普通地質學-4章沉積巖

關于教學改革的安排一、請有關專家講座（已完成）二、去蟒山進行野外觀察（第五章學完后進行）三、去地質博物館參觀（第八章學完后進行）四、分組講課（第九章由同學們自己講）授課方式的改變：主要采用交互式方式。總成績比例課堂回答問題和講課：10分；野外觀察報告5分；參觀報告5分；實驗報告20分；期末考試60分。砂巖露頭第四章外力地質作用與沉積巖第一節(jié)外力地質作用的一般特征第二節(jié)沉積巖的特征第三節(jié)沉積巖的分類及常見巖石類型外力地質作用：主要以太陽能以及日月引力能為能源并通過大氣、水、生物因素引起的地質作用，包括風化、剝蝕、搬運、沉積和固結成巖作用。第一節(jié)外力地質作用的一般特征一、引起外力地質作用的因素1、大氣圈具有垂向分層特點：高空缺氧。是因地球引力而聚集在地表周圍的氣體圈層,是地球最外部的一個圈層。主要成分是氮、氧，占99%以上，還含有少量的氬、二氧化碳。800855010散逸層暖層中間層平流層對流層火箭人造衛(wèi)星無線電反射層對流層：平均厚度約11-13km，赤道厚、兩極薄。主要特點：1、溫度隨高度增加而降低(6.5℃/km)；

2、空氣具有強烈的對流運動，發(fā)生一系列的天氣現(xiàn)象；

3、氣象要素水平分布不均；

4、受人類活動影響最顯著。大氣圈的垂向結構平流層臭氧層臭氧層：1、高度35-55km；2、溫度隨高度緩慢遞增，25km以上迅速遞增；3、氣流以水平方向運動為主；4、存在多層含臭氧層，吸收99%以上的紫外線，稱地球生物的保護傘。中間層：1、高度至85km左右；2、無臭氧層，氣溫隨高度增大迅速降低；3、空氣垂直運動；4、頂部出現(xiàn)弱電離現(xiàn)象。暖層：

1、高度至800km；2、隨高度上升，氣溫增高；

3、因紫外線及宇宙射線的作用，氧、氮被分解為原子，處于電離狀態(tài)，可劃分出E、F、G三層，又稱電離層。大氣環(huán)流赤道低壓帶副熱帶高壓帶副熱帶高壓帶副極地低壓帶副極地低壓帶極地高壓帶極地高壓帶低緯信風帶（風向恒定）低緯信風帶赤道無風帶中緯西風帶中緯西風帶極地東風帶極地東風帶低緯熱帶環(huán)流圈中緯環(huán)流圈極地環(huán)流圈全球大氣環(huán)流科里奧利效應：地球上一切物體的運動，包括水的運動，同樣都會受到地球自轉的影響而發(fā)生偏轉，其偏轉方向在北半球向右，在南半球向左。

厄爾尼諾現(xiàn)象：海水溫度影響海水上空大氣的溫度，海水每升高1℃，則大氣溫度升高6℃。是一種發(fā)生在海洋中的現(xiàn)象，其顯著特征是赤道太平洋東部和中部海域海水出現(xiàn)異常的增溫現(xiàn)象。拉尼娜現(xiàn)象：是一種發(fā)生在海洋中的現(xiàn)象，其顯著特征是赤道太平洋東部和中部海域海水出現(xiàn)異常的降溫現(xiàn)象。多出現(xiàn)在厄爾尼諾現(xiàn)象之后。大氣圈具有重要的地質意義：地質作用發(fā)生的物質因素；生命的保護層；適宜的溫度；風的作用。

2．水圈

水圈=海洋+湖泊+河流+冰雪+巖石中的裂隙水+…指由地球表層水體所構成的連續(xù)圈層。存在于大氣圈、生物圈、海洋、大陸表層。分為海洋水、陸地水、大氣水3類。水圈的循環(huán)太陽輻射能和重力勢能生物圈（Biosphere）：是指地表附近由生物及生命活動的地帶所構成的連續(xù)的圈層，是地球上所有生命及生存環(huán)境的總稱。

3、生物圈生物圈的主體范圍在200m—-200m。生物圈與氣、水、地圈層間相互滲透、相互作用、相互交錯分布?，F(xiàn)代人類活動已構成了一種重要的地質營力，應加以重視！a.破壞巖石：機械破壞（根劈）；化學破壞（生物有機酸分解礦物）。b.本身成礦：石油、煤；形成生物巖二、引起外力地質作用的能源太陽能重力能日月引力三、外力作用的類型1、風化作用2、剝蝕作用3、搬運作用4、沉積作用5、固結作用--成巖作用1、風化作用的概念weathering*

