巖石學-沉積巖課件 沉積巖No4

沉積巖巖石學

SedimentaryPetrology沉積巖巖石學

SedimentaryPetrology1第四章內(nèi)源沉積巖(自生沉積巖)一、一般特征內(nèi)源沉積巖的物質來源——直接來自沉積盆地的溶液或沉積場所的溶液，是沉積介質中的溶解物質經(jīng)過化學或生物化學作用沉淀的。1.內(nèi)源沉積巖的物質成分常見的為： (1)Al氫氧化物：三水鋁石/一水硬鋁石/一水軟鋁石 (2)Fe氧化物、氫氧化物：針/褐/赤鐵礦 (3)Mn————————：軟/硬/水錳礦 (4)磷酸鹽礦物：膠磷礦/磷灰石 (5)氧化硅——：蛋白石/玉髓/石英 (6)碳酸鹽——：方解石/白云石 (7)硫酸鹽——：石膏/硬石膏/天青石/重晶石 (8)鹵化物：石鹽/鉀石鹽/光鹵石 (9)有機質此外，還可以混入少量陸源礦物，如Q，長石每一種內(nèi)源沉積巖的主要礦物比較簡單，原因是一種條件只有一種礦物沉淀第四章內(nèi)源沉積巖(自生沉積巖)一、一般特征22.內(nèi)源沉積巖的結構由于形成方式：多——化學、生物化學、生物、交代等，因此結構類型多（講4種）。(1)晶粒結構：化學沉淀、重結晶形成，與巖漿巖相似，按照結晶程度分為：

非晶質結構——較少，如蛋白石，致密，貝殼狀斷口 隱晶質/微晶質結構——微晶礦物組成，晶粒<0.03mm，致密，貝殼，瓷狀 顯晶質結構——可以按照絕對大小再細分，粗晶/中晶/細晶(2)生物骨架結構：造礁生物形成的礁灰?guī)r所特有的結構。

常見的造礁生物——群體珊瑚，海棉、苔蘚蟲，層孔蟲，藻類 特點：是原地生長的造礁生物遺體組成的巖石骨架，骨架內(nèi)有許多大小不 同、形狀各異的孔隙和空洞，而又被礁體內(nèi)附生的生物遺體、造 礁生物的碎屑物質、化學沉淀物質所充填（柱狀，纖維狀方解石）2.內(nèi)源沉積巖的結構由于形成方式：多——化學、生物化學、生物3(3)粒屑結構內(nèi)源沉積物破碎、搬運、再沉積以碳酸鹽巖的粒屑結構為例：A.粒屑類型 內(nèi)碎屑——碳酸鹽沉積物再沉積，礫/砂/粉/泥屑，命名 生物碎屑（骨屑）——生物遺體破碎、磨蝕、堆積 鮞粒（豆粒）——<2mm鮞粒，>2mm豆粒，同心層狀 球粒（團粒）——微晶碳酸鹽，無明顯內(nèi)部構造 團塊——不規(guī)則外形的復合顆粒B.微晶基質——又叫灰泥基質/泥晶基質，由微晶方解石組成，<0.03mmC.亮晶(方解石)膠結物——碳酸鹽顆粒之間的化學沉淀物，>0.03mmD.膠結類型——包括膠結物成分、填隙物本身結構和 膠結類型(基底式/孔隙式/接觸式)

波浪、潮汐(3)粒屑結構波浪、潮汐4粒屑為內(nèi)碎屑微晶方解石內(nèi)碎屑顆粒，其中含有腕足類動物殼的碎片碎屑周圍為微晶方解石內(nèi)碎屑粒屑為內(nèi)碎屑微晶方解石內(nèi)碎屑顆粒，其中含有腕足類動物殼的碎片5粒屑為生物碎屑含有大量的軟體動物骨骼；巖石的基質部分為微晶方解石生物碎屑粒屑為生物碎屑含有大量的軟體動物骨骼；生物碎屑6腕足動物碎片，藍色為含低價鐵的方解石膠結物。粒屑為生物碎屑低價鐵膠結物亮晶膠結物腕足動物碎片，藍色為含低價鐵的方解石膠結物。粒屑為生物碎屑低7粒屑結構生物碎屑生物殼針生物殼針粒屑結構生物碎屑生物殼針生物殼針8完整的海膽骨針橫剖面，具橢圓形和放射狀結構，為單晶體。還有一些小的生物碎片粒屑為生物碎屑完整的海膽骨針橫剖面，具橢圓形和放射狀結構，為單晶體。還有一9灰?guī)r中的鮞粒。鮞粒核心為微晶方解石顆粒。鮞粒之間為碳酸鹽、泥混合物基質和亮晶方解石膠結物。鮞粒亮晶灰?guī)r粒屑為鮞?；?guī)r中的鮞粒。鮞粒核心為微晶方解石顆粒。鮞粒之間為碳酸鹽、泥10石灰?guī)r中的球粒圓狀或橢圓狀，無內(nèi)部構造。粒屑為球粒石灰?guī)r中的球粒圓狀或橢圓狀，無內(nèi)部構造。粒屑為球粒11含有鮞粒、球粒和一些少量生物碎屑，它們由微晶和亮晶方解石膠結。上部不透明礦物是瀝青。粒屑為鮞粒＋球粒＋少量生物碎屑含有鮞粒、球粒和一些少量生物碎屑，它們由微晶和亮晶方解石膠結12(4)交代殘余結構交代作用不徹底，原巖中礦物成分和結構被部分保存下來例如：鮞?；?guī)r方解石鮞粒部分或者全部被白云石所代替，但是鮞粒的形態(tài)、內(nèi)部同心層狀構造仍部分或全部保留——————稱為交代殘余鮞?；?guī)r白云石化(4)交代殘余結構交代作用不徹底，原巖中礦物成分和結構被13二、內(nèi)源沉積巖的分類：8大類化學化學+生物化學生物二、內(nèi)源沉積巖的分類：8大類化學化學+生物化學生物14二、內(nèi)源沉積巖的分類(1)富Al2O3，且Al2O3>SiO2的巖石，若Al2O3>40%,Al2O3:SiO22:1,則為鋁土礦(2)礦物成分：鋁的氫氧化物為主， 三水鋁石Al(OH)3, 一水軟鋁石-AlO(OH), 一水硬鋁石-AlO(OH), 其他成分是呈微晶產(chǎn)出的粘土礦物、陸源碎屑礦物等(3)顏色——灰-黃-褐紅色(4)結構——內(nèi)碎屑結構，微晶結構，豆粒/鮞粒結構(5)按照成因分類—— A.殘余型鋁質巖(鋁土礦)——原地風化殘余堆積 福建省漳浦玄武巖風化殘余紅土型鋁土礦 B.沉積型鋁質巖(鋁土礦)——風化后搬運到盆地沉積 如我國華北石炭系底部1.鋁質巖（化學）二、內(nèi)源沉積巖的分類(1)富Al2O3，且Al2O3>S152.鐵質巖（化學）(1)指富含含鐵礦物的巖石，若Fe2O3>20%,則為鐵礦石(2)含F(xiàn)e礦物： 氧化鐵礦物——針鐵礦/赤鐵礦 碳酸鐵礦物——菱鐵礦 硅酸鐵礦物——鮞綠泥石 硫化鐵礦物——黃鐵礦/白鐵礦(3)常見結構——內(nèi)碎屑結構，豆粒/鮞粒結構，團粒結構，微晶結構構造——斜層理，粒序層理，波痕，泥裂(4)主要類型： A.氧化鐵質巖(礦石)——褐紅色，比重大，常為鮞粒結構 如：華北宣龍式鐵礦，南方泥盆系寧鄉(xiāng)式鐵礦 B.菱鐵礦巖(礦石)——在地表易風化呈紅色，層狀、透鏡狀 C.鮞綠泥石鐵質巖(礦石)——鮞綠泥石，暗灰色，灰綠色 如東北渾江地區(qū)臨江式鐵礦

