5 砂岩和粉砂岩.ppt

1 第二节砂岩和粉砂岩 基本特征 共39张 砂岩分类砂岩主要类型粉砂岩 2 1概念 由砂级 2 0 1mm 的陆源碎屑颗粒含量 50 的岩石 2成分特征 砂级碎屑组分以石英为主 其次是长石及各种岩屑 有时含云母和绿泥石等碎屑矿物 3结构特征 由砂粒碎屑 杂基和胶结物 孔隙三部分组成 杂基是细粒机械组分 粒度上限一般为0 03mm 胶结物主要反映相应形成阶段的物理化学条件 一 砂岩基本特征 3 4 构造特征 沉积构造发育 5 岩石分布特征 分布远比砾岩广 约占沉积岩1 3左右 仅次于粘土岩 6 研究意义 砂岩是良好的储水层和油层 气层 据统计 世界上半数以上的油气资源储集在砂岩中 我国绝大部分油气都是储集在砂岩中 4 5 二 砂岩的分类 1 分类原则 砂岩分类方法很多 如结构 粒度 分类 成分分类 成因分类及成分一成因分类等 所提出的分类应当反映岩石生成三个问题 1 来源区母岩性质 2 搬运和磨蚀历史 即岩石成熟度 3 沉积时的介质物理条件 即流动因素 6 结构不同 成因不同 命名如何体现 通过命名反应成分结构不同 7 从具体标志来说 选择砂岩中的石英 长石 岩屑和粘土基质四种组分作为分类依据 因为这些变量容易鉴别 又有成因意义 它们彼此间的数量关系可以反映砂岩的成因特征 8 不稳定碎屑组分可以反映物质来源 长石和岩屑的比值 F R 称来源指数长石是花岗质母岩的标志 岩屑则是火山岩 沉积岩和浅变质岩的标志 长石和岩屑的比值可以反映出来源区母岩组合的基本特征 至于单晶石英来源是多方面的 石英岩 花岗岩 片麻岩等岩石 也可以是经历多次沉积旋口的产物 不能反映来源区的母岩性质 9 搬运和磨蚀通过稳定组分和不稳定组分相对量比来表示成熟度 Q F R 称矿物成熟度 矿物成熟度越高 磨蚀条件越好 搬运历史也越长 粘土基质有无和数量多少 是机械分异作用好坏的具体指标 流动指数 即碎屑与基质比值 C M C M比值可以直接反映砂泥混杂的程度 即岩石分选的好坏 如果C M比值很小 则砂泥混杂 分选性很差 说明簸选不彻底 沉积物堆积速度很快 10 2 本书的分类方案 1 四组分体系中首先按基质含量将砂岩分为砂岩和杂砂岩两大类 净 砂岩 基质含量15 分选性好 杂砂岩 基质含量 15 的 分选性差的混杂砂岩 当粘土杂基含量超过50 时 则过渡为粘土岩 11 2 按照三角图解中三个端元组分石英 Q 长石 F 及岩屑 R 相对含量划分类型 长石或岩屑含量 25 作为长石砂岩类或岩屑砂岩类的分界 便于野外鉴定 此外 岩屑端元的组合方式包括燧石 硅质岩屑和花岗质岩石在内的各种岩屑以及碎屑状云母及绿泥石 12 13 例1 石英53 长石10 岩屑13 杂基14 胶结物2 孔隙度8 颗粒相对含量 Q 69 7 F 13 2 R 17 1 定名 长石岩屑质石英砂岩 例2 济阳拗陷下第三系沙河街组中砂岩 石英49 5 长石31 5 岩屑8 云母1 杂基8 胶结物2 孔隙度8 颗粒相对含量 Q 55 F 35 R 10 定名 长石砂岩 F R 3 1 14 颗粒相对含量 Q 55 F 35 R 10 定名 长石砂岩 F R 3 1 15 例 石英53 长石10 岩屑13 杂基14 胶结物2 孔隙度8 颗粒相对含量 石英69 7 长石 13 2 岩屑 17 1 以颗粒为百分之百来命名 16 砂岩成分分类表 17 三 砂岩的主要类型 一 石英砂岩类1 基本特征 1 成分特征 石英含量 50 长石和岩屑的含量皆小于25 2 典型的岩类 石英砂岩 其次是长石质石英砂岩和岩屑质石英砂岩 长石岩屑质石英砂岩 3 结构和构造特征 分选好 圆 次圆状 波痕和交错层理发育 颜色大都为灰白色 胶结物大多为硅质 次为钙质 铁质及海绿石等 18 4 典型岩石环境意义 不可能直接来源于花岗岩风化 而是来自于先前存在的砂岩石英砂岩主要产于海洋环境 海滩环境的强烈冲洗与磨蚀导致砂粒净化的结果 稳定的大地构造环境 基准的夷平以及长期的风化作用 19 二 长石砂岩类 1 成分特征 主要由石英和长石组成 石英含量 75 长石含量 25 岩屑含量 25 长石含量25 