沉積巖石學(xué)-碎屑巖實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

1、實(shí)驗(yàn)二碎屑巖的觀察描述（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)：01011502一、目的要求1、掌握碎屑巖的結(jié)構(gòu)特征及描述方法。2、掌握常見碎屑巖巖石類型的基本特征。3、學(xué)會(huì)碎屑巖手標(biāo)本的觀察與描述方法。4、掌握碎屑巖的分類命名方法并對(duì)所描述巖石命名。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、礫巖：復(fù)成分礫巖，單成分礫巖、底礫巖、巖溶角礫巖。2、砂巖：海綠石石英砂巖、鐵質(zhì)石英砂巖、中（粗）粒硅質(zhì)石英砂巖、長石（石 英）砂巖、巖屑砂巖。3、粉砂巖三、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（一）碎屑巖觀察描述的主要內(nèi)容：.顏色：觀察風(fēng)化面及新鮮面的顏色，并推斷其成因。4 .結(jié)構(gòu)：首先確定巖石的基本結(jié)構(gòu)類型，然后詳細(xì)描述巖石的結(jié)構(gòu)特征，包括 碎屑顆粒粒度（最大、最小，一般

2、）及粒級(jí)、磨圓度、分選及膠結(jié)類型、支撐類型等。.構(gòu)造：主要在野外觀察，標(biāo)本上有微細(xì)構(gòu)造時(shí)也應(yīng)加以描述，顯均一構(gòu)造時(shí) 定為塊構(gòu)造。成分及含量：首先指出碎屑和填隙物在整個(gè)巖石中的百分含量；然后按照先 碎屑物質(zhì)、后填隙物質(zhì)；先含量多的組分，后含量少的組分的順序分別描述各種組分 的特征；各種組分描述的內(nèi)容一般為組分名稱、組分的鑒定特征和成因特征、百分含 量。下面介紹陸源碎屑巖的主要物質(zhì)成分及肉眼鑒定特征：陸源碎屑巖主要由碎屑物質(zhì)和填隙物質(zhì)兩部分組成。碎屑物質(zhì)是碎屑巖的主要組 分，含量應(yīng)大于50%，填隙物是充填碎屑孔隙的次要組分，按其成因可分為膠結(jié)物和 雜基兩種。碎屑物質(zhì)最常見的是石英、長石和各種巖屑，

3、還有少量云母和重礦物。1）石英 碎屑巖中分布最廣的礦物碎屑，在砂巖和粉砂巖中的平均含量可達(dá) 66 . 8%。碎屑石英主要來源于花崗巖、片麻巖和某些沉積巖。石英碎屑常呈灰白色、淺灰色，也可呈淡黃或黃褐色等，透明或半透明.硬度大 于小刀。由于受到搬運(yùn)過程中的磨蝕作用，光澤常變的較暗淡，僅在較大碎屑顆粒的 斷口上，才能看到較典型的貝殼狀斷口和油脂光澤。有時(shí)石英顆粒表面被填隙物污染， 會(huì)出現(xiàn)較深的色調(diào)。如鐵質(zhì)膠結(jié)的石英砂巖，石英顆粒和整個(gè)巖石均呈紅褐色，因而 給準(zhǔn)確鑒定石英碎屑的含量帶來一定難度。2）長石 在碎屑巖中的含量僅次于石英，砂巖中長石的平均含量約為1015%, 煤系地層砂巖中的長石含量更高。

4、碎屑巖中以鉀長石最常見，次為酸性斜長石，基性斜長石較少見。長石碎屑多呈肉紅色（多為鉀長石）、灰白色（多為斜長石），遭受強(qiáng)烈蝕變高 嶺石化、絹云母化）后，顏色常呈黃褐色、硬度降低低，可被小刀刻動(dòng).光澤也較暗談， 或呈土狀光澤。肉眼鑒定時(shí)，一般根據(jù)光澤、硬度、斷面上有無解理等特征與石英相 區(qū)分；根據(jù)碎屑的形態(tài)或輪廓，可與泥質(zhì)填隙物相區(qū)別。3）巖屑是母巖經(jīng)機(jī)械破碎形成的保留原巖成分和結(jié)構(gòu)特征的巖石碎塊。巖屑的 種類多樣，但其含量與碎屑巖的粒度有關(guān)，粒度越粗，巖屑的含量越高，巖屑的種類 也越復(fù)雜。一般來說礫巖中的巖屑結(jié)構(gòu)較粗，比較易于鑒別。砂巖中主要出現(xiàn)細(xì)結(jié)構(gòu) 的巖屑，如隱晶質(zhì)或半晶質(zhì)的噴出巖巖屑、細(xì)

