学习任务了解沉积岩的物质成分和颜色

2025-02-16 04:32:27

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回答1：

一、沉积岩的化学成分

沉积岩的物质主要来源于岩浆岩，所以其总平均化学成分和岩浆岩的总平均化学成分很相似（表2-2-1）。主要是由O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na等元素组成。然而各类沉积岩间的化学成分却差别很大，如碳酸盐岩以钙镁氧化物、CO₂占优势；砂岩则以SiO₂为主；只有泥岩的化学成分与沉积岩的总平均化学成分相近。

从表2-2-1可以看出，沉积岩与岩浆岩的平均化学成分之间也有明显差异：

（1）沉积岩中Fe₂O₃含量高于FeO含量，岩浆岩则相反。这是因为沉积岩形成于地表水体中，氧气充足，大部分铁元素氧化成高价铁的缘故。

（2）沉积岩中K₂O的含量高于Na₂O含量，而岩浆岩中K₂O和Na₂O的含量却大致相当，或Na₂O稍多于K₂O。这是因为沉积岩中含有较多的钾长石和白云母，或由于黏土胶体质点能吸附钾离子之故。

（3）沉积岩中往往是Al＞K＋Na＋Ca，而在岩浆岩中，绝大多数的情况是Al＜K＋Na＋Ca。沉积岩中的钾、钠、钙、铝常单独出现，各自组成独立的矿物，而在岩浆岩中上述元素常与SiO₂组成铝硅酸盐矿物，如长石类等。

（4）沉积岩中常含有大量的H₂O、CO₂和有机质，这些在岩浆岩中几乎是没有的。

表2-2-1 沉积岩与岩浆岩的平均化学成分（w_B/%）

注：*系岩浆岩661个分析资料的总平均。

二、沉积岩的矿物成分

沉积岩中已发现的矿物有160 余种，但主要的和经常出现的大约只有20 多种。如：硅质矿物（石英、玉髓、蛋白石等）、黏土矿物（伊利石、蒙脱石、高岭石）、云母类矿物、长石类矿物、碳酸盐类矿物等。上述几类矿物占沉积岩中的矿物组成总量的98%左右。此外，在沉积岩中还常见有铁、锰的氧化物和氢氧化物，磷酸盐类矿物和硫酸盐类矿物等（表2-2-2）。

表2-2-2 沉积岩与岩浆岩的平均矿物成分（%）

从表2-2-2中看出，沉积岩的矿物成分与岩浆岩不同，主要表现为：

（1）沉积岩中很稀少或几乎不存在的矿物有：橄榄石、似长石类、普通角闪石、辉石等，而上述矿物在岩浆岩中却普遍存在。

（2）黏土矿物、盐类矿物、碳酸盐类矿物、有机质等为沉积岩的特征矿物，也是沉积岩的主要矿物成分。

（3）酸性斜长石、钾长石、石英、白云母等矿物既存在于岩浆岩中，也存在于沉积岩中，但含量有很大的差异。

组成沉积岩的矿物，若按其形成阶段可分为以下几种类型：陆源碎屑矿物与同生矿物；成岩矿物与后生矿物。同生矿物、成岩矿物和后生矿物都是在沉积岩形成的过程中生成的，故又统称为自生矿物。①陆源碎屑矿物：来源于风化原岩，在沉积岩形成以前就已存在，故又称之为继承矿物。常见有石英、长石、白云母，以及锆石、榴石、磷灰石、金红石、十字石等重矿物。②同生矿物：是指从胶体溶液或真溶液中沉淀生成的矿物。如各种盐类矿物（岩盐、钾盐、光卤石等）、自生黏土、铝、铁、锰的氧化物和硫化物，胶磷矿、海绿石等。③成岩矿物和后生矿物：主要有沸石、后生白云石、自生石英、自生长石等。

三、沉积岩的颜色

沉积岩的颜色是沉积岩一个直观的、很重要的标志，它反映了组成岩石的物质成分和气候、介质等特征。对沉积岩颜色成因的研究有助于了解沉积岩和沉积矿产的形成环境及形成后的变化。

根据成因，沉积岩的颜色可分原生色和次生色。原生色又分继承色和自生色两种。

（1）继承色：为组成本岩石的矿物碎屑、岩石的碎屑所固有的颜色。这些碎屑是从陆地搬运来的，是继承原有碎屑的颜色，故叫作继承色。如长石砂岩和石英砂岩分别是肉红色和白色的，这是因为正长石常呈肉红色，而石英砂粒多呈白色所致。

（2）自生色：又称同生色。它主要是化学沉积和生物化学沉积在成岩作用阶段生成的矿物所带有的颜色。如含海绿石的岩石为绿色，石灰岩呈灰白色，铁质软泥呈红色等。

（3）次生色：是沉积岩形成以后受到次生变化而产生的次生矿物的颜色。这种颜色多半是由于氧化作用或还原作用，水化作用或脱水作用以及各种化合物带入或带出等引起的。如黑色碳质页岩在地表风化作用下可成褐黄色；红层中由局部的有机质所引起的还原作用而出现浅绿色斑点或斑团。

可根据颜色与层理的相互关系及其在一个层的范围内的变化来判别岩石的颜色成因。如岩层的颜色沿该岩层走向表现得十分稳定，并与层理一致，则多半是原生色；如颜色呈斑点状或分布在裂隙、洞穴附近，与层理相切，并贯穿各岩层，则这种颜色是次生色。自然界中常见的是原生色和次生色共存的混合色。

沉积岩的自生色可作为岩石形成时的地球化学标志。例如由铁的氧化物所造成的红色、褐色是沉积物中介质为氧化条件的标志，是炎热、潮湿的气候条件下形成的。如松辽平原的白垩纪湖泊沉积红层，以及南方的白垩纪和古近-新近纪陆相红层，都是在氧化条件下形成的。若含有机质和细分散硫化物而呈现深灰色和黑色，则说明沉积岩成岩过程中介质具显著的还原条件。如碳质页岩，就是在还原条件下形成的。

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