沉积岩实验精品课件

1、沉积岩实验第1页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四手标本观察的主要内容 1 与岩浆岩、变质岩一样，沉积岩的手标本观察不仅是从事野外地质工作的基础，也是正确进行镜下研究的必要前题，对于沉积岩的构造、颜色以及粗碎屑和结构的识别，手标本的观察则更是必不可少的。 2 标本的颜色：沉积岩的颜色是沉积岩形成环境或后生变化的记录，因此正确地描述它的颜色是比较重要的。在具体描术时首先应当注意区分是原生色还是次生色，若为原生色时，应进一步区分是继承色还是自生色（后者是沉积环境的记录）。在描述颜色时除了要描述颜色的深浅外，还要注意其基本色调，如灰色、红色等。介于两种颜色之间的颜色用复合色名称，

2、如灰绿色、紫红色等。还可用日常生活中常见物的一些特征色描述，如砖红色、肉红色等。 第2页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四3 构造的观察：构造的观察对沉积岩来说尤为重要，它是沉积岩生成条件的有力佐证。特别是层理构造，它是区别于岩浆岩和大多数变质岩的显著特征，而且是判断沉积环境的重要依据。观察的内容包括层理构造、层面构造及生物遗迹的观察等等。 4物质组分的观察：主要是对粗碎屑或粗结晶岩石成分的识别，常用的观察工具为放大镜和小刀，有时需要借助于5%的稀盐酸或茜素红S试剂识别石灰岩和白云岩。对于沉积岩物质组成的详细识别主要是在显微镜下观察第3页，共46页，2022年，5月20日，

3、9点57分，星期四薄片观察的主要内容 1 如果说手标本的鉴定主要是观察沉积岩的颜色和构造的话，那么在显微镜下的薄片鉴定则着重解决沉积岩的物质成分和结构。观察内容有： 2 物质组分观察：根据所学晶体光学及造岩矿物的知识，鉴定岩石中矿物成分，描述矿物的主要光性特征，估计各矿物的百分含量。对于具碎屑结构和粒屑结构的岩石，碎屑、粒屑与填隙物的成分、含量应分别描述，并注意各种组分之间的关系。第4页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四3 沉积岩结构观察：观察各类沉积岩结构组分。对于陆源碎屑岩，应描述碎屑的大小、磨圆度、分选程度及胶结物的结构和胶结类型；对于粘土岩，要注意粘土矿物的结晶程度

4、、粘土矿集合体形态及含有碎屑矿物的粒级和含量。若为碳酸盐岩，应注意是粒屑结构还是晶粒结构，对于具粒屑结构的岩石，要描述各种颗粒的种类、大小、形态及胶结物的结构和胶结类型。 4 显微构造观察：沉积岩的构造主要在野外露头上直接观察，但有些构造只能在显微镜下才能见到，这些显微构造对判断岩石的成因是很有意义的。 岩石定名：根据上述观察结果，按相应岩类的分类命名原则对岩石进行详细定名。第5页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四沉积岩描述实例 （一）手标本描述： 标本编号：S1-007 产地：浙江杭州 灰白色，中粒砂状碎屑结构，块状构造。 碎屑含量90%，粒度0.5mm，分选中等，磨圆度

5、较差，具颗粒支撑、孔隙式胶结。碎屑成分主要为灰白色的石英，偶尔可见微量黑色硅质岩岩屑。 填隙物含量10%，由粘土矿物组成。标本定名：灰白色中粒石英砂岩第6页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四(二)镜下薄片描述： 薄片编号：S1-007 产地：浙江杭州 砂状碎屑结构，颗粒支撑，孔隙式胶结，局部为基底式胶结。 碎屑含量85%，分选中等，磨圆度较差，粒度0.3-0.5mm，主要成分为石英（80%）、岩屑（5%）。石英：次棱角状，具一级灰白干涉色，晶内常见包裹体，有的颗粒具波状消光。岩屑：次棱角棱角状，粒度与石英碎屑相近，主要由玄武岩岩屑组成，少量片麻岩岩屑。 填隙物含量15%，主

