沉積巖石學(xué)第四章二節(jié)ppt課件

1、第四章第四章 陸源碎屑巖陸源碎屑巖第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 按照成因，碎屑巖的組成部分包括按照成因，碎屑巖的組成部分包括: 陸源碎屑陸源碎屑物質(zhì)、化學(xué)沉淀物質(zhì)。物質(zhì)、化學(xué)沉淀物質(zhì)。 碎屑巖碎屑巖陸源碎屑物質(zhì)陸源碎屑物質(zhì)化學(xué)沉淀物質(zhì)化學(xué)沉淀物質(zhì)碎屑顆粒碎屑顆粒雜雜 基基膠結(jié)物膠結(jié)物礦物碎屑礦物碎屑巖石碎屑巖石碎屑 按照按產(chǎn)出方式，碎屑巖的根本組成部分包括：按照按產(chǎn)出方式，碎屑巖的根本組成部分包括：碎屑顆粒礦物碎屑和巖石碎屑、填隙物雜基和碎屑顆粒礦物碎屑和巖石碎屑、填隙物雜基和膠結(jié)物、孔隙。膠結(jié)物、孔隙。 碎屑巖的碎屑巖的根本組成根本組成碎屑顆粒碎屑顆粒填隙物填隙物雜雜 基基膠結(jié)物膠結(jié)物礦物碎屑礦物

2、碎屑巖巖 屑屑孔孔 隙隙碎屑顆粒碎屑顆粒填隙物填隙物碎屑巖中的礦物碎屑巖中的礦物 碎屑巖中碎屑巖中的的 礦礦 物物陸源碎屑陸源碎屑礦物礦物 自生礦物自生礦物 在后生階段生成在后生階段生成的礦物的礦物 他生礦物，亦稱他生礦物，亦稱承繼礦物承繼礦物 在堆積、成巖階在堆積、成巖階段生成的礦物段生成的礦物 后生礦物后生礦物 第二節(jié)第二節(jié) 碎屑巖的成分碎屑巖的成分碎屑包括：礦物碎屑、巖石碎屑巖屑碎屑包括：礦物碎屑、巖石碎屑巖屑1、礦物碎屑、礦物碎屑(Mineral clastics) 堆積巖中已發(fā)現(xiàn)的碎屑礦物約有堆積巖中已發(fā)現(xiàn)的碎屑礦物約有160種，最種，最常見的約有常見的約有20種。在一種碎屑巖石中，

3、其主要種。在一種碎屑巖石中，其主要的碎屑礦物通常不過的碎屑礦物通常不過35種。種。 按照相對密度，碎屑礦物可分為：按照相對密度，碎屑礦物可分為： 輕礦物：輕礦物：2.86，榍石、鋯石等，榍石、鋯石等 一、碎屑成分一、碎屑成分1石英石英(Quartz) 石英抗風(fēng)化才干強(qiáng)，既抗磨又難分解，同時(shí)石英抗風(fēng)化才干強(qiáng)，既抗磨又難分解，同時(shí)在大部分巖漿巖和蛻變巖中石英含量又高。所以在大部分巖漿巖和蛻變巖中石英含量又高。所以石英是碎屑巖中分布最廣的一種碎屑礦物。石英是碎屑巖中分布最廣的一種碎屑礦物。 石英主要出如今砂巖及粉砂巖中平石英主要出如今砂巖及粉砂巖中平均含量均含量66.8%，在礫巖中含量較少，在，在礫

