新大普通地質(zhì)學(xué)教案04外力地質(zhì)作用與沉積巖

第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖目的與要求:要求學(xué)生掌握沉積巖的特征及常見(jiàn)的沉積巖。了解外力作用的一般特征。授課內(nèi)容:1、外力地質(zhì)作用的一般特征；2、沉積巖的特征；3、幾種常見(jiàn)沉積巖（以實(shí)驗(yàn)方式授課）重點(diǎn)、難點(diǎn):作用特征，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，巖石特征課時(shí):8學(xué)時(shí)授課方法：以課堂授課與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合沉積巖占地表巖石的75%，占地殼巖石總體積的7.9%。是地殼表層最常見(jiàn)巖石，其中賦存有煤、石油、天然氣以及其它許多金屬及非金屬礦產(chǎn)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。沉積巖的形成與外力地質(zhì)作用密切相關(guān)。第一節(jié)外力地質(zhì)作用的一般特征一、引起外力地質(zhì)作用的因素(外因)1.大氣：大氣圈下部的組成物質(zhì)即空氣，它是氮、氧、CO2，H2O及微量氣體的混合物。地質(zhì)意義：O2---氧化作用，生命存在的條件；CO2---植物制造有機(jī)質(zhì)、生物成巖，參與化學(xué)反應(yīng)；H2O---風(fēng)化作用；流動(dòng)成風(fēng)，動(dòng)力。2.水：溶劑、營(yíng)力、生命條件。3.生物：植物根、動(dòng)物營(yíng)力、成巖作用。4.外動(dòng)力（能源）：（1）太陽(yáng)熱能，使地表溫暖、大氣、水及生命運(yùn)動(dòng)；（2）重力能、日月引力能（潮汐）。

二、外力地質(zhì)作用的類(lèi)型同種因素可引起多種形式的地質(zhì)作用，多種困素綜合則更復(fù)雜。1、風(fēng)化作用：在外因作用下，巖石發(fā)生機(jī)械崩解或化學(xué)分解，變成松散的碎屑或土壤。2、剝蝕作用：巖石因機(jī)械作用或化學(xué)作用而被剝蝕。如河岸巖石被流水沖刷，導(dǎo)致河岸后退；山頂被剝蝕而變矮。3、搬運(yùn)作用：風(fēng)化、剝蝕的產(chǎn)物被搬運(yùn)到它處。(1)機(jī)械搬運(yùn)---以機(jī)械方式破壞的產(chǎn)物（泥、砂、礫等）被流水、冰川、風(fēng)搬運(yùn)。(2)化學(xué)搬運(yùn)---以化學(xué)方式破壞的產(chǎn)物是通過(guò)真溶液或膠體溶液進(jìn)行搬運(yùn)。如石灰?guī)r溶于水之后，以Ca++，HCO3-離子形式搬運(yùn)；長(zhǎng)石風(fēng)化后形成粘土礦物、二氧化硅在水中呈膠體質(zhì)點(diǎn)被搬運(yùn)。CaCO3+H2O→Ca2++HCO3–(3)生物搬運(yùn)---生物吸取介質(zhì)中的化學(xué)元素來(lái)營(yíng)養(yǎng)自己，建造其骨骼，死亡后在一定的地方堆積下來(lái)，也起著搬運(yùn)作用。4.沉積作用：搬運(yùn)物在條件適宜的地方發(fā)生沉積。如流水搬運(yùn)物在河流轉(zhuǎn)彎處、湖口或河口因流速減慢而沉積；風(fēng)的搬運(yùn)物因風(fēng)力減弱或受阻攔而堆積。(1)機(jī)械沉積---機(jī)械搬運(yùn)物按機(jī)械方式沉積，受重力支配。重的物質(zhì)搬運(yùn)近且先沉積，輕的搬運(yùn)遠(yuǎn)而后沉積。(2)化學(xué)沉積---化學(xué)搬運(yùn)物沉淀作用受化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律支配。在真溶液中溶解度小的物質(zhì)搬運(yùn)近且先沉淀，易溶物質(zhì)后沉淀；水中膠體質(zhì)點(diǎn)的沉積是通過(guò)與電解質(zhì)的中和作用或正、負(fù)膠體中和作用，或水的蒸發(fā)作用等。(3)生物沉積---生物有機(jī)體直接發(fā)生堆積。如鈣質(zhì)骨骼生物堆積，成為石灰?guī)r；植物被埋后轉(zhuǎn)變成煤。(4)生物化學(xué)沉積作用---生物作用與化學(xué)作用可以共同起作用而引起物質(zhì)的沉積。如鐵細(xì)菌吸收水中的鐵而沉淀出鐵礦。石灰?guī)r（碳酸鹽灰泥，原以為化學(xué)沉積，實(shí)有生物作用參與，也可能就是生物作用）。沉積作用的產(chǎn)物即沉積物，分別稱(chēng)為碎屑沉積物，化學(xué)沉積物，生物沉積物，生物化學(xué)沉積物。

