第一章碎屑巖巖石學(xué)

1、第二部分第二部分 碎屑巖沉積學(xué)與沉積相碎屑巖沉積學(xué)與沉積相Part Two Clastic Rocks and Facies 第一章第一章 碎屑巖巖石學(xué)（碎屑巖巖石學(xué)（Clastic Rocks) 第二章第二章 沙漠沉積體系（沙漠沉積體系（Desert System） 第三章第三章 河流沉積體系（河流沉積體系（Fluvial System） 第四章第四章 沖積扇沉積體系（沖積扇沉積體系（Alluvial Fan System） 第五章第五章 扇三角洲沉積體系（扇三角洲沉積體系（Fandelta System） 第六章第六章 湖泊沉積體系（湖泊沉積體系（Lake System）第一章第一章 硅質(zhì)

2、碎屑巖巖石學(xué)硅質(zhì)碎屑巖巖石學(xué)Chapter One Silisiclastic Rocks 第一節(jié)第一節(jié) 沉積巖分類沉積巖分類Section One Classification of Sedimentary Rocks1、說明、說明 碎屑：碎屑：離開生成地點(diǎn)并運(yùn)移到沉積地點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)，如元素、化合物等。其組因可以是物理的、化學(xué)的和生物的，如石英、長(zhǎng)石、巖屑顆粒，生物骨骼、粘土礦物等。 內(nèi)源與外援沉積物內(nèi)源與外援沉積物：組成沉積物的礦物、顆粒是在盆地內(nèi)形成的，稱內(nèi)源沉積物；組成沉積物的礦物、顆粒是在盆地外形成的，稱外源沉積物。 自生與他生沉積巖：自生與他生沉積巖：主要由自生礦物和其它自生成分組成的

3、沉積巖，成自生沉積巖；主要由他生礦物和其它他生成分組成的沉積巖，成自生沉積巖。 粘土礦物與泥質(zhì)巖：粘土礦物與泥質(zhì)巖：50%的組分為基本名稱；含量在2550%之間的組分，命名為“質(zhì)”，作定語(yǔ)；含量在525%之間的組分，命名為“含”，作定語(yǔ)；含量2mm)砂巖(20.05)粉砂巖(0.050.005)粘土泥巖頁(yè)巖集塊巖(64mm)火山角礫巖(642mm)凝灰?guī)r(2mm)碳酸鹽巖硅質(zhì)巖磷質(zhì)巖鐵質(zhì)巖鋁質(zhì)巖蒸發(fā)巖錳質(zhì)巖銅質(zhì)巖煤油頁(yè)巖沉積巖分類表（余素玉等，沉積巖分類表（余素玉等，19881988）第二節(jié)第二節(jié) 碎屑巖的組成碎屑巖的組成Section Two Components of Clastic Ro

4、cks一、碎屑巖的組成一、碎屑巖的組成碎屑顆粒、基質(zhì)、膠結(jié)物和孔隙碎屑顆粒、基質(zhì)、膠結(jié)物和孔隙 1 1、碎屑顆粒、碎屑顆粒(Clastic Grain)(Clastic Grain)：包括各種礦物顆粒和包括各種礦物顆粒和巖屑，如長(zhǎng)石、石英、云母、重礦物顆粒、巖屑等。巖屑，如長(zhǎng)石、石英、云母、重礦物顆粒、巖屑等。 2 2、基質(zhì)（、基質(zhì)（Matrix)Matrix)：與碎屑顆粒同時(shí)形成的細(xì)粒成分，與碎屑顆粒同時(shí)形成的細(xì)粒成分，22m m，通常為粘土與粉沙。，通常為粘土與粉沙。 3 3、膠結(jié)物、膠結(jié)物(Comment)(Comment)：碎屑顆粒沉積后，從水介質(zhì)中：碎屑顆粒沉積后，從水介質(zhì)中沉淀的礦

