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第二节碎屑岩的结构碎屑岩的结构定义指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系。碎屑颗粒的结构；杂基和胶结物的结构；孔隙的结构；碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系。研究意义鉴别描述、分类命名沉积岩的依据；沉积岩成因分析的重要标志。一、碎屑颗粒的结构碎屑颗粒的粒度、圆度、球度、形状以及颗粒表面的微细特征。一）粒度：碎屑颗粒的大小。1.表示方法：1）线性值——直观测量。大、中、小三个直径确定颗粒的最大投影面，做外切矩形，矩形的长边为颗粒的最大直径dL，矩形的短边为颗粒的中间直径dI；做垂直于最大投影面并通过颗粒的最长截线，截线长度就是颗粒的最短直径ds。2）体积值：用与颗粒同体积的球体直径表示。2、粒度的划分一个是10进制分类体系2(1)mm砾2～0.1mm砂0.1～0.01mm粉砂0.01mm粘土（泥）一个是2的几何级数制分类体系几何级数制标准进行对数变换，就成为Φ值粒度标准。Φ=-log2D，D为碎屑颗粒直径（mm）D2mm2~0.0625mm0.0625~0.0039mm0.0039mmΦ-1-1~44~88砾砂粉砂粘土（泥）常用的碎屑颗粒粒度分级表十进制2的几何级数制颗粒直径(毫米)粒级划分颗粒直径(毫米)10001000～100100～1010～2巨砾粗砾中砾细砾砾巨砾中砾砾石卵石＞256256～6464～44～22～0.50.5～0.250.25～0.1粗砂中砂细砂砂极粗砂粗砂中砂细砂极细砂2～11～0.50.5～0.250.25～0.1250.125～0.06250.1～0.050.05～0.01粗粉砂细粉砂粉砂粗粉砂中粉砂细粉砂极细粉砂0.0625～0.03120.0312～0.01560.0156～0.00780.0078～0.0039＜0.01粘土（泥）＜0.0039碎屑岩的粒度特征是其分类命名的基础。如果碎屑岩的粒度分选程度很好，碎屑基本属于同一粒级，那么它的粒度分类和命名就非常简单，只需要在各相应的粒级后面加一个“岩”字就行。如细砾岩、中砂岩、粗粉砂岩等。自然界碎屑岩大都是由几个不同粒级的碎屑组成，随着各种粒级所占百分含量的不同，应给予不同的命名。粒度分类命名的具体原则：1)三级命名法≥50%××岩50~25%××质25~10%含××10%不参与命名举例：2-0.5mm60%，0.5-0.25mm5%，0.1-0.25mm35%3.碎屑岩的粒度分类和命名细砂质粗砂岩2)复合命名法没有一个粒级≥50%，在50～25%的粒级不只一个。以含量为50～25%的粒级进行复合命名→“＊＊—＊＊岩”，含量较多的写在后面。含量少的粒级按第一条原则处理。举例：1-0.5mm5%0.5-0.25mm40%0.25-0.1mm35%0.05-0.1mm20%含粗粉砂细砂—中砂岩3）合并命名法没有≥50%的粒级50～25%的粒级也没有或只有一个↓将岩石全部粒度组分合并为砾、砂和粉砂三大级↓按前两条原则命名举例：10-2mm26%，2-0.5mm20%，0.5-0.25mm14%，0.25-0.1mm15%，0.1-0.05mm20%，0.01mm5%。10-2mm26%，2-0.5mm20%，0.5-0.25mm20%，0.25-0.1mm15%，0.1-0.05mm16%，0.01mm5%。含粉砂砾—砂岩含粉砂砾质砂岩二）圆度定义：指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度。圆度分级——目估法将圆度分为四级：棱角状——碎屑颗粒的棱角明显，无磨蚀。次棱角状——碎屑颗粒的棱角普遍磨蚀，但原形明显。次圆状——碎屑颗粒的棱角明显磨损，原形改变较大。圆状——碎屑颗粒的棱角基本或全部消失，原形已消失，颗粒多呈椭球体、球体。颗粒磨圆度分级标准磨圆度颗粒形状差尖棱角状棱角状较差次棱角状次圆状中等较好好∣极好圆状滚圆状碎屑颗粒的圆度可直接反映水动力条件，随搬运距离和搬运时间的增加而曾高；但也受颗粒性质（如粒径、成分、形状）影响。利用圆度分析沉积成因时，应以同一成分、同一粒级碎屑为准。三）球度指碎屑颗粒接近球体的程度。四）形状实际应用中常用形象的术语描述：粒状——颗粒各向等长，如石英；柱状——一向特长，柱面发育，如角闪石、磷灰石；板状——两向较长，一向较短，形如板片，如长石；针状——一向极长，两向极短，如石英中电气石包体。其它——放射状、纤维状等。五）分选碎屑岩中颗粒大小的均匀程度称为分选性或分选程度。定性分级主要粒级成分含量７５％——分选好；主要粒级成分含量为５０～７５％——分选中等；没有一种粒级成分能够超过５０％——分选差。六）颗粒的表面结构碎屑颗粒表面的磨光面、毛玻璃化和显微的刻蚀痕迹成因机械磨蚀作用、化学的溶蚀、沉淀作用类型毛玻璃表面（又称霜面）、沙漠漆、冰川擦痕、各种刻蚀痕和撞击痕二、填隙物的结构一)杂基的结构粒度小于0.03mm（或5φ）—适用于砂岩泥质结构—原杂基鳞片结构—正杂基二)胶结物的结构胶结物的结构特点与本身的晶粒大小、晶体生长方式、结晶程度和分布的均匀性有关。