6、要为粘土矿物（13%），少量铁质胶结物（2%）。粘土矿物：以蒙脱石为主，少量高岭石、水白云母。 蒙脱石：鳞片状，粒度0.005mm，单偏光下呈浅黄色，正交镜下具一级橙黄干涉色。成集合体分布在碎屑之间的孔隙中。 高岭石：鳞片状，粒度0.003mm，单偏光下无色，正交镜下具一级灰干涉色。 水白云母：片状，粒度0.01mm，单偏光下无色透明，正交镜下具二级蓝干涉色。 铁质胶结物：黑色不透明，形态不规则，在强光下呈褐黑色，可能为褐铁矿。第7页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四详细定名：中粒岩屑石英杂砂岩S1-007显微照片 砂状碎屑结构，颗粒支撑，孔隙式胶结。碎屑成分主要为石英（Q

7、），少量岩屑（Yx）。填隙物主要为粘土矿物（Nt)。正交偏光，50第8页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 亮晶鲕粒灰岩。单偏 光，50。 两个世代的亮晶方解石。单偏光，125。第9页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四陆源碎屑岩类 陆源碎屑岩类实验内容与要求: 观察碎沉积岩标本的原生色和次生色，根据岩石的颜色分析沉积岩形成时的古气候及氧化还原环境。 观察水平层理、波状层理、交错层理、平行层理、波痕、干裂等构造特征，了解各种构造形成的环境。 观察碎屑岩中碎屑成分、胶类型及胶结物的特征，掌握碎屑岩描述方法。 了解碎屑岩的主要种属，掌握砂岩分类命名原则。 陆源

8、碎屑岩根据碎屑物的粒度可分为粗碎屑岩、中碎屑岩和细碎屑岩三类。粗碎屑岩的代表岩石为砾岩和角砾岩；中碎屑岩的代表岩石为砂岩；细碎屑岩代表岩石为粉砂岩。第10页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四砾岩和角砾岩 此类岩石中粗碎屑的粒度2mm。按砾石的大小还可进一步分为细砾岩（2-10mm)、中砾岩（10-50mm）、粗砾岩（50-250mm）、巨砾岩（250mm）。当砾石的磨圆度很差，呈棱角状或次棱角状时称为角砾岩。粗碎屑岩中的砾石主要是各种岩石的碎块，它们主要为机械强度较高的岩石，较少为机械强度较低的岩石。研究粗碎屑岩主要是在野外露头上或手标本上观察，观察的内容包括砾石的成分、大

9、小、圆度、定向性、支撑性和填隙物的成分（是泥质、砂质还是化学胶结物）。然后根据砾石的成分进行定名，如石英岩砾岩、火山岩砾岩、石灰岩角砾岩、复成分砾岩（由多种成分砾石组成的砾岩）。第11页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 砾岩:岩石中的砾石呈次棱角状，砾径2mm。角砾岩：砾石呈棱角状，填隙物砂质及粉砂质。第12页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四砂岩 又称中碎屑岩，是指砂级碎屑含量50%的沉积岩。此类岩石在自然界分布较广，是研究最多的的沉积岩类之一。砂岩由砂级陆源碎屑和填隙物两部分组成，主要特征如下：碎屑特征：砂岩中碎屑的粒度在0.05-2mm之间，由于

10、粒度较细，碎屑的成分主要为一些单矿物碎屑，其次为由较细粒矿物组成的岩石碎屑。最常见的矿物碎屑有石英、长石，含少量云母和一些重矿物。岩屑的成分较复杂，三大岩类的岩屑都可以出现，若要鉴别它们需要具有岩石学方面的基本知识。在观察时应注意描述碎屑以下特征： 碎屑粒度：在手标本上目估碎屑颗粒的粒径；在显微镜下观察时，用目镜微尺准确测定屑碎颗粒的直径。确定岩石中的主要碎屑的粒度可进一步分为极粗砂（2-1mm）、粗砂（1-0.5mm）、中砂（0.5-0.25mm）、细砂（0.25-0.1mm）、极细砂（0.1-0.05mm）。 碎屑的圆度：主要指碎屑的磨圆程度，它与碎屑搬运的距离有关，也与碎屑的物理性质有关

