沉积岩石学第四章二节.ppt

第四章 陆源碎屑岩,第一节 概述,按照成因，碎屑岩的组成部分包括:陆源碎屑物质、化学沉淀物质。,碎屑岩,陆源碎屑物质,化学沉淀物质,碎屑颗粒,杂 基,胶结物,矿物碎屑,岩石碎屑,按照按产出形式，碎屑岩的基本组成部分包括：碎屑颗粒（矿物碎屑和岩石碎屑）、填隙物（杂基和胶结物）、孔隙。,碎屑岩的基本组成,碎屑颗粒,填隙物,杂 基,胶结物,矿物碎屑,岩 屑,孔 隙,碎屑颗粒,填隙物,碎屑岩中的矿物,碎屑岩中的 矿 物,陆源碎屑矿物,自生矿物,在后生阶段生成的矿物,他生矿物，亦称继承矿物,在沉积、成岩阶段生成的矿物,后生矿物,第二节 碎屑岩的成分,碎屑包括：矿物碎屑、岩石碎屑（岩屑）,1、矿物碎屑(Mineral clastics),沉积岩中已发现的碎屑矿物约有160种，最常见的约有20种。在一种碎屑岩石中，其主要的碎屑矿物通常不过35种。,按照相对密度，碎屑矿物可分为：轻矿物：2.86，榍石、锆石等,一、碎屑成分,1）石英(Quartz),石英抗风化能力强，既抗磨又难分解，同时在大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高。所以石英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。,石英主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含量66.8%），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则更少。,石英具有油脂光泽，但只在新鲜断口上表现得明显。,在结晶岩中，深成中酸性岩浆岩、石英一长石质片麻岩及片岩含有大量石英，这是碎屑石英的主要来源。,不同来源的石英具有不同的特点。,来自喷出岩及热液岩石的石英,再旋回石英：呈浑圆状或带自生加大边,2）长石(Feldspar),在碎屑岩中,长石的含量少于石英。砂岩中长石的平均含量为1015%，长石主要分布于巨、粗砂岩中,有时见于中粒砂岩中,在砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。,长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。地壳运动比较剧烈,地形高差大,气候干燥,物理风化作用为主,搬运距离近以及堆积迅速等条件,是长石大量出现的有利因素。,在碎屑岩中,钾长石(正长石微斜长石)斜长石(钠长石钙长石)。,在长石中，最新鲜的是微斜长石，其颗粒表面极光洁，网格双晶清晰可见，常呈圆粒状。正长石常见高岭石化，使表面呈云雾状，颗粒轮廓模糊不清。酸性斜长石常具有清晰的钠长石双晶。斜长石常被绢云母或碳酸盐矿物所交代，表面呈云雾状，轮廓模糊。,再旋回长石的特征是微斜长石、正长石或斜长石具有自生加大边，与石英的自生加大不同，长石自生加大与原长石碎屑的光性方位不同，不同时消光。,3）云母(Mica),在碎屑岩中，白云母黑云母。,4)重矿物(Heavy mineral),在碎屑岩中含量极少，一般不超过1%，在粒级为0.250.05mm的范围重矿物含量最高。,按重矿物的风化稳定性可分为:稳定的重矿物和不稳定的重矿物。,不同类型的母岩其矿物组分不同,经风化破坏后会产生不同的重矿物组合,因此,利用重矿物解释母岩是非常有用的。,各类岩石的轻、重矿物组合,2、岩屑(Rock fragments),岩屑是母岩岩石的碎块,是保持着母岩结构的矿物集合体。,岩屑的含量决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。,所以,岩屑是提供沉积物来源区的岩石类型的直接标志。,在砂岩的碎屑中，岩屑的平均含量为1015%，常见的岩屑类型有:,花岗岩岩屑:花岗岩是地壳上分布最广的一类岩浆岩,沉积碎屑岩的主要母岩。