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沉积学第三章陆源碎屑岩的特征

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第三讲——沉积岩——陆源碎屑岩(2)

第三讲——沉积岩——陆源碎屑岩(2)


本次课程的砾岩分类表
残积的 残积角砾岩、 残积角砾岩、倒石堆 正砾岩（ 正砾岩（杂基 <15%） ） 沉积的 副砾岩（ 副砾岩（杂基 >15%） ） 同生的 成岩期 后的 稳定组分 >90% 稳定组分 <90% 纹层基质 非纹层基 质 石英质砾岩 岩块砾岩 纹层状砾质 泥岩 冰碛砾岩
同生砾岩和角砾岩 滑塌角砾岩 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 ）、
砾岩是长期搬运的正常沉积物， 砾岩是长期搬运的正常沉积物，而角砾岩的成因则 多种:构造作用、火山作用、 多种:构造作用、火山作用、溶解作用
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩 第一节 粗碎屑岩 砾岩和角砾岩
2. 按砾石的大小 巨砾>256mm 巨砾 粗砾 256-64mm 中砾 64-4mm 细砾 4-2mm 当砾石分选差时， 当砾石分选差时，可用混积法命名 3. 按成分： 按成分： 单成分砾岩：单一成分大于 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%
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩 第一节 粗碎屑岩 砾岩和角砾岩
野外砾岩剖面
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩 第一节 粗碎屑岩 砾岩和角砾岩
四、粗碎屑岩的分类
分类原则：粒度、形状、成因、地理位置等， 分类原则：粒度、形状、成因、地理位置等， 理想的分类是成因分类但很难做到， 理想的分类是成因分类但很难做到，常用多级分类 按圆度： 1. 按圆度： 砾岩：圆状或次圆状>50%（占碎屑含量） 砾岩：圆状或次圆状>50%（占碎屑含量） >50% 角砾岩：次棱角状或棱角状>50% 角砾岩：次棱角状或棱角状>50%
3. 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：
第三章碎屑岩

第三章碎屑岩

第三章 碎屑岩
第一节 碎屑岩的一般特征
第二节 粗碎屑岩-砾岩、角砾岩
第三节 中-细碎屑岩-砂岩、粉砂岩
第四节 泥质岩
第一节 碎屑岩的一般特征
（一）、碎屑岩的物质成分
碎屑岩的物质成分主要由碎屑物质、化学物质和杂基三部分组成。
1.碎屑物质
碎屑岩中的碎屑物质，可占整个岩石组分的50%以上，是碎屑岩的特征组分。
0.125~0.0625
0.1~0.05
粗粉砂
粗粉砂
0.0625~0.0312
0.05~0.01
细粉砂
中粉砂
0.0312~0.0156
细粉砂
0.0165~0.0078
极细粉砂
0.0078~0.0039
<0.01
粉
砂
粘土（泥）
<0.0039
（2）球度
球度是指碎屑颗粒接近球体的程度。
球度的计算：
由公式可以看出，颗粒的三个轴越接近相等，
中等。
③构造
各种大型交错层理、波痕、生物扰动构造等。
④颜色
与长石的颜色有关——淡黄色、灰白色或红色
⑤成因
母岩富含长石——花岗岩和花岗片麻岩类
物理风化作用为主，强烈的侵蚀、快速堆积
埋藏后的蚀变作用很弱
构造活动较强烈
2.岩屑质长石砂岩
R=10～50%，F=25～75%，F>R
（一）成因（Origin）
2.长石质岩屑砂岩
Q<75%， R:F<3:1 ，R>F
（二）成因（Origin）
1.岩屑砂岩的形成条件与长石砂岩基本类似，需要有
岩——同生砾岩
内碎屑砾岩、泥岩砾岩/泥砾岩
三、主要成因类型
【沉积岩】04-1讲陆源碎屑岩一般特征

【沉积岩】04-1讲陆源碎屑岩一般特征


2、与胶结物有关的结构概念（易混淆！）： .胶结物结构：(p203) 指胶结物自身的结晶程度（非晶质、隐晶质、显
晶质）和晶粒大小、形态、排列等形貌特征。 .胶结类型： (p201) 指胶结物（广义）在沉积岩中的分布及其与碎屑
颗粒之间的胶结关系（基底式胶结，孔隙式胶结， 接触式胶结， 镶嵌式胶结，悬挂式胶结）。
分选差
分 选 好
分选中等
二，基质结构和 支撑类型
定义：沉积物（较大的碎屑颗粒和杂基物）对承 受上覆压力的分配关系
• 颗粒支撑：较大碎屑颗粒彼此直接接触搭成主要 格架，单独支撑上覆压力，杂基物分布在孔隙 间——浅海牵引流和深海颗粒流沉积物
• 杂基支撑：较大碎屑颗粒分布在杂基物中，不能 彼此直接接触，两者共同支撑上覆压力——风暴 流、浊流、冰筏沉积物
D 、加 大 边 结 构
又称共轴增生状结构， 即胶结物与被胶结颗粒 的成分相同、晶格连续， 就好像被胶结颗粒向着 粒间边缘向外加大一样。 这种胶结物称为颗粒的 自生加大边。
胶结物晶体粗大，多个颗粒镶嵌在一个光性一致 的大晶体内——类似于岩浆岩中的“包含结构”。 方解石、石膏、硬石膏、重晶石、沸石等胶结物 易形成这种结构。它形成于深埋成岩阶段，是胶 结物重结晶产物。
英、长石、岩屑和重矿物，含量 >50%， ❖. 杂基（基质）
❖. 胶结填物隙物
❖. 孔隙
杂基（基质）——与主要碎屑颗粒同时机械沉积的较为细粒的碎 屑部分。杂基的含量高低可指示沉积环境的水动力条件的强弱。
胶结物——成岩过程中，从粒间水溶液中沉淀出来的化学沉淀物 质。它可指示水体的化学成分特征，对沉积环境中水动力条件没有 任何指示意义。
Φ值 -2 -1 0 1 2 3 4 8
2、 圆度（Roundness）
讲陆源碎屑岩(岩类)