5、物，對(duì)碎屑顆粒起粘結(jié)作用，如方解石、二氧化沉淀的礦物，對(duì)碎屑顆粒起粘結(jié)作用，如方解石、二氧化硅等。硅等。 4 4、孔隙、孔隙(Pore)(Pore)：巖石中未被固體物質(zhì)占據(jù)的部分。巖石中未被固體物質(zhì)占據(jù)的部分。碎屑巖四組分碎屑巖四組分顆粒、加大邊與孔隙顆粒、加大邊與孔隙膠結(jié)物膠結(jié)物基質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)膠結(jié)物膠結(jié)物孔隙孔隙顆粒顆粒二、碎屑顆粒二、碎屑顆粒1、石英(Quartz)：包裹體、波狀消光、晶體形態(tài)、陰極發(fā)光、裂縫等。2、長(zhǎng)石(Feldspar)：雙晶、環(huán)帶結(jié)構(gòu)、條紋結(jié)構(gòu)、溶蝕現(xiàn)象等。3、巖屑(Clast)：火成巖：花崗巖、中酸性噴出巖、基性噴出巖；變質(zhì)巖：石英巖、片巖、千枚巖；沉積巖：泥巖、

6、頁(yè)巖、石英砂巖等。4、云母（Mica）：白云母（Biotite)、黑云母（Muscovite，易蝕變）。5、重礦物（Heavy Minerals)：2mm；沙級(jí)，20.05mm；粉沙級(jí)，0.050.005mm；粘土級(jí)，30%；沙狀結(jié)構(gòu)：沙級(jí)碎屑含量50%；泥質(zhì)結(jié)構(gòu)：粉沙級(jí)與粘土級(jí)碎屑含量50% 值粒級(jí)：礫級(jí)， 值-1；沙級(jí)， 值-14；粉沙級(jí)， 值48；粘土級(jí)， 值82、顆粒形態(tài)、顆粒形態(tài)磨圓度：棱角狀、次棱角狀、次圓狀、圓狀、極圓狀球度：01形狀：偏平狀、球狀、片狀、棒狀寬寬/長(zhǎng)長(zhǎng)寬寬/長(zhǎng)長(zhǎng)顆粒形態(tài)顆粒形態(tài)球狀球狀棒狀棒狀扁平狀扁平狀片狀片狀磨磨圓圓度度球度球度四種基本四種基本顆粒形態(tài)顆粒形

7、態(tài)磨圓度與磨圓度與球度關(guān)系球度關(guān)系3、顆粒表面結(jié)構(gòu)、顆粒表面結(jié)構(gòu)顆粒表面的光滑程度、起伏、擦痕等。4、膠結(jié)類型與膠結(jié)結(jié)構(gòu)、膠結(jié)類型與膠結(jié)結(jié)構(gòu)膠結(jié)類型：膠結(jié)類型：基底式膠結(jié)：基質(zhì)含量多，顆粒呈漂浮狀(A)孔隙式膠結(jié)：顆粒為點(diǎn)接觸，膠結(jié)物充填在孔隙中(B)接觸式膠結(jié)：膠結(jié)物僅分布于孔隙接觸處(C)鑲嵌式膠結(jié)：顆粒呈凹凸接觸和縫合線狀接觸，膠結(jié)物充填在孔隙中(D)膠結(jié)結(jié)構(gòu)膠結(jié)結(jié)構(gòu)非晶質(zhì)微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：為均質(zhì)體或具有微弱光性(A)結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)：等軸粒狀晶體(B)叢生結(jié)構(gòu)櫛殼狀結(jié)構(gòu)：膠結(jié)物垂直顆粒表面生長(zhǎng)，當(dāng)晶體呈柱狀時(shí)，呈櫛殼狀結(jié)構(gòu)(C)嵌晶結(jié)構(gòu)：膠結(jié)物晶體較大，包圍碎屑顆粒(D)加大邊：膠結(jié)物圍繞碎屑顆

8、粒共軸生長(zhǎng)，形成光性一致的膠結(jié)物(E)5、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙結(jié)構(gòu)類類 型型成成 因因原生粒間孔沉積成因粒內(nèi)孔晶間孔鑄?？祝ㄈ芪g孔）溶解與沉淀次生裂縫破裂與收縮混合擴(kuò)大孔多成因原生粒間孔原生粒間孔粒內(nèi)孔粒內(nèi)孔典典型型次次生生孔孔隙隙晶間面狀孔隙晶間面狀孔隙裂縫裂縫鑄?？阻T?？孜⒕Ъy層間孔隙微晶紋層間孔隙晶洞晶洞粒間孔粒間孔粒內(nèi)孔粒內(nèi)孔晶間孔晶間孔鑄?？阻T?？讛U(kuò)大孔擴(kuò)大孔溶蝕裂縫溶蝕裂縫第四節(jié)第四節(jié) 礫巖礫巖Section Four Conglomerate一、概況一、概況定義（Definition)：礫石含量大于30%的碎屑巖。碎屑顆粒一般由巖屑組成。成因意義： 礫石成分可以直接指示母巖性質(zhì)。 粒度