2.鐵質巖（化學）16(1)富含Mn礦物的沉積巖，有工業(yè)價值的即為錳礦石(2)礦物成分： 軟錳礦MnO2鮞粒狀，隱晶質集合體 硬錳礦mMnO?MnO2?H2O鐘乳狀，細晶集合體 水錳礦Mn2O2(OH)2鮞粒狀,致密塊狀礦石 菱錳礦MnCO3鮞粒狀,結晶粒狀(3)結構——豆粒/鮞粒結構，隱晶質結構(4)主要類型—— A.錳質泥質巖——水錳礦，硬錳礦 B.錳質碳酸鹽巖——菱錳礦，錳方解石 C.錳質碎屑巖——錳質粉砂巖/砂巖等 D.錳質硅質巖——硅質的玉髓、蛋白石，含Mn的氧化物 3.錳質巖（化學）(1)富含Mn礦物的沉積巖，有工業(yè)價值的即為錳礦石3.錳質174.磷質巖（生物+化學）(1)P2O5含量>7.8%的巖石稱為磷質巖，————>19.5%————磷塊巖。(2)礦物成分： 磷灰石Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)——微晶質 膠磷礦Ca3(PO4)2?2H2O————非晶質

(3)結構——內(nèi)碎屑結構，鮞粒，生物碎屑，非晶質，微晶，交代構造——水平、波狀、斜層理，塊狀，波痕，泥裂(4)主要類型A.原生層狀磷塊巖——工業(yè)意義最大，如云南、貴州 B.再造磷塊巖—— C.結核磷塊巖—— D.次生磷塊巖——交代，淋濾4.磷質巖（生物+化學）185.蒸發(fā)巖（化學成因）(1)主要由K,Na,Ca,Mg的易溶鹽類組成硫酸鹽類：石膏CaSO4?2H2O，硬石膏CaSO4,芒硝Na2SO4?10H2O 雜鹵石(2CaSO4?MgSO4?K2SO4?7H2O)碳酸鹽：蘇打Na2CO3?10H2O,天然堿Na2CO3?NaHCO3硼酸鹽:硼砂Na2B4O7?10H2O硝酸鹽：鈉硝石NaNO3,鉀硝石KNO3鹵化物：石鹽NaCl,鉀石鹽KCl，光鹵石KCl?MgCl2?6H2O 鉀鹽鎂礬4KCl?4MgSO4?11H2O(2)成因：化學成因，炎熱干燥，閉塞瀉湖、鹽坪或者內(nèi)陸鹽湖強烈蒸發(fā)(3)結構：顯晶質粒狀/纖維狀

構造：薄層狀，紋層狀，有時因塑性變形和流動而成揉皺，角礫狀構造(4)

分類—— A.石膏和硬石膏巖（SO42-） B.石鹽巖（NaCl) C.鉀鎂鹽類(K,Mg-Cl,SO42-)

5.蒸發(fā)巖（化學成因）196.可燃性有機巖主要是C、H、O、N的有機化合物組成的巖石，包括煤、油頁巖煤的有機組分——植物轉化而來油頁巖——不純的腐泥質沉積物轉化而來

油頁巖一般為棕-黑色，比重小，提煉石油的重要原料6.可燃性有機巖主要是C、H、O、N的有機化合物組成的巖石，20三.硅質巖類（生物+化學）1.一般特征(1)化學或生物化學作用形成的富含SiO2的沉積巖，其SiO2含量70~90%，甚至99%。(2)礦物成分： 氧化硅礦物，包括：