讲陆源碎屑岩(岩类)

砾石成分复杂，常见岩浆岩、沉积岩和变质岩的砾石混杂，稳 定和不稳定砾石比例不定，但不稳定砾石常常较多；砾石圆度中等， 分选中等到差。 泥基支撑、砂基支撑或颗粒支撑混合基充填。化学胶结物较少。 为近源沉积或泥石流沉积。
特殊成因的砾岩
. 底砾岩： 位于某个地层组合底部的侵蚀面上，代表长期沉积间断以后，一 个新的沉积时期开始的产物，故在不整合面或假整合面上时有所见。 . 副砾岩：
３。砂岩的粒度分类（ 50%以上碎屑粒度）
粗砂岩：2-0.5 mm
中砂岩：0.5-0.25 mm
细砂岩： 0.25-0.10 mm
极细砂岩： 0.10-0.05 mm
三、 粉砂岩
粉砂岩：粒度为0.05-0.005 mm的颗粒含量占碎屑颗粒 的50%以上。由牵引流的底悬浮物（较粗的悬浮物）在弱 水动力条件下沉积的沉积物再经成岩作用改造而形成的。
湘 西 武 陵 石 英 砂 岩
岩屑砂岩 狭义的岩屑砂岩是在碎屑颗粒中，石英端元的含量小 于75%，长石含量／岩屑含量 < 1/3，是低成分成熟度砂岩。
。 广义的岩屑砂岩包括长石岩屑砂岩。
长石砂岩 狭义的长石砂岩是在碎屑颗粒中，石英端元的含量小于 75%，长石含量／岩屑含量大于３，是低成分成熟度砂岩。 广义的长石砂岩还包括岩屑长石砂岩。
（1） 成分－成因分类原则
两个基本点
第一个基本点: 以基质含量的百分比划分出结构成熟 度相对高的净砂岩和成熟度相对低的杂砂岩。
净砂岩: 四种组分中，基质含量<5%；在其填隙物中，胶结 物含量较高；结构成熟相对较高，是成熟－极成熟的砂岩；牵引 流（风）沉积成因。
杂砂岩：四种组分中，基质含量>5%；在填隙物中，基质含
4.长石杂砂岩: Q<75%, F:R>3
04-第五讲 陆源碎屑岩的特征-成分

04-第五讲 陆源碎屑岩的特征-成分


按密度分为 轻矿物：比重小于2.86，石英、长石、云母为主。
★★★★★
重矿物：比重大于2.86
来自岩浆岩：榍石、锆英石、铁镁矿物 ★★★ 来自变质岩：石榴石、红柱石 碎屑岩自生矿物：黄铁矿、重晶石 成因物质成分 ★★ ★属化学
1. 石英（quartz） 1) 抗风化能力强，在碎屑岩中分布最广，含量最高 在中酸性岩中，石英平均含量10－20％， 在片岩、片麻岩中含量一般小于40％。 在砂岩和粉砂岩中平均含量66.8%，在砾岩中含量 较少，在粘土岩中含量更少。 2）主要来源 – 深成中酸性岩浆岩、石英-长石质片麻岩、片岩及先成 沉积岩、流纹岩、脉岩和其他石英质母岩。 – 不同来源的石英特点不同： 包裹体、波状消光、颗粒大小、颗粒形态、边缘特 征→判断石英的来源。
几种与杂基有关的，分布于颗粒之间的细粒物质
原杂基：杂基。原始沉积状态，泥质结构，与颗粒界线清楚。
正杂基：经成岩作用明显重结晶后的原杂基。
淀杂基：成岩作用过程中，从孔隙水析出的粘土矿物胶 结物。晶体干净，透明度好。常在颗粒周围呈栉壳
似 杂 基
状或薄膜状分布。
外杂基：碎屑沉积物堆积后，成岩后生期充填于粒间孔 隙中的外来杂基物质。分布不均、污浊、透明度差。
次生孔隙
基性斜长石
重矿物
轻矿物
蓝晶石
十字石
硅线石
石榴石
具波状消光和镶嵌结构的石英 电气石（较圆） 颗粒圆滑或具次生加大的石英
沉积岩
重矿物 锆石（圆） 金红石 石榴石 轻矿物
二）岩石碎屑（简称岩屑） 1. 是母岩机械破碎形成的碎块，保持着母岩结构的矿物集 合体 提供母岩特征的直接信息 大量出现→气候干燥、快速剥蚀和堆积、距离母岩 近等 2. 同一种岩屑数量和粒度变化的影响因素 距陆源区的远近
第三章 陆源碎屑岩的特征-结构