9、分布：濱岸礫巖具單峰分布；沖積扇、河流礫巖具雙峰或多峰分布。 風(fēng)選、磨圓：濱岸帶分選、磨圓好；河流中等；沖積扇較差。 形狀：花崗巖質(zhì)礫巖呈等軸狀，板巖、片巖質(zhì)礫石呈扁平狀。 基質(zhì)類型：既可發(fā)育泥質(zhì)基質(zhì)，又可發(fā)育沙質(zhì)基質(zhì)。濱岸帶礫巖基質(zhì)含量底，河流相礫巖富含沙質(zhì)基質(zhì)，泥石流、冰川礫巖富含泥質(zhì)基質(zhì)。 正礫巖（Orthoconglomerate)：沙質(zhì)基質(zhì)15%，多為泥質(zhì)，基質(zhì)支撐，礫石漂浮在基質(zhì)中，因此，這種礫巖也稱為礫質(zhì)泥巖或含礫泥巖（Pebbly mudstone, Conglomeratic mudstone）。這種礫巖多呈塊體搬運(yùn)，如冰川、泥石流等。 礫巖成因很多，如構(gòu)造成因的斷層角礫巖（

10、Fault breccia）、隕石撞擊角礫巖（Meteorite impact breccia)，成巖作用形成的假角礫巖（Pseudobreccia)等。這里只討論沉積作用形成的礫巖或角礫巖。二、礫巖的分類二、礫巖的分類Classification of Rudaceous Rocks1、按磨圓度 礫巖：圓狀、次圓狀礫石含量30% 角礫巖：棱狀、次棱狀礫石含量30%2、按礫石大小 細(xì)礫巖：礫石大小為210mm 中礫巖：礫石大小為10 100mm 粗礫巖：礫石大小為100 1000mm 巨礫巖：礫石大小為1000mm3、按成分 單成分礫巖：某種成分礫石含量在50%之上 多成分礫巖：沒有那種成分礫

11、石含量在50%之上碳酸鹽巖質(zhì)礫巖碳酸鹽巖質(zhì)礫巖次棱角狀礫巖次棱角狀礫巖碳酸鹽巖質(zhì)礫巖碳酸鹽巖質(zhì)礫巖4、典型成因礫巖、典型成因礫巖 底礫巖（Basal conglomerate）：分布于侵蝕基準(zhǔn)面或不整合面之上，代表沉積間斷，和一個(gè)沉積旋回的開始。礫巖可以是沖積扇、河流及海灘成因的。 副礫巖（Paraconglomerate）：這種礫巖多指示塊體搬運(yùn)，如冰川、泥石流等。在湖盆或海盆中發(fā)育的副礫巖多為泥石流或水下碎屑流成因。 塌陷角礫巖（Collapse breccia)：這種礫巖雖與后 期（沉積期后）巖鹽的溶蝕作用有關(guān)，但一般指示干旱氣候條件。 滑塌角礫巖（Slump breccia）：多與準(zhǔn)同

12、生變形構(gòu)造相伴生，分布于礁體前緣，臺(tái)地邊緣、斜坡帶等地。 底底礫礫巖巖礫礫巖巖角礫巖角礫巖沖沖積積扇扇礫礫巖巖副礫巖副礫巖第五節(jié)第五節(jié) 砂巖砂巖Section Five Sandstone 一、概況一、概況1、沙的來源、沙的來源陸源：石英、長(zhǎng)石、巖屑、云母、重礦物等內(nèi)源：生物碎屑、內(nèi)碎屑、鮞粒、團(tuán)粒等2、砂巖的成分、砂巖的成分 四結(jié)構(gòu)組分：碎屑顆粒石英為主，其次為長(zhǎng)石、巖屑、云母、重礦物等；基質(zhì)粘土礦物；膠結(jié)物鈣質(zhì)和硅質(zhì)為主，其次為鐵質(zhì)、鹽巖等；孔隙各種類型孔隙 化學(xué)組分：石英砂巖、石英質(zhì)砂巖呈白色、灰白色，以SiO2為主 ；長(zhǎng)石砂巖呈肉紅色和黃色，以SiO2和 Al2O3為主；巖屑砂巖呈灰黑

