第一章碎屑巖巖石學

1、第二部分第二部分 碎屑巖沉積學與沉積相碎屑巖沉積學與沉積相Part Two Clastic Rocks and Facies 第一章第一章 碎屑巖巖石學（碎屑巖巖石學（Clastic Rocks) 第二章第二章 沙漠沉積體系（沙漠沉積體系（Desert System） 第三章第三章 河流沉積體系（河流沉積體系（Fluvial System） 第四章第四章 沖積扇沉積體系（沖積扇沉積體系（Alluvial Fan System） 第五章第五章 扇三角洲沉積體系（扇三角洲沉積體系（Fandelta System） 第六章第六章 湖泊沉積體系（湖泊沉積體系（Lake System）第一章第一章 硅質

2、碎屑巖巖石學硅質碎屑巖巖石學Chapter One Silisiclastic Rocks 第一節(jié)第一節(jié) 沉積巖分類沉積巖分類Section One Classification of Sedimentary Rocks1、說明、說明 碎屑：碎屑：離開生成地點并運移到沉積地點的質點，如元素、化合物等。其組因可以是物理的、化學的和生物的，如石英、長石、巖屑顆粒，生物骨骼、粘土礦物等。 內源與外援沉積物內源與外援沉積物：組成沉積物的礦物、顆粒是在盆地內形成的，稱內源沉積物；組成沉積物的礦物、顆粒是在盆地外形成的，稱外源沉積物。 自生與他生沉積巖：自生與他生沉積巖：主要由自生礦物和其它自生成分組成的

3、沉積巖，成自生沉積巖；主要由他生礦物和其它他生成分組成的沉積巖，成自生沉積巖。 粘土礦物與泥質巖：粘土礦物與泥質巖：50%的組分為基本名稱；含量在2550%之間的組分，命名為“質”，作定語；含量在525%之間的組分，命名為“含”，作定語；含量2mm)砂巖(20.05)粉砂巖(0.050.005)粘土泥巖頁巖集塊巖(64mm)火山角礫巖(642mm)凝灰?guī)r(2mm)碳酸鹽巖硅質巖磷質巖鐵質巖鋁質巖蒸發(fā)巖錳質巖銅質巖煤油頁巖沉積巖分類表（余素玉等，沉積巖分類表（余素玉等，19881988）第二節(jié)第二節(jié) 碎屑巖的組成碎屑巖的組成Section Two Components of Clastic Ro

4、cks一、碎屑巖的組成一、碎屑巖的組成碎屑顆粒、基質、膠結物和孔隙碎屑顆粒、基質、膠結物和孔隙 1 1、碎屑顆粒、碎屑顆粒(Clastic Grain)(Clastic Grain)：包括各種礦物顆粒和包括各種礦物顆粒和巖屑，如長石、石英、云母、重礦物顆粒、巖屑等。巖屑，如長石、石英、云母、重礦物顆粒、巖屑等。 2 2、基質（、基質（Matrix)Matrix)：與碎屑顆粒同時形成的細粒成分，與碎屑顆粒同時形成的細粒成分，22m m，通常為粘土與粉沙。，通常為粘土與粉沙。 3 3、膠結物、膠結物(Comment)(Comment)：碎屑顆粒沉積后，從水介質中：碎屑顆粒沉積后，從水介質中沉淀的礦

5、物，對碎屑顆粒起粘結作用，如方解石、二氧化沉淀的礦物，對碎屑顆粒起粘結作用，如方解石、二氧化硅等。硅等。 4 4、孔隙、孔隙(Pore)(Pore)：巖石中未被固體物質占據的部分。巖石中未被固體物質占據的部分。碎屑巖四組分碎屑巖四組分顆粒、加大邊與孔隙顆粒、加大邊與孔隙膠結物膠結物基質基質基質基質膠結物膠結物孔隙孔隙顆粒顆粒二、碎屑顆粒二、碎屑顆粒1、石英(Quartz)：包裹體、波狀消光、晶體形態(tài)、陰極發(fā)光、裂縫等。2、長石(Feldspar)：雙晶、環(huán)帶結構、條紋結構、溶蝕現象等。3、巖屑(Clast)：火成巖：花崗巖、中酸性噴出巖、基性噴出巖；變質巖：石英巖、片巖、千枚巖；沉積巖：泥巖、

