沉积岩石学复习提纲总结Word文档下载推荐.doc

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成层构造（层理构造、各种层面构造、结核、叠层构造等为沉积岩所特有）、具有各种各样的孔隙。

四、沉积岩石学及其发展历史？

狭义的沉积岩石学：

研究沉积岩的物性（岩石、成分、结构、构造、分类）的学科。

广义的沉积岩石学：

研究沉积岩的成分、结构、构造、分类及其形成作用、沉积环境、分布规律的一门地质科学。

更具体来说，它研究沉积物的来源、沉积条件（沉积环境、沉积相）、沉积作用及沉积物转变为沉积岩的一系列复杂的成岩作用变化。

发展历史：

沉积学及古地理学的发展可以分为三个阶段：

1、古代沉积学及古地理学启蒙阶段—19世纪中叶以前。

2、近代沉积学及古地理学早期阶段—19世纪中叶—20世纪中叶。

3、现代沉积学及古地理学发展阶段—20世纪中叶以来。

4、沉积学及古地理学在中国的发展。

五、沉积岩的分类？

★★

第二章沉积岩的形成与演化

第一节

沉积岩的形成包括哪些阶段？

原始物质形成阶段、沉积物的搬运和沉积作用阶段、沉积后作用阶段

一、母岩的风化作用和产物

1、风化作用★★★

是地壳表层岩石的一种破坏作用，因温度的变化，水以及各种酸的溶蚀作用，生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等，地壳表层的岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物的过程。

（物理、化学、生物风化作用）。

2、元素迁移序列

“水迁移系数——Kx”：

衡量元素在风化带中的迁移能力

Kx值高，该元素从岩石中淋溶进入水中的量越多，迁移能力愈强。

1.最易迁移元素（Kx=n·

10～n·

102）Cl，Br，I，S等以卤族元素为主；

2.易迁移元素（Kx=n～n·

10）Ca，Mg，Na，F，Sr，K，Zn等碱（土）金属

3.迁移元素（Kx=n·

10-1～n）Cu,Ni,Co,V,Mn,Si（硅酸盐中），P；

4.惰性（微弱迁移）元素（Kx<

n·

10-1）Fe，Al，Ti，Sc，Y，Tr……

5.几乎不迁移元素（Kx≈n·

10-10）Si（石英）

3、母岩风化的阶段性及其特征（以玄武岩为例）★★★★★

1）机械破碎阶段（碎屑阶段）

物理风化为主，机械破碎成小块，风化产物为岩屑和矿物碎屑。

（玄武岩的主要矿物成分以辉石和斜长石为代表。

）

2）饱和硅铝阶段：

A.化学风化开始，氯化物和硫酸盐全部被溶解，带出Cl-和SO42-（最易转移）

B.在O2和H2O的共同作用下→辉石和斜长石等铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解，游离出碱金属和碱土金属（K+,Na+,Ca2＋,Mg2＋）离子（易转移），Ca2＋、Na+流失比K+、Mg2＋快一些。

C.析出的阳离子，使溶液呈碱或中性，并使一部分SiO2转入溶液；

D.形成少量粘土矿物——蒙脱石、水云母、绿泥石等。

碳酸钙开始堆积。

3）酸性硅铝阶段：

粘土型风化作用

A.几乎全部的Ca2+、Na+、K+、Mg2+被带走（易转移），

B.SiO2进一步进入溶液，介质由中/碱性转为酸性（可转移），

C.形成不含Ca2+、Na+、K+、Mg2+的高岭石、变埃洛石等粘土矿物,上个阶段形成的蒙脱石、水云母被破坏。

4）铝铁土阶段：

风化作用的最后阶段-红土型风化作用

A.硅酸盐矿物彻底地分解，全部可移动元素都被带走。

B.铁和铝的氧化物和小部分SiO2，呈胶体状态在酸性介质中聚集，在原地形成水铝矿、褐铁矿、针铁矿、赤铁矿和蛋白石。

（略可转移、不可转移）

C.堆积物是一种红色疏松的铁质或铝质土壤，所以也称红土。

4、母岩风化产物类型★★★★★

碎屑残留物质主要是指母岩的岩屑或矿物碎屑，如石英、长石、岩屑、云母碎片等。

这类物质经过搬运-沉积-成岩后为碎屑岩。

在风化作用的第一阶段最发育。

化学风化物质主要指在化学风化作用过程中新生成的一些矿物，如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁矿等。