Q——顯晶質的SiO2

玉髓——隱晶質的SiO2

?2H2O

蛋白石——非晶質的SiO2

?nH2O(3)結構——多為隱晶質結構，部分為鮞粒結構、骨屑結構構造——層狀、條帶狀、結核狀(4)灰黑色/灰白色，或紅色、綠色，一般致密堅硬，貝殼狀斷口，化學 性質穩(wěn)定，難于風化。(5)分布廣，在沉積巖中列第4位（次于泥巖、砂巖、碳酸鹽巖）三.硅質巖類（生物+化學）212.分類、主要類型化學成因的——碧玉巖，燧石巖，硅華(1)碧玉巖：石英和玉髓組成，常混有氧化鐵、有機質、粘土礦物，色彩多樣，隱晶質結構，致密堅硬，貝殼狀斷口。常與火山巖伴生。(2)燧石巖：是最常見的硅質巖，由蛋白石、玉髓和石英組成。隱晶質結構，少數(shù)為鮞粒結構，致密堅硬，貝殼狀斷口，顏色多為黑色、灰色。呈結核狀、透鏡狀、條帶狀。(3)硅華：純化學成因的硅質巖，火山作用后期溫泉噴出地表，多孔，淺色。生物成因的——硅藻土，海綿巖，放射蟲巖(1)硅藻土：硅藻的遺體，蛋白石，白色或淺黃色，比重小(2)海綿巖：主要由硅質海綿骨針組成，蛋白石為主(3)放射蟲巖：硅質放射蟲介殼。2.分類、主要類型化學成因的——碧玉巖，燧石巖，硅華生物成22硅藻土：

硅藻的遺體，蛋白石，白色或淺黃色，比重小硅藻土：

硅藻的遺體，蛋白石，白色或淺黃色，比重小23QUARTZQUARTZ24左側為燧石巖，右側為黑燧石巖。

（據(jù)JohnH.Gerard，芝加哥自然歷史博物館收藏）左側為燧石巖，右側為黑燧石巖。

（據(jù)JohnH.Gera25隱晶質的石英

（CryptocrystallineQuartz）隱晶質的石英

（CryptocrystallineQuar26CreedeColorado,USA美國科羅拉多GoldenCross新西蘭金色谷CreedeGoldenCross27Sleeper,內(nèi)華達洲7號礦帶巴布亞新幾利亞Sleeper,USASleeper,內(nèi)華達洲7號礦帶Sleeper,US28LaGuitarraGoldenCrossMcLaughlinTEXTURESLaGuitarraGoldenCrossMcLaugh29Stockwork,GoldenCrossVein,GoldenCrossVein,HishikariVein,LaGuitarraStockwork,GoldenCrossVein,G30ChinkuashihLaCoipaAkeshiSulfidevein,ElIndioFORMChinkuashihLaCoipaAkeshiSulfi31TEXTURES結構構造多孔石英TEXTURES結構構造多孔石英32Residualquartz,Summitville殘余石英，SummitvilleQuartz-alunite,Summitville石英明礬石,SummitvilleHypogenealunite,ElTambo淺成(熱液)明礬石,ElTamboResidualquartz,Pierina殘余石英，PierinaResidualquartz,Summitville33200300400500600700100Depth深度mTemp溫度oC1000150200225250Illite伊利石Smectite蒙脫石Illite-Smectite伊利石-蒙脫石Alteration蝕變Veintextures/Mineralogy脈結構構/礦物成份硅華SinterChalcedony玉髓Massive塊狀Banded帶狀結構Quartz石英quartz-Chalcedony石英-玉髓Banded帶狀結構Calcite方解石Lattice晶格adularia冰長石Gold金200300400500600700100DepthTemp34冷卻作用導致SO2的沉淀隱晶質硅方石英冷卻作用導致SO2的沉淀隱晶質硅方石英353.硅質巖的分布與用途(1)最多者為燧石巖和碧玉巖(2)時代上，前寒武紀—新生代均有，但是寒武紀之后 硅質巖逐漸減少(3)成因上，愈古老的地層中，化學成因是主要的愈新的地層中，生物成因的愈多(4)分布上，我國各地都有，分布廣(5)用途：硅藻土——工業(yè)上之漂白劑、吸著劑、隔熱隔音材料燧石巖——硬度大，是研磨材料碧玉巖——石料或寶石3.硅質巖的分布與用途(1)最多者為燧石巖和碧玉巖36A.碳酸鹽礦物：主要是方解石、白云石，有時有文石、鐵白云石等B.非碳酸鹽的自生礦物：如，氧化鐵、海綠石、黃鐵礦、Q、有機質等C.陸源礦物：Q、長石、云母、粘土礦物，一般很少，若多則過渡為泥質巖和碎屑巖。四、碳酸鹽巖類碳酸鹽巖——是Ca、Mg碳酸鹽礦物為主組成的沉積巖，主要類型是石灰?guī)r和白云巖.1.一般特征(1)礦物成分A.碳酸鹽礦物：主要是方解石、白云石，有時有文石、鐵白云37四、碳酸鹽巖類(3)構造：種類很多——源于其形成方式很多機械搬運沉積的——與流水作用有關的各種沉積構造，如 斜層理、交錯層理等濁流沉積作用形成的——粒序層理、槽模、溝模原地沉積的特殊構造——疊層石、鳥眼構造、示底構造1.一般特征(2)碳酸鹽巖的結構——可有多種結構，如：粒屑結構、晶粒結構、生物骨架結構、交代殘余結構四、碳酸鹽巖類(3)構造：種類很多——源于其形成方式很多138疊層石(Sromatolites)疊層石(Sromatolites)392.碳酸鹽巖的分類分類方案很多，有幾十種，歸納起來有2個分類法：成分分類和結構-成因分類在成分分類中可有： 兩組分分類，如石灰?guī)r+白云巖分類 石灰?guī)r+砂分類

三組分分類，如石灰?guī)r+白云巖+泥巖 石灰?guī)r+白云巖+粘土很多分類須在室內(nèi)詳細工作，如顯微鏡下鑒定的基礎上完成2.碳酸鹽巖的分類分類方案很多，有幾十種，歸納起來有2個分類402.碳酸鹽巖的分類白云石含量:05%25%50%砂含量05%25%50%按成分劃分巖石類型：灰?guī)r含白云質灰?guī)r白云質灰?guī)r巖石類型灰?guī)r含砂灰?guī)r砂質灰?guī)r2.碳酸鹽巖的分類白云石含量:041結構-成因分類結構-成因分類423.碳酸鹽巖的主要類型(1)粒屑亮晶灰?guī)r

