教学课件第二节沉积岩的分类及主要类型.ppt

以沉积作用方式和岩石成分把沉积岩分三类：碎屑岩类 粘土岩类 化学岩及生物化学岩类,一、沉积岩的分类：,第二节 沉积岩的分类及主要类型,亦称外生沉积岩类，其组成物质主要来源于沉积盆地之外，是在盆地之外生成的，它包括母岩风化后形成的陆源碎屑物质和粘土矿物以及火山喷发作用形成的火山碎屑物质。陆源碎屑岩类又分为:砾岩（2mm）砂岩（20.063mm）粉砂岩（0.0630.004mm）泥质岩（0.004mm）,1、外源沉积岩类,2、火山碎屑岩类 按颗粒大小，火山碎屑岩类分为:集块岩（64mm）火山角砾岩（642mm）凝灰岩（2mm）3、内源沉积岩类 亦称内生沉积岩，组成岩石的主要物质直接来自沉积盆地的溶液或沉积场所的溶液，是溶液中的溶解物质通过化学或生物化学作用沉淀的。,内源沉积岩按其成分不同分为：,蒸发、非蒸发、可燃有机岩,1.碎屑岩的结构组分,二、陆源碎屑岩类,碎屑岩的物质成分主要由碎屑物质、化学物质、杂基三部分组成。碎屑物质：陆源碎屑岩的碎屑物质，是陆源碎屑岩的特征组分，陆地上搬来的碎屑故又称陆源碎屑。可分为矿物碎屑和岩石碎屑两类。,2.碎屑岩的一般特征,矿物碎屑：又称陆源碎屑矿物或碎屑矿物，在陆源碎屑岩中常见的碎屑矿物有20多种，但每种岩石中主要的碎屑矿物常不超过35种。石英 抵抗风化能力很强，既抗磨又不易分解，在碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。在粗碎屑中含量较少，以充填的形式出现。石英最稳定，若其含量高，表明砂岩中的成分成熟度高，即碎屑经过了长距离的搬运、分异沉积。,长石 含量仅次于石英，主要来自花岗岩、花岗片麻岩。常见的是钾长石、酸性斜长石，而中基性斜长石少见。属不稳定矿物，若在砂岩中大量出现，则多半是干燥气候和快速条件下堆积。长石碎屑也只有在短距离搬运、迅速埋葬的情况下，才能保存下来不被分解。对长石含量、类型及其特征的研究，可以追溯母岩、推断古气候、古构造等。,云母 多是稳定的白云母，常集中在细砂岩、粉砂岩的层面上。黑云母不稳定，只出现在离陆源区近、而成分复杂的砂岩中。,岩石碎屑：是母岩破碎后的岩石碎块，故岩屑可推母岩。各种岩石都可呈岩屑出现，但以细晶质或隐晶质的岩屑较常见。岩屑反映了气候干旱、母岩风化不彻底、搬运近、沉积快的特征。岩屑含量高，说明了岩石的成分成熟度低。常分布于0.1mm的砂岩和砾岩中。,2.碎屑岩的一般特征,1)碎屑岩的物质成分 主要由碎屑物质、化学物质、杂基三部分组成。碎屑物质：陆源碎屑岩的碎屑物质，是陆源碎屑岩的特征组分，陆地上搬来的碎屑故又称陆源碎屑。可分为矿物碎屑和岩石碎屑两类。,2.碎屑岩的一般特征,是从溶液中呈化学沉淀的物质，这类物质在陆源碎屑岩中多以胶结物的形式存在，对碎屑物质起胶结作用，但也有部分只是孤立的分散的矿物晶体，对碎屑物不起胶结作用，这类矿物称为自生矿物。还有部分可以交代碎屑或其它物质或其它物质的形式出现。在沉积盆地内、沉积期后的不同阶段新形成的矿物。,化学物质(化学填隙物)：,在碎屑中常见的化学沉淀矿物类型有：硅质矿物/硫酸盐矿物/碳酸盐矿物/磷酸盐矿物/硅酸盐矿物/卤化物/硫化物自生矿物的共同特点：成分简单、颗粒小、清洁透明、晶形好。