外力地质作用与沉积岩.pptx

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1、外力地质作用与沉积岩 外力地质作用外力地质作用 沉积岩的特征沉积岩的特征 常见沉积岩常见沉积岩地球的外圈：地球的外圈：大气圈、水圈大气圈、水圈 和生物圈和生物圈。第一节第一节 外力地质作用外力地质作用外力地质作用的定义外力地质作用的定义:大气、水和生物在太阳大气、水和生物在太阳辐射能、重力辐射能、重力能和日月引力能的影能和日月引力能的影响下产生的动力，对响下产生的动力，对 地表所进行的各种作用。地表所进行的各种作用。能量来源：能量来源：地球外部地球外部作用范围：作用范围：地表地表结果：结果：减小地表起伏、夷平高差。减小地表起伏、夷平高差。地表是外力地质作用的主要场地表是外力地质作用的主要场所所

2、 1 1、大气、大气氧气：氧气：氧化作用；生氧化作用；生命存在。命存在。风：风：热和水气传送热和水气传送；形成沙漠；形成沙漠；波浪和洋流。波浪和洋流。二氧化碳：二氧化碳：植物体；温室效应；岩石风化。植物体；温室效应；岩石风化。一、引起外力地质作用的因素一、引起外力地质作用的因素2 2、水、水7化学物质：化学物质：形成碳酸盐岩和盐类矿产。形成碳酸盐岩和盐类矿产。搬运介质：搬运介质：河流、湖泊、海洋。河流、湖泊、海洋。生命存在：生命存在：生命的摇篮，影响地表生物生命的摇篮，影响地表生物界分布。界分布。8生物圈：生物圈：广泛分布于大陆和海洋。广泛分布于大陆和海洋。沉积矿产：沉积矿产：形成煤炭、石油、

3、天然气。形成煤炭、石油、天然气。溶解和沉积：溶解和沉积：生物活动改变介质的化学生物活动改变介质的化学性质。性质。气候：气候：植物的光合作用消耗二植物的光合作用消耗二氧化碳。氧化碳。3 3、生物、生物9生生 物煤和石油物煤和石油油油煤煤石石10能量来源：能量来源：地球外部地球外部。太阳辐射能：太阳辐射能：大气循环、水的运动及生命大气循环、水的运动及生命活动的动力来源。活动的动力来源。重力能：重力能：如流水、冰川等；如流水、冰川等；日月引力能：日月引力能：潮汐现象潮汐现象。二、引起外力地质作用的能二、引起外力地质作用的能源源111 1、风化作用、风化作用2 2、剥蚀作用、剥蚀作用 3 3、搬运作用

4、、搬运作用 4 4、沉积作用、沉积作用 5 5、成岩作用、成岩作用三、外力地质作用类型三、外力地质作用类型12暴露在地表的大部分岩石，暴露在地表的大部分岩石，由由于处在与于处在与其形成时不同的物理化学条件，其形成时不同的物理化学条件，在富在富含氧、含氧、二氧化碳和水环境中，整块岩石二氧化碳和水环境中，整块岩石在原地在原地发生发生 破碎，破碎，或其成分发生变化，最终使坚硬岩石或其成分发生变化，最终使坚硬岩石变成松散的碎屑和土壤。变成松散的碎屑和土壤。1、风、风 化化 作作 用用13岩石在流水、冰川、风、波浪和海岩石在流水、冰川、风、波浪和海 流等外动力作用下，松散的岩石碎屑从流等外动力作用下，松

5、散的岩石碎屑从 高处向低处移动的作用过程。包括岩石高处向低处移动的作用过程。包括岩石 转变为疏松状态的风化过程和把风化破转变为疏松状态的风化过程和把风化破 碎物移去的搬运过程。碎物移去的搬运过程。剥蚀作用的剥蚀作用的结果结果：是消除凸地。按外：是消除凸地。按外 营力的性质可分为水蚀、冰营力的性质可分为水蚀、冰蚀、浪蚀、蚀、浪蚀、2、剥、剥 蚀蚀 作作 用用风蚀、潜蚀等。风蚀、潜蚀等。14风化产物：风化产物：碎屑物质、粘土物质与溶碎屑物质、粘土物质与溶解物质。解物质。搬运营力：搬运营力：流水、风、流水、风、冰川、重力等。冰川、重力等。搬运方式：搬运方式：决定于风化产物性质。碎屑物质、决定于风化产

