 Ca(HCO3)2,因而石灰岩被风化了。
CaCO3 ＋ CO2 ＋ Ca(HCO3)2 石灰岩（不溶于水） ）
H2O = （溶于水
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（2）正长石与二氧化碳的作用：
正长石与含二氧化碳的水作用后，能使正 长石分解。
4KAlSi3O8＋2CO2＋4H2O=Al4Si4O10(OH)8＋8SiO2＋2K2CO3
正长石
高岭石
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3、水的化学风化作用：
（1）水解作用： 矿物与含有自由离子H＋和[OH]－的水作用，能使矿物的阳离子形成
氢氧化物，从矿物中解脱出来，因而破坏了矿物。 例如：正长石与水作用，可使正长石中的钾形成KOH溶于水中，
新生成的矿物：蒙脱石、水云母、拜来石、绿泥石等。都是不含或微含Ca2＋、 Na＋，且K＋、Mg2＋含量也下降了的矿物。
3、酸性硅铝阶段（粘土型风化阶段）： 新生成的矿物：K＋、Mg2＋的再次析出使得上个阶段所形成的矿物（蒙脱石、水
云母等）又被破坏而形成在酸性条件下稳定的、不含Ca2＋、Na＋、K＋、Mg2＋盐基 的粘土矿物～高岭石等。
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2、 风化壳的厚度：
可以由几米～一、二百米，通常为几米或几十米。与气候、 地形、构造等因素有关。
一般说来，在气候潮湿、地形平坦、构造活动比较稳定的地 区，风化作用较强，剥蚀作用较弱，风化残余物质易于保存，故 风化壳厚度较大。在相反的条件下，风化壳厚度就较小，以至为 零。
3、古风化壳： 地壳下降，沉积物沉积在风化壳上，把风化壳埋藏在地层之 中，即成为古风化壳
沉积岩的形成和演化
2、弗劳德数与床沙形体
（1）缓流、急流和弗劳德数（Fr）
明渠水流，可出现急流、缓流和临界流三种流态。 判别标志为弗劳德数（ Fr）
Fr ＝ 惯 性 力 / 重 力 ＝ （ V2/L ） /g ＝ V2/ （ Lg ）
L—距离
但一般取Fr＝ V/
Lg
明渠水流中L可由水深 h代替。
Fr＜1：缓流，下部流动体制，低流态——水深流缓 Fr＝1：临界流，过渡流态 Fr＞1：急流，上部流动体制，高流态——水浅流急
流水
风（大气）
冰川
重力 生物
沉积物的搬运和沉积作用的方式可以分为： 1.机械搬运和沉积作用 碎屑+新生成物质+火山碎屑+宇宙源物质
2.化学搬运和沉积作用
溶解物质、深层卤水 3.生物搬运和沉积作用 生物源物质
一、流体力学的几个基本概念
牵引流：能沿沉积底床搬运沉积物的流体。
重力流：沉积物多呈悬浮状态搬运，在重力的作用下 整体流动的高密度流体。
古风化壳的地质意义和经济意义：
地壳上升、不整合的重要标志 古地理、古气候分析的重要依据
铁、铝、高岭土等矿产；
可以形成油气藏。
二、沉积岩原始物质的其它来源
（一）生物成因的沉积物
1.无机成分为主的生物残骸 是生物的硬体部分——常保存为化石，成分为碳酸盐、 磷酸盐和硅质等。
2.有机生物残体
动植物的软体部分——有机物（碳氢化合物）。
（五）.母岩风化产物的类型 1. 碎屑残留物质：
母岩的岩屑或矿物碎屑。
2.新生成的矿物： 水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁矿等。
3.溶解物质：
如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、Al、P等。
沉积岩沉积相02第二章沉积岩形成及演化
第二章 沉积岩的形成及演化
沉积岩原始物质形成阶段 原始物质搬运和沉积阶段 沉积物的同生作用和准同生作用阶段
沉积物成岩作用阶段 沉积岩的后生作用阶段
沉积岩形成演化阶段示意图
第二章
沉积岩成因复杂性的图示
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
第一节 母岩的风化作用 —沉积岩最原始物质的形成
高
抗
形 成 温 度
风 化 能 力
低
高
矿物的风化稳定性相差很大，一般岩浆晚期形成的矿物稳定 性较高，抗风化有力强；岩浆早期形成的矿物抗风化能力较弱。
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
1、石英：风化过程中稳定性极高，是碎屑岩中的主要造岩矿物。
2、长石：风化过程中稳定性次于石英，其中钾长石稳定性高于斜 长石，也是碎屑岩中的主要造岩矿物。
