1土壤地質(zhì)學基礎-沉積巖和變質(zhì)巖

第三節(jié)、沉積巖沉積巖占地殼重量（地表以下16公里厚度）的5％，但覆蓋著75％的陸地表面區(qū)域。指先成巖在地表經(jīng)風化作用破碎后，通過各種搬運作用，在適宜環(huán)境（河流、湖盆、海盆等）沉積，經(jīng)過固結(jié)而成的巖石。定義說明（１）沉積環(huán)境（２）沉積巖的物質(zhì)來源（３）沉積層必須經(jīng)過固結(jié)作用才能形成沉積巖沉積巖形成的四個階段：風化作用──搬運階段──沉積階段──成巖階段一、沉積巖概念沉積巖碎屑礦物：石英、長石、白云母及部分巖石碎屑。粘土礦物：高嶺石、鋁土礦、水云母、蒙脫石?；瘜W和生物礦物：方解石、白云石、蛋白石、玉髓、石膏、重晶石、褐鐵礦、赤鐵礦。化學和生物礦物是從溶液、膠體溶液中沉淀出來的或生物形成的。沉積巖二、沉積巖的礦物成份碎屑膠結(jié)成分混入雜質(zhì)的顏色沉積環(huán)境不含色素的高嶺土、蛋白石、石膏、石英砂、方解石、白云石等一般呈白色和灰白色，為大部分粘土巖、化學巖和部分碎屑巖所具有。沉積巖三、沉積巖的顏色氧化環(huán)境：紅色、黃褐色多因富含氧化鐵或含水氧化鐵。還原環(huán)境：灰綠色、綠色多因富含氧化亞鐵；灰色、黑色多因富含有機物（如碳、瀝青等）或分散狀的黃鐵礦顆粒。物質(zhì)成分顏色描述巖石中礦物的顆粒大小及形狀特征。A、碎屑結(jié)構(gòu)：礫狀d>2mm礫巖砂狀2>d>0.05mm砂巖粉砂狀0.05>d>0.005黃土B、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：由小于0.005mm的細小粘土質(zhì)點所組成的結(jié)構(gòu)，外觀是一種致密均勻的泥質(zhì)狀態(tài)，為粘土巖所特有。C、生物化學結(jié)構(gòu)：由生物遺傳積累及化學成分相結(jié)合而形成的一種結(jié)構(gòu)；外觀為微小的結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)，鮞狀及豆狀結(jié)構(gòu)、致密狀結(jié)構(gòu)。沉積巖四、沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖五、沉積巖的構(gòu)造指沉積巖中各個組成部分的空間分布和排列方式。即沉積巖的外貌特征。A、層理構(gòu)造：沉積巖中在礦物組成、結(jié)構(gòu)、顏色、沿垂直方向發(fā)生變化，顯示成層現(xiàn)象叫層理。頁理：巖石呈薄層形似書頁，稱頁理構(gòu)造，是特殊的層理。B、層面構(gòu)造：在沉積巖層面上經(jīng)常保留有自然作用產(chǎn)生的一些痕跡，如波痕、泥裂（干裂）、雨痕等。C、結(jié)核：膠體物質(zhì)圍繞某些質(zhì)點（如砂粒、貝殼和其它礦物等）為中心層層凝聚，形成其同心結(jié)構(gòu)的結(jié)核。

D、化石：古代生物的遺體、遺物或遺跡埋藏在地下變成的跟石頭一樣的東西

。常見的沉積巖構(gòu)造層理構(gòu)造巨厚層（塊狀層）100厘米厚層50-100厘米中厚層10-50厘米薄層1-10厘米頁片層(微層)0.1-1厘米微細層＜0.1厘米（1）水平層理：多出現(xiàn)于較深的海洋及湖泊平靜的水體沉積，粘土巖和碳酸鹽巖中常見。（2）斜層理：是河流沉積物的典型特征，常見于湖濱、海濱、三角洲中。砂巖和粉砂巖中尤其常見。（3）交錯層理：多組不同方向的斜層理互相交錯切割而成的。其形成原因是在水流（或風）運動方向頻繁變化時形成的。

沉積巖水平及斜層理沉積巖交錯層理沉積巖石灰?guī)r巖被(褶皺）沉積巖復州蟲（化石）魚（化石）沉積巖主要根據(jù)沉積巖的結(jié)構(gòu)來分（表1-4）1.機械沉積巖：是巖石的風化產(chǎn)物，經(jīng)過風、流水等的搬運、沉積和重新膠結(jié)、硬化的成巖作用后形成的。又叫碎屑巖。2.化學沉積巖：是巖石風化時形成的可溶性物質(zhì)，經(jīng)化學沉積作用形成的。3.生物沉積巖：是由動植物有機體的生物沉積作用形成的。