由粒屑+亮晶組成，粒屑較多，常為接觸式膠結粒屑包括：內(nèi)碎屑、鮞粒、豆粒、骨屑、團粒條件：水動力較強，粒屑具有較高的圓度和分選性，有層理、波痕等常見的：A.內(nèi)碎屑亮晶灰?guī)r：內(nèi)碎屑+亮晶方解石

B.鮞粒(豆粒)亮晶灰?guī)r：鮞粒(豆粒)+亮晶方解石現(xiàn)代鮞粒條件：溫暖，>20OC，強烈擾動之淺水，水體清潔，鹽度高C.生物亮晶灰?guī)r：生物遺體(骨屑)+亮晶方解石 生物遺體——多為破碎，一定程度的磨圓分選，生物種類很多，若 為一種生物為主，可以命名該生物，例如：海百合亮晶灰?guī)r礫屑，砂屑，粉屑礫屑亮晶灰?guī)r砂屑亮晶灰?guī)r3.碳酸鹽巖的主要類型(1)粒屑亮晶灰?guī)r礫屑，砂屑，粉屑43碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）44砂屑亮晶灰?guī)r鮞粒亮晶灰?guī)r砂屑亮晶灰?guī)r鮞粒亮晶灰?guī)r45鮞粒石灰?guī)r圖據(jù)《巖石與礦物圖鑒》，克里斯.佩倫特著，朱靜江譯，1996

鮞粒石灰?guī)r46生物灰?guī)r有機體是栗孔蟲，其壁都是微晶方解石；膠結物為細粒的亮晶方解石，但也有未被充填的空隙生物灰?guī)r有機體是栗孔蟲，其壁都是微晶方解石；47(2)粒屑微晶灰?guī)r粒屑+微晶(灰泥)基質粒屑圓度變化大，棱角-圓狀都有——表明水動力條件弱我國南方C、P、T 北方C、O、C=泥屑+微晶方解石（均<0.03）=內(nèi)碎屑、鮞粒（豆粒）、骨屑、團粒碳酸鹽中，粒屑微晶灰?guī)r很多，其中的礫屑呈扁橢球——通常叫竹葉狀灰?guī)r(2)粒屑微晶灰?guī)r粒屑+微晶(灰泥)基質=泥屑+微晶方48碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）49(3)微晶灰?guī)r<0.03mm的碳酸鹽顆粒+微晶方解石 >90%>0.03mm的粒屑 <10%淺灰-深灰色，微晶結構，隱晶質結構，致密，斷口光滑具有塊狀層理或水平紋理——屬于靜水或弱動力的盆地、瀉湖(3)微晶灰?guī)r<0.03mm的碳酸鹽顆粒+微50碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）51微晶灰?guī)r微晶灰?guī)r52(4)生物礁灰?guī)r造礁生物形成的，是原地的造礁生物——層孔蟲，苔蘚蟲，珊瑚等堅固的抗浪骨架——內(nèi)部有棘皮動物動物、腕足類等還有的骨架被亮晶方解石充填——生物骨架結構生物礁大小：1-2m,甚至幾百米(4)生物礁灰?guī)r造礁生物形成的，是原地的53碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）54石灰?guī)r石灰?guī)r55白云石含量應>50%：由粒屑灰?guī)r經(jīng)過白云石化形成；同粒屑灰?guī)r一樣，具有內(nèi)碎屑、鮞粒、豆粒、骨屑等——但是有破壞；生物化石經(jīng)過白云石化后全部消失，僅存部分。(5)粒屑白云巖可以根據(jù)粒屑類型進一步劃分出不同的巖石類型。白云石含量應>50%：由粒屑灰?guī)r經(jīng)過白云石化形成；(5)粒56碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）57①微晶白云巖由微晶白云石組成，含少量方解石、泥質和鐵質淺灰-淺黃灰色，風化后有密集的、縱橫交錯的刀砍狀溶溝水平紋理構造或塊狀構造分布廣，不含或極少含化石，成因尚未解決。②中-粗晶白云巖中-粗粒結構，無殘留結構，亦無化石。淺灰-灰色，斷口呈砂糖狀，產(chǎn)狀為層狀、透鏡狀成因：是較強烈的白云石化和重結晶作用形成的。(6)晶屑白云巖①微晶白云巖(6)晶屑白云巖58碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）59白云巖圖據(jù)《巖石與礦物圖鑒》，克里斯.佩倫特著，朱靜江譯，1996白云巖60白云巖白云巖61油浸白云巖（根據(jù)王成善等，西藏羌塘地區(qū)973油氣資源研究項目）油浸白云巖（根據(jù)王成善等，西藏羌塘地區(qū)973油氣資源研究項目624.白云巖的分類命名白云巖一詞來源于德文的dolomie，是Saussure于1792年為紀念最早研究白云巖的學者Dolimeu而命名的。1、根據(jù)成因：原生白云巖、次生白云巖2、根據(jù)白云石化程度：

1）有殘余結構：殘余鮞粒白云巖、殘余生屑白云巖等2）無殘余結構：巨晶、粗晶、中晶、細晶、粉晶、微晶白云巖。4.白云巖的分類命名白云巖一詞來源于德文的dolomie，635.白云巖成因——白云石化機理蒸發(fā)泵吸白云石化（evaparativepumping）混和水機理模式（mixedwater）回流滲透白云石化（seepagerefluxion）1.人工合成的白云石均需120－200度的高溫；2.目前自然界尚沒有發(fā)現(xiàn)真正意義上的白云石；結論：白云巖是交代成因的5.白云巖成因——白云石化機理蒸發(fā)泵吸白云石化（evapa64毛細管濃縮/蒸發(fā)泵吸白云石化(薩勃哈模式)

（evaporativepumping）－高溫氣候－潮上帶表層CaCO3沉積物急劇蒸發(fā)脫水－海水以毛細作用補充－繼續(xù)濃縮－－文石（CaCO3）和石膏結晶－－Ca2＋消耗，孔隙水Mg/Ca比值增大－使得先形成的沉積物被白云石化－形成交代白云巖毛細管濃縮/蒸發(fā)泵吸白云石化(薩勃哈模式)