11、。碎屑的圆度通常分为五级即棱角状、次棱角状、次圆状、圆状和极圆状，其特征见下图。第13页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四第14页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四粉砂岩：碎屑成分主要为石英，少量长石、白云母。碎屑的分选良好，磨圆度差，大多呈棱角状。填隙物为方解石和粘土矿物。产地：湖南麻阳，正交偏光。 第15页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四粘土岩类 实验内容与要求：掌握粘土岩的基本特征，注意观察粘土岩的颜色、结构构造、硬度，了解几种最常见的粘土矿物镜下鉴定特征。 掌握粘土岩最基本的岩石类型及分类命名原则。 粘土岩主要是由粘土矿物及

12、粒径小于0.005mm的细碎屑组成，是沉积岩中分布最广的一类岩石。第16页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四矿物成分 泥质岩中最常见的结构为泥状结构，有时可见鲕粒结构，当含有粉砂时为粉砂泥状结构。常见的构造有水平层理、页理、块状层理、干裂、虫迹等。泥质岩中的矿物成分可分为粘土矿物和非粘土矿物两类，以粘土矿物为主。粘土矿物的种类很多，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石、埃洛石、绿泥石等。非粘土矿物为粉砂级或泥级陆源碎屑（石英、长石等）和一些自生矿物（方解石、黄铁矿、自生石英、有机质等）。由于粘土矿物的粒度非常细小，在偏光显微镜下鉴别比较困难，只能根据可观察到的晶形、折光率和干涉色作

13、粗略的鉴定，准确的定名需要借助于电子显微镜、X射线衍射仪及差热分析等设备。结构构造 泥质岩中最常见的结构为泥状结构，有时可见鲕粒结构，当含有粉砂时为粉砂泥状结构。常见的构造有水平层理、页理、块状层理、干裂、虫迹等。第17页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四泥岩的颜色 由于泥质岩的成分复杂，使颜色也有多种，常见有灰色、紫红色、黑色、灰绿色等。影响颜色的主要因素为粘土矿物成分、有机质及铁离子氧化状态。灰色、黑色是由于富含有机质及含低价铁的硫化物，为还原或强还原环境中形成；红色和紫红色是由高价铁（赤铁矿、褐铁矿）引起的，是在氧化或强氧化环境下形成的；浅绿色和灰绿色是含有二价铁离子

14、或海绿石、绿泥石，是弱还原弱氧化环境中形成。泥质岩的分类及主要类型 泥质岩的分类有如下几种方案：按是否发育页理分为泥岩和页岩。 按粘土矿物的组成划分，如高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩、伊利石粘土岩等。 按非粘土矿物成分划分，如含粉砂泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩、硅质泥岩等。 第18页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四泥质岩主要类型有：泥岩和页岩：页岩是具有页理的泥质岩，无页理的称为泥岩。此类岩石成分复杂，主要有水云母、高岭石、蒙脱石。常含有一些碎屑矿物和自生矿物。根据颜色、碎屑物及混入的化学物质成分可进一步详细命名，如钙质泥岩和页岩、硅质泥岩和页岩、碳质泥岩和页岩、粉砂质泥岩和页

15、岩、黑色页岩等等。 单成分粘土岩：当粘土矿物中某种粘土矿物含量50%时，可直接用这种粘土矿物的名称命名，主要类型有：高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩、伊利石粘土岩等等。第19页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 高岭石粘土岩中的高岭石：片状、蠕虫状，一组完全解理，干涉色一级灰白。产地：北京怀柔，正交偏光。蒙脱石页岩：泥质结构，页理构造。主要矿物成分为蒙脱石（一级黄干涉色），含少量石英粉砂。产地：北京怀柔，正交偏光。第20页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 黄色页岩；泥质结构，页理构造紫红色泥岩.泥质结构，块状构造。第21页，共46页，2022年，5月20日，