溶解物质：

主要是指母岩在化学风化过程中被溶解的那些成分，如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、Al、P等。

5、风化壳★★★

由风化残留物质组成的地表岩石的表层部分或者说已风化了的地表岩石的表层部分。

二、沉积物的其它来源

沉积物的几大来源：

母岩风化产物、生物物质、深源物质、宇宙物质

（一）生物成因（生物源）的沉积物

1.无机成分为主的生物残骸

2.有机生物残体——有机质

（二）深部来源（深源）的沉积物：

1．火山碎屑物2．深部热卤水

（三）宇宙来源的沉积物—陨石和宇宙尘

第二节碎屑物质的搬运和沉积作用

一、流体的几个基本概念和基础知识

1、碎屑物质被搬运和沉积的方式（三种）

机械/物理的、化学的、生物的

2、牛顿流体和非牛顿流体（牵引流和沉积物重力流）

概念与区别★★★★

内摩擦定律：

在温度不变的条件下，随着流速梯度变化，动力粘滞系数/运动粘滞系数始终保持一常数。

1）服从内摩擦定律——牛顿流体－－牵引流（含少量泥砂的流水：

河流、波浪流、潮汐流、大气流等）。

2）不服从内摩擦定律——非牛顿流体－－重力流（浊流、泥石流、风暴流、狂风流等）。

3、层流：

缓慢流动，流体质点平行线状流动，彼此不相掺混。

紊流：

充满旋涡的流动，流速大小和流动方式随时间变化，流体质点运动轨迹极不规则，彼此掺混。

雷诺数：

Re＝惯性力/粘滞力＝V2d2ρ/Vdμ＝Vdρ/μ

惯性力与粘滞力之间的关系，描述流体的流动状态。

判断层流和紊流的参数：

Re＝1±

层流；

Re＝1～40临界流；

Re>

40紊流

4、缓流、急流和佛罗德数：

Fr＝惯性力/重力＝（V2/L）/g＝V2/（Lg）判断水流状态的参数。

Fr与流态的关系★★★

Fr＞1：

急流，水浅流急——上部流动体制，高流态

Fr＝1：

临界流，过渡流态

Fr＜1：

缓流，水深流缓——下部流动体制，低流态

二、碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积作用

1、尤尔斯特隆图解

尤尔斯特隆用图解方式定量表示了颗粒大小、流速与搬运、沉积的关系

沉积区

剥蚀区

搬运区

砾石：

开始搬运速度比继续搬运速度大，而且随流速增大颗粒也同样增大，因此砾石很难作长距离搬运，多沿河底呈滚动式推移前进。

难搬易沉，山区：

d>

2mm，V开大，V继大，ΔV＝V开—V继，小。

砂：

开始搬运速度最小，与继续搬运速度相差不大，易搬运、易沉积，最为活跃，故砂粒呈跳跃式前进。

易搬易沉跳跃分布最广d=0.1～2mm，V开最小，V继中等，ΔV不大。

泥和粉砂：

开始搬运速度与继续搬运速度之间差值大。

其是不易起动，一旦起动，就可以长距离搬运，一直到安静的水体中慢慢沉积下来。

易搬难沉深水d<

0.1mm，V开大，V继很小，ΔV很大，