沉積巖六、沉積巖的分類七、主要的沉積巖1.碎屑巖：主要由母巖機械破碎的碎屑物質(zhì)經(jīng)壓緊、膠結(jié)而成，部分碎屑巖由火山噴發(fā)碎屑物組成。物屑碎屑物質(zhì)（50％以上）巖屑物質(zhì)分為兩部分化學沉淀物（鈣質(zhì)、膠結(jié)物硅質(zhì)、鐵質(zhì)）（50％以下）細砂、粉砂、粘土

沉積巖（１）礫巖：含量在50％以上，d>2mm的圓狀或次圓狀的石屑經(jīng)膠結(jié)而成。主要成分：堅硬的巖屑、膠結(jié)物可以是鈣質(zhì)也可以是硅質(zhì)或鐵質(zhì)。

注：若組成巖石的碎屑多棱角、分選性不好則為角礫巖。沉積巖（2）砂巖：50％以上的顆粒d在2--0.05mm之間

主要成分：石英(>70％)、正長石，次要成分巖屑、重礦、白云石和粘土。注：石英含量>90％石英砂巖石英含量<75％正長石含量>25％長石砂巖沉積巖（3）粉砂巖：50％以上的顆粒0.05>d>0.005主要成分：以石英為主，正長石次之，云母和粘土礦物比砂巖多，少見巖屑。與泥巖的區(qū)別是巖石斷面粗糙、放大鏡下可勉強看出顆粒狀集合體。我國大面積的黃土就是一種未充分膠結(jié)或半固結(jié)的粘土粉砂巖，其膠結(jié)物以粘土和CaCO3為主。已膠結(jié)的粉砂稱為粉砂巖，質(zhì)地致密，顏色多樣。沉積巖泥質(zhì)粉砂巖炭質(zhì)粉砂巖鈣質(zhì)粉砂巖弱固結(jié)粘土----粘土礦物根據(jù)粘土固結(jié)程度分為強固結(jié)----泥巖、頁巖

2.粘土巖（分布最廣）30％以上，d<0.005mm的粘土膠結(jié)而呈板狀、片狀、纖維狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。礦物成分以粘土為主。沉積巖含有機質(zhì)----黑顏色因雜質(zhì)而變含F(xiàn)e3+----紅褐、棕紅含MnO2----黑、黑棕紅色頁巖、黑色頁巖（依顏色分類）碳質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖、磷質(zhì)頁巖、砂質(zhì)頁巖（依膠結(jié)物成分分類）沉積巖（1）頁巖：常含有石英、長石、云母等細少碎屑，結(jié)構(gòu)致密，硬度低，不透水，表面光澤暗淡，具泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁理構(gòu)造。泥質(zhì)頁巖碳質(zhì)頁巖紫色頁巖（2）泥巖指不具頁理而成塊狀、層狀的粘土巖，致密和固結(jié)程度較高者，稱為泥巖。顏色一般較淺，性較堅硬，遇水不易變軟，可塑性差。鈣質(zhì)泥巖3.化學巖和生物化學巖根據(jù)化學沉積分異順序可分為以下幾類，鋁鐵錳質(zhì)巖硅磷質(zhì)碳酸鹽巖鹽類巖（鉀鈉鈣鎂鹵化物及硫酸鹽）

沉積巖沉淀先后順序主要介紹常見的碳酸鹽類1.石灰?guī)r：由50％以上微粒方解石經(jīng)膠結(jié)而成，由于膠結(jié)物的不同，石灰?guī)r顏色各異，有灰、灰白、灰黑、黃、紅等除由硅質(zhì)膠結(jié)外，硬度都不大，鹽酸反應強烈。

2.白云巖：由50％以上白云石經(jīng)膠結(jié)而成，外表似石灰?guī)r，其粉未加稀鹽酸微微起泡。其風化面常呈污濁的黃黑色，具刀砍狀溶溝為其特征，且常呈結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)，硬度較石灰?guī)r高。泥晶灰?guī)r白云巖石灰?guī)r巖石名稱含量%方解石白云石石灰?guī)r100-950-5白云質(zhì)石灰?guī)r95-505-50灰質(zhì)白云巖50-550-95白云巖5-095-100表1-5石灰?guī)r與白云巖及其過渡類型的劃分沉積巖沉積巖總結(jié)

沉積巖的特征一般具有層理，同一地方或巖石剖面可能有不同種類的巖石疊加組合而成。同一種巖石可能有多種顏色（由于膠結(jié)物或雜質(zhì)的作用）。一般根據(jù)組成巖石的顆粒大小確定沉積巖的種類，而非顏色。沉積巖露頭常呈方狀，其碎屑物多棱角。沉積巖第四節(jié)變質(zhì)巖指地殼中已有的巖石（巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖）在地殼運動或后來的巖漿活動的影響下，受到高溫高壓和化學活性物質(zhì)的作用，使原巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造甚至于化學成分都發(fā)生劇烈的變化而形成新的巖石---變質(zhì)巖。（如粘土礦物在溫度壓力增高時可變?yōu)樵颇福┮?、變質(zhì)巖概念巖石演化1.溫度：高溫作用于巖石引起兩方面作用（1）增加了礦物內(nèi)部分子的活動能力，產(chǎn)生重新結(jié)晶；（2）促進礦物間的新化學反應，產(chǎn)生新的高溫變質(zhì)礦物。2.壓力（1）定向高溫作用使巖石中的片狀和柱狀礦物作定向排列，呈片理狀。（2）靜壓可促使礦物質(zhì)點內(nèi)部緊密排列，生成體積小、比重大的礦物和巖石。3.活性氣體和液體

