y-第12讲 陆源碎屑岩各论_粉砂岩与粘土岩_Y.ppt

1、第六章 陆源碎屑岩各论,第三节 粉砂岩,二、一般特征 1.成分 主要矿物成分： 石英、白云母及粘土矿物为主，长石较少，岩屑极少或不存在。多为稳定重矿物，含量可达23%。多为钾长石，次为酸性斜长石。 填隙物常为粘土、钙质、铁质等。,一、定义,主要由0.1mm0.01mm粒级（含量大于50%）的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩。,第三节 粉砂岩,2.结构 分选性较好，磨圆性较差碎屑颗粒常呈棱角次棱角状。 WHY？ 3.构造 水平层理及波状层理 交错层理较少，多为小型 水平滑动形成的包卷层理等变形构造,第三节 粉砂岩,搬运距离远， 但多为悬浮搬运。,实例分析,三、粉砂岩的分类 （一） 按颗粒大小 1) 粗粉

2、砂岩 0.10.05mm 很像砂岩，不仅与砂岩共生，也常发育各种交错层理，而且可作为油气储层。 2) 细粉砂岩 0.050.01mm 具有粘土岩特性，常与泥质岩或泥晶灰岩共生，可能成为生油层。尤其是富含粘土物质的细粉砂岩。 若粉砂岩中混有较多的砂和粘土，按三级命名法命名。,第三节 粉砂岩,（二） 根据碎屑成分 单成分粉砂岩 石英为主 复成分粉砂岩 除石英外，还有较多云母、长石或其它碎屑 （三） 根据胶结物成分 铁质粉砂岩 钙质粉砂岩 山东莱阳上侏罗统白云质粉砂岩,第三节 粉砂岩,Calcareous siltstone, Cambrian Fucoid beds, Loch Assynt,实例

3、分析,0.03mm,0.01mm,Calcareous siltstone, Cambrian Fucoid beds, Loch Assynt,四、粉砂岩成因,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或经风力沉积而成。 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异，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。 粉砂岩的分布极其广泛 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

4、。,五、实例 第四纪黄土及黄土状岩石一种特殊类型的粉砂岩 颜色 浅黄色、棕黄色、褐色或红色；半固结、多孔 成分 石英（50%） 、长石、碳酸盐、粘土矿物 结构 粉砂5060%，泥质3040%，砂10%（一般粒径0.25mm） 成因风成 分布 西北黄土高原，华北平原和东北南部,我国黄土面积达54万平方公里,占全国土地面积的二十分之一（6%）。,黄河三角洲现代沉积粉砂岩 颜色 黄色、灰黄色、土黄色 成分 颗粒（7080%） 石英、长石、云母 重矿物 锆石、磷灰石、角闪石、绿帘石、金红石 杂基（粘土）15% 胶结物（1030%）方解石、白云石为主 结构 分选好、磨圆差,一、概述 1.定义 广义： 主

5、要由粒径50%）组成的沉积岩 狭义： 主要由粘土矿物（含量大于50%）组成的沉积岩,第四节 粘土岩,2.粘土矿物成因： 机械方式：母岩风化而成 化学方式：自生粘土矿物 将粘土岩归为细碎屑岩 疏松或未固结成岩者粘土 固结成岩者粘土岩/泥质岩/泥状岩 有无页理泥岩和页岩,第四节 粘土岩,3.研究意义 分布最广，约占沉积岩总体积的5560%。 沉积岩成因、沉积环境分析（吸附的微量元素可判断古环境和古气候） 重要的石油地质意义 重要的生油母质；良好盖层；泥岩裂缝油气藏 工业用途 可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等 经济意义 富集稀有元素和稀土元素，形成工业矿床黑色页岩和碳质页岩中镍、钼、钒、

6、铅、铂、铈、钇等,第四节 粘土岩,含水的硅酸盐或铝硅酸盐矿物，非晶质和结晶质两类。 结晶质粘土矿物具有层状和链层状两种结构类型 以层状结构粘土矿物最常见 硅氧四面体 由位于四面体中心的一个硅 和位于四面体角顶的四个氧组成。 铝镁氧八面体 由位于一个八面体中心的铝和 六个位于八面体角顶的氧组成。 在铝氧八面体中，Mg2+、Fe3+等可置换Al3+。,二、粘土岩的物质成分,（一）粘土矿物,（1）高岭石族 高岭石、地开石、珍珠陶土 1：1型双层结构单元层由一层Si-O四面体和一层Al-(O-OH)八面体组成,二、粘土岩的物质成分,（一）粘土矿物,第四节 粘土岩,高岭石 单个晶体：六边鳞片状、书页状。

7、 集合体：蠕虫状、手风琴状； 成因 长石类矿物在酸性介质中分解的产物 富含Al3+的硅酸盐转变 晶体0.010.001mm，重结晶1mm，相对密度2.61，硬度2，质纯白色，含杂质浅红色、浅黄色,书页状,蠕虫状,六方板状,手风琴状,郑418井，1358.64m,长石溶蚀孔内自生蠕虫状、六方板状高岭石,二、粘土岩的物质成分,（一）粘土矿物,顶部四面体片,中间八面体片,底部四面体片,层间交换性阳离子,（2）蒙脱石族 蒙脱石、拜来石、绿脱石、皂石 2：1型三层结构单元 两层四面体夹一层八面体层,蒙脱石/胶岭石/微晶高岭石 细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚 加水膨胀或呈浆糊状 质纯白色/灰白色，含

