沉积岩的结构和构造及其与形成过程的关系
第4章沉积岩
•三、沉积构造(sedimentary structure)
1、有关层理的术语：
层理(bedding):沿原始的沉积平面的垂直方向上
岩石成分、颜色、结构等特征一层一层地发生变化 所构成的特征。
细层是层理的最小单位，厚度很小，几毫米至几厘米，甚至
小于1毫米，成分常常很均一。它是在一定条件下同时沉的。
Clastical texture按碎 屑的粒径大小分为：
• • • • gravelly texture>2mm Sandy texture 2-0.05mm sandy texture 0.005-0.05mm mudy texture <0.005mm
（二)非碎屑结构 晶质结构 隐晶质结构 生物骨架结构
分被挤出，从而变硬。 Cementation：孔隙被溶液中化学沉淀物充填 连结并硬化成岩。 Recrystalliation：重新结晶或晶粒长大。
后生作用：
沉积岩形成后直到变质、风化以前所产 生的变化。 主要表现： 1、淋滤作用：受地下水淋滤作用而改变 成分、结构。 2、压溶作用：在上覆岩层静压力和构造 应力作用下，岩石发生差异性溶解。
递变层理(粒序层理)：粒径向上逐渐变细。 反递变层理
序粒层理有两种类型，其一是粒度 由粗向细逐渐变化，由水流强度逐 渐减弱沉积而成；其二是粒度粗细 混杂，碎屑颗粒显示递变，是浊流 沉积的产物。
韵律层理
•2、层面构造： •波痕(ripple mark) 、 泥裂(mud crack)、 痕迹化石、缝合线（stylolite)、结核 (concretion)、印模(sole mark)
层理的基本类型
论沉积岩的形成、分类与构造
论沉积岩的形成、分类与构造论文提要沉积岩是地壳发展过程中的一种必然产物。
在地表或地表下不太深的地方，在常温、常压条件下，通过风化作用，火山作用所形成的物质，经过搬运、沉积并固结成岩，这种岩石叫做沉积岩，曾经叫做水成岩。
由于沉积岩是在地表条件下形成，因此，它构成了岩石圈的上部表层，全球大约有3/4陆地面积被沉积岩所覆盖。
近年来，沉积岩石学发展迅速，取得了多方面的成就。
如在碳酸盐岩介质能量的研究方面；岩相的进展（浅海，滨海，潮上带，深海化学沉积）方面；沉积岩中赋有的基质超微化石遗骸研究方面都有较大进展。
又由于当代新技术与新方法的出现，如从化学、物理角度研究沉积岩形成的能量条件；岩相分析及相模型方法的建立；数理统计及计算技术应用的广泛推广等，使沉积学有了更加迅速的发展。
而石油的生成和富集与沉积岩甚为密切，因此，研究沉积岩，对石油地质学意义重大。
正文一、沉积物的来源在地表条件下，地壳上先期存在原始物质，经过搬运、沉积和成岩等一系列地质作用，最终形成沉积岩。
组成沉积岩的这些原始物质的来源主要有：母岩风化作用的产物--陆源碎屑、溶解物质和粘土物质；生物物质--生物残骸及有机生物残体；深源物质--火山喷发带到地表的火山碎屑物质、沿断裂带进入地表的热卤水、温泉水、热液等；宇宙源沉积物--从宇宙空间降落地表的陨石及尘埃物质。
原始沉积物中母岩的风化产物是构成沉积岩的主要组分。
这些原始物质可以通过机械、化学、生物等不同的搬运和沉积方式，并经受同生、成岩和后生等地质作用而形成多种类型的沉积岩。
二、沉积物的搬运地表母岩风化后形成的碎屑物质、粘土物质与溶解物质除少量残留原地，绝大部分被搬运到新的场所沉积下来。
搬运风化产物的主要营力是流水、风、冰川、重力以及生物等，其中最重要的是流水的搬运作用。
物质搬运的方式决定于风化产物的性质。
碎屑物质、粘土物质通常是以机械方式搬运；而溶解物质则以胶体溶液和真溶液方式进行搬运。
