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本书沉积岩的分类曾允孚教授（90年代至今）的成因分类基本类型附生岩火山碎屑岩陆源沉积岩内源沉积岩蒸发岩非蒸发岩可燃性有机岩陆源碎屑岩泥质岩第六章陆源碎屑岩陆源碎屑岩：是指母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运、沉积（少量化学搬运、沉积）和成岩作用所形成的岩石。碎屑岩包括砾岩、砂岩、粉砂岩等。陆源碎屑岩按其结构特征和组成部分包括：碎屑颗粒、杂基、胶结物和孔隙。碎屑颗粒包括矿物碎屑和岩石碎屑；杂基、胶结物合称为填隙物。颗粒胶结物孔隙胶结物杂基碎屑岩电子显微镜下照片一、矿物碎屑(石英、长石、重矿物)二、岩石碎屑（岩屑）三、盆内碎屑四、填隙物五、成分成熟度第一节碎屑岩的物质成分碎屑颗粒主要是母岩在风化作用过程中形成的矿物碎屑和岩石碎屑，数量大，是陆源碎屑岩的主要结构成分。其次为盆内碎屑，数量较少。第一节碎屑岩的物质成分一、矿物碎屑（已经发现的碎屑矿物约有160种，常见的约2O种，但在一种碎屑岩中，其主要碎屑矿物通常不过3～5种。）碎屑矿物按比重可分为两类:轻矿物:比重＜2．86，主要为石英、长石；重矿物:比重＞2．86，主要为岩浆岩中的副矿物（榍石、铝英石）、部分铁镁矿物（如辉石、角闪石）以及变质岩中的变质矿物（如石榴石、红柱石），此外，重矿物中还包括沉积和成岩过程中形成的比重大于2．86的自生矿物（如黄铁矿、重晶石），但它们属于化学成因物质范畴。碎屑岩中最常见分布最广泛的矿物碎屑有：石英、长石、云母、绿泥石和重矿物第一节碎屑岩的物质成分1．石英(1)石英是碎屑岩中分布最广的一种矿物.砂岩及粉砂岩中平均含量达66.8％，在砾岩中含量较少，粘土岩中含量更少。(2)肉眼观察石英碎屑多呈碎屑粒状，无色透明，玻璃光泽，断口油脂光泽，硬度为7,无解理；显微镜下无色，洁净光亮无风化产物，粒状，无解理，正低突起，一级灰白干涉色，一轴晶正光性。第一节碎屑岩的物质成分碎屑岩显微镜下照片（塔里木盆地石炭系东河砂岩薄片）第一节碎屑岩的物质成分(3)石英的来源：深成中酸性岩浆岩、片麻岩、片岩以及石英岩等含有大量的石英，是碎屑石英的主要来源。(4)“单晶石英”指碎屑颗粒为单一的石英晶体，“多晶石英”指的是碎屑颗粒为2至多个石英晶体的集合体。(5)不同来源的石英往往有不同的包裹体、形态、消光现象等，这些能表征母岩类型的微观标志称“标型特征”。第一节碎屑岩的物质成分来自岩浆岩的石英特征气液包裹体磷灰石包裹体电气石包裹体锆石包裹体（来自岩浆岩中的石英常含有细小的包裹体）第一节碎屑岩的物质成分第一节碎屑岩的物质成分来自喷出岩及热液岩石的石英特征来自火山岩中的石英不含包裹体，表面光洁第一节碎屑岩的物质成分碎屑表面的粘土氧化铁等构成“尘埃线”再旋回石英塔里木盆地石炭系东河砂岩再旋回石英特征第一节碎屑岩的物质成分2．长石(1)在碎屑岩中长石碎屑很常见，含量少于石英。据统计，砂岩中长石的平均含量为10～15％，远比石英含量为少。(2)长石很容易水解，抗化学风化能力弱，解理发育抗物理风化能力也不强；在风化和搬运的过程中，长石逐渐地被淘汰，在碎屑岩中长石含量较低。但在特殊条件下，在有些砂岩中长石的含量可以相当高。例如我国某些陆相沉积的储油岩层中，长石的含量可达到50％左右。第一节碎屑岩的物质成分(3)长石主要来源于中-酸性岩浆岩(花岗岩)和片麻岩以及沉积岩。一般认为，在碎屑岩中钾长石多于斜长石，在钾长石中正长石略多于微斜长石，在斜长石中钠长石更长石远远超过中性和基性斜长石。(4)在肉眼下长石多为板柱状、短柱状、粒状，无色-浅褐黄色，玻璃光泽，二组正交或近于正交的完全解理，硬度6左右；镜下粒状，无色或因风化产物而显灰-浅褐黄色，表面较脏，二组解理完全，双晶常见，负低突起，一组灰干涉色。各种类长石可据双晶、突起、风化产物不同相区别。第一节碎屑岩的物质成分高岭石化正长石来自花岗片麻岩的微斜长石双晶纹很细的中酸性斜长石绢云母化长石再旋回微斜长石再旋回斜长石(5)长石的双晶、包裹体、形态、自生加大边等也是判断其来源的“标型特征”。