6、頁巖、石英砂巖等。4、云母（Mica）：白云母（Biotite)、黑云母（Muscovite，易蝕變）。5、重礦物（Heavy Minerals)：2mm；沙級，20.05mm；粉沙級，0.050.005mm；粘土級，30%；沙狀結構：沙級碎屑含量50%；泥質結構：粉沙級與粘土級碎屑含量50% 值粒級：礫級， 值-1；沙級， 值-14；粉沙級， 值48；粘土級， 值82、顆粒形態(tài)、顆粒形態(tài)磨圓度：棱角狀、次棱角狀、次圓狀、圓狀、極圓狀球度：01形狀：偏平狀、球狀、片狀、棒狀寬寬/長長寬寬/長長顆粒形態(tài)顆粒形態(tài)球狀球狀棒狀棒狀扁平狀扁平狀片狀片狀磨磨圓圓度度球度球度四種基本四種基本顆粒形態(tài)顆粒形

7、態(tài)磨圓度與磨圓度與球度關系球度關系3、顆粒表面結構、顆粒表面結構顆粒表面的光滑程度、起伏、擦痕等。4、膠結類型與膠結結構、膠結類型與膠結結構膠結類型：膠結類型：基底式膠結：基質含量多，顆粒呈漂浮狀(A)孔隙式膠結：顆粒為點接觸，膠結物充填在孔隙中(B)接觸式膠結：膠結物僅分布于孔隙接觸處(C)鑲嵌式膠結：顆粒呈凹凸接觸和縫合線狀接觸，膠結物充填在孔隙中(D)膠結結構膠結結構非晶質微晶質結構：為均質體或具有微弱光性(A)結晶粒狀結構：等軸粒狀晶體(B)叢生結構櫛殼狀結構：膠結物垂直顆粒表面生長，當晶體呈柱狀時，呈櫛殼狀結構(C)嵌晶結構：膠結物晶體較大，包圍碎屑顆粒(D)加大邊：膠結物圍繞碎屑顆

8、粒共軸生長，形成光性一致的膠結物(E)5、孔隙結構、孔隙結構類類 型型成成 因因原生粒間孔沉積成因粒內孔晶間孔鑄?？祝ㄈ芪g孔）溶解與沉淀次生裂縫破裂與收縮混合擴大孔多成因原生粒間孔原生粒間孔粒內孔粒內孔典典型型次次生生孔孔隙隙晶間面狀孔隙晶間面狀孔隙裂縫裂縫鑄?？阻T?？孜⒕Ъy層間孔隙微晶紋層間孔隙晶洞晶洞粒間孔粒間孔粒內孔粒內孔晶間孔晶間孔鑄?？阻T?？讛U大孔擴大孔溶蝕裂縫溶蝕裂縫第四節(jié)第四節(jié) 礫巖礫巖Section Four Conglomerate一、概況一、概況定義（Definition)：礫石含量大于30%的碎屑巖。碎屑顆粒一般由巖屑組成。成因意義： 礫石成分可以直接指示母巖性質。 粒度

9、分布：濱岸礫巖具單峰分布；沖積扇、河流礫巖具雙峰或多峰分布。 風選、磨圓：濱岸帶分選、磨圓好；河流中等；沖積扇較差。 形狀：花崗巖質礫巖呈等軸狀，板巖、片巖質礫石呈扁平狀。 基質類型：既可發(fā)育泥質基質，又可發(fā)育沙質基質。濱岸帶礫巖基質含量底，河流相礫巖富含沙質基質，泥石流、冰川礫巖富含泥質基質。 正礫巖（Orthoconglomerate)：沙質基質15%，多為泥質，基質支撐，礫石漂浮在基質中，因此，這種礫巖也稱為礫質泥巖或含礫泥巖（Pebbly mudstone, Conglomeratic mudstone）。這種礫巖多呈塊體搬運，如冰川、泥石流等。 礫巖成因很多，如構造成因的斷層角礫巖（

10、Fault breccia）、隕石撞擊角礫巖（Meteorite impact breccia)，成巖作用形成的假角礫巖（Pseudobreccia)等。這里只討論沉積作用形成的礫巖或角礫巖。二、礫巖的分類二、礫巖的分類Classification of Rudaceous Rocks1、按磨圓度 礫巖：圓狀、次圓狀礫石含量30% 角礫巖：棱狀、次棱狀礫石含量30%2、按礫石大小 細礫巖：礫石大小為210mm 中礫巖：礫石大小為10 100mm 粗礫巖：礫石大小為100 1000mm 巨礫巖：礫石大小為1000mm3、按成分 單成分礫巖：某種成分礫石含量在50%之上 多成分礫巖：沒有那種成分礫