在潮湿地区风的地质作用不明显，但在干旱的沙漠地区，它是主要的地质营力，起着侵蚀、搬运和堆积作用。
沉积岩
沉积岩第一节概述一、岩石的概念岩石是在各种地质作用下，按一方式结合而成的矿物集合体，是构成地壳及上地幔的主要物质。
构成岩石主要成分的矿物也只有20～30种。
组成岩石主要成分的矿物称为造岩矿物。
岩石的概念也有三个含义：①岩石是天然形成的②岩石具有一定的结构构造③岩石在地壳中具有一定的产状。
岩石根据成因分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩三大类。
矿物是岩石的组成物质，岩石是矿物的存在形式。
两者密不可分，相互依存。
有的岩石是由一种矿物组成，叫做单矿岩，如大理岩；大多数岩石是由几种矿物组成的，叫做复矿岩。
二、沉积岩的形成过程沉积岩的形成过程一般经过风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用等几个过程。
沉积岩形成阶段：风化作用→搬运作用→沉积作用→成岩作用1、风化作用: 岩石暴露地表后，在地表低温低压环境遭受O2、CO2及生物作用，发生机械破碎或化学分解与合成，逐渐成为碎块、砂粒和泥土，一部分成分随水流失，一部分留在原地，这一过程称为风化作用。
风化前的岩石称为母岩。
母岩可以是岩浆岩、变质岩、沉积岩。
按性质可将风化作用分为三类：即物理风化、化学风化、生物风化。
物理风化作用: 物理风化(机械风化)是指在气温频繁升降的反复变化的条件下，岩石在原地发生碎裂的过程。
物理风化作用的类型: ①温差作用。
②冰劈作用。
水结冰后体积比原增大1/11左右，对裂隙面产生960∼6000kg/cm2的压力。
③其它物理风化作用，如生物机械风化作用即根劈作用。
化学风化作用: 化学风化作用是指在大气、水和水溶液的作用下岩石发生的化学分解过程。
①氧化作用：黄铁矿氧化形成褐铁矿。
②水解作用：钾长石经水解作用可形成高岭土和硅胶。
③碳酸化作用：钾长石经碳酸化作用加速水解过程④溶解作用：取决于矿物的溶解度。
石膏>方解石>白云石>橄榄石>辉石>角闪石>斜长石>钾长石>黑云母>白云母>石英２、搬运作用: 河流的机械搬运作用—河流流水在流动过程中携带泥沙和移动河床砾石移动。
第二篇 沉积岩
钾长石 白云母 石英
造岩矿物在风化作用中的稳定系列
2、主要造岩矿物在风化过程中的变化
（1）铁镁矿物：主要为Fｅ2+、Mg2+、Ca2+ 的硅酸盐，包括橄榄石、辉石和角闪石等。 （2）长石类：这是地壳分布最广的含K+、 Na+、Ca2+的铝硅酸盐矿物。长石受水解和碳 酸化作用，K+、Na+、Ca+等阳离子将变成碳 酸盐、溶于水中被带出。 （3）云母类：黑云母容易风化，而白云母抵 抗风化能力较强。 （4）石英：在风化过程中石英几乎不发生化 学变化，仅发生机械破碎。
特征一粒度、比重、形状和矿物成分，在重 力的影响下，按一定顺序沉积下来的作用， 称为机械沉积分异作用。
按粒度大小的分异图解
按比重机械分异图解
（2）化学沉积分异作用 母岩风化产物中的溶解物质，在沉积作用过 程中，由于各种元素和化合物的溶解度不同， 以及介质的酸碱度、浓度、温度等因素的影响， 常常依一定顺序沉积下来的作用。
第一章 沉积岩概论
第一节 沉积岩的概念及其研究意义
一、沉积岩的基本概念 沉 积 岩 是 在 地 表 和 地 表 以 下 不 太 深 的
地方形成的地质体。是在常温常压下， 由母岩的风化产物或由生物作用和某 些火山作用所形成的物质，经过搬运、 沉积、成岩等地质作用而形成的层状 岩石。
沉积岩特征
（1）矿物组合成分较简单，富含 O 2、 C O 2和 H 2O 。
