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1、1,第二章 陆源碎屑岩总论,碎屑岩又叫陆源碎屑岩，是指母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运沉积（少量化学搬运沉积）和沉积后作用所形成的岩石。岩石（包括碎屑岩）的沉积特征描述包括四个方面，即成分、结构、构造和颜色。,2,碎屑岩包含四种基本组成部分：碎屑颗粒、杂基、胶结物和孔隙。 碎屑颗粒简称颗粒:是碎屑岩最主要的组成部分，占整个岩石的50以上，并决定了碎屑岩的基本特征。 填隙物包括杂基和胶结物。 孔隙:岩石中未被充填部分，储集油气的空间。,第一节 碎屑岩的物质成分,3,砂岩的红色铸体薄片,4,粉砂岩的扫描电镜照片,砂岩的红色铸体薄片,5,一、碎屑颗粒 碎屑颗粒主要是由母岩物理风化作用过程中机
2、械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成。,（一）矿物碎屑 目前已经发现的碎屑矿物约有160种，最常见的约20种。但在一种碎屑岩中，其主要碎屑矿物通常不过3至5种。,6,（一）矿物碎屑 碎屑矿物按比重可分为和两类: 轻矿物:比重2.86，主要为石英、长石； 重矿物:比重2.86，主要为岩浆岩中的付矿物（榍石、铝英石）、部分铁镁矿物（如辉石、角门石）以及变质岩中的变质矿物（如石榴石、红柱石），此外，重矿物中还包括沉积和成岩过程中形成的比重大于2.86的自生矿物（如黄铁矿、重晶石），但它们属于化学成因物质范畴。,7,1石英 (1)碎屑岩中分布最广一种矿物.砂岩及粉砂岩中平均含量达66.8，在砾岩中含量较
3、少，在粘土岩中则含量更少。 (2)石英具油脂光泽，但只在新鲜断口上表现的明显。硬度为7,无解理. (3)在结晶岩中，深成中酸性岩浆岩、石英一长石质片麻岩及片岩含有大量的石英，是碎屑石英的主要来源。 (4) 不同来源的石英往往特点不同:包裹体、波状消光现象等。 (5)单晶石英是指颗粒由单个石英晶体构成，而多晶石英指的是颗粒为多个石英晶体的集合体。,8,砂岩中的自生矿物黄铁矿？,9,石英砂岩中石英砂粒，扫描电镜照片,1mm （毫米）= 10-3m 1(微米) = 10-6m,10,自生石英胶结物晶形完好，莓状黄铁矿？扫描电镜照片。,11,砂岩中的自生石英晶形完好。扫描电镜照片,12,扫描电镜照片，
4、砂岩中石英、岩屑和长石颗粒。,13,砂岩扫描电镜照片，孔隙发育。,14,石英砂岩颗粒，普通薄片，正光偏光,15,石英砂岩中石英颗粒的缝合接触和凹凸接触，普通薄片，正交偏光。,16,石英颗粒，表面光滑，干涉色一级灰黄。,17,2长石 (1)在碎屑岩中长石的含量少于石英。据统计，砂岩中长石的平均含量为1015，远比石英含量为少。 (2)长石很容易水解；从物理性质上看，它的解理和双晶都很发育，易于破碎。因此在风化和搬运的过程中，长石逐渐地被淘汰。在有些砂岩中长石的含量可以相当高。例如我国某些陆相沉积的储油岩层中，长石的含量可达到50。,18,(3)长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。一般认为，在碎屑岩
5、中钾长石多于斜长石，在钾长石中正长石略多于微斜长石，在斜长石中钠长石远远超过钙长石。 (4)在沉积岩中,长石颗粒易被溶解和转化。转变为高岭石和绢云母,19,微斜长石的格子双晶，正交偏光,20,砂岩中的长石颗粒，解理和溶蚀现象发育，扫描电镜照片,21,长石砂岩，颗粒有石英和长石，长石可见解理，且表面高岭石化而变得混浊。红色铸体薄片。,22,长石颗粒，解理和双晶发育，高岭石和绢云母化明显。,23,3云母和绿泥石 (1)在云母类的矿物碎属中以白云母居多，因为抗化学风化的能力要比黑云母和绿泥石都强得多，常分布于细砂岩和粉砂岩的层面上。 (2)绿泥石成为碎屑矿物出现的不多，因其稳定性并不比黑云母高，故很
