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1、第三章陆源碎屑岩的岩石类型第三章陆源碎屑岩的岩石类型 第一节砾岩第一节砾岩 第二节砂岩第二节砂岩 第三节粉砂岩第三节粉砂岩 第四节泥岩第四节泥岩 第五节陆源碎屑岩的成岩作用第五节陆源碎屑岩的成岩作用第一节粗碎屑岩砾岩和角砾岩第一节粗碎屑岩砾岩和角砾岩一、定义、命名原则：一、定义、命名原则：粒粒度度22mm mm 的的陆陆源源碎碎屑屑颗颗粒粒组组成成的的沉沉积积岩岩，据据碎碎屑屑颗颗粒粒的的磨磨圆圆程程度度分分为为砾砾岩岩或或角角砾砾岩岩，松松散散的的沉沉积积物物称为砾或角砾。称为砾或角砾。砾砾级级碎碎屑屑（直直径径 22mm mm）含含量量大大于于 30%30%者者为为砾砾岩类其中：砾级含量岩
2、类其中：砾级含量 50%50%，为砾岩；。，为砾岩；。砾级含量在砾级含量在 30 50%30 50%，砂泥质砾岩，砂泥质砾岩 砾砾级级含含量量在在 5 5 30%30%，砾砾质质砂砂岩岩或或砾砾质质泥岩泥岩 砾级含量砾级含量5%5%，含砾砂岩或含砾泥岩，含砾砂岩或含砾泥岩二、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明显受、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。不含重矿物，粗碎屑的成分复杂多样。化学母岩性质控制。不含重矿物，粗碎屑的成分复杂多样。化学成份少见。成份少见。2,2,填隙物成分：以细碎屑杂基为主，颗粒粒径填隙物成分：以细碎屑杂基为主
3、，颗粒粒径250%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，而角砾岩的成砾岩是长期搬运的正常沉积物，而角砾岩的成因则多种因则多种:构造作用、火山作用、溶解作用构造作用、火山作用、溶解作用 2 2、按砾石的大小、按砾石的大小 巨砾巨砾256256mmmm 粗砾粗砾 256-64 256-64 中砾中砾 64-4 64-4 细砾细砾 4-2 4-2?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3 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%75%复成分砾岩：每种成分小于
4、复成分砾岩：每种成分小于 50%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 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
5、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五、主要成因类型及实例五、主要成因类型及实例1 1、滨岸砾岩、滨岸砾岩主主要要是是在在波波浪浪作作用用的的淀淀岸岸地地带带，由由河河流流搬搬运运来来的的砾砾石石沿沿海海岸岸长长期期改改造造而而成成，其其特特点点是是砾砾石石成分较单一，以稳定组分为主。成分较单一，以稳定组分为主。2 2、河成砾岩、河成砾岩常常见见于于山山区区河河流流，多多位位于于河河床床沉沉积积的的底底部部，砾砾石石成成分分复复杂杂，由由于于搬搬运运不不远远，故故不
6、不稳稳定定组组分分仍然存在。仍然存在。3 3、洪积砾岩、洪积砾岩由由山山区区洪洪流流在在流流出出山山间间峡峡谷谷进进入入平平原原时时，流流速骤减，致使带出的碎屑物质快速堆积而成。速骤减，致使带出的碎屑物质快速堆积而成。4 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。分，分选极不好，大的砾石和泥砂混杂。5 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，从而形成滑力作用发生崩塌，或沿斜坡发生地
7、滑，从而形成滑塌角砾岩。塌角砾岩。6 6、岩溶角砾岩、岩溶角砾岩其形成下伏物质（如膏盐层）被溶解而移去以及上其形成下伏物质（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。覆地层的坍塌作用有关，尤其是石灰岩的坍塌。六、研究方法和意义六、研究方法和意义1、研究方法、研究方法 1）野外研究常用方法：）野外研究常用方法：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
8、）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、）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。古气候条件、冰川的存在等。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）未胶结或中等胶结的砾岩常常是含水层，也可以含油、气。以含油、气。第二节中碎屑岩砂岩第二节中碎屑岩砂岩 定义：粒度在定义：粒度在 2-0.0063 2-0.0063mm mm 碎屑占碎屑占 50%50%以上的以上的陆源碎屑岩称为砂
9、岩。陆源碎屑岩称为砂岩。一、砂岩的成分特征、结构和构造特征一、砂岩的成分特征、结构和构造特征 1 1、碎屑颗粒成分：、碎屑颗粒成分：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三者的成分特征取决于母岩的成分和沉积物的改造历史。改造历史。云母和绿泥石碎屑：云母和绿泥石碎屑：重矿物碎屑：重矿物碎屑：成分成熟度成分成熟度 Q/Q/（F+R 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 F/R 反映物源特征反映物源特征 R
10、R 反映气候和风化作用反映气候和风化作用的特点的特点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 0.03 0.03mm mm 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。3 3、结构：、结构：具典型的陆源碎屑结构具典型的陆源碎屑结构4 4、构造：、构造：发育各种层理、层面、同生变形构造和虫孔发育各种层理、层面、同生变形构造和虫孔等等二、砂岩的分类二、砂岩的分类按颗粒大小分类：按颗粒大小分类：巨粒砂岩巨粒砂岩 2-1 2-1 公厘公厘 粗粒砂岩粗粒砂岩 1-0.5 1-0.5 公厘公厘 中粒砂岩中粒砂岩 0.5-0.25
11、 0.5-0.25 公厘公厘 细粒砂岩细粒砂岩 0.25-0.125 0.25-0.125 公厘公厘 微粒砂岩微粒砂岩 0.125-0.063 0.125-0.063 公厘公厘1 1、分类的原则和依据分类的原则和依据:首首先先必必须须选选择择在在客客观观上上能能鉴鉴定定而而又又最最能能联联系系岩岩石石成成因因的的特特征征作作为为分分类类的的依依据据，第第二二，应应当当考考虑虑分分类类方方案案既既适适用用于于野野外外工工作作，又又适适用用于于室室内研究。内研究。2、常见砂岩分类的简介、常见砂岩分类的简介 早期：只考虑成分或结构，应用方便，但对早期：只考虑成分或结构，应用方便，但对研究砂岩形成特征
