碎屑岩的成分课件

碎屑岩的成分

陆源碎屑岩(prtroclasticrock)：是指母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运沉积（少量化学搬运沉积）和成岩作用所形成的岩石。碎屑岩包括砾岩conglomerate、砂岩sandstone、粉砂岩siltstone、粘土岩claystone。陆源碎屑岩成分由碎屑颗粒(grain)和填隙物(fillingmaterial)两大部分组成，前者又分为矿物碎屑(mineralparticle)和岩石碎屑(rockfragment)；后者又分为杂基(matrix)、胶结物(cement)和孔隙(pore)。碎屑岩显微镜下照片碎屑岩电子显微镜下照片一、矿物碎屑(石英、长石、重矿物)二、岩石碎屑（岩屑）三、盆内碎屑四、成分成熟度

第一节碎屑成分碎屑颗粒主要由母岩风化作用过程中形成的矿物碎屑和岩石碎屑组成，数量大，是陆源碎屑岩的主要结构成分。其次为盆内碎屑，数量较少。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分

一、矿物碎屑(mineralparticle)

（已经发现的碎屑矿物约有160种，常见的约2O种，但在一种碎屑岩中，其主要碎屑矿物通常不过3～5种。）

碎屑矿物按比重可分为两类:

轻矿物:比重＜2．86，主要为石英、长石；重矿物:比重＞2．86，主要为岩浆岩中的付矿物（榍石、铝英石）、部分铁镁矿物（如辉石、角闪石）以及变质岩中的变质矿物（如石榴石、红柱石）。

碎屑岩中最常见分布最广泛的矿物碎屑有：

石英(quartz)、长石(feldspar)、重矿物(heavymineral)第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分1．石英(1)石英是碎屑岩中分布最广的一种矿物.砂岩及粉砂岩中平均含量达66.8％，在砾岩中含量较少，粘土岩中含量更少。(2)肉眼观察石英碎屑多呈碎屑粒状，无色透明，玻璃光泽，断口油脂光泽，硬度为7,无解理；显微镜下无色，洁净光亮无风化产物，粒状，无解理，正低突起，一级灰白干涉色，一轴晶正光性。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分(3)石英的来源：深成中酸性岩浆岩、片麻岩、片岩以及石英岩等含有大量的石英，是碎屑石英的主要来源。

(4)“单晶石英”指碎屑颗粒为单一的石英晶体，“多晶石英”指的是碎屑颗粒为2至多个石英晶体的集合体。

第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分(5)不同来源的石英往往有不同的包裹体、形态、消光现象等，这些能表徵母岩类型的微观标志称“标型特征”。来自岩浆岩的石英特征气液包裹体磷灰石包裹体电气石包裹体锆石包裹体第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分（来自岩浆岩中的石英常含有细小的包裹体，常不具波状消光）第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分来自火山岩的石英特征

来自火山岩中的石英不含包裹体，表面光洁，略具石英石英晶体外型，具裂纹、港湾状熔蚀边缘，不具波状消光碎屑表面的粘土氧化铁等构成“尘埃线”第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分再旋回石英塔里木盆地石炭系东河砂岩再旋回石英特征呈浑圆状或带自生加大边，是再旋回石英的特征。以单晶的非波状消光石英为主变质岩石英表面常见裂纹，不含液体包裹体，却可见特征的电气石、硅线石、蓝晶石等变质矿物的针状、长条状包裹体。大多数石英颗粒都具波状消光或带状消光来自变质岩的石英特征2．长石

(1)长石碎屑很常见，含量少于石英。据统计，砂岩中长石的平均含量为10～15％，远比石英含量为少。

(2)长石很容易水解，抗化学风化能力弱，解理发育抗物理风化能力也不强；在风化和搬运的过程中，长石逐渐地被淘汰，在碎屑岩中长石含量较低。但在特殊条件下，在有些砂岩中长石的含量可以相当高。例如我国某些陆相沉积的储油岩层中，长石的含量可达到50％左右。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分(3)长石主要来源于中-酸性岩浆岩(花岗岩)和片麻岩。一般认为，在碎屑岩中钾长石多于斜长石，在钾长石中正长石略多于微斜长石，在斜长石中钠长石更长石远远超过中性和基性斜长石。(4)在肉眼下长石多为板柱状、短柱状、粒状，无色、白色、浅肉红色、浅褐黄色等，玻璃光泽，二组正交或近于正交的完全解理，硬度6左右；镜下呈板条状、粒状，无色或因风化产物而显灰-浅褐黄色，表面较脏，二组解理完全，双晶常见，负低突起，一级灰干涉色。各种类长石可据双晶、突起、风化产物不同相区别。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分高岭石化正长石来自花岗片麻岩的微斜长石双晶纹很细的中酸性斜长石绢云母化长石再旋回微斜长石再旋回斜长石(5)长石的双晶、包裹体、形态、自生加大边等也是判断其来源的“标型特征”。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分正长石正长石微斜长石斜长石第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分阴极发光薄片照片3．重矿物

(1)碎屑岩中比重大于2.86的矿物碎屑称重矿物。它们在岩石中含量很少，一般在1％左右，其分布的粒度受重矿物的晶形大小、比重及硬度的控制。重矿物是在0．25～0.05mm的粒级范围内含量最高。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分重矿物形态素描及鉴定特征(2)重矿物的种类很多，根据重矿物的风化稳定性可将其划分为稳定和不稳定的两类。前者抗风化能力强，分布广泛，后者抗风化能力弱，分布不广。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分(3)重矿物的类型及标型特征、重矿物的组合以及轻重矿物的组合可有效的指示母岩的类型与性质。(4)依据重矿及其组合在平面的变化趋势和规律可有效的确定物源方向。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分(5)重矿物在碎屑岩中含量很少，薄片中偶尔可见，一般应进行专门的“人工重砂分析”。