4、巖中含量較少，在粘土巖中那么更少。粘土巖中那么更少。 石英具有油脂光澤，石英具有油脂光澤，但只在新穎斷口上表現(xiàn)但只在新穎斷口上表現(xiàn)得明顯。得明顯。 在結(jié)晶巖中，深成中酸性巖漿巖、石英一在結(jié)晶巖中，深成中酸性巖漿巖、石英一長石質(zhì)片麻巖及片巖含有大量石英，這是碎屑長石質(zhì)片麻巖及片巖含有大量石英，這是碎屑石英的主要來源。石英的主要來源。 不同來源的石英具有不同的特點(diǎn)。不同來源的石英具有不同的特點(diǎn)。 來自噴出巖及熱液巖石的石英來自噴出巖及熱液巖石的石英再旋回石英：呈渾圓狀或帶自生加大邊再旋回石英：呈渾圓狀或帶自生加大邊 2長石長石(Feldspar) 在碎屑巖中在碎屑巖中, 長石的含量少于石英。砂巖長

5、石的含量少于石英。砂巖中長石的平均含量為中長石的平均含量為1015%，長石主要分，長石主要分布于巨、粗砂巖中布于巨、粗砂巖中, 有時(shí)見于中粒砂巖中有時(shí)見于中粒砂巖中, 在在礫巖和粉砂巖中長石礦物碎屑含量較少。礫巖和粉砂巖中長石礦物碎屑含量較少。 長石主要來源于花崗巖和花崗片麻巖。地長石主要來源于花崗巖和花崗片麻巖。地殼運(yùn)動(dòng)比較猛烈殼運(yùn)動(dòng)比較猛烈, 地形高差大地形高差大, 氣候枯燥氣候枯燥, 物理物理風(fēng)化作用為主風(fēng)化作用為主, 搬運(yùn)間隔近以及堆積迅速等條搬運(yùn)間隔近以及堆積迅速等條件件, 是長石大量出現(xiàn)的有利要素。是長石大量出現(xiàn)的有利要素。 在碎屑巖中在碎屑巖中, 鉀長石鉀長石(正長石正長石微斜長

6、微斜長石石)斜長石斜長石(鈉長石鈉長石鈣長石鈣長石)。 在長石中，最新穎的是微斜長石，其顆粒在長石中，最新穎的是微斜長石，其顆粒外表極光潔，網(wǎng)格雙晶明晰可見，常呈圓粒狀。外表極光潔，網(wǎng)格雙晶明晰可見，常呈圓粒狀。正長石常見高嶺石化，使外表呈云霧狀，顆粒正長石常見高嶺石化，使外表呈云霧狀，顆粒輪廓模糊不清。酸性斜長石常具有明晰的鈉長輪廓模糊不清。酸性斜長石常具有明晰的鈉長石雙晶。斜長石常被絹云母或碳酸鹽礦物所交石雙晶。斜長石常被絹云母或碳酸鹽礦物所交代，外表呈云霧狀，輪廓模糊。代，外表呈云霧狀，輪廓模糊。 再旋回長石的特征是微斜長石、正長石或再旋回長石的特征是微斜長石、正長石或斜長石具有自生加大

7、邊，與石英的自生加大不斜長石具有自生加大邊，與石英的自生加大不同，長石自生加大與原長石碎屑的光性方位不同，長石自生加大與原長石碎屑的光性方位不同，不同時(shí)消光。同，不同時(shí)消光。 3云母云母(Mica) 在碎屑巖中，白云母在碎屑巖中，白云母黑云母。黑云母。4) 重礦物重礦物(Heavy mineral) 在碎屑巖中含量極少，普通不超越在碎屑巖中含量極少，普通不超越1%，在粒級為在粒級為0.250.05mm的范圍重礦物含量最高。的范圍重礦物含量最高。 按重礦物的風(fēng)化穩(wěn)定性可分為按重礦物的風(fēng)化穩(wěn)定性可分為: 穩(wěn)定的重礦穩(wěn)定的重礦物和不穩(wěn)定的重礦物。物和不穩(wěn)定的重礦物。 不同類型的母巖其礦物組分不同不同