碎屑物质在流水搬运过程中的变化

矿物成分：

不稳定组分减少、稳定组分增加

粒度（颗粒大小）：

变细，分选变好

颗粒形状：

圆度与球度变好

第三节：

溶解物质的搬运和沉积作用

n搬运物质：

溶解物质及部分新生成物质

n搬运方式：

胶体溶液或真溶液。

第四节：

生物的搬运和沉积作用

一、直接作用——生物遗体直接堆积成岩或沉积矿床

二、间接作用（1.生物化学沉积作用：

是指生物的生命活动过程或生物遗体分解过程引起介质物理化学环境变化，使某些溶解物质沉淀，或由于有机质吸附作用使某些元素沉积。

•2.生物物理沉积作用：

指生物在生命活动中通过捕获、粘结或障积等作用使沉积物沉淀。

•

第五节沉积分异作用（概念）★★★★★

母岩风化产物以及其他来源的沉积物在搬运和沉积过程中会按颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象，也叫地表沉积分异作用。

物理（机械）沉积分异作用：

碎屑物质在流水搬运和沉积的过程中，将按粒度、密度、形状、成分等差异发生有序沉积的现象

化学沉积分异作用：

溶解物质由于化学活泼性或溶解度的差异，以及受所处环境pH和Eh的影响，将按一定的顺序依次从溶液中沉淀出来的现象。

第六节：

正常沉积作用与事件沉积作用

一、正常沉积作用

在正常情况或条件下发生的，有明显机械沉积分异作用的、缓慢的、均匀变化的沉积作用，一般发生在河流、湖泊和海洋。

二、事件沉积作用

由于重力、洪水、火山爆发、风暴等因素所引发的阵发性的、突然的或灾变性的（搬运和）沉积作用，也叫幕式沉积作用。

三、两者关系（对立统一论）

可发生于同一沉积环境

交替进行，互为消长关系

垂向上任意剖面可由正常沉积和事件沉积的互层构成

第七节沉积后作用（概念）★★★★★

一、沉积后作用的概念（postdeposition）

沉积物形成以后到沉积岩的风化和变质作用以前这一演化阶段的所有变化和作用

——广义的成岩作用（diagenesis）

第三章碎屑岩的成分

q第一节概述

v碎屑岩的概念？

主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运和沉积作用、少量化学搬运和沉积作用，并经过沉积后作用而形成的一类岩石，又叫陆源碎屑岩

v岩石描述包括哪几方面内容？

1成分（composition）

化学成分Al2O3、SiO2、Fe2O3、FeO、Ca、Na、K……

物质成分/产出形式:

碎屑颗粒（grain）杂基（matrix）胶结物（cement）

2结构（texture）

3构造（structure）

4颜色（color）

v碎屑岩的成分包括哪几部分？

·

碎屑颗粒（Grain）碎屑岩的骨架，主要由母岩物理风化作用过程中的机械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成。