研究自生矿物的意义：了解沉积、成岩及后生阶段的环境,是充填于碎屑颗粒之间的细粒机械混入物，它们对碎屑物质也起胶结作用，但基质不是化学成因的物质，它是和碎屑物质一起由机械沉积作用形成的。杂基包括：粘土物质，d0.005mm；细粉砂，0.030.005mm；碳酸盐矿物 d0.03mm,杂基：,3.碎屑岩的结构,碎屑本身的结构,粒度：碎屑颗粒的大小。粒度是碎屑岩进一步分类的依据，又是进行成因分析的主要对象。,3.碎屑岩的结构,圆度：碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度。它是颗粒在沉积作用过程中累积磨蚀强度的衡量指标。,棱角状：说明碎屑未经搬运或搬运极近；次棱角状：经过一定距离搬运；次圆状：经过较长距离搬运；圆状：经过了很长距离的搬运和磨蚀,球度：是指碎屑颗粒接近球体的程度。,球度与圆度：球度高的颗粒(石榴石)，其圆度不一定高；球度低的颗粒(角闪石)，其圆度可能高。,球度不仅与搬运距离有关，更与矿物形态有关(云母),分选性:分选性又称分选度，指碎屑颗粒大小均匀程度。它是流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标。分选好：一个粒级颗粒达75以上；分选中等：一个粒级颗粒为75-50；分选差：一个粒级颗粒未超过50,多级别颗粒共存。,表面特征：颗粒表面的磨光度，和显微刻蚀痕。,表面特征可判断搬运和沉积介质的性质：冰川搬运的砂砾常有擦痕；浊流搬运的颗粒表明常带有细小的刻痕。,3.碎屑岩的结构,填隙物的结构,位于碎屑颗粒之间，对碎屑均可起胶结作用或填充作用的物质，称填隙物。胶结物：杂基、化学胶结物和砂质充填物,杂基结构：粘土和0.03mm的细粒碎屑物，它们一般是与碎屑物质一起机械沉积，对碎屑也起胶结作用。胶结物结构：胶结物是指碎屑颗粒和杂基之外的化学沉淀物质，常是结晶的或非晶质的自生矿物，对碎屑颗粒起胶结作用。,3.碎屑岩的结构,填隙物的结构,按照胶结物结晶程度、晶粒的大小和绝对大小、分布的均一性、以及胶结物本身的组构特征等进行描述。胶结物结构及其成分有以下几种：非晶质胶结物、隐晶质胶结物微晶质胶结物、结晶粒状胶结物 栉壳状或丛生胶结物、连生胶结物 带状、薄膜状胶结物、次生加大、铁质胶结物,3.碎屑岩的结构,胶结类型,颗粒与填隙物的关系胶结类型及支撑性质 基底式胶结：颗粒互不接触；孔隙式胶结：点接触，胶结物分布于孔隙中；接触式胶结：点线接触，胶结物分布于接触处；镶嵌胶结：线接触凹接触。,(4)颗粒的支撑类型 颗粒的支撑特征是指沉积物所受压力在沉积物内部的分布状况，它涉及到基质和较大颗粒的相对含量。,1颗粒支撑；2过渡支撑；3基质支撑,基质支撑（Matrix-suppot）若基质含量很高,以致使较大颗粒被基质隔开而“漂浮”在基质背景中，这时沉积物的格架将由基质和较大颗粒共同搭接形成，它所受压力将会均匀分布在较大颗粒的整个表面上和所有基质中。过渡支撑（Transitional support）基质含量既不太多也不太少，较大颗粒有的直接叠加，有的又被基质隔开，这样的支撑称为过渡性支撑。,颗粒支撑（Grain-support）当基质和较大颗粒的分布都大体均匀时，若基质很少或无基质（颗粒含量相对较高），那么较大颗粒就会直接堆垒起来搭成颗粒格架，同时形成粒间孔，可能有的少量基质只会处在粒间孔内。