地质学基础
第十二章 成岩作用 与 沉积岩
江西应用技术职业学院 谢文伟 谢宇飞 制作
12.
1
成
岩
作
用
（
影
响
因
素
）
第一节 成岩作用
成岩作用 —— 自然界的各种 松散沉积物 变为 坚固岩石
的作用 。
影响成岩作用的因素主要有,
1.内因,沉积物的 原始成分 和 结构 。
2.外因, 压力、温度, 水 和 水溶液中的物质 以及 微生物 和
有机物 。
成岩作用主要有,压固脱水 作用,胶结 作用,重结晶
作用,微生物 及 有机质 的作用。
12.
1
成
岩
作
用
（
压
固
脱
水
作
用
）
一,压固脱水作用
—— 在 上覆 沉
积物形成的 静压力
作用下，使 松散 沉
积物 紧密结合失去
水分 的作用。
压固脱水作用的 强度 与 压力大小 及 作用时间 的长短 成正
比,常可形成某些 特征性产物,
1.形成 新的 矿物：蛋白质－ >玉髓，石膏－ >硬石膏。
2.在泥质沉积物中产生 页理构造,在碳酸盐沉积物中形成
缝合线 。
3.形成矿物 晶体假象,如石盐假晶。
压固脱水作用是 泥
质沉积物 成岩过程中的
主要 作用。
a-压固作用； b-胶结作用； c-重结晶作用； d-新矿物生长
12.
1
成
岩
作
用
（
胶
结
、
重
结
晶
、
微
生
物
作
用
）
二,胶结作用
—— 指胶结物质把碎屑沉积物 粘结起来 变为
坚固 岩石的作用。
常见的胶结作用主要是 碎屑沉积物 的成岩作用 。
三,重结晶作用
—— 沉积物中的矿物成分因 压溶 和 固体扩散 等作用，
使物质中的 质点 重新排列组合 的作用。
能够使 小的 颗粒变成 大的 晶粒，也可使 非晶质 沉
积物变为 晶质体 。如,
??? ?? 压固脱水 ?? ?? 重结晶蛋白石 （非晶质） 玉髓 （隐晶质） 石英 （显晶质）
在 碳酸盐沉积物 中，
重结晶作用最为 普遍 。
四,微生物及有机质的作用
原生沉积物中一般含有大量的微生物，有 喜氧 的、有
厌氧 的，因而常 改变 溶液的 酸碱度 和 氧化还原环境,使溶
液中某些物质 沉淀 或 结晶 形成 岩石 。
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
矿
物
）
第二节 沉积岩的特征
沉积岩 —— 是在 地表 及地表附近 不太深 的地方，由 母岩
经过 风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩 等外力地质作用所形成
的 层状 岩石。
一,沉积岩中的矿物
组成沉积岩的 常见 矿物有 石英、白云母、粘土矿物、钾
长石、钠长石、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、粘土矿物、石膏、硬石膏等 是沉
积岩的 特有矿物 。
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,
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
颜
色
）
二,沉积岩的颜色
沉积岩具有各种各样的颜色。根据颜色 可以 分析 岩石
成分 和沉积时的 古地理环境,是沉积岩 命名 的 根据 之一。
石英砂岩,往往显示 白
色、灰白色 ； 长石砂岩,往
往显示 肉红, 黄白 等色。
岩石中含有 少量的 Fe203，就会 呈现 红色 （氧化环境）；
含有 少量的 FeO，就会 呈现绿色 （还原环境）；
描述岩石的颜色,常用 复合名称 描述，有时加以 深浅 字
样，如 紫红色、蓝灰色、深紫色、浅灰色 等。凡是复合颜色，
前面 的是 次要 颜色,后面 的是 主要 颜色。
岩石中若 含有微量 MnO2，
便会呈现 黑褐色 ；含有一些 有
机炭质,常常 呈现 灰,黑 色 。
