第八章 外動力作用與沉積巖

1、第一篇第一篇 動力地質(zhì)作用的物質(zhì)基礎動力地質(zhì)作用的物質(zhì)基礎地球和地殼地球和地殼 （第二、三、八章）（第二、三、八章） 第二篇第二篇 內(nèi)動力地質(zhì)作用內(nèi)動力地質(zhì)作用 （第四、六、七章）（第四、六、七章） 第三篇第三篇 外動力地質(zhì)作用外動力地質(zhì)作用 （第五第五、九、十、十一、十二、十三、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六章）十四、十五、十六章） 第四篇第四篇 礦產(chǎn)資源、環(huán)境與地質(zhì)災害礦產(chǎn)資源、環(huán)境與地質(zhì)災害 （第十六、十七、十八章）（第十六、十七、十八章）第一節(jié)第一節(jié) 外動力地質(zhì)作用外動力地質(zhì)作用第二節(jié)第二節(jié) 沉積巖的特征沉積巖的特征第三節(jié)第三節(jié) 沉積巖的分類和主要沉積巖沉積巖的分類和主要沉

2、積巖第八章第八章 外動力作用與沉積巖外動力作用與沉積巖 按質(zhì)量計，沉積巖只占地殼的按質(zhì)量計，沉積巖只占地殼的5%5%，但，但因沉積巖覆蓋有地殼表層，分布十分廣泛。因沉積巖覆蓋有地殼表層，分布十分廣泛。 大陸部分有大陸部分有75%75%的面積出露沉積巖，而的面積出露沉積巖，而在大洋底則幾乎全部為新老沉積層所覆蓋。在大洋底則幾乎全部為新老沉積層所覆蓋。 u外動力地質(zhì)作用的定義：外動力地質(zhì)作用的定義： 大氣、水和生物大氣、水和生物在太陽輻射能、重力能和在太陽輻射能、重力能和日月引力能的影響下產(chǎn)生的動力，對地表所進日月引力能的影響下產(chǎn)生的動力，對地表所進行的各種作用。行的各種作用。能量來源：能量來源：

3、 地球外部地球外部作用范圍：作用范圍： 地表地表結果：結果： 減小地表起伏、夷平高差減小地表起伏、夷平高差。第一節(jié)第一節(jié) 外動力地質(zhì)作用外動力地質(zhì)作用 地球外部的地質(zhì)營力包括地球外部的地質(zhì)營力包括風力作用、風力作用、地面流地面流水作用、地下水作用、冰川作用、湖泊作用、海水作用、地下水作用、冰川作用、湖泊作用、海洋作用、洋作用、生物作用生物作用等等。這些地質(zhì)營力以不同的等等。這些地質(zhì)營力以不同的方式參加表生地質(zhì)作用的部分過程或全過程。按方式參加表生地質(zhì)作用的部分過程或全過程。按其先后順序，表生地質(zhì)作用包括：其先后順序，表生地質(zhì)作用包括：風化作用、剝風化作用、剝蝕作用蝕作用搬運作用搬運作用沉積作用

4、沉積作用等。等。地表主要外動力地質(zhì)作用的分布場所地表主要外動力地質(zhì)作用的分布場所地表沉積作用發(fā)生的場所地表沉積作用發(fā)生的場所三大類巖石的如何完成互相轉(zhuǎn)化？三大類巖石的如何完成互相轉(zhuǎn)化？當原已形當原已形成的巖石，成的巖石，一旦改變一旦改變其所處的其所處的形成時的形成時的環(huán)境，巖環(huán)境，巖石將隨之石將隨之發(fā)生改造，發(fā)生改造，而轉(zhuǎn)化為而轉(zhuǎn)化為其它類型其它類型巖石。巖石。三大類巖石的互相轉(zhuǎn)化三大類巖石的互相轉(zhuǎn)化變質(zhì)作用變質(zhì)作用巖漿作用巖漿作用沉積作用沉積作用三三 大大 巖巖 類類 的的 相相 互互 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 化化 出露到地表面的巖漿巖、變質(zhì)巖與沉積巖，在大氣圈、水圈出露到地表面的巖漿巖、變質(zhì)巖與沉積巖，在大

