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1、第十讲 分类和陆源碎屑岩,1,第一节 沉积岩的分类,2,国内沉积岩分类的现状,我国5060年代主要采用什维佐夫和鲁欣的分类方案，以风化产物为分类依据，分为：火山碎屑岩/正常沉积碎屑岩/粘土岩/化学岩与生物化学岩/附生类型（含铜页岩等）80年代侧重于欧美观点，以物源作为分类依据，如刘宝珺主编沉积岩石学（1980），分为,第四章 总论,3,第二节 陆源碎屑岩,4,是指母岩风化形成的陆源碎屑物质，以机械方式搬运、沉积，经压实、胶结等成岩作用形成的、含量50%的岩石。 一 碎屑岩的一般特征 （一）碎屑岩的物质组成,物质组成,碎屑物质,化学沉淀物胶结物、自生矿物,岩屑-岩浆岩、沉积岩、变质岩,杂基粘土、
2、细粉砂（非化学成因胶结物）,矿屑-石英、长石、云母,第五章 各论,5,（二）碎屑岩的结构组分,1.碎屑物结构组分特征包括粒度、圆度、球度、形状、分选度、支撑类型和孔隙等方面。（1）粒度指碎屑颗粒的最大视直径。测量方法：放大镜、显微镜、筛析法、莎巴宁法等。,第五章 各论,6,粒度划分方法： 1）自然粒级法砾 2mm砂 20.05mm粉砂 0.050.005mm泥 0.005mm2） 值粒级法= -2dd颗粒直径（mm）有利于粒度统计与绘图。,第五章 各论,7,值粒级与教材划分对照表相应粒级分别称为相应结构，如砾状结构、细砂结构等。,第五章 各论,8,（2）分选度（分选性）指碎屑颗粒大小分布的均匀
3、程度。可以反映流体的动能强度（簸选能力）和搬运距离。牵引流对颗粒的分选作用：,a上游环境 b沉积环境 c下游环境 （F1流入水动力、F2流出水动力。F1F2 ，分选好； F1和F2 差值越大，分选越差）,第五章 各论,9,（3）圆度碎屑棱角被磨圆的程度。不同矿物的物化性质不同，抗磨蚀性能不同，通常根据石英的圆滑程度，分为四五级。将次圆到极圆等级称为砾状结构。将次棱角到棱角等级称为角砾状结构。,第五章 各论,10,（4）球度指碎屑颗粒接近球体的程度。球度与圆度 （5）形态及表面特征形体由颗粒中A、B、C三个轴的相对大小决定。分为球状、扁球状、椭球状、不规则状。2.填隙物结构组分特征胶结作用或充填
4、作用杂基结构-泥状结构（化学）胶结物结构,第五章 各论,11,胶结物的成分常见有硅质、石英、方解石、赤铁矿、粘土、海绿石、石膏等。通常一种岩石里只有一种胶结物，有时有多种。在碳酸盐岩里，方解石胶结物又称为亮晶胶结物。（1）胶结物结构1）非晶质结构常为蛋白石、胶磷矿等胶体沉淀物质,无光性反应。2）隐晶质结构常为玉髓。3）显晶质结构a.微晶结构：常为粘土、碳酸盐矿物。b.镶嵌粒状结构：胶结物晶出后，呈粒状彼此紧密镶嵌，如碳酸盐矿物、石膏等。,第五章 各论,12,第五章 各论,13,4）栉壳结构：碳酸盐矿物或粘土晶体呈针状、柱状、锥状、片状、板状、甚至粒状，垂直颗粒表面生长发育，形成环带，或不完整发
5、育。一个环带为同一时期晶出的产物，称为一个世代。 5）次生加大结构/共轴增生结构指胶结物成分与碎屑颗粒成分相同，结晶方位也相同，具有一致消光位，即在颗粒外部发育了后期生长 边次生加大边/共轴增生边。常出现在石英、长石、海百合茎等颗粒周围。 6）嵌晶结构/连晶结构胶结物结晶后形成粗大晶体，将碎屑颗粒包含里面。常发育于深埋成岩阶段。,第五章 各论,14,(2)胶结类型指颗粒与填隙物间的关系。1）基底式胶结颗粒少，填隙物数量多，颗粒呈漂浮状态，互不接触。属于杂基/泥晶基质支撑。表明流体动能很弱。2）孔隙式胶结颗粒多，紧密接触，孔隙间填隙物多为胶结物。属于颗粒支撑。表明流体动能强，已簸选掉杂基/泥晶基
