《沉积岩石学》第二章 沉积岩的形成及演化.ppt

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1、《沉积岩石学》第二章沉积岩的形成及演化沉积岩的形成及其形成后的演化的全部历史过程大致可分为以下几个阶段沉积岩原始物质的形成阶段（主要是母岩的风化产物，还有火山物质、有机物质以及宇宙物质等）沉积岩原始物质的搬运和沉积阶段（即沉积物的形成阶段）沉积后作用阶段（其中又包括沉积物的同生作用和准同生作用阶段、沉积物的成岩作用阶段以及沉积岩的后生作用阶段)一、风化作用的概念：母岩：是供给沉积岩原始物质成分的岩石，主要是岩浆岩和变质岩，也包括早已形成的沉积岩。风化作用：暴露于地表及其附近的岩石，在大气、温度、水和生物的联合影响下，使原来岩石的物理性质或化学

2、成分发生改变的地质作用称为风化作用。第一节：母岩的风化作用～沉积岩最原始物质的形成（一）物理风化作用：指岩石在风化过程中，只改变物理状态，不改变化学成分的破坏作用。物理风化的产物：是产生岩石碎屑和矿物碎屑。物理风化的因素：温度、压力、水、重力、风、雷电等。（南京地校P78图4～2、图4～4）（二）化学风化作用：在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解、产生新矿物的过程称为化学风化作用。1、氧化作用：空气和水中的游离氧是地表最重要的氧化剂。氧化作用最易破坏的是硫化物、有机化合物和含有氧化亚铁、氧化亚锰、钒

3、、钴的矿物。例如：由硫化矿物组成的矿床，经过氧化作用以后，常常形成以褐铁矿为主要成分的疏松多孔的堆积体，这种堆积体称为铁帽。在铁帽的下部，往往可以找到较富的原生矿床。4FeS2＋14H2O＋15O2=2(Fe2O3·3H2O)＋8H2SO4黄铁矿水氧褐铁矿硫酸2、CO2的化学风化作用：CO2比其它气体易溶于水，在河水和地下水中，CO2的含量为大气圈中的1700～2700倍。富有游离碳酸的水比纯水破坏碳酸盐和原生铝硅酸盐矿物更为剧烈。（1）石灰岩与二氧化碳的作用：石灰岩遇到含有CO2的水时，就会形成可溶于水的Ca(HCO3)2,因而石灰岩被风化

4、了。CO2的化学风化作用举例：CaCO3＋CO2＋H2O=Ca(HCO3)2石灰岩（不溶于水）（溶于水）（2）正长石与二氧化碳的作用：正长石与含二氧化碳的水作用后，能使正长石分解。4KAlSi3O8＋2CO2＋4H2O=Al4Si4O10(OH)8＋8SiO2＋2K2CO3正长石高岭石3、水的化学风化作用：（1）水解作用：矿物与含有自由离子H＋和[OH]－的水作用，能使矿物的阳离子形成氢氧化物，从矿物中解脱出来，因而破坏了矿物。例如：正长石与水作用，可使正长石中的钾形成KOH溶于水中，正长石最后变为高岭石而被破坏。4KAlSi3O8＋6[H＋

5、＋(OH)－]=Al4Si4O10(OH)8＋8SiO2＋4KOH正长石离解水高岭石（2）水化作用：有些矿物与水起反应，吸收水分子形成新的矿物。例如：硬石膏与水作用后形成石膏，体积增大60%，对周围岩石产生很大压力，因而促进了物理的破坏作用。CaSO4＋2H2O=CaSO4·2H2O硬石膏石膏经过水化作用而形成的石膏较硬石膏的溶解度要大得多，加速了石膏被水的溶解。（3）含硫酸水的作用：硫化物氧化后，经常产生大量的硫酸，含硫酸的水对矿物岩石的化学风化作用能力很强，从而破坏岩石。例如：含硫酸的水与石灰岩作用，也能使石灰岩产生溶蚀现象。CaCO3＋

6、H2SO4=CaSO4＋CO2＋H2O石灰岩硬石膏（4）含碱质水的作用：长石经过化学风化后，可产生K2CO3、Na2CO3及KOH等，它们都易溶解于水，使水呈碱性。含碱质的水能加大对SiO2的溶解度，促进硅质岩石的风化。（三）生物风化作用：1、生物物理风化作用：2、生物化学风化作用：例如，有些微生物新陈代谢时，要汲取矿物中的某些元素。如磷细菌、硅细菌，它们的生命活动就是靠分解矿物中的磷和硅，因而含磷矿物和含硅矿物就被它们破坏了。菌类、藻类及其他微生物通过它们的生命活动能放出CO2、O2、H2S等气体，这些气体能对矿物岩石进行强烈的化学风化作用

7、。生物本身分泌出的有机酸能腐蚀和溶解岩石，使岩石遭到破坏（如地衣、植物的根等）。二、各种造岩矿物的风化及其产物：1、石英（SiO2）：在风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用。2、长石：长石的风化稳定性次于石英。在长石类矿物中，钾长石的稳定性较高，多钠的酸性斜长石次之，中性斜长石又次之，多钙的基性斜长石稳定性最低。因此，在沉积岩中钾长石多于斜长石。钾长石的风化过程及其产物如下：铝土矿是钾长石风化的最终产物，是风化带中很稳定的矿物。但是，只有在十分有利的条件下，钾长石才能完全风化成铝土矿，在一般情况下，钾长石大都

8、转变为水白云母和高岭石。3、云母：白云母的抗风化能力较强，所以它在沉积岩中相当常见。黑云母的抗风化能力比白云母差的多。白云母（KAl2[AlSi3O10](OH)2