山東理工大學(xué)41沉積巖

1、沉積巖一 概念二 沉積巖的一般特征三 沉積巖的分類及各類巖石的特點(diǎn)四 沉積巖的肉眼鑒定及命名五 沉積巖相的概念六 沉積巖中的主要礦產(chǎn)七 沉積巖與開采技術(shù)有關(guān)的特點(diǎn)1沉積巖一 概念由沉積物經(jīng)過壓固、脫水、膠結(jié)及重結(jié)晶作用形成的巖石。占地殼總量的5%，但地表分布占75%。2二 沉積巖的一般特征1 沉積巖的物質(zhì)成分2 沉積巖的顏色3 沉積巖的結(jié)構(gòu)4 沉積巖的構(gòu)造5 沉積巖的其它特征31 沉積巖的物質(zhì)成分沉積巖的組成：巖屑、單礦物礦物組成： 風(fēng)化產(chǎn)物：石英，正長石，白云母 新成礦物：方解石，白云石，巖鹽，石膏，高嶺石，菱鐵礦，褐鐵礦 41 沉積巖的物質(zhì)成分沉積巖與巖漿巖礦物成分對比1）偏基性巖漿巖中礦

2、物，如橄欖石、輝石、角閃石、黑云母等鐵鎂礦物在沉積巖中罕見；2）游離SiO2在巖漿巖中絕大部分以石英出現(xiàn)，沉積巖中還有蛋白石、玉髓等變種；3）沉積巖中新成礦物：黏土礦物，巖鹽，石膏，碳酸鹽等，巖漿巖中罕見。 51 沉積巖的物質(zhì)成分沉積巖中膠結(jié)物1）泥質(zhì)膠結(jié)物；2）鈣質(zhì)膠結(jié)物；3）硅質(zhì)膠結(jié)物；4）鐵質(zhì)膠結(jié)物；膠結(jié)物含量超25%，參加巖石命名，如鈣質(zhì)砂巖。 62 沉積巖的顏色受碎屑成分、礦物成分和膠結(jié)物影響 反映當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境及成巖后變化 如：紅、棕、黃色，F(xiàn)e3+ 氧化環(huán)境 綠色，黑色：富含有機(jī)質(zhì)，還原環(huán)境73 沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)由其組成物質(zhì)的形態(tài)特征、性質(zhì)、大小及所含數(shù)量而決定。碎屑結(jié)構(gòu)非

3、碎屑結(jié)構(gòu) 泥質(zhì)結(jié)構(gòu) 結(jié)晶結(jié)構(gòu) 膠狀結(jié)構(gòu) 生物結(jié)構(gòu)81.碎屑結(jié)構(gòu)：碎屑物質(zhì)包括巖屑、礦物碎屑、生物碎屑以及火山碎屑等等。膠結(jié)物質(zhì)指充填于碎屑孔隙件的物質(zhì)，常見的為各種化學(xué)沉淀物或膠體物質(zhì)，而在粗碎屑之間充填的細(xì)碎屑物質(zhì)則稱為雜基或基質(zhì)。3 沉積巖的結(jié)構(gòu)910碎屑粒級分類11121314153 沉積巖的結(jié)構(gòu)2、結(jié)晶結(jié)構(gòu)是化學(xué)沉積巖所具有結(jié)構(gòu)，如石灰?guī)r、白云巖等。晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：粒徑0.01mm隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：粒徑0.01-0.001mm3、膠狀結(jié)構(gòu)粒徑1m 厚層狀 單層厚度1-0.5m 中厚層 單層厚度0.5-0.1m 薄層 單層厚度0.1-0.01m 頁片層 單層厚度0.01m層理構(gòu)造19沉積巖的層理構(gòu)造

