沉积岩 第二章 沉积岩各论

沉积岩岩石学第一章总论第二章各论第三章沉积相第一节沉积岩的分类第二节陆源碎屑岩类第二章各论第三节内源沉积岩类第一节沉积岩的分类对沉积岩分类可以从不同的角度，如依据岩石成因、成分、结构、沉积作用方式等。碎屑岩；粘土岩；化学岩和生物化学岩教材依据沉积岩的物质来源划分：陆源碎屑岩的形成内源沉积岩的形成一、外源沉积岩类（外生沉积岩类）组成物质主要来源于沉积盆地之外，在沉积盆地之外生成的，被带入到盆地中。二、内源沉积岩类（内生沉积岩类）组成岩石的主要物质直接来自沉积盆地的溶液或沉积场所的溶液内，是溶液中的溶解物质，通过化学或生物化学作用沉淀的。沉积岩的分类外源沉积岩火山碎屑岩陆源沉积岩内源沉积岩集块岩64mm火山角砾岩64-2mm凝灰岩2mm1．砾岩/角砾岩2mm2．砂岩2-0.063mm3．粉砂岩0.063-0.004mm4．泥质岩0.004mm1．Al质岩2．Fe质岩3．Mn质岩4．P质岩5．Si质岩6．碳酸盐岩7．蒸发岩8．可燃性有机岩陆源碎屑岩第二节陆源碎屑岩类一、一般特征1.陆源碎屑岩的物质成分包括：碎屑物质矿物碎屑（Q，Fel，Bi）岩石碎屑化学物质化学胶结物自生矿物基质碎屑物质，可以占整个岩石50％以上，是特征组分，是盆地之外，从陆地上搬运来的，是物理风化、机械搬运沉积之产物。（1）碎屑物质A.矿物碎屑（又称碎屑矿物），常见20多种，主要的一般3-5种，主要是石英，长石，云母a.石英：抗风化能力强，分布甚广，砂岩，粉砂岩——Q，平均66.8％页岩——————Q,平均20-30％粒度一般1mm砂岩中碎屑石英含量可反映岩石矿物的成熟度，Q越多——成熟度越高，其搬运距离越大b.长石：含量仅次于Q，常见钾长石，酸性Pl，不稳定，若长石含量多，说明属干燥气候区、快速堆积c.云母：多为白云母，较Bi稳定，Bi易分解B.岩石碎屑（又称岩屑）——母岩破坏后之岩石碎块，反映母岩性质碎屑物质A.矿物碎屑（又称碎屑矿物）B.岩石碎屑（又称岩屑）——母岩破坏后之岩石碎块，直接反映母岩性质成因意义——母岩风化不彻底、搬运近、沉积快速含量意义——若岩屑含量高，反映矿物成熟度低分布————在较粗的砂岩和砾岩中成分————各类岩石的岩屑均可出现，但隐晶质或细晶质多，原因是这些岩石较耐风化，例如：岩浆岩岩屑多为喷出岩、微晶岩脉、火山碎屑岩变质岩岩屑多为千枚岩、板岩、石英岩等沉积岩岩屑常见为泥质岩、硅质岩碎屑物质（2）化学胶结物和自生矿物从溶液中呈化学沉淀的物质，对研究沉积、成岩环境有意义以胶结物形式存在的——起胶结作用（化学胶结物）孤立分散的矿物晶体——不起胶结作用（自生矿物）形成——成岩阶段，颗粒之间孔隙水中化学沉淀出来，含量应50%常见胶结物硅质矿物———Q，蛋白石，玉髓碳酸盐——方解石，白云石，菱铁矿硫酸盐——石膏、重晶石(Ba),天青石(Sr)磷酸盐——胶磷矿(非晶态磷灰石，Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)铁氧化物、氢氧化物——硅酸盐——海绿石(为含K矿物，是矿物集合体)（3）基质（又称杂基或粘土杂基）细粒的机械混入物，也起胶结作用，但不是化学成因的物质包括：0.03mm的细粉砂泥质物质基质化学胶结物总称为填隙物或称为广义的胶结物(A)陆源碎屑结构碎屑颗粒胶结物或基质结构取决于颗粒结构、胶结物结构及二者之关系(B)泥状结构—结构A.粒度0.004mm的泥质物质组成，是泥质岩的特征，B.特点是质地均匀、致密、有滑感、贝壳状断口，C.主要矿物是粘土矿物，自然界纯泥质岩少一、一般特征1.陆源碎屑岩的物质成分2.陆源碎屑岩的结构（1）碎屑颗粒的结构特征包括：粒度、分选性、形态、表面特征A.粒度——颗粒大小，以直径计量，分级—粒级，我们采用对数粒级划分，B.