陸源碎屑巖的成分與結(jié)構(gòu)

沉積巖與沉積相教案——第三章陸源碎屑巖的成分與構(gòu)造沉積巖與沉積相教案——第三章陸源碎屑巖的成分與構(gòu)造第第10頁第三章陸源碎屑巖的成分與構(gòu)造義。下面我們對(duì)這四方面分別學(xué)習(xí)。第一節(jié)碎屑巖的物質(zhì)成分碎屑巖包含四種組成局部：碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物和孔隙 也是碎屑巖的三大物質(zhì)組分。其中碎屑顆粒是巖石的主體局部，占整個(gè)巖石的50%以上，并打算了碎屑巖的根本特征。雜基和膠結(jié)物合稱填隙物。碎屑巖好比是磚塊砌起來的墻，則一塊塊的磚就相當(dāng)于砂巖中的砂粒、粉砂巖中的粉砂。填隙物是充填在碎屑顆粒之間的組分。雜基是與碎屑顆粒一起沉積下來的較細(xì)粒物質(zhì)，分布于碎屑顆粒間，如砂巖中的細(xì)粉砂和粘土物質(zhì)，相當(dāng)于附著在磚塊上的塵土和砂粒。膠結(jié)物是碎屑顆粒之間的化學(xué)沉淀物，形成于沉積后階段，如碳酸鈣、二氧化硅等，將松散沉積物粘結(jié)、固結(jié)起來，形成沉積巖，可以與將磚塊起粘結(jié)固定作用的水泥相比。在磚塊、水泥和塵土之間沒有被充填的或墻砌成后由于風(fēng)吹雨淋造成的空隙和裂縫就相當(dāng)于碎屑巖的孔隙。不同的是，碎屑巖孔隙和裂縫發(fā)育是好事，能為油氣供給良好的儲(chǔ)集空間和運(yùn)移通道，一堵墻假設(shè)消滅大量孔洞和裂縫可就糟了。一、碎屑顆粒巖石碎屑組成?！惨弧车V物碎屑203~5種。2.86的稱為重礦物〔如榍石、鋯英石、局部鐵鎂礦物〔如輝石、角閃石〕以及來自變質(zhì)巖的變質(zhì)礦〔2.86的自生礦物〔如黃鐵礦、重晶石比重小于2.86輕礦物的種類不多，但打算了碎屑巖的主要性質(zhì)，以石英、長石、云母為主?！瞦uartz〕陸源碎屑礦物中以石英，幾乎每一種碎屑巖中都含有石英。它主66.8%，在礫巖中含量較少，在粘土巖中含量更少。屑石英顆粒的磨圓程度隨形成條件的不同而有差異。-長石質(zhì)片麻巖及片巖是碎屑石英的主要來，和顆粒類型等特征，有助于推斷石英的來源。成為多晶石英碎屑。長石是結(jié)晶巖中分布最廣、數(shù)量最多的礦物。但在碎屑巖中，據(jù)統(tǒng)計(jì)，長石碎屑僅相當(dāng)于1/4長石在風(fēng)化和搬運(yùn)中漸漸被淘汰，造成數(shù)量大幅度削減。但在近距離快速堆積的碎屑巖中，長石的含量可到達(dá)50%。海相砂巖一般石英含量高于湖相砂例10～25%構(gòu)成長石質(zhì)石英砂巖或長石砂巖。一般認(rèn)為，地殼運(yùn)動(dòng)比較猛烈、地形高差大、氣候枯燥、物理風(fēng)化為主、素長石；斜長石中，鈉長石遠(yuǎn)多于鈣長石。云母類生，以抗化學(xué)風(fēng)化力氣較強(qiáng)的白云母居多。重礦物幾乎每一種碎屑巖中都含有不超過10%的重礦物，它們的顆粒往往比石0.25~0.05mm粒級(jí)中含量最高。劃分為穩(wěn)定重礦物和不穩(wěn)定重礦物兩類?？癸L(fēng)化力氣高，分布廣泛，在遠(yuǎn)離母巖區(qū)的沉積巖中百分含量相對(duì)增高，。常見的穩(wěn)定重礦物有石榴石、榍石、磁鐵礦、電氣石、鋯英石、金紅石等。不穩(wěn)定重礦物穩(wěn)定性弱，分布不廣，〔不包括自生成因的〕等?！