5、粒的板巖、干枚巖巖屑、硅質(zhì)巖或粉砂 巖巖屑等，因此砂巖中的巖屑肉眼鑒別則較困難，一般根據(jù)其較粗糙的斷口、較深的 顏色（如暗灰、暗綠、暗紅等色）和暗淡的光澤等作大致的判斷，準(zhǔn)確鑒定應(yīng)在顯激鏡 下進(jìn)行。4）云母.碎屑巖中的云母主要為白云母。白云母一般呈細(xì)小鱗片狀，常集中分布 在細(xì)砂巖或粉砂巖的層面上，顏色較淺，但具較強(qiáng)的絲絹光澤，在陽光下閃閃發(fā)亮； 肉眼鑒定時(shí)需注意，不要因其集中分布在層面上而將含量估計(jì)過高。填隙物是指充填于碎屑孔隙中的物質(zhì)。按成因，填隙物質(zhì)可分為膠結(jié)物和雜基兩 類。兩者在成分上可以相同，也可以不同。在肉服條件下難以區(qū)分時(shí)，可籠統(tǒng)稱為填 隙物或廣義的膠結(jié)物。雜基的成分主要是各種粘土

6、礦物和各種極細(xì)粒的碎屑物質(zhì)。膠結(jié)物的種類較多， 常見的有硅質(zhì)、鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、磷質(zhì)、海綠石質(zhì)等?，F(xiàn)將常見填隙物的內(nèi)服鑒定特征簡 述如下：1）硅質(zhì)膠結(jié)物 主要礦物成分是蛋白石、玉髓和石英。肉眼觀察顏色較淺，灰白 色、致密狀，硬度大于小刀。自生加大的硅質(zhì)膠結(jié)物與石英碎屑難以分辨，巖石膠結(jié) 堅(jiān)固，錘擊不易破碎，斷口常切穿碎屑顆粒。2）碳酸鹽膠結(jié)物 礦物成分方解石者稱鈣質(zhì)，顏色多呈白色或灰白色，硬度小于 小刀，當(dāng)其結(jié)晶較好時(shí)，可見菱形解理，滴稀鹽酸劇烈起泡。如滴稀鹽酸不起泡，當(dāng) 刮成粉末后起泡者則為白云質(zhì)。3）鐵質(zhì)膠結(jié)物 礦物成分主要為赤鐵礦，顏色常呈紫、紅、褐等色，膠結(jié)堅(jiān)固緊 密，比重較大。風(fēng)化后變?yōu)楹?/p>

7、鐵礦，風(fēng)化后顏色變淺呈褐黃色，硬度也變小。4）海綠石質(zhì)膠結(jié)物綠色，致密狀或顆粒狀。硬度小于小刀，風(fēng)化后變?yōu)楹骤F礦， 常呈褐色斑點(diǎn)或斑塊狀分布。5）雜基 以粘土礦物為主，常含少量細(xì)粉砂。顏色常呈褐色或黃褐色，含有機(jī)質(zhì) 時(shí)顏色較深，雜基含量較高的砂巖，一般較粗糙疏松，土狀光澤，硬度小于小刀，易 刻成粉末，遇水變軟，錘擊巖石易破碎。綜合定名礫巖的詳細(xì)名稱=顏色+巖層厚度+粒度+填隙物成分+主要礫石成分+礫巖（角礫 巖）砂巖的詳細(xì)名稱=顏色+巖層厚度+粒度+填隙物成分+砂巖基本名稱如：灰白色中厚層細(xì)粒硅質(zhì)石英巖質(zhì)礫巖、淺灰色薄層細(xì)粒鈣質(zhì)長石石英砂巖。（一）碎屑巖描述舉例：礫巖描述舉例：淺灰色厚層狀中細(xì)

8、粒礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礫石大小不一，礫石最大者達(dá)20mm， 小者僅2mm，以1015mm者居多，分選性中等到差。礫石形狀呈近等軸狀，磨圓度 中等，多為次圓狀。礫石含量約占70%,填隙物約占30%,孔隙式膠結(jié)。礫石成分以白云巖巖屑為主（40%），次為硅質(zhì)巖巖屑（25%），含少量噴出巖 巖屑（5%）。白云巖巖屑為灰白色，硬度小于小刀，細(xì)晶結(jié)構(gòu)，粉末滴稀鹽酸起泡。 硅質(zhì)巖巖屑呈黑灰色到黑色，致密堅(jiān)硬，可見水平狀紋層構(gòu)造。噴出巖巖屑呈淺紫紅 色，光澤暗淡，斷口粗糙，具斑狀結(jié)構(gòu)，可見少量角閃石斑晶，屬安山巖巖屑。填隙物呈灰白色，局部帶有綠色色調(diào)，點(diǎn)酸劇烈起泡，說明以鈣質(zhì)為主；此外， 含少量砂級(jí)碎屑物充填