8、杂质呈黄色、桃红色、灰绿色等。致密块状呈蜡状光泽，疏松土状光泽暗淡。硬度12,相对密度23。 常与未变化的火山玻璃一同产出,（3）伊利石族/水云母族 伊利石、海绿石 2：1型结构单元层 伊利石 偏光显微镜下 弯曲叶片状，低中正突起，干涉色可达二级 扫描电镜下 圆滑鳞片状或带尖角和直边的片状,二、粘土岩的物质成分,（一）粘土矿物,（4）绿泥石族 2：1：1型结构单元层2：1结构单元层再叠置和连接一个八面体层。 叶绿泥石、鲕绿泥石、铁绿泥石 绿色 单体针叶状、玫瑰花状 集合体绒球状,二、粘土岩的物质成分,（一）粘土矿物,叶绿泥石最常见-辉石、角闪石、石榴石、长石等的蚀变产物 鲕绿泥石-沉积铁矿的重

9、要组成部分，与菱铁矿、黄铁矿、菱锰矿等共生200m米的温暖浅海，水温20。,（5）混层粘土矿物 两种或两种以上不同类型的粘土矿物结构单元叠置而成 有序（规则）混层 伊蒙有序混层、绿蒙有序混层 无序（不规则）混层 伊蒙无序混层、绿蒙无序混层、伊蒙绿无序混层,二、粘土岩的物质成分,（一）粘土矿物,扫描电镜下伊/蒙无序间层形态特征,粒表丝状、不规则网状,（郑366井，1217.00m，Es1）,不规则网状,（郑370井，1408.30m， Es1 ）,陆源碎屑矿物 石英、长石、云母、少量的重矿物 化学沉淀的自生矿物（ 5% ） Fe、Mn、Al的氧化物和氢氧化物、碳酸盐、氧化硅、硫酸盐、磷酸盐、氯化

10、物、硫化物等。 有机物生油母质 煤、腐殖质、沥青质等,二、粘土岩的物质成分,（二）非粘土矿物,（一） 根据颗粒的相对含量划分 1. 粘土结构/泥质结构 粘土90%。岩石滑腻，手捻或牙齿咀嚼感觉不出颗粒存在。常呈鱼鳞状或贝壳状断口。 2. 含粉砂粘土结构 粘土75%，粉砂1025%； 3. 粉砂质粘土结构 粘土=7550%，粉砂2550% 4.含砂的粘土结构 粘土75%，砂1025%； 5.砂质粘土结构 粘土=7550%，砂2550%；,三、粘土岩的结构,第四节 粘土岩,（二）按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划分 1.非晶质结构 很少见，仅见于水铝英石质岩石中。 2.隐晶质结构 偏光镜下难以识别粘

11、土矿物晶形 3.显微晶质结构 粘土矿物因重结晶而变大，偏光镜下可识别晶形 4.粗晶结构 粘土矿物因强烈重结晶而呈粗大晶体,三、粘土岩的结构,第四节 粘土岩,（一）宏观构造 无波痕 暴露成因构造 水平层理 生物扰动构造、生物遗迹 同生变形构造 泥火山、水下滑动等 （二） 微观构造,四、粘土岩的构造,第四节 粘土岩,五、粘土岩的颜色,粘土岩的颜色主要是原生色，能反映生成环境。 影响粘土岩颜色的主要因素 粘土矿物成分、有机质和黄铁矿的含量、铁离子状态 暗色（主要是灰色、黑色） 强还原环境（半）深湖/海、海湾、泻湖 红色、紫红色 强氧化环境粘土矿物颗粒间或颗粒表面存在分散状的铁的氧化物（赤铁矿、褐铁矿

12、）薄膜 浅绿色或灰绿色 弱氧化弱还原环境伊利石的晶格中含有Fe2+，以及绿泥石、海绿石的存在,第四节 粘土岩,（一） 按成分分类 1) 单成分粘土岩 伊利石粘土岩分布最广 高岭石粘土岩 蒙脱石粘土岩 2) 复成分粘土岩 高岭石蒙脱石粘土岩,六、粘土岩的主要类型,第四节 粘土岩,（二） 按成因分类 1) 沉积型 高岭石粘土岩陆相地层（酸性介质） 蒙脱石粘土岩成因于火山玻璃水解（碱性介质） 2) 风化残积型 母岩风化而成,六、粘土岩的主要类型,第四节 粘土岩,七、粘土沉积物的沉积后变化,第四节 粘土岩,1、压实作用 埋深500米，再次脱水（层间水、结构水），难，孔隙度减小慢，大量生成的油气仍可随之

13、排出； 埋深2000米后，随埋深增加，脱水更为困难。 若脱水比例小于正常比例，产生“欠压实泥岩”、可流动，形成刺穿或底辟构造。 压实可产生定向构造,七、粘土沉积物的沉积后变化,第四节 粘土岩,2、粘土矿物的转化作用 温度升高、压力增大 高岭石蒙脱石（高岭石在酸性介质条件下稳定） 蒙脱石伊利石（或绿泥石。碱性条件）。 伊利石绿泥石 转化过程中，有离子的带入和带出。,3、粘土矿物的脱水作用 粘土沉积物有4种水：粒间水、吸附水、层间水、结构水 以蒙脱石为例说明三阶段脱水过程。 No.1：D10001500m，压实快脱孔隙水和层间水 No.2：D1500m，脱去残留层间水混层粘土矿物 No.3：D2700m，最后脱去层间水伊利石,七、粘土沉积物的沉积后变化,第四节 粘土岩,4、沉积后作用与油气生成的关系 粘土矿物中富集生油母质（有机质） 粘土矿物是有机质向石油转化的催化剂 早期：第一阶段脱水，脂肪酸脱羧形成长链烷烃。 晚期：第二阶段脱