沉积物、沉积过程和沉积岩是岩石循环过程的重要组成部分。小桔采集海量图片,从沉积物的形成、沉积作用、沉积岩以及沉积岩反映的沉积环境四个方面,带大家领略一下关于沉积的奥秘。
沉积物的形成
沉积作用
沉积岩
沉积岩特征反映沉积环境
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岩石循环示意图(沉积相关是很重要的一环)
一
沉积物的形成
沉积物的形成包括风化、侵蚀、搬运、堆积等过程。
01 风化作用
风化作用是破坏母岩的形状,产生沉积物,主要分为机械风化和化学风化两大类。
机械风化:岩石受物理作用由大块变成小碎块的过程。
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岩石由大变小
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冰川冲刷基岩,产生并携带大量沉积物
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重力驱动的物质坡移作用
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冰楔作用,岩石裂缝中水结冰膨胀和融化循环往复对岩石造成破坏
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火山喷发产生大量的灰分和碎屑
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流水作用对周围岩石的破坏
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波浪作用对海岸线的破坏
化学风化:岩石受化学作用改变其化学成分,常常会引起形态的变化
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地球物质的化学风化主要发生在土地表面以下,岩石,水和生物分泌物的相互作用使得基岩中的裂缝增强。
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喀斯特地貌
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花岗岩风化的巨石。巨石之间的原始裂缝依然可见。由花岗岩破裂形成的较细沉积物已被侵蚀掉。
02 侵蚀作用
侵蚀作用使岩石瓦解,转移沉积物。常常与风化作用相伴发生。主要受水流、风、冰川、波浪、重力作用。
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水流的侵蚀作用
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风的侵蚀作用
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冰川的侵蚀作用
搬运作用是沉积物做简单的位置移动。主要受水流、风、冰川、波浪作用。
堆积作用是沉积物在搬运过程中,所受的水流、风、冰川、波浪作用减弱,逐渐堆积的过程。
二
沉积作用
经过上述一系列过程,松散的沉积物在相对稳定的环境中被埋藏,经压实和胶结等成岩作用就会形成沉积岩。
01 沉积环境
沉积物会在各类沉积环境中搬运和沉积。陆地上,沉积环境有河流的洪泛平原、沼泽、沙丘和沙漠盆地等。沿海地区,沉积环境有三角洲、泻湖、海滩、障壁岛等。其中,高能沉积环境:河流、海滩、沙丘、珊瑚礁;低能沉积环境:洪泛平原、沼泽、河漫滩、湖水沼泽。
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沉积环境示意图
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潮湿沿海地区的沉积环境
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干旱地区的沉积环境
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非碎屑沉积岩的海洋和沿海沉积环境
02 沉积物的粒度分选
沉积物在迁移过程中,会按大小进行分选:巨石,砾石,砂子、淤泥和粘土。从陆地到海洋,沉积物的粒度大小和组分会不断变化。
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巨石
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砾石
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砂
03 成岩作用
随着沉积物的积累,上覆盖层的重量逐渐增加会导致压实作用。 溶解的矿物质在孔隙中沉淀,将晶粒固结在一起。 成岩过程包括压实和胶结的综合作用,松散沉积物经成岩作用形成沉积岩。
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成岩作用示意图
三
沉积岩
沉积岩分为碎屑岩、粘土岩和化学岩及生物化学岩。
01 碎屑岩
碎屑岩:由其他岩石侵蚀产生的矿物和岩石碎片组成的岩石。
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砾岩标本
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角砾岩样本(离母源近,搬运距离短)
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砂岩层
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三种类型的砂岩标本:石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩
02 粘土岩
粘土岩:又称泥质岩,包括泥岩和页岩等。
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泥岩和页岩的区别:页岩通常是呈片状,可以分裂成薄层;泥岩通常会形成更厚的岩层。
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火山灰可以被风化呈粘土,经成岩作用形成的粘土岩。图中亮色即为火山灰形成的粘土岩。(John Day, Oregon)
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陆相页岩(三叠纪形成,石化林国家公园,亚利桑那州,美国)。
03 化学沉积岩
化学沉积岩:水中的溶解物质经化学作用沉积下来,经成岩作用形成的岩石,包括蒸发岩、硅质岩、煤炭和碳酸盐岩。
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盐沼是可以存储岩盐、石膏等的蒸发作用很快的沉积环境
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岩盐标本
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燧石露头,加利福尼亚
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燧石标本
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沼泽中的有机质沉积物可以形成泥炭,随着时间推移和埋藏,可以变成煤。
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鲕粒灰岩形成于动荡阴暗的水环境中,鲕粒灰岩被用于帝国大厦的建材。
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钙质礁生物的骨骼化石随着时间的推移逐渐侵蚀和积累,形成石灰岩。
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浮游生物形成白垩(石灰岩)和燧石(硅质)。
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化石灰岩
四
沉积岩特征反映沉积环境
不同的沉积环境形成不同的沉积岩层,现在看到的沉积岩层可以反映当时的沉积环境。
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纳瓦霍砂岩地层(侏罗纪)中保存的古沙丘沉积。
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钦氏页岩层(三叠纪)中保存的古河流泛滥平原沉积。
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Capitan石灰岩地层(二叠纪)中保存的古珊瑚礁沉积。
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Fountain地层(宾夕法尼亚系)中保存的古冲积扇沉积。
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Franciscan地层(侏罗纪)中保存的带状硅质岩,反映远古深海环境。
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Santa Cruz泥岩地层(中新世 - 上新世)中保存的古大陆架沉积。