沉積學-第四章-碎屑巖各論課件

第四章陸源碎屑巖各論第四章陸源碎屑巖各論1陸源碎屑巖按粒度劃分礫巖砂巖粉砂巖粘土巖陸源碎屑巖按粒度劃分2一、一般特征主要由大于2mm（>50%）的碎屑—礫石組成。（一）成分——最能反映母巖性質(zhì)碎屑組分以巖屑為主。雜基通常為細粒的砂、粉砂和粘土。第一節(jié)礫巖一、一般特征第一節(jié)礫巖3（二）常見構造大型斜層理、遞變層理、塊狀層理、疊瓦狀構造——礫石的最大扁平面向源區(qū)方向傾斜，彼此重疊，呈疊瓦狀。（二）常見構造4疊復遞變層理反遞變層理疊復遞變層理反遞變層理5塊狀礫巖塊狀礫巖6疊瓦狀構造疊瓦狀構造7（三）結構顆粒粗、填隙物粗。隨搬運距離的加大，結構成熟度增高。

（四）顏色多樣，常帶繼承色（三）結構8二、礫巖分類（一）按礫石圓度的分類1.礫巖：圓狀和次圓狀礫石含量大于50%，沉積成因；2.角礫巖：棱角狀和次棱角狀礫石大于50%。除沉積成因外，還可成因于構造作用、火山作用、化學作用。如：斷層角礫巖、火山角礫巖、洞穴角礫巖及巖溶角礫巖二、礫巖分類9（二）按礫石大小分類（十進制原則）1.細礫巖：礫石直徑2～10mm；2.中礫巖：10～100mm（1～10cm）；3.粗礫巖：100～1000mm（0.1～1m）；4.巨礫巖：＞1m。

（二）按礫石大小分類（十進制原則）10（三）根據(jù)礫石成分的分類1.單成分（角）礫巖

礫石成分單一，同種成分的礫石占75%以上。

2.復成分礫巖

礫石成分復雜，各種成分的礫石都不超過50%。（三）根據(jù)礫石成分的分類11（四）根據(jù)礫巖在剖面中的位置底礫巖位于海侵層位最底部的侵蝕面上，海侵階段的產(chǎn)物。2.層間礫巖夾于其他巖層之間，與下伏地層連續(xù)沉積。3.層內(nèi)礫巖同生的礫巖，準同生期半固結的沉積物破碎后再沉積而成。（四）根據(jù)礫巖在剖面中的位置12三、主要成因類型及實例

(一）濱岸礫巖形成于湖、海的濱岸地帶。1、緩岸礫巖成分：成熟度高，硅質(zhì)礫石多結構：磨圓好、分選好。構造：疊瓦狀，最大扁平面應向深水（海）方向傾斜。其它：常含破碎生物碎片。2、陡岸礫巖快速堆積，碎屑流、泥石流沉積。三、主要成因類型及實例

(一）濱岸礫巖形成于湖、海的濱岸132.河成礫巖分布于山區(qū)河流的河床底部。成分復雜。分選較差。礫石向源疊瓦狀傾斜。透鏡狀產(chǎn)出，底部具沖刷面。

2.河成礫巖14沉積學---第四章---碎屑巖各論課件153.洪積礫巖與沖積扇有關，沿山麓分布，厚度巨大。礫石粗大分選很差，磨圓度低雜基含量高剖面上多呈透鏡體和楔狀體。3.洪積礫巖16沉積學---第四章---碎屑巖各論課件174.冰川角礫巖（冰磧巖）成分復雜，分選極差，礫砂泥混雜。礫石棱角狀，表面有“T”形擦痕或磨光面。常呈塊狀層理。

4.冰川角礫巖（冰磧巖）18冰川漂礫冰川漂礫195.滑塌角礫巖因崩塌或沿斜坡滑動形成。分選很差，磨圓度不等（崩塌為角礫狀，半固結的磨圓好）。常呈透鏡狀產(chǎn)出。5.滑塌角礫巖206.巖溶角礫巖石灰?guī)r溶洞的坍塌作用6.巖溶角礫巖21四、研究方法和意義（一）研究方法1.礫石成分：統(tǒng)計不同成分及其含量2.粒度和分選：直接測量3.礫石的磨圓度、球度和表面特征4.雜基與膠結物的特征5.沉積構造，礫石的排列方向。6.垂向沉積序列和橫向展布四、研究方法和意義22（二）研究意義1.巖石學意義推斷陸源區(qū)位置和性質(zhì)推斷古岸線根據(jù)扁平礫石傾斜方向確定古流向。2.實際意義油、氣、水的儲集巖（二）研究意義23第二節(jié)砂巖及粉砂巖一、砂巖的分類

最早由Grabau（1904）提出，目前50多種方案；方法有表格和圖形；

第二節(jié)砂巖及粉砂巖一、砂巖的分類24結構分類、成分分類、成因分類、綜合分類

結構分類按粒度：巨砂巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖成分分類：Q、F、R、M、C成因分類：河成砂巖、風成砂巖、濱岸砂巖最重要的是三組份和四組分分類（Pettijohn，1949）結構分類、成分分類、成因分類、綜合分類最重要的是三組份25（一）分類原則和依據(jù)

