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1、主主 要要 内内 容容 一、砾岩一、砾岩 二、砂岩二、砂岩 三、粉砂岩三、粉砂岩 四、泥岩四、泥岩 五、陆源碎屑岩的成岩作用五、陆源碎屑岩的成岩作用第三章第三章 陆源碎屑岩陆源碎屑岩岩石类型岩石类型第三章第三章 陆源碎屑岩的岩石类型陆源碎屑岩的岩石类型陆源碎屑岩陆源碎屑岩是指由母岩风化作用所形成的碎屑颗粒是指由母岩风化作用所形成的碎屑颗粒物质，经机械搬运和沉积作用，并进一步压实和胶物质，经机械搬运和沉积作用，并进一步压实和胶结作用所形成的沉积岩类。结作用所形成的沉积岩类。组成碎屑岩的三个部分：碎屑颗粒、填隙物组成碎屑岩的三个部分：碎屑颗粒、填隙物(杂基、杂基、胶结物胶结物)和孔隙。和孔隙。一、
2、一、定义、命名原则定义、命名原则 粒度粒度2mm2mm的的陆源碎屑颗粒组成的沉积岩，据碎屑颗粒陆源碎屑颗粒组成的沉积岩，据碎屑颗粒的磨圆程度分为砾岩或角砾岩，松散的沉积物称为砾或角的磨圆程度分为砾岩或角砾岩，松散的沉积物称为砾或角砾。砾级碎屑（直径砾。砾级碎屑（直径 大于大于2mm2mm）含量大于）含量大于30%30%者为砾岩类。者为砾岩类。 其中：砾级含量其中：砾级含量 大于大于50%50%，为砾岩；，为砾岩； 砾级含量在砾级含量在303050%50%，砂，砂( (泥泥) )质砾岩质砾岩 砾级含量在砾级含量在5 530%30%，砾质砂岩或砾质泥岩，砾质砂岩或砾质泥岩 砾级含量砾级含量 5%
3、5%，含砾砂岩或含砾泥岩，含砾砂岩或含砾泥岩粗碎屑岩粗碎屑岩砾岩和角砾岩砾岩和角砾岩二、成分特征二、成分特征1、颗粒成分特征：以岩屑为主，少量的矿物碎屑。成分、颗粒成分特征：以岩屑为主，少量的矿物碎屑。成分明显受母岩性质控制。明显受母岩性质控制。不含重矿物，粗碎屑的成分复杂多不含重矿物，粗碎屑的成分复杂多样样。化学成份少见化学成份少见。2 2、填隙物成分：、填隙物成分：以细碎屑杂基为主，颗粒粒径以细碎屑杂基为主，颗粒粒径2mm50%50%（占碎屑含量）（占碎屑含量） 角砾岩：次棱角状或棱角状角砾岩：次棱角状或棱角状50%50% 砾岩是长期搬运的正常沉积物，而角砾岩的成因则多种砾岩是长期搬运的正
4、常沉积物，而角砾岩的成因则多种: :构造作用构造作用、火山作用、溶解作用、火山作用、溶解作用 2、按砾石的大小、按砾石的大小 巨砾巨砾256mm 粗砾粗砾 256-64mm 中砾中砾 64-4mm 细砾细砾 4-2mm 当砾石分选差时，可用混积法命名当砾石分选差时，可用混积法命名 粗碎屑岩粗碎屑岩砾岩和角砾岩砾岩和角砾岩四、粗碎屑岩的分类四、粗碎屑岩的分类3、按成分：单成分砾岩：单一成分大于、按成分：单成分砾岩：单一成分大于75% 复成分砾岩：每种成分小于复成分砾岩：每种成分小于50 4 4、按砾岩在剖面中的位置：按砾岩在剖面中的位置： 层间砾岩：整合地产于岩层中间层间砾岩：整合地产于岩层中间