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
结
构
）
三,沉积岩的结构,
不同类型的沉积岩由于 物质来源 不同，形成的 作用 和 方
式 不同，所以具有 不同 的 结构类型,
陆源碎屑岩 碎屑结构
火山碎屑岩 火山碎屑结构
粘土岩 泥质结构
化学岩（生物化学岩） 晶粒结构
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
构
造
）
四,沉积岩的构造
层 （岩层） —— 指在 成分、颜色、
结构 上基本 均一 的沉积岩 组合 。
厚度从 薄如纸 到 1米 以上，是沉积岩的 基本单位 ；
相邻 两个层的 接触面 叫 层面 。
1,层理构造 —— 是由沉积物的成分、颜色、结构 沿垂
直 于沉积物表面（ 层面 ）方向变化而 显示 出来的一种 层
状构造 。是与岩浆岩、变质岩 区别 的 重要标志 。常见的
有,
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
构
造
）
a.水平层理 —— 由一系列与层
面 平行 的 细层 组成的 层理 。
一般形成于 平静 的或 微弱流
动 的水环境中。
b.斜层理 —— 由一系列与层
面 斜交 的 细层 组成的 层理 。
一般是在 单向水流 （或风）
的作用下形成的，常见于 河
床沉积物 中。
c.交错层理 —— 有些斜层理与
原先 生成的斜层理呈一定 角度
相交,相互 交错 而形成的。
d.递变层理 ——
同一层 内碎屑 颗粒粒
径 向上 逐渐 变细 。
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
构
造
）
2,层面构造
b.泥裂 —— 是 未固结 的沉积物 露出水面 干涸
时，经脱水收缩 干裂 而形成的 裂缝 。
3,结核 —— 指在成分、颜色、结构等方
面 与周围 沉积岩具有 明显区别 的矿物集合体。
有 球形、椭球形、透明状 以及 不规则状 等。
4,化石 —— 是在 自然作用 下,保存 在沉积岩中
的 古代 生物 遗体, 遗骸 及 遗迹、遗物 的总称。
a.波痕 —— 在 尚未固结 的沉积层面上，由
于流水、风或波浪的作用形成的 波状起伏
的表面，经成岩作用后被 保存 下来。
12.
3
沉
积
岩
的
分
类
与
常
见
岩
石
（
分
类
）
陆源碎屑岩
（按 粒度 分）
火山碎屑岩
（按 粒度 分
）
泥质岩类
（按 固结
程度 分）
碳酸盐
岩
（按 成
分 分）
其它沉
积岩
砾岩 >2mm
粗砂 2-0.5mm
砂岩 中砂 0.5-0.25mm
细砂 0.25-0.05mm
粉砂岩 0.05-0.005mm
集块岩
>64mm
火山角砾岩
64-2mm
凝灰岩 <2mm
粘土
泥岩
页岩
石灰岩
白云岩
泥质岩
介壳灰
岩
铝质岩
铁质岩
锰质岩
硅质岩
磷质岩
蒸发岩
可燃有
机岩
一,沉积岩的分类
第三节 沉积岩的分类及常见岩石
12.
3
沉
积
岩
的
分
类
与
常
见
岩
石
（
常
见
岩
石
）
二,常见岩石
⑤ 石灰岩
① 砾岩 ② 砂岩 ③ 粉砂岩
④ 页岩 ⑥ 白云岩
碎屑中
>2mm的
砾石含量
在 50%以
上的岩石
砾石成分
有的单一
有的复杂
碎屑中 2－
0.05mm的砂
粒含量在
50%以上的
岩石,矿物
成份以 石英、
长石、岩屑
为主
碎屑中 0.05-
0.005mm的砂
粒含量在 50%
以上的岩石,
矿物成份以
石英 为主、
长石次之、
岩屑少见。
具 页状层理
的 水云母 粘
土岩，其它
混入物 较多，
如硅质、铁
质等常称为
硅质页岩、
铁质页岩。
由微晶、
亮晶、泥
晶 方解石
组成。常
呈灰白色
灰黑色。
遇稀盐酸
强烈起泡
由 白云石
组成。灰
白色、灰
色。遇稀
盐酸 不起
泡 或微起
泡
12.
