内容发布更新时间 : 2024/12/28 12:13:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

压实作用：上覆沉积物的自重使沉积物孔隙减少、变小，其中的水分被挤出，从而使厚度变小，沉积物变硬。这种作用见于所有沉积物中，在泥质沉积物中尤为明显。

胶结作用：某些化学物质填充到沉积物的粒间孔隙之中，胶结固化沉积物，并使之变硬。起胶结作用的主要化学物质是硅质、钙质、铁质等，称为胶结物。能起填充和固结作用的细碎屑物称为基质。其成分通常是细粉砂及黏土矿物，如高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石等。胶结物和基质统称为填隙物。 重结晶作用：非晶质或结晶细微的沉积物因为环境改变——沉淀后即脱离大气或水，进入到沉积物覆盖下的增温增压环境，发生重新结晶，或使晶粒长大、加粗的作用，它能使矿物紧密嵌合。 新矿物生长：沉积物中不稳定矿物发生溶解或发生其他化学变化，导致若干化学成分在成岩过程中重新组合变成新矿物的作用。如硅质形成自生石英，磷质形成磷灰石，硅、铝质形成自生长石等。

在沉积物不断沉积的条件下，先沉积的沉积物所处的温度、压力及介质环境均要发生变化，为了在新环境中保持稳定，沉积物固结变硬是必然的。固结的程度与时间相关，时间越长，岩石越坚硬。固结变硬的难易与沉积物性质有关。有的易，有的难。如从温泉中沉淀出的碳酸钙极易固结变成疏松多孔的岩石——钙华，而某些黏土虽在几千万年甚至更早就沉积下来并被压实，但至今可能仍为塑性状态。

第二节 沉积岩的特征：沉积物的来源、沉积岩中的矿物、沉积岩的结构、沉积构造

一、沉积物的来源：绝大部分来自出露地表的沉积岩、火成岩和变质岩，其次为来自动物骨骼和植物的碎片、火山喷发物质以及地下热卤水物质，还有一些宇宙物质如陨石、宇宙尘等。宇宙物质虽然数量不大，但在漫长地质时期中频繁出现，不失为有意义的沉积物来源。 二、沉积岩中的矿物

常见矿物：石英、白云母、黏土矿物、钾长石、酸性斜长石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石、铝土矿、磷矿物、锰矿物等。其中石英、钾长石、酸性斜长石、白云母也是火成岩的常见矿物，因而它们是火成岩与沉积岩共有的矿物。此外，火成岩中常见的橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、中性及基性斜长石在沉积岩中很少出现，而火成岩一般难以出现或不存在的矿物，如方解石、白云石、黏土矿物、石膏、硬石膏等，在沉积岩中相当普遍。

引起火成岩和沉积岩组成矿物差异的原因：沉积岩在常温常压条件下由外力地质作用形成的。那些只能形成于高—中温条件下的矿物，如橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、中性及基性斜长石等，外力地质作用下不能生成；同时，构成这些矿物的钙、镁、铁离子因化学活动性强，容易发生化学变化。因此，这些硅酸盐矿物难以抵抗外力地质作用的破坏而长期稳定存在。相反，石英、钾长石、酸性斜长石、白云母等矿物具有适应温度变化的能力，且化学性质较稳定，不易溶解流失，故在地表条件下能够作为碎屑物而稳定存在；而黏土矿物、石膏、硬石膏、方解石以及白云石等，则基本上是在地表条件下形成的特征性沉积矿物。 三、沉积岩的结构：碎屑结构和非碎屑结构。

沉积岩的结构是指沉积岩中颗粒的性质、大小、形态及其相互关系。主要有两类：

1.碎屑结构：岩石中的颗粒是机械沉积的碎屑物，碎屑物可以是岩石碎屑、矿物碎屑、石化的生物有机体或其碎片生物碎屑以及火山喷发的固体产物火山碎屑物等。按碎屑粒径大小可分为：砾状结构 粒径＞2mm，砂状结构 2-0.05mm，粉砂状结构 0.05-0.005mm，泥状结构 ＞0.005mm

具有砾状与砂砾状结构者用肉眼就能辨认其中碎屑的外形，同时可以看出其中碎屑颗粒与基质、胶结物的关系。具有粉砂状结构者用放大镜能辨认其中碎屑的界线。泥状结构的岩石只有借助于显微镜甚至电子显微镜才能辨认其中的黏土碎屑颗粒。