16、9点57分，星期四碳酸盐岩类 实验内容与要求：观察各类碳酸盐岩标本，掌握基本的鉴定特征。 观察碳酸盐岩主要结构特征（包括晶粒结构、粒屑结构、生物骨架结构和交代结构）、胶结类型，注意泥晶基质与亮晶胶结物的区别。 学会对碳酸盐岩标本及薄片的描述方法。 掌握碳酸盐岩岩石分类命名原则和最基本的岩石类型。 碳酸盐岩主要由自生的碳酸盐矿物方解石和白云石组成。自生的碳酸盐矿物方解石含量50%时称为石灰岩；若一半以上为白云石时为白云岩。它们经常还和陆源碎屑及粘土矿物组成过渡类型岩石。第22页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四石灰岩 矿物成分：石灰岩的矿物成分较简单，在较纯的石灰岩中几乎完全

17、由方解石组成。不纯的石灰岩中常含有粘土矿物、石英粉砂、海绿石、硅质、铁质等，当石灰岩经历白云岩化交代作用时可出现数量不等的白云石。方解石和白云石在手标本和显微镜下特征相似，不易区分，通常要借助于5%的稀盐酸和茜素红S试剂。在标本上加稀盐后，方解石剧烈起泡而白云石轻微冒泡；在薄片上加茜素红S试剂后，方解石被染成红色，而白云石无变化。 结构：石灰岩的结构以泥晶结构和各种颗粒结构为主，其次为晶粒结构、生物骨架结构及交代结构。第23页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四石灰岩的分类命名: 按矿物成分分类： 石灰岩中除了方解石外，有时含有其它矿物成分，向另一种岩石过渡，此时用这种划分方

18、法。其它成分可以是白云石、粘土矿物、硅质等等，按结构特征分类：石灰岩的结构最能反映石灰岩的成因，按结构特征分类命名已经成为当今主要的划分方法。分类的依据主要为矿物的结晶程度，岩石中颗粒、亮晶胶结物及灰泥基质的相对含量等。有关结构分类命名的详细内容请查阅相关的教科书。 第24页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四主要岩石类型： 泥晶或微晶灰岩：主要由泥晶方解石组成，可含少量颗粒，颗粒含量一般不超过10%（有人认为 50%），其次为方解石。 3 结构：常见结晶晶粒结构，由于大部分白云岩是交代成因，因此经常可以见到交代残余的石灰岩的结构，如残余砂屑结构、残余鲕粒结构等等。 4 构造

19、：基本与石灰岩相似，有的出现团块状构造、透镜状构造。 5 白云岩的分类命名按矿物成分分类：白云岩中主要矿物为白云石，常见的其它矿物有方解石、粘土矿物、硅质等第29页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四6 主要岩石类型： 细晶白云岩：完全由细粒白云石组成，无交代特征。 灰质白云岩：矿物成分以白云石为主，含量大于50%，次要 矿物为方解石。 残余颗粒白云岩：残余颗粒结构，矿物成分以白云石为主，可含少量方解石。岩石中可见残余的砂屑、鲕粒等颗粒。第30页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 细晶白云岩：细晶晶粒结构，矿物成分为细晶白云石。正交偏光。灰质白云岩：矿物成

20、分以白云石为主，其次为方解石（红色）。单偏光染色片第31页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 残余砂屑白云岩：残余砂屑结构，岩石完全由细粒白云石组成，暗色椭圆状物为残余砂屑。单偏光。残余鲕粒灰质白云岩：残余鲕粒结构，圆形的鲕粒几乎完全被白云石（Dc）交代，填隙物为微晶方解石。单偏光。第32页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四其它内源岩 实验内容与要求：了解其它类型内源岩的岩石类型及主要的矿物组成。 观察硅质岩和磷质岩常见的结构构造及主要鉴定特征。 了解硅质岩和磷质岩的分类原则，掌握玉髓、蛋白石和胶磷矿的镜下鉴定特征。 其它内源岩（有的教科书中称为自生沉积

21、岩）有硅质岩、铁质岩、磷质岩、铝质岩、蒸发岩等。这些岩石在自然界分布较少，数量有限，但往往具有经济价值，形成重要的沉积矿床。在这里仅介绍一些常见岩石类型的岩相学特征，有关成因、分类等详细内容将在沉积矿床课程中学习第33页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四硅质岩 自生的硅质矿物含量大于50%，主要成分为玉髓、蛋白石、石英等，常见微晶结构、颗粒结构及生物结构，层理构造。主要岩石类型有：玉髓硅质岩：主要由粒状、纤状或放射状玉髓或蛋白石组成，有时含碳酸盐矿物。蛋白石和玉髓极易重结晶而形成微晶石英。 颗粒硅质岩：具颗粒结构，颗粒是由玉髓或微晶石英组成的内碎屑或鲕粒，填隙物主要为亮晶石

