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1、沉积岩实验指导书季汉成 张琴 编中 国 石 油 大 学二八年一月目 录第一部分 碎屑岩的沉积构造1实验一 沉积构造5第二部分 碎屑岩的肉眼观察及镜下鉴定6实验二 碎屑岩结构组分17实验三 砾岩及石英砂岩类18实验四 长石砂岩类19实验五 岩屑砂岩类20实验六 杂砂岩类21实验七 粉砂岩和粘土岩22第三部分 碎屑岩沉积物的沉积后作用23实验八 碎屑岩成岩作用27实验九 碎屑岩镜下综合研究28第四部分 火山碎屑岩的肉眼观察及镜下鉴定29实验十 火山碎屑岩30第五部分 碳酸盐岩的肉眼观察及镜下鉴定31实验十一 碳酸盐岩的结构组分46实验十二 石灰岩47实验十三 白云岩类48第六部分 碳酸盐沉积物沉积
2、后作用49实验十四 碳酸盐岩成岩作用56第七部分 其他沉积岩58实验十五 其他沉积岩类58附录 目测估计百分含量比较图59参考文献60161第一部分 碎屑岩的沉积构造 沉积构造是恢复沉积岩形成过程和沉积环境的重要标志。为了便于在实验中观察各种沉积构造，现将沉积构造分类及研究内容列表如下(表11)。 表1-1 沉积岩构造的分类成因类型沉积岩的构造类型流动成因构造波痕：流水波痕、浪成波痕、风成波痕、干涉波痕与改造波痕、孤立波痕、皱痕层理：水平层理、平行层理、交错层理、上攀砂纹层理、波状层理、压扁层理和透镜状层理、波状层理、递变层理、韵律层理、块状层理流动侵蚀痕：槽模、沟模、刻蚀、冲刷充填构造、叠覆
3、递变构造同生变形构造层面变形构造：干裂和脱水收缩裂隙、撞击坑、雨痕及冰雹痕层内变形构造：负荷构造、砂球和砂枕构造、包卷层理、滑塌构造、泄水管和碟状构造、碎屑岩脉生物成因构造生物活动痕迹：停息迹、爬行迹、觅食迹、搜索迹、居住迹生物扰动构造：弱扰动、中等扰动、强扰动、极强扰动生长痕迹：叠层构造、植物根迹化学成因构造结核、缝合线、叠锥其它沉积构造鸟眼构造、示顶底构造等下面以层理和波痕为例说明沉积构造的描述方法。 一、层理的描述层理是沉积物呈层沉积时岩石性质沿垂向变化而产生的层状构造，可通过矿物成分、颜色、粒度等的突变或渐变而显现出来。层理要素包括纹层、层系、层系组。纹层：通常也称细层。纹层是组成层理
4、的最基本的最小的单位，纹层之内没有任何肉眼可见的层。它是在一定条件下同时沉积的结果。其厚度甚小，一般为数毫米至数厘米，后者仅见于砾岩中。层系：由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成，它们形成于相同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的水流条件下的产物。层系组：也称层组，由两个或两个以上岩性（成分、结构）相似的层系或成因上有联系的层系叠覆组成，其间没有明显间断。按层内组分和结构的性质，层理划分为：非均质层理，包括水平层理、平行层理、波状层理、交错层理；均质层理；韵律层理和粒序层理。对层理进行描述，首先从纹层的观察入手，然后对层系、层系组进行描述，判断层理的类型，测定层系
