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有道云笔记

2016-05-06 原创 矿业帮 矿业帮
沉积岩,三大岩类的一种,又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。是在地表不太深的地方,将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占 5%。沉积岩主要包括石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产,占全部世界矿产蕴藏量的80%。
概述
中文名:沉积岩(Sedimentary Rock) :沉积岩,又称为水成岩,是三种组成地 球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。是在地表不太深的地方,将其他岩石的风化产物和一些火山喷发物,经过水流或冰川的搬运、沉积、成岩作用形成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉积岩,但如果从地球表面到16公里深的整个岩石圈算,沉积岩只占5%。沉积岩主要包括有石灰岩、砂岩、页岩等。沉积岩中所含有的矿产,占全部世界矿产蕴藏量的80%。相较于火成岩及变质岩,沉积岩中的化石所受破坏较少,也较易完整保存,因此对考古学来说是十分重要的研究目标。
特性概述
沉积岩是指成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。曾称水成岩。是组成地壳的三大岩类 (火成岩、沉积岩和变质岩)之一。沉积物指陆地或水盆地中的松散碎屑物,如砾石、砂、粘土、灰泥和生物残骸等。主要是母岩风化的产物,其次是火山喷发物、有机物和宇宙物质等。沉积岩分布在地壳的表层。在陆地上出露的面积约占75%,火成岩和变质岩只有25%。但是在地壳中沉积岩的体积只占5%左右,其余两类岩石约占95%。沉积岩种类很多,其中最常见的是页岩、砂岩和石灰岩,它们占沉积岩总数的95%。这三种岩石的分配比例随沉积区的地质构造和古地理位置不同而异。总的说,页岩最多,其次是砂岩,石灰岩数量最少。沉积岩地层中蕴藏着绝大部分矿产,如能源、非金属、金属和稀有元素矿产,其次还有化石群。
化学成分
随沉积岩中的主要造岩矿物含量差异而不同。例如,泥质岩以粘土矿物为主要造岩矿物,而粘土矿物是铝-硅酸盐类矿物,因此泥质岩中SiO2及Al2O3的总含量常达70%以上。砂岩中石英、长石是主要的,一般以石英居多,因此SiO2及Al2O3含量可高达80%以上,其中SiO2可达60~95%。石灰岩、白云岩等碳酸盐岩,以方解石和白云石为造岩矿物,CaO或CaO+MgO含量大,SiO2,Al2O3等含量一般不足10%。表1是根据岩样的化学分析资料综合的泥质岩、砂岩和石灰岩的化学成分含量范围值。
造岩组分
包括碎屑组分、化学-生物化学组分、蒸发化学组分、有机质衍变组分、火山喷发组分、宇宙物质组分等。碎屑组分按物质来源又分下列几种:①陆源碎屑,指由早先生成的岩石经风化、剥蚀形成的碎屑,包括岩石碎屑和矿物碎屑。陆源矿物碎屑主要是硅-铝质的。②内碎屑,主要指沉积盆地内产生的碎屑,它是沉积盆地中固结的或半固结的沉积岩经水流、风暴、滑塌或地震等作用再次破碎而形成的。常见的是碳酸盐岩的内碎屑,也有泥质岩、铝质岩、磷质岩、硅质岩、石膏岩甚至盐岩的内碎屑角砾或砾石。③生物骨骼碎屑,多半是盆地内的钙质壳生物碎屑或壳体堆积而成,如甲壳类和珊瑚等,也包括微体动物的壳和壳屑,以及藻类和藻类的碎屑等。化学-生物化学组分 其中包括若干化学沉淀的组分。