6、碳酸盐矿物如方解石、白云石等：抗风化能力极低，在沉积岩 中少见。
7、粘土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母等，在风化带中 相当稳定。
石榴石
锆石
刚玉
电气石
橄榄石
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
•与母岩矿物中所含元素具有的迁移能力大小有关
即是说，凡含有最易迁移和易迁移元素多的岩石和矿物，在地表 条件下，因元素的迁移而容易遭受化学风化而破坏。
第二章
第二节 碎屑物质的搬运和沉积作用
4、缓流、急流和佛罗德数
受大地构造和板块运动控制，主要分布在板块边缘地带。是火山碎屑 岩的主要物质来源，也是许多化学沉积岩的重要物质来源之一。
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
3、宇宙来的沉积物—量少、分布广、意义特殊
沉积岩原始物质形成阶段 原始物质搬运和沉积阶段 沉积物的同生作用和准同生作用阶段
沉积物成岩作用阶段 沉积岩的后生作用阶段
沉积岩形成演化阶段示意图
第二章
沉积岩成因复杂性的图示
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
第一节 母岩的风化作用 —沉积岩最原始物质的形成
高
抗
形 成 温 度
风 化 能 力
低
高
矿物的风化稳定性相差很大，一般岩浆晚期形成的矿物稳定 性较高，抗风化有力强；岩浆早期形成的矿物抗风化能力较弱。
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
1、石英：风化过程中稳定性极高，是碎屑岩中的主要造岩矿物。
2、长石：风化过程中稳定性次于石英，其中钾长石稳定性高于斜 长石，也是碎屑岩中的主要造岩矿物。
6、碳酸盐矿物如方解石、白云石等：抗风化能力极低，在沉积岩 中少见。
7、粘土矿物如高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母等，在风化带中 相当稳定。
石榴石
锆石
刚玉
电气石
橄榄石
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
•与母岩矿物中所含元素具有的迁移能力大小有关
即是说，凡含有最易迁移和易迁移元素多的岩石和矿物，在地表 条件下，因元素的迁移而容易遭受化学风化而破坏。
第二章
第二节 碎屑物质的搬运和沉积作用
4、缓流、急流和佛罗德数
受大地构造和板块运动控制，主要分布在板块边缘地带。是火山碎屑 岩的主要物质来源，也是许多化学沉积岩的重要物质来源之一。
第二章
第一节 母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成
3、宇宙来的沉积物—量少、分布广、意义特殊
沉积岩的形成及演化
一、风化作用的概念
沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、 沉积岩的原始物质有母岩的风化产物、火山物质、有机物质以及 宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的， 宇宙物质等，其中母岩的风化产物是最主要的，所以这里就着重介绍 母岩的风化作用及其产物的形成，其他原始物质简述之。 母岩的风化作用及其产物的形成，其他原始物质简述之。 母岩，如前所述，是供给沉积岩原始物质成分的岩石， 母岩，如前所述，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。 浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。 风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。 风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。 风化作用（weathering）是指由于温度的变化，大气、 风化作用（weathering）是指由于温度的变化，大气、水和水溶 液以及生物的生命活动等因素的影响，使地壳表层的岩石、 液以及生物的生命活动等因素的影响，使地壳表层的岩石、矿物在原 地发生物理的或化学的变化，从而形成松散堆积物的过程。 地发生物理的或化学的变化，从而形成松散堆积物的过程。 引起岩石破坏的外界因素有温度的变化 温度的变化、 引起岩石破坏的外界因素有 温度的变化 、 水以及各种酸的溶蚀作 生物的作用、各种地质营力的剥蚀作用等。 用、生物的作用、各种地质营力的剥蚀作用等。 在这些因素的共同影响下， 在这些因素的共同影响下，地壳表层的岩石就处于新的不稳定状 逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。 态，逐渐地遭受破坏，转变为风化产物。这些风化产物就是最主要的 沉积岩的原始物质成分。 沉积岩的原始物质成分。
