長江大學(xué)沉積巖與沉積相復(fù)習(xí)資料

1、沉積巖(sedimentary rock): 沉積巖是組成巖石圈的三大類巖石之一。它是在地殼表層的條件下，由母巖的風(fēng)化產(chǎn)物、火山物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)等的原始物質(zhì)成分，經(jīng)過搬運(yùn)作用、沉積作用以及沉積后作用而形成的一類巖石。沉積巖石學(xué) (sedimentary petrology): 沉積巖石學(xué)是研究沉積巖(物)的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類、形成作用、分布規(guī)律及其演化過程的一門地質(zhì)科學(xué)。 風(fēng)化作用:是地殼最表層的巖石在溫度變化、大氣、水、生物等因素的作用下，發(fā)生機(jī)械破碎和化學(xué)變化的一種作用。層流、紊流和雷諾數(shù)兩種穩(wěn)定的流動狀態(tài)：層流、紊流層流：一種緩慢流動的流體，流體質(zhì)點(diǎn)作有條不紊的平行線狀運(yùn)動，彼此不

2、相摻混。紊流：湍流，一種充滿了漩渦的多湍流的流體，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡極不規(guī)則，其流速大小和流動方向隨時間而變化，彼此相互摻混。一個判別層流與紊流的準(zhǔn)則，稱為雷諾數(shù)。雷諾數(shù)（Re） = 慣性力 / 粘滯力 = V2d2/Vd = Vd/V水的流速 d顆粒直徑 水的密度 動力粘滯系數(shù)佛羅德數(shù) Fr = 慣性力 / 重力 = V2 / Lg大多數(shù)工程技術(shù)人員把這一數(shù)值的平方根當(dāng)作佛羅德數(shù)，即 u Fr>1，急流，超臨界流，水淺流急u Fr=1，臨界流 u Fr<1，靜流，緩流或臨界以下的流動，水深流緩牽引流：符合牛頓流體定律的流體。其搬運(yùn)機(jī)制是流體動能拖曳牽引沉積物一起運(yùn)動，如河流、風(fēng)流

3、和波浪流等。沉積物重力流：在重力作用下發(fā)生流動的彌散有大量沉積物的高密度流體。沉積分異作用： 母巖風(fēng)化產(chǎn)物以及其它來源的沉積物，在搬運(yùn)和沉積過程中按照顆粒大小、形狀、比重、礦物成分和化學(xué)成分在地表依次沉積下來，稱作地表沉積分異作用。機(jī)械沉積分異作用：碎屑物質(zhì)在搬運(yùn)和沉積過程中，根據(jù)粒度、密度、形狀和成分等特征發(fā)生先后沉積的現(xiàn)象。正常沉積作用：正常情況或條件下發(fā)生的搬運(yùn)和沉積作用，這一作用過程是緩慢的、均變的。事件沉積作用：指事件性的、陣發(fā)性的或?yàn)?zāi)變性的搬運(yùn)和沉積作用。這類作用的發(fā)生和發(fā)展可能是瞬間的、短暫的，但其作用過程是快速的。 成分成熟度：指碎屑物質(zhì)成分上被改造趨向于最終產(chǎn)物的程度，亦稱“

4、化學(xué)成熟度”或“礦物成熟度”。結(jié)構(gòu)成熟度：指碎屑物質(zhì)結(jié)構(gòu)上被改造趨向于最終產(chǎn)物的程度。沉積構(gòu)造(sedimentary structure)：是指沉積巖各組成部分的空間分布和排列方式，它是沉積物在沉積期或沉積以后由物理作用、化學(xué)作用、生物作用在沉積物內(nèi)部或者沿著沉積物與流體界面所形成的。礫巖、角礫巖：粒徑大于2mm的碎屑顆粒超過30%的碎屑巖稱為礫巖或角礫巖。砂巖：砂級碎屑（20.1mm）含量>50%的碎屑巖。粉砂巖：主要由0.10.01mm粒級（>50%）的碎屑顆粒組成的細(xì)粒碎屑巖。碳酸鹽巖：主要由方解石和白云石等碳酸鹽礦物組成的沉積巖。壓實(shí)作用：系指沉積物沉積后在其上覆水層或沉

