沉积作用与沉积物

沉积作用与沉积物小结

沉积作用与沉积物：物理沉积作用化学沉积作用生物沉积作用复合沉积作用

一、物理沉积作用和碎屑沉积物

1．牵引流的沉积作用

——牵引流的分类：层流紊流

——水动力类型：缓流Fr<1 急流Fr>1

——牵引流碎屑的搬运方式：滚动跳跃悬浮

——牵引流搬运方式的主控因素：自然粒级

——颗粒在搬运过程中的磨蚀作用和细粒化作用

——牵引流的分选作用

总牵引力称为水动力（Hydrodynamic force），它的大小可用下面的状态函数来衡量：Fr=V/√gD , V为流速，g为重力加速度，D为水深。Fr称为佛劳德数。Fr的大小可将水流分为三种流动状态（Flow regime）:

Fr＜1时为低流态，又称缓流（Tranguil flow），大致相当于河流下游（水深流缓）的状态；

Fr＞1时为高流态，又称急流（Torrent flow），大致相当于河流上游（水浅流急）的状态；

Fr=1时为临界流态。在水深足够大的同一水流内，临界流态可能会出现在中间的某个深度上，在它之下和之上分别是低流态和高流态.

所以低流态和高流态又分别称为下部水流动态和上部水流动态（或机制）。

颗粒被水流牵引时的具体搬运方式是滚（挪）动、跳跃还是悬浮主要受流速（或流态）和被搬运颗粒的大小、密度和形态的控制。

当流速一定时，较小、较轻或片状颗粒容易趋向于悬浮，较大、较重或粒状颗粒容易趋向于跳动，更大、更重的颗粒则更容易趋向于滚（挪）动。

在普通的天然水流中，象石英、长石这类粒状轻矿物（密度＜2.67）或密度相似的其它颗

（如岩屑），其粒径大小与搬运方式间的实际关系是:超过2mm时多为滚（挪）动，2-0.05mm时多为跳跃，0.05-0.005mm时多为悬浮，小于0.005mm时则不仅易于悬浮，还有可能向胶体转化。根据这一特点，地质学中常将这几个数量界线作为划分砾、砂、粉砂和泥的标准，这样的粒度级别就称为自然粒级。

颗粒在搬运过程中的磨蚀作用和细粒化作用

搬运过程中，颗粒与颗粒，颗粒与水流边界会发生碰撞和摩擦，因而颗粒的搬运过程也是它经受物理改造的过程。改造的总趋势是颗粒棱角逐渐磨平、圆化，粒度也逐渐减小，这种作用称为磨蚀作用（Abrasion）和细粒化作用（Fining）。

