砂巖和粉砂巖

砂巖和粉砂巖第1頁/共36頁21概念：由砂級（2～0.1mm）的陸源碎屑顆粒含量＞50％的巖石。2成分特征：砂級碎屑組分以石英為主，其次是長石及各種巖屑；有時含云母和綠泥石等碎屑礦物。3結(jié)構(gòu)特征：由砂粒碎屑、雜基和膠結(jié)物、孔隙三部分組成。雜基是細(xì)粒機(jī)械組分，粒度上限一般為0.03mm。膠結(jié)物主要反映相應(yīng)形成階段的物理化學(xué)條件。

一、砂巖基本特征

第2頁/共36頁34、構(gòu)造特征：沉積構(gòu)造發(fā)育。5、巖石分布特征：分布遠(yuǎn)比礫巖廣，約占沉積巖1／3左右，僅次于粘土巖。6、研究意義：砂巖是良好的儲水層和油層、氣層。據(jù)統(tǒng)計，世界上半數(shù)以上的油氣資源儲集在砂巖中。我國絕大部分油氣都是儲集在砂巖中。第3頁/共36頁4第4頁/共36頁5二、砂巖的分類1、分類原則：

砂巖分類方法很多，如結(jié)構(gòu)（粒度）分類、成分分類、成因分類及成分一成因分類等。所提出的分類應(yīng)當(dāng)反映巖石生成三個問題。(?)（1）來源區(qū)母巖性質(zhì)（2）搬運(yùn)和磨蝕歷史，即巖石成熟度；（3）沉積時的介質(zhì)物理?xiàng)l件，即流動因素。第5頁/共36頁6結(jié)構(gòu)不同、成因不同、命名如何體現(xiàn)？通過命名反應(yīng)成分結(jié)構(gòu)不同？第6頁/共36頁7

從具體標(biāo)志來說，選擇砂巖中的石英、長石、巖屑和粘土基質(zhì)四種組分作為分類依據(jù)。因?yàn)檫@些變量容易鑒別，又有成因意義，它們彼此間的數(shù)量關(guān)系可以反映砂巖的成因特征。第7頁/共36頁8不穩(wěn)定碎屑組分可以反映物質(zhì)來源。長石和巖屑的比值，F(xiàn)/R，稱來源指數(shù)

長石是花崗質(zhì)母巖的標(biāo)志，巖屑則是火山巖、沉積巖和淺變質(zhì)巖的標(biāo)志。長石和巖屑的比值可以反映出來源區(qū)母巖組合的基本特征。至于單晶石英來源是多方面的，石英巖、花崗巖、片麻巖等巖石，也可以是經(jīng)歷多次沉積旋口的產(chǎn)物，不能反映來源區(qū)的母巖性質(zhì)。第8頁/共36頁9搬運(yùn)和磨蝕通過穩(wěn)定組分和不穩(wěn)定組分相對量比來表示成熟度：Q／F＋R，稱礦物成熟度。礦物成熟度越高，磨蝕條件越好，搬運(yùn)歷史也越長。粘土基質(zhì)有無和數(shù)量多少，是機(jī)械分異作用好壞的具體指標(biāo)。流動指數(shù)：即碎屑與基質(zhì)比值（C／M）。C/M比值可以直接反映砂泥混雜的程度，即巖石分選的好壞。如果C/M比值很小，則砂泥混雜、分選性很差，說明簸選不徹底，沉積物堆積速度很快。第9頁/共36頁102、本書的分類方案（1）四組分體系中首先按基質(zhì)含量將砂巖分為砂巖和雜砂巖兩大類：（凈）砂巖:基質(zhì)含量15％、分選性好；

雜砂巖:基質(zhì)含量＞15％的、分選性差的混雜砂巖。

當(dāng)粘土雜基含量超過50％時，則過渡為粘土巖。第10頁/共36頁11（2）按照三角圖解中三個端元組分石英（Q）、長石（F），及巖屑（R）相對含量劃分類型。長石或巖屑含量＞25％作為長石砂巖類或巖屑砂巖類的分界，便于野外鑒定。此外，巖屑端元的組合方式包括燧石、硅質(zhì)巖屑和花崗質(zhì)巖石在內(nèi)的各種巖屑以及碎屑狀云母及綠泥石第11頁/共36頁12第12頁/共36頁13例1：石英53%，長石10%，巖屑13%，雜基14%，膠結(jié)物2%，孔隙度8%。顆粒相對含量：Q—69.7%，F(xiàn)—13.2%，R—17.1%。定名：長石巖屑質(zhì)石英砂巖。例2：濟(jì)陽拗陷下第三系沙河街組中砂巖，石英49.5%，長石31.5%，巖屑8%，云母1%。雜基8%，膠結(jié)物2%，孔隙度8%。