4
外
生
矿
床
（
概
念
）
第四节 外生矿床
矿床 —— 在地壳中由 成矿地质作用 所形成的，所含
有用矿物 资源的 质 和 量 符合当前 经济 和 技术 条件,并能
被 开采 和 利用 的 地质体 。
一,矿石与矿床
（一） 矿石 —— 无论是 哪种 岩石，其中都 或多或少 地含有
有用矿物。若 含量 很多, 达到 为现代工业技术水平所 能利
用 的 程度,则这种含 有用矿物 的 岩石 就称为 矿石 。
12.
4
外
生
矿
床
（
风
化
矿
产
）
二,外生矿床 —— 在 外力 地质作用
的过程中，地表物质进行着复杂的 再分
配 和 改造,其中一些 有用物质聚集 起来，
当其在质和量等方面 符合工业要求 并能
被 利用 时，就成为了外生矿床。
（一） 风化矿床
1,残积残余矿床
—— 岩石经风化作用形成的 风化产物,其中一部分 残
留、残余物 未经搬运而停留原地，如果其中有用物质 相对集
中,就可形成 残积残余矿床 。
12.
4
外
生
矿
床
（
淋
积
矿
床
）
基岩 物理风化作用形成
的残积矿床
化学风化作用
形成的残余矿床
基性、超
基性 火成岩
铂、铬、镍、金刚
石等 残积砂 矿床
钴、镍、铝,
铁、锰等 残余 矿
床
酸性 火成岩 水晶、独居石、锆
石、铌、钽等 残
积砂 矿床
高岭土、铝土
矿、稀有稀土元
素等 残余 矿床
这类矿床除风化作用外，主要跟 基岩性质 有关,
2,淋积矿床
—— 岩石风化产物中 易溶于
水 的物质，随地表水深入地下，
在适当条件及一定地段，经 交待
或 沉淀 作用而使 有用物质集中,
就可形成 淋积矿床 。
常形成 铜、铀、镍、铁、锰、磷、钒 等矿床。
12.
4
外
生
矿
床
（
沉
积
矿
床
）
二,沉积矿床
—— 风化产物大部分经过搬
运、沉积作用,不仅 可以形成 沉
积岩,而且能使一些有用物质 集
中 起来形成 沉积矿床 。
沉积作用 形成的矿床
机械沉积 铂、金、锡石、金刚石、锆英石、独
居石、钨、铁等砂矿床
石
灰
岩
,
白
云
岩
化学沉积 石膏、岩盐等
生物化学
沉积
铁、锰、磷、铝、铜、硫、硅藻土,
煤、油页岩、石油、天然气
沉积矿床
的 特点 是,成
层状、埋藏浅、
规模大、易于
开采，经济价
值高。
12.
5
外
力
地
质
作
用
小
结
第五节 外力地质作用小结
风化 地面流水
地下水、冰川、风
湖泊、沼泽、海洋
剥蚀
搬运 沉积
成岩
内力地质作用
上升
破坏 （ 削高 ） 建造 （ 补低 ）
改变塑造地表形态
本
章
学
习
要
求
与
习
题
初步了解 成岩作用、沉积岩 及 外生矿床 的概念；
初步掌握沉积岩的一般 特征,了解地壳 表层物质演
变 与 外力地质作用 的关系。
学习重点,
重点是 成岩作用、沉积岩 的一般特征。
作业及思考题,
1.何谓 成岩作用？每一种作用是 哪种岩类 的主要
成岩作用？
2.沉积岩有哪些常见的 原生构造？各有何 地质意
义？
3.外生 成矿作用形成哪些 矿产？
本章学习要求
第十二章 成岩作用 与 沉积岩
江西应用技术职业学院 谢文伟 谢宇飞 制作
12.