磨蚀程度既与搬运距离和搬运方式有关，也与颗粒的大小和自身物理性质有关。

在其它条件相同时，搬运距离较长（或来回搓磨的时间较长）、搬运方式为滚（挪）动或跳跃、粒径较大、硬度较低时，磨蚀相对较强（较易于圆化和细粒化），否则磨蚀相对较弱。

颗粒在搬运过程中的细粒化原因除磨蚀以外，更重要的是破碎，尤其象长石和多晶集合体（岩屑）这类易沿解理面和晶间接合面裂开的颗粒更容易破碎。

破碎结果不仅是粒度突然变细，破碎后的小颗粒还产生了新的棱角，而小颗粒的重新磨蚀圆化将更为困难。

2．其它流体的沉积作用——风暴流沉积作用——浊流沉积作用——风和冰川沉积作用3．碎屑沉积物和碎屑结构

碎屑沉积岩组（构）成：碎屑（颗粒），基质，胶结物，孔隙

碎屑结构是指在一定动力条件下共生在一起的碎屑颗粒所具有的内在形貌特征的总和，其中包括粒度、分选度、圆度、支撑类型和孔隙等几个方面。

碎屑结构的形成受物理沉积作用的支配，二者之间存在很强的因果联系

碎屑沉积物的结构

粒度（Grain size）φ=－log2d；自然粒级标准：主要粒级（注意和岩浆岩粒度结构的区别）

φ值：-10 -8 - 6 -3 -1 0 1 2 3 4 5 8砾砂粉砂泥

漂砾巨砾粗砾中砾细砾极粗砂粗砂中砂细砂极细砂粗粉砂细粉砂

毫米值：1000 250 50 10 2 1 0.5 0.25 0.1 0.05 0.03 0.005 杂基或基质：泥基，砂基（如为砂泥混合物则称混基）。

(2)分选度（Sorting）分选度又称分选性，

分选度级别：极好、好、中等、差和极差，更粗略地可合并成好、中等和差三个级别

(3)圆度（Roundness）圆度也称磨圆度，圆度级别：极圆状、圆状、次圆状、次角状和角状5个，

也可粗略地合并为好、中等、差三个级别。

(4)支撑类型（Supporting style）支撑类型：颗粒支撑（Grain-support），基质支撑（Matrix-suppot）。

过渡性支撑（Transitional support）

(5)孔隙（Pores）：原生孔隙，次生孔隙

2）碎屑结构的分类命名：

砾状结构、砂状结构、粉砂状结构和泥状结构4大类。

4．碎屑沉积物的成熟度（Maturity）：成分成熟度和结构成熟度。

1）成分成熟度（Compositonal maturity）

成分成熟度也称矿物成熟度，成分成熟度指数（CMI）。

砾级碎屑沉积物：石岩砾石+石英岩砾石/ 其它岩类砾石

砂或粉砂级碎屑沉积物：单晶石英/ 单晶长石；单晶石英+燧石岩屑/ 单晶长石+其它岩屑泥级碎屑沉积物：Al2O3 / Na2O （二者均为化学分析结果）

二、化学沉积作用和化学沉积物

在地壳表层，在化学和物理化学规律支配下，物质以离子状态迁移、再结合成固态物质的过程称为化学沉积作用。由化学沉积作用形成的矿物都是自生矿物

1．真溶液的沉积作用

1）易溶矿物溶解和沉淀的控制因素:浓度，温度2）难溶矿物溶解和沉淀的控制因素(1)溶液的pH值(2)Eh值(3)温压条件CaCO3的补偿深度（CCD）。

2．胶体溶液的沉积作用：絮凝或聚沉作用

3. 化学沉积物和化学结构

狭义：主要是由蒸发矿物构成的沉积物以及某些硅质、磷质等沉积物，也包括更少见的泉华（Sinter），如硅华（Geyserite）、石灰华（Adarce）等，

广义：地表中的沉淀物，先成沉积物被彻底交代和重结晶的产物。

我们所谈的都是是广义的化学沉积物，可以是：均一，纹层状，条带状

化学结构可仿结晶岩结构划分为非晶质结构、隐晶质结构和显晶质结构三大类。

粒度级别极粗晶粗晶中晶细晶极细晶微晶隐晶晶体直径（mm） 2 1 0.5 0.05 0.005 0.001 （注意和岩浆岩粒度结构的区别）

三、生物沉积作用和生物沉积物

由生命活动直接或间接导致的物质的迁移和聚集作用称生物沉积作用。

1．生物沉积作用方式或途径

主要通过三种方式或途径来实现物质的迁移和聚集：

1）生物化学2）改变环境的物化条件3）机械捕集或粘结

2．生物沉积物

由原地生物遗体、遗迹及其相关产物构成的沉积物，如生物礁和藻叠层.碳酸盐岩是(be born)生出来的，不是(not be made )造出来的

四、复合沉积作用及其沉积物

由物理、化学和生物沉积作用共同实现的物质的迁移和聚集过程称为复合（或复杂）沉积作用。从结构面貌出发，复合沉积作用形成的中间产物可按粒度分为两大类:一类是泥级大小的细微质点，称泥晶;泥晶又称微晶（Micrite）;另一类是粉砂或以上级别的较粗粒实体，称自生颗粒。自生颗粒：异化粒（Allochem，异常化学颗粒），粒屑，自生颗粒是指在沉积盆地以内由化学、生物、机械或它们的复合作用形成的粒度不小于粉砂级的游移矿物集合体（极少数也可以是单晶体）。

自生颗粒的种类：—磨蚀颗粒：生物碎屑和内碎屑—加积凝聚颗粒：鲕粒、团粒、凝块石和核形石等。

1）生物碎屑（Bioclast）简称为生屑，又称化石颗粒或骨粒，

2) 内碎屑（Intraclast）：砾屑、砂屑和粉屑。

3) 鲕粒(Ooid)：复鲕、负鲕、放射鲕、同心鲕、真鲕、表鲕、偏心鲕。

4) 团粒(Pellet)：藻团粒和粪团粒

5）凝块石（Clot）

6) 核形石(Oncolite)又称藻灰结核或藻包粒，

复合沉积物的结构：

基本单位是：泥晶结构

自生颗粒结构：1）生物碎屑结构2) 内碎屑结构：砾屑、砂屑和粉屑结构。3) 鲕粒结构。

4) 团粒结构：藻团粒和粪团粒5）凝块石结构6) 核形石结构