讲陆源碎屑岩(岩类)

沉积岩石学 Sedimentarypetrology 第三节陆源碎屑岩的各类岩石特征 它生沉积岩 火山碎屑岩 陆源碎屑岩 自生沉积岩 沉积岩 砾岩砂岩粉砂岩泥质岩 根据主要组分的粒度大小陆源碎屑岩又分为 砾岩 粒径 2mm砂岩 粒径2 0 05mm粉砂岩 粒径0 05 0 005mm泥质岩 粒径 0 005mm 一 砾岩 由大于50 砾石 2 0mm 成分组成的陆源沉积岩岩石称为砾岩 或角砾岩 它是沉积岩中最粗的一类岩石 常出现在冲积扇 扇三角州 砾质辫状河 海底扇 冰川沉积和海滩沉积之中 可以成为油气储层 砾岩的颜色随砾石和填隙物的成分而变化 常见为浅灰色 灰色 深灰色 褐红色等 1 砾岩的特征 砾岩的成分砾岩由碎屑 基质 胶结物和空隙四种组分构成 碎屑颗粒 砾石 以岩屑 岩石碎屑 为主 单矿物较少 砾石的成分与物源区岩石类型和沉积环境密切相关 据砾石抗风化能力强弱分为 稳定成分 抗风化能力强 常为石英岩 脉石英和硅质岩砾石 不稳定成分 灰岩 白云岩 石英砂岩 岩浆岩 火山岩等成分的砾石 极不稳定成分 泥质岩砾石 内碎屑砾石 凝灰岩砾石等 砾岩的结构 分选性与磨圆度 海滩砾岩分选 磨园好 泥石流成因的砾岩分选 磨园极差 河流成因的砾岩分选 磨园中等 好 支撑类型与填隙物成分 砾岩中砾石含量的多少 支撑类型与和填隙物成分是区别沉积环境的重要标志 砾岩的可区分为四种类型 泥基支撑 砂基支撑 颗粒支撑砂泥基充填 颗粒支撑胶结物胶结 泥质基质支撑 在砾岩中 基质含量高 基质成分主要为泥质 砾石相互不接触 砾石漂浮在泥质基质之中 砾石分选 磨园极差 为结构成熟度最低的砾岩 多为泥石流或冰积砾岩 砂质基质支撑 在砾岩中 基质含量高 但基质成分为砂质 砾石相互不接触 漂浮在砂基质之中 分选 磨园较差 为结构成熟度低的砾岩 常为砂石流沉积或洪泛水流沉积 颗粒支撑砂泥状基质充填 砾石含量高 砾石之间相互点或面接触 砾石间空隙由同沉积的砂质基质充填 砾石的分选 磨园中等或差 为结构成熟度中等的砾岩 通常为辫状河 辫状三角洲或扇面河道沉积 颗粒支撑 砾石含量高 砾石之间相互点或面接触 砾石间空隙由胶结物焊结在一起 砾石的分选 磨园好 是结构成熟度最高的砾岩 如 海滩成因的砾岩 砾岩的沉积构造 牵引流成因的常见有平行层理 大型交错层理 重力流成因的多为块状层理 递变层理 2 砾岩的分类 砾岩的粒度分类 巨砾岩 或角砾岩 混杂岩 主要砾石粒径 250mm 粗砾岩 或角砾岩 混杂岩 主要砾石粒径250 50mm 中砾岩 或角砾岩 混杂岩 主要砾石粒径50 5mm 细砾岩 或角砾岩 混杂岩 主要砾石粒径5 2mm 砾岩的成分分类 根据砾石的成分复杂程度分为 单成分砾岩 主要有一种较稳定的砾石成分组成 砾石成分通常以石英岩 硅质岩 脉石英等为主 中 细砾级 分选 磨圆好 颗粒支撑 胶结好 常见胶结物为石英 方解石 绿泥石 赤铁矿等 为高成分成熟度砾岩 石英砾岩 粗 石英砾岩 中 复成份砾岩 砾石成分复杂 常见岩浆岩 沉积岩和变质岩的砾石混杂 稳定和不稳定砾石比例不定 但不稳定砾石常常较多 砾石圆度中等 