第三章 陆源碎屑岩的特征-结构


2、粒度的划分
一个是10进制分类体系 >2(1)mm 2～0.1mm 0.1～0.01mm <0.01mm 砾 砂 粉砂 粘土（泥）
一个是2的几何级数制分类体系
几何级数制标准进行对数变换，就成为Φ值粒度标准。 Φ=-log2D，D为碎屑颗粒直径（mm）
D>2mm Φ <-1 2~0.0625mm -1~4 0.0625~0.0039mm 4~8 <0.0039mm >8
砾
砂
粉砂
粘土（泥）
常用的碎屑颗粒粒度分级表
十进制 颗粒直径(毫米) >1000 1000～100 100～10 10～2 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.05 0.05～0.01 巨 粗 中 细 粗 中 细 粒 砾 砾 砾 砾 砂 砂 砂 粉砂 细粉砂 砂 级 划 分 巨 中 砾 卵 砾 砾 石 石 2的几何级数制 颗粒直径(毫米) ＞256 256～64 64～4 4～2
重量 （g） 2.12 7.72 61.18 49.18 35.52 40.72 83.02 13.75 79.18 23.73 2.10 0.58 0.24 0.30 0.80 0.82
重量百分比 （%） 0.53 1.93 15.29 12.29 8.88 10.18 20.75 3.44 19.79 5.93 0.52 0.15 0.06 0.08 0.07 0.21
碎屑岩的储油物性与粒度密切相关
→粒度分析是碎屑岩研究中的一项重要内容。 一）粒度分析方法
筛析法：松散或弱固结的岩石
沉积分析：粘土、粉砂岩、砂岩
薄片分析：固结紧密的岩石 激光粒度分析法：砂岩、粉砂岩（直径小于2mm）
颗 粒 直 径 Mm φ值 >1 >0 1～0.75 0～0.4 0.75～0.60 0.4～0.72 0.60～0.50 0.72～1.0 0.50～0.43 1.0～1.2 0.43～0.40 1.2～1.3 0.40～0.30 1.3～1.75 0.30～0.25 1.75～2.0 0.25～0.20 2.0～2.32 0.20～0.15 2.32～2.72 0.15～0.12 2.72～3.0 0.12～0.10 3.0～3.3 0.10～0.09 3.3～3.5 0.09～0.075 3.5～3.75 0.075～0.06 3.75～4.0 <0.06 >4
陆源碎屑岩

陆源碎屑岩

陆 源 碎 屑 岩类
沉积岩各论部分——陆源碎屑岩类
为什么研究陆源碎屑岩
1、蕴藏丰富的矿产
2、用途广泛
硅砖和玻璃原料：纯净的石英砂岩 农业肥料：海绿石砂岩 建筑材料和研磨材料：砂岩 石油及地下水的良好运移通道 旅游胜地
沉积岩各论部分——陆源碎屑岩类
主要内容
一、什么是陆源碎屑岩？ 二、陆源碎屑岩的一般特征 三、陆源碎屑岩类型
自生矿物：从溶液中沉淀的化学物质， 不起胶结作用
沉积岩各论部分——陆源碎屑岩类
1. 陆源碎屑岩的物质组成——填隙物质
形成阶段——成岩阶段，由颗粒之间的溶液经化学 作用沉淀出来
含量：<50 %
常见胶结物： 硅质矿物———Q，蛋白石，玉髓 碳酸盐——方解石，白云石，菱铁矿 硫酸盐——石膏、重晶石(Ba), 天青石(Sr) 磷酸盐——胶磷矿(非晶态磷灰石） 铁氧化物、氢氧化物——
沉积岩各论部分——陆源碎屑岩类
1. 陆源碎屑岩的物质组成——碎屑物质
重矿物碎屑：相对密度大于2.86的矿物
含量很少，一般不超过1％ 粒度大小多介于0.25—0.05mm 之间 反映母岩特征
沉积岩各论部分——陆源碎屑岩类
1. 陆源碎屑岩的物质组成——碎屑物质
（２） 岩石碎屑: （又称岩屑） 母岩破坏后的岩石碎块，反映母岩性质
（3）胶结类型
胶结类型：也称之为支撑类型。 填隙物与碎屑颗粒的关系 。
碎屑颗粒与填隙物的相对数量 碎屑颗粒之间的接触关系
沉积岩各论部分——陆源碎屑岩类
沉积岩各论部分——陆源碎屑岩类
基底胶结 填隙物含量较多，碎屑颗粒在其中互不接触呈 漂浮状，填隙物主要为杂基。一般代表着高密度 流快速堆积的特征。它形成于沉积同生期。
二、内源沉积岩（自生沉积岩 ）
陆源沉积岩

陆源沉积岩

• 2.燧石岩屑砂岩则相反，它表示构造 条件稳定，地形起伏小，长距离搬运 及较彻底的风化条件。
• 3.泥质岩屑为局部来源区的标志。
五、粉砂岩（Siltstones）
• 粉砂岩：主要由0.1～0.01mm粒级（>50%） 的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩。
（一）一般特征： （1）碎屑物质中，稳定组分较多，成分较单
• 基质
• 是<0.03毫米的细粒碎屑物质及粘 土矿物，它们一般是与碎屑物质一起 机械沉积的，它们对碎屑颗粒也起胶 结作用。由于它们的颗粒是非常细小 的，故肉眼下看不清其颗粒轮廓，多 为泥状结构，具土状断口，光泽暗淡， 颜色多样。
3）胶结类型
胶结物或基质的与碎屑颗粒之间的的 相互关系称为胶结类型。
• （5）可含有碎屑云母：黑云母和白云母
• （6）常见碳酸盐和氧化硅胶结物，一般缺 乏基质物质，有时出现假基质
• （7）颜色一般呈浅灰色、灰绿色、灰黑色 等
（8）分选性及磨圆度均不好，一般为细 粒结构
• 成因（Origin）
• 1.岩屑砂岩的形成条件与长石砂岩基 本类似，需要有利于不稳定物质产生 和沉积的条件，即：强烈的物理风化 和近源快速堆积。
• 1.非渗透性 • 石油及天然气在地下保存的良好盖层 • 2.吸附性 • 粘土矿物具有从周围介质中吸附各种
离子、放射性元素及有机色素的能力。 • 3.吸水膨胀性：蒙脱石吸水膨胀8～10
倍
4.可塑性水调和后造形，撤外力形不 变
5.耐火性Al2O3——Fe，TiO2，SiO2
6.烧结性粘土矿物在低于耐火度的低 温下局部熔化，因而使质点相互粘 结成坚硬的瓷质石块。粘土熔融 （从局部熔化至全部熔化成流体的 温度范围）范围越大，工业价值越 高。
讲陆源碎屑岩岩类