捕硯r石碎屑巖石碎屑簡稱巖屑，是母巖機(jī)械裂開形成的巖塊，是保持著母巖構(gòu)造的，因此巖屑可以供給有關(guān)母巖特征的直接信息。巖屑的抗風(fēng)化能力較弱，其大量消滅反映了特別的地質(zhì)條件，如氣候枯燥、快速的剝蝕和堆。同一種巖屑的數(shù)量和粒度的變化說明距陸源區(qū)的遠(yuǎn)近或化學(xué)風(fēng)化程度的巖的礦物粒徑大，搬運(yùn)距離較遠(yuǎn)，也可能保存數(shù)量較多的巖屑。巖屑大量消滅在礫巖中，而粘土巖中幾乎沒有。在礫巖中巖屑平均含量95~100%，少的則完全沒有。常見的巖屑類型來自各類侵入巖、變質(zhì)巖、噴出巖、硅巖、粘土巖和碳?！踩吵煞殖墒於仍谒樾紟r成因分析中，常以碎屑巖中最穩(wěn)定組分的相對(duì)含量來標(biāo)志其成這就是成分成熟度的概念。在輕組分中，單晶非波狀消光石英是最穩(wěn)定的，它的相對(duì)含量是碎屑巖成熟程度的重要志。在重礦物中，鋯石〔Zircon、電氣石〔Tourmalin、金紅石〔Rutile〕是最穩(wěn)定的，這三種礦物在透亮礦物中所占的比例稱為“ZTR”指數(shù)，也是推斷成分成熟度的標(biāo)志。度它們?cè)诤艽蟪潭壬鲜軞夂蚝痛蟮貥?gòu)造條件的制約。二、填隙物成因以及對(duì)巖石所起的作用等方面是不同的?！惨弧畴s基雜基是碎屑巖中以懸移載荷方式沉積的，粒徑一般小0.03mm的細(xì)小碎屑巖中最常見的雜基成分是高嶺石、水云母、蒙脫石和綠泥石等各種粘土礦物，有時(shí)見有灰泥、云泥等。各種細(xì)粉砂級(jí)別的石英、長石以及隱晶構(gòu)造的巖屑等，也屬于雜基范圍。的特征。〔二〕膠結(jié)物膠結(jié)物是碎屑巖在沉積、成巖階段從膠體或真溶液中沉淀出來充填在碎屑顆粒之間的各種礦物〔即自生礦物：沉積和成巖階段以化學(xué)或生物化學(xué)方式形成的沉積礦物。其中以碳酸鹽質(zhì)〔方解石、白云石、菱鐵礦等、硅質(zhì)〔隱晶質(zhì)：在顯微鏡下才能識(shí)別單體的礦物、石英、鐵質(zhì)和磷酸鹽類礦物較為常見。pHEh值等地質(zhì)條件，因此，爭論膠結(jié)物的類型、物質(zhì)來源，析出挨次和起始時(shí)間等是爭論巖石形成歷史的重要課題。分布對(duì)巖石的儲(chǔ)集性能、油層開采和測井、地震響應(yīng)等具有較大的影響。其次節(jié)碎屑巖的構(gòu)造具體地說，包括碎屑顆粒的構(gòu)造，雜基和膠結(jié)物的構(gòu)造，孔隙的構(gòu)造以及碎屑顆粒與雜基和膠結(jié)物之間的關(guān)系。重要標(biāo)志。一、碎屑顆粒的構(gòu)造碎屑顆粒的構(gòu)造包括碎屑的粒度、圓度、球度、外形以及顆粒外表的微。〔一〕粒度粒度的概念粒度即碎屑顆粒的大小 接打算著巖石的類型和性質(zhì)，因此是碎屑巖分類命名的的重要依據(jù)。值和體積值。線性值線性值是直觀測量出來的。由于顆粒外形不規(guī)章，因此通常要測量顆粒〔1〕〔2〕di〔3〕ds。體積值體積值代表與顆粒同體積的球體直徑，可以用標(biāo)準(zhǔn)直徑〔bn〕表示。A、B、C軸。在礫巖爭論中有時(shí)也用體積值。粒度的劃分劃分方案。我國實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的十進(jìn)制。