碎屑颗粒粗细的均匀程度，称为分选性。大小均匀者，称分选良好；大小混杂者，称分选差。 碎屑颗粒棱角的磨损度，称为磨圆度，或圆度。磨圆度有不同级别：棱角全部被磨损并圆化者，称为圆形；棱角大部分被磨损者，称为次圆形；棱角被部分磨损者，称为次棱角形；棱角完全未被磨损者，称为棱角形。

2.非碎屑结构：岩石中的组成物质由化学沉积作用或生物化学沉积作用形成。其中大多数为晶质或隐晶质，少数为非晶质，或成凝聚的颗粒状结构。常见者如内碎屑结构，鲕粒，球粒结构等。如果由呈生长状态的生物骨骼构成格架，格架内部充填其他性质的沉积物者，称为生物骨架结构。

四、沉积构造：指沉积岩各个组成部分在空间的分布状态和排列形式，一般在沉积岩形成的同时或成岩早期生成。主要类型：层理、波痕、泥裂、缝合线、结核、印模和重荷模。 1.层理：沉积岩的成层性。是由岩石不同部分的颜色、矿物成分、碎屑或沉积物颗粒及结构等所表现出的差异而引起的，反映了不同时期沉积作用性质的变化。层理中各层纹相互平行者可形成于两种不同的环境：①平静的水介质中，成分以泥质、粉砂泥质颗粒为主，称为水平层理。质地细腻，层理面易剖开。②形成于极不稳定水体条件下，成分以砂质颗粒为主，形成细微的沙脊和沙沟，平行交替排列，称为平行层理。其质地粗糙，常伴有冲刷痕。 递变层理：又称粒序层理。特征是同一层内碎屑粒径从下往上逐渐变细。形成原因为水介质动力由强减弱。反粒序层理：同一层内碎屑颗粒从下往上逐渐变粗。 交错层理：层纹倾斜或相互交错。

脉状层理、波状层理、透镜状层理、韵律层理。

分隔不同性质沉积层的界面，称为层面。沉积岩易沿层面劈开。由层面分隔的各层岩石的厚度——层的顶面和底面之间的距离是不等的：厚度＞1m，块层；1-0.5m，厚层；0.5-0.1m，中厚层；0.1-0.01m，薄层；＜0.01m微层。

2.波痕：指层面呈有规律波状起伏的构造。它是沉积介质动荡的标志，见于具有碎屑结构岩层的顶面。当介质做定向运动时所形成的波痕在纵剖面上为非对称状，其由水流或风引起，指示水流或风从缓坡向陡坡方向运动。当介质是来回运动的波浪时，可形成对称波痕，其两坡坡角相等。则可行成不对称的浪成波痕。如波峰狭窄尖锐，波谷宽缓，可以确定此岩层的顶底面，即波峰所在一侧为顶，波谷所在一侧为底。

3.泥裂：指由岩层表面垂直向下的多边形裂缝构造，裂缝在表层张开大，向下呈楔形尖灭。刚形成的泥裂其裂缝其空的；地质历史中形成的泥裂裂缝已经被砂、粉砂、炭或其它物质所填充。泥裂构造由滨海、滨湖或滨河地带泥质沉积物暴露水面后失水变干收缩而成。利用泥裂可以确定岩层的顶、底面，即裂缝开口大的方向为顶，裂缝尖灭方向为底。

4.缝合线：指岩石剖面中呈锯齿状起伏的曲线。沿缝合线岩层易劈开，参差起伏的劈开面，称为缝合面；突起的主题，称为缝合柱。缝合线形态多种多样。缝合线的起伏幅度一般是数毫米到数十厘米。缝合线是在成岩作用期形成的，在上覆岩层压力下，物质发生压溶作用，方解石、白云石被酸性溶液，石英被碱性溶液沿层面两侧溶解并带走，伴随一些成分沿垂直压力方向的不均匀带进，形成锯齿状缝合线。溶解的残余物如黏土矿物常分布于缝合面上。多数情况下其展布方向与层面平行，可借此判断层面。缝合线主要见于石灰岩及白云岩中，也可出现在砂岩中。

5.结核：指沉积岩中由某种成分的物质聚积而成的团块。团块的形态多种多样，常为球形、椭球形、透镜状和不规则形。石灰岩中常见的燧石结核，主要是二氧化硅在沉积物沉积的同时以胶体凝聚方式形成的；一部分燧石结核是在成岩过程中由沉积物中的二氧化硅在局部酸性环境下缓慢自行聚积而形成的。含煤沉积物中常见黄铁矿结核，它是成岩过程中，沉积物的硫化亚铁自行聚积而形成的，一般为球形。洋底的锰结核则是沉积期形成的。黄土中常见的钙质结核或铁锰结核，是地下水溶解沉积物中的碳酸钙或铁锰的氧化物，迁移在适当低点