8、類型的母巖其礦物組分不同, 經(jīng)風(fēng)化經(jīng)風(fēng)化破壞后會(huì)產(chǎn)生不同的重礦物組合破壞后會(huì)產(chǎn)生不同的重礦物組合, 因此因此, 利用重利用重礦物解釋母巖是非常有用的。礦物解釋母巖是非常有用的。 各類巖石的輕、重礦物組合各類巖石的輕、重礦物組合2、巖屑、巖屑(Rock fragments) 巖屑是母巖巖石的碎塊巖屑是母巖巖石的碎塊, 是堅(jiān)持著母巖構(gòu)造是堅(jiān)持著母巖構(gòu)造的礦物集合體。的礦物集合體。 巖屑的含量決議于粒度、母巖成分及成熟巖屑的含量決議于粒度、母巖成分及成熟度等要素。度等要素。 所以所以, 巖屑是提供堆積物來源區(qū)的巖石類巖屑是提供堆積物來源區(qū)的巖石類型的直接標(biāo)志。型的直接標(biāo)志。 在砂巖的碎屑中，巖屑的平

9、均含量為在砂巖的碎屑中，巖屑的平均含量為1015%，常見的巖屑類型有，常見的巖屑類型有: 花崗巖巖屑花崗巖巖屑: 花崗巖是地殼上分布最廣的花崗巖是地殼上分布最廣的一類巖漿巖一類巖漿巖, 堆積碎屑巖的主要母巖。堆積碎屑巖的主要母巖。 噴出巖巖屑噴出巖巖屑: 在砂巖中較豐富在砂巖中較豐富酸性酸性中性中性基性基性堿性堿性片麻巖、片巖巖屑片麻巖、片巖巖屑: 易構(gòu)成大量多晶石英易構(gòu)成大量多晶石英 脈石英巖屑脈石英巖屑 石英砂巖巖屑石英砂巖巖屑: 較少或很少較少或很少 燧石燧石: 穩(wěn)定穩(wěn)定, 抗風(fēng)化才干較強(qiáng)抗風(fēng)化才干較強(qiáng) 粘土巖巖屑粘土巖巖屑 在碎屑巖中，碎屑成分與粒度分布具有在碎屑巖中，碎屑成分與粒度分

10、布具有一定關(guān)系。一定關(guān)系。二二 填隙物成分填隙物成分碎屑碎屑顆粒間的填隙物包括碎屑碎屑顆粒間的填隙物包括: 雜基和膠結(jié)物雜基和膠結(jié)物(Interstitial minerals) 1、雜基、雜基(Matrix) 1雜基是碎屑巖中的細(xì)小的機(jī)械成因組分雜基是碎屑巖中的細(xì)小的機(jī)械成因組分, 其粒級以泥級為主其粒級以泥級為主, 可包括一些細(xì)粉砂。可包括一些細(xì)粉砂。 3不同碎屑巖中不同碎屑巖中, 雜基含量不同。雜基含雜基含量不同。雜基含量高是不成熟砂巖的特征。量高是不成熟砂巖的特征。 2雜基成分雜基成分: 高嶺石、水云母、蒙脫石等高嶺石、水云母、蒙脫石等粘土礦物粘土礦物, 亦見灰泥、云泥以及一些細(xì)粉砂級

11、亦見灰泥、云泥以及一些細(xì)粉砂級碎屑碎屑: 絹云母、綠泥石、石英、長石等。絹云母、綠泥石、石英、長石等。 碎碎屑屑顆顆粒粒雜雜基基2、膠結(jié)物、膠結(jié)物(Cement) 1膠結(jié)物是碎屑巖中以化學(xué)沉淀方式構(gòu)成膠結(jié)物是碎屑巖中以化學(xué)沉淀方式構(gòu)成于粒間孔隙中的自生礦物。于粒間孔隙中的自生礦物。 2膠結(jié)物成分主要有膠結(jié)物成分主要有: 硅質(zhì)硅質(zhì)(石英、玉髓、蛋白石石英、玉髓、蛋白石) 碳酸鹽碳酸鹽(方解石、白云石方解石、白云石) 鐵質(zhì)鐵質(zhì)(赤鐵礦、褐鐵礦等赤鐵礦、褐鐵礦等) 硬石膏、石膏、黃鐵礦硬石膏、石膏、黃鐵礦 粘土礦物粘土礦物硅質(zhì)膠結(jié)物硅質(zhì)膠結(jié)物Siliceous cement 包括非晶質(zhì)的蛋白石、隱晶

