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1、 主 要 内 容 1、陆源碎屑岩的定义及基本组成 2、陆源碎屑岩的成分 3、陆源碎屑岩的结构 4、陆源碎屑岩的构造 5、陆源碎屑岩的分类 第二章 陆源碎屑岩基本特征 一、陆源碎屑岩的定义及基本组成 1、定义: 陆源碎屑岩是指由母岩经物理风化作用所形成的碎屑颗 粒物质,经过机械的搬运和沉积,并进一步压实和胶结而形成的沉积 岩类。 2、陆源碎屑岩的基本组成: (1)碎屑颗粒是碎屑岩的主要组成部分,占整个岩石的50%以上,并 决定岩石的基本性质。 (2)填隙物:杂基由机械沉积作用形成的细粒物质,充填在碎屑颗 粒间。 胶结物是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物。 (3)孔隙是指岩石中未被固体物质所占据的部分
2、,孔隙可以是原生 的,也可以是后期形成的。 陆源碎屑岩的定义及基本组成 陆源碎屑岩的基本组成 陆源碎屑岩的成分 碎屑颗粒成分:碎屑成分主要来源于陆 源区母岩机械风化作用。 常见的碎屑颗粒为:矿物碎屑 岩石碎屑 填隙物成分:杂基 胶结物 1、碎屑颗粒的成分 1) 矿物碎屑成分 A 石英碎屑:是分布最广的碎屑矿物,在砂岩和粉砂岩中的 平均含量达66.8%。主要来源于花岗岩、片麻岩、片岩和先 期形成的沉积岩,并常应用石英的各种特征来确定母岩的性 质。 B 长石碎屑:在砂岩中含量为10-15%,以钾长石(微斜长石 )为主,其次为酸性斜长石,中基性斜长石较少。长石主要 来源于花岗岩和花岗片麻岩。根据长石
3、的特点可推断母岩、 古气候和古构造。 陆源碎屑岩的成分 1、碎屑颗粒的成分 1) 矿物碎屑成分 C、云母和绿泥石碎屑:以白云母为主,常分布于细砂岩和 粉砂岩的层面上,常与细粒的石英和长石共生。绿泥石都是 成岩作用的产物,常以填隙物的形式出现。 D、重矿物碎屑:是次要成分,通常含量不超过1%,比重大 于2.86,常见的重矿物有:来自花岗岩的锆石、独居石、金 红石、磷灰石;来自基性岩的尖晶石、铬铁矿、钛铁矿;来 自变质岩的石榴子石、十字石、蓝晶石、电气石等。 陆源碎屑岩的成分 。 2) 岩石碎屑成分 简称为岩屑,是碎屑岩中的重要组分。其成分可以是 火成岩、变质岩和沉积岩。其含量和粒度有关,泥岩中完
4、 全没有岩屑,砂岩中平均含量为10-15%,多者可达95-100% ,少则完全没有。岩屑可直接提供母岩的特征,反映沉积 环境、沉积搬运的特征 陆源碎屑岩的成分 碎屑岩中颗粒大小与碎屑成分之间的关系 2、填隙物成分 填隙物分为杂基和胶结物,二者成因不同,但成分上可以相同,也 可不同。 1)杂基:各种粘土矿物,如:高岭石、水云母、蒙脱石和绿泥石等,还 包括各种细粉砂碎屑,是机械搬运的产物。 2)胶结物:碎屑颗粒之间孔隙内的各种化学物质,常见的有:碳酸岩矿 物、硅质矿物和少量铁质矿物,多形成于成岩作用时期。还有一些自 生矿物。如:海绿石、沸石、磷酸岩矿物、硫酸岩矿物、硫化物、各种 自生重矿物,还有自
5、生的粘土矿物等 陆源碎屑岩的成分 3、成分成熟度 碎屑岩的成分成熟度是指碎屑沉积组分在其风化、搬运 沉积作用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。 石英抗风化能力强,在搬运和沉积过程中蚀变很小,是 最稳定的组分; 长石的稳定性较石英低; 岩屑除硅质岩屑外,一般稳定性都不高。 成分成熟度一般表示为:石英(加燧石)与长石和岩屑 之和的比值。随着成分成熟度的增高,不稳定组分相对减少 ,稳定组分相对增加。 陆源碎屑岩的成分 陆源碎屑岩的结构类型 1、碎屑结构 碎屑颗粒本身的特征:碎屑颗粒的大小、形状和颗粒表面特征 填隙物的特征: 颗粒与填隙物之间的关系:胶结类型或支撑关系 颗粒间接触关系 2、泥状结构:
6、泥岩所特有的结构 陆源碎屑岩的结构 1、碎屑颗粒的结构 颗粒大小:指碎屑颗粒的绝对大小,也称为粒度。它以颗粒 的直径来计量。 粒度的分级方案有:自然粒级:自然数的大小 对数粒级:对颗粒的直径取对数 粒级:=-log2d(d为粒径) 陆源碎屑结构碎屑结构 单个碎屑颗粒的最大视直径(d)(路凤香等,2002) 1、碎屑颗粒的结构 碎屑颗粒的分选(分选性):碎屑颗粒大小的均匀程度叫 分选或分选性。 分选性分为三级: 分选好:主要粒级含量大于75%; 分选中等:主要粒级含量50-75%; 分选差:各种粒级含量都小于50% 研究碎屑颗粒粒度分布情况的方法称为粒度分析,用这种方法可 以准确的计算分选系数或
7、用标准偏差来表示分选程度。 陆源碎屑结构碎屑结构 碎屑颗粒分选程度的目估分级(路凤香等,2002) 1、碎屑颗粒的结构 颗粒的形态:包括颗粒的圆度和球度 圆度:颗粒棱角磨蚀的程度,棱角状、次棱角状、次圆状、圆状(在 镜下或标本上观察) 球度:颗粒度按近于球体的程度,受A、B、C三轴大小的控制分为: 圆球体、扁球体、椭球体、长扁球体 颗粒的表面特征: 碎屑颗粒的表面是不光滑的,由于溶蚀作用、碰撞作用、刻划风 蚀等作用,在碎颗粒表面留下一定的痕迹。 陆源碎屑结构碎屑结构 A、B、C、D和E依次为棱角状、次棱角状、次圆状、 圆状和极圆状 颗粒形状分类 碎屑颗粒的圆度分级 2、填隙物的结构 填隙物按成
8、因分: 杂基:0.003mm的细粒物质,是随粗碎屑颗粒一起搬运而来充填在 碎屑颗粒孔隙中间。由机械作用形成。 胶结物:由化学结晶作用形成充填在碎屑颗粒孔隙中的化学物质, 其结构特征与本身的结晶程度、晶粒大小和分布的均匀性有密切的关系 杂基的结构:杂基是同粗碎屑一同沉积的细粒物质。成分主要是细 粉砂和粘土,有时有少量的碳酸盐灰泥和铁质。杂基可以反映介质的流 动特点和分选特征,是碎屑岩中一个重要的参数。 胶结物的结构: 按胶结物的结晶程度和晶体的排列组合关系分为: 非晶质结构:蛋白石、磷酸盐、铁质等 隐晶质结构:粒度极细,只有在显微镜下才能分出光性,如玉燧、 隐晶质的磷酸盐 显晶质结构:明显的晶粒
9、结构 陆源碎屑结构碎屑结构 2、填隙物的结构 对显晶质结构,根据晶体的排列方式可进一步划分为: 晶粒结构:胶结物呈粒状晶体,它形镶嵌,排列无定向 嵌晶结构(连生结构):胶结物结晶形成粗大晶体,将一个或数个碎屑 颗粒内部。 栉状结构(丛生结构):胶结物呈纤维状或短柱状垂直碎屑颗粒表面生 长;当胶结物围绕碎屑颗粒呈带状分布时则称为带状胶结。 再生(次生加大)结构:硅质胶结物沿碎屑石英颗粒边缘呈次生加大 边,而且二者光性方位一致。 陆源碎屑结构 胶结物的非晶质结构 次生加大边结构 栉 状 结 构 连生结构 常见的胶结物结构特征 1、非晶质结构 2、隐晶质结构3、晶粒结构 4、栉状结构 5、嵌晶结构
10、6、次生加大结构 3、胶结类型(支撑类型): 胶结类型 :碎屑颗粒与填隙物之间的互相关系结合方式胶结类型或 支撑类型。 按填隙物的含量及与颗粒的关系分为: A、基底胶结(杂基支撑):杂基含量高,颗粒含量少,孤立地分 散于杂基中。颗粒不互相接触凝块式胶结。 B 孔隙胶结(颗粒支撑):碎屑颗粒多,填隙物少,而见多为胶结 物。胶结物有原生的也可是次生的(颗粒与颗粒接触) C、接触胶结(颗粒支撑)是孔隙式胶结的一种特殊方式,胶结物 少,仅存在于颗粒与颗粒的接触处,多数是胶结物或杂基被淋滤所至。 D、溶蚀胶结:由于胶结物溶蚀交代了碎屑颗粒(颗粒的边缘呈湾 港状。 陆源碎屑结构碎屑结构 4镶嵌胶结: 四种
11、胶结类型示意图 基底胶结孔隙胶结接触胶结溶蚀胶结 泥状结构是由0.0039mm的碎屑颗粒和粘土矿物组成的结构 类型,是泥岩特有的。 特点:粒度极细,粘土矿物定向排列,多具水平层理,手 触有滑感,贝壳状断口。 但自然界中,纯粹的泥状结构不多,常有数量不等的 粉砂混入,形成过渡结构类型。 陆源碎屑结构泥状结构 常见的构造: 各种层理构造、 层面构造、 同生变性构造、 虫孔和虫迹构造等 陆源碎屑岩的构造 按碎屑颗粒的大小,分为: 1、粗碎屑岩砾岩(角砾岩) 2、中碎屑岩砂岩 3、细碎屑岩粉砂岩 4、泥岩 陆源碎屑岩的分类 1、陆源碎屑结构的有几种类型? 2、陆源碎屑结构和火成岩的结晶结构的区别 ? 3、对比陆源碎屑岩与火成岩在矿物成分上的 异同? 4、碎屑结构包括那几方面的内容? 第三章 陆源碎屑岩基本特征 思考题