《沉积岩实习》PPT课件.ppt

沉积岩实习,沉积岩是在地表及地表下不太深的地方形成的一种地质体，它是在常温常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成的物质经过一系列改造（如搬运、沉积、成岩等作用）而形成的岩石。由于沉积岩的形成条件和方式与岩浆岩和变质岩不同，因此其物质组成、结构构造与岩浆岩和变质相比有较大的差别。学习和掌握各类沉积岩的岩石学特征，是我们进行沉积岩实验的目的。研究沉积岩的方法很多，但最基本的是手标本观察和显微镜观察。实验安排：砾岩和砂岩2学时，粉砂岩和泥质岩2学时，碳酸盐岩2-4学时，其它内源岩2学时。根据不同专业的岩石学教学计划，实验学时可作相应的调整。,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，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。,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,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。,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、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。,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,(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，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。,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），少量岩屑（Yx）。填隙物主要为粘土矿物（Nt)。正交偏光，50,陆源碎屑岩类,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。,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）。,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（）、细砂（）、极细砂（）。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。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。,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。,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。,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。,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。,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。,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。,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。,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。,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 5%）。内碎屑灰岩：内碎屑可以是砾屑、砂屑和粉屑。填隙物即可以是泥晶基质，也可以是亮晶胶结物，它们形成的环境是不同的。根据内碎屑和填隙物的成分可进一步详细命名，如泥晶砂屑灰岩。生物碎屑灰岩：颗粒由生物碎屑或骨屑组成，常见的生物碎屑种类有腕足、介形虫、海百合、三叶虫等等。填隙物即可以是泥晶方解石，也可以由亮晶胶结物组成。鲕粒灰岩：颗粒由鲕粒组成，填隙物为泥微晶基质或亮晶胶结物。要根据填隙物的成分可详细命名为亮晶鲕粒灰岩、微晶鲕粒灰岩。,白云岩,1 白云岩是碳酸盐岩中的另一大类岩石，可单独产出，也常与石灰岩、砂岩共生。由于现代海水中不能直接沉淀白云石，所以人们普遍认为至少寒武纪以来的白云岩主要是碳酸盐沉积物或石灰岩的白云岩化的产物。也有人认为存在着原生的白云岩。2 矿物成分：白云岩中的矿物成分主要为白云石（含量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：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,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。,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,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。,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,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）,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,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，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。,详细定名：中粒岩屑石英杂砂岩,沉积岩描述实例二,手标本描述：标本编号：S3-007 产地：新疆 深灰色，鲕粒结构，块状构造。鲕粒呈圆形，直径1mm左右，含量95%。鲕粒成分为深灰色微晶方解石，滴酸后据烈起泡。填隙物含量5%，由白色亮晶方解石组成。标本定名：亮晶鲕粒灰岩,镜下薄片描述：,薄片编号：S3-007 产地：新疆 鲕粒结构，块状构造，颗粒支撑，孔隙式胶结。鲕粒：鲕粒含量85%左右，呈圆形、椭圆形，直径0.5-1mm，具明显的同心纹层，偶尔可见复鲕、偏心鲕。部分鲕粒的中心存在生物骨屑。组成鲕粒的成分为深灰色的微晶方解石，个别鲕粒中出现放射状的文石（见左下图）。填隙物：含量15%，完全由无色透明的亮晶方解石组成，根据亮晶方解石的形态及分布可分为两个世代。第一世代方解石呈叶片状，分布在鲕粒的边部；第二世代的方解石呈不规则粒状，出现在鲕粒的间隙中（见右下图）。此岩石中的鲕粒同心纹层发育，胶结物完全由亮晶方解石组成，生成于较高能量的浅水环境。岩石详细定名：亮晶鲕粒灰岩,