这时沉积物所受压力基本上只分布在较大颗粒相互间的接触部位，颗粒其它部位和粒间孔内的基质则不承受压力或只承受很小压力。,4.碎屑岩的孔隙,原生孔隙：指原生粒间孔隙，也包括一些微孔隙；次生孔隙：在埋藏成岩过程中经受次生溶解作用形成的孔隙以及构造裂蓬。未压实砂的孔隙度在30-40左右，随埋深增加而减少。,5.碎屑岩的分类,按粒度 粗碎屑岩 砾岩、角砾岩 d2mm 中碎屑岩砂岩 2-0.063mm 细碎屑岩粉砂岩 命名、含量50%的组分作为基本名称；2、含量10、25的组分分别冠以“含”和“质”，如：泥质粉砂岩、砂质砾岩、含粉砂泥岩等。,(1)粗碎屑岩砾岩、角砾岩,1、一般特征,直径2mm的陆源碎屑，含量在50%以上的沉积岩称为砾岩。砾石的粒度从2mm到几米的都有。其成分以各种成分和结构的岩屑为主，此外可有长石、石英等矿物碎屑。砾石之间为砂粒和基质或胶结物充填。砾石的圆度差异也可以很大，从棱角状至圆状均可出现砾岩和角砾岩层理一般不发育，有时有大型斜层理和粒序层理。,通常依砾石的圆度：岩石分为砾岩（主要由次圆至圆状的砾石组成）;角砾岩（主要由棱角状至次棱角砾石组成）。按粒度可分为：巨砾岩256mm；卵石砾岩25664mm；粗砾岩6416mm；中砾岩164；细砾岩42mm.,2、砾岩和角砾岩的分类,按砾石成分的分类分为：,单成分砾岩：砾石成分单一，同种成分的砾石占75%以上，且多半是稳定性较高的岩屑或矿物碎屑，如石英岩、燧石等。复成分砾岩：砾石成分复杂，有时一种砾岩中可含有十几种不同成分的砾石，各种类型的砾石都不超过50%，这主要取决于母岩成分及其风化、搬运和沉积条件。这些砾石的抵抗风化能力大都不大，分选通常不好，磨圆度不高。砾岩的层理通常不明显，多沿山区带状分布，是母岩迅速破坏和迅速堆积的产物。,按成因把砾岩和角砾岩可分为：滨海砾岩、冲积扇砾岩、河流砾岩、冰川角砾岩、卡斯特角砾岩和盐溶角砾岩等。,根据利用在剖面中的位置分类：,(2)中碎屑岩砂岩,1、一般特征,粒度为20.063毫米的陆源碎屑含量在50%以上的沉积岩称为砂岩。砂岩的碎屑成分主要是石英、长石和岩屑，砂岩中的胶结物常见的有钙质、硅质、铁质等，有时还有海绿石、石膏等和泥质基质所胶结。砂岩中常见各种类型的斜层理、交错层理以及平行层理、序粒层理，波痕、冲刷痕迹、槽模、沟模和生物扰动构造等沉积构造。,(1)粒度分类 按其颗粒大小可分为：巨粒砂岩 21mm 粗粒砂岩 10.5mm 中粒砂岩 0.50.25mm 细粒砂岩 0.250.1mm 微粒砂岩 0.10.0625mm,2、砂岩的分类,成分分类：砂岩成分分类的方案很多，三端元或四端元分类法。三端元分类法：以砂岩中的主要碎屑成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，不考虑粘土杂基。四端元分类法是以砂岩中的主要碎屑成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，再把基质也作为一个端元组分参加岩石的分类命名。首先根据基质含量将砂岩分为两类：一类称为净砂岩类；另一类称为杂砂岩类。