（evapora65回流滲透白云石化回流滲透白云石化66白云巖與白云石自然界常見的鈣鎂碳酸鹽有4種：文石、方解石、鎂方解石和白云石。文石和方解石幾乎都是純的CaCO3，但方解石為三方晶系，文石為斜方晶系。鎂方解石和白云石都是三方晶系，可共用CaxMg100-x（CO3）來表示，鎂方解石的x多為80-90，晶格中Ca、Mg完全無序排列，白云石的x約為50-55左右，晶格中Ca、Mg呈有序或部分有序排列。如果只考慮離子濃度，現(xiàn)代表層海水對這4種礦物都是過飽和的，但事實上，直接從海水中沉淀的主要是文石和少量鎂方解石，很少直接沉淀方解石，尤其不能直接沉淀白云石。現(xiàn)在認為這種現(xiàn)象與化學動力學因素有關。白云巖與白云石自然界常見的鈣鎂碳酸鹽有4種：文石、方解石、鎂67白云巖與白云石海水中，Mg2+與Ca2+的濃度比平均在5∶1以上，它們在一定條件下可以呈類質同象替換，但當CaCO3呈斜方晶系（文石）成核時，Mg2+卻不能替換Ca2+進入晶格，因而文石得以順利沉淀，而當CaCO3呈三方晶系成核時，Mg2+就有了較多替換Ca2+的機會從而就抑制了方解石的沉淀。另一方面，Mg2+的離子半徑（0.78A°）比Ca2+的離子半徑（1.06A°）小，而Mg2+的水合離子半徑（10.80A°）又比Ca2+的水合離子半徑（9.60A°）大，這就使得Mg2+從水合離子中掙脫出來進入晶格要比Ca2+更困難，結果是進入晶格的Mg2+明顯少于Ca2+，從而沉淀出鎂方解石，但沉淀難度顯然大于沉淀文石。更重要的是，Mg2+對Ca2+的替換是隨機的，即使進入晶格的Mg2+再多，也不可能直接沉淀有序的白云石來。由此可見，只有在Mg2+比Ca2+的濃度更低的條件下（如在淡水中）才有可能直接沉淀出方解石。白云巖與白云石海水中，Mg2+與Ca2+的濃度比平均在5∶1686.碳酸鹽巖的地質意義(1)占沉積巖總量之1/5,分布廣，各個時代都有，可以指 示古地理和古環(huán)境(2)重要的工業(yè)原料： 石灰?guī)r——冶金工業(yè)之熔劑、水泥 白云巖——耐火材料(3)礦產(chǎn)：金屬，非金屬，也是油、氣、水的儲集層(4)工程上：不利于工程設施，尤其是水庫-會漏水(5)鑒定方法：稀鹽酸(HCl,5%，10%) CaCO3——強烈起泡，有聲音 MgCO3——不起泡6.碳酸鹽巖的地質意義(1)占沉積巖總量之1/5,分布廣69沉積巖巖石學

SedimentaryPetrology沉積巖巖石學

SedimentaryPetrology70第四章內(nèi)源沉積巖(自生沉積巖)一、一般特征內(nèi)源沉積巖的物質來源——直接來自沉積盆地的溶液或沉積場所的溶液，是沉積介質中的溶解物質經(jīng)過化學或生物化學作用沉淀的。1.內(nèi)源沉積巖的物質成分常見的為： (1)Al氫氧化物：三水鋁石/一水硬鋁石/一水軟鋁石 (2)Fe氧化物、氫氧化物：針/褐/赤鐵礦 (3)Mn————————：軟/硬/水錳礦 (4)磷酸鹽礦物：膠磷礦/磷灰石 (5)氧化硅——：蛋白石/玉髓/石英 (6)碳酸鹽——：方解石/白云石 (7)硫酸鹽——：石膏/硬石膏/天青石/重晶石 (8)鹵化物：石鹽/鉀石鹽/光鹵石 (9)有機質此外，還可以混入少量陸源礦物，如Q，長石每一種內(nèi)源沉積巖的主要礦物比較簡單，原因是一種條件只有一種礦物沉淀第四章內(nèi)源沉積巖(自生沉積巖)一、一般特征712.內(nèi)源沉積巖的結構由于形成方式：多——化學、生物化學、生物、交代等，因此結構類型多（講4種）。(1)晶粒結構：化學沉淀、重結晶形成，與巖漿巖相似，按照結晶程度分為：

非晶質結構——較少，如蛋白石，致密，貝殼狀斷口 隱晶質/微晶質結構——微晶礦物組成，晶粒<0.03mm，致密，貝殼，瓷狀 顯晶質結構——可以按照絕對大小再細分，粗晶/中晶/細晶(2)生物骨架結構：造礁生物形成的礁灰?guī)r所特有的結構。

常見的造礁生物——群體珊瑚，海棉、苔蘚蟲，層孔蟲，藻類 特點：是原地生長的造礁生物遺體組成的巖石骨架，骨架內(nèi)有許多大小不 同、形狀各異的孔隙和空洞，而又被礁體內(nèi)附生的生物遺體、造 礁生物的碎屑物質、化學沉淀物質所充填（柱狀，纖維狀方解石）2.內(nèi)源沉積巖的結構由于形成方式：多——化學、生物化學、生物72(3)粒屑結構內(nèi)源沉積物破碎、搬運、再沉積以碳酸鹽巖的粒屑結構為例：A.粒屑類型 內(nèi)碎屑——碳酸鹽沉積物再沉積，礫/砂/粉/泥屑，命名 生物碎屑（骨屑）——生物遺體破碎、磨蝕、堆積 鮞粒（豆粒）——<2mm鮞粒，>2mm豆粒，同心層狀 球粒（團粒）——微晶碳酸鹽，無明顯內(nèi)部構造 團塊——不規(guī)則外形的復合顆粒B.微晶基質——又叫灰泥基質/泥晶基質，由微晶方解石組成，<0.03mmC.亮晶(方解石)膠結物——碳酸鹽顆粒之間的化學沉淀物，>0.03mmD.膠結類型——包括膠結物成分、填隙物本身結構和 膠結類型(基底式/孔隙式/接觸式)