顆粒相對含量：Q—55%，F(xiàn)—35%，R—10%。定名：長石砂巖。F:R>3:1第13頁/共36頁14顆粒相對含量：Q—55%，F(xiàn)—35%，R—10%。定名：長石砂巖。F:R>3:1第14頁/共36頁15例：石英53%長石10%巖屑13%雜基14%膠結(jié)物2%孔隙度8%顆粒相對含量：石英69.7%，長石：13.2%，巖屑：17.1%以顆粒為百分之百來命名！第15頁/共36頁16巖石類型巖石名稱主要碎屑顆粒含量（%）備注石英長石巖屑石英砂巖1石英砂巖>90<10<102長石質(zhì)石英砂巖75-905-25<12.5長石>巖屑3巖屑質(zhì)石英砂巖75-90<12.55-25巖屑>長石4長石巖屑質(zhì)石英砂巖50-70<25<25長石砂巖5長石砂巖<75>25<25長石>巖屑6巖屑質(zhì)長石砂巖<6525-7512.5-50巖屑砂巖7巖屑砂巖<75<25>25巖屑>長石8長石質(zhì)巖屑砂巖<6512.5-5025-75砂巖成分分類表第16頁/共36頁17三、砂巖的主要類型

（一）石英砂巖類1、基本特征（1）成分特征：石英含量>50％，長石和巖屑的含量皆小于25％；（2）典型的巖類：石英砂巖，其次是長石質(zhì)石英砂巖和巖屑質(zhì)石英砂巖，長石巖屑質(zhì)石英砂巖；（3）結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征：分選好，圓-次圓狀，波痕和交錯層理發(fā)育，顏色大都為灰白色，膠結(jié)物大多為硅質(zhì)，次為鈣質(zhì)、鐵質(zhì)及海綠石等。第17頁/共36頁18（4）典型巖石環(huán)境意義：不可能直接來源于花崗巖風(fēng)化，而是來自于先前存在的砂巖石英砂巖主要產(chǎn)于海洋環(huán)境：海灘環(huán)境的強(qiáng)烈沖洗與磨蝕導(dǎo)致砂粒凈化的結(jié)果。穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境、基準(zhǔn)的夷平以及長期的風(fēng)化作用。第18頁/共36頁19（二）長石砂巖類（1）成分特征：主要由石英和長石組成，石英含量＜75％，長石含量＞25％，巖屑含量＜25％；長石含量25％到100％，實(shí)際上含量高于75％的極為少見。長石以鉀長石和酸性斜長石為主。含有大量的云母碎屑，高達(dá)10％以上。

（2）典型巖類：長石砂巖和巖屑質(zhì)長石砂巖。

（3）結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征：顆粒一般不規(guī)則，并且磨圓度差，次圓~次棱。一般情況下，長石砂巖類常因鉀長石含量多而呈向紅色；第19頁/共36頁20（4）典型巖石環(huán)境意義母巖：富含長石的母巖如花崗巖、花崗片麻巖、正長巖、輝長巖等為源區(qū)，是物質(zhì)基礎(chǔ)。構(gòu)造或氣候條件：構(gòu)造運(yùn)動比較強(qiáng)烈地區(qū)，形成高差較大的地形起伏，母巖遭受劇烈侵蝕，快速堆積，是長石砂巖形成的關(guān)鍵因素；具備這種條件形成的長石砂巖稱為構(gòu)造長石砂巖。

在干燥和寒冷的氣候條件下，物理風(fēng)化為主，在構(gòu)造穩(wěn)定的條件下也可形成長石砂巖，稱為氣候長石砂巖。第20頁/共36頁21

有的長石砂巖直接覆蓋在花崗質(zhì)結(jié)晶基底的侵蝕面上，它是古老花崗質(zhì)巖石的崩解產(chǎn)物，在海侵過程中經(jīng)過改造并在原地堆積而成，稱殘余長石砂巖或基底長石砂巖.地理位置：形成于山間拗陷、邊緣拗陷地區(qū)的河、湖泊環(huán)境中，海成少見。(?)第21頁/共36頁22長石砂巖顆粒的掃描照片

