工程地质培训讲义-外力地质作用与沉积岩.pptx

1、外力地质作用与沉积岩 外力地质作用 沉积岩的特征 常见沉积岩第一节 外力地质作用地球的外圈：大气圈、水圈和生物圈。外力地质作用的定义:大气、水和生物在太阳辐射能、重力能和日月引力能的影响下产生的动力，对地表所进行的各种作用。能量来源：地球外部作用范围：地表结果：减小地表起伏、夷平高差。地表是外力地质作用的主要场所1、大气氧气：氧化作用；生命存在。风：热和水气传送；形成沙漠；波浪和洋流。二氧化碳：植物体；温室效应；岩石风化。一、引起外力地质作用的因素72、水8化学物质：形成碳酸盐岩和盐类矿产。搬运介质：河流、湖泊、海洋。生命存在：生命的摇篮，影响地表生物界分布。93、生物生物圈：广泛分布于大陆和

2、海洋。沉积矿产：形成煤炭、石油、天然气。溶解和沉积：生物活动改变介质的化学性质。气候：植物的光合作用消耗二氧化碳。10生 物煤和石油煤石油11二、引起外力地质作用的能源能量来源：地球外部。太阳辐射能：大气循环、水的运动及生命活动的动力来源。重力能：如流水、冰川等；日月引力能：潮汐现象。12三、外力地质作用类型1、风化作用2、剥蚀作用3、搬运作用4、沉积作用5、成岩作用131、风 化 作 用暴露在地表的大部分岩石，由于处在与其形成时不同的物理化学条件，在富含氧、二氧化碳和水环境中，整块岩石在原地发生破碎，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。142、剥 蚀 作 用岩石在流水、冰川

3、、风、波浪和海流等外动力作用下，松散的岩石碎屑从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碎物移去的搬运过程。剥蚀作用的结果：是消除凸地。按外营力的性质可分为水蚀、冰蚀、浪蚀、风蚀、潜蚀等。153、搬 运 作 用风化产物：碎屑物质、粘土物质与溶解物质。搬运营力：流水、风、冰川、重力等。搬运方式：决定于风化产物性质。碎屑物质、粘土物质以机械方式搬运；溶解物质以胶体溶液和真溶液化学方 式搬运。16搬 运 介 质水 和 风174、沉 积 作 用碎屑物质在搬运过程中由于流速减小和重力作用，颗粒就会发生沉积。沉积因素：颗粒形状、比重、含沙量，等。18机械沉积作用“黄金”海岸河中

4、的砾石19化学沉积作用Al2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2难溶于水，以胶体溶液方式搬运；Ca、Mg、Na、K 等元素的氯化物与硫酸盐，呈真溶液搬运。沉积与否主要决定于溶解度，溶解度小的物质先沉淀。还受介质、pH值、Eh值、温度、压力及生物作用等因素影响。20化学沉积作用岩盐(Halite)-SearlesLake,California,USA硬石膏(Anhydrite)21生物沉积作用压实（固）作用胶结作用（只发生在碎屑沉积物中）重结晶作用新矿物生长5、成岩作用松散沉积物23压 实 作 用(Compaction)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、孔隙度降低。24胶

5、 结 作 用(Cementation)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(胶结物)将松散沉积物粘结成坚硬岩石。25胶 结 作 用(Cementation)26胶结物成分及胶结类型胶结物成分：硅质(SiO2)；铁质(Fe2O3)；钙质(CaCO3)；泥质(粘土矿物)，等。27胶结类型基底式胶结：被胶结颗粒彼此相距较远，互不接触而“漂浮”在胶结物背景中。孔隙式胶结沉积物为颗粒支撑，胶结物分布在粒间孔内，。接触式胶结（新月型胶结）沉积物也为颗粒支撑，但胶结物只分布在颗粒之间的接触点附近，粒间孔内部仍是未被充填的孔隙。28重结晶作用(Recrystallization)矿物组分以

6、溶解再沉淀或固体扩散方式，使细小晶体集结成粗大晶粒的过程。第二节 沉积岩的特征30定义沉积岩，又称为水成岩。是在地表不太深的地方，将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物，经过压密固结、脱水、胶结及重结晶作用形成的岩石。在地表，有75%的岩石是沉积岩，但整个岩石圈，沉积岩只占 5%。31一、沉积岩的成分（一）化学成分（二）矿物成分（二）矿物成分沉积岩的矿物成分有160多种，但最常见的不过一、二十种，其中包括：1.碎屑矿物：石英、长石、白云母等原生矿物2.粘土矿物：高岭石、蒙脱石次生矿物。3.化学和生物成因矿物 方解石、白云石、铁锰氧化物（各种铁矿等）、石膏、磷酸盐矿物等（从溶液或胶体溶液中沉淀出来