分选中等到差 泥基支撑 砂基支撑或颗粒支撑混合基充填 化学胶结物较少 为近源沉积或泥石流沉积 特殊成因的砾岩 底砾岩 位于某个地层组合底部的侵蚀面上 代表长期沉积间断以后 一个新的沉积时期开始的产物 故在不整合面或假整合面上时有所见 副砾岩 在特殊条件下 如冰积岩 砾石含量仅占20 30 为了强调粗粒的沉积条件 也称砾岩 有人专门命名为副砾岩 岩溶角砾岩 碳酸盐岩地层中 古溶洞垮塌形成的角砾岩称岩溶角砾岩 盐溶角砾岩白云岩与石膏共生时 在表层成岩条件下石膏被溶蚀掉 白云岩垮塌形成角砾岩称盐溶角砾岩 砾岩成因类型及主要沉积特征 二 砂岩 岩石中含0 05 2mm的碎屑颗粒达50 以上的陆源碎屑沉积岩称为砂岩 砂岩在地球表层十分多见 大约占25 是陆相和滨海沉积体系的格架 主体 沉积 砂岩主要沉积在沙漠 河流 湖泊 滨海三角洲 海滩 潮坪 深海扇等环境 砂岩具有重要的经济意义 它是两类最重要的油气储集层之一 也是地下淡水的贮集库 纯净的石英砂或石英砂岩还是玻璃工业原料 砂岩的特征 颜色 以浅灰色 灰色 米黄色为主 有时出现肉红色 长石砂岩 组成 碎屑颗粒 胶结物 基质 孔隙 结构特征 前边讲的碎屑岩的各种结构特征 包括颗粒结构 胶结物结构 基质结构和成熟度指标等 主要用来描述和鉴别砂岩的 沉积构造 层理构造为特色 碎屑颗粒成分 以矿物碎屑为主 有石英碎屑 长石碎屑 岩屑和各类重矿物 常见锆石 磷灰石 金红石 电气石 榍石 有的可有岩石碎屑 胶结物 主要为 硅质矿物 方解石 赤铁矿 海绿石 石膏等 也可有菱铁矿 绿泥石 重晶石 沸石等 基质 杂质 主要是同沉积的粘土矿物 砂岩的成分 成因分类 在砂岩的骨架成分中 三种碎屑颗粒的百分比值是砂岩成分成熟的的重要指标 而在填隙物中 基质和胶结物的比值又是砂岩结构成熟的重要标 所以砂岩的成因分类必须体现这两个指标 由于这两个指标都属于砂岩的物质成分特征 因此砂岩按填隙物成分及颗粒成分进行分类称为成分 成因分类 1 成分 成因分类原则 两个基本点第一个基本点 以基质含量的百分比划分出结构成熟度相对高的净砂岩和成熟度相对低的杂砂岩 净砂岩 四种组分中 基质含量5 在填隙物中 基质含量较高 结构成熟相对较低 是极不成熟 不成熟的砂岩 通常是重力流沉积成因 第二个基本点 只考虑碎屑成分中三种碎屑颗粒 Q端元 R端元 F端元 之间的体积百分比 分别对净砂岩和杂砂岩进行进一步分类 Q端元 石英颗粒端元 是稳定成分或成熟成分的组合 F端元 长石颗粒端元 是不稳定组分 长石含量高 成分成熟度低 R端元 岩屑端元 是不稳定组分 岩屑成分 沉积岩岩屑 变质岩岩屑 火山岩岩屑 岩屑含量高 成分成熟度低 b 成分 成因分类方案 1 石英砂岩 Q 95 F R13 岩屑石英砂岩 Q 95 75 F R35 岩屑长石砂岩 Q 75 F R 3 16 长石岩屑砂岩 Q 75 F R 1 I 37 岩屑砂岩 Q 75 F R 1 3 净砂岩 杂基 15 的分类 50 杂砂岩 杂基 15 的分类 1 石英杂砂岩 Q 95 F R13 岩屑石英杂砂岩 Q 95 75 F R3 5 岩屑长石杂砂岩 