5、 底砾岩：分布于侵蚀面上底砾岩：分布于侵蚀面上5 5、按成因：按成因： 河成砾岩、河成砾岩、 海成砾岩、海成砾岩、 冰川角砾岩、冰川角砾岩、 崩积角砾岩、崩积角砾岩、 岩溶角砾岩、岩溶角砾岩、 构造角砾岩等构造角砾岩等粗碎屑岩粗碎屑岩砾岩和角砾岩砾岩和角砾岩残积的残积的残积角砾岩、倒石堆残积角砾岩、倒石堆沉积的沉积的正砾岩（杂基正砾岩（杂基90%石英质砾岩石英质砾岩稳定组分稳定组分15%）纹层基质纹层基质纹层状砾质纹层状砾质泥岩泥岩非纹层基质非纹层基质冰碛砾岩冰碛砾岩同生的同生的同生砾岩和角砾岩同生砾岩和角砾岩滑塌角砾岩滑塌角砾岩成岩期成岩期后的后的岩溶角砾岩（洞穴角砾岩）、岩溶角砾岩岩溶角砾
6、岩（洞穴角砾岩）、岩溶角砾岩 本次课程的砾岩分类表本次课程的砾岩分类表粗碎屑岩粗碎屑岩砾岩和角砾岩砾岩和角砾岩五、主要成因类型及实例五、主要成因类型及实例1、滨岸砾岩、滨岸砾岩主要是在波浪作用的淀岸地带，由河流搬运来的砾石沿海岸长期改造而成，其主要是在波浪作用的淀岸地带，由河流搬运来的砾石沿海岸长期改造而成，其特点是砾石成分较单一，以稳定组分为主。特点是砾石成分较单一，以稳定组分为主。2、河成砾岩、河成砾岩常见于山区河流，多位于河床沉积的底部，砾石成分复杂，由于搬运不远，故常见于山区河流，多位于河床沉积的底部，砾石成分复杂，由于搬运不远，故不稳定组分仍然存在。不稳定组分仍然存在。3、洪积砾岩、
7、洪积砾岩由山区洪流在流出山间峡谷进入平原时，流速骤减，致使带出的碎屑物质快速由山区洪流在流出山间峡谷进入平原时，流速骤减，致使带出的碎屑物质快速堆积而成。堆积而成。4、冰川角砾岩、冰川角砾岩由冰川作用形成，成分复杂，常见新鲜的不稳定组分，分选极不好，大的砾石由冰川作用形成，成分复杂，常见新鲜的不稳定组分，分选极不好，大的砾石和泥砂混杂。和泥砂混杂。5、滑塌角砾岩、滑塌角砾岩在地形陡峻地区的边界地带，常常由于某种地质营力作用发生崩塌，或沿斜坡在地形陡峻地区的边界地带，常常由于某种地质营力作用发生崩塌，或沿斜坡发生地滑，从而形成滑塌角砾岩。发生地滑，从而形成滑塌角砾岩。6、岩溶角砾岩、岩溶角砾岩其
8、形成下伏物质（如膏盐层）被溶解而移去以及上覆地层的坍塌作用有关，尤其形成下伏物质（如膏盐层）被溶解而移去以及上覆地层的坍塌作用有关，尤其是石灰岩的坍塌。其是石灰岩的坍塌。六、六、 研究方法和意义研究方法和意义 1、研究方法、研究方法 野外研究野外研究常用方法常用方法： 砾石的碎屑成分：砾石的碎屑成分： 粒度和分选性：粒度和分选性： 砾石的圆度、球度及表面特征砾石的圆度、球度及表面特征 砾岩的构造砾岩的构造 砾岩岩体的产状、接触关系、底面特征的观察砾岩岩体的产状、接触关系、底面特征的观察 2） 室内研究室内研究2、研究意义、研究意义1）常作为沉积间断的标志和划分地层的依据。）常作为沉积间断的标志
9、和划分地层的依据。2）有助于了解地质发展历史，如地壳运动情况、古气候条件、冰川的）有助于了解地质发展历史，如地壳运动情况、古气候条件、冰川的存在等。存在等。3）在古地理研究中具有重要的作用。）在古地理研究中具有重要的作用。4）砾岩本身就是矿石。）砾岩本身就是矿石。5）未胶结或中等胶结的砾岩常常是含水层，也可以含油、气。）未胶结或中等胶结的砾岩常常是含水层，也可以含油、气。粗碎屑岩粗碎屑岩砾岩和角砾岩砾岩和角砾岩定义定义：粒度在：粒度在2-0.0063mm2-0.0063mm碎屑占碎屑占50%50%以上的陆源碎屑岩称为以上的陆源碎屑岩称为砂岩。砂岩。一、砂岩的成分特征一、砂岩的成分特征 1 1、