5、氣圈、水圈與生物圈的共同作用下，可以經(jīng)過風化、剝蝕、搬運作用而變與生物圈的共同作用下，可以經(jīng)過風化、剝蝕、搬運作用而變成沉積物，沉積物埋到地下淺處就硬結成巖成沉積物，沉積物埋到地下淺處就硬結成巖-重新形成沉積巖。重新形成沉積巖。 埋到地下深處埋到地下深處的沉積巖或巖漿的沉積巖或巖漿巖，在溫度不太巖，在溫度不太高的條件下，可高的條件下，可以以固態(tài)的形式以以固態(tài)的形式發(fā)生變質(zhì)，變成發(fā)生變質(zhì)，變成變質(zhì)巖變質(zhì)巖. 不管什么巖石，不管什么巖石，一旦進入高溫一旦進入高溫（大于（大于700700800800）狀態(tài)，巖）狀態(tài)，巖石就將逐漸熔融石就將逐漸熔融成巖漿。巖漿在成巖漿。巖漿在地下淺處冷凝成地下淺處冷凝

6、成侵入巖，或噴出侵入巖，或噴出地表而形成火山地表而形成火山巖。巖。 外動力地質(zhì)作用的類型外動力地質(zhì)作用的類型 風化作用風化作用 剝蝕作用剝蝕作用 搬運作用搬運作用 沉積作用沉積作用 固結成巖作用固結成巖作用風化作用：風化作用： 組成地殼的巖石在地表的常溫、組成地殼的巖石在地表的常溫、常壓下，由于常壓下，由于氣溫變化氣溫變化、氣體氣體、水溶液水溶液及及生物生物的共同作用，在原地遭受破壞的的共同作用，在原地遭受破壞的過程。過程。物理風化物理風化化學風化化學風化生物風化生物風化地表巖石因溫度變化等在原地發(fā)生機械破壞而地表巖石因溫度變化等在原地發(fā)生機械破壞而不改變化學成分、不形成新礦物的作用。不改變化

7、學成分、不形成新礦物的作用。l溫差風化溫差風化l冰劈作用冰劈作用l層裂作用層裂作用l鹽分結晶撐裂作用鹽分結晶撐裂作用物理風化物理風化（P P136136) )由于溫差的影響，尤其短時間內(nèi)溫度的驟變，使巖由于溫差的影響，尤其短時間內(nèi)溫度的驟變，使巖石強烈的熱脹冷縮后剝落、碎裂。石強烈的熱脹冷縮后剝落、碎裂。l溫差風化溫差風化晝夜溫差很大晝夜溫差很大的地區(qū)（沙漠地區(qū)）的地區(qū)（沙漠地區(qū)）日日:60-70;:60-70;夜夜0 融化時的體積，巖石融化時的體積，巖石裂隙中充填有地表水及地下水，這些水當溫度降至裂隙中充填有地表水及地下水，這些水當溫度降至時結晶冰，結冰的過程就體積膨脹的過程，對裂隙時結晶冰

8、，結冰的過程就體積膨脹的過程，對裂隙周圍產(chǎn)生壓力使裂隙擴大，如果凍結和融化反復交替周圍產(chǎn)生壓力使裂隙擴大，如果凍結和融化反復交替必然使裂隙增多擴大最終巖石崩裂。必然使裂隙增多擴大最終巖石崩裂。 因此晝夜溫度因此晝夜溫度在在上下，波動上下，波動的地區(qū)，巖石的冰的地區(qū)，巖石的冰劈作用最為強烈，劈作用最為強烈，l冰劈作用冰劈作用l層裂作用層裂作用 地下深處的巖石地下深處的巖石, ,若上覆巖石被剝蝕掉，若上覆巖石被剝蝕掉，使其出露地表使其出露地表. .則上覆則上覆巖石壓力消除，使得巖石壓力消除，使得露出地表的巖石產(chǎn)生露出地表的巖石產(chǎn)生向上的膨脹，出現(xiàn)一向上的膨脹，出現(xiàn)一些平行于地面的裂隙。些平行于地面

