沉积岩石学绪论.ppt

第二篇沉积岩石学SedimentaryPetrology,一、沉积岩（sedimentaryrock）1.基本概念沉积岩是组成岩石圈的三大类岩浆岩、变质岩、沉积岩岩石之一。它是在地壳表层或地表不太深的地方，在常温常压条件下，由母岩（岩浆岩、变质岩、先成的沉积岩）的风化产物、生物来源的物质、火山物质、宇宙物质等原始物质，经过搬运作用、沉积作用以及成岩作用所形成的一类岩石。,形成部位地壳表层或地表不太深的地方大气圈的下部、岩石圈的上部、水圈和生物圈的全部称为沉积圈,􀂋地壳表层特征温度“常温”，-70℃（北极圈维尔霍扬斯克）～85℃（非洲中部）压力“常压”，120atm，海平面至200m深的浅海底。水和大气的作用水和大气是母岩风化的主要营力，也是母岩风化产物以及火山物质等搬运和沉积的主要介质；绝大多数的沉积岩都是在水体中沉积的。生物作用和生物化学作用沉积岩形成的重要影响因素，有的沉积岩是由生物遗体组成的生物岩，如生物礁，石灰岩和煤等。重力作用有一定的作用甚至很大的作用，如重力流沉积岩主要是在重力作用下形成的。,􀁺母岩（sourcerock）主要是指早于该沉积岩而存在的岩浆岩、变质岩和较老的沉积岩。􀁺从最根本的意义上说，从地球发展历史的角度来看，沉积岩的母岩应该是岩浆岩。,2.沉积岩分布沉积岩主要集中分布于地表体积沉积岩体积4.4亿km3Pettijohn,1975,占岩石圈5面积和厚度占陆地面积的大约75％,平均厚度1.8km已探明的海底、洋底几乎全部由沉积岩（物）所组成，平均厚度1km,但各处厚度很不均一，地槽区厚度大，如高加索地区沉积岩的厚度可达30kmPettijohn，1975，而在地台区较薄类型自然界分布最多的是粘土岩（页岩、泥岩）、砂岩和石灰岩，它们约占沉积岩总量的95以上。,,2.沉积岩分布地球发展历史地壳最老岩石的年龄为46亿年沉积圈最老岩石的年龄达36亿年（前苏联科拉半岛）有生命记载的岩石年龄为31亿年（南非）沉积岩是研究地球发展和演变历史不可缺少的宝贵资料,二、沉积岩的一般特征1、沉积岩的化学成分,沉积岩和岩浆岩的平均化学成分（按氧化物百分含量）,对比岩浆岩和沉积岩的化学成分可以看出虽然总体化学成分相近似，由于两者形成条件的不同，在化学成分上仍然存在很大的差别（1）、Fe2O3和FeO的含量在岩浆岩和沉积岩中铁的总量接近岩浆岩中FeO含量多于Fe2O3地下深处缺氧亚铁沉积岩中Fe2O3含量多于FeO地表自由氧充足高价铁,二、沉积岩的一般特征1、沉积岩的化学成分,（2）、K2O和Na2O的含量在岩浆岩中钠含量比钾高，在沉积岩中钾总量比钠高因为沉积岩中富钾的白云母、绢云母相对稳定岩浆岩风化后生成的胶体分散物（粘土矿物）易吸附钾，导致沉积岩中钾的含量相对增高岩浆岩风化后，其中的钠以氧化物、硫酸盐等可溶性盐的形式流失，使沉积岩中钠的含量相对减少,二、沉积岩的一般特征,（3）、Al2O3、CaO的含量岩浆岩中铝多以铝硅酸盐的形式出现沉积岩中铝通常剩余而游离，是沉积岩的主要化学成分之一，大多数沉积岩中Al2O3K2ONa2OCaO判别变质原岩有用在沉积岩中CaO的含量要比岩浆岩高。这与生物、生物化学作用对CaO的固定作用有。,二、沉积岩的一般特征,（4）、H2O和CO2的含量沉积岩形成于地表条件下，富含H2O和CO2岩浆岩形成于地壳下部高温、高压的环境,H2O和CO2含量很低（5）沉积岩中富含有机质，岩浆岩、变质岩中没有。,二、沉积岩的一般特征,2、沉积岩的矿物成分,（1）高温矿物少见无橄榄石、辉石、角闪石形成于岩浆结晶早期高温（2）低温矿物富集富石英、钾长石、钠长石形成于岩浆结晶晚期低温（岩浆岩主要造岩矿物在高温、高压条件形成，稳定地壳下部）（3）自生矿物各种盐类、氧化物、氢氧化物、粘土矿物、碳酸盐矿物（形成于地表常温常压环境，稳定于地表条件）,,组成沉积岩的矿物成分有160余种，但常见的仅20余种。