沉积岩概念总结参考资料Word下载.docx

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B）是通过生物的生命活动制造沉积岩的原始产物（如：

粪粒、生物打洞产生的团粒等及生物粘液）；

C）生物活动（细菌）改变沉积和成岩介质的水化学条件。

从而促使某些化学物质的沉淀和自生矿物的形成。

第二节：

沉积岩的原始物质及来源

沉积岩原始物质是多来源的，主要有４种：

１,母岩的风化产物（碎屑物质、化学物质和不溶残积物），

母岩:

可以是任何早先形成的岩石（岩浆岩、变质岩和沉积岩）。

它为沉积岩提供原始物质。

母源区：

位于侵蚀基准面之上，被风化和剥蚀并提供沉积物质的地区。

又称物源区或剥蚀区。

在母岩区，母岩通过物理或化学风化作用进行机械破碎和化学分解、形成各种风化产物。

1）,物理风化作用

在表生条件下，由温度的变化、水的作用、冰的作用、风的作用、生物作用以及晶体生长等所产生的母岩的机械破碎。

物理风化的产物：

大小不等的碎屑物质，常见有岩石碎块（岩屑）、石英、等及各种重矿物（锆石、磷灰石、金红石、电气石等），它们是母岩的缩影或矿物继承物。

2）母岩的化学风化作用:

化学风化过程：

指在水、氧、二氧化碳、细菌等因素的作用下，母岩所产生的化学分解。

例如：

长石化学风化至水云母水分子和氢氧根加入，至高岭石钾及其他粒子分离进入真溶液，最后风化为蛋白石和铝土矿可进入胶体溶液。

母岩化学风化作用的产物：

1）真溶液（离子）和胶体溶液（化合物的胶体颗粒）以化学物质（溶解产物）形式，通过水流搬运到沉积区。

在沉积和成岩过程中，再通过化学和生物化学作用，形成沉积岩的自生矿物。

2）不溶残余物质，其中以粘土矿物为主，故又称粘土物质。

通常以悬浮物的形式搬运到沉积区。

母岩风化提供的原始沉积物质有三种：

a,碎屑物质（不同成分的砾石、砂粒和粉砂粒）――物理风化而形成

b,化学物质（是产生自生矿物的主要物质来源）――化学风化而形成

c,粘土物质（不溶残积物）――化学风化而形成

２,火山物质，

1）,火山集块和火山角砾（＞２mm），直接降落到沉积盆地或降落后通过短距离的搬运再沉积到沉积盆地中。

2）,细的火山碎屑（<

２mm），火山凝灰物质，包括火山玻屑和晶屑。

3）,火山灰，火山喷发后可能在空中漂浮很远。

３,有机物质及生物壳体，

中生物所提供的原始物质的数量仅次于母岩风化产物，特别是在碳酸盐岩、硅质岩和可燃有机岩中最为丰富。

４,宇宙物质等

在沉积岩中所占比例虽少，但十分有意义，它是地质时期星际事件的记载，常见有：

陨石球粒体、宇宙尘。

第三节：

沉积物的搬运和沉积过程

源区产生的原始物质通过水、空气、冰等介质的搬运，可能会有两种结果：

a,在一定的沉积环境中沉积下来被埋藏的越来越深，最后变为成层的岩石；

b,在沉积不久后，被更强烈自然营力或由自身的重力作用再搬运到它处沉积下来。

因此，在许多环境中，沉积物的搬运和沉积过程难以截然划分。

最典型的实例是河流环境和滨海环境，河流中的水流和海边的破浪与潮汐能量变化万千，沉积物再搬运的过程经常发生。

这就是我们把搬运和沉积过程放在一起讲的原因。

根据搬运、沉积的介质和动力过程的不同，可分为６种搬运和沉积过程（作用）：

1，牵引流的搬运和沉积过程.

2，重力流的搬运和沉积过程.

3，风的搬运和沉积过程.

4，冰（冰川和浮冰）的搬运和沉积过程.

5，化学搬运和沉积过程.

6，生物沉积过程.