由于氣溫變化，大氣、水和水溶液的作用，以及生物的生命活動等因素的綜合影響，地表及接近地表的巖石會在原地發(fā)生分解和破壞，從而使物理性質和化學組分發(fā)生變化，形成與原來巖石有差異的新的物質組合，這一地質過程稱為風化作用。物理風化：由物理作用所引起的風化作用?；瘜W風化：由化學作用所引起的風化作用。2、剝蝕作用：在外力作用下，巖石因機械作用或化學作用而被剝蝕（有物質被帶走）。3、搬運作用沉積物的搬運:(1)滾動方式沿水流底部搬運：>2mm，礫巖；

(2)跳躍搬運：2-0.05mm，砂巖；

(3)懸浮狀態(tài)搬運：0.05-0.005mm，粉砂巖；

(4)凝聚態(tài)搬運：<0.005mm，粘土巖。（1）碎屑物質的沉積作用（機械沉積分異作用）：受碎屑物質的密度大小、粒度大小、形狀的影響。4、沉積作用（deposition)：化學沉積分異作用氧化物鋁土礦赤鐵礦硬錳礦磷酸鹽硅酸鹽蛋白石磷鈣土海綠石鮞綠泥石碳酸鹽菱鐵礦菱錳礦石灰?guī)r白云巖硫酸鹽鹵化物石膏硬石膏石鹽鉀鹽鎂鹽（2）溶解物質的沉積作用（化學沉積分異作用）：沉積物（deposit)：碎屑沉積物化學沉積物生物沉積物生物化學沉積物5、固結作用--成巖作用成巖作用（1）壓實作用（2）膠結作用（4）重結晶作用（3）交代作用（新礦物生長）（1）壓實作用沉積物在上覆沉積重荷壓力下，發(fā)生的水分排出、孔隙度降低和體積縮小的作用。（2）膠結作用沉淀在顆粒孔隙內的化學或生物化學成因的礦物，不管是否壓實，都可將顆粒膠結在一起使碎屑物質固結成巖，這就是膠結作用。膠結物：鈣質、硅質、鐵質、泥質。（3）交代作用（新礦物生長）指一種礦物被另一種礦物交代的作用，在砂巖膠結物中最常見。如果鈣質和泥質膠結物被二氧化硅交代時，這種交代作用叫硅化作用。指沉積下來的不結晶或結晶細微的礦物質在溫度、壓力的影響下所進行的重新結晶或晶粒長大、加粗的作用。如非晶質的蛋白石脫水之后變?yōu)殡[晶質的玉髓，最后變?yōu)轱@晶質的石英，石膏脫水變?yōu)橛彩?。?）重結晶作用第二節(jié)沉積巖的特征（母巖改造）風化作用、剝蝕作用（堆積物）

搬運作用、沉積作用（沉積物）

（壓實、膠結、重結晶、交代）成巖作用

沉積巖一、沉積巖中的物質成分、來源巖屑：母巖經(jīng)風化、剝蝕下來的巖石碎屑。碎屑礦物：石英、長石、云母表生礦物：高嶺土等粘土礦物化學沉淀礦物：方解石、白云母、燧石礦物有機質：動植物的遺體和骨骼膠結物：鈣質、硅質、鐵質、泥質沉積巖石中含有化石二、沉積巖的結構：指顆粒的大小，分選性，磨圓度大?。?/p>

礫：>2mm砂：2-0.05mm

粉砂：0.05-0.005mm泥：<0.005mm（肉眼、放大鏡、顯微鏡、電子顯微鏡）1、碎屑結構分選性磨圓度：圓、次圓、次棱角、棱角碎屑結構：巖石中的顆粒是機械沉積的碎屑物。碎屑+

填隙物(比碎屑小1-2粒級)+膠結物。碎屑巖：礫巖→砂巖→細砂-粉砂巖→泥巖（頁巖）填隙物(基質)：砂→細砂→粉砂，生物及火山碎屑等。膠結物（肉眼分不出大小）：Si，F(xiàn)e，Ca，泥

2、非碎屑結構：為生物巖、生物化學巖所特有；巖石中的顆粒由化學沉積或生物化學沉積作用形成；無碎屑和填隙物及膠結物之分。晶質結構：全由近等大的沉積晶體組成，如灰?guī)r為方解石組成。生物結構：由豐富的生物化石碎屑組成。三、沉積巖的構造原生沉積構造定義：沉積巖在形成過程中產(chǎn)生的構造，是各組成部分的空間分布與排列方式。