6、物性质。碎屑物质、粘粘土物质以机械方式搬土物质以机械方式搬运；溶解物质以胶体溶液和真运；溶解物质以胶体溶液和真3、搬、搬 运运 作作 用用溶液化学方溶液化学方 式搬运。式搬运。15搬搬 运运 介介 质质水水 和和 风风16碎屑物质碎屑物质在搬运过程中在搬运过程中由于流速减小由于流速减小和重力作用，和重力作用，颗粒就会发生颗粒就会发生沉积。沉积。沉积因素：沉积因素：颗粒形状、比颗粒形状、比重、含沙量，重、含沙量，等。等。4、沉沉 积积 作作 用用17“黄金黄金”海岸海岸 河中的砾石河中的砾石机械沉积作用机械沉积作用18Al2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2 难溶难溶于水，于水，以胶体溶液方式

7、搬运；以胶体溶液方式搬运；Ca、Mg、Na、K 等元素的氯化物与硫等元素的氯化物与硫酸盐，呈真溶液搬运。酸盐，呈真溶液搬运。沉积与否主要决定于溶解度，溶解度沉积与否主要决定于溶解度，溶解度小小的物质先沉淀。还受介质、的物质先沉淀。还受介质、pH值、值、Eh值值、温度、压力及生物作用等因素影响。温度、压力及生物作用等因素影响。化学沉积作用化学沉积作用19岩盐岩盐(Halite)-SearlesLake,California,USA化学沉积作用化学沉积作用硬石膏硬石膏(Anhydrite)20生物沉积作用生物沉积作用21胶结作用（只发生在碎屑沉积物中）胶结作用（只发生在碎屑沉积物中）5、成岩作用、

8、成岩作用重结晶作用重结晶作用新矿物生长新矿物生长压实（固）作用压实（固）作用 松散沉积物松散沉积物 上覆水体和沉积物压力作用下，沉积物上覆水体和沉积物压力作用下，沉积物不断排出水分、体积缩小不断排出水分、体积缩小、孔隙度降低。、孔隙度降低。压压 实实 作作 用用(Compaction)23经压实作用沉积物中仍存在少量孔隙经压实作用沉积物中仍存在少量孔隙，孔隙溶液中沉淀的矿物质孔隙溶液中沉淀的矿物质(胶结胶结物物)将松散沉积将松散沉积物粘结成坚硬岩石。物粘结成坚硬岩石。胶胶 结结 作作 用用(Cementation)24胶胶 结结 作作 用用(Cementation)25胶结物成分：硅质胶结物成

9、分：硅质(SiO2)；铁质；铁质(Fe2O3)；钙；钙质质(CaCO3)；泥质；泥质(粘土矿物粘土矿物)，等。，等。胶结物成分及胶结类型胶结物成分及胶结类型26基底式胶结：基底式胶结：被胶结颗粒彼此相距较远被胶结颗粒彼此相距较远，互不接触而，互不接触而“漂浮漂浮”在胶结物在胶结物背景中。背景中。孔隙式胶结孔隙式胶结沉积物为颗粒支撑，胶结物分布在粒间孔内，。沉积物为颗粒支撑，胶结物分布在粒间孔内，。接触式胶结接触式胶结（新月型胶结）（新月型胶结）触点附近，粒间孔内部仍是未被充填的孔隙触点附近，粒间孔内部仍是未被充填的孔隙。D 27沉积物也为颗粒支撑，沉积物也为颗粒支撑，但胶结物只分布在颗但胶结物