22、英。 硅藻岩（硅藻土）：主要由硅藻外壳堆积而成，有时含少量放射虫或海绵骨针、粘土矿物和碳酸盐矿物。 碧玉岩：是指含有铁质氧化物的硅质岩，可以呈各种颜色，但主要为红色。第34页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 蛋白石玉髓硅质岩：主要由蛋白石（Op）和玉髓（Cha）组成。蛋白石是胶质的氧化硅，高负突起。单偏光。鲕状硅质岩：鲕粒结构，颗粒支撑，孔隙式胶结。鲕粒呈球形，由玉髓组成，胶结物为细粒石英。正交偏光。第35页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 海绵骨针硅质岩：图中针状物为海绵骨针，由微晶石英组成，胶结物为玉髓。产地：江西乐平，正交偏光。玉髓硅质岩：由放

23、射状、粒状玉髓组成。正交偏光。第36页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四磷质岩 是一种富含磷的沉积岩，岩石中P2O5含量等于7.8-19.5%时为磷质岩；P2O5含量大于19.5时称为磷块岩，也可泛称为磷质岩。磷质岩中的主要矿物成分为磷酸盐矿物，磷酸盐矿物的种类非常多，但大多为磷灰石的变种，含水的非晶质磷酸盐称为胶磷矿，除磷酸盐矿物外，磷质岩中还可见到硅质矿物、碳酸盐矿物、粘土矿物及长石、石英等陆源碎屑。磷质岩的结构构造与石灰岩非常相似，分类命名也可仿石灰岩中的结构分类进行，将灰岩改为磷质岩或磷块岩即可第37页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 砂质磷块

24、岩：砂状碎屑结构，碎屑成分为石英，胶结物为胶磷矿。产地：安徽凤台，单偏光。砂质磷块岩：与左图相同视域，正交偏光。第38页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四铁质岩 是一种富铁岩，岩石中Fe2O3的含量大于21.4%或FeO的含量大于19.3%,构成岩石的铁矿物种类很多，最常见的是赤铁矿、针铁矿、磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿等，其它矿物有铁白云石、鲕绿泥石、鳞绿泥石、粘土矿物、方解石、白云石、石英等。铁质岩中常见鲕粒结构、豆粒结构，层理构造，分类命名的主要依据是铁矿物的种类和结构，如鲕状赤铁矿（铁质岩）第39页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四 鲕状赤铁矿

25、豆状赤铁矿第40页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四沉积岩描述实例一 手标本描述： 标本编号：S1-007 产地：浙江杭州 灰白色，中粒砂状碎屑结构，块状构造。 碎屑含量90%，粒度0.5mm，分选中等，磨圆度较差，具颗粒支撑、孔隙式胶结。碎屑成分主要为灰白色的石英，偶尔可见微量黑色硅质岩岩屑。 填隙物含量10%，由粘土矿物组成。标本定名：灰白色中粒石英砂岩第41页，共46页，2022年，5月20日，9点57分，星期四镜下薄片描述：薄片编号：S1-007 产地：浙江杭州 砂状碎屑结构，颗粒支撑，孔隙式胶结，局部为基底式胶结。 碎屑含量85%，分选中等，磨圆度较差，粒度0.3-0.5mm，主要成分为石英（80%）、岩屑（5%）。石英：次棱角状，具一级灰白干涉色，晶内常见包裹体，有的颗粒具波状消光。岩屑：次棱角棱角状，粒度与石英碎屑相近，主要由玄武岩岩屑组成，少量片麻岩岩屑。 填隙物含量15%，主要为粘土矿物（13%），少量铁质胶结物（2%）。粘土矿物：以蒙脱石为主，少量高岭石、水白云母。 蒙脱石：鳞片状，粒度0.005mm，单偏