4、水平層理與平行層理斜層理波狀層理印模粒序?qū)永斫徊鎸永?0（4）.遞變層理同一層內(nèi)碎屑顆粒粒徑向上逐漸變細(xì)。 （2）斜層理由一系列與層面斜交的細(xì)層組成的層理。一般是在單向水流（或風(fēng)）的作用下形成的，常見于河床沉積物中。（3）交錯(cuò)層理有些斜層理與原先生成的斜層理呈一定角度相交，相互交錯(cuò)而形成的。（1）水平層理由一系列與層面平行的細(xì)層組成的層理。一般形成于平靜的或微弱流動(dòng)的水環(huán)境中。21鮞狀構(gòu)造豆?fàn)顦?gòu)造225 沉積巖的其它特征波痕泥裂疊層構(gòu)造滑塌構(gòu)造蟲跡雨痕化石結(jié)核縫合線23（1）波痕：在現(xiàn)代河床、湖濱、海灘以及沙丘表面常形成一種波狀構(gòu)造，稱為波痕，它們是由流水、波浪、潮汐、風(fēng)力等因素造成的。常見于

5、砂巖、泥灰?guī)r、薄層灰?guī)r中。24（2）泥裂：泥質(zhì)沉積物上?？吹皆S多多角形的裂紋，稱為泥裂，它是在沉積物未固結(jié)時(shí)露出水面，水分蒸發(fā)后收縮產(chǎn)生的。25（3）縫合線：巖石剖面中呈鋸齒狀起伏的曲線，沿此面巖層易劈開，劈開面參差起伏，稱為縫合面。26（4）雨痕：雨點(diǎn)擊落在未固結(jié)的泥、砂質(zhì)表面上留下的圓形小坑，直徑一般在數(shù)mm，可保留在沉積巖層面上。27（5）印模：沉積物層面上的突起，形狀不規(guī)則，主要是固結(jié)過程中沉積物受壓不均勻壓入下伏沉積物內(nèi)所致。28（6）生物痕跡：指動(dòng)物在未固結(jié)的沉積物表面活動(dòng)時(shí)留下的痕跡，包括足跡、爬痕、蟲孔等等。29三 沉積巖的分類及各類巖石的特點(diǎn)30火山碎屑巖定義：火山碎屑巖是沉

6、積巖和噴出巖之間的過渡產(chǎn)物，由火山噴發(fā)物質(zhì)經(jīng)過地表短距離搬運(yùn)或就地沉積而成。分類： 集塊巖：100mm以上 火山角礫巖：2100mm 凝灰?guī)r：64mm），如熔巖碎塊等構(gòu)成的巖石，填充物為細(xì)粒火山物質(zhì)、鈣質(zhì)、硅質(zhì)等，分選差，質(zhì)地堅(jiān)硬，堆積厚度可能很大?；鹕剿樾紟r32火山角礫巖：主要由50以上的熔巖碎塊或角礫（264mm）固結(jié)而成的巖石，多數(shù)具明顯棱角、分選差，大小不等，填充物和基質(zhì)為熔巖、火山灰或泥砂等，也有鈣質(zhì)。硅質(zhì)等。火山碎屑巖33凝灰?guī)r：粒徑2mm的火山灰組成，分選差，多棱角，巖石外貌有粗糙感，顏色多樣?；鹕剿樾紟r34正常碎屑巖定義：由50%以上的碎屑物組成的巖石。 形成：機(jī)械破碎的產(chǎn)物經(jīng)

7、沉積作用形成。組成：碎屑物和膠結(jié)物（化學(xué)沉淀物，黏土物質(zhì)）分類：按粒度分： 礫巖2mm ：巨礫巖（角礫巖）粗礫巖（角礫巖）中礫巖（角礫巖） 細(xì)礫巖（角礫巖） 礫石 砂巖20.05mm：粗、中、細(xì) 粉砂巖0.050.005mm 35黏土巖定義：又稱泥質(zhì)巖。介于碎屑巖與化學(xué)巖之間。直徑小于0.005mm的物質(zhì)占50%以上。礦物組成：主要是黏土礦物，高嶺石、蒙脫石、水云母，少量石英、長石、云母、碳酸鹽及重礦物分類：依據(jù)固結(jié)程度與結(jié)構(gòu)構(gòu)造來劃分： 黏土：黏土顆粒50%以上，松散，未固結(jié) 頁巖：頁理構(gòu)造，按混入物劃分 泥巖：無頁理構(gòu)造36礫巖類（礫巖和角礫巖）由直徑在2mm以上的碎屑組成，碎屑物質(zhì)含量應(yīng)