1
成
岩
作
用
（
影
响
因
素
）
第一节 成岩作用
成岩作用 —— 自然界的各种 松散沉积物 变为 坚固岩石
的作用 。
影响成岩作用的因素主要有,
1.内因,沉积物的 原始成分 和 结构 。
2.外因, 压力、温度, 水 和 水溶液中的物质 以及 微生物 和
有机物 。
成岩作用主要有,压固脱水 作用,胶结 作用,重结晶
作用,微生物 及 有机质 的作用。
12.
1
成
岩
作
用
（
压
固
脱
水
作
用
）
一,压固脱水作用
—— 在 上覆 沉
积物形成的 静压力
作用下，使 松散 沉
积物 紧密结合失去
水分 的作用。
压固脱水作用的 强度 与 压力大小 及 作用时间 的长短 成正
比,常可形成某些 特征性产物,
1.形成 新的 矿物：蛋白质－ >玉髓，石膏－ >硬石膏。
2.在泥质沉积物中产生 页理构造,在碳酸盐沉积物中形成
缝合线 。
3.形成矿物 晶体假象,如石盐假晶。
压固脱水作用是 泥
质沉积物 成岩过程中的
主要 作用。
a-压固作用； b-胶结作用； c-重结晶作用； d-新矿物生长
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1
成
岩
作
用
（
胶
结
、
重
结
晶
、
微
生
物
作
用
）
二,胶结作用
—— 指胶结物质把碎屑沉积物 粘结起来 变为
坚固 岩石的作用。
常见的胶结作用主要是 碎屑沉积物 的成岩作用 。
三,重结晶作用
—— 沉积物中的矿物成分因 压溶 和 固体扩散 等作用，
使物质中的 质点 重新排列组合 的作用。
能够使 小的 颗粒变成 大的 晶粒，也可使 非晶质 沉
积物变为 晶质体 。如,
??? ?? 压固脱水 ?? ?? 重结晶蛋白石 （非晶质） 玉髓 （隐晶质） 石英 （显晶质）
在 碳酸盐沉积物 中，
重结晶作用最为 普遍 。
四,微生物及有机质的作用
原生沉积物中一般含有大量的微生物，有 喜氧 的、有
厌氧 的，因而常 改变 溶液的 酸碱度 和 氧化还原环境,使溶
液中某些物质 沉淀 或 结晶 形成 岩石 。
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2
沉
积
岩
的
特
征
（
矿
物
）
第二节 沉积岩的特征
沉积岩 —— 是在 地表 及地表附近 不太深 的地方，由 母岩
经过 风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩 等外力地质作用所形成
的 层状 岩石。
一,沉积岩中的矿物
组成沉积岩的 常见 矿物有 石英、白云母、粘土矿物、钾
长石、钠长石、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、粘土矿物、石膏、硬石膏等 是沉
积岩的 特有矿物 。
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,
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
颜
色
）
二,沉积岩的颜色
沉积岩具有各种各样的颜色。根据颜色 可以 分析 岩石
成分 和沉积时的 古地理环境,是沉积岩 命名 的 根据 之一。
石英砂岩,往往显示 白
色、灰白色 ； 长石砂岩,往
往显示 肉红, 黄白 等色。
岩石中含有 少量的 Fe203，就会 呈现 红色 （氧化环境）；
含有 少量的 FeO，就会 呈现绿色 （还原环境）；
描述岩石的颜色,常用 复合名称 描述，有时加以 深浅 字
样，如 紫红色、蓝灰色、深紫色、浅灰色 等。凡是复合颜色，
前面 的是 次要 颜色,后面 的是 主要 颜色。
岩石中若 含有微量 MnO2，
便会呈现 黑褐色 ；含有一些 有
机炭质,常常 呈现 灰,黑 色 。