到100 实际上含量高于75 的极为少见 长石以钾长石和酸性斜长石为主 含有大量的云母碎屑 高达10 以上 2 典型岩类 长石砂岩和岩屑质长石砂岩 3 结构和构造特征 颗粒一般不规则 并且磨圆度差 次圆 次棱 一般情况下 长石砂岩类常因钾长石含量多而呈向红色 20 4 典型岩石环境意义母岩 富含长石的母岩如花岗岩 花岗片麻岩 正长岩 辉长岩等为源区 是物质基础 构造或气候条件 构造运动比较强烈地区 形成高差较大的地形起伏 母岩遭受剧烈侵蚀 快速堆积 是长石砂岩形成的关键因素 具备这种条件形成的长石砂岩称为构造长石砂岩 在干燥和寒冷的气候条件下 物理风化为主 在构造稳定的条件下也可形成长石砂岩 称为气候长石砂岩 21 有的长石砂岩直接覆盖在花岗质结晶基底的侵蚀面上 它是古老花岗质岩石的崩解产物 在海侵过程中经过改造并在原地堆积而成 称残余长石砂岩或基底长石砂岩 地理位置 形成于山间拗陷 边缘拗陷地区的河 湖泊环境中 海成少见 22 长石砂岩颗粒的扫描照片 自生长石胶结物晶形好 23 三 岩屑砂岩类 1 成分特征岩屑 25 长石 25 石英 75 岩屑成分复杂 有时一种砂岩内岩屑可达20余种 但一般只有几种是主要 常见的可分三类 各种隐晶质的喷出岩屑 板岩 千枚岩及云母片岩等低级变质岩屑 粉砂岩 粘土岩 硅岩及燧石岩屑 甚至还有单晶石英和多晶石英 这种石英往往呈棱角状至次棱角状 长石含量一般较少 在岩屑砂岩中含较多长石时 常见各种斜长石 正长石 条纹长石和微斜长石等 但主要的长石一般为酸性斜长石 24 2 典型岩类 岩屑砂岩 长石质岩屑砂岩 3 结构和构造特征 一般呈浅灰色 灰绿色及灰黑色 分选性 磨圆度均不好 一般为细粒结构至粗粒结构 25 4 典型岩石环境意义 形成条件与长石砂岩基本类似 需要有利于不稳定物质产生和沉淀的条件 强烈的物理风化和近源快速堆积 才可使大量母岩的崩解产物得以保存 岩屑砂岩形成的成因复杂 要结合区域地质情况进行具体分析 26 四 杂砂岩类 1 成分特征 杂基含量大于15 砂泥混杂 2 典型岩类 长石杂砂岩 岩屑质长石杂砂岩 岩屑杂砂岩 长石质岩屑杂砂岩 3 结构构造特征 具杂基支撑结构 磨圆度和分选性均不好 颗粒一般具尖锐棱角状 丰富递变层理 块状层理 槽模 沟模 同生变形构造 生物收食迹等沉积构造和鲍玛序列 4 环境意义 典型的杂砂岩通常堆积在急速沉降的地槽或裂谷盆地中 27 四 粉砂岩 一 一般特征概念 主要由0 l 0 01mm粒级 含量 50 碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩 按颗粒大小又可分为 粗粉砂岩 0 1 0 05mm 和细粉砂 0 05 0 0lmm 28 成分特征 稳定组分较多 成分较单纯 常以石英为主 长石较少 多为钾长石 常含较多白云母 重矿物含量比砂岩多 可达2 3 多为稳定性高的组分 如锆英石 电气石等 结构与构造特征 磨圆度不高棱角状的 分选性一般较好 当有较多砂粒混入时可以较差 水平层理及波状层理为主 交错层理较少 多为小型 常见水平滑动所形成的包卷层理等变形构造 29 粉砂岩的扫描电镜 30 粉砂岩的扫描电镜 31 二 分类粉砂岩的进一步分类可根据粒度 碎屑成分和胶结物成分 根据粒度 除一般分为粗粉砂岩和细粉砂岩之外 如果粉砂岩中混有较多的砂和粘土时 亦可按三级复合命名原则来命名 如含砂质粉砂岩 含泥砂质粉砂岩等 32 三 成因和分布特征成因 是经过较长距离搬运 在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成的 因为长距离搬运不仅能使碎屑物质破碎形成粉砂级颗粒 而且还可使粗细混杂的物质逐渐分界 使粉砂颗粒相对集中 这些物质因颗粒细小故需在稳定的环境中方可沉降堆积 33 分布特征 分布极为广泛 几乎在所有的砂泥质岩系中 都有粉砂岩层或夹层 它在横向上的分布也有一定的规律性 一般出现在砂岩向泥岩过渡的水流缓慢地带 多产于海 湖底部较深处 另外 在河漫滩 三角洲 泻湖 沼泽地区亦较常见 34 黄土为粉砂质沉积的典型代表之一