7、的或经生物作用形成的矿物）。二、沉积岩的结构沉积岩的结构是指沉积岩组成物质的形状、大小和结晶程度。它又可分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构、生物结构这些结构是把沉积岩划分为碎屑岩类、粘土岩类、化学和生物化学岩类的重要依据。36泥泥质结质结构构结结晶晶结结构构生物生物结结构构由粒径2mm。碎屑粒径0.5-2mm。碎屑粒径0.25-0.5mm碎屑粒径0.05-0.25mm碎屑粒径0.0050.05mm沉积岩的结构37碎屑结构泥质结构结晶状结构生物结构硅质铁质钙质泥质胶结成分为石英及其他二氧化硅，颜色浅，强度高。胶结成分为铁的氧化物及氢氧化物。颜色深，呈红色，强度仅次于硅质胶结。胶结成分为碳酸钙一类的

8、物质。颜色浅，强度低，具可溶性。胶结成分为粘土。胶结松散，强度低，易湿软、风化。碎屑结构的胶结物三、沉积岩的构造沉积岩在沉积过程中，或在沉积岩形成后的各种作用影响下，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。它不仅构成沉积岩的重要宏观特征，而且还可据以恢复沉积岩的形成环境。（一）层理构造沉积岩在沉积过程中，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、水量的大小等变化，从而使搬运物质的数量、成分、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，总称为层理构造。概念指由沉积物

9、的颗粒形状、大小、成分、颜色等沿垂向的变化而显示出来的成层现象。层与层的差异，是由于不同时期沉积作用的，环境及性质的变化而造成的，每一层为同时、同沉积条件下形成的，所以表现为层内的均一性，而层间由于条件变化，表现为层间差异性。层 理类型水平层理交错层理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较浅的湖泊、海湾、泻湖等处由于波浪的振荡作用形成的。单向水流对于河漫滩沉积也可形成不对称波状层理。波状层理如果层内的微细层理呈直线或曲线形状，并与层面斜交，则称斜层理。若各微细层理均向同一方向倾斜，可称单向斜层理（或简称斜层理），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

10、砂垅，在河流搬运过程中砂垅逐渐向前移动，形成了斜层理。斜层理有时斜层理的倾斜方向互不一致，可称交错层理。在滨海浅海地带，由于海水运动方向反复不定，或在风成堆积中由于风向多变，都可形成交错层理。交错层理（二）层面构造在沉积岩层面上常保留有自然作用产生的一些痕迹，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。1.波痕在现代河床、湖滨、海滩以及干旱地区的沙丘表面上，常形成一种由流水、波浪、潮汐、风力作用产生的波浪状构造，称为波痕。这种构造也常保留在沉积岩层的层面上。波痕经常保存在砂岩中，但在泥灰岩、薄层灰岩中亦可见到。层面构造2.干裂出现河滩、湖滨、海边等泥质沉积物上，常可见

11、到多角形的裂纹，称为干裂，又称泥裂。泥裂层面构造泥裂层面构造3.雨痕雨点降落在未固结的泥、砂质沉积物的表面，可形成圆形或椭圆形凹坑，直径23mm（有时可达15mm），深约12mm，边缘稍高。这种构造有时可以保留在沉积岩的层面上。4.生物痕迹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、动物爬痕、虫孔等。雨痕层面构造虫迹层面构造层面鱼化石层面构造鸟足迹层面构造恐龙脚印层面构造62砾岩和角砾岩63砂岩64粉 砂岩65泥 岩66石 灰岩67白 云岩小结三个问题：外力地质作用；沉积岩特征及沉积岩类型。能量来源：太阳能、重力和日月引力;范围:大气圈、水圈和生物圈；趋势：剥蚀夷平；作用类型：风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩；搬运介质：风、水和冰川；6869小结沉积方式：机械、化学和生物；矿物特征：浅色矿物为主；碎屑结构：砾、砂、粉砂和泥质；碳酸盐岩结构：颗粒、微晶、重结晶、生物结构；沉积构造：层理、层面；化学成因及生物成因构造。