10、碎屑颗粒、碎屑颗粒成分：成分： Q Q石英，石英， F F长石，长石， R R岩屑，岩屑，三者的成分特征取决于母岩的成分和沉积物的改造历史。三者的成分特征取决于母岩的成分和沉积物的改造历史。 云母和绿泥石碎屑：量少云母和绿泥石碎屑：量少 重矿物碎屑：量少，有指示物源的作用重矿物碎屑：量少，有指示物源的作用成分成熟度成分成熟度Q/（F+R）：指碎屑沉积组分在其风化、搬运和沉积作）：指碎屑沉积组分在其风化、搬运和沉积作用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。F/R反映物源特征反映物源特征 , R反映反映气候和风化作用的特点气候和风化作用的特点 中碎屑岩中碎屑岩砂
11、岩砂岩 一、砂岩的成分特征一、砂岩的成分特征2 2、填隙物的成分：、填隙物的成分： 杂基：粘土和小于杂基：粘土和小于0.03mm0.03mm的细碎屑颗粒；的细碎屑颗粒； 胶结物：铁质、钙质和硅质为常见胶结物：铁质、钙质和硅质为常见。二、砂岩的结构特征二、砂岩的结构特征 具典型的陆源碎屑结构具典型的陆源碎屑结构 三、砂岩的构造特征三、砂岩的构造特征 发育各种层理、层面、同生变形构造和虫孔等发育各种层理、层面、同生变形构造和虫孔等 中碎屑岩中碎屑岩砂岩砂岩 五、五、砂岩的分类砂岩的分类1 1、分类的原则和依据分类的原则和依据: 首先必须选择在客观上能鉴定而又最能联系岩石成因首先必须选择在客观上能鉴
12、定而又最能联系岩石成因的特征作为分类的依据，第二，应当考虑分类方案既适用的特征作为分类的依据，第二，应当考虑分类方案既适用于野外工作，又适用于室内研究。于野外工作，又适用于室内研究。 最简单的分类是按颗粒大小分类：最简单的分类是按颗粒大小分类： 巨粒砂岩巨粒砂岩 2-1mm 粗粒砂岩粗粒砂岩 1-0.5mm 中粒砂岩中粒砂岩 0.5-0.25mm 细粒砂岩细粒砂岩 0.25-0.125mm 微粒砂岩微粒砂岩 0.125-0.063mm这是其他分类的基础，但不能反映砂岩的成分和成因特征这是其他分类的基础，但不能反映砂岩的成分和成因特征 中碎屑岩中碎屑岩砂岩砂岩 2、常见砂岩分类的简介、常见砂岩分
13、类的简介 早期：只考虑成分或结构，应用方便，但对研究砂岩早期：只考虑成分或结构，应用方便，但对研究砂岩形成特征、沉积环境无明显意义。形成特征、沉积环境无明显意义。 20世纪中期，克里宁（世纪中期，克里宁（1948）三角形分类，是成分分）三角形分类，是成分分类具有成因意义。类具有成因意义。 20世纪世纪60-70年代，吉尔伯特、福克、佩蒂庄结合成年代，吉尔伯特、福克、佩蒂庄结合成分成因的特征，先后提出自己的成分分成因的特征，先后提出自己的成分成因分类方案。成因分类方案。 20世纪世纪70-80年代，国内形成流行的分类方案（本次年代，国内形成流行的分类方案（本次课程使用的分类方案）。课程使用的分类
