CH02B沉积岩形成与演化-Y-B

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1、第二章沉积岩的形成与演化岩浆岩岩浆岩变质岩沉积岩沉积物沉积作用搬运作用隆升-暴露岩浆变质作用成岩作用熔融作用结晶作用固结作用风化作用岩石循环风化作用的产物及其它来源的沉积物质少量残留原地大部分将进入搬运状态向沉积盆地转移。沉积物在搬运中仍会发生机械破碎和化学分解→新矿物介质搬运能力减弱，无力携带所搬运的沉积物→沉积沉积下来的沉积物①长期固定下来不再移动，②地壳上升，侵蚀基准面下降，流体流速加快→重新发生侵蚀并被再次被搬运风化、搬运和沉积是三个连续而又独立的阶段，但有时相互交替和重复，尤其是搬运和沉积作用，是一对矛盾。沉积物发生搬运和沉积的地质营力（搬运介质）流水风（

2、大气）冰川重力生物按沉积物被搬运和沉积的方式不同可以分为：1.机械/物理搬运和沉积作用碎屑+新生成物质+火山碎屑+宇宙源物质2.化学搬运和沉积作用溶解物质、深层卤水生物化学搬运和沉积作用溶解物质＋深层卤水＋生物源物质3.生物搬运和沉积作用生物源物质一、流体的几个基本概念和基础知识第二节机械搬运与沉积作用（一）牛顿流体和非牛顿流体τdudyτ=dudyμabcd牛顿内摩擦定律a:牛顿流体水,空气b:宾厄姆流体牙膏,高蜡低温原油水泥砂浆,c:拟塑性流体高分子聚合物溶液，血液，沙拉酱d:膨胀流体高浓度挟砂水流，淀粉糊，阿拉伯树胶非时变性非牛顿流体（二）层流、紊流和雷诺数两

3、种流动型态——层流与紊流/湍流/涡流层流紊流雷诺数（Re,Reynoldsnumbers）层流和紊流的判别标准惯性力与粘滞力之间的关系，描述流体的流动状态Re＝惯性力/粘滞力＝V2d2ρ/Vdμ＝Vdρ/μRe＝1±层流Re＝1～40临界流Re>40紊流层流和紊流紊流水体与固体边界接触处，流体运动型态仍属层流，称为层流底层。层流底层的厚度随雷诺数的增加而减少。层流底层的存在对碎屑沉积物的搬运和沉积起着重要的控制作用，使碎屑沉积物在其与流体之间的界面上发生沉积和搬运的交替作用。（三）缓流、急流和佛罗德数（Fr）明渠水流急流、缓流和临界流三种流态判别标志为佛罗德数（Fr

4、，Froudenumber）Fr＝惯性力/重力＝（V2/D）/g＝V2/（gD）——标志惯性力与重力之间的关系描述流体的运动强度Fr＞1：急流，水浅流急——上部流动体制，高流态Fr＝1：临界流，过渡流态Fr＜1：缓流，水深流缓——下部流动体制，低流态类别牵引流重力流流体性质牛顿流体非牛顿流体密度低高（>1.08，海水比重）水动力学机制地形、潮流或风重力液固相分明不分搬运介质流水、空气沉积物搬运动力推力、负荷力重力搬运方式滚动、跳跃、悬浮悬浮运动关系水主动，颗粒被动水被动，颗粒主动搬运物质碎屑物质、溶解物质碎屑物质为主沉积作用流速、能量减小能力减小转化或稀释沉积环境地

5、形变化较小山前或斜坡及其下游方向沉积构造各种类型层理粒序/递变层理牵引流和重力流的区别有重要地质意义的流体：碎屑流（层流）牵引流（紊流）不同的流动机制产生不同的结构和构造可以用水力学机制来解释不同结构和构造自然界在的流体大多是紊流，紊流更为重要牵引流　　　沉积物重力流牛顿流体　　非牛顿流体层流　　　　紊流急流　　　　缓流二、碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积作用什么性质的流体？河水、海水、湖水、风、冰川…物源区在哪儿？山区（剥蚀区）、陆地岸边…搬运的起点在哪儿？山区（剥蚀区）、陆地岸边…（一）受力分析1.有效重力（w）：颗粒受到的重力和浮力之差2.粘结力（Pc）：颗粒表

6、面的水膜所造成的粘结力3.水平推移力（Px）：水流作用于颗粒顺水流方向的力4.垂直上举力（Py）：垂直向上，产生原因：①水体浮力（已计算在有效重力中）；②颗粒上下因流速差而引起的压力差；③紊流中存在涡流的扬举作用/上举涡力PfPxPyPcw水流方向（二）流体搬运碎屑物质的方式推移搬运（滚动+跳跃）——床沙载荷(bedload)，粗悬浮搬运——悬移载荷（suspendload），细载荷：流体中被搬运的沉积物，也叫负载，负荷。滚动跳跃悬浮推移载荷悬移载荷（三）尤尔斯特隆图解开始搬运速度（V开）：流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需的流速继续搬运速度（V继）：流水维

7、持碎屑物质继续搬运所需要的流速。V开>V继两线：开始搬运曲线/继续搬运曲线三区：剥蚀区/搬运区/沉积区三段：砾级难搬易沉山区粉砂和泥级难搬难沉深水砂级易搬易沉分布最广搬运和沉积的决定因素粒径和流速搬运区侵蚀区沉积区泥　　粉砂　　　　　砂　　　　　　　砾剥蚀区沉积区搬运区（四）机械沉积作用主要是流水的动力不足以克服碎屑的重力时，碎屑物质就会沉积下来。碎屑物质在静水中下沉颗粒越大，比重越大，沉积速率就越大。颗粒间的碰撞和摩擦流体对颗粒的分选作用化学分解和机械破碎作用↓碎屑物质在长距离搬运过程中要发生一系列的变化（五）碎屑物质在流水搬运中的变化矿物成分不稳定组分减少稳