十進(jìn)制顆粒直徑(毫米)十進(jìn)制顆粒直徑(毫米)粒礫礫礫礫砂級(jí)劃2的幾何級(jí)數(shù)制顆粒直徑(毫米)>10001000～100100～1010～11～0.5巨粗中細(xì)粗礫分巨中礫卵礫礫石石極粗砂0.5～0.25中砂砂粗砂中砂細(xì)砂＞256256～6464～44～22～11～0.50.5～0.250.25～0.1250.25～0.1細(xì)砂極細(xì)砂0.125～0.06250.1～0.050.05～0.01粗粉砂細(xì)粉砂粗粉砂粉砂 中粉砂細(xì)粉砂極細(xì)粉砂0.0078～0.0039＜0.01〔泥〕＜0.0039國際上應(yīng)用較廣的是〔伍登-溫哥華的方案以1mm為2或乘以2〔。>2mm礫2~0.0625mm砂0.0625~0.0039mm粉砂<0.0039mm粘土〔泥〕將幾何級(jí)數(shù)制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)變?chǔ)?。?-loD為碎屑顆粒直徑mm。<-1 礫 -1~4 砂 4~8 粉砂 >8 粘土〔泥〕1990分析鑒定方法”標(biāo)準(zhǔn)匯編中提出的碎屑顆粒粒度劃分標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在石油系統(tǒng)推廣使用。表2 石油行業(yè)碎屑顆粒粒度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)粒級(jí)粒級(jí)粒徑，mm>20.5~20.25~0.50.1~0.250.03~0.1<0.03〔實(shí)際使用時(shí)，將其定位<0.01mm〕碎屑巖分類和命名的根底。碎屑巖的粒度分類和命名上進(jìn)展。假設(shè)碎屑巖的粒度分選程度很好，碎屑根本屬于同一粒級(jí)，那么它的粒如細(xì)礫巖、中砂巖、粗粉砂巖等。用的粒度分類命名的具體原則：三級(jí)命名法。以含量大于或等于50%，即基含量介于50~25*含量25~10%的粒級(jí)作次要形容詞，以“**”的形式寫在最前面；含量少于10%的粒級(jí)一般不反映在巖石的名稱。沒有一個(gè)粒級(jí)的含量大于或等于50%50～25%的粒級(jí)又不只一個(gè)。這時(shí)則以含量為50～25%的粒級(jí)進(jìn)展復(fù)合命名，以“＊＊—＊＊巖”的形式表示，含量較多。其它含量少的粒級(jí)仍按第一條原則處理。假設(shè)碎屑巖的粒度分選更差，不但沒有含量大于50%的粒級(jí)，而別合并為礫、砂和粉砂三大級(jí)，然后按前兩條原則命名。〔二〕圓度圓度是指碎屑顆粒的原始棱角被磨圓的程。它與顆粒的外形無關(guān)，只是棱角銳利程度的函數(shù)。要準(zhǔn)確地爭論和比較碎屑顆粒的圓度，則要計(jì)算其圓度系數(shù)。傳統(tǒng)的方法是將碎屑顆粒的最大扁平投影面放大，在此面上測量出的圓度公式計(jì)算：P〔圓度系數(shù)〕r〔各角平均曲率半徑〕

(r)R〔最大內(nèi)切圓的半徑〕N〔最大扁平面上角的數(shù)目〕R公式說明，比01之間。在實(shí)際工作中，通常用目估法確定顆粒圓度。一般將圓度分為四級(jí)：——碎屑顆粒具有銳利的棱角，具凹棱?！樾碱w粒的棱角有磨蝕現(xiàn)象，但棱角仍清楚可見。原始輪廓仍可識(shí)別。圓狀——碎屑顆粒的棱角已經(jīng)根本或全部消逝，棱線外凸呈弧狀。碎屑的原始輪廓也已經(jīng)消逝。