14、方案）。 中碎屑岩中碎屑岩砂岩砂岩 这些分类的共同关注特点：这些分类的共同关注特点：1、来源区的性质（母岩成分）；、来源区的性质（母岩成分）；2、成分成熟度；、成分成熟度；3、结构成熟度；、结构成熟度；4、流动因素：搬运、沉积介质的物性；、流动因素：搬运、沉积介质的物性；5、大地构造背景；、大地构造背景；6、原生沉积构造；、原生沉积构造；7、气候及风化作用；、气候及风化作用；8、沉积成岩作用、沉积成岩作用 中碎屑岩中碎屑岩砂岩砂岩 克里宁（克里宁（Krynine，P.D，1948）福克（福克（Folk，1968）分类方案）分类方案吉尔伯特（吉尔伯特（Gilbert，1955）佩蒂庄（佩蒂庄（P
15、ettijohn，1972现今石油系统使用的分类现今石油系统使用的分类3、三端元四组分分类、三端元四组分分类三端元四组分分类方案详解：三端元四组分分类方案详解： 首先根据杂基的含量，将砂岩分为两大类，杂砂岩（首先根据杂基的含量，将砂岩分为两大类，杂砂岩（杂基杂基15%15%）和净砂岩（杂基）和净砂岩（杂基15%15%, M15%, 杂砂岩杂砂岩M15%M95%, F+R95%, F+R5%;2 2、长石石英砂岩：、长石石英砂岩：Q=75-95%Q=75-95%， F+R25%F+RRF R3 3、岩屑石英砂岩：、岩屑石英砂岩：Q=75-95%Q=75-95%， F+R25%F+R F R F
16、4 4、长石砂岩：、长石砂岩： Q 75%Q 25%F 25%，F/R 3F/R 35 5、岩屑长石砂岩：、岩屑长石砂岩： Q 75%Q 75%， F/R =3-1F/R =3-16 6、长石岩屑砂岩：、长石岩屑砂岩： Q 75%Q 75%， F/R =1/3-1F/R =1/3-17 7、岩屑砂岩：、岩屑砂岩： Q 75%Q 25%R 25%， F/R 1/3F/R 50%50%，还有长石，结晶的，还有长石，结晶的CcCc矿物，少量矿物，少量的白云母的白云母20-30%20-30%，粘土矿物粘土矿物 10-20%10-20%，重矿物重矿物 5%5%成因：风成的、冰积的、洪积的、冲积的成因：风
17、成的、冰积的、洪积的、冲积的 多数人认为：河流洪积平原堆积的风成粉砂。多数人认为：河流洪积平原堆积的风成粉砂。 常具水平层理：沙纹层理、包卷层理常具水平层理：沙纹层理、包卷层理我国黄土主要分布在西北地区、华北地区，及东北的南部和华东的北我国黄土主要分布在西北地区、华北地区，及东北的南部和华东的北部。部。 四、粉砂岩分布与成因四、粉砂岩分布与成因 河漫滩质潮坪质三角洲粉砂岩分布：河漫滩、潮坪、三角洲、泻河漫滩质潮坪质三角洲粉砂岩分布：河漫滩、潮坪、三角洲、泻湖、沼泽及海、湖的浅水部位。湖、沼泽及海、湖的浅水部位。 粉砂岩是经过较长距离搬运，在稳定的水动力条件下缓慢沉降形粉砂岩是经过较长距离搬运，
18、在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成的，分布极其广泛，几乎在所有的砂成的，分布极其广泛，几乎在所有的砂泥质岩系中，都有粉砂岩层泥质岩系中，都有粉砂岩层或夹层。或夹层。 细碎屑岩细碎屑岩粉砂岩粉砂岩 定义：主要由定义：主要由粒度粒度小于小于0.0039m0.0039m的细碎屑和粘土矿物组成的细碎屑和粘土矿物组成的沉积岩类（分布最广，占沉积岩总量的的沉积岩类（分布最广，占沉积岩总量的55%55%以上），粘以上），粘土矿物既可以是母岩风化产物被搬运沉积的，也可以是成土矿物既可以是母岩风化产物被搬运沉积的，也可以是成岩作用过程中生成的。岩作用过程中生成的。一、一、成分特征：成分特征：1 1、粘土矿物：、粘