9、的裂隙。l鹽類的潮解與結晶鹽類的潮解與結晶 潮解性鹽類夜晚吸收水分溶解，白天在陽光蒸潮解性鹽類夜晚吸收水分溶解，白天在陽光蒸發(fā)下失水而結晶。對巖石產(chǎn)生力的作用，溶解與結發(fā)下失水而結晶。對巖石產(chǎn)生力的作用，溶解與結晶交替反復使巖石碎裂。晶交替反復使巖石碎裂。指地表和接近地表的巖石因與水溶液、指地表和接近地表的巖石因與水溶液、氣體等發(fā)生化學反應改變其物理狀態(tài)，氣體等發(fā)生化學反應改變其物理狀態(tài)，而且也可改變其化學成分、發(fā)生化學分而且也可改變其化學成分、發(fā)生化學分解，并可形成新礦物的作用。解，并可形成新礦物的作用。化學風化化學風化水化作用、氧化作用、水解作用、水化作用、氧化作用、水解作用、溶解作用、碳

10、酸化作用溶解作用、碳酸化作用l水化作用水化作用有些礦物與水作用時，能吸收水分子加入礦有些礦物與水作用時，能吸收水分子加入礦晶格晶格（結晶水結構水）形成新礦物。（結晶水結構水）形成新礦物。aSOaSO4 4+ +2H2H2 2O O aSOaSO4 4 2H 2H2 2O O硬石膏硬石膏 石膏石膏導致體積膨脹，對周圍巖石產(chǎn)生很大壓力，導致體積膨脹，對周圍巖石產(chǎn)生很大壓力，從而引起巖石的機械破碎。從而引起巖石的機械破碎。地下一些元素低價化合物的礦物在地表地下一些元素低價化合物的礦物在地表富氧的條件下，轉(zhuǎn)化為高價化合物，原有礦物富氧的條件下，轉(zhuǎn)化為高價化合物，原有礦物解體，形成新礦物的過程。氧化作用

11、尤其對金解體，形成新礦物的過程。氧化作用尤其對金屬礦物和含鐵礦物的風化表現(xiàn)強烈。屬礦物和含鐵礦物的風化表現(xiàn)強烈。黃鐵礦硫酸亞鐵硫酸鐵褐鐵礦黃鐵礦硫酸亞鐵硫酸鐵褐鐵礦磁鐵礦褐鐵礦磁鐵礦褐鐵礦地表地表 “ “鐵帽鐵帽”預示著地下鐵礦的存在預示著地下鐵礦的存在l氧化作用氧化作用l氧化作用氧化作用 地表褐鐵礦常是地下鐵礦的表層標志地表褐鐵礦常是地下鐵礦的表層標志, ,稱稱為鐵帽。含黃鐵礦較多的巖石不宜作建筑、為鐵帽。含黃鐵礦較多的巖石不宜作建筑、裝潢材料。裝潢材料。 暗色礦物黑云母、角閃石含量高的花崗巖，暗色礦物黑云母、角閃石含量高的花崗巖，容易風化，不是好的建筑材料。容易風化，不是好的建筑材料。 強

12、酸弱堿或強堿弱酸的鹽類礦物，遇水后發(fā)生水解強酸弱堿或強堿弱酸的鹽類礦物，遇水后發(fā)生水解 并與并與OH或或H+反應生成新的礦物。反應生成新的礦物。造巖礦物造巖礦物多是硅酸鹽或硅鋁酸鹽屬于強堿弱酸的鹽類。多是硅酸鹽或硅鋁酸鹽屬于強堿弱酸的鹽類。 4AlSi308 + 6H20 Al4Si4O10OH8+8SiO2+4KOH 鉀長石高嶺石鉀長石高嶺石Al4Si4O10OH8 + nH20 2Al2O3nH20 + 4SiO2 + 4H20 高嶺石高嶺石 鋁土礦鋁土礦l水解作用水解作用 水是溶劑，含一些酸堿物質(zhì)，具較強溶解能力，溶水是溶劑，含一些酸堿物質(zhì)，具較強溶解能力，溶解巖石中的礦物，稱為溶解作用