12、質(zhì)的玉髓和結(jié)包括非晶質(zhì)的蛋白石、隱晶質(zhì)的玉髓和結(jié)晶質(zhì)的石英。晶質(zhì)的石英。 重結(jié)晶轉(zhuǎn)變重結(jié)晶轉(zhuǎn)變: 蛋白石蛋白石玉髓玉髓石英石英 碳酸鹽膠結(jié)物碳酸鹽膠結(jié)物(Carbonate cement) 在砂巖中最常見的碳酸鹽膠結(jié)物是方解石在砂巖中最常見的碳酸鹽膠結(jié)物是方解石由方解石膠結(jié)的砂巖常構(gòu)成嵌晶構(gòu)造由方解石膠結(jié)的砂巖常構(gòu)成嵌晶構(gòu)造 白云石膠結(jié)物白云石膠結(jié)物菱鐵礦膠結(jié)物菱鐵礦膠結(jié)物3) 其它類型的膠結(jié)物其它類型的膠結(jié)物 氧化鐵：赤鐵礦、纖鐵礦、針鐵礦氧化鐵：赤鐵礦、纖鐵礦、針鐵礦 石膏及硬石膏石膏及硬石膏 磷灰石、沸石、海綠石等磷灰石、沸石、海綠石等 重晶石、天青石、高嶺石、水云母、蒙重晶石、天青石、

13、高嶺石、水云母、蒙脫石、螢石、巖鹽、鉀鹽、黃鐵礦、綠泥石等脫石、螢石、巖鹽、鉀鹽、黃鐵礦、綠泥石等 碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物及孔隙四種組分的區(qū)別碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物及孔隙四種組分的區(qū)別 碎屑顆粒 雜基 化學(xué)膠結(jié)物 孔隙 含 義 母巖機(jī)械破碎的顆粒,是碎屑巖的主體和骨架,決定著碎屑巖的生要特征 與碎屑顆粒同時(shí)沉積下來并充填在碎屑顆粒之間的細(xì)小機(jī)械混入物,其粒級與碎顆粒有明顯的大小間隔 在碎屑顆粒沉積之后由粒間孔隙水中某些物質(zhì)達(dá)到過飽和時(shí)而產(chǎn)生化學(xué)沉淀的物質(zhì),對碎屑顆粒起著膠結(jié)作用 碎屑巖中未被固體物質(zhì)充填的碎屑顆粒之間的那一部分空間,沉積時(shí)或沉積后形成的 分布狀況及 所起的作用 巖石的主體和骨架

14、 充填于碎屑顆粒之間,起膠結(jié)作用 碎屑顆粒之間、雜基之間的空孔隙,起主要的膠結(jié)作用 分布于碎顆粒之間 搬運(yùn)方式 挪動(dòng)、滾動(dòng)、跳躍 懸浮 溶解 沉積方式及 控制因素 機(jī)械沉積,受流體力學(xué)定律支配 機(jī)械沉積,受流體力學(xué)定律支配 化學(xué)沉積,受化學(xué)和物理化學(xué)定律支配 水動(dòng)力條件 強(qiáng)而穩(wěn)定 由強(qiáng)急劇減弱 弱而穩(wěn)定 水動(dòng)力強(qiáng)而穩(wěn)定時(shí), 孔隙多 形成階段 二者同時(shí)沉積 同生、成巖、后生 沉積時(shí)或沉積后 三三 化學(xué)成分化學(xué)成分 碎屑巖的成分可以用所含礦物成分表示碎屑巖的成分可以用所含礦物成分表示, 也也可以用化學(xué)成分表示?？梢杂没瘜W(xué)成分表示。 (Chemical composition) 化學(xué)成分對巖漿巖、蛻