讲陆源碎屑岩岩类


石英砾岩（粗）
石英砾岩（中）
. 复成份砾岩：
砾石成分复杂，常见岩浆岩、沉积岩和变质岩的砾石混杂，稳定 和不稳定砾石比例不定，但不稳定砾石常常较多；砾石圆度中等，分 选中等到差。
泥基支撑、砂基支撑或颗粒支撑混合基充填。化学胶结物较少。
为近源沉积或泥石流沉积。
特殊成因的砾岩
. 底砾岩： 位于某个地层组合底部的侵蚀面上，代表长期沉积间断以后，一
黄土：与粉砂岩有关的一种半固结的粘土质粉砂岩， 风力或水力均可使其沉积，但其形成环境，总是在干燥 或半干燥的气候区内。
在我国的北方及西北地区，第四纪地层中的黄土或黄 土类岩石分布极其广泛.
黄土高原－粘土质粉砂岩
黄土高原－粘土质粉砂岩
四、 泥质岩
泥质岩：泥级质点（主要指粘土矿物）含量超过 50%的沉积岩.
个新的沉积时期开始的产物，故在不整合面或假整合面上时有所见。
. 副砾岩： 在特殊条件下（如冰积岩），砾石含量仅占20-30%，为了强调粗
粒的沉积条件，也称砾岩，有人专门命名为副砾岩。
. 岩溶角砾岩： 碳酸盐岩地层中，古溶洞垮塌形成的角砾岩称岩溶角砾岩。
. 盐溶角砾岩 白云岩与石膏共生时，在表层成岩条件下石膏被溶蚀掉，白云岩垮
湘 西 武 陵 石 英 砂 岩
岩屑砂岩 狭义的岩屑砂岩是在碎屑颗粒中，石英端元的含量小于
75%广，义长的石岩含屑量砂／岩岩包屑括含长量石。岩< 屑1/3砂，岩是。低成分成熟度砂岩。
长石砂岩 狭义的长石砂岩是在碎屑颗粒中，石英端元的含量小于
75%，长石含量／岩屑含量大于３，是低成分成熟度砂岩。 广义的长石砂岩还包括岩屑长石砂岩。
第四讲
它生沉积岩中的陆源碎屑岩类
第三节 陆源碎屑岩的各类岩石特征
陆源沉积岩

陆源沉积岩

棱角状颗粒棱角尖锐搬运距离很近次棱角状颗粒棱角稍有磨圆搬运距离短次圆状颗粒棱角明显磨圆较长距离搬运圆状颗粒棱角消失长距离搬运球度碎屑接近球体的程度形状与矿物解理硬度大小介质等有关碎屑颗粒的表面结构指碎屑表面的磨光面毛玻璃面和显微刻蚀痕迹等
陆源碎屑岩
概述 碎屑岩的物质成分 碎屑岩的结构 砾岩和角砾岩—粗碎屑岩 砂岩—中碎屑岩 粉砂岩
②岩屑—即岩石碎屑
包括岩浆岩、变质岩和沉积岩岩屑。
填隙物成分
①杂基——以粘土
为主，次为粉砂，灰 泥。
②胶结物——碳酸
盐（方解石、白云 石），铁质（菱铁矿、 黄铁矿）；硫酸盐 （石膏、硬石膏、重 晶石）、硅质（蛋白 石、玉髓、石英）等。
成分成熟度
成分成孰度 —— 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。 终极产物代表稳定产物，如石英与锆石、电气石、 金红石。 ZTR指数——指锆石、电气石、金红石三种重矿 物占透明重矿物的百分比。表示碎屑岩的成分成 熟度。ZTR指数越大，成分成熟度越高。
六、粉砂岩
1、粉砂岩—指粉砂占全部碎屑50%以上的碎屑岩。 2 、粉砂岩的矿物组分 — 以石英为主，含白云母、长石、 岩屑及重矿物。 3、粉砂岩的分类： ①按粒度： Ⅰ、粗粉砂岩—粒径4-5Φ Ⅱ、细粉砂岩—粒径5-8Φ ②按胶结物成分： 钙质粉砂岩、铁质粉砂岩等。 4、黄土是一种特殊的粉砂岩，主要成分为石英、长石、 碳酸盐和粘土矿物。
泥质岩
泥质岩的成分、结构和构造 泥质岩的分类与主要类型
泥质岩——由粘土矿物及粒径小于0.0039(或 0.005)mm的细碎屑组成的陆源沉积岩。
一、泥质岩的成分、结构和构造
泥质岩的物质成分 泥质岩的结构 泥质岩的构造
陆源碎屑岩一般特征课件

陆源碎屑岩一般特征课件


填隙物组分
粘土矿物
粘土矿物是填隙物中的重要组成部分，它们是在成岩过程中 由粘土颗粒转化而来。粘土矿物具有吸附和交换离子的能力 ，对碎屑岩的化学性质产生影响。
杂基
杂基是填隙物中非颗粒的细小物质，包括高岭石、蒙脱石等 。它们对碎屑岩的结构和物理性质有一定影响，同时也能反 映母岩的形成环境。
化学组分
可溶盐类
陆源碎屑岩的结构与构造
结构
01
结构类型
陆源碎屑岩的结构类型多样，包括砾状结构、砂状结构、粉砂状结构和
泥质结构等。
02 03
颗粒大小与形态
陆源碎屑岩的颗粒大小和形态是判断其成因和沉积环境的重要依据。一 般来说，颗粒越粗，说明沉积物的搬运距离越短，可能形成于近源沉积 环境；反之，则可能形成于远源沉积环境。
02
CATALOGUE
陆源碎屑岩的组成
碎屑组分
碎屑颗粒
碎屑颗粒是陆源碎屑岩的主要组成部分，由母岩机械破碎产生。根据颗粒的大 小、形状、成分和排列方式，可以推断母岩的性质和形成环境。
矿物碎屑
矿物碎屑是构成碎屑颗粒的矿物成分，常见的矿物碎屑包括石英、长石、云母 等。这些矿物的含量和比例对碎屑岩的物理性质和化学成分有一定影响。
缝合线构造
缝合线构造是指岩石中出现的呈线状或网格状的构造现象 ，主要由压溶作用形成。缝合线构造在一定程度上反映了 岩石的压实作用和成岩作用的过程。
04
CATALOGUE
陆源碎屑岩的物理性质
颜色
颜色
陆源碎屑岩的颜色多样，常见的 有灰色、浅灰色、深灰色、褐色
、红色等。
影响因素
陆源碎屑岩的颜色主要受其矿物 成分、粒度和成分的相对含量等
陆源碎屑岩的分布受地形、气候、地质构造等多种因素影响，常呈条带状或斑块状 分布。