6、质。,第五章 各论,15,3）接触式胶结颗粒多，紧密接触，胶结物仅出现在接触部位。粒间孔隙发育（毛细管作用、后期淋滤）。属于颗粒支撑。当位于潜水面以下时，可继续胶结，但成分或结构将出现差异。4）悬挂式胶结碳酸盐岩里，胶结物常在颗粒同一方位增大，悬挂一侧，粒间可能有渗滤砂或渗滤粉砂。可能形成于潜水面以上，由雨水渗滤形成。5）镶嵌式胶结/无胶结物式胶结颗粒与颗粒紧密相接触，或者胶结物与碎屑成分相同，生长在一起。,第五章 各论,16,(三) 碎屑岩分类,粗碎屑岩砾岩、角砾岩。是指陆源碎屑粒度2mm、含量30%的碎屑岩。 中碎屑岩砂岩。是指陆源碎屑粒度为20.05mm、含量50%的碎屑岩。 细碎屑岩粉
7、砂。是指陆源碎屑粒度0.05 0.005mm ，含量50%的碎屑岩。 细碎屑岩泥岩。是指粒度 0.005mm，含量 50%，粘土矿物为主（ 50% ）的岩石。,第五章 各论,17,二、粗碎屑岩,是指陆源碎屑粒度2mm、含量30%的碎屑岩。 （一）基本特征1.结构：砾状结构或角砾状结构，分选差、磨圆差，常为杂基（砂、 泥）支撑，粒度几几十厘米。2.构造：常见大型斜层理及递变层理。 3.成分：以岩屑为主。4.填隙物：常为砂、泥杂基，或胶结物胶结。5.产状：剖面为透镜状，平面为扇状。6.搬运距离：一般比较近。7.形成环境：河床为主，或海（湖）滩、垮落等成因。,第五章 各论,18,（二）分类及主要岩石
8、类型1.据碎屑磨圆度圆状、次圆状砾状结构砾岩棱角状、次棱角状角砾状结构角砾岩2.据砾石成分单成分砾岩/角砾岩/混杂岩：某成分砾石含量75%。如石英质砾岩、洞穴角砾岩等。复成分砾岩/角砾岩/混杂岩：成分复杂，不稳定岩屑多，分选差、磨圆差，厚度变化大，主要分布在河流地带。,第五章 各论,19,3.按砾岩在地层剖面的位置底砾岩（1）位于某时代地层底部，与下覄岩层不整合接触，代表沉积间断。（2）层位稳定、分布范围较小。 （3）分选好、磨圆好。（4）成分较单一、成分成熟度高。 （5）可见下部岩层砾石。 如石英质砾岩。同生砾岩/层间砾岩（1）沉积软泥遭破坏后，再次沉积、成岩。（2）与上覆、下覄岩层整合接触
9、，不代表沉积间断。（3）分选差、磨圆差。 （4）成分较单一、成分成熟度低。（5）无下部岩层砾石。如四川侏罗系河流沉积的泥质砾岩。,第五章 各论,20,5.主要类型砾岩：河成砾岩、滨岸砾岩、洪积砾岩等。河成砾岩 （1）砾石粗大，正粒序。 （2）磨圆中等、分选差。 （3）碎屑成分杂，砂、泥杂基充填，成分成熟度低。 （4）砾石长轴与流向垂直，扁平面倾向河流上游，倾角1530。 （5）一般无动物化石，可含有植物化石。 （6）底部有侵蚀冲刷面，含下覄砾石。 （7）透镜状产出。滨岸砾岩 （1）磨圆好、分选好。 （2）碎屑成分单一 ，胶结物充填，成分成熟度较高。 （3）砾石长轴平行岸边排列，扁平面倾向海洋，
10、倾角78。 （4）可含有动物化石，完整体较少。 （5）层状或透镜状产出。 （6）厚度小、层位稳定。,第五章 各论,21,角砾岩：冰川角砾岩、残积角砾岩、滑塌角砾岩、喀斯特（洞穴）角砾岩、假角砾岩（后生角砾岩）等。（三）研究意义1）沉积间断的标志，划分地层的依据。2）了解地球发展历史，如地壳运动、古气候条件、冰川等。3）了解古地理、沉积环境。 4）矿石（球磨机研磨介质）。5）未胶结或中等胶结的砾岩常常是含水层，或含油、气。,第五章 各论,22,三、中碎屑岩砂岩,是指陆源碎屑粒度为20.05mm、含量50%的碎屑岩。（一）基本特征1. 结构：砂状结构。2. 构造：层理构造、层面构造发育。 3. 成
11、分：以石英、长石、岩屑为主。4. 填隙物：杂基 、胶结物。5. 产状：层状、透镜状。6. 搬运距离：一般比较远。7. 形成环境：多样化，如河湖海、三角洲、泛滥平原等。8. 研究意义：油气水导（赋）矿层，建筑石料及工艺品原料。,第五章 各论,23,（二）分类1.据粒度1）主要由一个粒级碎屑组成，分为：巨粒砂岩 21mm粗砂岩 10.5mm中砂岩 0.5 0.25mm细砂岩 0.25 0.1mm极细砂岩 0.1 0.05mm2）主要由两个粒级碎屑组成，采用“少前多后”命名原则，如中细粒砂岩。3）主要由三个粒级碎屑组成，称为“不等粒砂岩”或“分选差的砂岩”。,第五章 各论,24,2.成分成因分类采用
