沉積巖石學第一章課件

課程名稱沉積巖石學SedimentaryPetrology學時：80學時(實驗30)時間：1-14周

星期一第1大節(jié)

星期二第1大節(jié)星期四第2大節(jié)學分：5學分基本內(nèi)容基本概念，沉積巖，沉積相，沉積作用的控制因素沉積巖沉積巖總論—沉積巖的形成與演化碎屑巖總論：成分、結(jié)構、構造各論：礫巖、砂巖、粘土巖等碳酸鹽巖總論：成分、結(jié)構、構造各論：石灰?guī)r、白云巖其他沉積巖及礦產(chǎn)沉積相沉積相總論—概念及分類碎屑巖沉積相：碳酸鹽巖沉積相：巖相古地理分析主要參考書馮增昭主編曾允孚主編趙澄林主編其他主要參考書馮增昭主編，《中國沉積學》，石油工業(yè)出版社，1994《沉積構造與環(huán)境解釋》，科學出版社，1984于興河編著石油工業(yè)出版社2002年其他主要參考書 劉寶珺、曾允孚主編，《巖相古地理基礎與工作方法》，地質(zhì)出版社，1985。 吳崇筠、趙澄林，《油區(qū)巖相古地理》，石油工業(yè)出版社，1987。 季漢成、趙澄林等，《現(xiàn)代沉積》，石油工業(yè)出版社，2004。第一章緒論（Introduction）第一節(jié)沉積巖的概念及基本特征第二節(jié)沉積巖石學的研究意義和研究方法第一節(jié)沉積巖的概念及基本特征一、沉積巖(sedimentaryrock)

1.基本概念

沉積巖是組成巖石圈的三大類巖石(巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖)之一。它是在地殼表層的條件下，由母巖的風化產(chǎn)物、火山物質(zhì)、有機物質(zhì)等沉積巖的原始物質(zhì)成分，經(jīng)過搬運作用、沉積作用以及沉積后作用而形成的一類巖石。地殼表層—指大氣圈的下層、水圈和生物圈的全部以及巖石圈的上層，稱“沉積巖生成圈”或“沉積圈”。

大氣圈的下層水圈和生物圈巖石圈的上層

母巖（sourcerock）——主要是指早于該沉積巖而存在的巖漿巖、變質(zhì)巖和較老的沉積巖。從最根本的意義上說，從地球發(fā)展歷史的角度來看，沉積巖的母巖應該是巖漿巖。沉積巖是在地殼表層的溫度和壓力條件下，在水、大氣、生物、生物化學以及重力的作用下，主要由母巖的風化產(chǎn)物，同時也有火山物質(zhì)、生物及宇宙物質(zhì)等沉積巖的原始物質(zhì)成分，經(jīng)過搬運作用、沉積作用以及沉積后的成巖作用所形成的巖石。

因此，從成因的角度來看2.沉積巖的分布

面積：陸地面積的大約3/4為沉積巖所或沉積物覆蓋，而海底的面積幾乎全部為沉積物所覆蓋。

體積：V=4.4億km3(Pettijohn，1975)，約占巖石圈體積的5%。

厚度：變化很大，0～幾十公里，地槽區(qū)厚，地臺區(qū)薄。其平均厚度為735m(Pettijohn，1975)。

類型：自然界分布最多的是粘土巖（頁巖、泥巖），其次是砂巖和石灰?guī)r，它們約占沉積巖總量的95%以上。QuartzHornblendeCalcite（calcspar）沉積巖和巖漿巖的平均礦物成分（百分含量）

礦物沉積巖巖漿巖（65%花崗巖+35%玄武巖）利思與米德（1915）克里寧（1948）橄欖石————2.65普通角閃石————1.60普通輝石————12.90長石15.577.5049.29石英34.8031.5020.40云母+綠泥石20.4019.007.76氧化鐵礦物4.103.004.6玉髓——9.00——粘土礦物9.227.50——碳酸鹽礦物13.6320.50——石膏0.97————碳質(zhì)0.73————其它0.583.000.88沉積巖和巖漿巖的礦物成分有繼承性也有差異性2）化學成分的特點：