,3、砂岩的观察与描述,颜色成分：石英、长石、岩屑、含量；结构：颗粒：大小、形状、分选、磨圆、含量；填隙物：杂基及其含量、胶结物成分、结构、含量胶结类型：基底式、孔隙式等；构造：层理构造、层面构造等；次生变化综合命名：颜色结构成分名称，如浅灰色细粒石英砂、灰褐色中粒岩屑长石杂砂岩,4、砂岩的主要类型,砂岩类进一步按三个端点组分分为石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩，它们之间存在一些过渡类型的岩石类型，此外还有杂砂岩岩类。石英砂岩 石英90%，(燧石、硅质岩)，少量的长石、岩屑。重矿物很少，常为稳定的、磨圆度较好的重矿物。胶结物：硅质、碳酸盐、铁质、石膏、磷酸盐等。石英砂岩分布约占砂岩总量的1/3。,按胶结物成分分类：铁质石英砂岩粘土质石英砂岩钙质石英砂岩白云质石英砂岩磷质石英砂岩硅质石英砂岩,4、砂岩的主要类型,长石砂岩其形成取决于母岩成分，富含长石的母岩。主要是石英、长石，石英25%、岩屑10%。长石：正长石、微斜长石、酸性长石，而中基性少见。胶结物：钙质、铁质、粘土质。胶结类型：孔隙式、接触式、其次为基底式。,岩屑砂岩以石英、岩屑为主的砂岩，岩屑25%，长石10%，石英75%。岩屑：花岗岩岩屑、变质岩岩屑、火山岩岩屑。胶结物：碳酸盐、钙质、泥质等。胶结类型：常为基底式胶结。,杂砂岩杂基15%，富含杂基是杂砂岩的基本特征。不同比例的长石、岩屑，常含少量白云母，其次石英。长石：斜长石、钾长石(少见)，岩屑类型多。颗粒愈细，杂基含量愈高。浊积岩和其它重力流沉积物中常见，粒序层理、底部印模构造，或与泥岩互层。,(3)细碎屑岩粉砂岩,1、一般特征,粉砂岩是0.0630.004mm的陆源碎屑占50%以上的沉积岩。碎屑成分以石英为主，常含数量不定的白云母，长石和岩屑都较少见。填隙物以泥质基质为最多，其次为钙质和铁质胶结物，硅质胶结物极少见。粉砂岩多呈薄层状，常具微细的水平层理、微波状层理及包卷层理等变形构造也较常见。,2、粉砂岩分类,按粒度分：粗粉砂岩、细粉砂岩按碎屑成分分类：石英粉砂岩、长石粉砂岩、岩屑粉砂岩按填隙物分类：泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩、碳质粉砂岩。,泥质粉砂岩：填隙物以粘土（杂基）为主，含量25%50%，为快速沉积的产物。钙质粉砂岩：粉砂级颗粒主要被钙质胶结。多为河口三角洲前缘、前三角洲或海滩的沉积.,铁质粉砂岩：粉砂级颗粒主要被菱铁矿胶结。多为河口三角洲前缘、前三角洲沉积.炭质粉砂岩：粉砂级颗粒与有机质和泥质共生，颜色深，多为浅湖、湖沼或前三角洲沉积。,2、粉砂岩分类,按粒度分：粗粉砂岩、细粉砂岩按碎屑成分分类：石英粉砂岩、长石粉砂岩、岩屑粉砂岩按填隙物分类：泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂 岩、碳质粉砂岩。粉砂岩定名：应综合考虑，铁质石英细粉砂岩,(4).泥质岩,泥质岩：它是粒度0.004mm的陆源碎屑、自生矿物和粘土矿物组成的岩石。还含有数量不等的有机质，粘土矿物含量大于50%的岩石。泥质岩是分布最广泛的一类沉积岩，可占沉积岩总量的60%左右。