8、當(dāng)在50以上，如果含2mm以下的砂質(zhì)在25以上，則稱為砂質(zhì)礫巖，如含砂在525則稱為含砂礫巖。37砂巖類由直徑在0.052mm的碎屑膠結(jié)而成。主要以石英顆粒為主，其次是長石、白云母、粘土礦物等。38粉砂巖類由直徑在0.050.005mm的碎屑膠結(jié)而成。主要以石英顆粒為主，其次是長石、白云母、粘土礦物等，膠結(jié)物質(zhì)多為鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、粘土質(zhì)。39黃土黃土是一種未充分膠結(jié)的粘土質(zhì)粉砂。顏色從黃灰色到棕色，粉砂含量一般在4060，其次是粘土，含有少量砂粒，礦物成分以石英和長石為主。多鈣是黃土的特征之一，一般無層理，但發(fā)育垂直節(jié)理，常形成峭壁，黃土在我國分布很廣，記錄了豐富的古環(huán)境信息。40粘土巖類由直徑小

9、于0.005mm的微細(xì)顆粒組成。礦物成分主要是粘土礦物，包括高嶺石、水云母、蒙脫石等，宏觀上看起來多為致密均一的泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，是介于碎屑巖和化學(xué)巖之間的巖石，分布最廣。頁巖是粘土巖中固結(jié)較強(qiáng)的巖石，具有薄層狀頁理構(gòu)造（鱗片狀礦物定向排列壓實(shí)而成。致密、不透水，顏色多樣。41泥巖是一種厚層狀、致密、塊狀、不發(fā)育頁理的粘土巖粘土是由粘土礦物組成的固結(jié)程度較差的粘土巖，包括高嶺土、膨潤土等42化學(xué)巖及生物化學(xué)巖形成：母巖遭受強(qiáng)烈化學(xué)分解作用后，其中某些風(fēng)化產(chǎn)物形成水溶液（膠體或真溶液）被搬運(yùn)到水盆地中，通過蒸發(fā)作用、化學(xué)反應(yīng)和在生物的直接或間接作用下沉淀而成。經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的礦產(chǎn)。分類石灰?guī)r白云巖泥灰?guī)r：黏

10、土含量：2550%，泥質(zhì)灰?guī)r：525%硅質(zhì)巖43 化學(xué)巖及生物化學(xué)巖巖石風(fēng)化產(chǎn)物和剝蝕產(chǎn)物中的溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)通過化學(xué)作用方式沉積而成的巖石以及通過生物化學(xué)作用或生物生理活動(dòng)使得某些物質(zhì)聚集而成的巖石。這類巖石通常成分比較單一，具有結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、鮞狀結(jié)構(gòu)、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)或者生物結(jié)構(gòu)等。（1）鋁、鐵、錳質(zhì)巖類富含鋁、鐵、錳質(zhì)礦物的化學(xué)或生物化學(xué)巖。Al、Fe、Mn是溶液中活動(dòng)性較差的元素，往往以膠體形式在海、湖邊沉積。鋁土巖：又稱鋁礬土，主要由鋁的氧化物和氫氧化物構(gòu)成，巖性致密，是煉鋁的主要材料。44鐵質(zhì)巖：為富含鐵礦物的化學(xué)巖或生物化學(xué)巖，主要成分包括赤鐵礦、褐鐵礦、針鐵礦等。主要在淺

11、海邊緣形成。錳質(zhì)巖：為富含錳礦物的化學(xué)巖或生物化學(xué)巖，主要成分包括軟錳礦、硬錳礦、菱錳礦等。多呈黑、黑褐等色。45（2）硅、磷質(zhì)巖類硅質(zhì)巖是以SiO2為主要成分的化學(xué)巖，礦物成分則可能是玉髓、蛋白石或石英，主要通過化學(xué)或生物化學(xué)作用形成；磷質(zhì)巖是一種富含磷酸鹽的巖石，主要成分是磷灰石，一般通過海洋生物化學(xué)作用沉積而成。燧石巖：一種致密堅(jiān)硬的硅質(zhì)巖石，俗稱“火石，主要礦物成分是玉髓、微粒石英、蛋白石等。主要產(chǎn)于石灰?guī)r中，形成結(jié)核或條帶，很少稱為獨(dú)立巖層。46碧玉巖：一種致密堅(jiān)硬的硅質(zhì)巖石，主要成分是玉髓、細(xì)粒石英，?；烊胙趸F等雜質(zhì)呈現(xiàn)紅、綠、玫瑰等色，貝殼狀斷口，臘狀光澤，常產(chǎn)于火山巖中，質(zhì)佳

