外动力地质作用与沉积岩
§1.外动力地质作用
定义:大气、水和生物在太阳辐射下能、重力能和明引力能的影响下
产生的动,对地表所进行的各种作用。
结果:减小地表起伏、夷平高差。
外动力地质作用的类型
风化作用
岩石受外力作用后发生机械崩解和化学分解,破坏产物基本残留原地,使坚硬的岩石变为松散的碎屑及土壤。(化学风化、物理风化、生物风化)
(二) 剥蚀作用
岩石受外力作用而破坏,破坏产物同时被搬走。(侵蚀、刨蚀、潜蚀…….)
(三) 搬运作用
将风化、剥蚀物搬运到它处。(机械搬运、化学搬运、生物搬运)
(四) 沉积作用
搬运物在条件适宜的地方发生沉积,。条件适宜是指搬运能力减弱,如流水搬运泥砂时,流速减小时,动能减少,过载而沉积。化学沉积受化学反应规律支配,过饱和沉积胶体凝胶作用。CACO3+CO2+H2O Ca[HCO3]2
(五) 固结成岩作用
松散沉积物(任何动力搬来的机械的或化学的)转变为坚硬的沉积岩。
沉积物是松散的,颗粒之间富含孔隙和水分,颗粒之间相互无坚密的连接力,
从沉积物 沉积岩经历以不几个阶段:
压固作用
上覆沉积物的重量作用于下部使其压实
(孔隙减少,水分排除,体积减小)。
胶结作用(只发生在碎屑沉积物中)
经压固后的沉积物仍有些孔隙(粒间),由胶结物质充真到孔隙中,使沉
积颗粒胶结在一起变坚硬。
胶结物主要是化学沉淀物:硅质 (SiO2);
铁质 (Fe2O3.nH2O);
钙质 (CaCO3);
(粘土矿物)
不同的化学成分的胶结物坚硬程度不同:硅质铁质 〉钙质泥质
胶结类型可分为:接触式胶结,孔隙式胶结,基底式胶结。
图略
胶结类型不同坚硬程度不同: 接触式胶结〉孔隙式胶结〉基底式胶结
重结晶作用
在化学和生物化学沉积物中,沉积物埋藏后,在新的环境下,受一定温度和压力的影响(T<150°),矿物晶粒在原基础上增生、扩大形成较大晶粒紧密相嵌的过程。(石英、方解石等)。
新矿物生长
沉积物中不稳定矿物在成岩过程中溶解或发生化学变化,形成新的稳定矿物使沉积变坚硬,成岩石作用T<150℃ P<14巴。
经过以上阶段,纵观外动力地质作用的类型。实际上是岩石在地表环境下转变的几个阶段(外动力地质作用的几个阶段),经过这几个阶段后形成了地表环境下稳定的坚硬的沉积岩。沉积岩是外动力地质作用的产物。
在外动力中,流水是极为重要的动力,是沉积物、沉积岩形成的主要场所,因此沉积岩可谓“水成”,相反岩浆岩可谓为“火成”。在地质学发展早期,300多年前,人们对地表岩石的形成曾有过“水成论”与“火成论”的一场论战,持续了三十多年。
“水成论”以德魏尔纳为代表,主张地球上岩石都是水中结晶沉淀的形成的。“火成论”以赫屯(英)为代表,主张地球岩石并非全由水成,主要是熔融岩浆冷凝而成。最终以“火成论”的胜利而告终。
§2 沉积岩的特征
沉积岩是次生岩石,地壳中第一块岩石不可能是沉积岩。
矿物特征:特点是适应常T、常P的环境,
沉积岩形成于地表,必须适应常T常 P才能成为成分稳定的岩石。
常见矿物:石英、长石、白云母、方解石、粘土矿物、白云石、
鲕绿泥石、绿泥石等。
几乎无: 橄榄石、辉石、角闪石(适应高温高压环境)
结构:(组成岩石颗粒的性质、大小、形态及其相互关系)
碎屑结构:常见结构类型
组成岩石的颗粒是机械沉积的碎屑物。
分选性——岩石中碎屑颗粒粗细均匀程度
好>75%; 中50-75%; 差<50%
磨圆度——碎屑颗粒棱角的磨损程度。
分为圆状、次圆状、次棱角状、棱角状。
分选性、磨圆度反映了搬运介质的性质及距离的远近。可以结构成熟度的高、低来综合描述。成熟度高说明分选性、磨圆度好搬运距离远;成熟度低说明分选性、磨圆度不好搬运距离近。
碎屑(颗粒)——机械成因;
胶结物——化学成因,Si质,Ca质,泥质;
基质(杂基)——机械成因。
三、沉积岩的原生构造
指沉积岩形成时所生成的岩石各个组成部分之间关系。
层理构造
概念——指由沉积物的成分、结构、颜色及颗粒形状等沿垂向的
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,表现为差异性。
分隔不同性质的沉积层的界面称层面,面标志着沉积作用的短暂停顿或间断.每层顶、底面垂直厚度为层厚,根据厚度不同分:
块层 >1米 ; 中厚层 0.5-0.1米 ;
厚层 1-0.5米 ; 薄层0.1-0.01米; 纹层 <0.01米。
2. 主要层理类型
水平层理:层面平行(原始水平)
细碎屑岩中常见(泥岩、粉砂岩),反映水动力弱,低能,深水环境。
交错层理:
韵律层理:
实验课:常见沉积岩的原生构造
实验课:常见沉积岩的观察与鉴定