例如,由硅、铝、铁、锰、磷和硅酸盐等组成的矿物可由沉积区的化学条件控制,如铝-硅酸盐粘土矿物和铝矿物;也可由化学条件支配又受到生物、微生物细菌等的促进,如有些铁、锰、铜、铅等沉积矿物组分;还有一些元素主要依靠生物体提供,如磷质岩中的磷来自海洋生物骨骸或陆地的鸟粪,硅质放射虫岩来自放射虫的硅质壳及硅质海绵等。蒸发化学组分,半封闭盆地内最常见的蒸发组分是方解石和白云石。在封闭盆地强烈蒸发条件下,可出现石膏、硬石膏、石盐、镁盐或钾-镁盐,或天然碱、苏打等。蒸发组分与干旱气候环境有关。有机质衍变组分,各种低等和高等植物的根、茎、叶的堆积物和各种陆生的和水生的高等、低等以及微体动物的堆积物的有机质部分经埋藏和细菌分解,可衍变为由碳、氢、氧不同比例聚合而成的有机酸、脂酸、醣、纤维素和有机碳等多种衍生组分,构成煤、石油、 天然气、油页岩等的主要成分。此外,有一些自然硫、锰、铁、铜、铅、锌、铀等在沉积岩中的聚集,也是在微生物或细菌活动的参与下造成的。
火山喷发组分
由于火山喷发而进入沉积岩的物质,包括凝灰质、矿物晶屑、喷发的岩石碎屑和岩浆的浆屑等。陆地的火山喷发和海洋的火山喷发都可带来这些组分。海底火山喷发,还可由火山喷出的热水、气体等,把多种元素离子,如硅、铁、 磷、 镍、铜、铅、锌、锰、铀等,带入海水。这些元素经过富集,可在沉积岩、沉积层内形成矿床,或促进有关的沉积矿床的形成。
宇宙物质组分
在沉积岩中含少量宇宙物质,如陨石、宇宙尘。宇宙尘的研究不仅可了解沉积岩本身,而且还可进一步了解各地质时代沉积岩形成时,天体可能发生的某些事件或变化。
岩石形成
沉积岩是由风化的碎屑物和溶解的物质经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的。形成过程受到地理环境和大地构造格局的制约。古地理对沉积岩形成的影响是多方面的。最明显的是陆地和海洋,盆地外和盆地内的古地理影响。陆地沉积岩的分布范围比海洋沉积岩的分布范围小;盆地外沉积岩的分布范围或能保存下来的范围,比盆地内沉积岩的分布或能保存下来的范围要小一些。
大地构造环境对沉积岩的形成及其以后的变化有多方面的制约。例如在陆内造山带形成山前粗碎屑砾岩层序;在陆内断陷盆地、洼地和山前拗陷盆地,可形成湖泊、干盐湖或湖沼沉积;在稳定大陆块或克拉通之上的陆表海内,常形成厚度不大的砂质岩或碳酸盐岩组合;在大陆与火山岛弧之间或弧后海沟一带,可形成厚度很大而且包含火山岩和火山碎屑岩的韵律层状沉积岩;在大陆架到深海的斜坡带形成滑塌堆积岩或混杂岩等。古气候对沉积岩的形成的影响在陆地范围内非常明显。在干旱古气候条件下,形成大面积的陆相红色粗细碎屑岩,这是由于沉积物中的氧化铁常氧化为三氧化二铁。潮湿气候条件下,有机质丰富,进入沉积物中使沉积岩颜色成为暗灰或黑色。盐类在炎热干旱气候形成,煤炭在温暖潮湿气候聚集,都说明古气候对沉积岩形成是有制约作用的。生物在地质历史时期的进化,繁盛或衰亡对沉积岩的形成有明显影响,元古宙时期还未出现大量的海生动物群,因此,世界各地的中、晚元古代地层都包含大量叠层石藻灰岩,据认为在显生宙以后大量海生动物出现并以食藻为生,因而叠层石灰岩大为减少。在石炭纪,全球性的植物繁茂,形成了大量煤炭层。
古水动力条件对沉积岩的形成的影响表现为不同的水流条件形成不同的沉积或造成不同的结构构造。山前和河流的水流主要是由高处流向低处的定向水流,常形成分选差的、具单向交错层理的洪积和冲积沉积。在滨海带,潮汐带主要是往复流动的双向水流,常形成分选好的、具鱼骨状交错层理的滨海和潮汐沉积。在海洋中还有风暴流、浊流等深流造成碎屑岩的结构、构造和造岩成分的差异。此外,有些沉积岩形成后还受到地下潜水流的影响,使石灰岩发生白云岩化和硅化等次生变化。此外,冰川和风也可搬运碎屑物,在特定条件下,形成冰碛岩和风成岩。

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