可與圍巖發(fā)生一系列化學反應，產(chǎn)生新的變質(zhì)礦物。變質(zhì)巖二、變質(zhì)作用因素（1）接觸變質(zhì)作用：以溫度因子為基礎的，稱為熱力變質(zhì)作用。產(chǎn)生重新結(jié)晶及新的礦物。變質(zhì)巖（2）動力變質(zhì)作用：主要是在靜壓較小，溫度較低的情況下，以動壓為主要因子產(chǎn)生（輕度變質(zhì)）。（3）區(qū)域變質(zhì)作用：在廣大的巖層構(gòu)造變動地帶（即造山帶），受到高壓高熱的影響。處于深部位的巖石，無論是哪種巖石均變成了各種結(jié)晶的片巖或片麻巖，以致難于區(qū)別它們是由哪些巖石變來的。三、變質(zhì)作用類型分兩類：

原有礦物：石英、長石、云母、角閃石、輝石、方解石等

變質(zhì)礦物：主要有蛇紋石、石榴石、紅柱石、綠泥石等注：變質(zhì)礦物是變質(zhì)巖區(qū)別于巖漿巖與沉積巖的主要標志，也是鑒定變質(zhì)巖的重要依據(jù)。變質(zhì)巖四、變質(zhì)巖的礦物成分1.變晶結(jié)構(gòu)：是原巖在變質(zhì)過程中發(fā)生重結(jié)晶形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。粒狀變晶結(jié)構(gòu)斑狀變晶結(jié)構(gòu)鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)2.變余結(jié)構(gòu)：是具有原巖結(jié)構(gòu)和變質(zhì)巖結(jié)構(gòu)的雙重特征，相應地稱為變余斑狀、變余粒狀、變余泥狀。3.碎裂結(jié)構(gòu)：動力變質(zhì)作用的定向壓力使巖石發(fā)生破裂、彎曲或磨成碎屑、巖粉所形成的結(jié)構(gòu)。

變質(zhì)巖五、變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)指變質(zhì)巖中礦物排列和分布的特點。1.塊狀構(gòu)造：巖石中變晶礦物顆粒無定向排列形成均一的塊狀。如石英巖、大理巖2.片理構(gòu)造：巖石中所含的大量片狀、板狀和柱狀礦物在定向壓力作用下，平行排列形成的，巖石極易沿片理劈開。變質(zhì)巖六、變質(zhì)巖的構(gòu)造根據(jù)礦物組合和重結(jié)晶程度，片理構(gòu)造又可分為下面幾類(1)板狀構(gòu)造

變質(zhì)程度最淺的一種構(gòu)造。巖石中由顯微變晶礦物定向排列而成。特點：具有平整板狀劈理，劈面光澤微弱。如板巖變質(zhì)巖(2)千枚構(gòu)造

巖石中由細小片狀變晶礦物定向排列而成，巖石呈薄片狀，具絹絲光澤（因含絹云母較高）特點：易劈成片狀，片面具絹絲光澤。如千枚巖。千枚巖板巖(3)片狀構(gòu)造

巖石由大量顯晶質(zhì)的細粒到粗粒的片狀礦物（云母、泥綠石、滑石）或柱狀礦物（角閃石、陽起石）受力后，平行排列而成。特點：沿平面較易劈開，劈面光澤很強。如云母片巖。云母片巖(4)片麻構(gòu)造

由顯晶鱗片狀變晶礦物（黑云母、絹云母、綠泥石）、柱狀礦物（角閃石）和粒狀礦物（長石、石英）相應定向排列，形成不同顏色、不同寬度的條帶（黑白條帶相間排列）。特點：沿平面難劈開，劈面不整齊。如片麻巖變質(zhì)巖片麻巖（5）條帶狀構(gòu)造

巖石中長石、石英等淺色粒狀礦物與暗色礦物分別集中成或?qū)捇蛘臈l帶，這些寬窄不同的條帶成不均勻地相間排列?；旌蠋r常常具有這種構(gòu)造（右上圖）注：某些變質(zhì)巖可能具有雙重結(jié)構(gòu)和構(gòu)造變質(zhì)巖3.變余構(gòu)造：變質(zhì)巖中保留下來的原巖構(gòu)造，如變余氣孔構(gòu)造、變余層理構(gòu)造、變余泥裂構(gòu)