主要矿物如石英、粘土矿物、碳酸盐矿物、云母等。次为长石、玉髓、石膏等，卤化物，还有一些铁、铝、锰的氧化物和氢氧化物、锆石、电气石、石榴子石、角闪石等重矿物，以及自生矿物如海绿石等。在一种沉积岩一般矿物成分不过13种，很少有超过56种。因此，沉积岩中平均矿物成分与岩浆岩存在明显差异。,（三）沉积岩的一般特征,2）矿物成分特征,3、沉积岩的结构构造沉积岩的结构，要比岩浆岩更为多样沉积岩的结构类型和特点取决于其形成方式由机械搬运和机械沉积形成的沉积岩具有“碎屑结构”（由机械破碎的陆源碎屑组成的岩石）“火山碎屑结构”（由火山喷发的碎屑组成的岩石）“泥状结构”（由化学风化形成的陆源粘土组成的岩石）由机械作用形成的内源岩具有“粒屑结构”由化学和生物化学作用形成的岩石具有“结晶粒状（晶粒）结构”由生物作用形成的岩石具有“生物结构”,“碎屑结构”（由机械破碎的陆源碎屑组成的岩石）,,“火山碎屑结构”（由火山喷发的碎屑组成的岩石）,“泥状结构”（由化学风化形成的陆源粘土组成的岩石）,由机械作用形成的内源岩具有“粒屑结构”,由化学和生物化学作用形成的岩石具有“结晶粒状（晶粒）结构”,奥陶系震旦角石中的方解石结晶,由生物作用形成的岩石具有“生物结构”,极大部分沉积物是在流体（水、空气）中进行搬运和沉积的，因此在沉积岩中常常具有成层构造、层内构造以及层面构造。特别是层理构造，在岩浆岩中除少数情况（层状火成岩）外很少见到，所以层理构造是沉积岩的基本特征构造。此外，各种层面构造、缝合线、叠锥、叠层构造等也是沉积岩所特有的。,层理构造,,,,层理构造,火成岩的构造块状构造（massivestructure）斑杂构造（taxiticstructure）球状构造（orbicularstructure）气孔构造（fumarolicstructure）杏仁构造（amygdaloidalstructure）柱状节理构造（columnarjointstructure）枕状构造（pillowstructure）,三、沉积岩的研究意义,1、沉积岩记录了地球演化历史地球约有46亿年历史，最古老沉积岩36亿年，这36亿年的沉积记录对研究地球的演化和发展有着十分重要的理论价值。2、沉积岩（物）蕴藏着占世界矿产资源总储量的80％能源矿产石油、天然气、煤和油页岩金属和非金属矿产资源铝土矿、锰矿、各种盐类矿产等几乎全为沉积类型极大部分铁矿、磷矿亦都属于沉积或沉积变质类型放射性原料、有色金属（铜、铅、锌）、稀有和分散元素、非金属（重晶石、萤石）等矿产中绝大多数为沉积类型不少的金、铂、钨、锡、金刚石等矿产也是来源于沉积砂矿,有些沉积岩本身就是多种工业原料或辅助原料石灰岩建筑材料、冶金用添加剂、水泥和人造纤维的主要原料；白云岩建筑材料、冶金用添加剂、镁质耐火材料；粘土岩按性质不同可作为耐火材料、陶瓷原料、钻井液原料、吸收剂、填充剂和净化剂等沉积石英砂岩或石英砂可作为玻璃原料等,三、沉积岩的研究意义,四、沉积岩石学（sedimentarypetrology）1.概念沉积岩石学是研究沉积岩（物）的物质成分、结构构造、分类及其形成作用、以及沉积环境和分布规律的一门科学。沉积学（sedimentology）是在沉积岩石学基础上逐渐发展起来的一个新的完整的独立的地质学科，是研究沉积物和沉积岩的成分、成因与形成机制、沉积环境的科学。,沉积岩石学∈岩石学的范畴沉积学基本上可以与岩石学并列,1、沉积岩与火成岩相比，沉积岩在形成条件方面有什么不同2、根据其形成过程判断沉积岩与火成岩在组构方面存在哪些区别3、沉积岩的成分包含那些内容4、沉积岩的研究意义,绪论思考题,,