2．其他介质的搬运与沉积作用
（1）风的搬运与沉积作用 环境：干旱的沙漠地带。主要搬运砂粒、尘 土等碎屑物质。砂粒主要是在地面及距地面 0.5一1.5m高度范围内以跳跃或滚动的方式被 搬运；尘土则以悬浮状态被搬运。
（2）冰川的搬运与沉积作用 搬运方式：部分碎屑浮在冰面上或固结在冰 块中呈悬浮搬运；另一部分碎屑则沿冰川谷 底被拖运。 冰碛物的特点：无分选性和无明显层理，碎 屑棱角显著，并常具有擦痕、压坑等特点。
沉积岩
综述
沉积岩分类考虑岩石的成因、造岩组分和结构构造3个因素。一般沉积岩的成因分类比较粗略,按岩石的造岩组分和结构特点的分类比较详细。外生和内生实际上是指盆地外和盆地内的两种成因类型。盆地外的，主要形成陆源的硅质碎屑岩，但是陆地的河流等定向水系可将陆源碎屑物搬运到湖、海等盆地内部而沉积、成岩；盆地内的，形成的内生沉积岩的造岩组分,除了直接由湖、海中析出的化学成分外,也可能有一部分来自陆地 沉积岩
火山碎屑岩的结构
根据不同粒级的火山碎屑物在火山碎屑岩中的含量可分为4种基本结构类型:集块结构、火山角砾结构、凝灰结构和火山尘结构。此外，还有塑变结构、沉凝灰结构和凝灰碎屑结构。(见火成碎屑岩)
编辑本段岩石构造
由成分、结构、颜色的不均一引起的沉积岩层内部和层面上宏观特征的总称。它有无机和有机的,有原生和次生的。沉积岩的构造可用于推论沉积条件，判断地层顺序。原生沉积构造，沉积阶段机械作用生成的构造。是沉积环境的标志。它包括3种构造。①层间构造,流体侵蚀冲刷先期沉积物的表面痕迹和堆积形态。它能指示风、水流、波浪的运动方向。波痕是最常见的层间(面)构造。它是流体流经底床时床沙运动的形态，又称底形。②层内构造,又称层理（图1）。流体在搬运过程中由载荷物质垂向和侧向加积形成。细层是组成层理的最小单位，代表瞬时加积的一个纹层。层系是在成分、结构、形态相似的一组细层，代表一个持续水动力状况的加积物。层系组由一系列相似的层系所组成。不同特征的层系组分别构成:水平层理(C1),波状层理(C2)，板状交错层理(C3)，楔状交错层理(C4),槽状交错层理(C5)。不同层理是实验水槽或天然水道中水流牵引床沙形态变化和迁移形成的。不同流态的床沙形态迁移加积，形成各种 沉积岩
层理。低流态时(水的冲刷力弱)由无颗粒运动的平坦底床形成水平纹理；由小型沙纹形成各种小型交错纹理；由沙波和沙丘分别形成板状交错层理和槽状交错层理。高流态时（水的冲刷力强），由粗颗粒平床形成平行层理（带剥离线理）和由逆行沙丘形成逆行沙丘交错层理。粒序层理又称递变层理，指粒度由下而上有递变现象的沉积层。粒度自下而上由粗递变细的称正粒序；粒度做反向递变的称逆粒序。前者主要发育于现代浊流沉积和古代复理石层中。后者见于浊流沉积和某些颗粒流沉积中。粒序层理偶尔可见于牵引流(如河流)和三角洲沉积。③层的变形构造，又称同生变形构造。它是在准同生或沉积期后可塑性变形作用中形成的。变形作用有垂向为主和侧向为主之分。垂向变形的，主要由沉积物液化、重荷、潜水渗透、水位变动等原因造成的，如盘状构造、泄水构造、重荷构造（球-枕构造）、帐篷构造等。侧向变形的,主要由断裂剪切、重力滑帛、水流拖曳诸原因形成的，如滑塌、滑坡、变形层理（同生揉皱）、伏卧前积层等。大规模的侧向变形作用往往能诱导出垂向变形构造。 次生或多因素生成的构造 大多数产于碳酸盐岩和其他内源岩中。其中①结核构造，岩中存在一个成分与主岩有差异的核形物体，是在物理化学条件不均匀状况下，某种成核物质从周围的沉积物或岩石向成核中心富集而形成的。结核可在沉积岩形成作用的各个阶段形成。②鸟眼构造，碳酸盐岩中似鸟眼状孔隙被亮晶方解石或硬石膏充填的构造。大小多为1～3毫米，多平行层面排列。多产于潮上带，少数亦产于潮间带。它是由于露出水面的沉积物干燥收缩、 构造示意表