再沉淀而形成的，其形状多不规则。

6.印模和重荷模：印模是指沉积岩层底面上突起，有长条状、舌状、鱼鳞状或不规则的疙瘩状等。其大小不等，长度由小于1cm到数十厘米不等，一般为数厘米；突起高度从几毫米到十几厘米，到在同一岩层上的形状和大小比较接近。主要是在沉积作用停顿时，沉积物顶面受到流水冲刷，或受到流水携带物体刻划，形成沟槽，然后被上覆沉积物充填铸模而成。沿一个方向伸长且相互平行排列的定向性印模，称为重荷模。它是在固结成岩过程中，上覆密度较大的沉积物如粗砂不均匀地压入下伏密度较小的沉积物如泥内，结果在上覆砂质岩层的底面产生朝下的圆弧突起。突起部由粗砂或细粒组成。无论是印模还是重荷模，其单体的圆弧状突起均指示下伏地层的方向。它们均为同沉积变形构造，只见于碎屑岩层中。 还有其它沉积构造：滑塌构造、落石构造、包卷层理、雨痕等。

第三节 常见的沉积岩：沉积岩的类型、常见陆源和内源沉积岩及其特征。 一、沉积岩的类型

在地壳表层条件下，由母岩——三大类岩石的风化产物、生物物质、宇宙物质等，经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的岩石，称为沉积岩。按岩石成因，沉积岩分三大类：①陆源碎屑岩②火山碎屑岩③内源碎屑岩

陆源碎屑岩：包括碎屑岩和黏土岩两种：碎屑岩如砾岩、砂岩、粉砂岩；黏土岩如泥岩和页岩。

②火山碎屑岩：如火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩等。 ③内源碎屑岩：碳酸盐岩——石灰岩和白云岩、生物化学岩——硅藻岩和放射虫岩、硅质岩、铝质岩、铁质岩、磷质岩、蒸发岩、可燃性有机岩等。

二、常见陆源和内源沉积岩及其特征：砾岩、角砾岩；砂岩；粉砂岩；黏土岩；硅质岩；铁、锰、铝、磷沉积岩；石灰岩；白云岩

1.砾岩、角砾岩：指具有砾状或角砾状结构，由＞30％岩石含量的砾石、基质、胶结物组成的岩石。碎屑为圆形或次圆形者为砾岩；碎屑为棱角形或次棱角性者为角砾岩。砾岩属于山麓洪积和河流搬运堆积的产物。山前、近源、快速堆积条件下形成的沉积砾岩往往砾石成分复杂，分选与圆度均差；经过远距离搬运沉积而成的砾岩往往砾石成分简单，以石英、硅质岩为主体，分选与磨圆俱佳。根据成因，还可划分为岩溶角砾岩、冰川砾岩等。

2.砂岩：具有砂状结构的碎屑岩石。碎屑成分常为石英、长石、白云母、岩屑、生物碎屑及黏土矿物。岩石颜色多样，随碎屑成分与填隙物成分而异。如富含有机质则颜色较暗；含三价铁者为紫红色；碎屑为石英、胶结物为二氧化硅者呈灰白色。按照碎屑粒径大小可分为粗粒砂岩、中粒、细粒砂岩。

3.粉砂岩：具有粉砂状结构的岩石。碎屑成分常为石英及少量长石与白云母，颜色为灰黄、灰绿、灰黑、红褐色等。黄土是一种半固结的粉砂岩。

4.黏土岩：由黏土矿物组成并常具有泥状结构的岩石。硬度低，用指甲能刻划。主要黏土矿物有高岭石、蒙脱石、伊利石等，其中高岭石是最常见矿物。除了黏土矿物外，黏土岩中可以混有不等量的粉砂、细砂以及碳酸钙、二氧化硅等化学沉淀物，有时含有有机质。

黏土岩中固结微弱者，称为黏土；固结较好没有层理者，称为泥岩；固结较好且有良好层理者，称为页岩。 5.硅质岩：化学成分主要为二氧化硅，组成矿物为微晶质石英和玉髓，少数情况下为蛋白石。质地坚硬，小刀不能刻划；性脆。含有机质的硅质岩灰黑色；富含氧化铁的硅质岩称为碧玉，常为暗红色，也有灰绿色；不同颜色条带或花纹的玛瑙也属于硅质岩；呈结核状态产出者，称为燧石结核；含二氧化硅的热泉经过沉淀，可形成硅华。硅质岩中含黏土矿物丰富者，黏土矿物＞50％，称为硅质页岩，其质地较软，应归属于黏土岩类。 硅质岩有多种成因。部分硅质岩是从热泉中涌出的富含二氧化硅的热水经凝聚或交代碳酸钙

