普通地質(zhì)學(xué)-4章沉積巖

關(guān)于教學(xué)改革的安排一、請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家講座（已完成）二、去蟒山進(jìn)行野外觀察（第五章學(xué)完后進(jìn)行）三、去地質(zhì)博物館參觀（第八章學(xué)完后進(jìn)行）四、分組講課（第九章由同學(xué)們自己講）授課方式的改變：主要采用交互式方式。總成績(jī)比例課堂回答問(wèn)題和講課：10分；野外觀察報(bào)告5分；參觀報(bào)告5分；實(shí)驗(yàn)報(bào)告20分；期末考試60分。砂巖露頭第四章外力地質(zhì)作用與沉積巖第一節(jié)外力地質(zhì)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(lèi)及常見(jiàn)巖石類(lèi)型外力地質(zhì)作用：主要以太陽(yáng)能以及日月引力能為能源并通過(guò)大氣、水、生物因素引起的地質(zhì)作用，包括風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積和固結(jié)成巖作用。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1、大氣圈具有垂向分層特點(diǎn)：高空缺氧。是因地球引力而聚集在地表周?chē)臍怏w圈層,是地球最外部的一個(gè)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(duì)流層火箭人造衛(wèi)星無(wú)線(xiàn)電反射層對(duì)流層：平均厚度約11-13km，赤道厚、兩極薄。主要特點(diǎn)：1、溫度隨高度增加而降低(6.5℃/km)；

2、空氣具有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，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(lèi)活動(dòng)影響最顯著。大氣圈的垂向結(jié)構(gòu)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(yùn)動(dòng)為主；4、存在多層含臭氧層，吸收99%以上的紫外線(xiàn)，稱(chēng)地球生物的保護(hù)傘。中間層：1、高度至85km左右；2、無(wú)臭氧層，氣溫隨高度增大迅速降低；3、空氣垂直運(yùn)動(dòng)；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(xiàn)及宇宙射線(xiàn)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(chēng)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(fēng)帶（風(fēng)向恒定）低緯信風(fēng)帶赤道無(wú)風(fēng)帶中緯西風(fēng)帶中緯西風(fēng)帶極地東風(fēng)帶極地東風(fēng)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(yīng)：地球上一切物體的運(yùn)動(dòng)，包括水的運(yùn)動(dòng)，同樣都會(huì)受到地球自轉(zhuǎn)的影響而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)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(zhì)意義：地質(zhì)作用發(fā)生的物質(zhì)因素；生命的保護(hù)層；適宜的溫度；風(fēng)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(gòu)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(lèi)。水圈的循環(huán)太陽(yáng)輻射能和重力勢(shì)能生物圈（Biosphere）：是指地表附近由生物及生命活動(dòng)的地帶所構(gòu)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(chēng)。

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(cuò)分布?，F(xiàn)代人類(lèi)活動(dòng)已構(gòu)成了一種重要的地質(zhì)營(yíng)力，應(yīng)加以重視！a.破壞巖石：機(jī)械破壞（根劈）；化學(xué)破壞（生物有機(jī)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(zhì)作用的能源太陽(yáng)能重力能日月引力三、外力作用的類(lèi)型1、風(fēng)化作用2、剝蝕作用3、搬運(yùn)作用4、沉積作用5、固結(jié)作用--成巖作用1、風(fēng)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(dòng)等因素的綜合影響，地表及接近地表的巖石會(huì)在原地發(fā)生分解和破壞，從而使物理性質(zhì)和化學(xué)組分發(fā)生變化，形成與原來(lái)巖石有差異的新的物質(zhì)組合，這一地質(zhì)過(guò)程稱(chēng)為風(fēng)化作用。物理風(fēng)化：由物理作用所引起的風(fēng)化作用。化學(xué)風(fēng)化：由化學(xué)作用所引起的風(fēng)化作用。2、剝蝕作用：在外力作用下，巖石因機(jī)械作用或化學(xué)作用而被剝蝕（有物質(zhì)被帶走）。3、搬運(yùn)作用沉積物的搬運(yùn):(1)滾動(dòng)方式沿水流底部搬運(yùn)：>2mm，礫巖；