14第三节 陆源碎屑岩


四、粉砂岩
• 粉砂岩：
碎屑中粒度0.1~0.01毫米的颗粒占50%以上 的碎屑岩。
• 特征：
碎屑成分单一，以石英为主，其次为长石， 岩屑极少；分选好，磨圆度差；胶结物常为粘土、 钙质和铁质。
• 成因：
形成于水动力条件弱、沉积速度缓慢的环境 中，多见于河漫滩、三角洲和海、湖中水体较深 区。
五、粘土岩
（三）砂岩的主要类型
2、长石砂岩类 碎屑中长石的含量多于25%，岩屑的含量少 于25%的砂岩。 • 典型为长石砂岩： 特点： 颜色一般为红色、浅红色、浅黄色，风化后 呈浅灰色、灰白色；碎屑成分主要为石英和长石； 重矿物含量可达1%以上；胶结物多为钙质，铁质 和硅质较少；一般以中至粗粒较常见；分选性和 圆度变化大。 成因： 一般形成于富含长石的花岗岩母岩区及快速 堆积而成，多见于山间坳陷和坳陷边缘的河、湖 沉积。
2、河成砾岩 （1）形成环境： 多位于河床底部 （2）特点： 以石英为主，成分复杂；分选较差； 砾石扁平的平面向河流的上游方向倾斜。 3、冰川砾岩 成分复杂；分选极差，大的砾石和泥 沙混杂；砾石多为棱角状；砾石表面常见 冰川擦痕。
三、砂岩
（一）砂岩的一般特征 • 砂岩：粒度为1~0.1毫米的碎屑颗粒占碎屑总量 的50%以上的碎屑岩。 • 碎屑成分： 石英、长石、岩屑，少量云母和重矿物。 • 胶结物和杂基（基质）： 基质一般较少，胶结物常见的为硅质、钙质、 铁质。 （二）砂岩的分类 三大类：石英砂岩类、长石砂岩类、岩屑砂岩类
2、碎屑的粒度分级：
（1）常用的粒度分级为： 粒径（mm） 粒 级 >1000 巨砾 1000~100 粗砾 砾 100~10 中砾 10~1 细砾 1~0.5 粗砂 0.5~0.25 中砂 砂 0.25~0.1 细砂 0.1~0.05 粗粉砂 粉砂 0.05~0.01 细粉砂 <0.01 泥（粘土）

陆源碎屑岩


1.石英（Quartz）
石英抗风化能力强，既抗磨又难分解，同 时在大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高。 所以石英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。 石英主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含 量66.8%），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则 更少。
2.长石（Feldspar） 在碎屑岩中，长石的含量少于石英。砂岩 中长石的平均含量为10～15%，长石主要分布于 巨、粗砂岩中，有时见于中粒砂岩中，在砾岩 和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。 在碎屑岩中，钾长石（正长石>微斜长石） >斜长石（钠长石>>钙长石）。 3.云母（Mica） 在碎屑岩中，白云母>黑云母。
（2）地质意义：杂基的含量和性质可以反映 搬运介质的流动特性，反映碎屑组分的分选性， 也是水动力强度的重要标志，是碎屑岩结构成 熟度的重要标志。
（二）胶结物 胶结物：由化学结晶作用形成充填在碎屑 颗粒孔隙中的化学物质。 胶结物的结构，按胶结物的结晶程度和晶 体的排列组合关系分为： 非晶质结构：蛋白石、磷酸盐、铁质等 隐晶质结构：粒度极细，只有在显微镜下 才能分出光性，如玉燧、隐晶质的磷酸盐 显晶质结构：明显的晶粒结构
第三章 陆源碎屑岩
第一节 碎屑岩的成分 Composition of clasticrocks 一、陆源碎屑岩的定义及基本组成
1.定义
陆源碎屑岩是指由母岩经物理风化作用所 形成的碎屑颗粒物质，经过机械的搬运和沉积， 并进一步压实和胶结而形成的沉积岩类。
2、陆源碎屑岩的基本组成：
（1）碎屑颗粒是碎屑岩的主要组成部分，占整 个岩石的50%以上，并决定岩石的基本性质。 （2）填隙物： 杂基由机械沉积作用形成的细粒物质，充 填在碎屑颗粒间。 胶结物是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物。 （3）孔隙是指岩石中未被固体物质所占据的部 分，孔隙可以是原生的，也可以是后期形成的。

3 陆源碎屑岩总论(成分结构)