5、積層的重荷下，或在構(gòu)造形變應(yīng)力的作用下，發(fā)生水分排出、孔隙度降低、體積縮小的作用。 壓溶作用：壓溶作用是物理-化學(xué)成巖作用。膠結(jié)作用：膠結(jié)作用是指從孔隙溶液中沉淀出礦物質(zhì)（膠結(jié)物），將松散的沉積物固結(jié)起來的作用。交代作用：交代作用是指一種礦物代替另一種礦物的現(xiàn)象。影響造巖礦物風(fēng)化穩(wěn)定性的因素：與它們的結(jié)晶溫度有關(guān) 與其化學(xué)成分的化學(xué)活潑性（主要是在水中的溶解能力）有關(guān) 與其晶體構(gòu)造特征及化學(xué)鍵強(qiáng)度有關(guān)母巖風(fēng)化的階段性:（1）破碎階段（碎屑階段）（2）飽和硅鋁階段（3）酸性硅鋁階段（粘土型風(fēng)化作用）（4）鋁鐵土階段（紅土型風(fēng)化作用）母巖風(fēng)化產(chǎn)物：碎屑?xì)埩粑镔|(zhì)、新生成的礦物、溶解物質(zhì)層流、紊流和雷

6、諾數(shù)兩種穩(wěn)定的流動狀態(tài)：層流、紊流層流：一種緩慢流動的流體，流體質(zhì)點(diǎn)作有條不紊的平行線狀運(yùn)動，彼此不相摻混。紊流：湍流，一種充滿了漩渦的多湍流的流體，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡極不規(guī)則，其流速大小和流動方向隨時間而變化，彼此相互摻混。一個判別層流與紊流的準(zhǔn)則，稱為雷諾數(shù)。雷諾數(shù)（Re） = 慣性力 / 粘滯力 = V2d2/Vd = Vd/V水的流速 d顆粒直徑 水的密度 動力粘滯系數(shù)佛羅德數(shù) Fr = 慣性力 / 重力 = V2 / Lg大多數(shù)工程技術(shù)人員把這一數(shù)值的平方根當(dāng)作佛羅德數(shù)，即u Fr>1，急流，超臨界流，水淺流急u Fr=1，臨界流 u Fr<1，靜流，緩流或臨界以下的流動

7、，水深流緩牽引流：符合牛頓流體定律的流體。其搬運(yùn)機(jī)制是流體動能拖曳牽引沉積物一起運(yùn)動，如河流、風(fēng)流和波浪流等。沉積物重力流：在重力作用下發(fā)生流動的彌散有大量沉積物的高密度流體。牽引流搬運(yùn)方式： 溶解載荷、懸移載荷、推移載荷（床沙載荷）碎屑物質(zhì)在流水中的搬運(yùn): 推移搬運(yùn)（滾動搬運(yùn)，包括跳躍搬運(yùn)）、懸浮搬運(yùn)（懸移搬運(yùn)） 碎屑物質(zhì)在流水中的搬運(yùn)和沉積，流速和顆粒大小之間的關(guān)系最為關(guān)鍵。尤爾斯特隆圖解化學(xué)的搬運(yùn)和沉積：膠體溶液物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積作用、真溶液物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積作用碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)特征一般包括：粒度、球度、形狀、圓度、顆粒的表面特征。碎屑巖的填隙物包括雜基和膠結(jié)物。雜基的類型：原雜基、正雜基原雜

8、基代表原始沉積狀態(tài)的雜基，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)正雜基原雜基經(jīng)成巖作用明顯重結(jié)晶的產(chǎn)物，粘土礦物顯微鱗片結(jié)構(gòu)似雜基(不是雜基！)：淀雜基、外雜基、假雜基膠結(jié)物類型：非晶質(zhì)及隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、顯晶粒狀結(jié)構(gòu)、帶狀和櫛殼狀結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、自生加大結(jié)構(gòu)膠結(jié)類型的分類：基底膠結(jié)、孔隙膠結(jié)、接觸膠結(jié)、鑲嵌膠結(jié)碎屑結(jié)構(gòu)的支撐類型可劃分為兩類：雜基支撐結(jié)構(gòu)和顆粒支撐結(jié)構(gòu)。（一）波痕 常見的波痕是風(fēng)、水流或波浪等在非粘性的砂質(zhì)沉積物表面運(yùn)動所形成的一種波狀起伏的層面構(gòu)造。波痕成因特點(diǎn)地質(zhì)意義流水波痕由定向流動的水流形成，見于河流和存在有底流的海湖近岸地帶。對稱波痕波峰尖銳、波谷圓滑波脊多平直，部分分叉，波痕指數(shù)RI =413（多為