10、只分布在颗粒之间的接粒之间的接胶结类型胶结类型矿物组分以溶解再沉淀或固体扩散方矿物组分以溶解再沉淀或固体扩散方式，式，使细小晶体集结成粗大晶粒的过程。使细小晶体集结成粗大晶粒的过程。重结晶作用重结晶作用(Recrystallization)28第二节第二节 沉积岩的特征沉积岩的特征沉积岩，沉积岩，又称为水又称为水成岩。是在成岩。是在地表不太深的地方，将其他岩地表不太深的地方，将其他岩石的石的 风化产物和一些火山风化产物和一些火山喷发物，经过喷发物，经过 压密固结、脱水、胶压密固结、脱水、胶结及重结晶作结及重结晶作 用形成的岩石。在地表，有用形成的岩石。在地表，有75%的的 岩石是沉积岩，但整岩

11、石是沉积岩，但整个岩石圈，沉个岩石圈，沉积岩只占积岩只占 5%。定义定义30（一）化（一）化学成学成分分（二（二）矿物成）矿物成分分一、沉积岩的成分一、沉积岩的成分31沉积岩的矿物成分有沉积岩的矿物成分有160160多种，但最常见的不多种，但最常见的不 过一、二十种，其中包过一、二十种，其中包括：括：.1.1.碎屑矿物碎屑矿物：石英、长石、白云母等原生矿物石英、长石、白云母等原生矿物.2.2.粘土矿物：粘土矿物：高岭石、蒙脱石次生矿物。高岭石、蒙脱石次生矿物。.3.3.化学和生物成因矿物化学和生物成因矿物 方解石、白云石、铁锰方解石、白云石、铁锰氧化物（各种铁矿等）、石膏、磷酸氧化物（各种铁矿

12、等）、石膏、磷酸盐矿物等盐矿物等 或经生物作用形成的或经生物作用形成的矿物）。矿物）。（从溶液或胶体溶液中沉淀出来的（从溶液或胶体溶液中沉淀出来的 （二）矿物成分（二）矿物成分沉积岩的结构是指沉积岩沉积岩的结构是指沉积岩组成物质的形状、组成物质的形状、大小和结晶程度。它又可分为大小和结晶程度。它又可分为碎屑结构、碎屑结构、泥质结构、泥质结构、结晶结构、结晶结构、生物结构生物结构这些结构是把沉积岩划分为这些结构是把沉积岩划分为碎屑岩类、粘土碎屑岩类、粘土岩类、化学和生物化学岩类的重要依据。岩类、化学和生物化学岩类的重要依据。二、二、沉积岩的结构沉积岩的结构岩石中有岩石中有50%以上以上 的碎屑颗

13、粒被胶结的碎屑颗粒被胶结 物所胶结，是沉积物所胶结，是沉积 岩特有的结构岩特有的结构粉砂质结构粉砂质结构 碎屑粒径碎屑粒径0.0050.05mm由粒径由粒径2mm。碎屑粒径碎屑粒径0.25-0.5mm由生物遗体或碎片所组成，如贝壳由生物遗体或碎片所组成，如贝壳 结构、珊瑚结构等。结构、珊瑚结构等。由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。细砂结构细砂结构 碎屑粒碎屑粒径径0.05-0.25mm结晶结构-生物结构-砾状结构砾状结构粗砂结构粗砂结构 中砂结构中砂结构沉积岩的结构沉积岩的结构碎屑粒径碎屑粒径0.5-2mm。碎屑结构泥质结构3637结晶状结构结晶状结构碎屑

14、结构碎屑结构 泥质结构泥质结构生物结构生物结构胶结成分为铁的氧化物及氢胶结成分为铁的氧化物及氢氧氧 化物。颜色深，呈红色，化物。颜色深，呈红色，强度强度 仅次于硅质胶结。仅次于硅质胶结。胶结成分为碳酸钙一类的物胶结成分为碳酸钙一类的物质。质。颜色浅，颜色浅，强度低，具可溶性。强度低，具可溶性。胶结成分为粘土。胶结松散，胶结成分为粘土。胶结松散，强度低，强度低，易湿软、风易湿软、风化。化。胶结成分为石英及其他二氧化硅，胶结成分为石英及其他二氧化硅，颜色浅，颜色浅，强度高。强度高。硅质硅质铁质铁质钙质钙质泥质泥质碎碎屑屑结结构构的的胶胶结结物物沉积岩在沉积过程中，或在沉积岩形成后的沉积岩在沉积过程

