第四章 外动力地质作用与沉积岩

第四章外动力地质作用与沉积岩

§1.外动力地质作用

一、定义：大气、水和生物在太阳辐射下能、重力能和明引力能的影响下

产生的动，对地表所进行的各种作用。

结果：减小地表起伏、夷平高差。

二、外动力地质作用的类型

（一）风化作用

岩石受外力作用后发生机械崩解和化学分解，破坏产物基本残留原地，使坚硬的岩石变为松散的碎屑及土壤。（化学风化、物理风化、生物风化）

(二) 剥蚀作用

岩石受外力作用而破坏，破坏产物同时被搬走。（侵蚀、刨蚀、潜蚀…….）

(三) 搬运作用

将风化、剥蚀物搬运到它处。（机械搬运、化学搬运、生物搬运）（四）沉积作用

搬运物在条件适宜的地方发生沉积，。条件适宜是指搬运能力减弱，如流水搬运泥砂时，流速减小时，动能减少，过载而沉积。化学沉积受化学反应规律支配，过饱和沉积胶体凝胶作用。ＣACO3+CO2+H2O Ca[HCO3]2

（五）固结成岩作用

松散沉积物（任何动力搬来的机械的或化学的）转变为坚硬的沉积岩。

沉积物是松散的，颗粒之间富含孔隙和水分，颗粒之间相互无坚密的连接力，从沉积物沉积岩经历以不几个阶段：

1.压固作用

上覆沉积物的重量作用于下部使其压实

（孔隙减少，水分排除，体积减小）。

2.胶结作用（只发生在碎屑沉积物中）

经压固后的沉积物仍有些孔隙（粒间），由胶结物质充真到孔隙中，使沉积颗粒胶结在一起变坚硬。

胶结物主要是化学沉淀物：硅质（ＳiO2）；

铁质（Fe2O3.nH2O）;

钙质（CaCO3）；

（粘土矿物）

不同的化学成分的胶结物坚硬程度不同：硅质铁质〉钙质泥质

胶结类型可分为：接触式胶结，孔隙式胶结，基底式胶结。

图略

胶结类型不同坚硬程度不同：接触式胶结〉孔隙式胶结〉基底式胶结

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3. 重结晶作用

在化学和生物化学沉积物中，沉积物埋藏后，在新的环境下，受一定温度和压力的影响（T<150°）,矿物晶粒在原基础上增生、扩大形成较大晶粒紧密相嵌的过程。（石英、方解石等）。

4. 新矿物生长

沉积物中不稳定矿物在成岩过程中溶解或发生化学变化，形成新的稳定矿物使沉积变坚硬，成岩石作用Ｔ<150℃ P<14巴。

经过以上阶段，纵观外动力地质作用的类型。实际上是岩石在地表环境下转变的几个阶段（外动力地质作用的几个阶段），经过这几个阶段后形成了地表环境下稳定的坚硬的沉积岩。沉积岩是外动力地质作用的产物。

在外动力中，流水是极为重要的动力，是沉积物、沉积岩形成的主要场所，因此沉积岩可谓“水成”，相反岩浆岩可谓为“火成”。在地质学发展早期，300多年前，人们对地表岩石的形成曾有过“水成论”与“火成论”的一场论战，持续了三十多年。

“水成论”以德魏尔纳为代表，主张地球上岩石都是水中结晶沉淀的形成的。“火成论”以赫屯（英）为代表，主张地球岩石并非全由水成，主要是熔融岩浆冷凝而成。最终以“火成论”的胜利而告终。

§2 沉积岩的特征

沉积岩是次生岩石，地壳中第一块岩石不可能是沉积岩。

一、 矿物特征：特点是适应常Ｔ、常Ｐ的环境，

沉积岩形成于地表，必须适应常Ｔ常 Ｐ才能成为成分稳定的岩石。 常见矿物：石英、长石、白云母、方解石、粘土矿物、白云石、 鲕绿泥石、绿泥石等。

几乎无： 橄榄石、辉石、角闪石（适应高温高压环境）

二、 结构：（组成岩石颗粒的性质、大小、形态及其相互关系）

（一） 碎屑结构：常见结构类型

组成岩石的颗粒是机械沉积的碎屑物。

按碎屑屑大小分

砾状结构 >2mm

砂状结构 2-0.05mm 粗 2—0.5mm 中 0.5—0.25mm 来源

岩石碎屑

矿物碎屑

分选性——岩石中碎屑颗粒粗细均匀程度

好>75%; 中50-75%; 差<50% 磨圆度——碎屑颗粒棱角的磨损程度。

分为圆状、次圆状、次棱角状、棱角状。

分选性、磨圆度反映了搬运介质的性质及距离的远近。可以结构成熟度的高、低来综合描述。成熟度高说明分选性、磨圆度好搬运距离远；成熟度低说明分选性、磨圆度不好搬运距离近。

碎屑（颗粒）——机械成因；

胶结物——化学成因，Si质，Ca质，泥质；

基质（杂基）——机械成因。

(二) 非碎屑结构

晶粒结构（化学岩、碳酸岩）

三、沉积岩的原生构造

指沉积岩形成时所生成的岩石各个组成部分之间关系。

（一）层理构造

1．概念——指由沉积物的成分、结构、颜色及颗粒形状等沿垂向的

变化而显示出来的成层现象。

层与层的差异，是由于不同时期沉积作用的，环境及性质的变化而造成的，每一层为同时、同沉积条件下形成的，所以表现为层内的均一性，而层间由于条件变化，表现为差异性。

分隔不同性质的沉积层的界面称层面，面标志着沉积作用的短暂停顿或间断.每层顶、底面垂直厚度为层厚，根据厚度不同分：

块层>1米；中厚层0.5-0.1米；

厚层1-0.5米；薄层0.1-0.01米；纹层<0.01米。

2. 主要层理类型

水平层理：层面平行（原始水平）

细碎屑岩中常见（泥岩、粉砂岩），反映水动力弱，低能，深水环境。

交错层理：

韵律层理：

实验课：常见沉积岩的原生构造

实验课：常见沉积岩的观察与鉴定

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