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
《沉积岩与沉积相》课程笔记
《沉积岩与沉积相》课程笔记第一章：沉积岩的基本概念及基本特征1.1 沉积岩的定义沉积岩，也称为沉积物岩，是指在地表或地表附近，由风化作用产生的碎屑物质、生物残骸或化学沉淀物，经过搬运、沉积、压实和胶结等地质作用形成的岩石。
沉积岩覆盖了地球表面约75%的面积，是地壳中最丰富的岩石类型之一。
1.2 沉积岩的形成过程沉积岩的形成是一个复杂的地质过程，主要包括以下几个阶段：（1）母岩的风化作用- 物理风化：由于温度变化、冰冻作用、植物根系的生长等物理因素导致岩石破碎。
- 化学风化：岩石与水、氧气、二氧化碳等化学反应，导致矿物成分发生变化。
- 生物风化：生物活动，如微生物、植物和动物，通过其代谢过程分解岩石。
（2）碎屑物质的搬运和沉积- 搬运介质：水流、风力、冰川、重力等自然力量。
- 搬运过程：侵蚀、携带、沉积、分选等。
- 沉积环境：河流、湖泊、海洋、沙漠等。
（3）沉积后作用- 压实作用：上覆沉积物的重量导致下伏沉积物排水、体积减小。
- 胶结作用：矿物质填充沉积物间隙，使之固结成岩。
- 成岩作用：包括化学沉淀、生物化学作用、矿物转变等。
1.3 沉积岩的基本特征（1）层理构造- 定义：沉积岩中的层状结构，反映了沉积环境的周期性变化。
- 类型：水平层理、波状层理、交错层理、递变层理等。
（2）化石- 重要性：提供了生物演化和古环境信息。
- 类型：植物化石、动物化石、微生物化石等。
（3）成分和结构- 碎屑成分：石英、长石、云母等矿物碎屑。
- 填隙物：泥质、碳酸盐、硅质等胶结物。
- 结构：根据粒度分为砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。
（4）颜色- 影响因素：沉积物成分、氧化还原条件、有机质含量等。
- 常见颜色：灰色、黄色、红色、绿色、黑色等。
1.4 沉积岩的分类沉积岩可以根据其成因、成分和结构进行分类：（1）碎屑岩- 砾岩：由直径大于2毫米的碎屑组成。
- 砂岩：由直径在0.0625毫米至2毫米之间的碎屑组成。
- 粉砂岩：由直径在0.0039毫米至0.0625毫米之间的碎屑组成。
沉积岩的结构和构造
沉积岩的结构和构造碎屑岩是沉积岩中的一个重要类型，砾岩、砂岩、黏土岩都届丁碎屑岩。
碎屑岩的结构与岩浆岩和变质岩有很大的不同，后者的矿物颗粒之间是连续接触的；而在碎屑岩中，颗粒之间以点接触，颗粒之间有孔隙，这些孔隙被胶结物或者细粒填隙物质充填。
因此，具有孔隙是碎屑岩重要的结构特征。
层积岩的不同结构碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的结构、杂基或胶结物的结构以及碎屑和填隙物之间的关系等诸多特征。
碎屑颗粒的结构特征是指粒度、球度、形状、圆度和颗粒的表面特征。
粒度是指颗粒的大小，1-1000mm为砾级，0.1-1mm为砂级,0.01-0.1为粉砂级，< 0.01 为黏土级；球度用丁衡量一个颗粒近乎丁球体的程度，等轴状矿物球度高，片状、柱状矿物球度低；形状用大家熟悉的圆球体、椭球体、扁球体和长扁球体来表示；圆度是指原始的碎屑棱角被磨圆的程度，用比较形象的棱角状、次棱角状、次圆状和圆状划分出四个级别；颗粒表面特征是看碎屑颗粒的表面的磨光程度如何以及是否有刻蚀的痕迹。
填隙物结构包括杂基和胶结物。