基底胶结 示意照片
48
孔隙胶结
示意照片
49
四、粒度分析
自学
作业： 1。简述粒度分析的基本原理和主要参数，以及 粒度分析在地质中的应用。
50
鬼斧神工
山河多娇人常在
51
5.半晶质的酸性喷出岩岩屑，6.千枚岩岩屑和白云母片，7. 19 板岩岩屑, 8.浅变质粉砂岩。
二、填隙物
填隙物包括杂基和胶结物。
杂基与“基质”基本同义，是指与碎屑颗粒一起机 械沉积下来的较细粒物质，主要是粘土物质，还有 细粉砂、碳酸盐灰泥和云泥等。 胶结物是指碎屑颗粒之间孔隙内和各种化学沉淀物 质即自生矿物，它们形成于成岩作用阶段。常见的 胶结物有碳酸盐矿物（方解石，白云石，菱铁矿）、 硅质矿物（石英、玉髓和蛋白石）和部分铁质矿物。
一般是岩石组分发生溶解作用的结果。如碳酸盐、
硫酸盐和氯化物矿物都比较容易发生溶解。此外，
岩石的破碎和收缩也可以产生次生孔隙。
22
粒间孔
23
溶蚀孔隙
24
第二节
碎屑岩的结构
碎屑岩结构是组成岩石的颗粒大小、形状及其 组合方式。具体包括碎屑颗粒的结构、填隙物 的结构、碎屑与填隙物之间关系等三部分内容。
10
(3)长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。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，在斜长石中钠长石远远超过钙长 石。 (4)在沉积岩中,长石颗粒易被溶解和转化。转变为
高岭石和绢云母
11
微斜长石的格子双晶，正交偏光
12
砂岩中的长石颗粒，解理和溶蚀现 象发育，扫描电镜照片
的次生加大结构。
40
栉壳状结 构
嵌晶 结构
薄膜状

沉积学 第三章 陆源碎屑岩的特征


(3) 粒度分类命名原则 ①当碎屑颗粒的分选性为中等－好时，采用三级 命名法。 即以含量大于或等于 50%的粒 级定岩石的主名， 含量在 50－25%的粒 级以“××质”的形式写在主名之前；含量在 25—10% 的粒级以“含××” 的形式写在最前面；含量小于 10%的粒级不参与命名。 例：细砾(2－10mm)含 量占 15%，粗砂(2－0.5mm)占 55%，细砂(0.25－0.1mm)占 30%，其 粒度命名 为含细砾细砂质粗砂岩。 ②当碎屑颗粒的分选性为差时， 各粒级含量都小于 50%， 而含量在 50－25%的粒级又不止 一个， 这时以含量为 50–25%的粒级进 行复合命名，以“××－××岩”的形式表示，含量较 多的写在后面，其它 含量少的粒级仍按第一条原则处理。 例：细砾(2-10mm)含量占 25%，粗砂 (2-0.5mm)占 40%，细砂(0.25-0.1mm)占 35%，其粒度 命名为细砾质细砂－粗 砂岩。 ③当碎屑颗粒分选性更差时， 不但各粒级含量都小于 50%， 而且含 量为 50－25%的粒级也 没有或只有一个，则应将此岩石的全部粒度组分分别 合并为砾、砂、粉砂三大级，按前两条 原则命名。 例：细砾占 15%，粗砂占 20%，中砂占 30%，细砂占 20%，粉砂占 15%，其 粒度命名为含粉 砂含细砾砂岩。 2.碎屑颗粒的圆度 圆度是指碎屑颗粒的原 始棱角被磨圆的程度。 在手标本的观察描述中， 通常把碎屑颗粒 的圆度分 为四级。 1.棱角状：碎屑颗粒具有尖锐的棱角，棱角没有或很少有磨蚀的痕迹。反 映未经搬运。 次棱角状：碎屑颗粒的棱角稍有磨蚀现象，但棱角仍清楚可见。 反映颗粒经过短距离搬 运。 次圆状：碎屑颗粒的棱角有明显的磨损，棱角圆 化，但颗粒的原始轮廓、棱角所在位置 还清楚。反映颗粒经过了较长距离搬 运。 圆状：碎屑颗粒的棱角已磨损消失，颗粒圆化，原始轮廓、棱角位置难 于推断。这是颗 粒经过长距离搬运，长期磨蚀的结果。 颗粒的圆度主要与搬 运距离、 搬运方式有关但还受矿物习性影响， 如推移搬运的颗粒比 悬移搬 运的颗粒易磨圆， 软的颗粒比硬的颗粒易磨圆。 研究圆度主要是针对推移载荷， 而悬 移载荷的圆度研究意义不大。 2. 碎屑颗粒的球度 球度是指碎屑颗粒接近球体形态的程度，常用颗粒 长、中、短三轴长度来确定，如三轴 长度近相等则球度好。三轴长度差别大 则球度差。因颗粒球度不仅决定于磨蚀程度，在很大 程度上决定于原始形状 和晶形。球度和圆度并不完全一致，球度好并不一定圆度也 好。如晶形好的