高價鐵居多K2O比Na2O的含量高富H2O和CO2富含有機質(zhì)沉積巖和巖漿巖的平均化學成分數(shù)據(jù)十分接近，這是因為沉積巖基本上是由巖漿巖的風化產(chǎn)物所組成，但二者仍有若干差別。極大部分沉積物是在流體（水、空氣）中進行搬運和沉積的，因此在沉積巖中常常具有成層構造、層內(nèi)構造以及層面構造。特別是層理構造，在巖漿巖中除少數(shù)情況（層狀火成巖）外很少見到，所以層理構造是沉積巖的基本特征構造。此外，各種層面構造、縫合線、疊錐、疊層構造等也是沉積巖所特有的。

3）結(jié)構構造的特點：

古近系古近系層理構造層理構造層面構造4.沉積巖與礦產(chǎn)

據(jù)19屆國際地質(zhì)學會統(tǒng)計資料

①世界資源總儲量的75～85%是沉積和沉積變質(zhì)成因的。 ②石油、天然氣、煤、油頁巖等可燃性有機礦產(chǎn)以及鹽類礦產(chǎn)幾乎均為沉積成因。 ③鐵礦的90%、鉛鋅礦的40～50%、銅礦的25～30%、錳礦和鋁礦的絕大部分以及其它許多金屬和非金屬礦產(chǎn)均為沉積或沉積變質(zhì)成因的。二、沉積巖石學(sedimentarypetrology)

1.概念

沉積巖石學是研究沉積巖(包括沉積礦產(chǎn))的特征、生成及其在空間和時間上的分布規(guī)律的一門地質(zhì)科學。

沉積巖石學是研究沉積巖(物)的物質(zhì)成分、結(jié)構構造、分類及其形成作用、以及沉積環(huán)境和分布規(guī)律的一門科學。沉積巖石學巖石學的范疇

沉積學(sedimentology)——是在沉積巖石學基礎上逐漸發(fā)展起來的一個新的完整的獨立的地質(zhì)學科，是研究沉積物和沉積巖的成分、成因與形成機制、沉積環(huán)境的科學。

沉積學基本上可以與巖石學并列古生物學地層學巖漿巖石學變質(zhì)巖石學沉積巖石學巖石學構造地質(zhì)學地質(zhì)學

2.任務

全面研究沉積巖(物)的物質(zhì)組分、結(jié)構、構造、分類命名、巖體產(chǎn)狀和巖層之間的接觸關系，為闡明其成因和分布規(guī)律提供依據(jù)。

探討沉積巖的形成機理，包括風化作用、搬運作用、沉積作用及沉積期后變化的機理。特別是要研究沉積巖（物）及其中的有用礦產(chǎn)的形成機理、富集和儲存規(guī)律。

進行沉積環(huán)境和沉積條件分析，根據(jù)沉積巖的原生特點以及時空分布和變化特點，用以恢復沉積巖形成時的古氣候條件、古地理環(huán)境以及大地構造環(huán)境。

3.研究意義

(1)對各種礦產(chǎn)資源的工業(yè)發(fā)展起著很大的推動作用

沉積圈蘊藏著豐富的礦產(chǎn)和能源資源

有些沉積巖本身就是多種工業(yè)的主要原料或輔助材料

沉積物和沉積巖是重要的地下蓄水層

(2)沉積巖在地表分布廣泛，在地質(zhì)歷史時期中延續(xù)的時間極長，成為研究地球發(fā)展和演化歷史的重要材料。沉積巖(含沉積物)是地球上出露最多的巖石?！熬冋摗被颉艾F(xiàn)實主義原理”以“將今論古”作為其認識論的基礎，但在當代地球上,人們所能目睹并身歷其境的地質(zhì)作用過程并不多。只有沉積環(huán)境和沉積作用，才是人類認識自然的天然實驗室。因此。在地質(zhì)學的發(fā)展歷史中，沉積巖石學一直占有十分重要的地位。

4.研究方法

(1)野外研究

常規(guī)方法：系統(tǒng)測制沉積相剖面，并進行區(qū)域相剖面的分析和對比其它方法：遙感技術、鉆探技術、深海鉆探及采取長巖心、各種測井技術、反射地震波譜(地震地層學、層序地層學)、航空攝影或地面攝影用的測雷達以及探測水下地形的測視聲納等。(2)室內(nèi)研究