15、變巖的研討非常重要?；瘜W(xué)成分對巖漿巖、蛻變巖的研討非常重要。當(dāng)前化學(xué)分析方法在研討碎屑巖中的運(yùn)用還是日當(dāng)前化學(xué)分析方法在研討碎屑巖中的運(yùn)用還是日趨廣泛。趨廣泛。 在砂巖中在砂巖中, 不同碎屑組分的砂巖不同碎屑組分的砂巖, 其化學(xué)成其化學(xué)成分特點(diǎn)亦不一樣。分特點(diǎn)亦不一樣。 主要砂巖類型的平均化學(xué)組分主要砂巖類型的平均化學(xué)組分 成熟度成熟度指碎屑物質(zhì)在風(fēng)化、搬運(yùn)過程中，指碎屑物質(zhì)在風(fēng)化、搬運(yùn)過程中，被改造趨向于最終產(chǎn)物的程度。被改造趨向于最終產(chǎn)物的程度。 碎屑物質(zhì)被改造趨于的最終產(chǎn)物是什么樣的碎屑物質(zhì)被改造趨于的最終產(chǎn)物是什么樣的程度？程度？化學(xué)成分與礦物成分：化學(xué)成分與礦物成分： SiO2、Al

16、2O3含量；石英、含量；石英、長石、巖屑等含量長石、巖屑等含量成分成熟度成分成熟度構(gòu)造：圓度、球度、分選性等方面構(gòu)造：圓度、球度、分選性等方面構(gòu)呵斥熟度構(gòu)呵斥熟度五、成分成熟度五、成分成熟度 成分成熟度指碎屑物質(zhì)成分上被改造趨向于最終產(chǎn)物的程度，亦稱“化學(xué)成熟度或“礦物成熟度。化學(xué)成分：SiO2含量高，Al2O3含量少；礦物成分：石英含量高、長石、巖屑等含量 少 成熟度指數(shù)成熟度指數(shù)判別砂巖或其它碎屑巖在判別砂巖或其它碎屑巖在化學(xué)上及在礦物學(xué)上成熟度高低的一個(gè)指數(shù)：化學(xué)上及在礦物學(xué)上成熟度高低的一個(gè)指數(shù)：SiO2/Al2O3， Q/F， Q/F+R， ZTR Q= Quartz 石英石英F=

17、Feldspar 長石長石R= Rock fragments 巖屑巖屑Z= zircon 鋯石鋯石 T=tourmaline 電氣石電氣石 R=rutile 金紅石金紅石 SiO2/Al2O3， Q/F， Q/F+R， ZTR 值值與成分成熟度的關(guān)系？與成分成熟度的關(guān)系？SiO2/Al2O3 越大，成分成熟度越越大，成分成熟度越 ？ Q/F 越大，成分成熟度越越大，成分成熟度越 ？ Q/F+R越大，成分成熟度越越大，成分成熟度越 ？ ZTR 越大，成分成熟度越越大，成分成熟度越 ？ 成熟的砂巖成熟的砂巖以最穩(wěn)定組分以最穩(wěn)定組分Q為主，為主，Q 75%，甚至，甚至90%以上，以上，SiO2含量極高，含量極高，Al2O3含量極低，含量極低，SiO2/Al2O3比值高。比值高。 未成熟的砂巖未成熟的砂巖最穩(wěn)定組分含量低，不最穩(wěn)定組分含量低，不穩(wěn)定組分含量高，穩(wěn)定組分含量高，SiO2/Al2O3比值低，如長石比值低，如長石砂巖、巖屑砂巖。砂巖、巖屑砂巖。 按成分