9、。綜合定名：淺灰色厚層狀中細(xì)粒鈣質(zhì)復(fù)成分礫巖。砂巖描述舉例新鮮面呈灰綠色，風(fēng)化后為黃綠色。綠色系含較多的海綠石所致，故為自生色， 可見較清晰的平行層理，層理因含海綠石多少不同而顯現(xiàn)，細(xì)層厚度不一，一般為3 10mm。中粒砂狀結(jié)構(gòu)，碎屑粒度多在0.30.4mm左右，大小均一，分選好，磨圓 度高，顆粒支撐，孔隙式膠結(jié)。碎屑物質(zhì)含量80%，填隙物含量20%。碎屑成分較簡 單，石英含量很高，約占碎屑的98%，灰白色，硬度大于小刀，因受氧化鐵浸染而略 呈灰黃色；長石少量，估計(jì)不足2%，灰白色，粒度度較石英略粗，磨圓亦較差，可 見解理，略顯玻璃光澤；此外，還含有極少量隧石巖屑，黑色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。膠結(jié)物 以

10、硅質(zhì)為主.次為海綠石，海綠石沿層理分布，部分因氧化而成褐鐵礦斑點(diǎn)，整個(gè)巖 石固結(jié)緊密堅(jiān)硬。綜合定名：灰綠色中厚層中粒含海綠石硅質(zhì)石英砂巖。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求：按照碎屑巖的肉眼鑒定描述方法及要求，選擇一塊礫巖、兩塊不同類型的砂巖標(biāo) 本進(jìn)行詳細(xì)的觀察描述，作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)三砂巖薄片的觀察描述(實(shí)驗(yàn)三砂巖薄片的觀察描述(2學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目編號(hào)：01012018一、目的要求1、認(rèn)識(shí)常見砂巖石類型顯微鏡下的基本特征。3、學(xué)會(huì)砂巖薄片觀察與描述的方法。4、掌握砂巖的分類命名方法、對(duì)所描述巖石詳細(xì)命名和簡單的成因分析。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容觀察描述下列薄片：S - 25海綠石石英砂巖S - 27鐵質(zhì)石英砂巖S - 2

11、9長石砂巖S - 30巖屑砂巖。三、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)砂巖鏡下鑒定的目的是為了彌補(bǔ)手標(biāo)本鑒定的不足，進(jìn)一步確定巖石的成分、含 量及結(jié)構(gòu)等方面的特征，以便對(duì)巖石進(jìn)行準(zhǔn)確的定名、推斷巖石的形成條件及沉積后 變化。鏡下觀察描述的主要內(nèi)容如下：1 .砂巖結(jié)構(gòu)碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)及特征：顆粒大小(最大、最小、一般)、粒級(jí)、分選、磨圓等。填隙物結(jié)構(gòu)及特征包括雜基和膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)，詳見沉積巖石學(xué)教材。膠結(jié)類型和支撐性質(zhì)，見沉積巖石學(xué)教材。砂巖的成分碎屑顆粒的成分：描述碎屑的類型、特征及含量。石英：占碎屑顆粒的含量及其特征。石英：無色，透明，粒狀，無解理，有時(shí)有裂紋，折光率略高于樹膠，表面光滑， 突起糙面不顯著。通常一級(jí)灰白干

12、涉色，最高可達(dá)一級(jí)黃白，可見波狀消光現(xiàn)象、含 氣液體或其它礦物的包裹體。不同來源的石英往往特點(diǎn)不同。注意觀察石英中所含包 裹體及波狀消光現(xiàn)象，結(jié)合顆粒大小及顆粒形狀等特征.有助于判斷石英的來源。長石：占碎屑顆粒的含量及其特征。長石：在碎屑巖中含量僅次于石英，最常見的長石是正長石和微斜長石，還有較少 的酸性斜長石，中基性斜長石很少見。根據(jù)光性特征應(yīng)區(qū)分正長石、微斜長石、斜長 石。通常在砂巖中，由于顆粒較小，正長石的卡氏雙晶常見不到，而其它光性又與石 英很相似，主要是根據(jù)其折光率略低于樹膠、顆粒表面常因風(fēng)化而污濁、微帶淺棕色、 土狀等特點(diǎn)與石英區(qū)別。長石易風(fēng)化，正長石和微斜長石常風(fēng)化成高嶺土，使長