1、層理（Layer，bedding）：沉積巖的成層性

與顆粒性質有關：顆粒粗細、硬度不同就形成層理。與氣候有關：顏色變化也形成層理。（1）層理類型平行層理：不同沉積層頂?shù)酌嫫叫?，表明沉積巖在安靜的介質環(huán)境中形成。美國科羅拉多交錯層理（CrossBedding）：不同沉積層頂?shù)酌娌黄叫?，表明沉積巖形成于動蕩的介質環(huán)境中。根據(jù)“頂截底切”原理，可判斷地層的頂?shù)?。厚度＞１m

塊層厚度1-0.5m

厚層厚度0.5-0.1m

中厚層厚度0.1-0.01m

薄層厚度＜0.01m

微層（2）層理厚度分類：交錯層理(多向淺水流)

2、遞變層理（gradedbedding）：同一層內，碎屑粒級由下而上逐漸變小。形成環(huán)境：水體運動由強到弱或由弱到強，如水介質環(huán)境周期性變化，在重力沉積下就形成了“韻律層”?！裼猛荆捍_定地層的頂?shù)住?/p>

3、波痕（層面構造）（ripplemark）：波浪彎曲的層面，反映沉積環(huán)境動蕩。●水介質定向運動形成不對稱波痕：可確定流向(從緩坡向陡坡)，但不能確定頂?shù)??！袼橘|往復運動形成對稱波痕：不能確定流向，但可確定地層頂?shù)?尖頭朝頂)。

元古界團山子組白云巖表面發(fā)育的不對稱波痕構造4、泥裂（mudcrack）：層面上多邊形，剖面上楔形。●成因：濱海、濱湖沉積物暴露出水面，失水→變干→收縮而成；填充物與上復巖層相當?！裼猛荆海?）確定地層的頂?shù)?（2）指示古氣候（干燥）;（3）確定沉積相（陸相、海岸相）。●

用途：a.劃分對比地層（有無結核，什么樣的結核）；

b.推測地層形成環(huán)境。5、結核：●定義：沉積巖中，某種不同物質聚積而成的核狀體。6、縫合線：總的展布方向與層面平行。成因：沉積的短暫間斷（大的）；溶解層面兩側物質（小的）?？p合線Stylolite（湖南始興）

雨痕雨

痕

蟲跡蟲跡

印模：沉積巖層底面上的突起。主要是在沉積作用停頓時沉積物頂面受到流水沖刷，或受到流水攜帶物體的刻劃，形成了溝槽，然后被上覆沉積物充填鑄模而成。印模第三節(jié)沉積巖的分類碎屑巖（Clasticrock）：礫巖、砂巖、粉砂巖。粘土巖：泥巖、頁巖。生物化學巖：硅藻巖、放射蟲巖。化學巖：包括碳酸鹽巖和其它化學成因的巖石。碳酸鹽巖（部分為碎屑成因，部分為化學成因）：石灰?guī)r、白云巖。一、碎屑巖（Clasticrock）：碎屑+基質+膠結物1、礫巖（Conglomerate）、角礫巖（breccia）

粒徑：2-10mm（>10mm為巨礫）礫石成分：砂巖、髓石巖、石灰?guī)r、火成巖、變質巖

2、砂巖（Sandstone）

粒徑：粗砂巖2-0.5mm

中砂巖0.5-0.25mm

細砂巖0.25-0.05mm

成分：石英、長石居多

3、粉砂巖（Siltstone）

粒徑：0.05-0.005mm

成分：石英、長石、云母二、粘土巖（Clay）（原來一直劃歸碎屑巖類）粒徑：＜0.005mm成分：粘土礦物[高嶺土（ChinaKaolinite）、澎潤土、蒙脫石（Montmorillonite）、水云母]成因：粘土礦物經(jīng)搬運沉積而成固結無層理的稱泥巖，成層好的稱頁巖（Shale）

1、可塑性；2、吸水性（蒙脫石吸水后體積增大5-20倍）；

3、吸附性；4、燒結性（瓷器的控溫燒結）；5、耐火性。三、碳酸鹽巖1、石灰?guī)r（Limestone）碎屑結構的石灰?guī)r：碎屑成分為方解石,其成因分3類：內碎屑、生物碎屑、球粒。b.非碎屑結構的石灰?guī)r：方解石顆粒很致密，由化學作用形成。由方解石組成，遇到稀鹽酸起泡，灰黑色為主。結構分為：碎屑結構非碎屑結構：化學作用形成內碎屑：已沉積的CaCO3被海水沖擊破碎（內碎屑灰?guī)r）生物碎屑：動物的骨骼（珊瑚礁灰?guī)r）CaCO3凝聚：海水中的C