能直接鑒定，還能反映巖石成因，具體是：1）源區(qū)母巖的性質(zhì)；2）成分和結構成熟度；3）沉積的流體性質(zhì)。上述特征直接對應砂巖中石英(Q)、長石(F)、巖屑(R)、雜基(M)的比例。

1）來源指數(shù)F/R2）礦物成熟度Q/(F+R)3）流動指數(shù)G/M（一）分類原則和依據(jù)26（二）分類方法本教材采用四組分三端元分類體系。（二）分類方法27沉積學---第四章---碎屑巖各論課件28（1）按雜基含量將砂巖分為兩大類

雜基<15%——凈砂巖（簡稱砂巖）雜基>15%——雜砂巖之后，看石英（單晶石英）、長石、巖屑三端元含量，非三級命名。（1）按雜基含量將砂巖分為兩大類291）長石、巖屑含量都小于5％，則為石英砂巖；2）長石、巖屑均小于25％，至少其中之一大于5％，以含量高的命名：亞長石砂巖、亞巖屑砂巖；1）長石、巖屑含量都小于5％，則為石英砂巖；303）長石或巖屑含量大于25％，以含量高的命名為：

長石砂巖（巖屑<10％）、巖屑質(zhì)長石砂巖（長石>巖屑>10％）

巖屑砂巖（長石<10％）、長石質(zhì)巖屑砂巖（巖屑>長石>10％）3）長石或巖屑含量大于25％，以含量高的命名為：31例：長石20%；巖屑38%；石英42%例：長石20%；巖屑38%；石英42%324）雜砂巖命名原則:4）雜砂巖命名原則:33沉積學---第四章---碎屑巖各論課件34二、砂巖的主要類型1.石英砂巖Q>90%，F(xiàn)、R<5%，F(xiàn)主要是穩(wěn)定長石，R主要是燧石。膠結物：硅質(zhì)——硅質(zhì)石英砂巖，石英次生加大。

鈣質(zhì)——鈣質(zhì)石英砂巖，充填孔隙、嵌晶式、櫛殼狀。

鐵質(zhì)——鐵質(zhì)石英砂巖。

海綠石質(zhì)——海綠石質(zhì)石英砂巖。二、砂巖的主要類型1.石英砂巖35按膠結物結晶程度，其硅質(zhì)石英砂巖又分為（僅供了解）：1）硅質(zhì)石英砂巖：蛋白石、玉髓，少有次生加大。2）石英巖狀砂巖：大部分石英顆粒次生加大。3）沉積石英巖：石英顆粒幾乎都次生加大。按膠結物結晶程度，其硅質(zhì)石英砂巖又分為（僅供了解）：36沉積學---第四章---碎屑巖各論課件37②結構成熟度高。③構造：沖洗交錯層理、楔狀層理、平行層理、波痕。④顏色：取決于膠結物的顏色硅質(zhì)或鈣質(zhì)膠結——黃白色或淺灰白色，鐵質(zhì)膠結——紅褐色海綠石膠結——淺綠色

⑤產(chǎn)狀

：大地構造條件穩(wěn)定的地區(qū)。②結構成熟度高。⑤產(chǎn)狀：大地構造條件穩(wěn)定的地區(qū)。38石英砂巖石英砂巖39海綠石石英砂巖海綠石海綠石石英砂巖海綠石402.亞長石砂巖3.亞巖屑砂巖4.長石砂巖類1）成分：富含鉀長石、酸性斜長石，新鮮～風化；2）填隙物：雜基，鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)；3）結構成熟度：變化大；4）沉積背景：構造運動比較強烈，其次氣候干旱或寒冷,母巖富含長石。2.亞長石砂巖41

亞長石砂巖亞長石砂巖42沉積學---第四章---碎屑巖各論課件435.巖屑砂巖類1）成分：巖屑豐富，成分復雜。2）填隙物：硅質(zhì)、鈣質(zhì)膠結物，雜基3）結構：成熟度低；4）形成背景：構造運動強烈、其次氣候干旱或寒冷。5.巖屑砂巖類44沉積學---第四章---碎屑巖各論課件456.雜砂巖類（1）定義：雜基大于15%的砂巖。

分類：原則同（凈）砂巖

6.雜砂巖類46（2）一般特征①成分成分：成熟度低。長石：斜長石多，鉀長石少巖屑：種類多，常見細碎屑巖及其變質(zhì)巖屑、火山巖屑

填隙物：雜基多，膠結物少量。正雜基常有交代。

（2）一般特征47②結構結構成熟度低，磨圓度和分選性不好。

③構造遞變層理塊狀層理④顏色暗灰色、褐色、黑色。②結構③構造48⑤成因：需要侵蝕、搬運和沉積過程快速進行出現(xiàn)環(huán)境：急劇沉降的海盆或裂谷盆地中