最基本的方法:顯微鏡薄片法常用的其他方法:粒度分析、重礦物分析、不溶殘渣分析、熱分析、化學分析、光譜分析、陰極發(fā)光顯微鏡、同位素分析、掃描電鏡、X射線衍射分析、圖像分析、電子探針、原吸收光譜、紅外光譜、氣相色譜和古地磁等。本節(jié)要點：沉積巖的概念（重點）沉積巖石學的概念沉積學的概念與巖漿巖相比，沉積巖有哪些特征第二節(jié)沉積巖石學的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢一、歷史與現(xiàn)狀(Historyandpresentstate）

人類對于沉積巖的認識和利用，早在石器時代就開始了。

18世紀下半葉，近代地質(zhì)學建立的初期，發(fā)生了水成學派(德國WernerA.G.，1749~1817)與火成學派(英國HuttonJ.，1726~1797)的大論戰(zhàn)。

19世紀后半葉，沉積巖石學作為一門獨立的地質(zhì)學科出現(xiàn)。1850年英國地質(zhì)學家索比(Sorby，1826~1908)首先使用顯微鏡研究沉積巖，沉積巖的研究由宏觀→微觀，這是一個革命性的發(fā)展。

20世紀上半葉，沉積巖石學有了較全面的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列沉積巖石學的專著。

1913年，Hatch的《沉積巖石學》，標志著沉積巖石學作為一門獨立的地球科學分支學科的誕生

1922年，Milner所著《沉積巖石學導論》問世

1925年，由Twenhofel主編的《沉積作用教程》問世，6年后《沉積作用教程》再版，以后又多次重版1949年，Pettijohn編寫了《沉積巖》

20世紀50年代，在沉積巖石學領域里有兩個重大的甚至可以說是革命性的進展。

第一個進展是KuenenandMiliorini(1950)關于濁流學說的提出。

第二個進展是Folk(1959，1962)關于碳酸鹽巖中異化顆粒和異化沉積觀點以及石灰?guī)r新分類方案的提出。

20世紀60~70年代以后出現(xiàn)的風暴巖和風暴流沉積、等深流沉積、震積作用、以及90年代出現(xiàn)的內(nèi)波和內(nèi)潮汐沉積等學說，都是繼濁流沉積之后的重大進展。

板塊構造觀點與沉積作用的結(jié)合對沉積盆地分析出現(xiàn)一個新的熱潮。

國際性和區(qū)域性的學術討論會日趨頻繁。

IAS(InternationalAssociationofSedimentologists，總部設在荷蘭)

SEPM(SocietyofEconomicPaleontologistsandMineralogists，美國)

國際性和區(qū)域性的沉積巖石學專業(yè)刊物和總結(jié)性專著大量出現(xiàn)

《JournalofSedimentaryPetrology》

《Sedimentology》《SedimentaryGeology》

二、我國沉積巖石學的歷史與現(xiàn)狀

我國的沉積巖石學及沉積學起步較晚，是在國外沉積巖石學及沉積學的影響下才逐步發(fā)展起來的。

1949年以前，主要學習英美50年代以前的著作，成果不大。

1949以后（解放初期），主要學習蘇聯(lián)

1961年北京石油學院巖礦教研室編寫出版了我國第一本沉積學方面的教科書——《沉積巖石學》

20世紀70年代初期，一些學者開始翻譯引進國外先進的沉積學專著

20世紀70年代后期開始，我國沉積學才開始快速發(fā)展并進入國際沉積學界。

1979年召開了第一次全國性沉積學學術會議，成立了中國礦物巖石地球化學學會沉積學會和中國地質(zhì)學會沉積地質(zhì)專業(yè)委員會

1995年成立了中國礦物巖石地球化學學會巖相古地理專業(yè)委員會

1988年在我國召開了國際沉積礦產(chǎn)學術會議

2001年在武漢召開了第二屆中國沉積學大會，2005年9月在成都召開第三屆中國沉積學大會

至今已召開了九屆全國古地理學及沉積學學術會議，2006年8月在西安召開第九屆全國古地理學及沉積學學術會議

1983年正式出版了《沉積學報》

1999年正式出版了《古地理學報》