陆源碎屑岩(精品).doc

第六章 陆源碎屑岩第一节 概述1、概念：陆源碎屑岩：是指母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运沉积（少量化学搬运沉积）和成岩后作用所形成的岩石 碎屑岩包括砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩陆源碎屑岩中的矿物：2、基本组成：（1）碎屑颗粒：碎屑岩的骨架，主要由母岩物理风化过程中机械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成2）杂基：与砂、砾等碎屑颗粒同时沉积下来细小的碎屑（3）胶结物：化学沉淀物质，成岩期的产物，对碎屑颗粒起胶结作用（4）孔隙：碎屑岩基本组成3、岩石描述内容：成分（Composition)结构（Texture)构造（Structure）颜色（Color)第二节 碎屑岩的物质成分一、碎屑成分碎屑颗粒主要是母岩在风化作用过程中形成的矿物碎屑和岩石碎屑，数量大，是陆源碎屑岩的主要结构成分其次为盆内碎屑，数量较少一）、矿物碎屑(石英、长石、云母、重矿物)（二）、岩石碎屑（岩屑）（三）、盆内碎屑（内源碎屑）（一）矿物碎屑（已经发现的碎屑矿物约有160种，常见的约2O种，但在一种碎屑岩中，其主要碎屑矿物通常不过3～5种 碎屑矿物按比重可分为两类: 轻矿物:比重＜2．86，主要为石英、长石； 重矿物:比重＞2．86，主要为岩浆岩中的副矿物（榍石、铝英石）、部分铁镁矿物（如辉石、角闪石）以及变质岩中的变质矿物（如石榴石、红柱石），此外，重矿物中还包括沉积和成岩过程中形成的比重大于2．86的自生矿物（如黄铁矿、重晶石），但它们属于化学成因物质范畴。

碎屑岩中最常见分布最广泛的矿物碎屑有：石英、长石、重矿物（一）矿物碎屑－1、石英(1)石英抗风化能力强，又很难分解，同时在大部分岩浆岩和变质岩中含有大量石英，所以石英是碎屑岩中分布最广的一种矿物石英主要出现在砂岩及粉砂岩中，平均含量达66.8％，在砾岩中含量较少，粘土岩中含量更少 (2)肉眼观察石英碎屑多呈碎屑粒状，无色透明，玻璃光泽，断口油脂光泽，硬度为7,无解理；显微镜下无色，洁净光亮无风化产物，粒状，无解理，正低突起，一级灰白干涉色，一轴晶正光性3)石英的来源：深成中酸性岩浆岩、片麻岩、片岩以及石英岩等含有大量的石英，是碎屑石英的主要来源 (4)“单晶石英”指碎屑颗粒为单一的石英晶体，“多晶石英”指的是碎屑颗粒为2至多个石英晶体的集合体5)不同来源的石英往往有不同的包裹体、形态、消光现象等，这些能表徵母岩类型的微观标志称“标型特征”①、来自深成岩浆岩中的石英来自中酸性深成岩的石英，常含有细小的液体、气液包裹体，或含锆石、磷灰石、电气石、独居石等岩浆岩副矿物包裹体矿物包裹体颗粒细小，自形程度高，排列无一定方位尘状气、液包裹体使石英颗粒呈云雾状过去认为岩浆岩中的石英很少见到波状消光，但更多的观察表明，较老的岩浆岩中的石英常常也表现有明显的波状消光。

② 、来自变质岩中的石英（片麻岩、片岩）来自变质岩的石英：片麻岩和片岩风化崩解后，会产生大量的单井及多晶石英变质石英表面常见裂纹，不含气液包裹体大多数的石英晶粒表面都具有波状消光阴极发光显微镜的发明和应用，使对原来认为是无标型特征的单晶石英颗粒等，也可确定其成因类型③、来自喷出岩的石英和热液岩石中的石英火山喷出岩中的石英：为高温石英，多为单晶，不具波状消光，不含包裹体，表面光洁如水，具有石英外形和破裂纹，港湾状溶蚀边缘来自热液脉的石英：常含很多水、气包裹体④、来自沉积岩的再旋回石英呈现浑圆状或带自生加大边，以单井的非波状消光石英为主一）矿物碎屑－2、长石(1)在碎屑岩中长石碎屑很常见，含量少于石英据统计，砂岩中长石的平均含量为10～15％，远比石英含量为少2)长石很容易水解，抗化学风化能力弱，解理发育抗物理风化能力也不强；在风化和搬运的过程中，长石逐渐地被淘汰，在碎屑岩中长石含量较低但在特殊条件下，在有些砂岩中长石的含量可以相当高例如我国某些陆相沉积的储油岩层中，长石的含量可达到50％左右 (3)长石主要来源于中-酸性岩浆岩(花岗岩)和片麻岩以及沉积岩一般认为，在碎屑岩中钾长石多于斜长石，在钾长石中正长石略多于微斜长石，在斜长石中钠长石更长石远远超过中性和基性斜长石。