(6)虽然重矿物含量较少，但在适当的条件下也可以富集成有经济价值的重砂矿床。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分锆石沙矿

二、岩石碎屑（岩屑rockfragment

）

1、概念

岩屑：是母岩岩石的碎块，简称岩屑或岩块。砂岩中岩屑含量一般在10-15%，有时也高达50%以上，一般低于石英含量，与长石含量相当。2、岩屑含量与下列因素有关：

⑴、碎屑岩的粒度砾岩中岩屑含量高，砂岩中岩屑含量底；

⑵、母岩抗风化的能力的强弱，强则容易成为岩屑，弱则难以成为岩屑；

⑶、岩屑大量出现反映了一种特殊的地质条件，如干燥的气候条件，快速的剥蚀和堆积环境，离母岩近，而搬运不远等等。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分岩屑主要依据其矿物组成、结构特征以及构造特征进行鉴别。

三、盆内碎屑(intraclast)

我国中、新生代陆相碎屑岩中经常含少量盆内碎屑（或称为内源碎屑），主要是碳酸盐颗粒、球粒、内碎屑和化石碎屑，其次是泥质内碎屑。有时随着碳酸盐颗粒的增加，也可过渡为含陆源碎屑的颗粒碳酸盐岩（石灰岩或白云岩）。

第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分

在碎屑岩中，碎屑物质的含量与粒度分布有一定关系，某种成分的颗粒常常只出现在某一定粒级范围内。第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分

碎屑物质的含量与粒度的关系

四、成分成熟度

成分成熟度：碎屑岩中稳定组分（石英）含量的高低程度成分成熟度指数=石英/（长石+岩屑）重矿物中，锆石、电气石、金红石是最稳定的，这三种矿物在透明重矿物中所占比例称为“ZTR”指数，是判别成分成熟度的又一指标。

碎屑岩的成分成熟度反映碎屑组分所经历的地质作用的时间和强度，即碎屑物质被改造彻底的程度，它们在很大程度上受气候和大地构造条件的制约。

第三章碎屑岩的成分

第一节碎屑成分结构成熟度指碎屑颗粒的分选、磨圆情况及杂基含量的多少一般情况下，成分成熟度高，结构成熟度也高，但不一致的情况也较常见，和源区母岩性质有很大关系第二节填隙物成分

填隙物是碎屑岩中的次要成分，以粒度细小、数量少(特殊情况如粘土岩例外)与碎屑颗粒相区别。充填在碎屑颗粒之间的细小物质—填隙物。第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物一、杂基二、胶结物填隙物

一、杂基(matrix)

1、定义：杂基：是以机械方式与碎屑颗粒同时沉积并充填于碎屑颗粒之间的细小物质。

2、特征：a、粒度细小，对砂岩<0.03mm，对砾岩可达细砂级b、与碎屑颗粒同时沉积；c、以机械方式沉积(悬浮载荷经卸载后形成的堆积产物),受物理因素控制,反映沉积时的水介质的性质和状态；d、成分复杂，粘土矿物为主，并有石英、长石等矿物及隐晶质岩石的细小碎屑，有时可见有灰泥和云泥；

e、数量变化大，一般少，特殊时较多或单独成岩；

f、对碎屑岩也有一定的胶结作用。第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物

二、胶结物(cement)1、定义：胶结物：在成岩阶段以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的对岩石起胶结作用的矿物，称“胶结物”。第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物

2、胶结物的类型

主要胶结物包括硅质（石英、玉髓、蛋白石）、碳酸盐（方解石、白云岩）和一部分铁质（赤铁矿、褐铁矿）。其它胶结物有：

硬石膏、石膏、黄铁矿，以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物。第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物⑴、硅质胶结物siliceouscement：（石英、蛋白石、玉髓）硅质胶结物石英次生加大Silicaovergrowth自生石英Authigenicsilica硅质胶结物的来源硅藻、放射虫、硅质海绵及其它非晶质氧化硅骨骼溶解提供压溶作用提供长石、粘土等硅酸盐矿物及火山玻璃等物质蚀变提供20世纪80年代以前至少提出过23种可能的硅的来源(mcbricle,1989)，但以这三种为主第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物方解石胶结物calcite⑵、碳酸盐胶结物carbonatecement：（方解石、铁方解石、白云石、铁白云石、菱铁矿)铁方解石胶结物ferrocalcite白云石胶结物dolomite菱铁矿胶结物siderite碳酸盐胶结物来源同生成岩阶段海水直接沉淀形成钙质生物骨骼溶解提供压溶作用提供硬石膏胶结物andydrite第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物（3）、其它胶结物：硬石膏、石膏、黄铁矿，以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物。gypsum黄铁矿胶结物pyrite高岭石胶结物kaolinite第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物绿泥石胶结物chloriteCoating-------rimofclay伊利石胶结物illite3、胶结物的特征：⑴形成时间晚于碎屑颗粒，形成于成岩作用阶段；⑵以化学方式形成，反应成岩阶段孔隙水的性质；⑶成分多样，常见有硅质(石英、玉髓和蛋白石)、碳酸盐(方解石、白云石)及铁质(赤铁矿、褐铁矿)、硬石膏、石膏、黄铁矿以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物都可作为碎屑岩的胶结物。但在同一岩石胶结物成分较单一(常为1-3种)；⑷粒度变化较大，一般小于碎屑(有例外)而大于杂基；⑸常有多样复杂的结构类型，有世代和期次；⑹对碎屑颗粒起主要的胶结作用；⑺数量少于碎屑颗粒，与杂其有互为消涨的现象。第三章碎屑岩的成分

第二节填隙物