6、多绿泥石都是成岩后生作用的产物，常成为填隙物产出。,24,4重矿物 碎屑岩中比重2.86的矿物称重矿物。它们在岩石中含量很少，一般不超过10，其分布的粒度受重矿物的晶形大小、比重及硬度的控制。重矿物是在0.250.05mm的粒级范围内含量最高。,25,（二）岩石碎屑 （1）岩屑是母岩岩石的碎块，是保持着母岩结构的矿物集合体，简称岩屑或岩块。碎屑岩的一种重要组分，直接提供有关母岩的特征； （2）由于岩屑抵抗风化的能力较弱，故其大量出现反映了一种特殊的地质条件，如干燥的气候条件，快速的剥蚀和堆积环境，离母岩近，而搬运不远等等。 （3）由于各类岩石的成分、结构、风化稳定度等存在显著差别，所以在风化、
7、搬运过程中，各类岩屑含量变化很大。 （4）岩屑的含量和种类决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。,26,5.半晶质的酸性喷出岩岩屑，6.千枚岩岩屑和白云母片，7.板岩岩屑, 8.浅变质粉砂岩。,27,杂基与“基质”基本同义，是指与碎屑颗粒一起机械沉积下来的较细粒物质，主要是粘土物质，还有细粉砂、碳酸盐灰泥和云泥等。 胶结物是指碎屑颗粒之间孔隙内和各种化学沉淀物质即自生矿物，它们形成于成岩作用阶段。常见的胶结物有碳酸盐矿物（方解石，白云石，菱铁矿）、硅质矿物（石英、玉髓和蛋白石）和部分铁质矿物。 其它填隙物还有海绿石、沸石、磷酸盐矿物、硫酸盐矿物（石膏，硬石膏）。,二、填隙物 填隙物包括杂基和胶结
8、物。,28,三、孔隙 孔隙可以充填大量的气体、液体（烃类气体、CO2、水、石油、矿液）。,原生孔隙，主要是粒间孔隙，即碎屑颗粒原始格架间的孔隙。原生的孔隙度和渗透率与碎屑颗粒的粒度、分选性、球度、圆度、填集性有关。 次生孔隙绝大多数都是形成于成岩中期及后生期，一般是岩石组分发生溶解作用的结果。如碳酸盐、硫酸盐和氯化物矿物都比较容易发生溶解。此外，岩石的破碎和收缩也可以产生次生孔隙。,29,第二节 碎屑岩的结构 碎屑岩结构是组成岩石的颗粒大小、形状及基组合方式。具体包括碎屑颗粒的结构、填隙物的结构、碎屑与填隙物之间关系等三部分内容。,一、碎屑颗粒的结构 碎屑颗粒本身的结构特征，一般包括粒度、球度
9、、形状、圆度以及颗粒的表面特征。,30,（一）粒度 碎屑颗粒的大小，是碎屑颗粒最主要的结构特征。碎屑颗粒的大小直接决定着岩石的类型和性质，因此它是碎屑岩分类命名的重要依据。 粒级划分 2mm.砾 20.05mm.砂 0.050.005mm.粉砂 0.005mm.泥,31,32,粒级的划分（1） 2的几何级数制在国际上应用较广的是伍登-温特华斯的方案。（2）十进制。, = -log2D, D颗粒直径，以mm为单位,33,常用的粒度分类命名的具体原则： 三级命名法 含量大于或等于50的粒级定岩石的主名，即基本名； 含量介于5025的粒级以形容词“XX质”的形式写在主名之前; 含量在 2510的粒级
10、作次要形容词，以“含XX”的形式写在最前面； 含量小于l0的粒级一般不反映在岩石的名称中。如粉砂质细砂岩，含砾粗砂岩，含泥粉砂质细砂岩,34,（2）假如碎屑岩的粒度分选较差，所含粒级较多，但没有一个粒级的含量是大于或等于50，而含量在 5025的粒级又不止一个。这时则以含量为 5025的粒级进行复合命名，以“ XX- XX岩”的形式表示，含量较多的写在后面。其它含量少的粒级仍按第一条原则处理。如：中-粗砂岩，粉-细-中砂岩；含砾的粗-细-中砂岩（不等粒砂岩）,35,（3）若碎屑岩的粒度分选更差，不但没有含量大于50的粒级，而且含量为5025的粒级也没有或者只有一个。则应将此岩石的全部粒度组分分
11、别合并为砾、砂和粉砂三大级，然后按前两条原则命名。,25,0,10,50%, 质,含,基本岩石名称,36,（二）球度 球度是指碎屑颗粒接近球体的程度，通常是用克鲁宾（1941）提出的公式来计算球度系数：,A：为颗粒最大扁平面上的最大直径； B：为最大扁平面内垂直A轴的最大直径； C：是垂直最大扁平面的最大直径； A、B、C三轴互相垂直，但不一定交于一点； 最大球度值l，最小值则趋近于零。,37,（三）圆度 圆度是指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度，它是碎屑的重要结构特征之一。 圆度在几何上反映了颗粒最大投影面的影象中的隅角曲率；,38,（四）形状 颗粒形状是由其 A、B、C三个轴的相对大小决定的
