矿物岩石 沉积物的搬运和沉积 电子教材.docx

风化产物的搬运与沉积 风化作用中，母岩的三类风化产物—碎屑物质、粘土物质和溶解物质，除少数残留在原地堆积形成风化壳外，绝大部分被搬运走，并在新的适当的地方沉积下来形成了新的产物，三者的性质不同，它们的搬运和沉积方式也不同。搬运风化产物的自然营力主要为河水、湖水、海水、风、冰川、重力和生物等。搬运方式有三种分别为：机械搬运、化学搬运和生物搬运。 一、机械搬运与沉积作用 风化产物中的碎屑物质和粘土物质，一般是以机械方式在流水、海水、湖水、冰川、风及重力等营力作用下被搬运和沉积的。这些物质以悬浮、滚动或跳跃的方式被流水或风搬运。较粗的碎屑大都沿流水的底部呈移动、滚动或跳跃式地前进。较细的碎屑（如粉砂和粘土）在流水中常呈悬浮状态搬运。实验证明，当沉降速度小于流速的8％时、即流速至少是沉降速度的12倍时，颗粒才能呈悬浮状态。较细的颗粒碎屑之所以常呈悬浮状态，主要与它们的沉降速度低有关。 流水的流速越大，其推动力也越大，其所能搬运的碎屑物质的颗粒也愈大。载荷力是指流水所能搬运碎屑物质的能力；流水所搬运碎屑物质的量称为碎屑载荷。流速决定推动力，流量决定载荷力。山区河流的流速大，故其推动力很大，可以搬运巨大的砾石。平原的河流，如长江中、下游，流速不大，故其推动力并不大 ；但其流量很大，故其载荷力很大，可以搬运大量的较细的碎屑物质。 碎屑物质在流水搬运的过程中，还将发生许多重大的变化。首先是成分上的变化。作为母岩风化产物的碎屑物质，它们的风化稳定性的差别是很大的。在母岩的风化作用过程中，尚未彻底风化的那些不稳定成分，在流水的搬运作用过程中还要继续地遭受风化或破坏，或者转变为更稳定的新矿物。引起这种变化的主要因素是流水及流水中各种酸的溶解作用。因此，随着碎屑物质被流水搬运的时间和距离的增长，其中的不稳定成分就逐渐减少，稳定成分则相应地增多，同时其成分也就变得更加简单了。 当流水和风的速度减小动力不足时，或是因泥沙量过大超过载荷而搬运不动时，碎屑和粘土就会沉积下来，当水或风的速度增大，推动力加强时，沉积下来的物质又可继续搬运，最终汇集到海洋、湖泊、平原或低洼的地方沉积下来。 在地面流水和风的搬运过程中，最先沉积的是颗粒粗大的碎屑，依次到最小的碎屑；比重大的碎屑比比重小的碎屑先沉积。所以沿着搬运方向，碎屑颗粒出现分带现象。这些碎屑物质在搬运和沉积过程中，根据其自身的粒度、比重、形状和矿物成分，在重力的作用下，沿着运动的方向，按一定顺序有规律地沉积下来。在搬运和沉积过程中这就是机械分异作用。 它主要体现在下面几个方面： 1. 粒度的分异 母岩风化产物中的或其它来源的碎屑物质，在粒度上大小都是混杂的。但在流水的搬运及沉积过程中，在各种因素的作用下，在粒度上就开始分异了。即粒度大的难以搬运，当其处于搬运状态时，当水的流速稍有减小，就会下沉：而粒度小的易于搬运，当其处于搬运状态时后，也较颗粒大的难以沉积。搬运的时间和距离就越长，这种分异就越明显。因此，原来大小混杂的原始碎屑物质，在流水的搬运和沉积过程中，就按粒度分了家；即从上游到下游，出现了粒度从大到小，分选由差到好的顺序分布，出现了砾（岩）、砂（岩）、粉砂（岩）的顺序分布，如图8-1。 图8-1 图8-1 碎屑物质粒度分异 （据普斯托瓦洛夫，1940） 但自然界中影响分异的因素很多也是极其复杂的，使这种分异作用很难进行的十分彻底，因此，各种沉积物之间常以过渡或渐变的形式出现。往往在砾岩中混有一定数量的细粒的物质，在粘土岩中也常混有一定数量粗粒的物质，形成了各种混积岩。 2. 比重分异 在粒度分异的同时，也发生了比重的分异。即比重大的难以搬运易于沉积，比重小的易于搬运难以沉积；这样就出现了从上游到下游，碎屑沉积物按比重大小依次沉积的现象；从上游到下游，比重大的碎屑的含量逐渐减少，比重小的碎屑含量逐渐增多的现象。这样随着机械沉积分异作用的产生，可以形成许多有经济价值的砂矿床，如铂、金、锡、独居石、金刚石等砂矿床，（如图8-2）。图 图8-2 碎屑物质的比重分异 （据普斯托瓦洛夫，1940） 3. 按碎屑颗粒形状分异 碎屑颗粒的搬运，还受其形状的影响，当碎屑物质呈悬浮状态进行搬运时，颗粒状的碎屑悬浮能力小，因而首先沉积下来，搬运的较近；相反，片状矿物具有很强的悬浮能力，所以沉积较慢，搬运的距离较远，故同样大小的碎屑云母就比石英搬运的远，故常可以看到在泥质物中混有较大的云母片，尤其是在沉积物的层面表现的更为明显。另外，碎屑物质的形态也发生变化，一般的规律是搬运的越远其圆度和球度就愈高。 4. 按矿物成分分异 风化产物在搬运的过程中继续进行风化。易风化的稳定度低的矿物，在长期的搬运过程中，将逐渐被风化掉，而稳定度高的矿物，矿物抵抗风化能力强，不易风化，可以搬运很远的距离。所以，沿着搬运方向，呈现出按照矿物的