15、中，或在沉积岩形成后的各种作用影响下，各种作用影响下，使其各种物质成分形成特有使其各种物质成分形成特有 的空间分布和排列方式，称为沉积岩的构造。的空间分布和排列方式，称为沉积岩的构造。它不仅构成沉积岩的重要宏观特征，而且还它不仅构成沉积岩的重要宏观特征，而且还三、沉积岩的构造三、沉积岩的构造可据以恢复沉积岩的形成环境。可据以恢复沉积岩的形成环境。沉积岩在沉积过程中，沉积岩在沉积过程中，由于气候、季节等周由于气候、季节等周期性变化，必然引起搬运介质如水的流向期性变化，必然引起搬运介质如水的流向、水量、水量 的大小等变化，从而使搬运物质的数量的大小等变化，从而使搬运物质的数量、成分、成分、颗粒大小

16、、有机质成分的多少等也发生变化，甚颗粒大小、有机质成分的多少等也发生变化，甚 至出现一定时间的沉积间断，这样就会使沉积物至出现一定时间的沉积间断，这样就会使沉积物在垂直方向由于成分、颜色、结构的不同，而形在垂直方向由于成分、颜色、结构的不同，而形成层状构造，总称为成层状构造，总称为层理构造。层理构造。（一）层理构（一）层理构造造层与层层与层的差异，是由于的差异，是由于不同时期不同时期沉积作用沉积作用 的，的，环境及性质的环境及性质的变化变化而而造成的，造成的，每一层为同每一层为同 时、同沉积条件下形成的，所以表现为时、同沉积条件下形成的，所以表现为层内的层内的 均一性均一性，而层间由于条件变化

17、，表现为，而层间由于条件变化，表现为层间差层间差概念概念指由沉积物指由沉积物的的颗粒形状、大小、成颗粒形状、大小、成分、颜色分、颜色等等沿垂向的变化沿垂向的变化而显示出来的而显示出来的成层成层现现 象。象。异性异性。交错层理交错层理水平层理水平层理层 理 类 型层 理 类 型波状形态对称或不对称，规则或不规则波状形态对称或不对称，规则或不规则，连续或断续这种层理主要是在连续或断续这种层理主要是在较浅的湖泊、海较浅的湖泊、海 湾、泻湖等处由于波浪的振荡作用形成湾、泻湖等处由于波浪的振荡作用形成的的。单。单 向水流对于河漫滩沉积也可形成不对称波状层向水流对于河漫滩沉积也可形成不对称波状层 理。理。

18、波状层理波状层理如果层内的微细层理呈直线或曲线形如果层内的微细层理呈直线或曲线形状，状，并与层面斜交，则称斜层理。若各微细并与层面斜交，则称斜层理。若各微细层理均层理均 向同一方向倾斜，可称向同一方向倾斜，可称单向斜层理单向斜层理（或简称斜（或简称斜 层理层理），），这种层理主要由河流形成。在河床上这种层理主要由河流形成。在河床上 常常形成垂直于流水方向的常常形成垂直于流水方向的砂垅，砂垅，在河流搬运在河流搬运 过程中砂垅逐渐向前移动，形成了斜层理。过程中砂垅逐渐向前移动，形成了斜层理。斜层理斜层理有时斜层理的倾斜方向互不一致有时斜层理的倾斜方向互不一致，可称交可称交错层理。在滨海浅海地带，错