,喷出岩岩屑:在砂岩中较丰富,酸性,中性,基性,碱性,片麻岩、片岩岩屑:易形成大量多晶石英,脉石英岩屑,石英砂岩岩屑:较少或很少,燧石:稳定,抗风化能力较强,粘土岩岩屑,在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有一定关系。,二 填隙物成分,碎屑碎屑颗粒间的填隙物包括:杂基和胶结物,(Interstitial minerals),1、杂基(Matrix),1）杂基是碎屑岩中的细小的机械成因组分,其粒级以泥级为主,可包括一些细粉砂。,3）不同碎屑岩中,杂基含量不同。杂基含量高是不成熟砂岩的特征。,2）杂基成分:高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物,亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级碎屑:绢云母、绿泥石、石英、长石等。,碎屑颗粒,杂基,2、胶结物(Cement),1）胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。,2）胶结物成分主要有:硅质(石英、玉髓、蛋白石)碳酸盐(方解石、白云石)铁质(赤铁矿、褐铁矿等)硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物,硅质胶结物（Siliceous cement）,包括非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓和结晶质的石英。,重结晶转变:蛋白石玉髓石英,碳酸盐胶结物(Carbonate cement),在砂岩中最常见的碳酸盐胶结物是方解石,由方解石胶结的砂岩常形成嵌晶结构,白云石胶结物,菱铁矿胶结物,3)其它类型的胶结物,氧化铁：赤铁矿、纤铁矿、针铁矿,石膏及硬石膏,磷灰石、沸石、海绿石等,重晶石、天青石、高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿泥石等,碎屑颗粒、杂基、胶结物及孔隙四种组分的区别,三 化学成分,碎屑岩的成分可以用所含矿物成分表示,也可以用化学成分表示。,(Chemical composition),化学成分对岩浆岩、变质岩的研究十分重要。当前化学分析方法在研究碎屑岩中的应用还是日趋广泛。,在砂岩中,不同碎屑组分的砂岩,其化学成分特点亦不相同。,主要砂岩类型的平均化学组分,成熟度指碎屑物质在风化、搬运过程中，被改造趋向于最终产物的程度。碎屑物质被改造趋于的最终产物是什么样的程度？化学成分与矿物成分：SiO2、Al2O3含量；石英、长石、岩屑等含量成分成熟度结构：圆度、球度、分选性等方面结构成熟度,五、成分成熟度,成分成熟度指碎屑物质成分上被改造趋向于最终产物的程度，亦称“化学成熟度”或“矿物成熟度”。化学成分：SiO2含量高，Al2O3含量少；矿物成分：石英含量高、长石、岩屑等含量 少,成熟度指数判别砂岩或其它碎屑岩在化学上及在矿物学上成熟度高低的一个指数：SiO2/Al2O3，Q/F，Q/（F+R），ZTR,Q=Quartz 石英F=Feldspar 长石R=Rock fragments 岩屑Z=zircon 锆石 T=tourmaline 电气石 R=rutile 金红石,SiO2/Al2O3，Q/F，Q/（F+R），ZTR 值与成分成熟度的关系？,SiO2/Al2O3 越大，成分成熟度越？Q/F 越大，成分成熟度越？Q/（F+R）越大，成分成熟度越？ZTR 越大，成分成熟度越？,?,成熟的砂岩以最稳定组分Q为主，Q 75%，甚至90%以上，SiO2含量极高，Al2O3含量极低，SiO2/Al2O3比值高。,未成熟的砂岩最稳定组分含量低，不稳定组分含量高，SiO2/Al2O3比值低，如长石砂岩、岩屑砂岩。,按成分成熟度来划分，砂岩可以分为成熟砂岩和未成熟砂岩。,本节要点：,陆源碎屑岩的四种基本组成部分碎屑颗粒、杂基、胶结物及孔隙四种组分的区别（从含义、在碎屑岩中的分布状况及所起的作用、搬运方式、沉积方式及控制因素、水动力条件、形成阶段等方面）（重点）。成熟度和成分成熟度的概念、成熟度指数的含义（重点）,