磨圓度差較差中等較好好∣極好磨圓度差較差中等較好好∣極好顆粒外形尖棱角狀棱角狀次棱角狀次圓狀圓狀滾圓狀〔三〕球度BC3A2球度是指碎屑顆粒接近球體的程BC3A2(球度系數(shù))1，最小值趨近于0?！菜摹惩庑晤w粒的外形可依據(jù)Ａ、Ｂ、Ｃ三個(gè)軸間的關(guān)系加以劃分〔表的顆?？梢杂幸粯拥那蚨?。圓球狀B/A>2/3C/B>2/3扁球狀B/A>2/3C/B<2/3橢球狀B/A<2/3C/B>2/3長扁球狀B/A<2/3C/B<2/3在實(shí)際應(yīng)用中常用的外形術(shù)語是：粒狀——顆粒各向等長，如石英；柱狀——一向特長，柱面發(fā)育，如、；其它還有放射狀、纖維狀等。顆粒大小和搬運(yùn)沉積介質(zhì)條件有關(guān)。一般說來，顆粒的外形和圓度在粗碎屑巖的爭論中具有更大的意義?！参濉撤诌x碎屑巖中顆粒大小均勻的程度稱為分選性或分選程可粗略地劃分為好、中、差三級(jí)。當(dāng)主要粒級(jí)成份含量>７５％〔指占碎屑總量的７５％以上〕或者顆粒大小接近相等時(shí)，稱為分選；當(dāng)主要粒級(jí)成份含量為５０～；而沒有一種粒級(jí)成份能夠超過５０％，或者顆粒。進(jìn)一步的爭論則用碎屑巖中顆粒大小的更準(zhǔn)確地分析碎屑巖顆粒的分選性。差＞4.0差極差差＞4.0差極差2.0～4.0＞4.0分選度So〔分選系數(shù)〕分選度σ1〔標(biāo)準(zhǔn)偏差〕極好＜0.35好1～2.5好0.35～0.5較好0.5～0.71中等2.5～4.0中等0.71～1.0較差1.0～2.0〔六〕顆粒的外表構(gòu)造在碎屑顆粒外表常有各種磨光面、毛玻璃化和顯微的刻蝕痕等，稱為〔又稱霜面漆、冰川擦痕以及各種刻蝕痕和撞擊痕等。〔七〕構(gòu)造成熟度〔texturalmaturity〕也稱物理成熟度，是指碎屑沉積物經(jīng)風(fēng)化、搬運(yùn)和沉積作用的改造，在構(gòu)造上接近于最終特征的程。構(gòu)造成熟度越高，則碎屑物質(zhì)分選性越好，磨圓度越高，雜基含量越少。二、填隙物的構(gòu)造〔一〕雜基的構(gòu)造概念雜基是指碎屑巖中與砂、礫一起沉積下來起填隙作用的細(xì)粒物質(zhì)，粒度小于0.03m〔或φ；其成分常為小于0.03mm的細(xì)粉砂和粘土物質(zhì)，有時(shí)可見碳酸鹽灰泥和鐵質(zhì)成分的雜基，它們常與粘土雜基混合消滅。粉砂巖和粘土巖不存在雜基的概。分類雜基按成因分為原雜基和正雜基兩種類型：碳酸鹽泥以及石英、長石、云母等礦物的細(xì)粉砂級(jí)碎屑，具有泥質(zhì)構(gòu)造，與碎屑顆粒之間沒有交代現(xiàn)象。礦物多呈顯微鱗片構(gòu)造，與碎屑顆粒的邊緣可發(fā)生交代作用。正雜基礦物成分一般可以在顯微鏡下鑒別，常見的有高嶺石質(zhì)、水云母質(zhì)、綠泥石質(zhì)和蒙脫石質(zhì)等。原雜基和正雜基可以作為沉積環(huán)境的標(biāo)志。但在碎屑巖中還可見到一些與雜基極為相像的細(xì)粒組分，它們?cè)诔梢蛏吓c雜基完全不同，稱之為“似雜基、假雜基三種類型?！捕衬z結(jié)物的構(gòu)造體生長方式、結(jié)晶程度和分布的均勻性有關(guān)。常見的膠結(jié)物構(gòu)造有：非晶質(zhì)構(gòu)造蛋白石、鐵質(zhì)、磷酸鹽礦物常形成非晶質(zhì)構(gòu)造。隱晶質(zhì)構(gòu)造呈此種構(gòu)造的膠結(jié)物有玉髓、隱晶質(zhì)磷酸鹽、碳酸鹽等。