波浪、潮汐(3)粒屑結構波浪、潮汐73粒屑為內(nèi)碎屑微晶方解石內(nèi)碎屑顆粒，其中含有腕足類動物殼的碎片碎屑周圍為微晶方解石內(nèi)碎屑粒屑為內(nèi)碎屑微晶方解石內(nèi)碎屑顆粒，其中含有腕足類動物殼的碎片74粒屑為生物碎屑含有大量的軟體動物骨骼；巖石的基質部分為微晶方解石生物碎屑粒屑為生物碎屑含有大量的軟體動物骨骼；生物碎屑75腕足動物碎片，藍色為含低價鐵的方解石膠結物。粒屑為生物碎屑低價鐵膠結物亮晶膠結物腕足動物碎片，藍色為含低價鐵的方解石膠結物。粒屑為生物碎屑低76粒屑結構生物碎屑生物殼針生物殼針粒屑結構生物碎屑生物殼針生物殼針77完整的海膽骨針橫剖面，具橢圓形和放射狀結構，為單晶體。還有一些小的生物碎片粒屑為生物碎屑完整的海膽骨針橫剖面，具橢圓形和放射狀結構，為單晶體。還有一78灰?guī)r中的鮞粒。鮞粒核心為微晶方解石顆粒。鮞粒之間為碳酸鹽、泥混合物基質和亮晶方解石膠結物。鮞粒亮晶灰?guī)r粒屑為鮞?；?guī)r中的鮞粒。鮞粒核心為微晶方解石顆粒。鮞粒之間為碳酸鹽、泥79石灰?guī)r中的球粒圓狀或橢圓狀，無內(nèi)部構造。粒屑為球粒石灰?guī)r中的球粒圓狀或橢圓狀，無內(nèi)部構造。粒屑為球粒80含有鮞粒、球粒和一些少量生物碎屑，它們由微晶和亮晶方解石膠結。上部不透明礦物是瀝青。粒屑為鮞粒＋球粒＋少量生物碎屑含有鮞粒、球粒和一些少量生物碎屑，它們由微晶和亮晶方解石膠結81(4)交代殘余結構交代作用不徹底，原巖中礦物成分和結構被部分保存下來例如：鮞粒灰?guī)r方解石鮞粒部分或者全部被白云石所代替，但是鮞粒的形態(tài)、內(nèi)部同心層狀構造仍部分或全部保留——————稱為交代殘余鮞粒灰?guī)r白云石化(4)交代殘余結構交代作用不徹底，原巖中礦物成分和結構被82二、內(nèi)源沉積巖的分類：8大類化學化學+生物化學生物二、內(nèi)源沉積巖的分類：8大類化學化學+生物化學生物83二、內(nèi)源沉積巖的分類(1)富Al2O3，且Al2O3>SiO2的巖石，若Al2O3>40%,Al2O3:SiO22:1,則為鋁土礦(2)礦物成分：鋁的氫氧化物為主， 三水鋁石Al(OH)3, 一水軟鋁石-AlO(OH), 一水硬鋁石-AlO(OH), 其他成分是呈微晶產(chǎn)出的粘土礦物、陸源碎屑礦物等(3)顏色——灰-黃-褐紅色(4)結構——內(nèi)碎屑結構，微晶結構，豆粒/鮞粒結構(5)按照成因分類—— A.殘余型鋁質巖(鋁土礦)——原地風化殘余堆積 福建省漳浦玄武巖風化殘余紅土型鋁土礦 B.沉積型鋁質巖(鋁土礦)——風化后搬運到盆地沉積 如我國華北石炭系底部1.鋁質巖（化學）二、內(nèi)源沉積巖的分類(1)富Al2O3，且Al2O3>S842.鐵質巖（化學）(1)指富含含鐵礦物的巖石，若Fe2O3>20%,則為鐵礦石(2)含F(xiàn)e礦物： 氧化鐵礦物——針鐵礦/赤鐵礦 碳酸鐵礦物——菱鐵礦 硅酸鐵礦物——鮞綠泥石 硫化鐵礦物——黃鐵礦/白鐵礦(3)常見結構——內(nèi)碎屑結構，豆粒/鮞粒結構，團粒結構，微晶結構構造——斜層理，粒序層理，波痕，泥裂(4)主要類型： A.氧化鐵質巖(礦石)——褐紅色，比重大，常為鮞粒結構 如：華北宣龍式鐵礦，南方泥盆系寧鄉(xiāng)式鐵礦 B.菱鐵礦巖(礦石)——在地表易風化呈紅色，層狀、透鏡狀 C.鮞綠泥石鐵質巖(礦石)——鮞綠泥石，暗灰色，灰綠色 如東北渾江地區(qū)臨江式鐵礦

2.鐵質巖（化學）85(1)富含Mn礦物的沉積巖，有工業(yè)價值的即為錳礦石(2)礦物成分： 軟錳礦MnO2鮞粒狀，隱晶質集合體 硬錳礦mMnO?MnO2?H2O鐘乳狀，細晶集合體 水錳礦Mn2O2(OH)2鮞粒狀,致密塊狀礦石 菱錳礦MnCO3鮞粒狀,結晶粒狀(3)結構——豆粒/鮞粒結構，隱晶質結構(4)主要類型—— A.錳質泥質巖——水錳礦，硬錳礦 B.錳質碳酸鹽巖——菱錳礦，錳方解石 C.錳質碎屑巖——錳質粉砂巖/砂巖等 D.錳質硅質巖——硅質的玉髓、蛋白石，含Mn的氧化物 3.錳質巖（化學）(1)富含Mn礦物的沉積巖，有工業(yè)價值的即為錳礦石3.錳質864.磷質巖（生物+化學）(1)P2O5含量>7.8%的巖石稱為磷質巖，————>19.5%————磷塊巖。(2)礦物成分： 磷灰石Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)——微晶質 膠磷礦Ca3(PO4)2?2H2O————非晶質