第三章陆源碎屑岩的特征-构造和颜色


二）层面构造
出现在沉积物或岩层表面、底面上的各种沉积构造
1. 波痕（ripples or ripple marks）
1）概念：由于风、水流或波浪等介质的运动，在非粘性沉 积物（主要是松散砂）表面形成的一种波状起伏的层面 构造，也称为波纹或沙纹。
2）波痕要素 a. 波长（L）：垂直于两个相邻波峰之间的水平距离。 b. 波高（H）：波痕谷底至脊顶的垂直距离。 c. 波痕指数（L/H）：波长与波高比值→波痕相对高度和起伏。 d. 波痕不对称指数（l1/l2）：表示波痕不对称程度。 e. 脊顶（或波峰）：波痕垂直剖面上的最高点。 f. 波谷（或槽）：小于1/2波高下凹部分。 g. 波脊：大于1/2波高上凸部分。
→判断岩层的顶底，即产状。 出现环境
河流、滨湖、滨海、三角洲沉积。 大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。
急流型
缓流型
C.楔状交错层理 特点 层系界面为平面，但不平行，
层系厚度变化明显呈楔形。
层系间常彼此切割，纹层倾角和倾向变化不定。 出现环境
海、湖浅水地带和三角洲地区。
D. 槽状交错层理
层序底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。
层理按层系的厚度划分 大型 >10cm 中型 10~3cm 小型 <3cm
2.主要的层理类型及其特征
按层内组分和结构的性质划分 非均质层理（按几何形态划分） 水平层理 平行层理 波状层理 交错层理 均质层理 韵律层理 粒序层理
1）水平、平行层理
水平、平行层理的异同点
共同特点
水平层理 （horizontal lamination）
流动成因构造 同沉积变形构造 暴露成因构造 生物成因构造——沉积物沉积过程中由生物形成的。 化学成因构造——多为成岩作用的产物。
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课时教学实施方案
课程：沉积岩及沉积相授课班级：资源专1201-1202授课学期：2012-2013学年2学期
课题
第三章陆源碎屑岩的特征
计划学时
10
教学目的
1掌握陆源碎屑岩的定义
2掌握碎屑岩的四种组成
3掌握碎屑岩的结构、构造
4掌握碎屑岩的颜色
重点
理解并掌握碎屑岩的组成、结构构造和颜色
难点
碎屑岩的成分、结构和构造
例：细砾占15%，粗砂占20%，中砂占30%，细砂占20%，粉砂占15%，其粒度命名为含粉砂含细砾砂岩。2.碎屑颗粒的圆度圆度是指碎屑颗粒的原始棱角磨圆的程度。在手标本的观察描述中，通常把碎屑颗粒的圆度分为四级。
1.棱角状：碎屑颗粒具有尖锐的棱角，棱角没有或很少有磨蚀的痕迹。反映未经搬运。次棱角状：碎屑颗粒的棱角稍有磨蚀现象，但棱角仍清楚可见。反映颗粒经过短距离搬运。次圆状：碎屑颗粒的棱角有明显的磨损，棱角圆化，但颗粒的原始轮廓、棱角所在位置还清楚。反映颗粒经过了较长距离搬运。圆状：碎屑颗粒的棱角已磨损消失，颗粒圆化，原始轮廓、棱角位置难于推断。这是颗粒经过长距离搬运，长期磨蚀的结果。颗粒的圆度主要与搬运距离、搬运方式有关但还受矿物习性影响，如推移搬运的颗粒比悬移搬运的颗粒易磨圆，软的颗粒比硬的颗粒易磨圆。研究圆度主要是针对推移载荷，而悬移载荷的圆度研究意义不大。
胶结类型
(a)基底式胶结；
(b)孔隙式胶结；
(c)接触式胶结
(d)镶嵌式胶结
1.碎屑颗粒的粒度(1)粒级划分粒度即碎屑颗粒的大小，一般用颗粒的直径来表示，常以毫米为单位或Ф值为单位。根据水力学研究，碎屑颗粒大小不同，其搬运和沉积方式不同，因此常按碎屑颗粒大小分为若干级，称为粒级(书上表2-1)。
2、陆源碎屑岩的结构包括颗粒的结构、填隙物的结构、支撑类型和颗粒间接触关系1）颗粒的结构。注意：
教具
准备
多媒体
教学后记
教学进程设计
（包括教学要点、步骤、方法、时间安排及板书设计、作业布置等）
导入新课：陆源碎屑岩是沉积岩中分布范围最广泛的一类岩石，是蕴藏油气资源的重要储集场所，那么，它们的特征有哪些呢？
一、陆源碎屑岩的组成
1.颗粒（Grain)
2.杂基（Matrix）
3.胶结物（Cement）
4.孔隙（Pore）
支撑类型、胶结类型和颗粒接触关系(据曾允孚，1986)颗粒支撑：碎屑颗粒之间彼此相接，在其孔隙中可有胶结物胶结，含量较少(图2-3)。(1)基底式胶结(图2-4a)杂基支撑，颗粒漂浮在杂基中，彼此不相接触，基质对颗粒起粘结作用。具这种胶结类型的沉积岩一般是由快速堆积的密度流沉积而成的。(2)孔隙式胶结(图2-4b)颗粒支撑的碎屑岩，颗粒互相接触，构成孔隙，胶结物充填在孔隙中，反映稳定强水流的沉积特征。(3)接触式胶结(图2-4c)颗粒支撑的碎屑岩，胶结物只分布在颗粒接触处附近，而在孔隙中央没有胶结物。这种胶结类型可能与毛细管作用并发的沉淀作用有关，也可以是由孔隙胶结的岩石，胶结物溶蚀而成。(4)镶嵌式胶结(图2-4d)实际上，它是颗粒缝合接触，反映遭受了强烈的压实压溶作用。
第二节碎屑岩的结构
陆源碎屑岩的结构是鉴定陆源碎屑岩的主要依据之一，并可根据其结构特征分析形成条件，恢复形成环境。陆源碎屑岩的结构包含三个方面内容，即碎屑颗粒的结构，填隙物的结构(因肉眼鉴定时难以辨识，故略)，以及碎屑颗粒与填隙物之间的关系－胶结类型。
(一)碎屑颗粒结构的观察及描述碎屑颗粒结构包括粒度大小、圆度、球度、形状和颗粒表面特征五个方面，其中粒度大小和圆度是碎屑岩结构特征研究的重要内容。
粉砂0.05-0.005
粗粉砂0.1-0.05
细粉砂0.05-0.01
C)泥杂基<0.03级
泥(粘土)<0.005
泥(粘土)<0.01
肉眼观察描述时常采用十进制或自然粒级制。