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
结
构
）
三,沉积岩的结构,
不同类型的沉积岩由于 物质来源 不同，形成的 作用 和 方
式 不同，所以具有 不同 的 结构类型,
陆源碎屑岩 碎屑结构
火山碎屑岩 火山碎屑结构
粘土岩 泥质结构
化学岩（生物化学岩） 晶粒结构
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
构
造
）
四,沉积岩的构造
层 （岩层） —— 指在 成分、颜色、
结构 上基本 均一 的沉积岩 组合 。
厚度从 薄如纸 到 1米 以上，是沉积岩的 基本单位 ；
相邻 两个层的 接触面 叫 层面 。
1,层理构造 —— 是由沉积物的成分、颜色、结构 沿垂
直 于沉积物表面（ 层面 ）方向变化而 显示 出来的一种 层
状构造 。是与岩浆岩、变质岩 区别 的 重要标志 。常见的
有,
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
构
造
）
a.水平层理 —— 由一系列与层
面 平行 的 细层 组成的 层理 。
一般形成于 平静 的或 微弱流
动 的水环境中。
b.斜层理 —— 由一系列与层
面 斜交 的 细层 组成的 层理 。
一般是在 单向水流 （或风）
的作用下形成的，常见于 河
床沉积物 中。
c.交错层理 —— 有些斜层理与
原先 生成的斜层理呈一定 角度
相交,相互 交错 而形成的。
d.递变层理 ——
同一层 内碎屑 颗粒粒
径 向上 逐渐 变细 。
12.
2
沉
积
岩
的
特
征
（
构
造
）
2,层面构造
b.泥裂 —— 是 未固结 的沉积物 露出水面 干涸
时，经脱水收缩 干裂 而形成的 裂缝 。
3,结核 —— 指在成分、颜色、结构等方
面 与周围 沉积岩具有 明显区别 的矿物集合体。
有 球形、椭球形、透明状 以及 不规则状 等。
4,化石 —— 是在 自然作用 下,保存 在沉积岩中
的 古代 生物 遗体, 遗骸 及 遗迹、遗物 的总称。
a.波痕 —— 在 尚未固结 的沉积层面上，由
于流水、风或波浪的作用形成的 波状起伏
的表面，经成岩作用后被 保存 下来。
12.
3
沉
积
岩
的
分
类
与
常
见
岩
石
（
分
类
）
陆源碎屑岩
（按 粒度 分）
火山碎屑岩
（按 粒度 分
）
泥质岩类
（按 固结
程度 分）
碳酸盐
岩
（按 成
分 分）
其它沉
积岩
砾岩 >2mm
粗砂 2-0.5mm
砂岩 中砂 0.5-0.25mm
细砂 0.25-0.05mm
粉砂岩 0.05-0.005mm
集块岩
>64mm
火山角砾岩
64-2mm
凝灰岩 <2mm
粘土
泥岩
页岩
石灰岩
白云岩
泥质岩
介壳灰
岩
铝质岩
铁质岩
锰质岩
硅质岩
磷质岩
蒸发岩
可燃有
机岩
一,沉积岩的分类
第三节 沉积岩的分类及常见岩石
12.
3
沉
积
岩
的
分
类
与
常
见
岩
石
（
常
见
岩
石
）
二,常见岩石
⑤ 石灰岩
① 砾岩 ② 砂岩 ③ 粉砂岩
④ 页岩 ⑥ 白云岩
碎屑中
>2mm的
砾石含量
在 50%以
上的岩石
砾石成分
有的单一
有的复杂
碎屑中 2－
0.05mm的砂
粒含量在
50%以上的
岩石,矿物
成份以 石英、
长石、岩屑
为主
碎屑中 0.05-
0.005mm的砂
粒含量在 50%
以上的岩石,
矿物成份以
石英 为主、
长石次之、
岩屑少见。
具 页状层理
的 水云母 粘
土岩，其它
混入物 较多，
如硅质、铁
质等常称为
硅质页岩、
铁质页岩。
由微晶、
亮晶、泥
晶 方解石
组成。常
呈灰白色
灰黑色。
遇稀盐酸
强烈起泡
由 白云石
组成。灰
白色、灰
色。遇稀
盐酸 不起
泡 或微起
泡
12.