母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成 第一节 母岩的风化作用 沉积岩最原始物质的形成 第二节 碎屑物质的搬运和沉积作用 第三节 溶解物质的搬运和沉积作用 第四节 沉积后作用及其阶段的划分
沉积岩的形成过程PPT课件
对于流速为v的单位流体质量来说，惯性力等于使质点在距离（L） 内减速到停止状态所需的力，所需的时间为 t= L/v。故惯性力与 v/t =v2/L 成正比。作用于单位质量上重力为g, 所以佛罗德数为：
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Fr V / gh
式中V是平均流速，h是水深，福劳德数为一无 量纲数，用它可判别明渠水流的流态；
B 悬浮载荷的搬运
细小的碎屑颗粒在流水中不易沉到水底，总是呈悬 浮状态被搬运。
19
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3）尤尔斯特隆图解
碎屑物质的搬运和沉积，与其颗粒的大小、比重、形状
和水的流速有关。尤尔斯特隆研究了物质的侵蚀（开始搬运）、
继续搬运、沉积与水流速度的关系
①颗粒开始搬运（侵蚀） 所需的起动流速，要大于 继续搬运所需的流速。
牛顿流体和内摩擦定律
凡服从牛顿内磨擦定律的流体称作为牛 顿流体，否则称非牛顿流体。内磨擦定律可 表示为:
du
dy
τ：单位面积上的内摩擦力，称为粘滞切应力， du／dy：称作流速梯度（或称剪切变形率）， µ：反映流体粘滞性大小系数，称为动力粘滞系数。
5
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所谓服从内摩擦定律是指在温度不变条件下，
④粘结力（PC）：由多种因素造成，其中主要是由颗 粒表面的水膜所造成的粘结力。
15
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Px和Py是促使颗粒移动，而w和Pc则是抗拒颗 粒运移，碎屑颗粒的搬运和沉积就是这两类作用
力的相互作用的表现。上述作用力中最主要的还
是Px、Py和W三种力。
16
第16页/共53页
垂直上举力（Py）解剖
一经流水搬运，就长期悬浮于水中不易沉积下来.
21
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Fr V / gh
式中V是平均流速，h是水深，福劳德数为一无 量纲数，用它可判别明渠水流的流态；
B 悬浮载荷的搬运
细小的碎屑颗粒在流水中不易沉到水底，总是呈悬 浮状态被搬运。
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3）尤尔斯特隆图解
碎屑物质的搬运和沉积，与其颗粒的大小、比重、形状
和水的流速有关。尤尔斯特隆研究了物质的侵蚀（开始搬运）、
继续搬运、沉积与水流速度的关系
①颗粒开始搬运（侵蚀） 所需的起动流速，要大于 继续搬运所需的流速。
牛顿流体和内摩擦定律
凡服从牛顿内磨擦定律的流体称作为牛 顿流体，否则称非牛顿流体。内磨擦定律可 表示为:
du
dy
τ：单位面积上的内摩擦力，称为粘滞切应力， du／dy：称作流速梯度（或称剪切变形率）， µ：反映流体粘滞性大小系数，称为动力粘滞系数。
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所谓服从内摩擦定律是指在温度不变条件下，
④粘结力（PC）：由多种因素造成，其中主要是由颗 粒表面的水膜所造成的粘结力。
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Px和Py是促使颗粒移动，而w和Pc则是抗拒颗 粒运移，碎屑颗粒的搬运和沉积就是这两类作用
力的相互作用的表现。上述作用力中最主要的还
是Px、Py和W三种力。
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垂直上举力（Py）解剖
一经流水搬运，就长期悬浮于水中不易沉积下来.
