沉积岩鉴定方法.ppt

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1、沉积岩,李宏林仅供参考,沉积岩概念：沉积岩是在地表和地表不太深的地方形成的地质体，它是在常温常压下由风化作用、生物作用和某些火山作用所形成的沉积物经过改造而成的。沉积岩的形成与演化风化作用按其性质可分为:物理风化作用、化学风化作用、和生物风化作用。石英是岩石中的主要造岩矿物。石英在风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用。因此在沉积碎屑岩中石英成为最主要造岩矿物。,长石的风化稳定性仅次于石英。其中钾长石稳定性较高。在一般情况下钾长石风化转变为水云母和高岭石，完全风化将形成蛋白石和铝土矿。斜长石风化时一般形成蒙脱石、蛋白石等，基性斜长石的风化稳定性比酸性斜长石低，因

2、此在沉积岩中基性斜长石很少见。白云母抗风化能力较强，在沉积岩中常见。,铁镁硅酸岩矿物易风化，故在沉积岩中很少见橄榄石、辉石、角闪石。碳酸盐岩矿物，风化稳定性很小，易溶于水，在碎屑沉积岩中少见。只有在干旱、近母岩快速搬运堆积的沉积岩中才可见到它们。,剥蚀作用 概念：将风化产物从岩石上剥离下来，同时也对未风化的岩石进行破坏，不断改变着岩石面貌的作用。其地质营力有风、流水、冰川和海浪等。风的吹蚀作用、水的侵蚀作用、地下水的潜蚀作用、冰川的刨蚀作用、海水和湖水的冲蚀作用。陆地是剥蚀作用的主要场所。风的剥蚀作用。流水的侵蚀作用：河流、海水、湖水以自己的动能并以夹带的砂、砾石破坏河床或海（湖）岸岩石，且把

3、破坏下来的物质带走，此过程叫流水的侵蚀作用。,沉积物的来源1、陆源：风化产物2、生物源：生物遗体与产物3、地下深处：火山喷发物4、宇宙物：陨石。,碎屑物质的搬运搬运方式：水流搬运；风的搬运；冰川搬运；生物搬运；化学搬运。搬运远的碎屑，成分变得简单，稳定成分增多，不稳定成分减少。同时粒度变小，磨圆变好。搬运越远，这种变化越明显。,成岩作用成岩作用：松散沉积物脱离沉积环境而被固结成岩期间所发生的作用。主要包括1、压固作用：孔隙缩小，水分排出2、压溶作用：压力作用沉积物发生溶解3、胶结作用：从溶液中沉淀出的矿物质（胶结物）将松散的沉积物胶结成坚硬岩石的过程。4、重结晶作用：温度和压力增加时，小晶体重

4、新结晶成大晶体或非晶质转变为晶质的现象,什么叫缝合线,碳酸盐岩中常见的一种由压溶作用形成的锯齿状裂缝构造。在平面上,即在沿裂缝破裂面上,它呈现为参差不平凹凸起伏的面,即缝合面；从立体上看,这些凹下或凸起的大小不等的柱体,称为缝合柱。缝合线构造的大小差别较大。大者,其凹凸幅度可达十几厘米甚至更大；小者,其凹凸幅度小于1毫米,甚至仅在显微镜下才能看出。缝合线作为一种裂缝构造,它可以成为油、气、水运移的通道。已有许多证据证明,缝合线在油气的运移和聚集上起着积极的作用。,碎屑岩碎屑成分一、矿物成分1、石英：石英抗风化能力很强，同时在大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高，因此石英是碎屑岩中分布最广的一种碎

5、屑矿物。它主要出现在砂岩和粉砂岩中，在砾岩中含量较少。2、长石：在碎屑岩中长石少于石英。长石中以钾长石最稳定，钠长石较不稳定，钙长石最不稳定。一般认为在碎屑岩中钾长石多于斜长石。长石主要分布于粗砂岩中，有时出现在中粒长石砂岩中。在砾岩和粉砂岩中，长石碎屑矿物很少见。,二、岩屑 岩屑是母岩岩石的碎块，是保持着母岩结构的矿物集合体。岩屑含量明显取决于粒级，即岩屑的含量随粒级的增大而增加，砾岩中岩屑含量最大，砂岩中只存在有细粒结构及隐晶结构的岩屑。另外，各类岩屑的丰度还取决于母岩的性质。细粒或隐晶结构的岩石，如中酸性喷出岩的岩屑分布最广；而易受化学分解的石灰岩，除非在母岩区附近有快速堆积和埋藏的条件

6、，否则很难形成岩屑。,第二节：填隙物成分杂基：杂基是碎屑岩中细小的机械成因组分，其粒级以泥为主，可包括一些细粉砂。不是化学沉淀组份。胶结物：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。碎屑岩中主要胶结物是硅质、碳酸盐及一部分铁质。还有一些粘土矿物都可作为碎屑岩的胶结物。,1、硅质胶结物：硅质常作为胶结物在砂岩里出现。主要有非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓和结晶质的石英。其性质表现为致密、坚硬。2、碳酸盐胶结物：在砂岩中最常见的碳酸盐胶结物是方解石。它在砂岩中大量分布。其性质表现为致密，加HCI起泡。3、泥质胶结物：其性质表现为疏松。,第二节：胶结类型在碎屑岩中，胶结物或填隙物的分布状

