这是一篇关于第二章沉积岩的形成及演化的思维导图，母岩风化的阶段性：波雷诺夫根据元从风化带中析出的顺序，将结晶岩的风化过程分为四个阶段，不同阶段有其独特的风化产物。
第八章粘土岩Claystone 第一节概述第二节粘土岩的物质成分第三节粘土岩的结构、构造、颜色第四节粘土岩的分类及沉积后变化 SedimentaryRocks&SedimentaryFacies 中国石油大学...
石灰岩（Limestone）简称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩 。有时含有白云石、粘土矿物和碎屑矿物，有灰、灰白、灰黑、黄、浅红、褐红等色，硬度一般不大，与稀盐酸有剧烈的化学反应。按成因分类属于沉积岩。
1碳酸盐岩概论 第十一章碳酸盐岩概论(一)主要研究讨论碳酸盐岩的矿物成分、化学成分、结构组分、碳酸盐岩的构造和颜色及其成因 1 第一节绪言 碳酸盐岩是主要由方解石和白云石等碳酸盐矿 物组成...
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第二章 沉积岩的形成及演化
第一节 沉积岩原始物质的形成
陆源物质母岩风化产物
概念：风化作用是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用。风化作用是对地表岩石的一种破坏作用。
分类
物理风化作用:发生机械破碎而化学成分不改变。化学风化作用：母岩发生氧化、水解、溶虑等化学变化而分解，形成新矿物。生物风化作用：常常伴随物理风化和化学风化。
原岩的性质和类型—物质基础 变质的条件（主要是温度和压力）变质岩本身的特征（矿物组成、结构构造)
二、各种造岩矿物的风化及其产物
石英：主要的造岩矿物，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
长石：稳定性次于石英，风化稳定性由高到低的顺序是：钾长石、多钠的酸性斜长石、中性斜长石、多钙的基性斜长石
云母： 白云母抗风化能力较强。白云母在风化过程中，主要是析出钾和加入水，先变成水白云母，最后变为高岭石。黑云母的抗风化能力比白云母差得多。黑云母遭受风化后，钾、镁等成分首先析出，同时加入水，转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等
橄榄石、辉石、角闪石等镁硅酸盐矿物抗风化能力低。 这些矿物在风化产物中保留较少，故在沉积岩中较少见
各种碳酸盐矿物如方解石、白云石等，风化稳定性甚小，极易溶于水并顺水转移
各种粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母等）在风化带中相当稳定
各种硫酸盐矿物（如石膏、硬石膏）、硫化物矿物（如黄铁矿）、卤化物矿物（如石盐）等，风化稳定性最低，最易溶于水，呈溶液状态流失走
重矿物： 风化稳定性的差别很大，如锆石、金红石、电气石等较稳定，为沉积岩中常见的稳定重矿物
抗风化能力强弱排列石英＞微斜长石＞方解石
影响造岩矿物风化稳定性的因素：①与它们的结晶温度有关：在岩浆岩的主要造岩矿物中，橄榄石结晶温度最高，其风化稳定性最低，最易被风化破坏掉。辉石、角闪石、黑云母的结晶温度依次降低，而它们的风化稳定性却依次增高。基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石、钾长石的结晶温度也依次降低，它们的风化稳定性也依次增高。石英的结晶温度最低，故其抗风化能力最强②与其化学成分的化学活泼性（主要是在水中溶解能力）有关。③与其晶体构造特征及化学键强度有关
三、各种岩石的风化及其产物
岩石是矿物的集合体，因此岩石的风化及其产物主要由组成它的矿物的风化情况决定的