13、色、灰綠色，以SiO2、鐵質(zhì)和其它深色礦物成分為主。3、砂巖的結(jié)構(gòu)、砂巖的結(jié)構(gòu) 成分成熟度（Maturity of Composition)：組成砂巖的礦物接近最終穩(wěn)定組分的程度。 最終穩(wěn)定礦物：輕礦物石英、高嶺石 重礦物鋯石、電氣石、金紅石 常用指標(biāo)：石英+燧石/長(zhǎng)石+巖屑 單晶石英/多晶石英 鋯石+電氣石+金紅石/總重礦物 結(jié)構(gòu)成熟度（ Maturity of Texture）：砂巖在沉積過程中接近無雜基、分選與磨圓極好的程度。?？耍‵olk，1951）將砂巖的結(jié)構(gòu)成熟度劃分為5極。 不成熟期：砂巖中粘土5%，碎屑顆粒分選、磨圓不好 次成熟期：砂巖中粘土5%，碎屑顆粒分選、磨圓不好 成熟期

14、：砂巖中粘土5%，碎屑顆粒分選好，磨圓不好 超成熟期：砂巖中粘土15%為雜砂巖，基質(zhì)15%，雜砂巖； 15%，砂巖；混積砂巖，長(zhǎng)石、巖屑25%，石英 75%； Q為單晶石英；F為長(zhǎng)石；R包括各種巖屑，如多晶石英、燧石等。QFR石英砂巖石英砂巖混積砂巖混積砂巖巖屑砂巖巖屑砂巖巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖長(zhǎng)石砂巖長(zhǎng)石砂巖長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖巖屑質(zhì)石英砂巖巖屑質(zhì)石英砂巖52550255025主要砂巖名稱主要砂巖名稱石英砂巖：Quartz Arenite 長(zhǎng)石砂巖：Feldspathic Arenite or Arkose巖屑砂巖：Lithic Arenite雜砂巖

15、：Wacke or Greywacke亞長(zhǎng)石砂巖：Subfeldspathic Arenite亞巖屑砂巖：Sublithic Arenite長(zhǎng)石質(zhì)石英砂巖：Feldspathic Quartz Arenite巖屑質(zhì)石英砂巖：Lithic Quartz Arenite巖屑質(zhì)長(zhǎng)石砂巖：Lithic Feldspathic Arenite長(zhǎng)石質(zhì)巖屑砂巖：Feldspathic Lithic Arenite三、典型砂巖特征三、典型砂巖特征1、石英砂巖（、石英砂巖（Quartz Arenite) 特征：碎屑顆粒中單晶石英顆粒占95%以上，含少量長(zhǎng)石和巖屑，重礦物（鋯石、電氣石、金紅石）和粘土含量極低；膠

16、結(jié)物多為石英，其次為蛋白石、玉髓和鈣質(zhì)；石英容易發(fā)生壓溶作用，因此，石英砂巖中硅質(zhì)膠結(jié)物發(fā)育。 硅質(zhì)石英砂巖：膠結(jié)物為蛋白石、玉髓，石英顆粒不加大邊。 沉積石英巖：石英顆粒的自生加大邊極為發(fā)育，肉眼很難辨別顆粒和膠結(jié)物的界限。 成因：現(xiàn)今石英砂巖多分布于海灘，因此有人認(rèn)為石英砂巖是海水反復(fù)沖刷的結(jié)果；與風(fēng)的沉積作用有關(guān)，不可能簡(jiǎn)單地由河流搬運(yùn)形成。石英砂巖石英砂巖2、長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石砂巖（Feldspathic Arenite） 特征：石英顆粒含量25%，巖屑含量25%。長(zhǎng)石多為正長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和條紋長(zhǎng)石；膠結(jié)物主要為鈣質(zhì)和鐵質(zhì)；重礦物和粘土的含量比石英砂巖高；由于長(zhǎng)石化學(xué)上不穩(wěn)定，砂巖中蝕變和交