⑤成因：49巖屑雜砂巖巖屑雜砂巖50三、砂巖用于物源區(qū)構造背景的研究原理：物源區(qū)與沉積盆地之間的關系受構造作用的控制。三、砂巖用于物源區(qū)構造背景的研究原理：物源區(qū)與沉積盆地之間的51沉積學---第四章---碎屑巖各論課件52迪金森利用不同類型的石英、長石、巖屑之間的比例關系確定物源區(qū)構造背景。迪金森利用不同類型53四、粉砂巖（一）一般特征0.1～0.01mm粒級(含量>50%)的顆粒組成的細碎屑巖。1.成分顆粒以石英為主，長石較少，巖屑極少，常見白云母，重礦物含量可達2～3%。填隙物常為粘土。四、粉砂巖（一）一般特征542.結構分選較好，磨圓性較差3.構造水平層理及波狀層理小型交錯層理

2.結構55（二）粉砂巖的分類、主要類型1.按顆粒大小粗粉砂巖0.1～0.05mm細粉砂巖0.05～0.01mm

（二）粉砂巖的分類、主要類型562.根據(jù)其它顆粒含量三級命名:含砂泥質(zhì)粉砂巖、含泥粉砂巖3.根據(jù)膠結物的成分：

鐵質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖4.根據(jù)碎屑成分單成分粉砂巖石英為主復成分粉砂巖除石英外，還有較多云母、長石等碎屑

2.根據(jù)其它顆粒含量三級命名:57粉砂巖粉砂巖58沉積學---第四章---碎屑巖各論課件59（三）成因經(jīng)過較長距離搬運，在穩(wěn)定的水動力條件下較緩慢沉降。

（三）成因60五、砂巖、粉砂巖的研究意義主要的油氣儲集體。原生孔隙：粒間孔隙、微孔隙次生孔隙：孔隙度：巖石中連通孔隙的體積百分比。滲透率：一定壓力差下，流體通過的能力。影響物性的主要因素：粒度、分選、填隙物成分（Si>Ca>M淀雜基）

與含量、排列方式等。

五、砂巖、粉砂巖的研究意義61第三節(jié)粘土巖粒徑<0.005mm（或0.0039mm，前蘇聯(lián)為0.01mm）的組分組成的（>50%）沉積巖。粘土、粘土礦物的區(qū)別

粉砂巖－泥巖（相應粒級含量少于2/3）－粘土巖第三節(jié)粘土巖粉砂巖－泥巖（相應粒級含量少于2/62粘土礦物成因：母巖風化產(chǎn)物，機械搬運、沉積——主要；膠體形式絮凝或火山巖蝕變——少量。疏松或未固結成巖者——粘土固結成巖者——粘土巖、泥巖有無頁理——泥巖和頁巖

粘土礦物成因：63一、粘土巖的物質(zhì)成分

1.粘土礦物非晶質(zhì)和結晶質(zhì)兩類，結晶質(zhì)的包括層狀、鏈層狀。硅氧四面體鋁/鎂氧八面體

一、粘土巖的物質(zhì)成分64

65高嶺石1：1蒙脫石2：1高嶺石1：1蒙脫石2：166伊利石2：1綠泥石2：1：1伊利石2：1綠泥石2：1：167沉積學---第四章---碎屑巖各論課件68（二）非粘土礦物陸源碎屑礦物、化學沉淀的自生礦物（氧化物和氫氧化物、鹽類礦物）。（三）有機質(zhì)

（四）粘土巖的化學成分（二）非粘土礦物69二、粘土及粘土巖的物理性質(zhì)（一）非滲透性微毛管孔隙，直徑<0.2μm，流體難以流動。蓋層。（二）吸附性可以吸附各種離子、放射性元素、有機色素。

包括：靠分子間力引起的物理吸附、離子交換吸附。蒙脫石、海泡石吸附性最強。二、粘土及粘土巖的物理性質(zhì)70（三）吸水膨脹性有強的吸水性。水化作用包括：

1.吸附的交換性陽離子水化；2.晶體層間水化。水化最強的是蒙脫石（四）其他性質(zhì)

可塑性、耐火性、燒結性、粘結性、干縮性（三）吸水膨脹性71三、粘土巖的結構、構造和顏色（一）粘土巖的結構1.按顆粒的相對含量粘土結構、含粉砂質(zhì)粘土結構、粉砂質(zhì)粘土結構。2.按粘土礦物的結晶程度及晶體形態(tài)

1）非晶質(zhì)結構：罕見，水鋁英石粘土巖2）隱晶質(zhì)結構：最常見

3）顯晶質(zhì)結構：重結晶

三、粘土巖的結構、構造和顏色723.鮞粒及豆粒結構：膠體成因4.內(nèi)碎屑結構：同生破碎再沉積5.殘余結構：原巖熱液蝕變3.鮞粒及豆粒結構：膠體成因73（二）構造常見水平層理、塊狀層理、干裂、蟲跡、水下滑動、液化。其中，如果水平層理紋層厚度<1cm，稱為頁理；<1mm，稱為紋理。書上的顯微構造？＝隱晶質(zhì)結構（二）構造74（三）粘土巖的顏色雜，紅、紫、褐、黃、灰綠、灰、黑等色。（三）粘土巖的顏色75四、粘土巖的分類和主要類型（一）分類方案混亂