杂基（Matrix）细小的碎屑，与碎屑颗粒同时沉积。

胶结物（Cement）化学沉淀物质，成岩期的产物。

孔隙（Pore）

q第二节碎屑颗粒

v什么是岩屑？

岩石碎屑（简称岩屑）是母岩机械破碎形成的碎块，保持着母岩结构的矿物集合体

v碎屑岩中主要有哪些类型的岩屑？

岩屑类型：

岩浆岩、变质岩、硅岩、粘土岩和碳酸盐岩等

v轻重矿物之分？

按密度分为轻矿物,重矿物

轻矿物：

比重小于2.86，石英、长石、云母为主。

重矿物：

比重大于2.86

v研究碎屑颗粒的意义

1.分析母岩（包括：

岩屑类型，矿物组合，矿物特征）

2.成分成熟度：

以碎屑岩中最稳定组分的相对含量表示

3反映的问题（搬运距离远近、水动力条件和物源方向等。

v成熟度的概念★★★

成熟度（碎屑颗粒在风化、搬运、沉积等作用的改造下接近终极产物的程度）

q第三节杂基

v杂基是什么？

★

分布于碎屑颗粒之间，以悬移载荷方式与颗粒同时沉积，粒径一般小于0.03mm的细小机械成因碎屑沉积物

v杂基意义（流体性质、沉积速率、成分成熟度）

流体性质：

牵引流——杂基含量低，重力流——杂基含量高

沉积速率：

高——杂基含量低，低——杂基含量高

结构成熟度：

碎屑岩中保留大量杂基，表明沉积环境中簸选作用不足以对沉积物进行再改造，而使不同粒度的泥、砂混杂堆积，是不成熟砂岩的特征。

q第四节胶结物

v胶结物是什么？

碎屑岩在沉积、成岩阶段，以化学沉淀方式从胶体或真溶液中沉淀出来，充填在碎屑颗粒之间的各种自生矿物

v胶结物有哪些类型？

（碳酸盐质，硅质，铁质，泥质，其他）

碳酸盐质：

方解石类、白云石类等

硅质：

蛋白石、玉髓、石英铁质：

赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿

泥质：

粘土矿物

其它：

石膏、硬石膏、黄铁矿、磁铁矿、磷酸盐类矿物等

v什么是填隙物？

杂基与胶结物难于区分→统称为填隙物或基质

v其概念的相对性是指什么？

砾石支撑的砾岩，砂粒就是填隙物

第四章碎屑岩的结构及粒度分析

结构（结构成熟度）碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系

颗粒的结构：

粒度、圆度、球度、形状、分选、颗粒表面结构

填隙物的结构：

杂基、胶结物、胶结类型、支撑类型

空隙的结构：

1孔隙的大小、多少、喉道特征和连通情况2孔隙度和渗透率

碎屑颗粒粗级分类中Ф值的表达式是什么？

Φ=-log2D，D为碎屑颗粒直径（mm）

十进制粒度分级★★★

十进制

>

1mm砾

1～0.1mm砂

0.1～0.01mm粉砂

<

0.01mm粘土（泥）

三级命名法★★★★★（含×

×

质×

岩）

≥50%×

岩

50~25%×

质

25~10%含×

<

10%不参与命名

举例：

0.5-0.25mm60%，0.1-0.25mm35%（细砂质中砂岩）

砾

粗砂

中砂

细砂

粉砂

泥

2mm

2-0.5mm

0.5-0.25mm

0.25-0.1mm

0.1-0.01mm

0.01mm

第五章碎屑岩的构造和颜色

第一节碎屑岩构造

1碎屑岩构造的概念

指岩石各组成部分的空间分布和排列方式

2碎屑岩构造的各种类型、概念、特征、成因、环境意义

层理概念:

是沉积物成层沉积时岩石性质沿垂向变化而产生的层状构造，可通过矿物成分、颜色、粒度、形状、排列或填集方式的突变或渐变而显现出来

平行层理和水平层理的区别★★★（按层内组分和结构的性质划分）

水平层理细粒沉积物的层理类型，纹层彼此平行，呈水平状。

是低能或静水环境的标志之一.见于湖泊、河滩、潮坪、泻湖、浅海、半深海、浊流等环境。

平行层理强水流条件，相互平行的、水平的、由中粗砂、砾石组成的层理。

识别标志：

（图示请参考书本以及它们的简单描述）

水平层理和平行层理的区别

水平层理

平行层理

共同特点

纹层呈直线状，并且平行于层面

水动力条件

低能净水，<

1

高能急流，>

岩性

细粒（粉砂岩，泥岩，夹岩）

软粗粒（中，细砂岩）

环境

深水或沼泽，泻湖等浅水

滨浅水：

湖岸，海滩，浊积岩

其它

层理通过粒度变化，重矿物富集或有机质含量不同而显现

纹层厚1~2mm，常与大型交错层理共生

波痕（概念）；

分类★

概念:

由于风、水流或波浪等介质的运动，在非粘性沉积物（主要是松散砂）表面形成的一种波状起伏的层面构造，也称波纹或沙纹

主要类型（按成因）波痕大致分为：

A.浪成波痕B.流水波痕C.风成波痕D.孤立波痕E.干涉波痕和改造波痕

同生变形构造★★★；

暴露成因构造；

化学成因构造；

生物成因构造

同生变形构造★★★:

也称变形构造，是沉积物沉积的同时或在沉积物固结成岩之前还处于富含孔隙水的塑性状态下发生的变形所形成的构造。

暴露成因构造：

沉积物（岩）中有些层面构造是因沉积物露出水面（或在水面附近）处在大气中，表面逐渐干涸收缩或受到撞击而成的，称为暴露成因构造。

化学成因构造

定义:

成岩过程中和成岩作用以后由化学作用所形成的构造

成因:

化学沉淀和溶解两种作用的结果

常见类型

晶体印痕与假晶

结核

生物成因构造：

生物在沉积物内部或表面活动时，把原来的沉积构造加以破坏和变形，而留下的它们活动的痕迹，称为生物成因构造。

第二节碎屑岩的颜色

–类型及（环境意义）

碎屑岩的颜色可分为三类

一、继承色

主要取决于碎屑颗粒的颜色，即继承的母岩的颜色。

二、自生色

沉积和早期成岩过程中自生矿物的颜色。

三、次生色——次生色不能作为相标志

原生色（继承色和自生色）可以作为沉积相的标志

颜色成因：

岩石的颜色←岩石的成分←染色物质（色素）

第六章陆源碎屑岩各论

•砾岩（概述、分类、主要成因类型）

•概念：

主要由大于2mm（>

50%）的碎屑颗粒组成的岩石。

•分类：

依据五大分类方案

1、根据砾石圆度分类：

砾岩、角砾岩

2、根据砾石的大小分类：

巨、粗、中、细砾岩

3、根据砾石的成分分类：

单成分、复成分

4、根据砾岩在剖面中的位置分类：

底砾岩、层间砾岩、层内砾岩

5、成因分类：

类型多，不统一

主要成因类型：

（一）滨岸砾岩

（二）河成砾岩（三）洪积砾岩（四）冰川砾岩和角砾岩（冰碛岩）（五）滑塌角砾岩（六）岩溶角砾岩（七）残积角砾岩（砾石级风化壳）

砂岩

1．概述（定义、一般特征、研究意义）

定义：

主要由砂级（2～0.1mm）（>

50%）的陆源碎屑颗粒组成的中碎屑岩。

一般特征：

1.成分特征：

成分复杂2.结构特征：

砂岩的粒度、分选性、圆度等均与形成环境有关而变化较大，成熟度可高可低，杂基支撑、颗粒支撑均可出现。

3.构造特征：

各种层理、波痕、生物成因构造均有，复杂多样。

与环境有关4.颜色特征：

各种颜色均可出现5.岩石分布特征：

分布远比砾岩广，约占沉积岩1／3左右，仅次于粘土岩

研究意义：

砂岩中孔隙发育，一般均是良好的储水层和油层、气层。

（据统计，世界上半数以上的油气资源储集在砂岩中。

我国绝大部分油气都是储集在砂岩中。

2．分类：

分类原则、依据、分类方法★★★★★

分类原则：

分类原则和依据——实用性、科学性

1）反映母岩性质

2）反映搬运和磨蚀的历史（时间）

3）反映介质的物理条件

分类方法

（1）按杂基含量将砂岩分为两大类

p杂基<

15%－－净砂岩（简称砂岩）

p杂基>

15%－－杂砂岩（相当于瓦克砂岩、硬砂岩）

（2）以含量10％（90％）、25％（75％）、50％为界

pQ>

50%，F<

25%，R<

25%：

石英砂岩类

F、R含量均在10～25%间×

质石英砂岩

pF>

25%，F>

R：

长石砂岩类

pR>

25%，R>

F：

岩屑砂岩类

四组分：

石英Q，长石F，岩屑R，杂基M

三端元：

石英Q，长石F，岩屑R

•

3．主要类型及成因：

类型：

成因

石英砂岩：