5、的倾角，分析其成因。观察内容见表1-2，表1-3。表1-2细层的研究内容(据波特文金娜,有修改)123表1-3层系的研究内容(据波特文金娜,有修改)层系的标准层理类型倾斜的波状的水平的形态1.层系界面的形状(1)直线的对称凹(槽形)凹凸凸规则的不规则的(2)弯曲的a.凹b.凹凸c.凸不对称凹凹凸凸2.层系之间的关系(1)平行的(2)楔形的(3)交错的(1)平行的(2)楔形的(3)交错的永远是平行的3.层系的结构相邻细层中细层的方向(1) 同方向的(2)不同方向的(3)不规则的方向变化明显,对斜波状层理可以是:(1) 同方向的(2) 不同的或不规则的没有成分物质的变化(1) 同种(2) 分异的同
6、左同左4.包体及其位置成分同细层的,位置可以是(1) 在上部(2) 在中部(3) 在下部同左但在上部者少见同左配5.在层内层系的配置(1)层系厚度的变化a.均匀的b.按一定方向变化c. 无规则的变化同斜层,但表现不清楚与斜层相同(2) 层系物质的变化a.均一的置b.按一定方向变化c 不规则的变化(3)层系内细层倾角的变化a. 上部变陡b.上部变缓没有变化定量指数(测得)6.层系的厚度(1)小型100cm(1)层系的厚度和斜层同(2)测波长L(3)测波高H(4)算波痕指数L/H(5)不对称指数l1/l2如有层系,分类和斜层相同,若无层系就不必进行分类7.层系对岩层的倾角(1)水平的,和层面平行(
7、2)一个防向的(3)不同方向的(1)和层面平行(2)和层面倾斜无 二、波痕的描述 描述内容包括波长、波高、波痕指数、不对称指数、波脊的形态及波痕类型等。一般来讲，不同成因类型的波痕，其波痕指数、不对称指数和波脊的形态也不相同。 1浪成波痕：波峰尖锐，波谷圆滑，形状对称，不对称指数近于1，波痕指数一般413，多数为67。拍岸浪的波痕指数可达20，显不对称状，其陡坡朝向岸一方。 2流水波痕：波峰波谷均圆滑，不对称状，不对称指数等于2(或2.5)，波痕指数大于5，大多为815，对于波长大于60cm的大型流水波痕一般大于15，其陡坡倾向指示水流方向。在海、湖滨岸，波峰走向与岸线延伸方向大致平行，陡坡朝
8、向陆地。 3风成波痕：极不对称，不对称指数远远大于2，波痕指数变化大，范围在1070，一般在1520以上，个别可达50，甚至更大。波峰波谷都较圆滑开阔，但常常谷宽峰窄，陡坡倾向与风向一致。实验一 沉积构造 一、目的要求 1学会观察和描述各种沉积构造的方法及不同成因沉积构造的特征。 2掌握常见沉积构造的特征并分析、判断其形成过程和沉积环境。 二、实验内容 1层理：水平层理、平行层理、波状层理、槽状交错层理、楔状交错层理、板状交错层理、羽状交错层理、块状层理、粒序层理、韵律层理 2波痕：直脊波痕、曲脊波痕、对称波痕、干涉波痕 3槽模 4暴露成因的构造：干裂、雨(冰雹)痕 5化学成因的构造：石盐假晶
9、、黄铁矿晶体印痕、结核、叠层石（柱状、锥状、波状)、叠锥 6生物成因构造：居住迹、觅食迹、爬行迹 三、报告要求 选择典型沉积构造类型，观察标本，画出素描图，并分析其成因。具体内容如下： 1岩石类型 2沉积构造类型 3构造形态、要素，并画出素描图。 4分析水动力特征和沉积环境。对流动成因的构造要指出水流方向(图示)。四、思考题1 试述碎屑岩沉积构造的主要类型？2 图示并说明层理的基本类型和描述术语？3 说明与河流、波痕、潮汐、风、浊流等作用有关的层理类型及其特征？4 图示并说明流动体制、底床形态和层理类型之间的关系？第二部分 碎屑岩的肉眼观察及镜下鉴定 碎屑岩的观察分为手标本（野外露头）和薄片两