19、层理。在滨海浅海地带，由于海水运动方向由于海水运动方向 反复不定，或在风成堆积中由于风反复不定，或在风成堆积中由于风向多变，向多变，都都 可形成交错层理。可形成交错层理。交错层理交错层理在沉积岩层面上常保留有在沉积岩层面上常保留有自然作用产生的一自然作用产生的一些痕迹些痕迹，它不仅标志着岩层的某些特性，而更，它不仅标志着岩层的某些特性，而更 重要的是记录下来岩层沉积时的地理环境。重要的是记录下来岩层沉积时的地理环境。（二）（二）层面层面构构造造1.1.波痕波痕 在现代河床、湖滨、海滩以及干旱在现代河床、湖滨、海滩以及干旱地区的沙地区的沙丘表面上，常形成一种由流水丘表面上，常形成一种由流水、波浪

20、、潮汐、风力作用产生、波浪、潮汐、风力作用产生的波浪状构造，称为波痕。这种构造也常保的波浪状构造，称为波痕。这种构造也常保留在沉积岩层的留在沉积岩层的层面上。波痕经常保存在砂岩层面上。波痕经常保存在砂岩中，但在泥灰岩、薄层灰岩中中，但在泥灰岩、薄层灰岩中层面构造层面构造亦可见到。亦可见到。2.2.干裂干裂 出现河滩、湖滨、海边等泥质沉积物上，出现河滩、湖滨、海边等泥质沉积物上，常可见到多角形的裂纹，常可见到多角形的裂纹，称为干裂，又称泥裂。称为干裂，又称泥裂。层面构造层面构造泥泥 裂裂层面构造层面构造泥泥 裂裂3.3.雨痕雨痕 雨点降落在雨点降落在未固结的泥、砂未固结的泥、砂 质沉积物的表面，

21、可形成圆形或椭圆形凹质沉积物的表面，可形成圆形或椭圆形凹 坑，坑，直径直径23mm23mm（有时可达有时可达15mm15mm），），深约深约 1212mmmm，边缘稍高。这种构造有时可以保，边缘稍高。这种构造有时可以保 留在沉积岩的层面上。留在沉积岩的层面上。4.4.生物痕迹生物痕迹 指动物在未固结的沉积指动物在未固结的沉积 物表面活动时所留下的足痕（脚印）、爬物表面活动时所留下的足痕（脚印）、爬 痕、虫孔等，后被沉积物覆盖而保留在岩痕、虫孔等，后被沉积物覆盖而保留在岩层中。常见的有恐龙足痕、动层中。常见的有恐龙足痕、动物爬痕、虫物爬痕、虫孔等。孔等。层面构造层面构造雨雨 痕痕虫虫迹迹层面构造

22、层面构造层面鱼化石层面鱼化石 层面构造层面构造层面构造层面构造鸟足迹鸟足迹 层面构造层面构造恐龙脚印恐龙脚印砾岩和角砾岩砾岩和角砾岩62砂砂 岩岩63粉粉 砂砂 岩岩64泥泥 岩岩65石石 灰灰 岩岩66白白 云云 岩岩67三个问题：外力地质作用；三个问题：外力地质作用；沉积岩特沉积岩特征及征及沉积岩类型。沉积岩类型。能量来源：太阳能、重力和日月引力能量来源：太阳能、重力和日月引力;范围范围:大气圈、水圈和生物大气圈、水圈和生物圈；圈；趋势：剥蚀夷平；趋势：剥蚀夷平；搬运介质：风、水和冰川；搬运介质：风、水和冰川；D 68作用类型：风化、剥作用类型：风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩；蚀、搬运、沉积和成岩；小小 结结沉积方式：机械、化学和生物；沉积方式：机械、化学和生物；矿物特征：浅色矿物为主；矿物特征：浅色矿物为主；碎屑结构：砾、砂、粉砂和泥碎屑结构：砾、砂、粉砂和泥质；质；碳酸盐岩结构：颗粒、微晶、重结晶、碳酸盐岩结构：颗粒、微晶、重结晶、生物结构；生物结构；沉积构造：层理、层面；化学成因及生沉积构造：层理、层面；化学成因及生物成因构造。物成因构造。小小 结结69