7、况及其与碎屑颗粒的接触关系称为胶结类型。1、基底式胶结：填隙物含量较多，碎屑颗粒在其中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为原杂基。2、孔隙式胶结：3、接触式胶结：4、镶嵌式胶结：,碎屑岩的结构及粒度分级第一节：碎屑颗粒的结构碎屑岩的结构是指构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状以及空间组合方式。碎屑岩的结构组分包括碎屑颗粒和填充物杂基及胶结物。碎屑颗粒的结构特征一般包括粒度、圆度、分选、胶结物、胶结类型以及颗粒的表面特征。粒度的的概念:指碎屑颗粒的大小。是碎屑颗粒的最主要的结构特征。分为巨、粗、中、细、粉等粒级。,圆度是指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度。它是碎屑的重要结构特征。通常把碎屑的圆度划分为

8、四级：棱角状、次棱角状、次圆状、圆状。分选：分好、中、差等。胶结物成分：分为泥质、灰质、硅质、铁质、白云质。胶结类型：基底式等。碎屑岩的粒度分级和命名：1）粒度分级的方法2）三级命名法：以含量大于50%的粒级定岩石的主名，含量在50-25%之间粒级的为“质”，含量在25-10%之间粒级的为“含”，含量小于10%的一般不参与定名。,碎屑岩的构造和颜色碎屑岩的构造和颜色是沉积岩的宏观特征。沉积岩的构造是指沉积岩的各个组成部分之间的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积后通过物理作用、化学作用和生物作用形成的。层理、波痕等流动成因的是原生构造。,一、层理：是岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它

9、可以通过矿物成分、结构、颜色的突变或渐变而显示出来。碎屑岩因层理的存在而显示出岩石的非均质性。二、层理分类及主要类型按照层内组分和结构的性质把层理一般划分为四种类型：非均质层理、均质层理、递变层理、韵律层理。非均质层理中又分为水平层理、波状层理、交错层理。,水平层理和平行层理水平层理的特点是纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面。平行层理主要由平行而又几乎水平的纹层状砂和粉砂组成。波状层理特点是纹层呈对称或不对称的波状，但总的方向平行于层面。交错层理，通常也叫斜层理。,递变层理是具有粒度递变的一种特殊的层理。这种层理的特点是由底部向上至顶部颗粒逐渐由粗变细。除了粒度变化外，没有任何内部纹层。韵律

10、层理：这种层理是在成分、结构与颜色方面不同的薄层作有规律地重复出现而组成的。均质层理：通常称块状层理，这是一种呈现大致均质外貌，不具任何纹层构造的层理。,碎屑岩的颜色碎屑岩的颜色是碎屑岩最醒目的标志，是鉴别岩石、划分和对比地层、分析判断古气候和古地理条件的重要依据之一。灰色和黑色：大多数粘土岩由暗灰色变为黑色，是因为存在有机质或分散状硫化铁造成的。岩石的颜色随着有机碳含量的增加而变深，表明岩石形成于还原或强还原环境中。,红、棕、黄色：这些颜色通常是由于岩石中含有铁的氧化物或氢氧化物染色的结果。若系自生色，则表示沉积时为氧化或强氧化环境。绿色：岩石的绿色多数是由于其中含有低价铁的矿物（如海绿石、

11、鲕绿泥石）所致。若系自生色，绿色一般反映弱还原环境。,沉积岩的分类一、碎屑岩（陆源碎屑）1、角砾岩2、砾岩细砾岩、中砾岩、粗砾岩、巨砾岩3、砂岩细砂岩、中砂岩、粗砂岩4、粉砂岩,角砾岩：棱角状、次棱角状砾石含量大于50%。可以是沉积形成的，还可以是构造作用形成的，也可以是火山作用形成的。与砾岩比较，分布狭窄，厚度小，但具有更为明显的成因意义。从成因上分角砾岩：山崩滑坡角砾岩；残积角砾岩。从成分上分：单成分角砾岩；复成分角砾岩。,砾岩：圆状及次圆状砾石含量大于50%。一般都是沉积作用形成的，与角砾岩比较，分布广，厚度大。按成分分为：单成分砾岩；复成分砾岩。按位置分为：底砾岩；层间砾岩。底砾岩：分

12、布于侵蚀面上，常常位于海侵层位的最底部，代表着一个长期的侵蚀间断。这种砾石的成分比较简单，以坚硬稳定的砾石居多，圆度高，分选好。表示这些砾石经历较长距离的搬运，但厚度一般不大。,注：侵蚀面：经过长期流水侵蚀作用，原有的地表沉积消失殆尽、原有的构造起伏被削平而形成的广阔而又近于水平的地面。,按成因分为：海成砾岩；河成砾岩。海成砾岩：磨圆与分选都好，无或很少有泥质充填；（海岸物源、河流搬运来的砾石）河成砾岩：它形成于河床沉积的底部。磨圆与分选都差，胶结物都为泥质。,碎屑岩野外观察和描述1、碎屑岩的命名：首先确定主要粒级并按命名原则作粒度命名；其次区分泥、灰、铁、硅等主要胶结物成分，作为形容词加在粒