(2)跳躍搬運(yùn)：2-0.05mm，砂巖；

(3)懸浮狀態(tài)搬運(yùn)：0.05-0.005mm，粉砂巖；

(4)凝聚態(tài)搬運(yùn)：<0.005mm，粘土巖。（1）碎屑物質(zhì)的沉積作用（機(jī)械沉積分異作用）：受碎屑物質(zhì)的密度大小、粒度大小、形狀的影響。4、沉積作用（deposition)：化學(xué)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(zhì)的沉積作用（化學(xué)沉積分異作用）：沉積物（deposit)：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)作用--成巖作用成巖作用（1）壓實(shí)作用（2）膠結(jié)作用（4）重結(jié)晶作用（3）交代作用（新礦物生長(zhǎng)）（1）壓實(shí)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(jié)作用沉淀在顆粒孔隙內(nèi)的化學(xué)或生物化學(xué)成因的礦物，不管是否壓實(shí)，都可將顆粒膠結(jié)在一起使碎屑物質(zhì)固結(jié)成巖，這就是膠結(jié)作用。膠結(jié)物：鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)、泥質(zhì)。（3）交代作用（新礦物生長(zhǎng)）指一種礦物被另一種礦物交代的作用，在砂巖膠結(jié)物中最常見(jiàn)。如果鈣質(zhì)和泥質(zhì)膠結(jié)物被二氧化硅交代時(shí)，這種交代作用叫硅化作用。指沉積下來(lái)的不結(jié)晶或結(jié)晶細(xì)微的礦物質(zhì)在溫度、壓力的影響下所進(jìn)行的重新結(jié)晶或晶粒長(zhǎng)大、加粗的作用。如非晶質(zhì)的蛋白石脫水之后變?yōu)殡[晶質(zhì)的玉髓，最后變?yōu)轱@晶質(zhì)的石英，石膏脫水變?yōu)橛彩唷＃?）重結(jié)晶作用第二節(jié)沉積巖的特征（母巖改造）風(fēng)化作用、剝蝕作用（堆積物）

搬運(yùn)作用、沉積作用（沉積物）

（壓實(shí)、膠結(jié)、重結(jié)晶、交代）成巖作用

沉積巖一、沉積巖中的物質(zhì)成分、來(lái)源巖屑：母巖經(jīng)風(fēng)化、剝蝕下來(lái)的巖石碎屑。碎屑礦物：石英、長(zhǎng)石、云母表生礦物：高嶺土等粘土礦物化學(xué)沉淀礦物：方解石、白云母、燧石礦物有機(jī)質(zhì)：動(dòng)植物的遺體和骨骼膠結(jié)物：鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)、泥質(zhì)沉積巖石中含有化石二、沉積巖的結(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)分選性磨圓度：圓、次圓、次棱角、棱角碎屑結(jié)構(gòu)：巖石中的顆粒是機(jī)械沉積的碎屑物。碎屑+

填隙物(比碎屑小1-2粒級(jí))+膠結(jié)物。碎屑巖：礫巖→砂巖→細(xì)砂-粉砂巖→泥巖（頁(yè)巖）填隙物(基質(zhì))：砂→細(xì)砂→粉砂，生物及火山碎屑等。膠結(jié)物（肉眼分不出大小）：Si，F(xiàn)e，Ca，泥

2、非碎屑結(jié)構(gòu)：為生物巖、生物化學(xué)巖所特有；巖石中的顆粒由化學(xué)沉積或生物化學(xué)沉積作用形成；無(wú)碎屑和填隙物及膠結(jié)物之分。晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)：由豐富的生物化石碎屑組成。三、沉積巖的構(gòu)造原生沉積構(gòu)造定義：沉積巖在形成過(guò)程中產(chǎn)生的構(gòu)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(zhì)有關(guān)：顆粒粗細(xì)、硬度不同就形成層理。與氣候有關(guān)：顏色變化也形成層理。（1）層理類(lèi)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(zhì)環(huán)境中形成。美國(guó)科羅拉多交錯(cuò)層理（CrossBedding）：不同沉積層頂?shù)酌娌黄叫?，表明沉積巖形成于動(dòng)蕩的介質(zhì)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(lèi)：交錯(cuò)層理(多向淺水流)