第一节碎屑岩的物质成分正长石正长石微斜长石斜长石第一节碎屑岩的物质成分3．重矿物(1)碎屑岩中比重大于2.86的矿物碎屑称重矿物。它们在岩石中含量很少，一般在1％左右，其分布的粒度受重矿物的晶形大小、比重及硬度的控制。重矿物是在0．25～0.05mm的粒级范围内含量最高。第一节碎屑岩的物质成分重矿物形态素描及鉴定特征重矿物形态素描及鉴定特征第一节碎屑岩的物质成分(2)重矿物的种类很多，根据重矿物的风化稳定性可将其划分为稳定和不稳定的两类。前者抗风化能力强，分布广泛，后者抗风化能力弱，分布不广。第一节碎屑岩的物质成分(3)重矿物在碎屑岩中含量很少，薄片中偶尔可见，一般应进行专门的“人工重砂分析”。二、岩石碎屑（岩屑）1、概念岩屑：是母岩岩石的碎块，简称岩屑或岩块。2、岩屑含量与下列因素有关：⑴、碎屑岩的粒度砾岩中岩屑含量高，砂岩中岩屑含量底；⑵、母岩抗风化的能力的强弱，强则容易成为岩屑，弱则难以成为岩屑；⑶、岩屑大量出现反映了一种特殊的地质条件，如干燥的气候条件，快速的剥蚀和堆积环境，离母岩近，而搬运不远等等。第一节碎屑岩的物质成分岩屑主要依据其矿物组成、结构特征以及构造特征进行鉴别。第一节碎屑岩的物质成分三、盆内碎屑我国中、新生代陆相碎屑岩中经常含少量盆内碎屑（或称为内源碎屑），主要是碳酸盐颗粒、球粒、内碎屑和化石碎屑，其次是泥质内碎屑。有时随着碳酸盐颗粒的增加，也可过渡为含陆源碎屑的颗粒碳酸盐岩（石灰岩或白云岩）。盆内碎屑（鲕粒）塔里木盆地石炭系东河砂岩薄片第一节碎屑岩的物质成分在碎屑岩中，碎屑物质的含量与粒度分布有一定关系，某种成分的颗粒常常只出现在某一定粒级范围内。碎屑物质的含量与粒度的关系第一节碎屑岩的物质成分填隙物是碎屑岩中的次要成分，以粒度细小、数量少(特殊情况如粘土岩例外)与碎屑颗粒相区别。1、杂基2、胶结物填隙物第一节碎屑岩的物质成分四、填隙物成分1、杂基1）、定义：杂基：是以机械方式沉积并充填于碎屑颗粒之间孔隙中的细小物质。2）、特征：a、粒度细小，对砂岩0.03mm，对砾岩可达细砂级b、通常与碎屑颗粒同时沉积；c、以机械方式沉积(悬浮载荷经卸载后形成的堆积产物),受物理因素控制,反映沉积时的水介质的性质和状态；d、成分复杂，粘土矿物为主，并有石英、长石等矿物及隐晶质岩石的细小碎屑，有时可见有灰泥和云泥；e、数量变化大，一般少，特殊时较多或单独成岩；f、对碎屑岩也有一定的胶结作用。第一节碎屑岩的物质成分第一节碎屑岩的物质成分2、胶结物1）、定义：胶结物：在成岩阶段以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的对岩石起胶结作用的自生矿物，称“胶结物”。第一节碎屑岩的物质成分2）、胶结物的类型主要胶结物包括硅质（石英、玉髓、蛋白石）、碳酸盐（方解石、白云岩）和一部分铁质（赤铁矿、褐铁矿）。其它胶结物有：硬石膏、石膏、黄铁矿，以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物。第一节碎屑岩的物质成分硅质胶结物石英次生加大方解石胶结物⑴、硅质胶结物：（石英、蛋白石、玉髓）硅质胶结物石英次生加大第一节碎屑岩的物质成分亮晶方解石胶结物⑵、碳酸盐胶结物：（方解石、铁方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿)早期方解石胶结物白云石胶结物第一节碎屑岩的物质成分硬石膏胶结物⑵、其它胶结物：硬石膏、石膏、黄铁矿，以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物。黄铁矿胶结物第一节碎屑岩的物质成分高岭石胶结物白云石胶结物第一节碎屑岩的物质成分3）、胶结物的特征：⑴形成时间通常晚于碎屑颗粒，形成于成岩作用阶段；⑵以化学方式形成，反应成岩阶段孔隙水的性质；⑶成分多样，常见有硅质(石英、玉髓和蛋白石)、碳酸盐(方解石、白云石)及铁质(赤铁矿、褐铁矿)\硬石膏、石膏、黄铁矿以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物都可作为碎屑岩的胶结物。