2 沉积岩的形成过程

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1、第二节沉积岩的形成过程沉积岩的形成一般要经历三个阶段：一．沉积岩原始物质的形成阶段；二．沉积物的搬运与沉积作用阶段；三．沉积后作用阶段。11、搬运介质与机理概述风化产物以及其它来源沉积物质除少部分残留原地外，大部分都要被搬运到沉积盆地中沉积下来。对沉积物进行搬运和沉积的介质主要是水和大气，其次为冰川、生物等．二、沉积物的搬运与沉积作用阶段（一）概述2沉积物在其搬运过程中仍可发生机械破碎和化学分解，从而形成一些新矿物。随着介质搬运能力的减弱，被搬运的沉积物要发生沉积；由于地壳上升、侵蚀基准面下降，流速加快，使已沉积下来的物质又发生侵蚀而重新被搬运。风化、搬

2、运和沉积是三个连续而又独立的阶段，但又是相互交替和重叠的，其中尤其搬运和沉积更是常常频繁交替的。3（1）机械搬运和沉积作用：滚动、跳动、悬移三种方式搬运，受流体力学定律所支配。（2）溶解物质和沉积作用：以真溶液、胶体溶液或络合物的方式进行搬运。其搬运和沉积作用是受化学和物理化学定律所支配。（3）生物搬运和沉积作用：搬运作用相对来说意义不大，但其沉积作用意义巨大。通过生物生理作用、生物物理作用和生物化学作用可使大量溶解物质、内源碎屑物质以及部分粘土物质发生沉积。2、沉积物的搬运与沉积方式4（二）牵引流与重力流的基本特征自然界牵引流常见，含少量沉积物的流水（

3、包括河流、海流、波浪、潮汐流和等深流）和大气流都属于牵引流。沉积物重力流是一种在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。浊流、泥石流等都属于沉积物重力流。牵引流和沉积物重力流在流体力学、沉积物的搬运方式和驱动力、流体与颗粒之间力学关系等方面才有显著差异。从而形成的沉积物也有各自不同的特点。5牵引流重力流密度一般<1.081.08~2.86流体性质牛顿流体非牛顿流体搬运方式滚动、跳跃、悬浮悬浮物质为主驱动力流体的推力和负荷力主要是重力搬运物质碎屑物质、溶解物质以碎屑物质为主随碎屑颗粒数量的增加或减少，他们会v发生相互转化。牵引流与重力流对比表6τ

4、：单位面积上的内摩擦力，称为粘滞切应力，du／dy：称作流速梯度（或称剪切变形率），µ：反映流体粘滞性大小系数，称为动力粘滞系数。牛顿流体和内摩擦定律凡服从牛顿内磨擦定律的流体称作为牛顿流体，否则称非牛顿流体。内磨擦定律可表示为:7所谓服从内摩擦定律是指在温度不变条件下，随着du／dy变化，µ值始终保持一常数，称为牛顿流体；牵引流就属牛顿流体。若µ值随du／dy变化而变化，则为不服从内摩擦定律，称为非牛顿流体，沉积物重力流属非牛顿流体。沉积物重力流即属于宾汉流体。只有当切应力达到某一个值（τ0）后才开始流动。81、牵引流的机械搬运与沉积作用2、重力流的搬

5、运与沉积作用3、冰的搬运与沉积作用4、碎屑物质在机械搬运过程中的变化5、空气的机械搬运和沉积作用（略）（三）机械搬运与沉积作用9（三）机械搬运与沉积作用1、牵引流的机械搬运与沉积作用流水（河水、海水、湖水）和风均属牵引流，以下说明牵引流的机械搬运与沉积作用。（l）福劳德数和雷诺数10在明渠水流（类似自然界的河流、海湖浅水环境中的牵引流水流）中按流动强度的不同可出现急流、缓流和临界流三种流态，这三种流态的判别标准是佛罗德数Fr。对于流速为v的单位流体质量来说，惯性力等于使质点在距离（L）内减速到停止状态所需的力，所需的时间为t=L/v。故惯性力与v/t=v

6、2/L成正比。作用于单位质量上重力为g,所以佛罗德数为：佛罗德数——缓流和急流判别准则11式中V是平均流速，h是水深，福劳德数为一无量纲数，用它可判别明渠水流的流态；当Fr＜l时水流为缓流，也称临界下的流动状态或低流态，它代表一种水深流缓的流动特点；Fr=1时水流为临界流；Fr＞l时水流为急流，也称超临界的流动状态或高流态，它代表一种水浅流急的流动特点。12如果Fr＞1，则表示向下游的流速大于向上游传播的波速，此时不可能有向上游移动的波(流动过程中不会出现壅水)，水的性质为急流或超临界的流动；当Fr＜l时，流水性质为静流、缓流或临界以下的流动，这表示水深

7、流缓的情况。佛罗德数可普遍用于碎屑物质以床沙载荷方式搬运和沉积过程的解释中，它也是一个无量纲数。13d管道直径，V-流速，ρ-密度,µ-流体动力粘滞系数Re=2000为紊流转变为层流的临界雷诺数，管道流；Re<2000时为层流；Re>2000时为紊流。对明渠流来说，则应该用水力半径（R）来代替管道直径（d）来计算临界雷诺数，因R＝1／4d，故对明渠流来说临界雷诺数应为500。雷诺数——层流和紊流判别准则Re＝（V.d.ρ)/µ14层流（A）与紊流（B）的流动特点平行流向的河流垂向剖面（下层流上紊流）15河流中的紊流及层流底层（据鲁比，1938）流线长度代

8、表流速大小16（2）碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积作用1）受力分析作用于碎屑颗粒上