中性和碱性侵入岩的风化情况大体与花岗质岩石相似。基性和超基性侵入岩主要由较易风化的橄榄石、辉石、基性斜长石组成，远比花岗质岩石易风化。火山岩及火山碎屑岩由于含有相当多的甚至大量的玻璃质或火山灰，故其风化速度相当快沉积岩的风化情况比较简单，其中以蒸发岩最易溶解、最易风化，碳酸盐岩次之，粘土岩、石英砂岩、硅岩等最难风化
四、母岩风化过程中元素的转移顺序及母岩风化的阶段性
1.风化过程中元素的析出顺序：母岩在化学风化过程中表现为某些元素的淋滤分散和另外一些元素的残积富集两个方面。各种元素在特定的风化条件下迁移能力是不一样的，因而造成各种元素按一定顺序从母岩中分离出来（元素的风化分异）
2.母岩风化的阶段性：波雷诺夫根据元从风化带中析出的顺序，将结晶岩的风化过程分为四个阶段，不同阶段有其独特的风化产物
（1）破碎阶段（碎屑阶段）：以物理风化为主，风化产物主要为岩屑或矿物碎屑
（2）饱和硅铝阶段：岩石中的氯化物和硫酸盐将全部被溶解，首先带出Cl-和SO42-。然后在CO2和H2O的共同作用下，铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解，游离出碱金属和碱土金属（K+、Na+、Ca2+、Mg2+）盐基，其中Ca和Na的流失比K和Mg要快些。这些阳离子组成弱酸盐，使溶液呈碱性或中性反应，并使一部分SiO2转入溶液。此阶段 的粘土矿物有蒙脱石、水云母、拜来、绿脱石等。同时碱性条件下难溶的CaCO3开始堆积。
（3）酸性硅铝阶段（粘土型风化作用）：碱金属和碱土金属大量被溶滤掉，SiO2进一步游离出来。因此碱性条件逐渐为酸性条件所代替。使上阶段形成的矿物（蒙脱石和水云母等）转变成在酸性条件下稳定的不含碱和碱土金属的粘土矿物高岭石和变埃洛石等
（4）铝铁土阶段（红土型风化作用）：风化的最后阶段。在此阶段，铝硅酸盐被彻底地分解，全部可移动的元素都被带走。主要剩下铁和铝的氧化物及一部分SiO2，在原地形成水铝石、针铁矿、赤铁矿及蛋白石的堆积。由于它是一种红色疏松的铁质或铝质土镶，所以也称红土
五、母岩风化产物的类型
1.碎屑残留物质：母岩的岩石碎屑或矿物碎屑（岩屑和矿屑）
2.新生成的矿物：主要是在化学风化作用过程中新生成的一些矿物，如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石和铝土矿等
3.溶解物质：主要是指在化学风化过程中被溶解的那些成分，如CI、S、Ca、Mg、K、Na、Si、Fe、Al、P等
六、风化壳
由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分，或者说已经风化了的地表岩石的表层部分
1.生物成因的沉积物：生物遗体，一部分为无机成分为主的生物残骸，另一部分为有机生物残体，即动植物的软体（有机质）2.深部来源的沉积物：由火山爆发作用带到地表或水下的火山碎屑物，沿深断裂流出地表或注入地下的热卤水、温泉、热气液3.宇宙来源的沉积物：从宇宙空间落到地球上的陨石及其尘埃
第二节 碎屑物质的搬运和沉积作用
沉积物发生搬运和沉积的地质营力（搬运介质）：流水、风（大气）、冰川、重力、生物
按搬运和沉积方式不同分类：1.机械/物理搬运和沉积作用：（固体）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··流体基本概念
流体自然界两种基本类型，即牵引流和沉积物重力流
1.层流：一种缓慢流动的流体，流体质点作有条不紊的平行线状运动，彼此不相掺混。 紊流：湍流，一种充满了漩涡的多湍流的流体，流体质点的运动轨迹极不规则，其流速大小和流动方向随时间而变化，彼此相互掺混 雷诺数(Re)=惯性力/粘滞力 = V(水流速)d(颗粒直径)r(水的密度) /μ(动力粘滞系数)：不同管径管道和不同流体进行试验获得一个判别层流与紊流的准则；Re<1时，流动呈层流；Re=1～40时，在颗粒背后会出现背流尾迹；Re>40时，出现“卡门涡流”，紊流(涡流)
2.数根据佛罗德数数，明渠水流可分为急流、缓流和临界流三种状态。佛罗德数Fr=惯性力/重力=VÙ2/Lg；大多数把这一数值的平方根当作佛罗德数，即Fr>1，急流，超临界流，水浅流急；Fr=1，临界流；Fr<1静流，缓流或临界以下的流动，水深流缓