5.固結(jié)成巖作用：松散沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬巖石的過(guò)程，稱(chēng)固結(jié)成巖作用。(1)壓實(shí)作用---上覆沉積物壓力使孔隙變少、水份擠出、變硬。(2)膠結(jié)作用---碎屑沉積物的粒間孔隙之中有水溶液，它在成巖過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)沉淀，這些物質(zhì)使碎屑膠結(jié)變硬。這種化學(xué)沉淀物稱(chēng)為膠結(jié)物，如SiO2，F(xiàn)e2O3.nH2O，CaCO3等。粘土及細(xì)粉砂等細(xì)碎屑物也可起膠結(jié)作用，它們稱(chēng)為雜基，雜基是機(jī)械沉積的細(xì)粒部分。膠結(jié)物和雜基統(tǒng)稱(chēng)為填隙物。(3)重結(jié)晶作用：非晶質(zhì)或結(jié)晶微細(xì)的沉積物因環(huán)境的改變而重新結(jié)晶或晶粒長(zhǎng)大、加粗，從而使礦物緊密嵌合。主要發(fā)生于化學(xué)沉積物或生物化學(xué)沉積物中。(4)新礦物的生長(zhǎng)：沉積物中不穩(wěn)定礦物溶解或發(fā)生化學(xué)變化，導(dǎo)致若干化學(xué)成分重新組合或結(jié)合成新礦物，從而使沉積物變硬。固結(jié)時(shí)間、固結(jié)程度差別很大，有的易固結(jié)（如溫泉中沉淀的CaCO3），有的難（如某些粘土，幾千萬(wàn)年后仍呈塑性狀態(tài)）。巖石固結(jié)成巖后，若因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)露出地表，又進(jìn)入新一輪的風(fēng)化作用、剝蝕作用。