12、三角图解方法。分别标注Q、F、R。Q石英、燧石、石英岩和其它硅质岩屑。反映成分成熟度。F长石、花岗岩和花岗片麻岩类岩屑。反映陆源区母岩种类、气候、风化作用强度。R除Q、 F以外的其它岩屑、云母、绿泥石。反映大地构造活动程度。砂岩分类图 1.石英砂岩 2.长石石英砂岩3.岩屑石英砂岩 4.长石砂岩5.岩屑长石砂岩 6.长石岩屑砂岩7.岩屑砂岩,第五章 各论,25,3.命名方法含量50%的粒级决定岩石“基本名”，如中砂岩。 含量=5025 %的粒级称为“质”。含量=255 %的粒级称为“含”。含量 5 %的粒级不参加命名。如：某碎屑岩含中砂55 % ，粗砂30 %，细砾12 %，中砾3 %， 则称
13、为“含细砾粗砂质中（粒）砂岩 ”。综合命名方法为： “颜色+结构+胶结物+成分+（杂）砂岩”如：灰白色粗粒硅质胶结石英砂岩、砖红色粉砂质中粒钙质胶结长石（杂）砂岩。,第五章 各论,26,（三）主要岩石类型,1.石英砂岩特征：1） Q 95%，以石英为主。2）分选好、磨圆好、颗粒支撑。3）以白色为主。4）填隙物常见泥质、钙质硅质、铁质、磷质、海绿石以及石膏等。注：根据硅质胶结物重结晶程度分为硅质胶结石英砂岩: 胶结物未重结晶，蛋白石、玉髓。石英岩状砂岩： 胶结物部分重结晶，次生加大。沉积石英岩： 胶结物全部重结晶，次生加大。,第五章 各论,27,2.长石砂岩特征：1） F 25% 、 Q 75%
14、 。2）微斜长石和酸性斜长石。3）以红色调为主。4）分选差、磨圆差。5）多见于中粗粒砂岩、杂砂岩。6）填隙物为泥质、钙质或铁质。碎屑长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩，常见特征：1.半自形高岭石化正长石。 2. 花岗片麻岩的微斜长石。3.双晶纹很细的中酸性斜长石。4.绢云母化长石。5.沉积型微斜长石。 6.沉积型斜长石。,第五章 各论,28,据成因可分为 ： 构造长石砂岩地槽区，构造运动强烈，地形切割严重，形成大量碎屑，快速埋藏，分选差、磨圆差，不稳定物多，泥质多。气候长石砂岩构造活动弱，地形较为平坦，气候寒冷干燥，物理风化为主，分选、磨圆较好，不稳定物较少。基底长石砂岩富含长石的母岩原地风化、
15、原地堆积、原地固结成岩。分选差、磨圆差，厚度小，与底部基岩成分一致。,第五章 各论,29,3.岩屑砂岩特征：1） R 25% 、 Q 75% 。2）岩屑成分反映陆源区母岩性质，常见喷出岩、凝灰岩、泥质岩、粉砂岩、板岩、千枚岩、细粒片岩等岩屑。3）可见中、基性斜长石，不稳定组分高。4）分选差、磨圆差，杂基支撑。5）多见杂砂岩。6）填隙物多为泥质（绿泥石、绢云母），及硅质、钙质。7）以灰色调为主，灰黑色、灰绿色等。,第五章 各论,30,4.杂砂岩 15%时，称为（净）砂岩，为牵引流成因。 15%时，称为杂砂岩，为沉积物重力流成因。注： 砂岩中杂基含量可以15%。但是，现代沉积物中杂基含量一般 10
16、%。可能是成岩后生作用中部分碎屑转化形成，导致含量增高，如岩屑、长石次生变化产物。Raymond（1995）将杂基含量定在 5%。研究意义杂基含量表明沉积环境水动力条件的强弱、反映搬运介质的流动特性、碎屑组分的分选性，因而是碎屑岩结构成熟度的重要标志。,第五章 各论,31,四、细碎屑岩粉砂岩,陆源碎屑粒度0.05 0.005mm ，含量50%的碎屑岩。1.基本特征1）成分：以石英为主，含有云母。2）结构：分选好、磨圆差。3）填隙物：多为泥质，颜色杂。4）构造：水平层理、小型交错层理、波痕、泥裂。5）含有生物化石。6）形成环境：形成于低能环境河漫滩、沼泽、海、湖深水区域。7）分布：广泛，与砂岩相伴生，与泥岩互层。,第五章 各论,32,