,1、一般特征,粘土矿物：高岭石、蒙脱石、伊利石；陆源碎屑：石英、云母及少量长石等；自生矿物：铁、锰、铝的氧化物和氢氧化物(褐铁矿、赤铁矿等)；碳酸盐、硫酸盐、硅质矿物、硫化物等；有机质：炭质、沥青质及动植物遗体等。,2、泥质岩成分,3、结构和构造,结构：泥质结构、粉砂泥质结构、生物泥状结构、鲕状或豆粒结构及残余结构等。构造：层理构造如水平层理、波状层理；层面构造如波痕、泥裂等。,1).按是否发育页理划分：泥岩（无页理）、页岩（有页理）2）根据粘土矿物的组成分类高岭石粘土岩：高岭石含量50%.蒙脱石粘土岩：蒙脱石含量50%.伊利石粘土岩：伊利石含量50%.伊蒙混生粘土岩：伊利石和蒙脱石含量相近。,4、泥质岩的分类,3).根据泥岩中的混入物（非粘土）分类 粉砂质泥岩：泥岩中粘土矿物含量50%，粉砂质含量为25-50%。砂质(或砾质）泥岩：泥岩中粘土矿物含量50%，砂（或砾石）含量低于50%，多为重力流沉积。,钙质泥岩：泥岩中粘土矿物含量50%，方解石含量为25-50%。铁质泥岩：泥岩中粘土矿物含量50%，菱铁矿或赤铁矿含量为25-50%。,炭质泥岩：泥岩中粘土矿物含量50%，腐植有机质含量为低于50%。黑或灰黑，污手。黑色泥岩：泥岩中粘土矿物含量50%，含细分散状黄铁矿而呈黑色，不污手。硅质页岩：油页岩：,(5).碳酸盐岩,碳酸盐岩是以钙、镁碳酸盐矿物为主组成的沉积岩。主要的岩石类型为石灰岩和白云岩。分布仅次于泥质岩和砂岩，占沉积岩总面积的20%；为很有价值的矿产，广泛用于建筑、冶金、农业、医药等方面；另外与碳酸盐岩共生的层状矿床有铁、锰、铝、磷、硫等。,1、一般特征,化学成分：CaO、MgO、及CO2，其余氧化物还有SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、K2O、Na2O和H2O。石灰岩：CaO 56%;CO2 44%白云岩：CaO 30.4%;MgO 21.7%;CO2 47.9%微量元素，如Sr、Ba、Mn、Ni、Co、Pb、Zn、Cu、Cr、V、Ca、Ti等。利用这些元素种类、含量、元素对的比值来划分和对比地层、判断沉积环境和研究岩石成因。,2、碳酸盐岩的物质成分,组成碳酸盐岩的矿物成分，可以分为三类：1)碳酸盐矿物 2)陆源矿物 3)非碳酸盐的自生矿物。,矿物成分,1)碳酸盐矿物 主要是方解石和白云石，偶尔有文石、铁白云石和菱铁矿等。2)陆源矿物 粘土矿物、碎屑矿物（如石英、长石、云母）和微量的重矿物（多为稳定的重矿物）。当陆源矿物含量超过50%时，碳酸盐岩即过渡为泥质岩和碎屑岩。3)非碳酸盐的自生矿物 常见的有氧化铁矿物，海绿石，黄铁矿、白铁矿、石英、玉髓，石膏、硬石膏、天青石、重晶石、磷灰石、萤石和石盐等。它们在岩石中的含量一般也不多。,(一)碳酸盐岩结构分类1、粒屑结构：经波浪或流水搬运、沉积而成的碳酸盐岩；是由颗粒(内碎屑、生物碎屑、包粒、团粒、团块)和填隙物、孔隙构成。2、生物骨架结构：由原地生长的生物骨架构成的生物灰岩、礁灰岩。3、泥晶结构微晶结构：有化学或生物化学作用沉淀的灰岩、白云岩。4、残余结构：交代作用和重结晶作用形成。,3、碳酸盐岩的结构,1、粒屑结构：由颗粒、泥晶基质(或灰泥杂基)、亮晶胶结物、孔隙等四种结构组分构成，也称“颗粒结构”。