第二節(jié)沉積巖的特征沉積巖是在地表?xiàng)l件下松散沉積物，經(jīng)固結(jié)而成的巖石。具成層構(gòu)造；含有古生物化石；礦物成分較簡(jiǎn)單，暗色礦物少；化學(xué)成分H2O，CO2多，F(xiàn)e2O3多于FeO。一、沉積巖中的礦物常見(jiàn)礦物有如下幾類(lèi)：1.石英，鉀長(zhǎng)石，鈉長(zhǎng)石，白云母?；鸪蓭r與沉積巖共有的礦物。具有適應(yīng)溫度變化的能力且化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，在地表?xiàng)l件下就能夠作為碎屑物穩(wěn)定存在。2.粘土礦物，方解石，白石，石膏，硬石膏。沉積巖中相當(dāng)普遍，但火成巖中難以出現(xiàn)..地表?xiàng)l件下形成的特征性礦物。3.赤鐵礦，褐鐵礦，玉髓，蛋白石膠結(jié)物等。4.火成巖中常見(jiàn)的橄欖石，輝石，黑母，角閃石，中性及基性斜長(zhǎng)石在沉積巖中很少出現(xiàn)。只能形成于高溫條件下的礦物，在外力地質(zhì)作用下(常溫，常壓)，不能生成，也難以抵抗外力地質(zhì)作用的破壞而不能長(zhǎng)期穩(wěn)定存在。沉積巖常成層產(chǎn)出，故常用巖層(層狀巖石)一詞。層狀巖石泛稱(chēng)為巖層。二、沉積巖的類(lèi)型按形成方式及特征可分為下面幾大類(lèi)：（一）陸源碎屑巖(礫巖，角礫巖，砂巖，粉砂巖)母巖(原先已形成的巖石，包括巖漿巖，沉積巖，變質(zhì)巖)，經(jīng)風(fēng)化破碎成碎屑物，再經(jīng)搬運(yùn)(水，空氣，冰川作動(dòng)力和媒介)，沉積下來(lái)，最后壓實(shí)膠結(jié)固結(jié)成巖。故該類(lèi)巖石可分為碎屑、雜基和膠結(jié)物三部分，這叫碎屑結(jié)構(gòu)。碎屑較粗大，雜基、膠結(jié)物較細(xì)小，充填在碎屑之間。機(jī)械沉積：碎屑、雜基；化學(xué)沉積：膠結(jié)物.1.結(jié)構(gòu)：(碎屑巖結(jié)構(gòu)要素：碎屑顆粒含量，大小，形狀，磨園度，膠結(jié)方式。)(1)碎屑顆粒大小：----礫--2mm---砂---0.063---粉砂---0.004mm---泥---碎屑結(jié)構(gòu)：礫狀結(jié)構(gòu)(礫狀--園狀，角礫狀--棱角狀)，砂狀結(jié)構(gòu)，粉砂狀結(jié)構(gòu)礫巖、砂巖顆粒肉眼可辨；粉砂巖放大鏡下可辨顆粒，手搓具粗糙感；泥質(zhì)巖顯微鏡、電子顯微鏡下才可辨，手搓具滑感。(2)磨園度(棱角被磨損的程度)：園狀，次園狀，次棱角狀，棱角狀。(3)分選性：碎屑顆粒粗細(xì)均勻程度。大小均勻者，分選性好，大小混雜者，分選性差。2.成分(1)顆粒：巖屑--原先巖石的碎塊，主要見(jiàn)于礫巖、粗砂巖中；礦屑--石英，長(zhǎng)石，白云母等；生物碎片--植物莖，葉，動(dòng)物個(gè)體或碎片；火山碎屑物.(2)膠結(jié)物：鈣質(zhì)(CaCO3)，硅質(zhì)(SiO2)，鐵質(zhì)，泥質(zhì).3顏色取決于成分和沉積環(huán)境。鐵質(zhì)膠結(jié)--紅色，鈣質(zhì)膠結(jié)--白，灰色，含炭質(zhì)--黑色.氧化環(huán)境--紅色，還原環(huán)境--黑色.4.沉積構(gòu)造(單層厚度)------1m--0.5----0.1--0.01m--(1)成層性：據(jù)層厚可分為：塊狀層厚層中厚層薄層微薄層(2)層理構(gòu)造：水平層理，斜層理，遞變層理(粒序?qū)永?(3)層面構(gòu)造：波痕，泥裂，印模(底面突起)(4)結(jié)核：鈣質(zhì)結(jié)核，黃鐵礦結(jié)核

（二）泥質(zhì)巖(泥巖，頁(yè)巖)粒度<0.004mm顆粒稱(chēng)為泥，泥>50%的巖石具泥狀結(jié)構(gòu)，叫泥巖。若頁(yè)理發(fā)育，可剝開(kāi)成薄片者叫頁(yè)巖。（三）碳酸鹽巖(灰?guī)r，白云巖)1.碳酸鹽礦物含量>50%。方解石[CaCO3]為主，形成灰?guī)r；白云巖主要成分為白云石[CaMg(CO3)2]。2.晶粒結(jié)構(gòu)：碳酸鹽沉淀結(jié)晶而成；內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)：先沉積的碳酸鹽沉積物破碎后成碎屑顆粒，后被膠結(jié)成巖。竹葉