13、。解巖石中的礦物，稱為溶解作用。 巖石受到溶解作用，其中易溶礦物隨水流失，而難巖石受到溶解作用，其中易溶礦物隨水流失，而難溶礦物則殘留原地，同時巖石中孔隙增加，變得松散軟溶礦物則殘留原地，同時巖石中孔隙增加，變得松散軟弱，為進行物理風化作用提供了條件。弱，為進行物理風化作用提供了條件。l溶解作用溶解作用溶于水中的溶于水中的CO2形成形成CO3_、HCO3 離子與礦物中金屬離子結合離子與礦物中金屬離子結合成易溶的碳酸鹽類，隨水流失，原有礦物分解成新礦物。成易溶的碳酸鹽類，隨水流失，原有礦物分解成新礦物。 4AlSi308 + 4H20 +2CO2 Al4Si4O10OH8+8SiO2+2K2CO

14、3 鉀長石高嶺石鉀長石高嶺石l碳酸化作用碳酸化作用斜長石也易碳酸化斜長石也易碳酸化, ,可使很硬的花崗巖被瓦解！可使很硬的花崗巖被瓦解！ 碳酸鉀有利于植物生長碳酸鉀有利于植物生長, ,因而花崗巖地區(qū)因而花崗巖地區(qū)( (富長石富長石) )植被發(fā)育植被發(fā)育巖石和礦物在生物影響下發(fā)生的物理和化學變巖石和礦物在生物影響下發(fā)生的物理和化學變化稱生物風化作用。主要有兩個方面：化稱生物風化作用。主要有兩個方面：1 1生物的機械破碎作用生物的機械破碎作用 由生物的生命活動引起的巖石機械破碎作用由生物的生命活動引起的巖石機械破碎作用( (物理風化物理風化) )。例如：根劈作用。例如：根劈作用。2 2生物的化學分

15、解作用生物的化學分解作用 有些生物在生命活動中靠分泌酸類物質(zhì)分解巖有些生物在生命活動中靠分泌酸類物質(zhì)分解巖石，從中吸取營養(yǎng)物質(zhì)。石，從中吸取營養(yǎng)物質(zhì)。生物風化生物風化各種風化作用的關系各種風化作用的關系? ?物理風化物理風化、化學風化、生物風化化學風化、生物風化同時發(fā)生、相互影響、互相促進同時發(fā)生、相互影響、互相促進 不同的自然條件下表現(xiàn)的風化類型的強弱、主次程度不不同的自然條件下表現(xiàn)的風化類型的強弱、主次程度不同。自然界中影響風化的因素是綜合起作用的同。自然界中影響風化的因素是綜合起作用的 物理風化使巖石破碎表面積增大，有利于水溶液的滲透物理風化使巖石破碎表面積增大，有利于水溶液的滲透為化學

16、風化提供了良好的條件為化學風化提供了良好的條件; ; 化學風化溶解了巖石中易溶化學風化溶解了巖石中易溶物質(zhì)，改變了巖石的物理性質(zhì)從而加速了物理風化的進行。物質(zhì)，改變了巖石的物理性質(zhì)從而加速了物理風化的進行。物理、化學風化作用又為生物風化的深入創(chuàng)造了條件。物理、化學風化作用又為生物風化的深入創(chuàng)造了條件。 影響風化作用的因素影響風化作用的因素 巖石性質(zhì)巖石性質(zhì)氣候條件氣候條件地形條件地形條件 干冷地區(qū)：物理風化為主，產(chǎn)物以巖石碎屑為主。干冷地區(qū)：物理風化為主，產(chǎn)物以巖石碎屑為主。 濕熱地區(qū)：化學風化為主，生物風化亦強，礦物分解濕熱地區(qū)：化學風化為主，生物風化亦強，礦物分解徹底。徹底。 產(chǎn)物以大量殘