颗粒类型包括：内碎屑(无内部结构的碳酸盐岩软泥颗粒)鲕粒和豆粒 生物碎屑(骨粒)团粒(不具有内部结构的粪团粒)团块(颗粒集合体)核形石,注意：碎屑结构与粒屑结构的异同,(二)碳酸盐岩结构特征,内碎屑 由盆地内部弱固结的碳酸盐沉积物经岸流、潮汐或波浪作用破碎、搬运、沉积的碎屑。内碎屑按直径大小分为：砾屑：2mm 砂屑：2-0.06mm 粉屑：微屑：泥屑：0.004微屑和泥屑充填于颗粒之间时称为泥晶基质。,球状-椭球状的颗粒，由一圈或多圈规则的同心纹围绕一个核心组成，核心通常是一个碳酸盐颗粒或陆源碎屑。鲕粒直径在2-0.2mm之间。鲕粒的分类：真鲕；假鲕；复鲕；薄皮鲕；变形鲕；变晶鲕；负鲕,鲕粒(豆粒),破碎的生物骨骼碎屑。骨骼的组分指示水深、水温、盐度和水流特征等；骨骼的门类、分选和磨园，可提供环境标志。,生物碎屑(骨屑),不具内部结构的碳酸盐球状、椭球状的颗粒。一般认为是生物的粪便。,团粒,由几个碳酸盐颗粒被灰泥或藻类粘结在一起而形成也称为葡萄石。,团块,核形石,与鲕粒的区别：圈层不规则，核心颗粒较大，已厘米级区别。,泥晶方解石：为粒度为小于0.004mm的泥晶方解石，机械作用形成；晶体大小不均匀，晶体间界限可直可弯，易重结晶为微晶方解石。亮晶方解石：为粒度通常大于0.01mm的、干净透明的亮晶方解石，化学结晶作用形成。亮晶方解石常发育栉状结构、连生结构。,填隙物：泥晶方解石（泥晶基质）和亮晶方解石,2、生物骨架结构 原地生长的底栖固着生物通过生命活动，由生物骨架和伴生的生物化学组分构成的结构，也称生物结构。常见于礁灰岩中。,(二)碳酸盐岩结构特征,3、结晶结构（化学结构）按照结晶程度可分为:非晶质结构：非晶质结构见于一些化学或胶体化学成因的岩石类型中，如硅质岩、磷灰岩等。隐晶质结构：隐晶质结构由微晶矿物集合体组成 显晶质结构：显晶质结构按照结晶颗粒的大小分为：粗晶（2mm）中晶（2-0.062mm）细晶(0.062-0.004mm)微晶(0.004-0.001mm)。,4、碳酸盐岩的成岩后生作用及沉积构造,1、成岩后生变化(1)胶结作用；(2)压实作用；(3)重结晶作用；(4)白云石化作用。2、几种沉积构造(1)示底构造(2)鸟眼构造（窗孔构造）(3)缝合线构造(4)叠层构造,(1)示底构造,在碳酸盐岩的原生孔洞中，有两种不同的充填物，在孔洞的底部或下部，为泥屑、粉屑等内碎屑充填，色较暗；孔洞的顶部或上部为亮晶方解石充填，色较浅，两者之间界面平直，能表示岩层的顶和底。,(2)鸟眼构造(窗孔构造),主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑、砂屑灰岩中的原生小孔洞，被亮晶方解石或硬石膏充填。出现在潮上带和潮间带上部的沉积物中。成因：气泡、收缩、生物成因等。,(3)缝合线构造,缝合线是一种裂缝构造。常见于碳酸盐岩中，但也出现在石英砂岩、硅质岩及蒸发岩中。在岩层的切面上，它呈现为锯齿状的曲线缝合线；在平面上，它呈现的参差不齐凹凸起伏的面缝合面；从立体上看，这些凹下或凸起的大小不等的柱体缝合柱。,(4)叠层构造,具有叠层构造的岩石称叠层石。,灰岩与白云岩间的过渡类型的岩石,5、碳酸盐岩的分类和命名,方解石(或白云石)与粘土矿物见过渡类型的岩石,5、碳酸盐岩的分类和命名,根据方解石、白云石、粘土（或砂）的混合岩类,5、碳酸盐岩的分类和命名,