杂基是和粗大碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，届丁机械沉积，杂基粒度一般< 0.03mm；而胶结物是化学成因的物质，一般含量小丁50%,填隙在孔隙之间。
胶结物有非晶质和显晶质等结构类型。
碎屑和填隙物之间的关系，也称胶结类型。
主要有以下四种情况：基底胶结的填隙物为杂基且含量多，碎屑颗粒呈星点状分布；孔隙胶结则不然，胶结物含量少，只充填在碎屑之间的孔隙中；接触胶结和孔隙胶结类似，但胶结物含量更少，只分布在颗粒之间接触的地方；镶嵌结构的特点是颗粒之间呈凹凸线状接触，似乎没有胶结物。
层积岩的层理沉积岩最典型的构造特征是具有层理。
沿垂直方向观察这种层状构造可以发现，由丁矿物成分、结构或颜色的不同而表现出成层性。
根据纹层排列的特点，层理可以继续细分。
比如纹层呈直线状相互平■行，并且平行丁层面，称为水平■层理和平行层理；纹层呈对称或不对称的波状，总方向平行丁层面，称为波状层理；纹层斜交层面，斜层系呈彼此重叠、交错、切割的组合方式，称为交错层理或斜层理等等。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
沉积岩的结构和构造及其与形成过程的关系
为主要考虑因素的分类，沉积岩被分成三类，即由母岩风化物质、火山碎屑物质和生物遗体形成的不同沉积岩。
母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型，包括碎屑岩和化学岩两类。
碎屑岩根据粒度细分为砾岩、砂岩、粉砂岩和黏土岩；化学岩根据成分，主要分出碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩和其他一些化学岩。
砾岩是粗碎屑含量大于30%的岩石。
绝大部分砾岩由粒度相差悬殊的岩屑组成，砾石或角砾大者可达1 米以上，填隙物颗粒也相对比较粗。
具有大型斜层理和递变层理构造。
砂岩在沉积岩中分布仅次于黏土岩。
它是由粒度在2～0.1 毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。
在砂岩中，砂含量通常大于50%，其余是基质和胶结物。
碎屑成分以石英、长石为主，其次为各种岩屑以及云母、绿泥石等矿物碎屑。
粉砂岩中，0.1～0.01mm 粒级的碎屑颗粒超过50%，以石英为主，常含较多的白云母，钾长石和酸性斜长石含量较少，岩屑极少见到。
黏土基质含量较高。
黏土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石。
其中，黏土矿物的含量通常大于50%，粒度在0.005～0.0039mm 范围以下。
主要由高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族矿物组成。
碳酸盐岩常见的岩石类型是石灰岩和白云岩，是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的。
碳酸盐中也有颗粒，陆源碎屑称为外颗粒；在沉积环境以内形成并具有碳酸盐成分的碎屑称为内碎屑。
我国桂林有山水甲天下之美称，奇妙莫测的七星岩是另一种类型的沉积岩，即碳酸盐地区形成的喀斯特地貌。
沉积岩是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一（另外两种是岩浆岩和变质岩）。
是在地表不太
深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。
因此也叫作水成岩。
在地球地表，有70%的。