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什么是沉积岩?

发表于 2022-3-3 17:38:19
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沉积岩是通过随后在水体和地球表面的沉积物质的胶结和沉积形成的。导致有机或矿物颗粒沉降的过程统称为沉降。沉积物是通过堆积形成沉积岩的颗粒。从源头区域,沉积物在沉积到其他地方之前通过侵蚀或风化形成。然后沉积物通过物质运动、水、冰川、冰或风等剥蚀剂输送到沉积地。另一种可能发生沉降的方式是当水生生物的壳从悬浮液中沉淀出来或当矿物质从水溶液中沉淀出来时。在科学中,沉积学是一门涉及研究沉积岩的起源和性质的学科;它是自然地理学和地质学的一部分。沉积学还与其他地球科学学科重叠,包括地球化学、土壤学、构造地质学和地貌学。

概述
沉积岩被认为覆盖了地球表面现有土地的约 73%。然而,它们的总贡献约为地壳总体积的 8%。沉积岩仅由地壳的薄层组成,通常由变质岩和火成岩组成;它们作为地层的单板沉积并形成称为层理的结构。研究岩层和沉积岩很重要,因为这些信息对于土木工程至关重要。例如,此类信息用于建造隧道、道路、运河和房屋以及其他结构。饮用水、煤炭、矿石或化石燃料等自然资源是由沉积岩生产的。了解地球历史的主要来源是对沉积岩层序的研究,包括生命史、古地理和古气候学。除了地球,在火星等行星上也发现了沉积岩。

沉积岩的分类
沉积岩按其形成过程可分为四大类,包括化学沉积岩、碎屑沉积岩、其他沉积岩和生化或生物成因沉积岩。碎屑沉积岩根据其主要粒度和最初由硅酸盐矿物胶结的其他岩石颗粒的组成进一步细分。碎屑沉积岩主要由岩石碎片、云母、石英、粘土矿物和长石组成。碎屑沉积岩的类型包括泥岩、砂岩、砾岩和角砾岩。当生物体使用溶解在水或空气中的物质来构建它们的组织时,就会形成生化沉积岩。生化沉积岩的类型包括煤、燧石沉积物、和大多数类型的石灰石。化学沉积岩是溶液中的矿物成分过饱和后无机沉淀而形成的;例子包括重晶石、石盐、石膏和触针。其他沉积岩是由不常见的过程形成的沉积岩类别,例如火山角砾岩、冲击角砾岩和火山碎屑流等。

沉积岩的性质
有几个因素有助于对沉积岩进行分类,它们包括化石、矿物学、质地、颜色以及初级和次级沉积结构。沉积岩的质地包括它们的方向、大小和形状。尽管纹理是沉积岩的小尺度属性,但它可以帮助确定其他大尺度属性,如渗透率、密度和孔隙度。与火成岩和变质岩相比,化石最常见于沉积岩中。与其他两种类型的岩石不同,沉积岩是在不会抹杀化石残骸的压力和温度下形成的。然而,大多数时候这些化石可能无法被人眼看到,而只能在显微镜下才能看到。在自然界中,死亡的有机体通常会被侵蚀、细菌、清除剂或腐烂迅速清除。

颜色是沉积岩的主要特性,通常通过铁及其两种主要氧化物来识别,即氧化铁 (II) 和氧化铁 (III)。例如,氧化铁 (II) 或 FeO 仅在低氧(也称为缺氧)的情况下形成,从而使岩石呈绿色或灰色。另一方面,氧化铁 (III) 或 Fe 2 O 3通常以赤铁矿的形式发现,赤铁矿是一种在富含铁的环境中发现的矿物质,含有更多的氧气。因此,这种环境中的沉积岩呈褐色或微红色。矿物学是指在岩石中发现的矿物结构。大量的沉积岩由方解石或石英组成。与变质岩和火成岩相比,沉积岩通常含有少量不同的重要矿物。尽管如此,沉积岩中矿物的成因往往比火成岩中的更为复杂。沉积岩中的矿物要么通过成岩作用形成,要么在沉积过程中沉淀。

初级沉积构造也是用于识别沉积岩的另一个属性。沉积结构由大尺度特征组成,与纹理不同,这些特征更容易在现场研究,它们用于指示沉积环境的某些情况。例如,沉积结构可以帮助判断沉积岩的哪一侧最初在构造已经倾覆或倾斜沉积单板的环境中面对。次生沉积构造是沉积后才形成的沉积构造,这些构造通过生物、化学和物理过程在沉积物中形成。这样的过程可以指示沉积后的各种情况,甚至可以用作地球仪指示器。

沉降率
沉积物以不同的速度沉积,主要取决于它们被发现的位置。例如,深海底的沉积物每年仅积累几毫米的沉积物,而在潮滩中发现的通道上的沉积物可能导致一天内积累数米的沉积物。但是,灾难性过程导致的沉降与正常沉降之间存在区别。前者包括所有类型的突发特殊过程,包括洪水、群众运动或岩石滑坡。这样的过程会导致一次大量沉积物的突然沉积。虽然其他有沉积岩的环境以正在进行的或正常的沉积为主,但大多数沉积岩是由于一些灾难性过程而形成的。

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