分选性——岩石中碎屑颗粒大小的均匀程度若某一粒级含量90％——分选很好———————75-90％——分选好———————50-70％——分选中等———————50％——分选差C.颗粒形态——指颗粒形状和圆度圆度——分四级，棱角状、次棱角状、次圆状、圆状取决于硬度、比重、大小、搬运历史形状——三个轴之比例关系，圆球体、扁球体、椭球体、长扁球体D.表面形态——磨光度，有无特殊的刻蚀痕，如冰川搬运－擦痕颗粒大小划分表，指数法n2nmm分类值分类-92n0.003906250.004泥质岩-82n0.003906250.0040.004-72n0.0078125-62n0.015625-52n0.03125-42n0.06250.0630.063-32n0.125-22n0.25-12n0.502n112n22222n42砾岩粉砂岩砂岩形状——三个轴之比例关系，圆球体、扁球体、椭球体、长扁球体(2)胶结物和基质的结构A.胶结物——碎屑颗粒间的化学沉淀物质，结晶或非晶质矿物，在岩石中含量50%，起胶结作用a.可按结晶程度、晶粒大小、碎屑颗粒结合方式来描述如非晶质胶结、隐晶质胶结、微晶质胶结、结晶粒状胶结b.常见胶结物：CO32-质,Si质,Fe质,SO42-质-,PO42-质，多为非晶质（蛋白石，胶磷矿）、隐晶质和微晶质（玉髓，石英），少数为显晶质（CO32-矿物,SO42-矿物）c.从胶结物与碎屑颗粒结合方式看，有几种特殊结构：栉壳状，丛生状结构——碳酸盐连生结构(嵌晶结构)——碳酸盐、硫酸盐再生加大结构——如石英B.基质——指0.03的细粒碎屑物质及粘土矿物，也起胶结作用—非化学（3）胶结类型胶结物或基质与碎屑颗粒的相互关系，称为胶结类型或支撑类型若为基质——分为2种支撑类型：基质(杂基)支撑，颗粒支撑若为胶结物——分为3种胶结类型：基底式/孔隙式/接触式胶结胶结物多胶结物少无胶结物或者极少基质支撑颗粒支撑胶结物基底式胶结接触式胶结孔隙式胶结基质少基质多一、一般特征二、陆源碎屑岩分类分类结果砾岩——粒径2mm(21)砂岩————2-0.063(21-2-4)mm粉砂岩———0.063-0.004mm泥质岩———0.004mm同时需要某一粒级含量50%，才命名为基本名称例如：某一岩石含砾10%，砂60%，粉砂30%命名为：含砾粉砂质砂岩一、一般特征二、陆源碎屑岩分类三、砾岩类1.一般特征(1)粒径2mm，陆源碎屑含量50%的沉积岩(2)粒度变化范围大，2mm到几m，常见为几cm—几十cm(3)成分：颗粒粗，以岩屑为主，可见各种成分和结构的岩屑，在较细的粒级中有长石、石英等矿物碎屑(4)孔隙——由砂粒、基质、胶结物充填(5)圆度——差异很大，棱角状-圆状均有，砾岩：圆、次圆的砾石角砾岩：棱角状砾石(6)层理不发育，有时有厚度大的斜层理、粒序层2.砾岩、角砾岩分类及主要类型(1)按砾石粒径大小分巨砾（角砾）岩——256mm28mm粗砾（角砾）岩——256-6428-26中砾（角砾）岩——64-426-22细砾（角砾）岩——4-222-21(2)按砾石成分A.单成分砾（角砾）岩——主要由一种成分砾石组成（应75%）如：石英质单成分砾岩——稳定性高，分选、圆度好B.复成分砾（角砾）岩——a.成分复杂，稳定、不稳定的多种成分砾石都有b.分选性不好，大小悬殊，一般10-20cmc.厚度一般较大，可以几十米——上千米d.填隙物复杂，胶结类型为孔隙式和基底式e.按成分还可以细分，如安山质砾岩、流纹质砾岩f.山脉迅速破坏堆积——冲积扇砾岩，如西藏(3)按成因分类A.滨海砾岩——滨海地区，河流搬运或海岸破坏波浪潮汐，分选好、圆度好、成分单一，石英质多B.冲积扇砾岩——山区洪水流速骤减扇状堆积，分选不好，圆度差，成分复杂，厚度大，常呈透镜状C.河流砾岩——河床沉积的底部，特点介于上述A和B之间D.冰川角砾岩——分选差，是各个粒级之混合沉积E.岩溶角砾岩（喀斯特角砾岩）——主要为石灰岩，溶洞顶或洞壁垮塌堆积，填隙物常为碳酸盐和泥质物F.