但在同一岩石胶结物成分单一(常为1-2种)；⑷粒度变化较大，一般小于碎屑(有例外)而大于杂基；⑸常有多样复杂的结构类型，有世代和期次；⑹对碎屑颗粒起主要的胶结作用；⑺数量少于碎屑颗粒，与杂其有互为消涨的现象。第一节碎屑岩的物质成分问题：胶结物与杂基的区别？1、形成时间：2、形成方式：3、成分上的区别：第一节碎屑岩的物质成分成分成熟度：碎屑岩的成分接近于终结产物的程度称为成分成熟度。是一个描述性的术语、比较性的术语，因终结产物与环境条件有关。常依据稳定组分的含量进行比较。重矿物中，锆石、电气石、金红石是最稳定的，这三种矿物在透明重矿物中所占比例称为“ZTR”指数，是判别成分成熟度的标志。石英/长石的比值和SiO2/Al2O3的比值也可为“成分成熟度”。碎屑岩的成分成熟度反映碎屑组分所经历的地质作用的时间和强度，即碎屑物质被改造彻底的程度，它们在很大程度上受气候和大地构造条件的制约第一节碎屑成分五、成分成熟度第二节碎屑颗粒的结构碎屑颗粒本身的结构特征一般包括粒度及分选性、球度与形状、圆度以及颗粒的表面特征。一、碎屑颗粒的粒度二、碎屑颗粒形状和球度三、碎屑颗粒圆度及颗粒表面结构四、填隙物的结构一、碎屑颗粒的粒度与分选性1、粒度的概念粒度：碎屑颗粒的大小尺寸即称碎屑颗粒的粒度。由于碎屑的大小尺寸不均一，常以其平均值作为其粒度。粒度是一个简单而复杂且极其重要的概念。第二节碎屑颗粒的结构2、粒度的测量方法⑴直接测量法：用于粗大的松散碎屑，如砾石，获大(dL)中(di)小(ds)三个直径;第二节碎屑颗粒的结构⑵显微镜电镜方法：用于固结的砂、粉砂和泥，获得视长径；第二节碎屑颗粒的结构3、粒级的划分⑴、粒径的单位粒径的单位有毫米(D值)和φ值，其中：φ=－Log2DD为粒径，单位为mm（毫米）⑵、粒级的划分通常划分为砾、砂、粉砂、粘土四级，具体粒级划分方案极其多样复杂。目前各油田和研究单位统一采用石油行业标准的粒级划分方案（SY/T5368.2-1995）。第二节碎屑颗粒的结构第二节碎屑颗粒的结构中砾岩细砾岩中砾岩中砾岩粗砾岩中砾岩细砾岩第二节碎屑颗粒的结构中砂岩细砂岩粉砂岩细砂岩泥岩第二节碎屑颗粒的结构如粉砂质细砂岩，含砾粗砂岩，含泥粉砂质细砂岩（1）三级命名法：含量大于或等于50％的粒级定岩石的主名，即基本名；含量介于50～25％的粒级以形容词“XX质”的形式写在主名之前;含量在25～10％的粒级作次要形容词，以“含XX”的形式写在最前面；含量小于l0％的粒级一般不反映在岩石的名称中。4、碎屑岩的粒度分类及命名第二节碎屑颗粒的结构如：中—粗砂岩，粉-细-中砂岩；含砾的粗-细-中砂岩（含砾不等粒砂岩）（2）假如碎屑岩的粒度分选较差，所含粒级较多，但没有一个粒级的含量是大于或等于50％，而含量在50～25％的粒级又不止一个。这时则以含量为50～25％的粒级进行复合命名，以“XX一XX岩”的形式表示，含量较多的写在后面。其它含量少的粒级仍按第一条原则处理。如：含砾砂岩，含泥砾质砂岩；（3）若碎屑岩的粒度分选更差，不但没有含量大于50％的粒级，而且含量为50～25％的粒级也没有或者只有一个。则应将此岩石的全部粒度组分分别合并为砾、砂和粉砂三大级，然后按前两条原则命名。第二节碎屑颗粒的结构5、分选性分选性：碎屑颗粒大小的均匀程度，即称为“分选性”。实际应用中常用目测法与标准模板（或标准砂样管）对比确定在肉眼研究时常将分选性分为好、中、差三级：主要粒级成分的含量＞75%时，碎屑大小近于相等者，称为分选性好；主要粒级成分的含量在75%至50%时，碎屑大小有明显差异者，称为分选性中等；没有一个粒级成分的含量＞50%时，碎屑大小相差悬殊者，称为分选性差；第二节碎屑颗粒的结构注意：粒度的大小、分选性的好坏，均与碎屑类型、介质性质、搬运方式、搬运距离等因素有关。具有重要的成因和环境意义，是重要研究内容之一。第二节碎屑颗粒的结构二、碎屑的球度与形态1、球度是指碎屑颗粒磨蚀接近球体的程度。通常是用福克（1958）提出的公式来计算球度系数：A：为颗粒最大扁平面上的最大直径；B：为最大扁平面内垂直A轴的最大直径；C：是垂直最大扁平面的最大直径；A、B、C三