9、67）；不對稱波痕與流水波痕類似，峰谷均圓滑，不對稱指數(shù)RSI1.13.8，波痕指數(shù)RI =516（多為68）（1）根據(jù)波痕類型可以了解巖石形成條件。（2）不對稱波痕指示介質(zhì)的流動方向。（3）浪成波痕可指示地層的頂?shù)?。?）海、湖波痕在平面上的分布有平行濱線的趨勢。（5）波痕的形態(tài)和分布，是識別沉積環(huán)境的重要依據(jù)浪成波痕由產(chǎn)生波浪的動蕩水流形成，常見于海、湖淺水地帶對稱波痕波峰尖銳、波谷圓滑波脊多平直，部分分叉，波痕指數(shù)RI =413（多為67）；不對稱波痕與流水波痕類似，峰谷均圓滑，不對稱指數(shù)RSI1.13.8，波痕指數(shù)RI =516（多為68）風(fēng)成波痕由定向風(fēng)形成，常見于沙漠、海、湖濱岸的

10、沙丘沉積中。波峰波谷圓滑（?）、開闊，峰窄谷寬，呈不對稱狀，不對稱度比流水波痕更大，波痕指數(shù)RI=1070，陡坡傾向與風(fēng)向一致，波峰粒度比波谷粗。（五）層理 波痕是保留在層面上的底沙形體痕跡，在層內(nèi)的痕跡就是層理。層理（bedding）巖石性質(zhì)沿垂向變化的一種層狀構(gòu)造，它可以通過礦物成分、結(jié)構(gòu)、顏色的突變和漸變而顯現(xiàn)出來。層理特點(diǎn)成因與環(huán)境水平層理紋層呈直線狀互相平行，且平行于層面。主要產(chǎn)于泥質(zhì)巖、粉砂巖以及泥晶灰?guī)r中在比較弱的水動力條件（靜水）下，由懸浮物質(zhì)或溶解物質(zhì)先后沉淀而成。出現(xiàn)在低能環(huán)境中，如深湖、瀉湖、深海等環(huán)境平行層理紋層平行而又幾乎水平，主要產(chǎn)于砂巖中。在較強(qiáng)的水動力條件下，連

11、續(xù)滾動的砂粒產(chǎn)生粗細(xì)分離而形成水平紋層。一般出現(xiàn)在急流或高能環(huán)境中，如河道、湖岸、海灘等環(huán)境。 交錯層理（1）板狀交錯層理層系之間的界面為平面而且彼此平行，紋層與層系界面斜交。大型板狀交錯層理在河流沉積中最為典型。特點(diǎn)：層系頂界為直脊水流波痕，底界有沖刷面；垂直水流方向?yàn)槠叫猩凹y，傾向與水流方向一致；紋層內(nèi)常呈下粗上細(xì)變化，有的紋層在順?biāo)鞣较蛏舷蛳率諗俊?（2）楔狀交錯層理層系界面為平面，且互相不平行，層系厚度變化明顯呈楔形；平行于流動方向上紋層與層系界面斜交，垂直于流動方向上紋層與層系界面大致平行或斜交，紋層傾向和傾角變化不定。常見于海、湖淺水地帶及三角洲地區(qū)。（3）槽狀交錯層理層系底界為

12、槽形沖刷面，紋層頂部被切割。在橫切面上，層系界面是槽狀，紋層與之一致也是槽狀；在縱切面上，層系底界面呈弧狀，紋層向下傾方向收斂并與之斜交；頂視為重疊的瓣?duì)睢４笮筒蹱罱诲e層理系底界沖刷面明顯，底部常有泥礫，多見于河流環(huán)境中。結(jié)核成因分類： （1）同生結(jié)核：與沉積作用同時形成的，如現(xiàn)代海底的Fe、Mn結(jié)核，結(jié)核不切穿層理，而是層理繞過結(jié)核呈彎曲狀。 （2）成巖結(jié)核：成巖階段物質(zhì)重新分配的產(chǎn)物。它既可以切穿層理，又可見層理繞過結(jié)核呈彎曲狀。 （3）后生結(jié)核：形成于沉積物固結(jié)成巖以后，外來溶液常沿裂隙和層面進(jìn)入巖石內(nèi)沉淀或交代，故它切穿層理而無層理彎曲現(xiàn)象。沉積巖的顏色顏色特點(diǎn)原生色繼承色主要決定于碎