11、石含量在50%之上碳酸鹽巖質礫巖碳酸鹽巖質礫巖次棱角狀礫巖次棱角狀礫巖碳酸鹽巖質礫巖碳酸鹽巖質礫巖4、典型成因礫巖、典型成因礫巖 底礫巖（Basal conglomerate）：分布于侵蝕基準面或不整合面之上，代表沉積間斷，和一個沉積旋回的開始。礫巖可以是沖積扇、河流及海灘成因的。 副礫巖（Paraconglomerate）：這種礫巖多指示塊體搬運，如冰川、泥石流等。在湖盆或海盆中發(fā)育的副礫巖多為泥石流或水下碎屑流成因。 塌陷角礫巖（Collapse breccia)：這種礫巖雖與后 期（沉積期后）巖鹽的溶蝕作用有關，但一般指示干旱氣候條件。 滑塌角礫巖（Slump breccia）：多與準同

12、生變形構造相伴生，分布于礁體前緣，臺地邊緣、斜坡帶等地。 底底礫礫巖巖礫礫巖巖角礫巖角礫巖沖沖積積扇扇礫礫巖巖副礫巖副礫巖第五節(jié)第五節(jié) 砂巖砂巖Section Five Sandstone 一、概況一、概況1、沙的來源、沙的來源陸源：石英、長石、巖屑、云母、重礦物等內源：生物碎屑、內碎屑、鮞粒、團粒等2、砂巖的成分、砂巖的成分 四結構組分：碎屑顆粒石英為主，其次為長石、巖屑、云母、重礦物等；基質粘土礦物；膠結物鈣質和硅質為主，其次為鐵質、鹽巖等；孔隙各種類型孔隙 化學組分：石英砂巖、石英質砂巖呈白色、灰白色，以SiO2為主 ；長石砂巖呈肉紅色和黃色，以SiO2和 Al2O3為主；巖屑砂巖呈灰黑

13、色、灰綠色，以SiO2、鐵質和其它深色礦物成分為主。3、砂巖的結構、砂巖的結構 成分成熟度（Maturity of Composition)：組成砂巖的礦物接近最終穩(wěn)定組分的程度。 最終穩(wěn)定礦物：輕礦物石英、高嶺石 重礦物鋯石、電氣石、金紅石 常用指標：石英+燧石/長石+巖屑 單晶石英/多晶石英 鋯石+電氣石+金紅石/總重礦物 結構成熟度（ Maturity of Texture）：砂巖在沉積過程中接近無雜基、分選與磨圓極好的程度。?？耍‵olk，1951）將砂巖的結構成熟度劃分為5極。 不成熟期：砂巖中粘土5%，碎屑顆粒分選、磨圓不好 次成熟期：砂巖中粘土5%，碎屑顆粒分選、磨圓不好 成熟期

14、：砂巖中粘土5%，碎屑顆粒分選好，磨圓不好 超成熟期：砂巖中粘土15%為雜砂巖，基質15%，雜砂巖； 15%，砂巖；混積砂巖，長石、巖屑25%，石英 75%； Q為單晶石英；F為長石；R包括各種巖屑，如多晶石英、燧石等。QFR石英砂巖石英砂巖混積砂巖混積砂巖巖屑砂巖巖屑砂巖巖屑質長石砂巖巖屑質長石砂巖長石砂巖長石砂巖長石質巖屑砂巖長石質巖屑砂巖長石質石英砂巖長石質石英砂巖巖屑質石英砂巖巖屑質石英砂巖52550255025主要砂巖名稱主要砂巖名稱石英砂巖：Quartz Arenite 長石砂巖：Feldspathic Arenite or Arkose巖屑砂巖：Lithic Arenite雜砂巖

15、：Wacke or Greywacke亞長石砂巖：Subfeldspathic Arenite亞巖屑砂巖：Sublithic Arenite長石質石英砂巖：Feldspathic Quartz Arenite巖屑質石英砂巖：Lithic Quartz Arenite巖屑質長石砂巖：Lithic Feldspathic Arenite長石質巖屑砂巖：Feldspathic Lithic Arenite三、典型砂巖特征三、典型砂巖特征1、石英砂巖（、石英砂巖（Quartz Arenite) 特征：碎屑顆粒中單晶石英顆粒占95%以上，含少量長石和巖屑，重礦物（鋯石、電氣石、金紅石）和粘土含量極低；膠