(3)結構——內(nèi)碎屑結構，鮞粒，生物碎屑，非晶質，微晶，交代構造——水平、波狀、斜層理，塊狀，波痕，泥裂(4)主要類型A.原生層狀磷塊巖——工業(yè)意義最大，如云南、貴州 B.再造磷塊巖—— C.結核磷塊巖—— D.次生磷塊巖——交代，淋濾4.磷質巖（生物+化學）875.蒸發(fā)巖（化學成因）(1)主要由K,Na,Ca,Mg的易溶鹽類組成硫酸鹽類：石膏CaSO4?2H2O，硬石膏CaSO4,芒硝Na2SO4?10H2O 雜鹵石(2CaSO4?MgSO4?K2SO4?7H2O)碳酸鹽：蘇打Na2CO3?10H2O,天然堿Na2CO3?NaHCO3硼酸鹽:硼砂Na2B4O7?10H2O硝酸鹽：鈉硝石NaNO3,鉀硝石KNO3鹵化物：石鹽NaCl,鉀石鹽KCl，光鹵石KCl?MgCl2?6H2O 鉀鹽鎂礬4KCl?4MgSO4?11H2O(2)成因：化學成因，炎熱干燥，閉塞瀉湖、鹽坪或者內(nèi)陸鹽湖強烈蒸發(fā)(3)結構：顯晶質粒狀/纖維狀

構造：薄層狀，紋層狀，有時因塑性變形和流動而成揉皺，角礫狀構造(4)

分類—— A.石膏和硬石膏巖（SO42-） B.石鹽巖（NaCl) C.鉀鎂鹽類(K,Mg-Cl,SO42-)

5.蒸發(fā)巖（化學成因）886.可燃性有機巖主要是C、H、O、N的有機化合物組成的巖石，包括煤、油頁巖煤的有機組分——植物轉化而來油頁巖——不純的腐泥質沉積物轉化而來

油頁巖一般為棕-黑色，比重小，提煉石油的重要原料6.可燃性有機巖主要是C、H、O、N的有機化合物組成的巖石，89三.硅質巖類（生物+化學）1.一般特征(1)化學或生物化學作用形成的富含SiO2的沉積巖，其SiO2含量70~90%，甚至99%。(2)礦物成分： 氧化硅礦物，包括：

Q——顯晶質的SiO2

玉髓——隱晶質的SiO2

?2H2O

蛋白石——非晶質的SiO2

?nH2O(3)結構——多為隱晶質結構，部分為鮞粒結構、骨屑結構構造——層狀、條帶狀、結核狀(4)灰黑色/灰白色，或紅色、綠色，一般致密堅硬，貝殼狀斷口，化學 性質穩(wěn)定，難于風化。(5)分布廣，在沉積巖中列第4位（次于泥巖、砂巖、碳酸鹽巖）三.硅質巖類（生物+化學）902.分類、主要類型化學成因的——碧玉巖，燧石巖，硅華(1)碧玉巖：石英和玉髓組成，?；煊醒趸F、有機質、粘土礦物，色彩多樣，隱晶質結構，致密堅硬，貝殼狀斷口。常與火山巖伴生。(2)燧石巖：是最常見的硅質巖，由蛋白石、玉髓和石英組成。隱晶質結構，少數(shù)為鮞粒結構，致密堅硬，貝殼狀斷口，顏色多為黑色、灰色。呈結核狀、透鏡狀、條帶狀。(3)硅華：純化學成因的硅質巖，火山作用后期溫泉噴出地表，多孔，淺色。生物成因的——硅藻土，海綿巖，放射蟲巖(1)硅藻土：硅藻的遺體，蛋白石，白色或淺黃色，比重小(2)海綿巖：主要由硅質海綿骨針組成，蛋白石為主(3)放射蟲巖：硅質放射蟲介殼。2.分類、主要類型化學成因的——碧玉巖，燧石巖，硅華生物成91硅藻土：