1,牵引流的搬运和沉积过程（p165）

牵引流：

是指低粘度、低密度的水流，如一般的河流、海洋沿岸流、潮汐流等。

其中所含悬浮状固态颗粒不多，因而其物理沉积作用在很大程度上取决于它对底载荷的牵引。

（1）,牵引流（Tractivecurrent）搬运

以搬运介质（水和气流）的流动能量驱动沉积物运动的方式，称作牵引流搬运。

牵引流的能量大于沉积物被启动的能量，沉积物被搬运；

当能量不能维持沉积物继续运动，则沉积下来。

所以在牵引流载体中既有搬运过程又有沉积过程。

（2）,牵引流搬运的对象：

主要是不同大小的碎屑物质，包括巨砾、砾石、粗中细和极细砂粒、粉砂以及粘土物质。

（3）,影响牵引流搬运的因素

影响牵引流搬运能力的因素分3个方面：

1）流体自身的密度、粘度、流速、水深等，其中流体的密度和流速是主导，因为牛顿流体质量（密度）乘以流速的平方决定了流体的动能大小。

2）被搬运颗粒的大小、比重（密度）、形态以及颗粒迎流面与流向的夹角等，颗粒的比重乘体积再乘摩擦系数为静止颗粒被启动所需要的牵引力。

3）流体搬运空间的底床形态和摩擦系数，如：

平滑的底床、凹凸不平的底床和松软的底床摩擦系数各不相同。

（4）牵引流的流动方式和佛劳德数公式

a,层流：

流线平行、水流平稳的水流称层流。

它的总牵引力主要表现为平行流向的力；

由于底部层流受底床摩擦力的影响，流速相对较小，上部层流速度相对较大.

b,紊流：

水流湍急、流线紊乱、充满了漩涡的急湍流动的流体，

紊流流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此互相掺混。

（5）牵引流的流态（Flowregime）

牵引流在流动过程的内在能量和流体力学状态可称为流态。

它与牵引流总牵引力（水动力）密切相关。

其大小可常用一个状态函数来衡量.

佛罗德数是表示惯性力与重力之间关系的一个数值。

V：

为水流流速，　g：

为重力加速度D：

为水深。

Fr被称为佛罗德数，Fr愈大，水动力也愈大。

d,牵引流的流态分类

按Fr的大小可将水流分为三种流动状态：

Fr＜1时，为低流态（缓流），大致相当于河流下游（水深流缓）的状态；

Fr＞1时,为高流态（急流），大致相当于河流上游（水浅流急）的状态；

Fr=1时，为临界流态。

（5）,牵引流的搬运方式

三种搬运方式，

１）悬浮搬运：

较小、较轻或片状颗粒：

细碎屑物（粉砂）和粘土物质被启动浮在水中很难下沉的状态称悬浮液，震中搬运方式为悬浮搬运。

如：

黄河水悬浮搬运量最大。

２）跳动（跃）搬运:

较大、较重或粒状颗粒：

在牵引流底部的碎屑颗粒，时浮时落的运动方式，为跳跃搬运。

３）滚（挪）动搬运:

更大、更重的颗粒：

在牵引流流动过程中，底部碎屑颗粒的迎流面承受水流的推动力，当这种推动力大到足以克服有颗粒重量与底摩擦系数决定的摩擦力时，颗粒就会沿底部以滚动或挪动的方式被搬运，通常称为滚动搬运。