19、土矿物： 高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石2 2、碎屑颗粒：、碎屑颗粒： 石英和长石的碎屑、云母等石英和长石的碎屑、云母等3 3、非粘土的自生矿物：、非粘土的自生矿物： 碳酸盐碳酸盐、铁铁氧化物、氢氧化物、氧化物、氢氧化物、 硫酸盐、盐岩硫酸盐、盐岩 由粘土矿物的吸附作用，常含有特殊的元素由粘土矿物的吸附作用，常含有特殊的元素4 4、有机质、有机质 泥岩（粘土岩）泥岩（粘土岩） 自生高岭石自生高岭石。 自生自生伊利石自生伊利石二、结构特征：二、结构特征： 1 1、按粘土质点、粉砂和砂的相对含量划分：、按粘土质点、粉砂和砂的相对含量划分： 泥状结构和与砂、粉砂的过渡结
20、构；泥状结构和与砂、粉砂的过渡结构； 2 2、按结晶程度划分：、按结晶程度划分： 非晶质结构非晶质结构 隐晶质结构：隐晶质结构： 显晶质结构：纤维状、显微鳞片状、粒状显晶质结构：纤维状、显微鳞片状、粒状 粗晶结构：蠕虫状、书页状粗晶结构：蠕虫状、书页状 3 3、按粘土矿物集合体的形状：、按粘土矿物集合体的形状： 团粒结构团粒结构 鲕粒（豆粒）结构鲕粒（豆粒）结构 同生泥屑结构同生泥屑结构 生物泥状结构生物泥状结构 泥岩（粘土岩）泥岩（粘土岩） 粒度含量粒度含量结构类型结构类型各各 粒粒 级级 含含 量量 % %粘土粘土粉砂粉砂砂砂泥状结构泥状结构含粉砂泥状结构含粉砂泥状结构粉砂泥状结构粉砂泥状
21、结构含砂泥状结构含砂泥状结构砂泥状结构砂泥状结构90907070505070705050555-255-2525-5025-5055555555555-255-2525-5025-50按粒度划分的泥质岩的结构类型按粒度划分的泥质岩的结构类型三、三、构造：构造： 宏观构造：宏观构造： 层理、层面（晶痕、雨痕、虫孔）干裂层理、层面（晶痕、雨痕、虫孔）干裂、页理、页理（页岩（页岩：沿水平层理岩石劈开的）：沿水平层理岩石劈开的） 微观构造：微观构造： 鳞片构造鳞片构造 毡状构造毡状构造 定向构造定向构造四、四、泥岩的颜色：泥岩的颜色： 多样，主要由物质成分、沉积环境和所含色素离子多样，主要由物质成分、
22、沉积环境和所含色素离子决定的。决定的。 泥岩（粘土岩）泥岩（粘土岩） 五、五、泥岩的物理性质泥岩的物理性质1 1、可塑性：黏土岩粉碎后加适当的水分，受压后可塑造成一定的形、可塑性：黏土岩粉碎后加适当的水分，受压后可塑造成一定的形状，压力取消后，形状不变；状，压力取消后，形状不变；2 2、吸水性：某些粘土具有强烈的吸水能力，而且体积膨胀，蒙脱石、吸水性：某些粘土具有强烈的吸水能力，而且体积膨胀，蒙脱石的吸水能力最强的吸水能力最强 3 3、烧结性：在低于耐火度的低温下局部溶化，使质点互相粘结成坚、烧结性：在低于耐火度的低温下局部溶化，使质点互相粘结成坚硬的瓷质石块的性质硬的瓷质石块的性质 4 4、