13、石表面呈淺棕黃色、土狀。一般情況下，微斜長石風(fēng)化程度比正長石差。斜長石風(fēng)化后易產(chǎn)生絹云母，其光性與 白云母相似，只是呈極小的鱗片狀。長石風(fēng)化后透明程度減低。長石風(fēng)化程度常分級(jí) 表示，若是長石表面大部分被風(fēng)化物質(zhì)掩蓋，則風(fēng)化程度深；若不及1 / 4 ,則風(fēng)化淺， 兩者之間為風(fēng)化中等。巖屑：占碎屑顆粒的含量及其特征。在砂巖中可見到各種成分的巖石碎屑，常見的巖屑類型有各類侵人巖巖屑、變 質(zhì)巖巖屑、噴出巖巖屑，以及硅巖、粘土巖、碳酸鹽巖的巖屑。由于巖屑是母巖經(jīng) 過破碎、搬運(yùn)改造而成的，保留下來的的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征遠(yuǎn)沒有母巖那樣全 面和清楚，常對(duì)鑒定帶來一定難度。因此在鏡下要準(zhǔn)確地鑒定出各種巖屑，

14、必須具有 巖漿巖、變質(zhì)巖和各類沉積巖的鏡下鑒定基礎(chǔ)，各種巖屑的特征參考沉積巖石學(xué) 教材。其它；包括重礦物、云母等。(2 )雜基：確定雜基的成分、特征及占整個(gè)巖石的百分含量含量。雜基是粘土礦物和細(xì)粉砂，也包括泥晶、粉晶碳酸鹽礦物。在鏡下呈污濁的塵點(diǎn) 狀隱晶質(zhì)，由于經(jīng)常被鐵質(zhì)浸染而帶淺褐色，在含油砂巖中，雜基常被原油浸染而呈 棕色，黑色。粘土雜基經(jīng)重結(jié)晶作用后常呈細(xì)小鱗片狀或纖維狀礦物，當(dāng)晶粒較粗時(shí)， 在偏光顯微鏡下?？煞直娴V物的種類，雜基與碎屑顆粒間常見交代現(xiàn)象。(3)膠結(jié)物：確定膠結(jié)物的成分、特征及占整個(gè)巖石的百分含量。鐵質(zhì)：最常見的鐵質(zhì)膠結(jié)物為赤鐵礦或褐鐵礦，在顯微鏡下為紅色，褐色，不 透明

15、或半透明。硅質(zhì)：有石英、玉髓和蛋白石等。蛋白石：無色透明，折光率比樹膠低得多，為1.401.46，正交偏光鏡下全消 光，是均質(zhì)體礦物。玉髓：無色透明，折射率與樹膠接近，在正交偏光鏡下可見小米粒狀的微晶結(jié)構(gòu) 或呈放射纖維組成的球粒狀、十字花狀或扇形的集合體，一級(jí)灰干涉色。石英：可呈粒狀或自生加大結(jié)構(gòu)。碳酸鹽：以方解石和白云石為主。以解理發(fā)育、具明顯的閃突起和高級(jí)白干涉 色等特征較易與其他成分的膠結(jié)物相區(qū)別，但方解石和白云石卻較難區(qū)分，一般鈣質(zhì) 膠結(jié)物較白云石常見，經(jīng)重結(jié)晶后呈嵌晶(連生)結(jié)構(gòu)，白云石常呈較自形的菱形晶 體。另外可采用染色的方法區(qū)分不同的碳酸鹽礦物(將在碳酸鹽巖中加以介紹)。除此以

16、外有時(shí)尚有石膏、硬石膏、海綠石等物質(zhì)作膠結(jié)物。一塊巖石中若有兩種 以上的膠結(jié)物，應(yīng)注意不同膠結(jié)物之間、膠結(jié)物與顆粒之間的接觸關(guān)系，以判斷其生 成順序。膠結(jié)物成分確定后，要估計(jì)其含量，挑選有代表性的幾個(gè)視域，估計(jì)每個(gè)視域中 碎屑顆粒占多少面積，膠結(jié)物占多少面積，幾個(gè)視域平均一下，即可得出其百分含量。3 .顯微構(gòu)造：如微遞變、微沖刷、微細(xì)層理。其它：如含油、含有機(jī)質(zhì)及含化石情況，孔隙發(fā)育情況及沉積后作用等。常見的成巖作用有(可在描述成分特征或結(jié)構(gòu)特征時(shí)描述，也可單獨(dú)加以描述)：膠結(jié)作用和固結(jié)作用：應(yīng)注意膠結(jié)物的成分及結(jié)晶程度，膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)或世代 關(guān)系，以便了解膠結(jié)作用的強(qiáng)度及固結(jié)歷史。壓實(shí)及壓溶作