3. 牛顿流体：服从牛顿内摩擦定律的流体，如牵引流；非牛顿流体：不服从牛顿内摩擦定律的流体，如沉积物重力流
4. 两种流体及其搬运和沉积作用方式：牵引流：符合牛顿流体定律的流体。其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流和波浪流等。沉积物重力流：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(1.5~2.0)。
二 ··搬运和沉积作用
1.碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用
碎屑颗粒在流水中搬运和沉积，主要与水流动状态(是层流还紊流，是急流还缓流)关系密切；还与碎屑颗粒的本身特点(大小、相对密度和形状等)有关
(1)搬运方式：推移搬运(滚动+跳跃)床沙载荷→粗；悬浮搬运(悬移搬运)→悬移载荷→细(V流≥12V沉)载荷：流体中被搬运的沉积物，也叫负载，负荷
(2)机械沉积作用:处于搬运状态的碎屑物质，在一定的条件下，主要是当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情况可用斯托克实验公式（适用于粒径<0.1mm的球形颗粒)v—颗粒下沉速度（cm/s）d1—颗粒密度d2 —水介质密度，g —重力加速度（980cm/s2）r—颗粒半径（cm）μ—水介质粘度①碎屑颗粒在静水中下沉速度与颗粒半径平方成正比②碎屑颗粒在静水中下沉速度与其相对密度成正比③斯托克公式是在假定颗粒为球形的情况下求得的，假如颗粒不是球形，其沉速有所不同。④斯托克公式只有在静水或层流条件下才适用
尤尔斯特隆图解——碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积与流速和颗粒大小的关系。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：开始搬运及继续搬运曲线。三区：侵蚀区、搬运区、沉积区。三段：砾级--难搬易沉--山区；砂级和泥级--难搬难沉--深水；砂级--易搬易沉--分布最广。流动强度会影响不同粒径颗粒共存情况
(3)碎屑物质在流水搬运过程中的变化：①成分：不稳定组分逐渐减少，稳定组分则相应增加，同其它组分也就变得更加简单了。②碎屑颗粒度逐渐变小。③碎屑颗粒的圆度逐渐变好。④碎屑颗粒的球度也有所增高
(4)碎屑物质在流水搬运和沉积过程中的分异作用机械分异作用。粒度分异：自上到下，粒度由大到小，分选由差到好；相对密度分异：大的减少，小的增多；形态上分异：粒状少，片状增多；碎屑成分分异：成分稳定的颗粒含量增多。Þ掺合作用（混合作用、混杂作用）
2.碎屑物质在海水、湖水中的搬运和沉积作用
海、湖是流水搬运碎屑物质的最终场所。当波浪运动的方向与海岸垂直，而海底又位于浪底之上时：远离海岸深水区(碎屑往返运动、向海方向运动)；近岸浅水区(碎屑作往返运动、向岸方向运动)；在二者之间的区域，碎屑只作往返运动。 波浪前进方向与海岸交角：<45°时，纵向运动使物质向岸坡下部；约45°时，纵向运动速度最快；>45°时，碎屑物质则向岸坡上部
潮汐作用对滨岸地区的碎屑物质影响很大，在潮汐作用带，水体作大规模地涨潮和落潮运动，因此也使水底的碎屑物质作相应的往返运动
近岸地带的海流或深海浊流、等深流、内潮汐流、冷流、暖流、赤道洋流和上返洋流等对碎屑物质的搬运和沉积均有一定的作用
陆碎屑物质在湖水中的搬运更重要，波浪和湖流是湖泊中搬运和沉积碎屑物质的主要营力。湖浪对碎屑物质的搬运和沉积作用主要表现在滨岸浅水地带，细的悬浮物质可被搬运到深水区。由于湖浪的搬运和沉积作用，使得湖泊中碎屑物质的机械沉积分异作用更明显。
3.碎屑物质在空气中的~