硅藻的遺體，蛋白石，白色或淺黃色，比重小硅藻土：

硅藻的遺體，蛋白石，白色或淺黃色，比重小92QUARTZQUARTZ93左側為燧石巖，右側為黑燧石巖。

（據(jù)JohnH.Gerard，芝加哥自然歷史博物館收藏）左側為燧石巖，右側為黑燧石巖。

（據(jù)JohnH.Gera94隱晶質的石英

（CryptocrystallineQuartz）隱晶質的石英

（CryptocrystallineQuar95CreedeColorado,USA美國科羅拉多GoldenCross新西蘭金色谷CreedeGoldenCross96Sleeper,內(nèi)華達洲7號礦帶巴布亞新幾利亞Sleeper,USASleeper,內(nèi)華達洲7號礦帶Sleeper,US97LaGuitarraGoldenCrossMcLaughlinTEXTURESLaGuitarraGoldenCrossMcLaugh98Stockwork,GoldenCrossVein,GoldenCrossVein,HishikariVein,LaGuitarraStockwork,GoldenCrossVein,G99ChinkuashihLaCoipaAkeshiSulfidevein,ElIndioFORMChinkuashihLaCoipaAkeshiSulfi100TEXTURES結構構造多孔石英TEXTURES結構構造多孔石英101Residualquartz,Summitville殘余石英，SummitvilleQuartz-alunite,Summitville石英明礬石,SummitvilleHypogenealunite,ElTambo淺成(熱液)明礬石,ElTamboResidualquartz,Pierina殘余石英，PierinaResidualquartz,Summitville102200300400500600700100Depth深度mTemp溫度oC1000150200225250Illite伊利石Smectite蒙脫石Illite-Smectite伊利石-蒙脫石Alteration蝕變Veintextures/Mineralogy脈結構構/礦物成份硅華SinterChalcedony玉髓Massive塊狀Banded帶狀結構Quartz石英quartz-Chalcedony石英-玉髓Banded帶狀結構Calcite方解石Lattice晶格adularia冰長石Gold金200300400500600700100DepthTemp103冷卻作用導致SO2的沉淀隱晶質硅方石英冷卻作用導致SO2的沉淀隱晶質硅方石英1043.硅質巖的分布與用途(1)最多者為燧石巖和碧玉巖(2)時代上，前寒武紀—新生代均有，但是寒武紀之后 硅質巖逐漸減少(3)成因上，愈古老的地層中，化學成因是主要的愈新的地層中，生物成因的愈多(4)分布上，我國各地都有，分布廣(5)用途：硅藻土——工業(yè)上之漂白劑、吸著劑、隔熱隔音材料燧石巖——硬度大，是研磨材料碧玉巖——石料或寶石3.硅質巖的分布與用途(1)最多者為燧石巖和碧玉巖105A.碳酸鹽礦物：主要是方解石、白云石，有時有文石、鐵白云石等B.非碳酸鹽的自生礦物：如，氧化鐵、海綠石、黃鐵礦、Q、有機質等C.陸源礦物：Q、長石、云母、粘土礦物，一般很少，若多則過渡為泥質巖和碎屑巖。四、碳酸鹽巖類碳酸鹽巖——是Ca、Mg碳酸鹽礦物為主組成的沉積巖，主要類型是石灰?guī)r和白云巖.1.一般特征(1)礦物成分A.碳酸鹽礦物：主要是方解石、白云石，有時有文石、鐵白云106四、碳酸鹽巖類(3)構造：種類很多——源于其形成方式很多機械搬運沉積的——與流水作用有關的各種沉積構造，如 斜層理、交錯層理等濁流沉積作用形成的——粒序層理、槽模、溝模原地沉積的特殊構造——疊層石、鳥眼構造、示底構造1.一般特征(2)碳酸鹽巖的結構——可有多種結構，如：粒屑結構、晶粒結構、生物骨架結構、交代殘余結構四、碳酸鹽巖類(3)構造：種類很多——源于其形成方式很多1107疊層石(Sromatolites)疊層石(Sromatolites)1082.碳酸鹽巖的分類分類方案很多，有幾十種，歸納起來有2個分類法：成分分類和結構-成因分類在成分分類中可有： 兩組分分類，如石灰?guī)r+白云巖分類 石灰?guī)r+砂分類

三組分分類，如石灰?guī)r+白云巖+泥巖 石灰?guī)r+白云巖+粘土很多分類須在室內(nèi)詳細工作，如顯微鏡下鑒定的基礎上完成2.碳酸鹽巖的分類分類方案很多，有幾十種，歸納起來有2個分類1092.碳酸鹽巖的分類白云石含量:05%25%50%砂含量05%25%50%按成分劃分巖石類型：灰?guī)r含白云質灰?guī)r白云質灰?guī)r巖石類型灰?guī)r含砂灰?guī)r砂質灰?guī)r2.碳酸鹽巖的分類白云石含量:0110結構-成因分類結構-成因分類1113.碳酸鹽巖的主要類型(1)粒屑亮晶灰?guī)r

由粒屑+亮晶組成，粒屑較多，常為接觸式膠結粒屑包括：內(nèi)碎屑、鮞粒、豆粒、骨屑、團粒條件：水動力較強，粒屑具有較高的圓度和分選性，有層理、波痕等常見的：A.內(nèi)碎屑亮晶灰?guī)r：內(nèi)碎屑+亮晶方解石

B.鮞粒(豆粒)亮晶灰?guī)r：鮞粒(豆粒)+亮晶方解石現(xiàn)代鮞粒條件：溫暖，>20OC，強烈擾動之淺水，水體清潔，鹽度高C.生物亮晶灰?guī)r：生物遺體(骨屑)+亮晶方解石 生物遺體——多為破碎，一定程度的磨圓分選，生物種類很多，若 為一種生物為主，可以命名該生物，例如：海百合亮晶灰?guī)r礫屑，砂屑，粉屑礫屑亮晶灰?guī)r砂屑亮晶灰?guī)r3.碳酸鹽巖的主要類型(1)粒屑亮晶灰?guī)r礫屑，砂屑，粉屑112碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）113砂屑亮晶灰?guī)r鮞粒亮晶灰?guī)r砂屑亮晶灰?guī)r鮞粒亮晶灰?guī)r114鮞粒石灰?guī)r圖據(jù)《巖石與礦物圖鑒》，克里斯.佩倫特著，朱靜江譯，1996

鮞粒石灰?guī)r115生物灰?guī)r有機體是栗孔蟲，其壁都是微晶方解石；膠結物為細粒的亮晶方解石，但也有未被充填的空隙生物灰?guī)r有機體是栗孔蟲，其壁都是微晶方解石；116(2)粒屑微晶灰?guī)r粒屑+微晶(灰泥)基質粒屑圓度變化大，棱角-圓狀都有——表明水動力條件弱我國南方C、P、T 北方C、O、C=泥屑+微晶方解石（均<0.03）=內(nèi)碎屑、鮞粒（豆粒）、骨屑、團粒碳酸鹽中，粒屑微晶灰?guī)r很多，其中的礫屑呈扁橢球——通常叫竹葉狀灰?guī)r(2)粒屑微晶灰?guī)r粒屑+微晶(灰泥)基質=泥屑+微晶方117碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）118(3)微晶灰?guī)r<0.03mm的碳酸鹽顆粒+微晶方解石 >90%>0.03mm的粒屑 <10%淺灰-深灰色，微晶結構，隱晶質結構，致密，斷口光滑具有塊狀層理或水平紋理——屬于靜水或弱動力的盆地、瀉湖(3)微晶灰?guī)r<0.03mm的碳酸鹽顆粒+微119碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）120微晶灰?guī)r微晶灰?guī)r121(4)生物礁灰?guī)r造礁生物形成的，是原地的造礁生物——層孔蟲，苔蘚蟲，珊瑚等堅固的抗浪骨架——內(nèi)部有棘皮動物動物、腕足類等還有的骨架被亮晶方解石充填——生物骨架結構生物礁大?。?-2m,甚至幾百米(4)生物礁灰?guī)r造礁生物形成的，是原地的122碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）碳酸鹽巖分類表（結構-成因分類）123石灰?guī)r石灰?guī)r124白云石含量應>50%：由粒屑灰?guī)r經(jīng)過白云石化形成；同粒屑灰?guī)r一樣，具有內(nèi)碎屑、鮞粒、豆粒、骨