16、結物多為石英，其次為蛋白石、玉髓和鈣質；石英容易發(fā)生壓溶作用，因此，石英砂巖中硅質膠結物發(fā)育。 硅質石英砂巖：膠結物為蛋白石、玉髓，石英顆粒不加大邊。 沉積石英巖：石英顆粒的自生加大邊極為發(fā)育，肉眼很難辨別顆粒和膠結物的界限。 成因：現今石英砂巖多分布于海灘，因此有人認為石英砂巖是海水反復沖刷的結果；與風的沉積作用有關，不可能簡單地由河流搬運形成。石英砂巖石英砂巖2、長石砂巖、長石砂巖（Feldspathic Arenite） 特征：石英顆粒含量25%，巖屑含量25%。長石多為正長石、斜長石和條紋長石；膠結物主要為鈣質和鐵質；重礦物和粘土的含量比石英砂巖高；由于長石化學上不穩(wěn)定，砂巖中蝕變和交

17、代現象豐富。 成因：富長石的母巖，如花崗巖、花崗片麻巖等；近源快速堆積；有利的構造、氣候條件。 分布：長石砂巖廣泛分布于沖積扇、河流、三角洲環(huán)境。由于長石硬度較大，抗機械壓實能力強；壓溶作用不明顯，抗化學壓實能力也較強；同時，由于化學性質不穩(wěn)定，易發(fā)生溶解、交代等化學反應，有利于次生孔隙的發(fā)育?？傊?，長石含量較高的長石砂巖，在埋藏成巖過程中，有利于其孔隙的保存。長石砂巖長石砂巖長石砂巖長石砂巖3、巖屑砂巖、巖屑砂巖（Lithic Arenite） 特征：石英顆粒含量25%，長石含量50%，石英含量較高，長石、巖屑含量低；重礦物含量較多，多為穩(wěn)定重礦物；基質含量較高；膠結物為碳酸鹽、鐵質等；分選

18、好，磨圓度差。 成因：水動力能量弱，沉積速率低。分布于低能環(huán)境，如瀉湖、河漫灘、沼澤、三角洲前緣及盆地洼陷帶等，發(fā)育低能環(huán)境的沉積構造：水平紋理和波狀層理；常與泥質巖共生，分布于砂巖區(qū)和泥巖區(qū)的過度帶。 儲集性能：儲集性能不好，孔隙較小，有效孔隙不發(fā)育，滲透率低。二、泥質巖二、泥質巖1、主要粘土礦物、主要粘土礦物 高嶺石（Kaolinite)：無色、淡黃色，正低突起，晶體呈蠕蟲狀、書狀和手風琴狀。形成環(huán)境為濕熱的氣候條件和酸性水介質環(huán)境。成因：在酸性水介質環(huán)境，硅酸鹽礦物，如長石等發(fā)生蝕變而成。 埃洛石（Halloysite）：多水高嶺石，無色，均質體光性，在電子顯微鏡下呈“管狀”。 蒙脫石（

19、Smectite, Montmorillonite)：無色、淡綠色，電子顯微鏡下呈“蜂窩狀”狀或蜷曲片狀。在堿性介質條件下，由硅酸鹽礦物、火山玻璃水解而成。 伊利石（Illite）：俗呈水云母，無色、淡綠色，電子顯微鏡下為絲狀或帶“絲”的蜂窩狀。形成于相對封閉的堿性水介質環(huán)境。綠泥石綠泥石高嶺石高嶺石伊利石伊利石蒙脫石蒙脫石泥泥巖巖 綠泥石（Chlorite）：無色、綠色，電子顯微鏡下為 “包心菜”狀。形成于相對還原的堿性水介質環(huán)境。2、泥質巖的顏色、結構 顏色：氧化環(huán)境含三價鐵，紅色、黃色；還原環(huán)境二價鐵，灰綠色、綠色；深水環(huán)境富含有機碳，深灰色、灰黑色、黑色。 結構：快狀、紋理、頁理3、成巖演化 隨著溫度、壓力增高，噴漲粘土脫水非噴漲粘土、無序混層粘土有序混層粘土伊利石、綠泥石。 蒙脫石伊利石、綠泥石 高嶺石伊利石、綠泥石第七節(jié)第七節(jié) 火山碎屑巖火山碎屑巖Section Seven Volcaniclastic Rocks 一、組成一、組成 1、顆粒成分 巖屑(Rock Fragments)：火山巖巖屑，鋼性棱角狀；半塑性火山彈（Bomb）、火山礫（Lapilli)，紡錘形，發(fā)育氣孔，在中基性火成巖中常見；塑性扁平狀、火焰狀、透鏡狀，在中酸性火成巖中常見。 晶屑(Crystal Fragments）：巖漿巖中的斑晶長石、石英、黑云母等。