12、。根据其长度比例将颗粒分为四种形状：圆球状、椭球状、扁球状和长扁球状。 在实际应用中常用的形状术语是。 粒状：特征是颗粒各向等长，如石英。 柱状：特征是一向特长，柱面发育。 当其长宽3时为长柱状，如角门石； 当长宽3时为短住状，如磷灰石。 板状：颗粒二向较长、一向较短，形如板片，如长石。 片状：二向近等，一向极短，形如叶片，如云母。 针状：一向极长。另二向特短，形如细针。 其它：如放射状、纤维状等。,39,（五）分选 碎屑岩中颗粒大小均匀的程度称为分选性或分选程度。 分选性好：当主要粒级成分含量75（指占碎屑总量的75以上）或者颗粒大小接近相等时， 分选中等：当主要粒级成分含量为5075时；
13、分选差：没有一种粒级成分能够超过50，或者颗粒大小相差很悬殊；,40,（六）颗粒的表面结构 表面结构是碎屑颗粒表面的形态特征，一般主要观察表面的磨光程度及表面刻蚀痕迹两个方面。,41,二、填隙物的结构,（一）胶结物的结构 胶结物在碎屑岩中的含量小于50，常见的胶结物的结构有： 1. 非晶质结构：呈非晶质结构的胶结物如蛋白石、铁质等。 2. 隐晶质结构：如玉髓、隐晶质磷酸盐、碳酸盐等。 3. 显晶质结构：常见如碳酸盐等胶结物。,42,4带状（薄膜状）和栉壳状（丛生）结构：胶结物环绕碎屑颗粒呈带状分布称为带状胶结，如果胶结物呈纤维状或细柱状垂直碎屑表面生长时，称栉壳状胶结； 5再生（次生加大）结构
14、：常自生石英胶结物沿碎屑石英边缘呈次生加大边，两者的光性方位是大体一致的。除石英外还有长石和方解石形成的次生加大结构。,43,6嵌晶（连生）结构：是指胶结物在重结晶时形成很大的晶体，或者是从孔隙水中结晶的粗大晶体，往往将一个或几个碎屑颗粒包含在一个晶体之内，嵌晶结构是典型的后生阶段产物。 7、其它：凝块状或斑点状结构，由于胶结物在岩石中分布的不均匀性所造成的。,44,45,（二）杂基的结构 杂基是指碎屑岩中与砂、砾一起机械沉积下来的，起填隙作用的细粒物质， 粒度小于0.03mm；其成分常为0.03mm的细粉砂和粘土物质，有时可见碳酸盐灰泥和铁质成分的杂基，并常与粘土杂基混合出现。,46,杂基按
15、成因可分为原杂基和正杂基两种类型: 1原杂基:是原始沉积物，主要是未重结晶的粘土质点，其间还常含有较多的石英、长石和云母的细粉砂级碎屑; 2正杂基:是经过了成岩变化的明显重结晶的原杂基。重结晶的粘土物质多呈显微鳞片结构; 杂基应属原始机械沉积产物;可以反映沉积介质的流动特点;,47,三、胶结类型 在碎屑岩中，碎屑颗粒和填隙物间的关系称为胶结类型或支撑类型。 它首先和碎屑颗粒与填隙物的相对含量有关，其次则和颗粒间的接触关系有关。胶结类型有：,48,(1)基底胶结:填隙物含量较多，碎屑颗粒在其中互不接触而呈漂浮状; (2)孔隙胶结:碎屑颗粒构成支架状，颗粒之间多呈点状接触，胶结物含量少，只充填在碎
16、屑颗粒之间的孔隙中。 (3)接触胶结:颗粒之间呈点接触或线接触，胶结物含量很少，分布于碎屑颗粒相互接触的地方。 (4)镶嵌胶结:颗粒之间由点接触发展为线接触、凹凸接触，甚至形成缝合状接触，有人称无胶结物式胶结。 以上四种基本胶结类型中，颗粒之间的关系顺序依次是：漂浮状、点接触、线接触、凹凸接触、缝合接触。此顺序实际上反映了沉积物的埋藏深度以及压实、压溶等成岩作用的强度和进程。,49,片沸石充填于粒间，呈橘红色， 克拉玛依油田二叠系,50,早期石膏连晶基底式胶结，后期石膏脱水转化为硬石膏，（正交）120； 江汉油田金6井，下第三系。,51,早期泥晶白云石重结晶成粉晶白云岩，白云石呈基底式胶结，颗粒为悬浮状。（单偏光）120,52,石英颗粒之间凹凸接触和线接触，红色部分是孔隙。单偏光,53,中粒石英砂岩，硅质胶结，二次石英加大及残余粒间孔。,54,自生石英和绿泥石矿物,绿泥石胶结物,55,自生石英的晶形非常好。扫描电镜照片,56,单偏光镜
