第一章沉积岩的形成过程ppt课件.ppt
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1、第一节 沉积岩的物质来源 第二节 沉积物的搬运与沉积作用 第三节 沉积分异作用 第四节 沉积成岩作用 第五节 沉积岩的分类,第一章 沉积岩的形成过程,形成沉积岩的物质基础沉积物的四种来源 一、陆源物质母岩风化的产物 二、生物源物质生物残骸和有机物质 三、深源物质火山碎屑和深部卤水 四、宇宙源物质陨石 其中,母岩风化的产物是沉积物最主要的物质来源;生物物质具有指示沉积环境的作用;深源物质量很少,但能指示火山活动和深部构造活动事件;宇宙源物质用来研究天体演化和地壳沉积物沉积速率、沉积间断等具有重要意义,第一节 沉积物质的来源,风化作用的概念、方式和产物 1、风化作用的概念: 地壳表层岩石(母岩)在
2、大气、水、生物、冰川等地质营力的作用下,使得岩石松散、破碎、分解的地质作用。其产物为各种岩石碎屑、矿物碎屑、生物碎屑和溶解物质。,风化作用的概念、方式和产物 2、风化作用方式:物理风化、化学风化、生物风化 1)物理风化:主要发生机械破碎,而化学成分不改变的风化作用。 2)化学风化: 在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下,母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化,使其分解而产生新矿物的过程。 3)生物风化:生物对岩石的破坏方式既有机械作用,又有化学作用和生物化学作用;,差异膨胀引起的物理风化作用,冰劈作用,1)物理风化:,3)生物风化:,2、各种造岩矿物在风化过程中的稳定性及其风化 产物 石 英 抗风化
3、 稳定性极高 主要机械破碎 碎屑石英 钾长石 先析出钾 其次是硅 最后是铝 水白云母(量变) 高岭石 蛋白石 铝土矿(质变) 斜长石 除(钙、钠、硅 )从矿物中带走外,形成沸石、绿帘 石、 黝帘石、蒙脱石、蛋白石、方解石等 白云母 白云母碎屑 先析出钾和加入水 水白云母 高岭石 黑云母 钾、镁先析出同时加水蛭石 、绿泥石、褐铁矿等 橄榄石、辉石、角闪石等铁镁硅酸盐矿物,铁、镁、钙先析出 , 之后硅部分或全部析出,大部分元素呈溶液状态流失, 部分形成褐铁矿、蛋白石等,2、各种造岩矿物在风化过程中的稳定性及其风化 产物 各种粘土矿物(如高岭石、蒙脱石、水云母等)在风化带中相当稳定。 各种碳酸盐矿物
4、如方解石、白云石等,风化稳定性甚小,极易溶于水并顺水转移。 各种硫酸盐矿物(如石膏、硬石膏)、硫化物矿物(如黄铁矿)、卤化物矿物(如石盐)等,风化稳定性最低,最易溶于水,呈溶液状态流失走。 重矿物(heavy mineral):风化稳定性的差别很大,如锆石、金红石、电气石等较稳定,为沉积岩中常见的稳定重矿物。,3、各种岩石的风化及其产物 岩石是矿物的集合体,因此岩石的风化及其产物主要由组成它的矿物的风化情况决定的。,科罗拉多州密西西比纪鲍尔德附近花岗闪长岩体风化剖面,中性和碱性侵入岩的风化情况与花岗质岩石相似。 基性和超基性侵入岩主要由较易风化的橄榄石、辉石、基性斜长石组成,远较花岗质岩石易风
5、化。 火山岩及火山碎屑岩由于含有相当的甚至大量的玻璃质或火山灰,故其风化速度大都相当快。 沉积岩的风化情况比较简单,以蒸发岩(主要由卤化物及硫酸盐矿物组成)最易溶解、最易风化;碳酸盐岩次之;粘土岩、石英砂岩、硅岩等最难风化。,4、风化作用的产物:,4、风化作用的产物: a 碎屑物质:母岩机械破碎的产物,主要指矿物碎屑和岩石碎屑 b 不溶残积物:母岩分解过程新生成的不溶物质,如粘土和氧化 物等 c 溶解物质:以溶解状态被带走的成分。 碎屑物质是构成陆源碎屑岩的主要成分 溶解物质是构成内源沉积岩的主要物质成分,5、风化壳(Weathering crust) 定义:由风化残余物质组成的地表岩石的表层
6、部分,或者说已经风化了的地表岩石的表层部分。,6、沉积物的其它来源Other sources of sediments 生物成因的沉积物:生物遗体,一部分为无机成分为主的生物残骸,另一部分为有机生物残体,即动植物的软体(有机质)。 深部来源的沉积物:由火山爆发作用带到地表或水下的火山碎屑物,沿深断裂流出地表或注入地下的热卤水、温泉、热气液等。 宇宙来源的沉积物:从宇宙空间落到地球上的陨石及其尘埃。,第二节 沉积物的搬运与沉积作用,沉积物发生的搬运和沉积的地质营力:主要是流动水和风为主,其次是冰川、重力和生物。由于沉积物性质的差异,常见的搬运方式有: 一、机械搬运和沉积 二、化学搬运和沉积 三、
7、生物搬运和沉积,搬运对象:陆源碎屑颗粒 搬运介质:牵引流(Traction current): 符合牛顿流体定律的流体。其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动,如河流、风流和波浪流等。 重力流(gravity flow): 在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。 浊流(turbidites flow) 泥石流 (debris flow)、 颗粒流(grain flow)、 液化沉积物流(fluidized sediment flow),,一 机械搬运和沉积,1、流水的机械搬运和沉积作用 搬运方式:推移搬运(或滚动搬运)推移载荷 悬浮搬运悬浮载荷 跳跃搬运介于上述二者之间 机械
8、搬运和沉积作用:流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬 运走所需要的流速叫做开始搬运流速,开始搬运流速要大于继 续搬运业已处于搬运状态的碎屑物质所需的流速,即继续搬运 流速。一般来说,开始搬运流速要大于继续搬运流速。,一、机械搬运和沉积,碎屑物质在流水中的侵蚀、搬运、沉积与流速的关系 (尤尔斯特 隆图解),碎屑物质在流水中的搬运与沉积,流速和颗粒大小之间的关系最为关键。 1) 颗粒开始搬运的水流速度要比继续搬运所需的流速大,这是因为始动流速不仅要克服颗粒本身的重力,还要克服颗粒间的吸附力才能发生移动。 2)0.05-2mm的颗糙所需的始动流速最小,而且始动流速与沉积临界流速相差也不大。这说明砂粒质
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