沉积岩的分类和主要沉积岩

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1、沉积岩按成因及组成成分，可以分为两类，即碎屑岩类、化学岩和生物化学岩类（表 4-5）。另外，还有一些在特殊条件下形成的沉积岩，暂称之为特殊沉积岩类。一、碎屑岩类 根据碎屑物质的来源，又分为沉积碎屑岩和火山碎屑岩两个亚类。（一）沉积碎屑岩亚类 这一类岩石是由母岩风化和剥蚀作用的碎屑物质所形成的岩石， 又称陆源碎屑岩。 除小 部分在原地沉积外， 大部分都经过搬运、 沉积等过程。根据组成碎屑岩的碎屑颗粒大小，本 类岩石又可分为：砾岩类碎屑直径在 2mm 以上。砂岩类 碎屑直径在 2 0.05mm 之间。粉砂岩类 碎屑直径在 0.050.005mm 之间。粘土岩类 碎屑直径小于 0.005mm 。上述

2、各碎屑岩类的相应粒级， 碎屑含量必须占碎屑总量的 50以上， 如砾岩于 2mm 的 砾石碎屑含量应占一半以上；如果其中含有25 50的砂，则可称为砂质砾岩；如果其中含有 5 25的砂，则可称为含砂砾岩。其余岩类命名原则，依此类推。1. 砾岩类凡直径在 2mm 以上的碎屑（含量大于 50）组成的岩石都属此类。砾岩中砾 的成分一般是比较坚硬的岩石碎屑。根据碎屑的磨圆程度可分为角砾岩和砾岩两类。（1）角砾岩组成角砾岩的砾带有棱角，分选情况一般不好，或未经分选，多为搬运距 离很近或未经搬运堆积而成。 根据成因， 它们可能是由山崩重力堆积而成； 由海浪冲击海岸 而成；由母岩风化在原地残积而成；或者由冰川

3、搬运的冰碛堆积而成（称冰碛岩）；也可能 因断层作用而成（称断层角砾岩，碎屑多呈尖棱状）。（2）砾岩组成砾岩的砾多为次圆状或圆状。根据成因，砾岩可能是在海滨潮间带由海 浪反复冲刷磨蚀堆积而成， 分选和磨圆度都比较好， 成分比较单纯； 也可能是由河流短距离 搬运而成， 分选和磨圆度较差， 砾石成分也比较复杂。砾岩中一般少有化石，或含贝壳等生 物碎屑化石。2. 砂岩类由 2 0.05mm 的碎屑（含量大于 50）胶结而成的岩石统称砂岩。砂岩的矿 物成分通常以石英颗粒为主， 其次为长石、 白云母、 粘土矿物以及各种岩屑。 根据粒级大小， 砂岩可以分为：粗粒砂岩（ 2 0.5mm）中粒砂岩（ 0.5 0

4、.25mm）细粒砂岩（v 0.25mm）根据矿物成分，砂岩可分为：（ 1）石英砂岩砂岩中石英颗粒含量占 90以上，称石英砂岩。砂粒纯净， SiO2 含量 可达 95以上，磨圆度高，分选性好。岩石常为白、黄白、灰白、粉红等色。这种砂岩是 原岩经过长期破坏冲刷分选而成。（ 2）长石砂岩砂岩主由石英和长石颗粒组成，而长石颗粒含量一般在25以上。通常为粗粒或中粒， 常呈淡红、 米黄等色， 碎屑多为棱角或次棱角状， 胶结物多为碳酸盐或铁质。 此种砂岩多为花岗岩类岩石经风化残积而成，或在构造上升地区强烈风化、迅速堆积而成。砂岩可以作为建筑材料， 纯净石英砂岩可用为玻璃工业原料； 胶结不好的砂岩可形成含 水

5、层或含油层。3. 粉砂岩类由 0.05 0.005mm 的碎屑胶结而成的岩石称粉砂岩。 矿物成分比较复杂， 以 石英为主， 次为长石，并有较多的云母和粘土类矿物，显微镜下观察多具棱角。胶结物以铁 质、钙质、粘土质为主。（ 1）粉砂岩岩石质地致密、颜色多样，随胶结物和混入物而变异。具轻微砂感，或具 贝壳状断口。 湖成粉砂岩常具水平薄层理， 河成粉砂岩或具细斜层理， 海成粉砂岩常具复杂 的层理。 粉砂岩多是细颗粒悬浮物质在水动力微弱条件下，缓慢沉积而成。 其沉积环境为河漫滩、三角洲、潟湖、沼泽或海湖的较深水部位。（ 2）黄土是一种未充分胶结或半固结的粘土粉砂岩。黄灰色或棕色，粉砂含量一般为40 6