(4)在肉眼下长石多为板柱状、短柱状、粒状，无色-浅褐黄色，玻璃光泽，二组正交或近于正交的完全解理，硬度6左右；镜下粒状，无色或因风化产物而显灰-浅褐黄色，表面较脏，二组解理完全，双晶常见，负低突起，一组灰干涉色各种类长石可据双晶、突起、风化产物不同相区别5)长石的双晶、包裹体、形态、自生加大边等也是判断其来源的“标型特征”长石的一般鉴定特征（一）矿物碎屑－3、云母及粘土矿物都属于层状硅酸盐矿物，云母常作为大碎屑出现，粘土矿物属于泥粒级，绿泥石介于二者之间3.1、云母（1）呈现为片状，多分布于细、粉砂岩的层面，平行层理排列，可作为层面的判断标志，在成岩中可发生变形，反应压实作用2）白云母比黑云母抗风化能力强，常与粉、细砂岩伴生3）黑云母易风化为海绿石或绿泥石、磁铁矿，常常分布在距母岩较近的砾岩或杂砂岩中3.2、粘土矿物（1）常见粘土矿物有蒙脱石、水云母、高岭石等，是砂岩中最细粒的碎屑（2）在碎屑中含量不等，有的含有大量粘土矿物，有的含量很少或者完全不含，粘土矿物的含量可反映水动力条件，反映结构成熟度等3）成因：机械沉积 碎屑型： 化学沉淀 胶体沉淀、孔隙水中水溶液之间沉淀（一）矿物碎屑－4、重矿物(1) 碎屑岩中比重大于2.86的矿物碎屑称重矿物。

它们在岩石中含量很少，一般在1％左右，其分布的粒度受重矿物的晶形大小、比重及硬度的控制重矿物是在0．25～0.05mm的粒级范围内含量最高 (2)重矿物的种类很多，根据重矿物的风化稳定性可将其划分为稳定和不稳定的两类前者抗风化能力强，分布广泛，后者抗风化能力弱，分布不广锆石按其成因分为高型锆石和低型锆石高型锆石是岩浆早期结晶的产物，含放射性元素少，保持了锆石原有的物理化学特性低型锆石由于富含放射性元素，导致晶体遭到破坏，使晶体衰变近于非晶质体 金红石是就是较纯的二氧化钛，一般含二氧化钛在95％以上，是提炼钛的重要矿物原料 形成于高温条件下，主要产于变质岩系的含金红石石英脉中和伟晶岩脉中此外，在火成岩中作为副矿物出现，也常呈粒状见于片麻岩中；金红石由于其化学稳定性大，在岩石风化后常转入砂矿；以其四方柱形、双晶、颜色为鉴定特征电气石是一种含硼为特征的铝、钠、铁、锂环状结构的硅酸盐矿物 ，在受热时会带上电荷，这种现象称为热释电效应，故得名电气石ZTR指数：锆石（Zircon)、电气石(Tourmaline)、金红石(Rutile)三者 之和在重矿物中所占的比例3)重矿物的类型及标型特征、重矿物的组合以及轻重矿物的组合可有效的指示母岩的类型与性质。