13、屑顆粒的顏色，如長石砂巖多呈紅色，純石英砂巖呈白色。自生色決定于沉積物堆積過程中及其早期成巖過程中自生礦物的顏色，如海綠石。次生色次生色在后生作用階段或風(fēng)化過程中，原生組分發(fā)生次生變化，由新生成的次生礦物所造成的顏色根據(jù)礫巖在剖面中的位置分類：底礫巖、層間礫巖、層內(nèi)礫巖命名優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)克里寧以來源區(qū)和構(gòu)造變動為分類準(zhǔn)則云母和綠泥石常常是在成巖和后生階段由粘土礦物轉(zhuǎn)變而成的，并非原生陸源物質(zhì)。?？嗽缙诜诸悘?qiáng)調(diào)來源區(qū)的母巖類型；1968年的分類則偏重于母巖類型和礦物成熟度兩個因素1.把云母看成都是變質(zhì)成因的；2.把巖屑分成火成及其他兩類，復(fù)雜化裴蒂莊 除了考慮碎屑成分外，還把粘土基質(zhì)作為一個組個，引入

14、到砂巖分類中來砂巖類型構(gòu)造背景條件長石砂巖要有富含長石的母巖，如花崗巖、花崗片麻巖等。在構(gòu)造活動比較強(qiáng)烈的地區(qū)，形成高差較大的地形起伏，花崗質(zhì)基底隆起，相鄰地帶發(fā)生沉陷，從而使母巖遭受到劇烈侵蝕、快速堆積。 極其干旱或寒冷的氣候條件石英砂巖穩(wěn)定的大地構(gòu)造條件和砂的多旋回沉積作用。石英砂巖主要產(chǎn)于海洋環(huán)境巖屑砂巖強(qiáng)烈的物理風(fēng)化和近源快速堆積？粘土巖的結(jié)構(gòu)按顆粒的相對含量劃分：粘土結(jié)構(gòu)、含粉砂（砂）粘土結(jié)構(gòu)、粉砂（砂）質(zhì)粘土結(jié)構(gòu)火山碎屑物質(zhì)按其組成及結(jié)晶狀況分為:巖屑（巖石碎屑）、晶屑（晶體碎屑）、玻屑（玻璃碎屑）火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)類型按粒度分類：l 集塊結(jié)構(gòu)（火山集塊50%）l 火山角礫結(jié)構(gòu)（火山

15、角礫50%）l 凝灰結(jié)構(gòu)（火山灰50%）l 塵屑結(jié)構(gòu)（火山塵>50%）按成因分類：l 塑變（熔結(jié)）結(jié)構(gòu)（主要由塑變玻屑和塑性巖屑彼此平行重疊熔結(jié)而成）l 碎屑熔巖結(jié)構(gòu)（火山碎屑物被熔巖膠結(jié)）l 沉火山碎屑結(jié)構(gòu)（指混入正常沉積物）l 凝灰沉積結(jié)構(gòu)（正常沉積混入少量火山碎屑物質(zhì)）碳酸鹽巖碳酸鹽巖的主要結(jié)構(gòu)組分：顆粒、泥、膠結(jié)物、生物格架、 晶粒次要結(jié)構(gòu)組分 ：陸源物質(zhì)、 其它化學(xué)沉淀物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)派生結(jié)構(gòu)組分 ：孔隙現(xiàn)代海洋環(huán)境以高鎂方解石和文石組成碳酸鹽巖中的顆粒 原生鮞粒的基本類型：正常鮞、表皮鮞、復(fù)鮞1.?？说姆诸惾嗽侯w粒、灰泥/泥晶、亮晶三大類：亮晶異化石灰?guī)r微晶異化石灰?guī)r微晶石灰?guī)r不同的結(jié)構(gòu)類型代表不同的水動力環(huán)境Folk分類的優(yōu)點(diǎn)：1、把碎屑巖的結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)系統(tǒng)地引進(jìn)