第四章外动力地质作用与沉积岩 1外动力地质作用 定义:大气、水和生物在太阳辐射下能、重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 (-)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,动能減少,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(Fe2O3nH2O) 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
1 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。Ｃ ACO3+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
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℃CP<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。 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 结构:(组成岩石颗粒的性质、大小、形态及其相互关系) 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 岩石碎屑 对物欢应 砾状结构>2mm 祖2-05mm 廿欢应应士士小公 0c 4边)∩∩Enn
2 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 细 0.25—0.05mm 来源 岩石碎屑 矿物碎屑 生物碎屑
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。成熟度髙说明分选性、磨囻度好搬运距离远;成熟度低说 明分选性、磨圆度不好搬运距离近 碎屑(颗粒)一机械成因 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) 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。 )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05-0.1米 厚层1-0.5米;薄层0.1-0.01米;纹层<001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
3 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。 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 (二) 非碎屑结构 晶粒结构 （化学岩、碳酸岩） 生物结构 （生物岩）