在干旱地区，风的搬运和沉积作用是主要的；风是碎屑物质在空气中搬运和沉积的主要营力；空气只能搬运碎屑物质，而不能搬运溶解物质在正常地面搬运方式以跳跃为主(70～80%)，其次是蠕动(<20%)，而悬浮极少(<10%)。搬运方式与粒度之间关系相当稳定。风力搬运最大特点是碎屑呈弓形弹道轨迹前进
风搬运及沉积特点：①搬运能力远比水小，同样的速度下，风的搬运能力约为流水的1/300，因此，风一般只能搬运较细粒的碎屑物质。②风的搬运能力有限，选择性较强，因此风成沉积的粒度分选性较好。③空气密度小，颗粒碰撞磨蚀导致其圆度较好，常具霜状表面。
4. 碎屑物质在冰川中的~
在地球历史上，曾经出现过三次大规模的冰川作用时期，这就是震旦纪大冰期、晚古生代大冰期和第四纪大冰期
冰川的搬运与堆积:冰碛物—冰川携带的碎屑物质。按照分布部位:表、侧、中、底、前(终)碛；冰川具有巨大的搬运能力。 冰碛物的基本特征：结构疏松，大小混杂，分选极差；冰碛物中砾石磨圆极差；一般缺乏层理构造
第三节 溶解物质的搬运和沉积作用
母岩风化产物中的溶解物质，主要为Cl、S、Ca、Na、K、Mg、P、Si、Al、Fe 等。它们均呈胶体溶液或真溶液状态，通过河水或地下水向湖泊和海洋中转移。
一 胶体溶液物质的搬运和沉积作用
胶体：一种物质的细微质点分散在另一种物质中的不均匀分散体系，介于粗分散系(悬浮液)和离子分散系(真溶液)间。胶体粒子直径一般于1～100nm之间，多呈分子状态
（一）胶体溶液的特点
1.受重力影响极其微弱；2.扩散能力很弱；3.类型有正负之分； 1）正胶体，表面带正电荷，Fe、Al含水氧化物胶体；2）负胶体，表面带负电荷，Si、Mn氧化物，Pb、Cu硫化物；4.具有吸附现象
（二）胶体溶液稳定的因素→搬运
1.布朗运动可抗衡重力作用，不使胶粒下沉。2.同种电荷的胶粒之间的排斥力。3.扩散层和双电子层中反离子和溶剂的亲和作用，形成的溶剂化膜，缓冲和阻碍粒子的碰撞
（三）促使胶体聚集和沉淀的因素→沉积
1.正负胶体相遇-"相互聚沉"。2.电解质作用。3.蒸发作用。4.穿透能力较强辐射线。5.溶液pH和Eh值(胶体沉淀时介质都有一定pH、Eh值) 6.温度增加，剧烈振荡，大气放电，毛细管作用等。
（四）胶体沉积物的特征
1.常呈钟乳状、肾状、豆状、胶冻状(蛋白石SiO2·2H2O)等；2.常具贝壳状断口；3.多为含水矿物，且含水量很不固定；4.其化学成分也不够固定；5.常具离子交换性及吸附性；6.常失水干裂老化或重结晶
二 真溶液物质的搬运和沉积作用
1.液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是它们的溶解度 ：溶解度越大，越易搬运，越难沉积。溶解度越小，越易沉积，越难搬运。
2.溶解度以外的其它影响因素
(1)介质的酸碱度（pH值）:某些溶解物质的溶解度随pH值增大而变化；酸性介质条件下，SiO2沉淀而CaCO3溶解；在碱性介质中则相反。随pH值变化，某些同样溶解物质沉淀形式不同：铁，pH＝2～3以Fe(OH)3沉淀，pH=5以Fe(OH)2沉淀。pH=6～7，溶液含CO2，以FeCO3沉淀。Fe2+和Fe3+沉淀时所需Eh值也不同。锰的情况同铁类似。
(3)介质的氧化—还原电位（Eh值）：Eh值对铁、锰等变价元素的溶解和沉淀影响很大。Fe3+在酸性条件下（PH=2~3）稳定，长距离搬运；当PH>3时，Fe3+就开始沉淀。Fe2+在（PH=5.5~7）时才开始沉淀，其搬运更易；它们沉积所需的Eh值也有所不同
(4)温度和压力：一般物质的溶解度随温度升高而增大；压力对溶液中CO2含量影响很大
(5)溶液中CO2的含量：对碳酸盐的沉淀和溶解度有很大的影响 。CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（CO2浓度增高，平衡向右移动，CaCO3溶解；反之，向左移动，CaCO3沉淀。）。水中CO2含量与温度、压力有关
(6)其它----气候、蒸发作用
三 生物的搬运和沉积作用