沉积物而成，或火山喷发物质经水解作用析出二氧化硅而成，这一作用常发生在海底或陆上火山活动区。部分硅质岩的形成与海中硅质生物，如放射虫或硅藻的迅速繁衍及其骨骼的大量堆积有关，属于生物化学岩。 6.铁、锰、铝、磷沉积岩：

铁沉积岩：化学成分以铁为主，可含其它元素与化合物。常见结构：内碎屑、鲕粒、球粒等。构造多样，如磁铁石英岩中的条带构造。 锰沉积岩

铝沉积岩：富含氢氧化铝矿物的沉积岩，称为铝土岩；三氧化二铝含量＞40%、三氧化二铝/二氧化硅≥2，铝土矿。主要矿物是铝的氢氧化物，其次为黏土矿物和石英等。常见结构：粉砂、泥、鲕粒、豆粒等。硬度、密度比黏土岩大，没有可塑性。 磷沉积岩：主要形成于浅海环境，有的也形成于大陆环境。

7.石灰岩：主要由方解石组成，遇稀盐酸剧烈起泡。岩石为灰色、灰黑色或灰白色。性脆。硬度3.5。石灰岩常具有燧石结核和缝合线，有颗粒结构与非颗粒结构两种类型。

颗粒结构石灰岩：内碎屑、生物碎屑、球粒与团块、鲕粒或豆粒。其颗粒成分皆为碳酸钙。 内碎屑：由海盆中已固结或半固结的碳酸钙沉积物被海水冲击破碎而成。粒径＞2mm，砾屑；＜2mm，砂屑、粉砂屑。

生物碎屑：由海中动物的介壳、骨骼或钙化植物硬体被海水冲击破碎而成。

球粒与团块：由海水中所含的碳酸钙凝聚而成。球粒粒径＜0.3mm，形态浑圆，内部无同心圆构造；团块粒径＞0.3mm，内部无同心圆构造，常呈多个颗粒粘结在一起，形成外形圆滑状的圆球形、椭球形或不规则形。由低等生物如藻类吸取碳酸钙后凝聚而成的球粒和团块称为藻球粒和藻团块。 鲕粒或豆粒：外形浑圆，内部具有核心和同心圆状包壳。碳酸钙鲕粒是在炎热的气候条件下，在深仅数米的动荡浅水海域中形成的。在这种环境下，海水中的碳酸钙能够达到饱和状态，致使碳酸钙能够以各种碎屑物为核心逐次沉淀并滚动，形成同心圆构造和放射状构造。 在颗粒结构的石灰岩中，颗粒间的填隙物均为碳酸钙。粒径＞0.01mm且透明的方解石晶体，亮晶，是碳酸钙的化学沉淀物，部分是碳酸盐颗粒经机械破碎磨蚀而成的细屑。 内碎屑石灰岩、生物碎屑石灰岩、球粒石灰岩、瘤状石灰岩、鲕状石灰岩。

非颗粒结构的石灰岩：其颗粒细微，质地细腻、致密，包括多种类型，如泥晶石灰岩，由粒径＜0.005mm的方解石微粒组成，含黏土矿物，岩石呈致密块状，其中方解石微粒是由生物化学等方式形成的。钙华也可以看成是具有非颗粒结构的石灰岩，是纯化学成因的。礁灰岩则是具有生物骨架结构的石灰岩：由珊瑚骨骼作为支撑骨架者，称为珊瑚礁石灰岩。 8.白云岩：白云岩是由白云石组成，遇冷的稀盐酸不起泡。岩石常为浅灰色、灰白色，少数为深灰色。断口呈晶粒状。其晶粒往往较石灰岩粗，硬度和密度均较石灰岩略大，岩石风化面上有刀砍状溶蚀沟纹。