4
外
生
矿
床
（
概
念
）
第四节 外生矿床
矿床 —— 在地壳中由 成矿地质作用 所形成的，所含
有用矿物 资源的 质 和 量 符合当前 经济 和 技术 条件,并能
被 开采 和 利用 的 地质体 。
一,矿石与矿床
（一） 矿石 —— 无论是 哪种 岩石，其中都 或多或少 地含有
有用矿物。若 含量 很多, 达到 为现代工业技术水平所 能利
用 的 程度,则这种含 有用矿物 的 岩石 就称为 矿石 。
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外
生
矿
床
（
风
化
矿
产
）
二,外生矿床 —— 在 外力 地质作用
的过程中，地表物质进行着复杂的 再分
配 和 改造,其中一些 有用物质聚集 起来，
当其在质和量等方面 符合工业要求 并能
被 利用 时，就成为了外生矿床。
（一） 风化矿床
1,残积残余矿床
—— 岩石经风化作用形成的 风化产物,其中一部分 残
留、残余物 未经搬运而停留原地，如果其中有用物质 相对集
中,就可形成 残积残余矿床 。
12.
4
外
生
矿
床
（
淋
积
矿
床
）
基岩 物理风化作用形成
的残积矿床
化学风化作用
形成的残余矿床
基性、超
基性 火成岩
铂、铬、镍、金刚
石等 残积砂 矿床
钴、镍、铝,
铁、锰等 残余 矿
床
酸性 火成岩 水晶、独居石、锆
石、铌、钽等 残
积砂 矿床
高岭土、铝土
矿、稀有稀土元
素等 残余 矿床
这类矿床除风化作用外，主要跟 基岩性质 有关,
2,淋积矿床
—— 岩石风化产物中 易溶于
水 的物质，随地表水深入地下，
在适当条件及一定地段，经 交待
或 沉淀 作用而使 有用物质集中,
就可形成 淋积矿床 。
常形成 铜、铀、镍、铁、锰、磷、钒 等矿床。
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外
生
矿
床
（
沉
积
矿
床
）
二,沉积矿床
—— 风化产物大部分经过搬
运、沉积作用,不仅 可以形成 沉
积岩,而且能使一些有用物质 集
中 起来形成 沉积矿床 。
沉积作用 形成的矿床
机械沉积 铂、金、锡石、金刚石、锆英石、独
居石、钨、铁等砂矿床
石
灰
岩
,
白
云
岩
化学沉积 石膏、岩盐等
生物化学
沉积
铁、锰、磷、铝、铜、硫、硅藻土,
煤、油页岩、石油、天然气
沉积矿床
的 特点 是,成
层状、埋藏浅、
规模大、易于
开采，经济价
值高。
12.
5
外
力
地
质
作
用
小
结
第五节 外力地质作用小结
风化 地面流水
地下水、冰川、风
湖泊、沼泽、海洋
剥蚀
搬运 沉积
成岩
内力地质作用
上升
破坏 （ 削高 ） 建造 （ 补低 ）
改变塑造地表形态
本
章
学
习
要
求
与
习
题
初步了解 成岩作用、沉积岩 及 外生矿床 的概念；
初步掌握沉积岩的一般 特征,了解地壳 表层物质演
变 与 外力地质作用 的关系。
学习重点,
重点是 成岩作用、沉积岩 的一般特征。
作业及思考题,
1.何谓 成岩作用？每一种作用是 哪种岩类 的主要
成岩作用？
2.沉积岩有哪些常见的 原生构造？各有何 地质意
义？
3.外生 成矿作用形成哪些 矿产？
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