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1、第四章 陆源碎屑岩,复习思考题,1、试述碎屑岩的碎屑物质、非碎屑物质的主要类型和特征及研究意义。 2、试比较碎屑颗粒、杂基、胶结物及孔隙四种组分的区别（从含义、在碎屑岩中的分布状况及所起的作用、搬运方式、沉积方式及控制因素、水动力条件、形成阶段等方面）。,碎屑岩的成分,第一节 概述 (Introduction),陆源碎屑岩：指母岩机械破碎的产物（碎屑物质）经过机械搬运和沉积，并进一步压实和胶结而形成的一类沉积岩。,第一节 概述 (Introduction),按照成因，碎屑岩的组成部分包括: 陆源碎屑物质、化学沉淀物质。,碎屑岩,胶结物,按照产出形式，碎屑岩的基本组成部分(结构组分)包括：碎屑颗
2、粒（矿物碎屑和岩石碎屑）、填隙物（杂基和胶结物）、孔隙。,碎屑岩的基本组成(结构组分),碎屑颗粒,填隙物,孔隙,第二节 碎屑岩的成分,碎屑包括：矿物碎屑、岩石碎屑（岩屑）杂基和胶结物,Composition of clastic rocks,一、 碎屑成分,碎屑岩的基本组成(结构组分),（一）矿物碎屑 (Mineral clastics),沉积岩中已发现的碎屑矿物约有160种，最常见的约有20种。在一种碎屑岩石中，其主要的碎屑矿物通常也只有3-5种。,按照相对密度，碎屑矿物可分为： 轻矿物：2.86，榍石、锆石等,1、石英(Quartz),石英抗风化能力强，既抗磨又难分解，同时在大部分岩浆岩和
3、变质岩中石英含量又高。所以石英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。,石英主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含量66.8%），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则更少。,2、长石(Feldspar),碎屑岩中, 长石的含量少于石英。砂岩中长石的平均含量为10-15%，长石主要分布于中、粗砂岩中, 在砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。,长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。地壳运动比较剧烈, 地形高差大, 气候干燥, 物理风化作用为主, 搬运距离近以及堆积迅速等条件, 是长石大量出现的有利因素。,在碎屑岩中, 钾长石(正长石微斜长石)斜长石(钠长石钙长石)。,长石是重要的物源标志。,3、云母(Mica),白云母
4、,常分布于细砂岩和粉砂岩的层面之上。,黑云母,常分布于近物源的成分复杂的砂岩中。,4、重矿物(Heavy mineral),在碎屑岩中含量极少，一般不超过1%，在粒级为0.25-0.05mm的范围重矿物含量最高。,按重矿物的风化稳定性可分为: 稳定的重矿物: 锆石、金红石、电气石、TiO2矿物 不稳定的重矿物: 橄榄石 、绿帘石、辉石、角闪石,不同类型的母岩其矿物组分不同, 经风化破坏后会产生不同的重矿物组合, 因此, 利用重矿物解释母岩甚至源区构造活动是非常有用的。,许承武博士论文, 2006,（二）岩屑 (Rock fragments),岩屑是母岩岩石的碎块, 是保持着母岩结构的矿物集合体
5、。,所以, 岩屑是提供物源区的岩石类型的直接标志。,在砂岩的碎屑中，岩屑的平均含量为1015%，常见的岩屑类型有:,花岗岩岩屑: 花岗岩是地壳上分布最广的一类岩浆岩, 碎屑岩的主要母岩。,喷出岩岩屑: 在砂岩中较丰富,酸性,中性 安山岩,基性 玄武岩,碱性 粗面岩,片麻岩、片岩岩屑: 易形成大量多晶石英,花岗片麻岩岩屑,脉石英岩屑,石英砂岩岩屑: 较少或很少,燧石: 稳定, 抗风化能力较强,粘土岩岩屑,二、 填隙物成分,(Interstitial minerals),碎屑岩的基本组成(结构组分),（一）杂基(Matrix),1、杂基: 碎屑岩中与碎屑颗粒同时沉积下来、充填在颗粒孔隙中的细粒填隙
6、物质。 碎屑岩中细小的机械成因（非化学成因）组分。 其粒级以泥级为主, 可包括一些细粉砂。,3、杂基含量是水动力强度的标志。杂基含量高是不成熟砂岩的特征。,2、杂基成分: 高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物, 亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级碎屑: 绢云母、绿泥石、石英、长石等。,（二）胶结物(Cement),1、胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。,2、胶结物成分主要有: 硅质(石英、玉髓、蛋白石) 碳酸盐(方解石、白云石) 铁质(赤铁矿、褐铁矿等) 硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物,硅质胶结物（Siliceous cement）,包括非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓和结晶质的石
7、英。,重结晶转变: 蛋白石-玉髓-石英,国际研究热点,硅质胶结物的Si质来源：,1、生物骨髓的溶解（主要针对海相沉积物）,2、石英颗粒的压溶,3、长石、粘土等硅酸盐矿物及火山玻璃等物质的溶解,2、碳酸盐胶结物(Carbonate cement),碳酸盐类胶结物是陆相沉积碎屑岩中最为常见的胶结物，它包括方解石（CaCO3）、白云石（MgCa(CO3)2）及铁方解石（含铁方解石）和铁白云石（含铁白云石）。,其中方解石和白云石在成岩作用的各个阶段都有发育，而铁方解石和铁白云石由于亚铁离子的融入，多形成于埋藏成岩阶段。,3、氧化铁胶结物,赤铁矿、纤铁矿、针铁矿,4、石膏(硬石膏)胶结物,5、粘土矿物胶
8、结物,6、其它类型的胶结物,磷灰石、沸石、海绿石等,重晶石、天青石、高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿泥石等,三、 化学成分,碎屑岩的成分可以用所含矿物成分表示, 也可以用化学成分表示。,(Chemical composition),化学成分对岩浆岩、变质岩的研究十分重要。当前化学分析方法在研究碎屑岩中的应用大有盖过矿物分析之势。,在砂岩中, 不同碎屑组分的砂岩, 其化学成分特点亦不相同。,成熟度指碎屑物质在风化、搬运过程中, 被改造趋向于最终产物的程度。,成分成熟度指碎屑物质成成分上被改造趋向于最终产物的程度, 亦称“化学成熟度”或“矿物成熟度”。(Q/F+L)，SiO2/Al2O3,沉积岩中的微量元素也越来越多地被用来辅助判断沉积环境及古水深、古盐度。,粘土沉积物中常用的判断元素有：B、Sr、Mn等。,韩登林, 2009,