生物作为一种搬运营力意义较小，沉积作用意义重大（藻类和细菌等微生物沉积作用巨大，数量多、分布广、繁殖快、适应性强，出现早）
（一）直接作用——生物遗体直接堆积成岩或沉积矿床有机质部分埋藏下来经生物化学演化，可形成石油、天然气、煤以及油页岩等。无机的生物外壳和骨骼经富集堆积后可形成岩石或矿床，如生物骨骼石灰岩、生物磷块岩、硅藻土、白垩等。有些生物原来就营群体生活，在生活过程中通过生物分泌作用以及生物粘结作用形成坚固骨架，不需要经过成岩作用就能直接成为岩石，如礁灰岩。
（二）间接作用
(1)生物化学沉积作用：是指生物的生命活动过程或生物遗体分解过程引起介质物理化学环境变化，使某些溶解物质沉淀，或由于有机质吸附作用使某些元素沉积
(2)生物物理沉积作用：指生物在生命活动中通过捕获、粘结或障积等作用使沉积物沉淀
四 ··沉积分异作用
地表沉积分异作用：母岩风化产物以及其它来源的沉积物，在搬运和沉积过程中按照颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来
（一）机械沉积分异作用
碎屑物质在搬运和沉积过程中，根据粒度、密度、形状和成分等特征发生先后沉积的现象。相对立的是“掺和作用”或“混合作用”、“混杂作用”
(1) 机械沉积分异作用包括：①粒度分异（粒度大→小，分选差→好）；②相对密度的分异（体积小密度大、体积大密度小可能一起堆积，含金砾岩）③形状上的分异（片状>粒状；圆度和球度高易于搬运）；④成分分异（成分→比重形状；大小→物性）
（2）机械沉积分异结果：随搬运距离的增长；碎屑物质的矿物成分趋向简单；稳定组分增多；重矿物含量减少；粒度变细；分选、磨圆变好
（二）化学分异作用
(1)溶解物质（包括胶体溶液物质和真溶液物质），在搬运和沉积过程中，根据其本身的化学性质（主要是其在溶液中化学活泼性或溶解度大小），以及受所处环境PH和EH的影响，从溶液中按一定先后顺序沉淀出来的现象。
（三）两种沉积分异作用的关系及其地质意义
(1)关系机械沉积分异作用进行得较早，化学沉积分异作用进行得较晚。
(2)意义：两种沉积分异作用的结果，就形成了各种类型的机械沉积岩和化学沉积岩以及相应的各种沉积矿产。分异作用进行越彻底，各种类型的沉积岩在成分上和结构上的成熟度就越高，从而越易形成各种沉积矿产。
五、正常沉积作用和事件沉积作用
(1)正常沉积作用：正常情况或条件下发生的搬运和沉积作用，这一作用过程是缓慢的、均变的。（均变论）
(2)事件沉积作用：指事件性的、阵发性的或灾变性的搬运和沉积作用。这类作用的发生和发展可能是瞬间的、短暂的，但其作用过程是快速的（灾变论）
第五节 沉积岩的分类
沉积岩
1.主要由母岩风化产物形成的沉积岩(按母岩风化产物的类型和其搬运沉积作用不同，再划分为两类)
碎屑岩按粒度划分砾岩、砂岩 、粉砂岩、粘土岩
化学岩按成分划分碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩、其它化学岩
2.主要由火山碎屑物质组成的沉积岩
火山碎屑岩
3.主要由生物遗体组成的沉积岩
按可燃性划分可燃生物岩、非可燃生物岩
1.为什么将粘土岩划归碎屑岩中? 沉积岩中粘土物质基本上是母岩风化产物经过机械搬运和沉积作用而来，基本是陆源，由化学作用在沉积环境中新生成粘土矿物为量很少
2.关于碳酸盐岩：虽然颗粒石灰岩的沉积机理主要是机械的，但其颗粒的生成还是以化学作用或生物作用为主的。
3.关于生物化学岩：实际上是生物岩与化学岩之间的过渡岩石类型，如生物石灰岩、礁石灰岩、白垩、硅藻岩等
4.关于附生岩：含铜、铀、硫、沸石、海绿石以及其他特殊元素或矿物的沉积岩，由经济意义较大格外重视，并常被称作“含铜岩”、“含铀岩”、“含海绿石岩”
5.关于异地岩和原地岩：异地岩---指其沉积物是外来的。原地岩---指其沉积物是当地生成的。
6.关于内源岩和外源岩：外源岩---指其物质成分来自沉积环境以外。内源岩---指其物质成分来自沉积环境以内。