盐溶角砾岩——石膏、盐类等蒸发岩层，塑性变形和风化溶解，其中的碳酸盐岩、泥质岩夹层或围岩破碎崩塌的堆积。棱角状、分选差，成分为白云岩、石灰岩或泥质岩。向下可能找到原生的石膏、硬石膏等岩层。3、粗碎屑岩研究表15-1主要粗碎屑岩成因类型的主要沉积特征洪积(洪积扇)河流滨湖滨海浊流(海底扇、水下扇)冰碛沉积构造块状，有时有交错层理和向源倾斜的叠瓦构造块状或交错层理，向源或向湖倾斜的叠瓦构造块状或交错层理、低角度交错层理、向海倾斜的叠瓦构造块状，有时有各种粒序或向源叠瓦构造块状结构粒度分选磨圆支撑中粗砾为主很差角或次角状混基或颗粒支撑中砾为主，有时细砾中等-好次圆或圆状通常颗粒支撑中砾为主，有时细砾好圆状颗粒支撑中粗砾通常很差通常次角或次圆状泥基或混基支撑变化很大，通常中粗砾很差角或次角状颗粒或混基支撑砾石成分复杂性成熟度复成分很低通常复成分低或较高通常单成分通常很高复或单成分低或高复成分低砾岩角砾岩MosaicCanyon,DeathValleyNationalPark.复成分砾岩示例4.砾岩、角砾岩的地质意义(1)形成需要较大高差，即大规模的构造运动——是区域性构造运动的标志，代表区域不整合(2)成分、结构、构造、形态可以反映其岩石成因和沉积环境(3)经济意义，矿产：Au,U,Pt、金刚石，蒸发岩三、砾岩类四、砂岩类1.一般特征(1)粒度2-0.063mm，陆源碎屑含量50%(2)分布很广，占沉积岩总量的1/3，仅次于泥质岩(3)碎屑成分：石英、长石、岩屑石英——最主要，最稳定，含量愈高则成熟度愈高长石——岩屑——(4)胶结物——Ca,Si,Fe质(5)粒度、分选性、圆度差异大，取决于搬运介质、性质、动能、距离、搬运速度(6)各种层理、层面构造很发育不稳定2.砂岩的分类(1)按粒度分类mm巨粒砂岩——2-121-20mm粗粒砂岩——1-0.520-2-1中粒砂岩——0.5-0.252-1-2-2细粒砂岩——0.25-0.0632-2-2-4(2)成分分类砂岩分类图另外2种为过渡类型：长石石英砂岩岩屑石英砂岩主要为3种：石英砂岩长石砂岩岩屑砂岩3.砂岩的主要类型(1)石英砂岩A.碎屑物中Q90%(经常95%),而且(长石+岩屑)10%,常为稳定性高的硅质岩屑或细粒石英岩屑B.胶结物：Si/Ca/Fe质，海绿石，很少含基质Si质胶结物常形成碎屑石英颗粒的再生加大边C.粒度细，一般为中-细粒，圆度好、分选好、颜色浅、若胶结物为Fe质，则为褐红色D.常厚度不大，但分布广而稳定，处于地壳稳定、地形平坦、气候潮湿地区——如滨海、浅海E.交错层理发育石英砂岩再生加大边石英砂岩：正交偏光下，近圆形石英颗粒，基质为不透明的氧化铁矿物和一些方解石。(据A.E.Adams,W.S.MacKenzie,andC.Guilford)石英砂岩：中央的石英颗粒由两部分组成，中间那部分为灰干涉色，而两边则为消光，且向中间渐渐变白，这是波状消光现象。（据PeterA.Scholle）A.碎屑物主要是石英和长石，其中Q75%,（岩屑＋长石）25%,岩屑长石B.颜色：红色、浅红色、浅灰色，取决于长石和胶结物颜色C.胶结物：多为Si/Ca/Fe质，泥质基质D.颗粒较粗，一般为中-粗粒结构，圆度较差、分选不好或中等。(2)长石砂岩长石砂岩长石砂岩长石砂岩：中央显示的是中粒级碎屑颗粒，几乎全由微斜长石组成。（据A.E.Adams,W.S.MacKenzie,andC.Guilford）长石砂岩：条纹长石，钾长石中的钠长石以薄层状生长，图中的长石是粗粒的，其他矿物为石英和含不明矿物的基质。（据A.E.Adams,W.S.MacKenzie,andC.Guilford）长石砂岩：具有典型格子双晶的微斜长石。含有斜长石包裹体，具有钠长石双晶。（据PeterA.Scholle）(3)岩屑砂岩A.其中：岩屑＋长石25%,Q75%,长石岩屑B.岩屑种