(2)分选性的判别：碎屑岩中颗粒大小均匀程度叫分选性或分选度。分选程度一般分三级：分选好：主要粒级含量>75%分选中等：主要粒级含量在50－75%分选差：各粒级含量<50%
(3)粒度分类命名原则①当碎屑颗粒的分选性为中等－好时，采用三级命名法。即以含量大于或等于50%的粒级定岩石的主名，含量在50－25%的粒级以“××质”的形式写在主名之前；含量在25—10%的粒级以“含××”的形式写在最前面；含量小于10%的粒级不参与命名。例：细砾(2－10mm)含量占15%，粗砂(2－0.5mm)占55%，细砂(0.25－0.1mm)占30%，其粒度命名为含细砾细砂质粗砂岩。②当碎屑颗粒的分选性为差时，各粒级含量都小于50%，而含量在50－25%的粒级又不止一个，这时以含量为50–25%的粒级进行复合命名，以“××－××岩”的形式表示，含量较多的写在后面，其它含量少的粒级仍按第一条原则处理。例：细砾(2-10mm)含量占25%，粗砂(2-0.5mm)占40%，细砂(0.25-0.1mm)占35%，其粒度命名为细砾质细砂－粗砂岩。③当碎屑颗粒分选性更差时，不但各粒级含量都小于50%，而且含量为50－25%的粒级也没有或只有一个，则应将此岩石的全部粒度组分分别合并为砾、砂、粉砂三大级，按前两条原则命名。
2.碎屑颗粒的球度球度是指碎屑颗粒接近球体形态的程度，常用颗粒长、中、短三轴长度来确定，如三轴长度近相等则球度好。三轴长度差别大则球度差。因颗粒球度不仅决定于磨蚀程度，在很大程度上决定于原始形状和晶形。球度和圆度并不完全一致，球度好并不一定圆度也好。如晶形好的石榴子石，虽然球度好但棱角均明显，磨蚀很差仍为棱角状；而相反，磨圆好的扁平砾石，球度却很差。因此，在反映磨蚀程度恢复形成条件中，圆度的意义更大些。
4.碎屑颗粒的形状根据三轴比例关系分为四种形状：圆球体、扁球体、椭球体、长扁圆体。
描述碎屑颗粒形状时，可综合描述。如该岩石碎屑颗粒磨圆较好，多数颗粒为圆状－次圆状，形态为圆球体和扁球体。圆球体：B/A>2/3、C/B>2/3椭球体：B/A<2/3、C/B>2/3扁球体：B/A>2/3、C/B<2/3长扁球体：B/A<2/3、C/B<2/3 5.碎屑颗粒的表面特征观察碎屑颗粒的表面是否光滑、有无刻痕或霜面等，碎屑颗粒的表面特征用肉眼只能在砾石上观察，砂岩的碎屑颗粒表面特征要在扫描电镜下观察。各种成因的碎屑在其表面上均可留下不同的特征，某些碎屑颗粒表面的明显特征，可帮助恢复形成时的环境，因表面特征除与本身性质有关外，主要与搬运介质和搬运方式以及时间、距离有关。关于这方面的研究最近报导很多。肉眼观察河流砾石、风成砾石和冰川砾石的表面特征。河流砾石表面不太光滑，可见不规则凹坑。风成砾石表面光滑，有沙漠漆，有凹坑和皱纹。冰川砾石具窄而直的平直刻痕，丁字形痕，这些擦痕可以是平行的、杂乱的或呈格子状的。另外还可有撞击痕，呈短而宽且粗糙的痕迹。碎屑颗粒的结构，常用结构成熟度来表示，即是指碎屑颗粒磨圆和分选达到终极的程度。如磨圆好、分选好、无杂基说明结构成熟度高；相反，结构成熟度则低。。应当指出，碎屑颗粒的不同结构特征都在一定程度上反映了岩石的特征和成因，但是最重要的结构特征是粒度和圆度，而球度、形状由于A、B、C三轴在砂级颗粒上很难测量，因此主要用于研究砾石，表面结构特征由于需要在扫描电镜下观察，因而只有在精深研究中才涉及。(二)胶结类型的观察胶结类型是碎屑颗粒与胶结物、杂基之间的量比关系和结合方式。首先按碎屑颗粒与胶结物、杂基的相对数量多少和支撑关系分为颗粒支撑和杂基支撑。再按颗粒和胶结物的相对含量和相互关系分为基底式胶结、孔隙式胶结、接触式胶结及镶嵌式胶结四类。杂基支撑：杂基含量较多，使碎屑颗粒彼此之间不接触分散在杂基之中，杂基支撑着碎屑颗粒。此结构为杂基与碎屑颗粒同时快速沉积形成的，是沉积岩常见结构，特别是在重力流沉积物中。
1、成分特征
1）碎屑成分
（1）矿物碎屑：石英、长石、云母、绿泥石、重矿物碎屑
（2）岩石碎屑成分：火成岩、变质岩和沉积岩
2）填隙物：分为胶结物和杂基。区别
（1）杂基：由机械沉积作用形成的细粒物质，充填在碎屑颗粒之间。
（2）胶结物：是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物。
3）孔隙：是指岩石中未被固体物质所占据的部分，孔隙可以是原生的，也可以是后期形成的
二、碎屑岩的结构
1.碎屑颗粒的结构
2.杂基和胶结物的结构
3.孔隙的结构
4.碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系
三、碎屑岩的构造
1.层理构造
2.层面构造
3.生物成因的构造
四、碎屑岩的颜色
1.继承色
2.自生色
3.次生色
五、碎屑岩的主要类型
1.砾岩
2.砂岩及粉砂岩
3.粘土岩
作业的布置：
1.简述碎屑岩的构造类型
（1）颗粒大小：砾石、砂、粉砂岩、泥。
（2）颗粒分选：分选好、分选中等、分选差。
（3）磨圆度和球度：
A)砾级
砾石>2
砾石>2
B)砂级
粗砂2-0.5
粗砂2-0.5
中砂0.5-0.25
细砂0.25-0.1
中砂0.5-0.25
细砂0.25-0.05
中砂0.5-0.25
细砂0.25-0.1
粉砂0.1-0.03级
备注
教案
第三章陆源碎屑岩的特征
导入新课：陆源碎屑岩是沉积岩中分布范围最广泛的一类岩石，是蕴藏油气资源的重要储集场所，那么，它们的特征有哪些呢？
陆源碎屑岩简称碎屑岩，指的的是主要由陆源碎屑物质组成的沉积岩，包括砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩。其描述内容有组成、颜色、结构和构造。
第一节碎屑岩的组成
一、陆源碎屑岩的基本特征