17、代現(xiàn)象豐富。 成因：富長(zhǎng)石的母巖，如花崗巖、花崗片麻巖等；近源快速堆積；有利的構(gòu)造、氣候條件。 分布：長(zhǎng)石砂巖廣泛分布于沖積扇、河流、三角洲環(huán)境。由于長(zhǎng)石硬度較大，抗機(jī)械壓實(shí)能力強(qiáng)；壓溶作用不明顯，抗化學(xué)壓實(shí)能力也較強(qiáng)；同時(shí)，由于化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易發(fā)生溶解、交代等化學(xué)反應(yīng)，有利于次生孔隙的發(fā)育?？傊?，長(zhǎng)石含量較高的長(zhǎng)石砂巖，在埋藏成巖過程中，有利于其孔隙的保存。長(zhǎng)石砂巖長(zhǎng)石砂巖長(zhǎng)石砂巖長(zhǎng)石砂巖3、巖屑砂巖、巖屑砂巖（Lithic Arenite） 特征：石英顆粒含量25%，長(zhǎng)石含量50%，石英含量較高，長(zhǎng)石、巖屑含量低；重礦物含量較多，多為穩(wěn)定重礦物；基質(zhì)含量較高；膠結(jié)物為碳酸鹽、鐵質(zhì)等；分選

18、好，磨圓度差。 成因：水動(dòng)力能量弱，沉積速率低。分布于低能環(huán)境，如瀉湖、河漫灘、沼澤、三角洲前緣及盆地洼陷帶等，發(fā)育低能環(huán)境的沉積構(gòu)造：水平紋理和波狀層理；常與泥質(zhì)巖共生，分布于砂巖區(qū)和泥巖區(qū)的過度帶。 儲(chǔ)集性能：儲(chǔ)集性能不好，孔隙較小，有效孔隙不發(fā)育，滲透率低。二、泥質(zhì)巖二、泥質(zhì)巖1、主要粘土礦物、主要粘土礦物 高嶺石（Kaolinite)：無色、淡黃色，正低突起，晶體呈蠕蟲狀、書狀和手風(fēng)琴狀。形成環(huán)境為濕熱的氣候條件和酸性水介質(zhì)環(huán)境。成因：在酸性水介質(zhì)環(huán)境，硅酸鹽礦物，如長(zhǎng)石等發(fā)生蝕變而成。 埃洛石（Halloysite）：多水高嶺石，無色，均質(zhì)體光性，在電子顯微鏡下呈“管狀”。 蒙脫石（

19、Smectite, Montmorillonite)：無色、淡綠色，電子顯微鏡下呈“蜂窩狀”狀或蜷曲片狀。在堿性介質(zhì)條件下，由硅酸鹽礦物、火山玻璃水解而成。 伊利石（Illite）：俗呈水云母，無色、淡綠色，電子顯微鏡下為絲狀或帶“絲”的蜂窩狀。形成于相對(duì)封閉的堿性水介質(zhì)環(huán)境。綠泥石綠泥石高嶺石高嶺石伊利石伊利石蒙脫石蒙脫石泥泥巖巖 綠泥石（Chlorite）：無色、綠色，電子顯微鏡下為 “包心菜”狀。形成于相對(duì)還原的堿性水介質(zhì)環(huán)境。2、泥質(zhì)巖的顏色、結(jié)構(gòu) 顏色：氧化環(huán)境含三價(jià)鐵，紅色、黃色；還原環(huán)境二價(jià)鐵，灰綠色、綠色；深水環(huán)境富含有機(jī)碳，深灰色、灰黑色、黑色。 結(jié)構(gòu)：快狀、紋理、頁(yè)理3、成巖演化 隨著溫度、壓力增高，噴漲粘土脫水非噴漲粘土、無序混層粘土有序混層粘土伊利石、綠泥石。 蒙脫石伊利石、綠泥石 高嶺石伊利石、綠泥石第七節(jié)第七節(jié) 火山碎屑巖火山碎屑巖Section Seven Volcaniclastic Rocks 一、組成一、組成 1、顆粒成分 巖屑(Rock Fragments)：火山巖巖屑，鋼性棱角狀；半塑性火山彈（Bomb）、火山礫（Lapilli)，紡錘形，發(fā)育氣孔，在中基性火成巖中常見；塑性扁平狀、火焰狀、透鏡狀，在中酸性火成巖中常見。 晶屑(Crystal Fragments）：巖漿巖中的斑晶長(zhǎng)石、石英、黑云母等。