自生長石膠結(jié)物晶形好第22頁/共36頁23

（三）巖屑砂巖類（1）成分特征

巖屑＞25％，長石<25%,石英<75％。巖屑成分復(fù)雜，有時一種砂巖內(nèi)巖屑可達(dá)20余種，但一般只有幾種是主要。常見的可分三類：①各種隱晶質(zhì)的噴出巖屑；②板巖、千枚巖及云母片巖等低級變質(zhì)巖屑；③粉砂巖、粘土巖、硅巖及燧石巖屑，甚至還有單晶石英和多晶石英，這種石英往往呈棱角狀至次棱角狀。長石含量一般較少，在巖屑砂巖中含較多長石時，常見各種斜長石、正長石、條紋長石和微斜長石等，但主要的長石一般為酸性斜長石。(?)第23頁/共36頁24（2）典型巖類：巖屑砂巖、長石質(zhì)巖屑砂巖（3）結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征：一般呈淺灰色，灰綠色及灰黑色。分選性、磨圓度均不好，一般為細(xì)粒結(jié)構(gòu)至粗粒結(jié)構(gòu)。第24頁/共36頁25（4）典型巖石環(huán)境意義：

形成條件與長石砂巖基本類似，需要有利于不穩(wěn)定物質(zhì)產(chǎn)生和沉淀的條件。強(qiáng)烈的物理風(fēng)化和近源快速堆積，才可使大量母巖的崩解產(chǎn)物得以保存。巖屑砂巖形成的成因復(fù)雜，要結(jié)合區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行具體分析。

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（四）雜砂巖類

（1）成分特征：雜基含量大于15％，砂泥混雜；（2）典型巖類：長石雜砂巖、巖屑質(zhì)長石雜砂巖、巖屑雜砂巖、長石質(zhì)巖屑雜砂巖；（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征：具雜基支撐結(jié)構(gòu)；磨圓度和分選性均不好，顆粒一般具尖銳棱角狀；豐富遞變層理、塊狀層理、槽模、溝模、同生變形構(gòu)造、生物收食跡等沉積構(gòu)造和鮑瑪序列。

（4）環(huán)境意義：典型的雜砂巖通常堆積在急速沉降的地槽或裂谷盆地中。第26頁/共36頁27

四、粉砂巖（一）一般特征概念：主要由0.l～0.01mm粒級（含量＞50％）碎屑顆粒組成的細(xì)粒碎屑巖；按顆粒大小又可分為：粗粉砂巖（0.1～0.05mm）和細(xì)粉砂（0.05～0.0lmm）。第27頁/共36頁28

成分特征：穩(wěn)定組分較多，成分較單純，常以石英為主，長石較少，多為鉀長石，常含較多白云母。重礦物含量比砂巖多，可達(dá)2～3％，多為穩(wěn)定性高的組分，如鋯英石、電氣石等。(?)

結(jié)構(gòu)與構(gòu)造特征：磨圓度不高棱角狀的。分選性一般較好，當(dāng)有較多砂粒混入時可以較差。水平層理及波狀層理為主；交錯層理較少，多為小型；常見水平滑動所形成的包卷層理等變形構(gòu)造。(?)第28頁/共36頁29

粉砂巖的掃描電鏡。第29頁/共36頁30

粉砂巖的掃描電鏡。第30頁/共36頁31（二）分類

粉砂巖的進(jìn)一步分類可根據(jù)粒度、碎屑成分和膠結(jié)物成分。根據(jù)粒度，除一般分為粗粉砂巖和細(xì)粉砂巖之外，如果粉砂巖中混有較多的砂和粘土?xí)r，亦可按三級復(fù)合命名原則來命名，如含砂質(zhì)粉砂巖、含泥砂質(zhì)粉砂巖等。第31頁/共36頁32（三）成因和分布特征成因：是經(jīng)過較長距離搬運(yùn)，在穩(wěn)定的水動力條件下緩慢沉降形成的。因?yàn)殚L距離搬運(yùn)不僅能使碎屑物質(zhì)破碎形成粉砂級顆粒，而且還可使粗細(xì)混雜的物質(zhì)逐漸分界，使粉砂顆粒相對集中。這些物質(zhì)因顆粒細(xì)小故需在穩(wěn)定的環(huán)境中方可沉降堆積。第32頁/共36頁33

分布特征：分布極為廣泛，幾乎在所有的砂泥質(zhì)巖系中，都有粉砂巖層或夾層。它在橫向上的分布也有一定的規(guī)律性，一般出現(xiàn)在砂巖向泥巖過渡的水流緩慢地帶。多產(chǎn)于海、湖底部較深處；另外，在河漫灘、三角洲、瀉湖、沼澤地區(qū)亦較常見。第33頁/共36頁34

黃土為粉砂質(zhì)沉積的典型代表之一，它是一