非晶质结构：蛋白石、铁质、磷酸盐矿物常形成非晶质结构。隐晶质结构：玉髓、隐晶质磷酸盐、碳酸盐等。显晶质结构：粒状、带状/薄膜状、栉壳状、嵌晶式、次生加大次生加大结构显晶粒状结构栉壳状结构次生加大结构嵌晶结构嵌晶结构斑状结构斑状结构三、胶结类型和颗粒接触类型1、支撑类型按碎屑颗粒和杂基的相对含量1)杂基支撑杂基含量高，颗粒互不接触，在杂基中呈漂浮状。2)颗粒支撑碎屑颗粒含量占绝对优势，颗粒之间相互接触基底胶结填隙物含量多，碎屑颗粒呈漂浮状，杂基支撑，重力流；孔隙胶结碎屑颗粒构成支架，颗粒支撑，点接触，胶结物含量少，只充填在碎屑颗粒之间的孔隙中。2、胶结类型—颗粒和填隙物的相对含量的关系接触胶结颗粒之间点接触或线接触，胶结物含量很少，分布于碎屑颗粒相互接触的地方。颗粒支撑。镶嵌胶结碎屑颗粒线、凹凸、缝合接触，有时不能将碎屑与胶结物分开。颗粒支撑点接触线接触凹凸接触缝合接触点接触→缝合接触↓沉积物在埋藏成岩过程中经受压固、压溶等成岩作用的强度和进程，缝合接触——成岩程度深3、颗粒的接触类型—颗粒与填隙物、颗粒的关系四、孔隙结构孔隙空间：岩石未被颗粒、填隙物充填的空间，包括孔隙和喉道。孔隙：岩石颗粒包围着的较大的空间。喉道：两个颗粒间连通的狭窄部分。孔隙结构：岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其相互连通关系。孔隙反映了岩石的储集能力，喉道的形状、大小则控制着孔隙的渗透能力；一个喉道可连通两个孔隙，每个孔隙可连通多个喉道。常用的储层物性参数—孔隙度、渗透率孔隙喉道类型五、粒度分析碎屑岩粒度→判别沉积环境及水动力条件碎屑岩的储油物性与粒度密切相关→粒度分析是碎屑岩研究中的一项重要内容。一）粒度分析方法筛析法：松散或弱固结的岩石沉积分析：粘土、粉砂岩、砂岩薄片分析：固结紧密的岩石激光粒度分析法：砂岩、粉砂岩（直径小于2mm）颗粒直径重量（g）重量百分比（%）累积重量百分比（%）Mmφ值11～0.750.75～0.600.60～0.500.50～0.430.43～0.400.40～0.300.30～0.250.25～0.200.20～0.150.15～0.120.12～0.100.10～0.090.09～0.0750.075～0.060.0600～0.40.4～0.720.72～1.01.0～1.21.2～1.31.3～1.751.75～2.02.0～2.322.32～2.722.72～3.03.0～3.33.3～3.53.5～3.753.75～4.042.127.7261.1849.1835.5240.7283.0213.7579.1823.732.100.580.240.300.800.820.531.9315.2912.298.8810.1820.753.4419.795.930.520.150.060.080.070.210.532.4617.7530.0438.9249.1069.8573.2993.0899.0199.5399.6899.7499.8299.89100.10二）粒度资料图解1、直方图和频率曲线峰或众数：图中突出于周围的高方框或高点单峰-双峰-多峰（反映分选）2、累积曲线用粒度累积重量百分比数值作图横坐标——粒径纵坐标——各粒级累积含量曲线陡缓反映分选好坏3.概率累积曲线横坐标——粒径φ值，纵坐标——概率百分数标度用累积重量百分比作图表现为相交的几个直线段→沉积物包含几个粒度正态次总体碎屑沉积物（岩）粒度一般包括三个次总体A.悬浮搬运组分B.跳跃搬运组分C.滚动搬运组分三）粒度参数平均粒径和中值——粒度的集中趋势Mz＝（φ16+φ50+φ84）/3中值Md是累积曲线上50%对应的粒径。标准偏差和分选系数——分选程度σ1=（φ84-φ16）/4＋（φ95-φ5）/6.6So=P25/P75偏度(SK1)——判别粒度分布的不对称程度正、负偏态峰度(尖度)——频率曲线尖锐程度四）粒度分析在区分沉积沉积环境中的应用1、沉积环境判别函数萨胡公式参见P119～2212、概率累积曲线搬运介质的性质搬运介质的水动力强度自然地理条件3、C－M图应用每个样品的C值和M值绘制的图。C值：累积曲线上1%对应的粒径，代表水动力搅动开始搬运的最大能量；M值：累积曲线上50%处对应的粒径，代表水动力的平均能量。M值为横坐标，C值为纵坐标。N——O——P——Q——R——S滚动搬运滚动为主悬浮为主递变悬浮均匀悬浮1）牵引流沉积的C-M图1.牵引流沉积；2.浊流沉积；3.静水悬浮沉积QR段—递变悬浮段流体中悬浮物质由下向上粒度逐渐变细，密度逐渐变低；位于水流底部，涡流造成；Cs-底部最大搅动指数Cu-底部最小搅动指数RS段—均匀悬浮粒径和密度不随深度变化的完全悬浮；递变悬浮纸上的上层水流搬运方式；粉砂和泥质混合物2）浊流沉积的C-M图平行于C-M基线——递变悬浮Im小——分选好Im：点群平均线与C-M基线的距离