6、0，其次为粘土，并多含有 10以下的砂粒。矿物成分以石英和长石为主，此外还 有白云母、 角闪石、 辉石等。黄土中含有这些易于分解而未分解的矿物，说明黄土的形成与 干燥气候有关。 胶结物以粘土及 CaCO3 为主， 多钙是黄土的重要特征之一。 一般没有层理， 但发育有直立节理，常形成峭壁。黄土在我国分布很广，堆积很厚，形成晋、陕、甘等省黄 土高原，还有些地区分布有冲积或洪积黄土。4. 粘土岩类由直径小于 0.005mm 的微细颗粒（含量大于 50 ）组成的岩石。矿物成分 以粘土矿物为主，如高岭石、水云母、蒙脱石等，结晶微小（0.001 0.002mm ），多呈片状、板状、纤维状等。粘土矿物主要来

7、源于母岩的风化产物，即陆源碎屑粘土矿物；还有一 部分来源于沉积或成岩过程中的自生粘土矿物。 此外还含有粉砂级的陆源碎屑如石英、 长石、 白云母等颗粒。除此，在沉积和成岩过程中还形成一些胶体和化学沉积物（如铁、锰、铝的 氧化物，碳酸盐、硫酸盐、硅质矿物、硫化物、有机质等）。从宏观看多具致密均一、质地 较软的泥质结构。粘土岩是介于碎屑岩和化学岩之间的过渡岩石，在沉积岩中分布最广。（1）页岩为粘土岩类中固结较强的岩石，具薄层状页理构造，页理主要是鳞片状粘土 矿物层层累积、 平行排列并压紧而成。 常含石英、 长石、白云母等细小碎屑。 致密， 不透水。 可有各种颜色， 含有机质者呈黑色， 含氧化铁者呈红

8、色， 含绿泥石、 海绿石等呈绿色。 性软， 抵抗风化能力弱，在地形上常表现为低山低谷。（ 2）泥岩 是一种厚层状、致密、页理不发育的粘土岩。（ 3）粘土主要由粘土矿物组成、固结程度较差的粘土岩。细腻质软，颜色浅淡为主。 分布较多的为高岭石粘土，简称高岭土，具吸水性（粘舌）、可塑性（加水成泥）、吸收性（从溶液中吸收各种矿物质及有机质的性质）、耐火性（熔点：V1350 1770 C）、烧结性（煅烧后变硬）等一系列特点，是瓷工业、耐火材料工业的重要原料。还有一种粘土叫膨 润土，主由蒙脱石（胶岭石）组成，蒙脱石是粘土矿物的一种，为含水层状结构的硅酸盐矿物，化学组成为（Na , Ca） 0.33 （Al

9、 , Mg ） 2 Si4O10（ OH ） 2nH2O，吸水后体积可膨胀 1030倍，广泛用于铸模、瓷、钻探、纺织工业等方面。此外还有漂白土，与膨润土相 似，但含钙较多，含钠较少，吸水性和膨胀性较差，而具强吸附力，可吸收大量色素、胶状 物、各种杂质等，在炼制石油和植物油工业中，可作脱色剂和漂白剂。（二）火山碎屑岩亚类 主要是火山喷发碎屑由空中坠落就地沉积或经一定距离的流水冲刷搬运沉积而成。从物质来源看它与火山活动有关， 但从成岩过程来看又从属于沉积岩的形成规律。 有些火山碎屑 岩的组成以各种火山碎屑为主； 还有些火山碎屑岩中夹有很多熔岩， 同时火山碎屑为熔岩所 胶结；另有一些是由火山碎屑和正

10、常碎屑（砾、砂、粉砂、泥等）混合堆积而成，其中夹有 砂、页岩等，并常含有化石。由此可见，火山碎屑岩与熔岩之间，火山碎屑岩与正常碎屑岩 之间，包含许多过渡岩石，根据火山碎屑粒度大体可以分为：1火山集块岩是主要由粗火山碎屑（大于64mm）如熔岩碎块等（占50%以上），固结而成的岩石。熔岩碎块带棱角或经搬运磨圆，填充物和基质为熔岩、火山灰、泥砂、钙质、 硅质等。分选性一般不好，层理不清，常形成厚层和块状层。根据岩石中熔岩碎块的成分， 可以命名为安山集块岩、 流纹集块岩等。 此种岩石质地较坚硬， 堆积厚度从数百米可达数千 米，我国东部在中生代中后期形成大量火山碎屑岩，常形成高山。2. 火山角砾岩是主要

11、由粒径为264mm 的熔岩碎块或角砾（含量 50%以上）固结而成的岩石，也常含其它岩石的角砾，多数具明显棱角，分选差，大小不等。填充物和基质为熔 岩、火山灰或泥砂等，也可以是钙质、硅质等。根据角砾成分可命名为流纹角砾岩、安山角 砾岩、玄武角砾岩等。3. 凝灰岩是主要由粒径小于 2mm 的火山灰（岩屑、晶屑、玻屑）及火山碎屑等（含量50%以上） 固结而成的岩石。 分选差， 碎屑多具棱角。 岩石外貌有粗糙感， 可具清楚的层理。 根据碎屑成分可分为玻屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、岩屑凝灰岩、混合型凝灰岩等。玻屑凝灰岩 常保存于时代较新的火山碎屑岩中，经过脱玻作用和蚀变作用可以形成膨润土或漂白土等。 凝灰岩可