17、留粘土為主，產(chǎn)物以大量殘留粘土為主， u氣候氣候條件對風化作用的影響條件對風化作用的影響氣候因素氣候因素干冷地區(qū)干冷地區(qū)濕熱地區(qū)濕熱地區(qū)地表溫度地表溫度低低高高降水量降水量小大小大降水性質(zhì)降水性質(zhì)固體固體雨雨水溶液性質(zhì)水溶液性質(zhì)酸性水酸性水生物活動狀況生物活動狀況少少多多u氣候氣候條件對風化作用的影響條件對風化作用的影響北方北方: : 南方南方: : 同樣的石灰?guī)r在干冷、濕熱地區(qū)風化作用程度和類型不同？同樣的石灰?guī)r在干冷、濕熱地區(qū)風化作用程度和類型不同？灰?guī)r灰?guī)r( (風化較弱，物理風化為主，地貌為高山風化較弱，物理風化為主，地貌為高山) ) 灰?guī)r灰?guī)r( (風化較強、徹底，化學風化和生物風化為主

18、，風化較強、徹底，化學風化和生物風化為主，地貌多為低山溶洞地貌多為低山溶洞) )將矗立于干燥的埃及已將矗立于干燥的埃及已35003500多年，并保存完好的克雷帕特拉石柱，多年，并保存完好的克雷帕特拉石柱，搬移到空氣污染嚴重的紐約后，僅過了搬移到空氣污染嚴重的紐約后，僅過了7575年就已面目全非。年就已面目全非。 山區(qū)地形條件影響最為突出山區(qū)地形條件影響最為突出 由山頂?shù)缴浇遣煌軈^(qū)氣候有明顯的垂直分帶，因由山頂?shù)缴浇遣煌軈^(qū)氣候有明顯的垂直分帶，因此形成不同高度，風化類型和風化程度不同此形成不同高度，風化類型和風化程度不同。u地形條件對風化作用的影響地形條件對風化作用的影響地勢地勢陡：陡：

19、緩：緩：山頂山頂 山角下山角下 物理風化強烈。物理風化強烈。化學風化和生物風化為主?；瘜W風化和生物風化為主。 陰坡陰坡 陽坡陽坡 溫差小，不易風化溫差小，不易風化 溫差大，易風化。溫差大，易風化。風化碎屑物很快剝蝕掉，易于物理風化風化碎屑物很快剝蝕掉，易于物理風化的進行。的進行。生物化學風化為主。生物化學風化為主。u巖石性質(zhì)對風化作用的影響巖石性質(zhì)對風化作用的影響1 1出露地表的三大巖類抵抗風化的能力不同。出露地表的三大巖類抵抗風化的能力不同。巖石形成環(huán)境與地表環(huán)境差別越大抗風化能力越巖石形成環(huán)境與地表環(huán)境差別越大抗風化能力越弱弱( (易風化易風化) )沉積巖沉積巖巖漿巖和變質(zhì)巖巖漿巖和變質(zhì)巖

20、 2 不同成分抗風化能力不同不同成分抗風化能力不同橄欖石橄欖石 輝石輝石 基性斜長石鈣）基性斜長石鈣）角閃石角閃石 中性斜長中性斜長黑云母黑云母 酸性斜長石（鈉）酸性斜長石（鈉） 鉀長石鉀長石 白云母白云母 石石 英英礦物折出順序抗抗風化能力增強風化能力增強2 不同成分抗風化能力不同不同成分抗風化能力不同單礦物巖石單礦物巖石 復礦物巖石復礦物巖石 不同元素具有不同的化學活性，性質(zhì)活潑的不同元素具有不同的化學活性，性質(zhì)活潑的 元素易化學風化。元素易化學風化。 抗物理風化能力強?？刮锢盹L化能力強。 抗物理風化能力弱?？刮锢盹L化能力弱。 顆粒大小、均勻程度都會影響巖石顆粒大小、均勻程度都會影響巖石

21、風化的方式和進程風化的方式和進程3 巖石結構對風化作用的影響：巖石結構對風化作用的影響：4 巖石構造對風化作用的影響：巖石構造對風化作用的影響： 結構疏松的結構易風化結構疏松的結構易風化;堅硬的巖石抗風堅硬的巖石抗風化力強?；姟?地質(zhì)構造不同部位抗風化能力不同，如節(jié)地質(zhì)構造不同部位抗風化能力不同，如節(jié)理發(fā)育者易風化。理發(fā)育者易風化。 外動力地質(zhì)作用的類型外動力地質(zhì)作用的類型 風化作用風化作用 剝蝕作用剝蝕作用 搬運作用搬運作用 沉積作用沉積作用 固結成巖作用固結成巖作用剝蝕作用剝蝕作用 是風、水、冰川等地質(zhì)營力將巖石的風化產(chǎn)物剝是風、水、冰川等地質(zhì)營力將巖石的風化產(chǎn)物剝落、帶走的過程。落、