13、级命名之前。粒度较粗的砂岩、砾岩，应鉴定碎屑的主要成分，作矿物成分的分类命名；若为较粗的砾岩，应根据圆度区分砾岩和角砾岩。颜色是岩石的醒目标志，加于岩石命名之前。,碎屑岩的描述内容要突出重点，特别要注意能反映岩石成因的结构、构造现象。描述顺序和内容：颜色、成分、结构、构造、化石、含有物、胶结物、胶结程度、胶结类型、油气显示。,二、粘土岩粘土岩是一种主要由直径小于0.01mm的颗粒组成。粘土岩的矿物成分：以粘土矿物为主，其次是碎屑矿物、自生的非粘土矿物及有机物质。粘土岩的结构、构造及颜色：粘土岩的结构：1、泥质结构；2、鲕状、豆状泥质结构。,粘土岩的构造：主要是层理构造。粘土岩多呈水平层理。纹层

14、厚度小于0.01m称为页状层理或页理。页理发育的粘土岩称为页岩，不发育的为泥岩。粘土岩的颜色：粘土岩的颜色主要物质成分所决定的。由单一的高岭土粘土岩、蒙脱石粘土岩其颜色多呈白色、灰白色、浅灰色；成分复杂的粘土岩颜色多种多样。多样的原因主要是受其中色素离子及有机质的影响。含三价铁的氧化物或氢氧化物的粘土岩多呈,红色、紫色、褐色；含二价铁的化合物及氢氧化物的粘土岩多呈黑灰色或灰绿色。有机质含量越高，岩石的颜色越深，可从灰黑色到黑色。粘土岩的物理性质：可塑性、吸水性、吸收性。,三、火山碎屑岩（火山碎屑）1、火山角砾岩2、火山集块岩3、凝灰岩,四、化学岩及生物化学岩母岩遭受化学风化作用之后形成的溶解物

15、质，以胶体或真溶液状态被搬运，在沉积盆地内以化学作用或生物化学作用使之沉淀，并经成岩与后生作用形成化学岩及生物化学岩。物质成分1、碳酸盐类矿物：方解石、白云石、文石、菱铁矿。2、氧化硅类矿物：石英、玉髓、蛋白石。3、硅酸岩类矿物：海绿石、鲕绿泥石。碎屑矿物：作为杂质存在于本类岩石中。主要是石英、长石、云母及粘土矿物。,化学岩及生物化学岩的结构1、结晶结构：本类岩石由结晶矿物颗粒组成。粗晶、中晶、细晶、粉晶。2、生物结构：岩石中含有30%以上生物遗体或介壳及生物碎片时，称为生物结构。3、碎屑结构：岩石中碎屑物质经胶结而成的结构称为碎屑结构。碎屑分陆源碎屑和内碎屑。,化学岩及生物化学岩的类型一、碳

16、酸盐岩类物质成分主要是方解石、白云石，其次还有少量文石、菱铁矿。杂质有粘土和石英、长石等。碳酸盐岩的结构类型：1、颗粒：按其是否在沉积盆地内生成，可分为盆内颗粒和盆外颗粒两大类。盆内颗粒是指在沉积盆地内生成和各种碳酸盐岩成分的颗粒。这些颗粒可以是机械破碎成因的，也可是生物成因的，还可以是化学聚集作用成因的。常见类型：内碎屑、生物颗粒、包粒等。,（1）内碎屑：是指在盆地内在沉积作用过程生成的碎屑。内碎屑可根据其颗粒直径的大小，划分为砾屑、砂屑、粉屑和泥屑四个等级。（2）生物颗粒：凡是经过搬运的或未经搬运的，完整的或破碎的生物化石，统称为生物颗粒。（3）包粒：包粒是鲕粒和豆粒的统称，当颗粒直径大于2mm时称为豆粒，小于2mm时称为鲕粒。,鲕粒：是具有核心的同心层结构的、石灰质的、球状或次球状的颗粒，其形状很象鱼子。豆粒：颗粒直径大于2mm时称为豆粒，豆粒常成不规则状。,2、灰泥：又称泥晶基质，或泥晶。它的成分是石灰质的，粒度很细而呈泥状。3、亮晶胶结物：它是在成岩阶段充填于颗粒之间孔隙中的化学沉淀方解石。4、结晶颗粒，沉积后重结晶作用和交代作用生成的。分为砾晶、砂晶、粉晶、泥晶。,碳酸盐岩的分类命名基本类型为石灰岩和白云岩,代表岩石（陆源）砾岩、角砾岩：砾径1mm的碎屑占50%以上的岩石。若超过一半的碎屑达次圆状以上称砾岩；否则称角砾岩。,