Q 75 F R 3 16 长石岩屑杂砂岩 Q 75 F R 1 I 37 岩屑杂砂岩 Q 75 F R 1 C 三种主要类型砂岩的特征及成因 石英砂岩 狭义的石英砂岩是在碎屑颗粒中 石英端元的含量大于95 是高成分成熟度砂岩 广义的石英砂岩可包括长石石英砂岩和岩屑石英砂岩 石英碎屑含量 75 石英砂岩的古环境意义双成熟度高 双高 的石英砂岩通常代表砂粒经过河流长时间长距离搬运之后 又在滨岸浪的作用下 反复冲洗的结果 湘西武陵石英砂岩 岩屑砂岩狭义的岩屑砂岩是在碎屑颗粒中 石英端元的含量小于75 长石含量 岩屑含量 1 3 是低成分成熟度砂岩 广义的岩屑砂岩包括长石岩屑砂岩 长石砂岩狭义的长石砂岩是在碎屑颗粒中 石英端元的含量小于75 长石含量 岩屑含量大于 是低成分成熟度砂岩 广义的长石砂岩还包括岩屑长石砂岩 砂岩的粒度分类 50 以上碎屑粒度 粗砂岩 2 0 5mm中砂岩 0 5 0 25mm细砂岩 0 25 0 10mm极细砂岩 0 10 0 05mm 三 粉砂岩 粉砂岩 粒度为0 05 0 005mm的颗粒含量占碎屑颗粒的50 以上 由牵引流的底悬浮物 较粗的悬浮物 在弱水动力条件下沉积的沉积物再经成岩作用改造而形成的 1 粉砂岩的特征 颜色 较砂岩深 组成 主要由碎屑颗粒 基质和胶结物组成 空隙 其碎屑成分单一 以石英为主 结构 分选好 但磨园差 构造 水平层理发育 2 粉砂分类 粉砂岩的碎屑颗粒成分单一 只有根据填隙物成分划分亚类 泥质粉砂岩 填隙物以粘土杂基为主 为快速沉积的产物 钙质粉砂岩 颗粒主要被钙质胶结 多为河口三角洲前缘 前三角洲或海滩的滨面沉积 铁质粉砂岩 颗粒主要被菱铁质胶结 多为河口三角洲前缘 前三角洲沉积 炭质粉砂岩 颗粒与有机质和泥质共生 颜色深 多为浅湖 湖沼或前三角洲沉积 黄土 与粉砂岩有关的一种半固结的粘土质粉砂岩 风力或水力均可使其沉积 但其形成环境 总是在干燥或半干燥的气候区内 在我国的北方及西北地区 第四纪地层中的黄土或黄土类岩石分布极其广泛 黄土高原 粘土质粉砂岩 黄土高原 粘土质粉砂岩 四 泥质岩 泥质岩 泥级质点 主要指粘土矿物 含量超过50 的沉积岩 泥质岩与粉砂岩一起合称 细碎屑岩 两者可占整个沉积记录的50 以上 细碎屑岩或泥质岩可沉积在各种大陆 海洋和其间的过渡环境中 泥质岩的研究意义 泥质岩中的有机质是生烃源岩 也是形成油气圈闭的盖层 粘土矿物含量高的泥质岩石是陶瓷工业 耐火工业以及国防工业的源料 泥质岩的封闭性好 在成岩过程中外界的物质交换少 其微量 稀土元素特征最接近原始沉积环境的地球化学条件 它是沉积地球化学研究的主要内容 鄂西地区的泥岩及粉砂岩 1 泥岩的特征 颜色 与沉积或成岩地球化学环境密切相关 如黑色 还原环境和有机质含量高 红色 氧化环境 蓝绿色 无机还原环境 主要矿物 为高岭石 埃洛石 伊利石 蒙脱石等粘土矿物 结构 泥质结构 构造 压实作用有关 块状 页理 2 泥质岩分类 1 根据泥岩的矿物成分类 以X 衍射定量分析结果对粘土岩分类 高岭石粘土岩 高岭石含量 50 蒙脱石粘土岩 蒙脱石含量 50 伊利石粘土岩 伊