2、遞變層理（gradedbedding）：同一層內(nèi)，碎屑粒級(jí)由下而上逐漸變小。形成環(huán)境：水體運(yùn)動(dòng)由強(qiáng)到弱或由弱到強(qiáng)，如水介質(zhì)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(gòu)造）（ripplemark）：波浪彎曲的層面，反映沉積環(huán)境動(dòng)蕩。●水介質(zhì)定向運(yùn)動(dòng)形成不對(duì)稱(chēng)波痕：可確定流向(從緩坡向陡坡)，但不能確定頂?shù)??！袼橘|(zhì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成對(duì)稱(chēng)波痕：不能確定流向，但可確定地層頂?shù)?尖頭朝頂)。

元古界團(tuán)山子組白云巖表面發(fā)育的不對(duì)稱(chēng)波痕構(gòu)造4、泥裂（mudcrack）：層面上多邊形，剖面上楔形?！癯梢颍簽I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(fù)巖層相當(dāng)?！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）?！?/p>

用途：a.劃分對(duì)比地層（有無(wú)結(jié)核，什么樣的結(jié)核）；

b.推測(cè)地層形成環(huán)境。5、結(jié)核：●定義：沉積巖中，某種不同物質(zhì)聚積而成的核狀體。6、縫合線(xiàn)：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(cè)物質(zhì)（小的）?？p合線(xiàn)Stylolite（湖南始興）

雨痕雨

痕

蟲(chóng)跡蟲(chóng)跡

印模：沉積巖層底面上的突起。主要是在沉積作用停頓時(shí)沉積物頂面受到流水沖刷，或受到流水?dāng)y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(lèi)碎屑巖（Clasticrock）：礫巖、砂巖、粉砂巖。粘土巖：泥巖、頁(yè)巖。生物化學(xué)巖：硅藻巖、放射蟲(chóng)巖?；瘜W(xué)巖：包括碳酸鹽巖和其它化學(xué)成因的巖石。碳酸鹽巖（部分為碎屑成因，部分為化學(xué)成因）：石灰?guī)r、白云巖。一、碎屑巖（Clasticrock）：碎屑+基質(zhì)+膠結(jié)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(zhì)巖

2、砂巖（Sandstone）

粒徑：粗砂巖2-0.5mm

中砂巖0.5-0.25mm

細(xì)砂巖0.25-0.05mm

成分：石英、長(zhǎng)石居多

3、粉砂巖（Siltstone）

粒徑：0.05-0.005mm

成分：石英、長(zhǎng)石、云母二、粘土巖（Clay）（原來(lái)一直劃歸碎屑巖類(lèi)）粒徑：＜0.005mm成分：粘土礦物[高嶺土（ChinaKaolinite）、澎潤(rùn)土、蒙脫石（Montmorillonite）、水云母]成因：粘土礦物經(jīng)搬運(yùn)沉積而成固結(jié)無(wú)層理的稱(chēng)泥巖，成層好的稱(chēng)頁(yè)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(jié)性（瓷器的控溫?zé)Y(jié)）；5、耐火性。三、碳酸鹽巖1、石灰?guī)r（Limestone）碎屑結(jié)構(gòu)的石灰?guī)r：碎屑成分為方解石,其成因分3類(lèi)：內(nèi)碎屑、生物碎屑、球粒。b.非碎屑結(jié)構(gòu)的石灰?guī)r：方解石顆粒很致密，由化學(xué)作用形成。由方解石組成，遇到稀鹽酸起泡，灰黑色為主。結(jié)構(gòu)分為：碎屑結(jié)構(gòu)非碎屑結(jié)構(gòu)：化學(xué)作用形成內(nèi)碎屑：已沉積的CaCO3被海水沖擊破碎（內(nèi)碎屑灰?guī)r）生物碎屑：動(dòng)物的骨骼（珊瑚礁灰?guī)r）CaCO3凝聚：海水中的C