12、、沉积环境无明显意义。研究砂岩形成特征、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，）三角形分类，是成分分类具有成因意义。是成分分类具有成因意义。20 世纪世纪 60-70 年代，吉尔伯特、福克、佩蒂年代，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庄结合成分成因的特征，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年代，国内形成流行的分类方案（本次课程使用的分类方案）。案（本次课程使用的分类方案）。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
13、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、沉积成岩作用克里宁（克里宁（Krynine，P D，1948）。）。福克（人们，福克（人们，1968）分类方案）分类方案吉尔伯特（吉柏特，吉尔伯特（吉柏特，1955）佩蒂庄（佩蒂庄（Pettijohn，1972）现今石油系统使用的分类现今石油系统使用的分类 3 3、三端元四组分分类、三端元四组分分类 本次课程采用现在流行的三
14、端元四组分（成本次课程采用现在流行的三端元四组分（成分分-成因）分类方案，这个方案既考虑了成分的重成因）分类方案，这个方案既考虑了成分的重要影响，又能反映成因的差异。要影响，又能反映成因的差异。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+RR FR3,3,岩屑石英砂岩：岩屑石英砂岩
15、：Q=75-95%Q=75-95%，F+R25%F+R F R F4,4,长石砂岩：长石砂岩：Q75%Q25%F25%，F/R3 F/R35,5,岩屑长石砂岩：岩屑长石砂岩：Q75%Q75%，F/R=3-1 F/R=3-16,6,长石岩屑砂岩：长石岩屑砂岩：Q75%Q75%，F/R=1/3-1 F/R=1/3-17,7,岩屑砂岩：岩屑砂岩：Q75%Q25%R25%，F/R1/3 F/R50%50%，还有长石，结晶的，还有长石，结晶的 Cc Cc 矿物，少量的白云母矿物，少量的白云母 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
16、的、洪积的、冲积的成因：风成的、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、包卷层理我我国国黄黄土土主主要要分分布布在在西西北北地地区区、华华北北地地区区，及及东东北北的的南南部部和华东的北部。和华东的北部。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、湖的浅滩、潮坪、三角洲、泻湖、沼泽及海、湖的浅水部位。水部位。粉砂岩是经过较长距离搬运，在稳定粉砂岩是经过较长距离搬运，在稳定的
17、水动力条件下缓慢沉降形成的，分布极其广的水动力条件下缓慢沉降形成的，分布极其广泛，几乎在所有的砂泛，几乎在所有的砂泥质岩系中，都有粉砂泥质岩系中，都有粉砂岩层或夹层。岩层或夹层。第四节泥岩第四节泥岩 定定义义：主主要要由由粒粒度度0.003990907070505070705050555-255-2525-5025-5055555555555-255-2525-5025-50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、构造：三、构造：宏观构造：宏观构造：层层理理、层层面面（晶晶痕痕、雨雨痕痕、虫虫孔孔）干干裂裂、页页理（页岩：沿水平层理岩石劈开的）理（页岩：沿水平层理岩石劈开的
18、）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、泥岩的颜色：四、泥岩的颜色：多多样样，主主要要由由物物质质成成分分、沉沉积积环环境境和和所所含含色素离子决定的。色素离子决定的。五、泥岩的物理性质五、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、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；定的形状，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，、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蒙脱石的吸水能力最强3 3、烧结性：在低于耐火度的低温
19、下局部溶化，使质点互相粘、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结成坚硬的瓷质石块的性质4 4、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 1580 1580 度度以上以上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、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。有机色素的能力。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、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。丢失，发生体积缩小的性质。六、泥岩的分类六、泥岩的分类1 1、按混入物
20、组分的粒级及含量：、按混入物组分的粒级及含量：粉砂质泥岩砂质泥岩含砂泥岩含粉砂泥岩粉砂质泥岩砂质泥岩含砂泥岩含粉砂泥岩2 2、按粘土矿物的类型：、按粘土矿物的类型：高岭土粘土伊力石粘土蒙脱石粘土岩，有二种组分时按高岭土粘土伊力石粘土蒙脱石粘土岩，有二种组分时按前少后多的原则命名前少后多的原则命名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 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
21、结-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
22、泥质岩的分类表泥质岩的分类表七、常见泥质岩类型七、常见泥质岩类型伊利石粘土岩：伊利石粘土岩：高龄石粘土岩：高龄石粘土岩：蒙脱石粘土岩：蒙脱石粘土岩：页岩和泥岩：页岩和泥岩：油页岩：油页岩：八、泥质岩的研究方法八、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；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。由于其颗粒细小，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：