4)依据重矿及其组合在平面的变化趋势和规律可有效的确定物源方向的碎屑的搬运方向5) 重矿物在碎屑岩中含量很少，薄片中偶尔可见，一般应进行专门的“人工重砂分析”6) 虽然重矿物含量较少，但在适当的条件下也可以富集成有经济价值的重砂矿床二）岩石碎屑（岩屑）1、概念 岩屑：是母岩岩石的碎块，简称岩屑或岩块在砂岩碎屑中，岩屑的含量为10%－15%岩屑是反映母岩区岩石类型的直接标志 2、岩屑含量与下列因素有关： ⑴、碎屑岩的粒度 砾岩中岩屑含量高，砂岩中岩屑含量底； ⑵、母岩抗风化的能力的强弱， 强则容易成为岩屑，弱则难以成为岩屑； ⑶、岩屑大量出现反映了一种特殊的地质条件，如干燥的气候条件，快速的剥蚀和堆积环境，离母岩近，而搬运不远等等3、岩屑主要依据矿物组成、结构特征、以及构造特征进行鉴别（1）花岗岩岩屑花岗岩是地壳上分布最广的一类岩浆岩，是沉积碎屑岩的主要母岩2）喷出岩岩屑（酸性喷出岩:流纹岩）（2）喷出岩岩屑（中性、基性喷出岩）（2）喷出岩岩屑（碱性喷出岩）（3）片岩、千枚岩岩屑（易形成大量多晶石英）（4）脉石英岩屑（5）石英砂岩岩屑(较少或很少）（6）燧石 （稳定，抗风化能力较强）（7）粘土岩岩屑 4、碎屑岩中碎屑成分与粒度分布具有一定关系在碎屑岩中，碎屑物质的含量与粒度分布有一定关系，某种成分的颗粒常常只出现在某一定粒级范围内。

三）盆内碎屑我国中、新生带陆相碎屑岩中经常含有少量的盆内碎屑或称内源碎屑，主要是碳酸盐内碎屑、鲕粒、球粒、化石碎屑，其次是泥质内碎屑，有时随着碳酸盐颗粒的增加也可过度为含陆源碎屑的颗粒碳酸盐岩（石灰岩或白云岩）二、填隙物成分填隙物是碎屑岩中的次要成分，以粒度细小、数量少(特殊情况如粘土岩例外)与碎屑颗粒相区别填隙物（基质）填隙物的相对概念，砾石支撑的砾岩，砂粒就是填隙物(一）、杂基1、定义：分布于碎屑颗粒之间，以机械方式（悬移载荷）与碎屑颗粒同时沉积下来，粒径小于0.03mm的细小沉积物成因：机械成因过程：同时沉积粒级: 以泥为主，包括一些细粉砂2、成分： 高岭石、水云母、蒙托石、绿泥石等粘土矿物 细粉砂级的石英、长石及岩屑 灰泥、云泥3、特征：a、以机械方式沉积(悬浮载荷经卸载后形成的堆积产物),受物理因素控制,反映沉积时的水介质的性质和状态；b、与碎屑颗粒同时沉积c、粒度细小，对砂岩<0.03mm，对砾岩可达细砂级d、成分复杂，粘土矿物为主，并有石英、长石等矿物及隐晶质岩石的细小碎屑，有时可见有灰泥和云泥；e、数量变化大，一般少，特殊时较多或单独成岩；f、对碎屑岩也有一定的胶结作用。

4、杂基的意义：（1）搬运介质的流动性质（流体性质） 低－－－牵引流 高－－－重力流（2）沉积速率 低－－－高 高－－－低（3)结构成熟度碎屑岩中保留大量杂基，表明沉积环境中颠簸作用不足以对沉积物进行改造，而使不同粒度的砂混杂堆积，是不成熟砂岩的特征原杂基：原始沉积状态正杂基：经过成岩作用明显重结晶后的原杂基颗粒、杂基、胶结物作为碎屑岩三大成分，仅对砾岩和砂岩而言，不适用于粉砂岩和粘土岩砾和砂主要是推移载荷；粉砂和粘土主要为悬移载荷二）、胶结物1、定义：碎屑岩在沉积、成岩阶段，以化学沉淀方式从胶体或真溶液中沉淀出来，充填在碎屑颗粒之间的各种自生矿物（自生矿物：沉积、成岩阶段以化学或生物化学方式形成的沉积矿物）2、主要类型：（1）硅质（石英、玉髓、蛋白石） （2）碳酸盐岩（方解石、白云石、铁方解石、铁白云石） （3）铁质（赤铁矿、褐铁矿） （4）泥质及其它 （硬石膏、石膏、黄铁矿，以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物1）硅质胶结物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--------石英硅质胶结物是由砂岩的过饱和孔隙水中沉淀出来的，孔隙水中溶解的SiO2可以有不同的来源： ①海相沉积物孔隙水中。