（6）,牵引流的分选作用（p167）

分选性：

碎屑颗粒大小均匀程度。

产生分选性的原理：

不同的流速的水流搬运不同大小范围的碎屑颗粒，当其流速减小或水深加大到一定程度时，就或有一定大小范围的碎屑颗粒沉积下来，这就是牵引流沉积的分选作用。

在离母岩区不远的山前地带，分选作用最弱，河流下游的分选要强于上游，海湖浅水环境的分选要强于河流，也强于较深水的泻湖，而潮汐海滩的分选几乎总是最强的。

影响碎屑磨圆度和细粒化程度的因素

a,搬运距离及搬运的强度：

搬运距离越长磨损越厉害，但更重要的是水流能量和搬运的强度，如：

海滩环境下波浪往返冲洗颗粒被磨损十分厉害，所以海滩砂圆度和分选性最好。

搬运方式为滚（挪）动或跳跃搬运，磨蚀相对较强，悬浮搬运模式相对较弱；

b,颗粒自身形态和物理性质：

抗磨强度由高到低的排列顺序大体是石英、电气石、十字石、尖晶石、石榴石、长石、绿帘石、锆石、角闪石、磁铁矿、磷灰石、方解石。

（7）牵引流的沉积构筑方式和加积类型

几乎在任何牵引流为主的沉积环境中，都会产生沉积作用，但在不同水动力环境中沉积物沉积构筑的方式不同，因而产生了不同的沉积构造类型。

a,高流态：

Fr＞1（如河流上游，水浅流急）状态情况下，边界层粒度较粗，大多会沿底面快速滚（挪）动，纹层将呈平行流向的平面状叠置形成平行层理。

b,低流态：

Fr<

1（如河流下游，水深流缓）情况下，沉积底面会逐渐出现不对称的丘垅，其迎水面较缓，背水面较陡。

迎水面颗粒被水流搬运到丘顶后会沿背水面滚落而沉积一个纹层。

随着时间的推移，丘垅就慢慢向前移动就成了交错层理中的一个层系。

c,水浅流速很小，沉积底面也是平坦的，纹层也呈平面状叠置，但这时底载荷粒度也相应变得很细，形成水平层理的粉砂岩－粉砂质泥岩。

d,当环境水体长期安静少动的状态才可能由泥级悬浮载的极缓慢沉降构筑出没有纹层的块状沉积物。

（1）,重力流定义

又称密度流，是一种沉积物和水混合而形成的高密度、高黏度的、涌浪式流动的非牛顿流体。

它与牵引流的区别在于沉积物自生与水混合在一块整体流动，在重力流的搬运和沉积过程中，沉积物运动是主动的；

而在牵引流搬运和沉积过程中，沉积物是被动地运动。

重力流与牵引流的区别：

重力流

高密度、高黏度、涌浪式流动的非牛顿流体.

沉积物与水混合在一块整体流动，

在搬运和沉积过程中，沉积物运动是主动的.

牵引流

低粘度、低密度的牛顿流体,

以搬运介质（水和气流）的流动能量驱动沉积物运动.

在搬运和沉积过程中，沉积物运动是被动的.

（2）,重力流分类

重力流可在水上发生，也可进入水底形成水下重力流。

MiddeletonandHampoto,1973）根据重力流的支撑类型和流动状态将水下重力流分为四种类型：

a,碎屑流（Debrisflow）（泥石流）

b,颗粒流（Grainflow）

c,液化流（liquefiedflow）

d,浊流（Turbiditycurrent）

a.泥石流（Debrisflow

定义：

大小不等的碎屑物与粘土物质和水混合而形成的高黏度、高密度重力流。

支撑机制：

流体靠其中的基质支撑，泥石流产生的条件是具备一个大于５度的斜坡。

沉积产物：

水上泥石流沉积形成冲积扇的主体沉积物（扇砾岩、砾质泥岩），进入牵湖或浅海形成扇三角洲，在深海大陆斜坡下形成深海扇.

沉积物特点：

泥质砾岩、含砾泥岩，分选型，磨圆差、泥、石混杂沉积。

b,颗粒流

靠自身重力重力沿斜坡运动的流砂。

颗粒之间碰撞产生排斥力，自然界较少见。

块状或递变层理砂岩

c,液化流（liquefiedflow）

富含水的砂质或砂泥质沉积物，在上覆压力或突发外力（地震、海啸等）激发下，内部流体运动产生超空隙压力，导致沉积物液化变成重力流，然后沿斜坡流动形成液化流。

内部水沸腾产生的空隙压力。

形成薄－中层砂岩，具泄水沟造（泥质充填的泄水管和合叠状构造）。

d,浊流（Turbiditycurrent）

浊流是在水下斜坡上产生的，含大量自悬浮颗粒（泥砂）和水分、以紊乱状态流动的重力