10、部分内容，前者具有宏观和空间（三维）性，后者则是微观和断面（二维）的显示，两者相辅相成。按照认识事物的一般规律，观察总是从总体开始，逐渐深入到各个细节，再从细节回到整体，有时甚至要经过多次反复，才能对岩石的特征获得较全面、深刻的认识。在实验过程中，首先详细地观察手标本，对岩石的成分、结构、构造、风化特点有较全面的了解之后，再有目的、有意识地进行镜下薄片观察，以弥补手标本鉴定中的不足之处。显微镜下岩石薄片的鉴定是沉积岩室内研究的基础，为此要很好地学习掌握。 沉积岩室内鉴定的目的是为了仔细确定沉积岩中各种组分的成分、含量及结构、构造等方面的特征，以便对岩石进行准确的定名、推断岩石形成条件、形成后的
11、变化以及与油气方面的关系。 现将砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩的观察描述内容说明如下。一、砾岩 （一）肉眼观察 1颜色：指出岩石总的颜色（岩石新鲜面的颜色），并推断其成因。 2成分：包括颗粒（砾石）、填隙物的类型、含量和特征。 （1）砾石的成分：砾岩中砾石成分以岩屑为主，少量矿物碎屑。对砾石成分的鉴定应从砾石的表面特征（光滑程度）、断口特征（贝壳状、平坦状、砂状）及岩石物理性质等着手。如： 脉石英砾石：表面光滑，断口贝壳状，油脂光泽，色浅等为其特征。 石英砂岩砾石：表面较粗糙，砂状断口，由碎屑及填隙物两部分组成，碎屑具油脂光泽。 燧石岩砾石：表面光滑，黑色或灰色，断口致密，隐晶结构，硬度大。石灰岩
12、砾石：浅色，表面光滑，硬度低，滴稀盐酸剧烈起泡。 千枚岩砾石：灰色，丝绢光泽，硬度低，具片理。 （2）填隙物成分：包括杂基和胶结物。 砾岩中杂基的粒度上限有所提高，是充填于砾石之间与砾石同时沉积的机械混入物，由粘土、粉砂和砂组成。 常见的胶结物有硅质、铁质和钙质。 硅质：一般为石英、玉髓和蛋白石，白色，硬度大于小刀，岩石致密坚硬。 铁质：多为赤铁矿或褐铁矿，常使岩石呈红色。 钙质：以方解石为主，加稀盐酸起泡。 3结构 (1) 砾石大小：一般粒径，最大的粒径，最小的粒径，说明其分选性。说明砾石在岩石中的百分含量(一般经砾石统计得出)。 (2) 砾石的圆度、球度，并说明其磨圆的程度及长、中、短三个
13、轴的情况。 (3) 砾石的形状及表面特征。 (4) 支撑性，指杂基支撑或颗粒支撑。 4构造：注意砾石有无定向排列或优选方位及粒序变化等，否则定为块状构造。 （二） 镜下鉴定 一般用低、中倍镜，进一步鉴定砾石成分和填隙物的成分、结构及显微构造等。 (三) 举例 野外定名：细角砾岩；层位：CP；产地：北京西山郝家坊。 室内手标本描述：灰褐色，块状构造，砾石含量65，以硅质岩岩屑（硬度大）为主，次为泥岩；填隙物约30，为泥质；孔隙约占5；砾石直径210mm，平均4mm，分选差，棱角次棱角状；孔隙直径达lmm，呈杂基支撑结构。 镜下鉴定：砾石成分有硅质岩、泥岩和页岩，硅质岩单偏光下无色，有的被泥质交代，边缘污浊；正交光下具小米粒状结构，约占砾石总量的23。泥岩和页岩表面污浊，泥质结构，页岩显水平层理，填隙物为粘土矿物，已发生绿泥石化和绢云母化。 定名：灰褐色块状构造单成分（燧石）细角砾岩。 成因分析：鉴于砾石分选、磨圆差，杂基支撑，故为近源快速堆积的泥石流沉积。 二、砂岩 （一）肉眼观察