顯晶質(zhì)構(gòu)造。帶狀〔薄膜狀〕和櫛殼狀〔叢生〕構(gòu)造外表生長，稱為櫛殼狀膠結(jié)。再生〔次生加大〕構(gòu)造解石四周也可消滅次生加大構(gòu)造。嵌晶〔連晶〕構(gòu)造。此外，還有凝塊狀或斑點(diǎn)狀構(gòu)造，是由于膠結(jié)物在巖石中的不均勻性造成的?！踩衬z結(jié)類型和顆粒支撐性質(zhì)概念在碎屑巖中，碎屑顆粒和填隙物間的關(guān)系稱為膠結(jié)類型。膠結(jié)類型膠結(jié)類型首先與碎屑顆粒與填隙物的相對(duì)含量有，其次則和顆粒間的。按碎屑顆粒與填隙物的相對(duì)含量將膠結(jié)類型劃分為以下幾種：基底膠結(jié) 物含量較多碎屑顆粒在其中互不接觸而呈漂移狀，填隙物的成分通常是粘土物質(zhì)。一般代表密度較大的流體快速積存的特征，形成于同生期?？紫赌z結(jié) 碎屑顆粒構(gòu)成支架狀顆粒之間多呈點(diǎn)狀接觸膠結(jié)物少只充填在碎屑顆粒之間的孔隙中是成巖期或后生期的化學(xué)沉淀物。于碎屑顆粒相互接觸的地方。它可能是干旱氣候帶的砂層，因毛細(xì)管作用，溶液沿顆粒間細(xì)縫流淌并沉淀形成的；也可能有原來的孔隙式膠結(jié)物經(jīng)地下水淋濾改造而成的。質(zhì)沉積物中的碎屑顆粒會(huì)更嚴(yán)密地接觸，由顆粒的直接接觸構(gòu)成鑲嵌式膠結(jié)。由于有時(shí)不能將碎屑與硅質(zhì)膠結(jié)物分開，看起來象是沒有膠結(jié)物，有人把它稱為無膠結(jié)物式膠結(jié)。支撐類型按碎屑和雜基的相對(duì)含量將支撐類型劃分為：雜基支撐雜基含量高，顆粒互不接觸，在雜基中呈漂移狀。一般〔沉積物重力流〕顆粒支撐 碎屑顆粒含量占確定優(yōu)勢顆粒之間有點(diǎn)接觸線接觸、凹凸和縫合接等不同的接觸關(guān)系，主要構(gòu)成孔隙膠結(jié)、接觸膠結(jié)和鑲嵌膠結(jié)〔牽引流形成的砂質(zhì)沉積物〕壓溶等成巖作用的強(qiáng)度和進(jìn)程，顆粒間縫合接觸是成巖程度很深的特征?！菜摹晨紫犊紫妒菐r石中未被固體物質(zhì)充填的局部。效孔隙進(jìn)展?jié)B流的。由此可見，孔隙是碎屑巖重要的構(gòu)造組分之一。依據(jù)形成階段的不同，可以把孔隙分為原生孔隙和次生孔隙。1.原生孔隙原生孔隙又叫沉積孔隙，是碎屑顆粒原始格架間的孔隙，同時(shí)也包括一些微孔隙。選程度等打算的。26.0%。當(dāng)呈46.7%。但是，真正的碎屑砂粒是不行能完全為球體的。同時(shí)，碎屑分選好，會(huì)增大粒間孔隙空間；分選差，則相反。2.次生孔隙次生孔隙主要是沉積物或沉積巖在埋藏成巖過程中經(jīng)受次生溶解作用形成的孔隙，也包括巖石因裂開或收縮作用造成的縫隙。孔隙是更重要的油氣儲(chǔ)集空間。3.孔隙的演化原生孔隙會(huì)因壓實(shí)作用而不斷削減，因膠結(jié)作用而被充填，從而失去其有效性。性質(zhì)，如碳酸鹽礦物、硫酸鹽礦物，甚至長石等硅酸鹽礦物，在溫度、壓力上升以及適當(dāng)?shù)某蓭r介質(zhì)條都可能，從而在砂巖中形成次生孔隙，構(gòu)成次生孔隙發(fā)育帶，成為有效的儲(chǔ)集空間。此外，巖石的裂開和收縮也可產(chǎn)生次生孔隙。4.孔隙構(gòu)造的數(shù)據(jù)和信息?？紫抖群蜐B透率是最常用的油層物性參數(shù)。兩者一般成正比。滲透率比孔隙度更重要