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沉积岩石学沉积岩形成和演化课件
构造分析
对沉积岩中的构造现象进行分析，包括层面构造、层理构造、缝合构 造等，以了解沉积岩在形成过程中的构造背景和沉积环境。
沉积岩的室内研究方法与技术
显微镜视察
利用显微镜对沉积岩的微观特征进行视察和分析，包括矿 物组成、结构特点、微层理等，以揭示沉积岩的微观世界 和形成机理。
实验测试
通过实验测试手段，如X射线衍射、红外光谱等，对沉积 岩的矿物组成和化学成分进行分析，以了解沉积岩的形成 环境和演变过程。
沉积岩石学沉积岩形成 和演变课件
目录
• 沉积岩的形成过程 • 沉积岩的组成与结构 • 沉积岩的分类与命名 • 沉积岩的形成机制与演变过程 • 沉积岩的研究方法与技术 • 沉积岩石学在地质学中的应用价值与意义
01
沉积岩的形成过程
沉积岩的定义与分类
定义
沉积岩是由固体物质在地球表面 或水下沉积而形成的岩石。
砂岩
主要由砂粒大小的碎屑组成， 具有粗糙的外观和紧密的结构 ，是良好的建筑材料和装饰材 料。
粘土岩
主要由粘土矿物组成，具有细 腻的外观和疏松的结构，是良 好的陶瓷原料和土壤改进剂。
页岩
主要由细小的碎屑和粘土组成 ，具有薄片状层理和细腻的外 观，是良好的砖瓦原料和肥料
沼泽环 境下形成的，是重要的能 源矿产和化工原料。
油气田
主要由生物遗体在海洋环 境下形成的，是重要的能 源矿产和化工原料。
核矿石
主要由矿物在高温高压环 境下形成的，是核工业的 重要原料。
04
沉积岩的形成机制与演变过程
沉积岩形成的主要机制
风化作用
岩石在风化作用下，受到物理、化学 和生物等作用，产生碎屑物质和溶解 物质。
搬运作用
风化或腐蚀产生的碎屑物质，在风、 水、冰等作用下被搬运到不同的地方 。
对沉积岩中的构造现象进行分析，包括层面构造、层理构造、缝合构 造等，以了解沉积岩在形成过程中的构造背景和沉积环境。
沉积岩的室内研究方法与技术
显微镜视察
利用显微镜对沉积岩的微观特征进行视察和分析，包括矿 物组成、结构特点、微层理等，以揭示沉积岩的微观世界 和形成机理。
实验测试
通过实验测试手段，如X射线衍射、红外光谱等，对沉积 岩的矿物组成和化学成分进行分析，以了解沉积岩的形成 环境和演变过程。
沉积岩石学沉积岩形成 和演变课件
目录
• 沉积岩的形成过程 • 沉积岩的组成与结构 • 沉积岩的分类与命名 • 沉积岩的形成机制与演变过程 • 沉积岩的研究方法与技术 • 沉积岩石学在地质学中的应用价值与意义
01
沉积岩的形成过程
沉积岩的定义与分类
定义
沉积岩是由固体物质在地球表面 或水下沉积而形成的岩石。
砂岩
主要由砂粒大小的碎屑组成， 具有粗糙的外观和紧密的结构 ，是良好的建筑材料和装饰材 料。
粘土岩
主要由粘土矿物组成，具有细 腻的外观和疏松的结构，是良 好的陶瓷原料和土壤改进剂。
页岩
主要由细小的碎屑和粘土组成 ，具有薄片状层理和细腻的外 观，是良好的砖瓦原料和肥料
沼泽环 境下形成的，是重要的能 源矿产和化工原料。
油气田
主要由生物遗体在海洋环 境下形成的，是重要的能 源矿产和化工原料。
核矿石
主要由矿物在高温高压环 境下形成的，是核工业的 重要原料。
04
沉积岩的形成机制与演变过程
沉积岩形成的主要机制
风化作用
岩石在风化作用下，受到物理、化学 和生物等作用，产生碎屑物质和溶解 物质。
搬运作用
风化或腐蚀产生的碎屑物质，在风、 水、冰等作用下被搬运到不同的地方 。