1长期、多旋回再沉积的产物2滨岸（湖）、滩坝风成沉积环境

长石砂岩：

1母岩：

富含长石的母岩，如花岗岩、花岗片麻岩等为源区，是物质基础2风化类型与强度：

温湿或热湿气候、强化学风化作用。

3搬运与分异：

（纯）石英砂岩经由流水和波浪的长距离长时间的搬运改造，相当彻底的分异作用。

4沉积环境：

（纯）石英砂岩主要见于滨海、滨湖、三角洲河口沙坝中；

其它石英砂岩广布于河流、湖泊、海洋等多种环境之中。

岩屑砂岩：

岩屑砂岩形成的成因复杂，与源区岩石类型、风化作用类型、搬运距离、分异作用程度、沉积后作用等多种因素有关。

杂砂岩：

1快速的侵蚀、搬运及沉积作用。

2来源区富于变化

粉砂岩（定义、一般特征、分类、成因）

主要由0.1mm～0.01mm粒级（含量大于50%）的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩

一般特征

1）石英、白云母及粘土矿物为主，长石较少，岩屑极少或不存在。

多为稳定重矿物，含量可达2～3%。

多为钾长石，次为酸性斜长石。

2）填隙物常为粘土、钙质、铁质等。

2.结构特征：

分选性较好，磨圆性较差——碎屑颗粒常呈棱角～次棱角状。

3.构造特征：

–水平层理及波状层理

–交错层理较少，多为小型

–水平滑动形成的包卷层理等变形构造

粉砂岩的分类

–

（一）按颗粒大小

•1）粗粉砂岩0.1～0.05mm

•2）细粉砂岩0.05～0.01mm

•

（二）根据碎屑成分

–单成分粉砂岩：

石英为主

–复成分粉砂岩：

除石英外，还有较多云母、长石或其它碎屑

•（三）根据胶结物成分

–铁质粉砂岩钙质粉砂岩

粉砂岩成因

1．经过较长距离搬运，在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成的或经风力沉积而成

2．粉砂岩的分布极其广泛

粘土岩（定义）★★★★★

–概述（成分、结构、构造、颜色、研究意义）

1.定义：

主要由粘土矿物（含量大于50%）组成的沉积岩

2.粘土岩的物质成分

粘土类：

（1）高岭石族

（2）蒙脱石族（3）伊利石族/水云母族（4）绿泥石族（5）混层粘土矿物

非粘土类：

陆源碎屑矿物

3．粘土岩的结构

（二）按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划分

–1.非晶质结构很少见，仅见于水铝英石质岩石中。

–2.隐晶质结构★★★

•偏光镜下难以识别粘土矿物晶形

–3.显微晶质结构

•粘土矿物因重结晶而变大，偏光镜下可识别晶形

–4.粗晶结构

•粘土矿物因强烈重结晶而呈粗大晶体

4．粘土岩的构造

（一）宏观构造

•无波痕

•暴露成因构造

•水平层理

•生物扰动构造、生物遗迹

•同生变形构造泥火山、水下滑动等

–

（二）微观构造

5．粘土岩的颜色

粘土岩的颜色——主要是原生色，能反映生成环境。

6．研究意义：

分布最广，约占沉积岩总体积的55～60%。

沉积岩成因、沉积环境分析（吸附的微量元素可判断古环境和古气候）

重要的石油地质意义：

重要的生油母质；

良好盖层；

泥岩裂缝油气藏

工业用途：

可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等

经济意义：

富集稀有元素和稀土元素，形成工业矿床

主要类型（泥岩和页岩）

第七章碎屑沉积物（岩）的沉积后作用

一、沉积后作用（成岩作用）的定义★★★★★

沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或者因构造运动重新抬升到