17、用：主要根據(jù)顆粒的填集程度(是否緊密填集)、顆粒間的接觸強(qiáng) 度(由點(diǎn)接觸T線接觸T凹凸接觸T縫合線狀接觸)及膠結(jié)物的多少，顆粒變形，如云母 彎曲、假雜基等來加以確定。重結(jié)晶作用：砂巖的重結(jié)晶作用主要發(fā)生在填隙物當(dāng)中，如方解石膠結(jié)物形成 連生膠結(jié)；硅質(zhì)膠結(jié)物形成再生石英(次生加大邊)、粘土雜基轉(zhuǎn)變成正雜基等均為重 結(jié)晶現(xiàn)象。交代作用及自生礦物的形成：交代作用的發(fā)生與外來物質(zhì)的加入和介質(zhì)Eh、 Ph條件的變化有關(guān)。通過對(duì)于礦物交代共生關(guān)系的研究，可以了解砂巖的成巖變化 歷史。溶解：溶蝕作用5 .定名：粒度+膠結(jié)物成分+基本名稱6.砂巖成因分析通過砂巖標(biāo)本和薄片的研究，應(yīng)對(duì)巖石的特點(diǎn)加以綜合分析作出

18、某些成因推論和 提出一些問題。成因分析可從以下幾方面著手：從碎屑成分看陸源區(qū)母巖的性質(zhì)及大地構(gòu)造狀況。從成分成熟度看風(fēng)化作用的強(qiáng)弱和搬運(yùn)距離的遠(yuǎn)近。從結(jié)構(gòu)成熟度(分選、磨圓及雜基含量)及沉積構(gòu)造特征看搬運(yùn)沉積介質(zhì)的性 質(zhì)、搬運(yùn)方式及對(duì)碎屑的改造作用，并推斷沉積環(huán)境。從化學(xué)膠結(jié)物的成分、結(jié)構(gòu)、膠結(jié)類型、自生礦物、顆粒接觸關(guān)系等看成巖環(huán) 境及成巖歷史。(5 )從巖石及膠結(jié)物的顏色、成分推斷古氣候。描述舉例巖石名稱：海綠石石英細(xì)砂巖。時(shí)代：青白口群龍山組，產(chǎn)地：石門寨雞冠山。(1)結(jié)構(gòu)特征：碎屑顆粒平均0.2 0.4mm士，分選中一好，渾圓一圓狀。自生海綠石呈團(tuán)粒狀或 不規(guī)則狀分布于石英顆粒間，自生

19、石英圍繞碎屑石英構(gòu)成自生加大邊，使原顆粒趨于 自形，加大邊與原顆粒之間有一層粘土薄膜。顆粒支撐，局部石英顆粒呈縫合接觸， 接觸式膠結(jié)類型。成分：碎屑顆粒占80%,填隙物20%石英碎屑：主要為單晶石英，無色，表面干凈，圓到極圓狀。部分具不規(guī)則裂 紋或有塵點(diǎn)狀包裹體，多數(shù)有明顯的被狀消光，有的見碎裂現(xiàn)象，含量約90%，偶見 脈石英，含量1%。長石碎屑：無色，可見解理，多為微斜長石和斜長石，偶見條紋長石，一般呈 次圓狀，有的長石因高嶺土化略帶褐色或混濁不清，含量約5%。自生海綠石碎屑：鮮綠色，多呈集合偏光現(xiàn)象，為微粒狀集合體，外形渾圓， 粒徑多在0.2毫米左右，分布比較均勻，含量4%。雜基；極少，約2%,以薄膜形式分布于碎屑石英與其加大邊之間，灰黃色。膠結(jié)物：約占18%,其中海綠石占13% ,自生石英7%,兩種膠結(jié)物一般不在 同一粒間孔中出現(xiàn)。海綠石大都不同程度發(fā)生了褐鐵礦化和粘土礦物化，自生石英均 為碎屑石英的加大邊。（3）定名：硅質(zhì)海綠石石英中砂巖。（4）成因分析：母巖區(qū)性質(zhì)：由于碎屑成分幾乎全為單晶石英，結(jié)構(gòu)成熟度極高，故具多旋回 性，母巖區(qū)巖石類型以碎屑巖（主要是砂巖）為主，當(dāng)時(shí)氣候較濕熱，風(fēng)化較徹底。大地構(gòu)造狀況：由于高成分成熟度和高結(jié)構(gòu)成熟度，故當(dāng)時(shí)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)平緩，地 形高差小