白云岩有不同成因。部分形成于气候炎热、干旱、海水盐度较高的环境，通过化学方式沉淀或微生物的生物化学沉淀而成，称原生白云岩。少见。大部分是碳酸钙沉积物在成岩过程中被富含镁质的海水作用后，方解石被白云石交代置换而成。由化学作用沉积的白云岩具有晶粒结构、颗粒结构、超微颗粒结构，晶粒为细粒或微粒以及隐晶粒，由交代置换作用形成的白云岩常残留原有石灰岩的结构。 白云岩与石灰岩形成条件有密切联系，因而在白云岩与石灰岩之间有若干过渡类型的岩石存在，各种过渡性岩石的主要差别在于岩石中氧化镁和氧化钙或白云石与方解石的含量比例。以白云石为主并含有一定数量方解石者，称为钙质白云岩；以方解石为主并含有一定数量的白云石者，称为白云质灰岩。遇冷稀盐酸后，钙质白云岩微弱起泡，白云质灰岩起泡较强烈。 本章小结

1.固体地球被大气圈、水圈、生物圈所包围。外力地质作用是在太阳热能、重力能、日月引力能等的作用下，通过大气、水、生物等介质，对地表岩层进行各种改造的地质作用。 2.在北半球，一切运动的物体的运动方向均向右偏，在南半球均向左偏，此为科里奥利效应。它对大气的运动方向（流水的运动方向）有重要影响。

3.大气的主要成分是氮、氧以及少量二氧化碳、氩等。在平流层上部有臭氧层。正是因为地球具有这种性质的大气，生命的存在与繁衍才成为可能。 4.太阳热能、地球的重力能以及日月的引力能是发动各种外力地质作用的能源，或者说推动大气、水、生物圈三种营力做功的动力。

5.外力地质作用包含风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用等类型。这些作用都有其独立意义，相互之间又有密切联系。

6.在地壳表层条件下由母岩（岩浆岩、变质岩、先成的沉积岩）的风化产物、生物物质、宇宙物质等，经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的岩石，称为沉积岩。

7.使松散的沉积物变为坚硬的沉积岩的作用，称为固结成岩作用；有压实作用、胶结作用、重结晶作用以及新矿物生长作用等方式。

8.组成沉积岩的常见矿物有石英、白云母、黏土矿物、钾长石、酸性斜长石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石等。其中，方解石、白云石、黏土矿物、石膏、硬石膏等，是沉积岩的特有矿物。一些火成岩矿物，如钾长石、酸性斜长石等，也能保存在沉积岩中；橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、中性及基性斜长石等在火成岩中为常见矿物，却很少出现在沉积岩中。

9.碎屑结构是沉积岩的特征性结构，也是识别沉积岩的基本标志。

10.碎屑结构按其组成的碎屑颗粒粒径分为砾状、砂状、粉砂状、泥状等类型，其相应的沉积岩分别是砾岩（角砾岩）、砂岩、粉砂岩、泥岩（页岩、黏土）。前三者属于碎屑岩，后者属于黏土岩。

11.砾岩和砂岩具有碎屑、基质与胶结物三部分。中、细粒砂岩主要由碎屑、胶结物两部分组成；可以含有少量黏土杂基。

12.层理是沉积岩的特征性沉积构造和基本标志。具有水平或平行层理、交错层理、递变层理等类型。波痕、泥裂、印模等沉积构造都出现在具有碎屑结构的岩层中。它们对于判断岩层的顶、底面常具有指示性的意义。

13.缝合线是石灰岩、白云岩中常见的沉积构造，也见于砂岩中。利用缝合线有助于确定岩层的层面。

14.砾岩（含角砾岩）和砂岩的进一步定名主要依据其中碎屑的成分、碎屑大小、岩石的颜色、胶结物的成分。

15.黏土岩或泥岩的碎屑极细，进一步定名可以根据岩石的矿物成分、颜色以及混入物的成分。

16.硅质岩由二氧化硅组成，致密坚硬。含有机质者为黑色；富含二价铁者呈灰绿色；富含三价铁者呈红色。含二氧化硅的热泉经过沉淀，可形成硅华。富含黏土成分者为硅质页岩，质地较软。

17.石灰岩由方解石组成，遇稀盐酸气泡，硬度仅为3.5。白云岩由白云石组成，遇稀盐酸可微弱气泡，或不起泡。晶粒常较石灰岩粗，硬度较石灰岩略大。其风化表面多呈灰褐色，有溶蚀沟纹。

18.具有颗粒结构的石灰岩，如鲕状灰岩、豆状灰岩、生物碎屑灰岩、竹叶状灰岩等，都包含颗粒与 胶结物两部分，或颗粒、胶结物、基质三部分。

19.具有非颗粒结构的石灰岩主要有泥晶灰岩、钙华、礁灰岩等。 重要术语