23、耐火性：粘土在高温下不熔融的特征，最高可达、耐火性：粘土在高温下不熔融的特征，最高可达15801580度以上度以上 5 5、吸附性：粘土质点能从周围介质中吸收各种气态、液态及有机色、吸附性：粘土质点能从周围介质中吸收各种气态、液态及有机色素的能力。素的能力。6 6、干缩性：含水的粘土沉积物失水后，由于质点表面水分的丢失，、干缩性：含水的粘土沉积物失水后，由于质点表面水分的丢失，发生体积缩小的性质。发生体积缩小的性质。 泥岩（粘土岩）泥岩（粘土岩） 正是由于泥岩的特殊物理性质，使泥岩在工业中广泛应用。 六、六、泥岩的分类泥岩的分类1 1、按混入物组分的粒级及含量：、按混入物组分的粒级及含量：粉砂
24、质泥岩粉砂质泥岩 砂质泥岩砂质泥岩 含砂泥岩含砂泥岩 含粉砂泥岩含粉砂泥岩2 2、 按粘土矿物的类型：按粘土矿物的类型： 高岭土粘土高岭土粘土 白云母粘土白云母粘土 蒙脱石粘土岩，有二种组分时按前少蒙脱石粘土岩，有二种组分时按前少后多的原则命名后多的原则命名3 3 按成因分类：按成因分类： 沉积型粘土岩、残积型粘土岩沉积型粘土岩、残积型粘土岩4 4 按固结程度：按固结程度： 未固结的、固结的未固结的、固结的 泥岩（粘土岩）泥岩（粘土岩） 固结程度固结程度结构（粉砂含量）结构（粉砂含量）粘土矿物成分粘土矿物成分混入物成分混入物成分5%5%5-25%5-25%25-50%25-50%未固结未固结-
25、 -弱弱固结固结泥、泥、粘土粘土含粉砂含粉砂泥（粘泥（粘土）土）粉砂质粉砂质泥（粘泥（粘土）土）高龄石粘土、高龄石粘土、蒙脱石粘土、蒙脱石粘土、伊利石粘土伊利石粘土固固结结无纹无纹理无理无页理页理泥岩泥岩含粉砂含粉砂泥岩泥岩粉砂质粉砂质泥岩泥岩高龄石粘土岩、高龄石粘土岩、蒙脱石粘土岩蒙脱石粘土岩伊立石粘土岩伊立石粘土岩高龄石高龄石-伊立伊立石伊利石石伊利石钙质泥岩钙质泥岩硅质泥岩硅质泥岩铁质泥岩铁质泥岩有纹有纹理理有页有页理理页岩页岩含粉砂含粉砂页岩页岩粉砂质粉砂质页岩页岩钙质页岩钙质页岩 碳质页岩碳质页岩铁质页岩铁质页岩 黑色页岩黑色页岩硅质页岩硅质页岩 油页岩油页岩强固结强固结泥板岩泥板岩
26、 泥质岩的分类表泥质岩的分类表七、七、泥质岩的研究方法泥质岩的研究方法 1 1、野外工作：、野外工作： 观察泥质岩的颜色、结构和构造等宏观特征；由于其颗粒细小，观察泥质岩的颜色、结构和构造等宏观特征；由于其颗粒细小，室内工作是主要的。室内工作是主要的。 2 2、室内工作：、室内工作： 主要以仪器鉴定为主。主要以仪器鉴定为主。 薄片鉴定：薄片鉴定： 粒度分析：粒度分析： 差热分析：差热分析： 电子显微镜法：电子显微镜法： X X射线衍射法：射线衍射法： 加热脱水失重分析：加热脱水失重分析： 泥岩（粘土岩）泥岩（粘土岩） 泥岩的主要类型：暗色泥岩、灰绿色泥岩、紫红色泥岩、碳质泥岩、泥岩的主要类型：暗色泥岩、灰绿色泥岩、紫红色泥岩、碳质泥岩、油页岩。油页岩。第三章第三章 陆源碎屑岩陆源碎屑岩岩石类型岩石类型 思考题思考题1 1、陆源碎屑岩分类的原则？共分为几种岩石、陆源碎屑岩分类的原则？共分为几种岩石 类型？类型？2 2、砂岩的三端元四组分分类的具体内容？、砂岩的三端元四组分分类的具体内容？3 3、在砂岩的成份分类过程中，各种岩石碎屑、在砂岩的成份分类过程中，各种岩石碎屑 是怎样归类的？是怎样归类的？4 4、胶结物与杂基在成因方面是怎样区别的？、胶结物与杂基在成因方面是怎样区别的？