22、帶走的過程。 風化作用和剝蝕作用都是對地表巖石的破壞。它風化作用和剝蝕作用都是對地表巖石的破壞。它們之間既有聯(lián)系，又有區(qū)別。們之間既有聯(lián)系，又有區(qū)別。 風化作用是各種介質(zhì)風化作用是各種介質(zhì)( (水、大氣、溫度、生物水、大氣、溫度、生物) )對對巖石的原地破壞。而剝蝕作用是其產(chǎn)物被剝蝕作用的巖石的原地破壞。而剝蝕作用是其產(chǎn)物被剝蝕作用的地質(zhì)營力帶走。地質(zhì)營力帶走。搬運作用搬運作用風化作用和剝蝕作用的產(chǎn)物風化作用和剝蝕作用的產(chǎn)物碎石、砂、土、碎石、砂、土、溶液，從被地表水流、地下水、波浪、風、冰川等溶液，從被地表水流、地下水、波浪、風、冰川等介質(zhì)介質(zhì)帶離其形成地開始，直到停止運動帶離其形成地開始，

23、直到停止運動的全部作用的全部作用過程稱為搬運作用。過程稱為搬運作用。 沉積作用沉積作用被冰川、水、風等介質(zhì)搬運的物質(zhì)，不會永遠被搬運下被冰川、水、風等介質(zhì)搬運的物質(zhì)，不會永遠被搬運下去。經(jīng)過一定的距離，去。經(jīng)過一定的距離，由于搬動營力能量的降低，或者遇由于搬動營力能量的降低，或者遇到適當?shù)奈锢砘瘜W條件，或者在生物的參與下，在最終會到適當?shù)奈锢砘瘜W條件，或者在生物的參與下，在最終會被沉積下來，這種作用過程就叫做沉積作用。被沉積下來，這種作用過程就叫做沉積作用。固結作用：固結作用：松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳杂驳膸r石。松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳杂驳膸r石。引起固結作用的主要原因有：引起固結作用的主要原因有：壓實作用壓

24、實作用 膠結作用膠結作用 重結晶作用重結晶作用 新礦物生長新礦物生長 壓實（固）作用壓實（固）作用 上覆沉積物的重量作用于下部使其壓實（孔隙上覆沉積物的重量作用于下部使其壓實（孔隙減少，水分排除，體積減?。?。減少，水分排除，體積減?。?。 膠結作用（只發(fā)生在碎屑沉積物中膠結作用（只發(fā)生在碎屑沉積物中） 經(jīng)壓固后的沉積物仍有些孔隙（粒間），經(jīng)壓固后的沉積物仍有些孔隙（粒間），由膠結物質(zhì)充填到孔隙中，使沉積顆粒膠結在由膠結物質(zhì)充填到孔隙中，使沉積顆粒膠結在一起變堅硬。一起變堅硬。 重結晶作用重結晶作用 沉積物沉積物埋藏埋藏后，在后，在新的環(huán)境新的環(huán)境下，受下，受一定溫度和一定溫度和壓力的影響（壓力的影響（T150， P2mm (礫巖礫巖)砂狀結構砂狀結構 2-0.05mm (砂巖砂巖)粉砂狀結構粉砂狀結構 0.05-0.005mm (粉砂巖粉砂巖)泥質(zhì)結構泥質(zhì)結構 0.005mm (泥巖泥巖)碎屑大小碎屑大小分選性分選性 巖石中碎屑顆粒粗細均勻程度巖石中碎屑顆粒粗細均勻程度 分選性好分選性好 分選性分選性差差磨圓度磨圓度 碎屑顆粒棱角的磨損程度。碎屑顆粒棱角的磨損程度。圓狀圓狀 次圓狀次圓狀 次棱角狀次棱角狀 棱角狀棱角狀 分選性、磨圓度反映了分選性、磨圓度反映了搬運介質(zhì)的性質(zhì)及搬運介質(zhì)