12、有黄、灰、白、棕、紫等不同颜色。有时凝灰岩中含有正常碎屑，而形成砂质凝灰 岩、凝灰质砂岩等。上述各类火山碎屑岩， 多形成于火山口附近或其周围的有水盆地中。 在地层剖面中火山 碎屑岩可以反映地史发展过程中的火山活动情况和古地理环境。二、化学岩及生物化学岩类 这类岩石是岩石风化产物和剥蚀产物中的溶解物质和胶体物质通过化学作用方式沉积 而成的岩石和通过生物化学作用或生物生理活动使某种物质聚集而成的岩石， 前者属于化学 岩，后者属于生物化学岩。这类岩石大多是在海、 湖盆地中形成， 有一小部分也可以在地下 水的作用下形成。成分常较单一，具有结晶粒状结构、隐晶质结构、鲕状结构、豆状结构或 具有生物结构、

13、生物碎屑结构等。 其中有许多岩石本身就是有重要意义的沉积矿产， 如石盐、 钾石盐、石膏、芒硝、石灰石、白云石、铁矿、锰矿、铝土、磷矿、硅藻土等。根据化学沉积分异的一般顺序，简述主要岩类和岩石如下。（一）铝、铁、锰质岩类 是富含铝、铁、锰质矿物的化学或生物化学岩。Al、Fe、Mn 是溶液中活动性较差的元素，往往以胶体形式在原地或海湖边缘沉积，但在深海盆Fe、Mn 等也有大量沉积。1铝土岩又称铝矶土。主要由三水铝石（Al : OH : 3）、软水铝石和硬水铝石（ AIOOH ）等组成，故根据成分有一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石之分。常含有SiO2 、Fe2O3等混入物。铝土岩和粘土岩外貌和性质相

14、似，一般称AI2O3/SQ2 1者为铝质岩； 2.6者称铝土矿；若V 1者则称粘土岩。和粘土岩相比，铝土岩岩性致密，硬度和比重较大，没 有可塑性。致密块状、鲕状或豆状结构。因含杂质不同，颜色有白、灰、黄等。成因不一， 主要由铝硅酸盐矿物 （如长石等） 化学风化分解后形成的氧化铝经搬运在海、 湖盆中沉积而 成，也有一部分是残积而成。是炼铝的主要原料。我国、等省分布甚广。2. 铁质岩为富含铁矿物的化学岩或生物化学岩。主要矿物成分有赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿等。常混入砂质、粘土、硅质等。致密块状、鲕状、豆状或肾状结构。含铁在30以上即可称为铁矿。在地质时代的陆地表面，更主要是在浅海边缘形成。我国中、上元

15、古界、泥 盆系、石炭系等地层中常富含沉积型的铁质岩（铁矿）。3. 锰质岩为富含锰矿物的沉积岩，一般含锰 20以上即成锰矿。 主要矿物有软锰矿、 硬锰矿、菱锰矿等，常混入砂、粘土、氧化铁、二氧化硅等杂质。多呈黑、黑褐、黑紫等色。 有的性软、染手、呈土状；有的很硬，呈鲕状、肾状等。在地质时代锰质岩多在海、湖盆边 缘形成，也可在风化壳中形成。1873 年被英国海洋调目前全世界都在瞩目一种现代海底形成的金属矿源，即锰结核。查船首先在大西洋发现，但到 1958 年世界上才对锰结核进行正式有组织的调查，并逐步开 展锰结核的勘探、 试采和提炼技术的研究工作。 锰结核广泛分布于世界各大洋 3000 至 600

16、0m 深的洋底表层， 估计储量达 3 万亿吨，太平洋约占一半， 其次为印度洋，故被称为世界上最 大的金属资源，并被预测是人类下一个世纪的主要矿产之一。据最近分析，锰结核中含有 56 种元素（据 McKel-vey ，1983），其中锰、铜、镍、钴等金属蕴藏总量分别是陆地储量 的几十倍到 1000 多倍。按目前世界年消耗量计算，这些金属可供全世界使用上千年至数万 年。而且锰结核是年有形成，仅太平洋每年就能增长1000 万吨，相当于一个大型矿床。关于锰结核的成因问题， 尚未得出确切结论， 有人认为在洋底淤泥表层因为有机物频繁 沉降，促使底土沉积物中的锰和有色金属层层堆积形成结核，由于底层淤泥具有一种弹性， 因此把锰结核