12、者可作工藝品47磷塊巖：P2O5含量大于5的巖石通稱磷塊巖，是提煉磷的主要材料硅藻土：一種疏松粉狀的硅質(zhì)巖石，由硅藻遺體構(gòu)成，主要成分是蛋白石，質(zhì)輕，多孔隙，是良好的吸附劑48（3）碳酸鹽巖類碳酸鹽巖是由方解石、白云石等碳酸鹽礦物組成的沉積巖。以方解石為主的巖石稱為石灰?guī)r，以白云石為主的巖石稱為白云巖。它主要在海洋中形成，少數(shù)在陸地環(huán)境中形成。古代廣闊海洋中形成的碳酸鹽巖，約占地表沉積巖分布面積的20%，在我國占沉積巖總面積的55。石灰?guī)r類：以方解石為主要成分的巖石，顏色多樣，性脆，硬度不大，常發(fā)育成巖溶地貌，是重要的工業(yè)原料，根據(jù)成因和結(jié)構(gòu)可以細(xì)分為：竹葉狀灰?guī)r：典型的“內(nèi)碎屑”灰?guī)r，形成于

13、波浪活動(dòng)頻繁的海灘地區(qū)49鮞狀灰?guī)r：指鮞粒含量大于50的灰?guī)r，在海水溶解CaCO3過飽和的條件下化學(xué)和機(jī)械共同作用形成。生物屑灰?guī)r：各種生物碎屑被碳酸鈣膠結(jié)所成的灰?guī)r，多形成于波浪作用強(qiáng)烈的地區(qū)。50化學(xué)石灰?guī)r：指通過化學(xué)及生物化學(xué)方式由海、湖中沉淀而成的石灰?guī)r，多具隱晶結(jié)構(gòu)，致密均一，多形成于溫暖淺海地區(qū)，另外在泉水出口地區(qū)形成的石灰華也屬此類。51白云巖類：以白云石為主要成分的巖石，外貌與石灰?guī)r相似，但硬度較大，與鹽酸反應(yīng)微弱，風(fēng)化面上常有刀砍狀溶溝，按結(jié)構(gòu)可分為碎屑白云巖、微晶白云巖、結(jié)晶白云巖等，按成因可分為原生白云巖和交代白云巖。52泥灰?guī)r類：是碳酸鹽巖和粘土巖之間的一類過渡巖石，石

14、灰?guī)r中泥質(zhì)成分增加到2550，即可稱泥灰?guī)r；巖石顏色多樣，常分布于石灰?guī)r和粘土巖的過渡地帶，或夾于薄層灰?guī)r和粘土巖之間，多呈薄層狀或透鏡體狀產(chǎn)出。53（4）蒸發(fā)鹽巖類蒸發(fā)巖又稱鹽巖，由鹽度較高的溶液或鹵水通過蒸發(fā)濃縮作用形成的沉積巖。蒸發(fā)巖的主要礦物成分是鉀、鈉、鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽，其中尤以石膏、硬石膏和石鹽最重要。 廣泛分布于閉塞海灣、澙湖、內(nèi)陸鹽湖等處，是在干燥氣候下蒸發(fā)析出的鹽類晶體沉淀所成。545556（5）可燃有機(jī)巖類可燃有機(jī)巖是生物堆積經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)變化所成，含有可燃性有機(jī)質(zhì)的一類巖石。57天然氣水合物的巖心樣品（ODP164，1998）58四 沉積巖的肉眼鑒定及命名碎屑巖：顏色，碎屑成分及含量，碎屑的形狀，大小，以及膠結(jié)物的成分。例子：灰白色中粒鈣質(zhì)長石石英砂巖泥質(zhì)巖：注意觀察有無頁理構(gòu)造化學(xué)巖：顏色，成分，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造，例子：深灰色中厚層鮞狀灰?guī)r59五