第三讲——沉积岩——陆源碎屑岩(2)

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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：

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

陆源碎屑岩类.ppt

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第三节砂岩
• 3)砂岩的沉积构造: 砂岩的沉积构造十分丰富，主要沉积构造特征在前面已做过讲解。
• 4)砂岩的组分：以石英为主，其次是长石及各种岩屑，有
时含云母和绿泥石等碎屑矿物。砂岩具有重要的经济意义，它是两类最重
要的油气储集层之一，也是地下淡水的贮集库，纯净的石英砂或石英砂岩还是玻璃工业原料。
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第二节砾(角砾)岩
砾岩成因类型及主要沉积特征
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第二节砾(角砾)岩
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第二节砾(角砾)岩
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第三节砂岩
1. 砂岩的一般特征
陆源碎屑中,含0.05-2mm的碎屑颗粒达 50% 以上的岩石称为砂岩.
砂岩在地球表层十分多见，大约占25%。是陆相和滨海沉积体系的格架沉积，砂岩主要沉积在河流、沙漠、湖泊、滨海三角洲、海滩、潮坪环境、深海扇和浊流等环境。
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第二节砾(角砾)岩
• .石灰岩砾岩: 砾石以石灰岩为主或全部为石灰岩，粒度变化
较大，可以为粗砾、中砾或细砾，多次角-次圆状，分选好到差，可含较多泥基或混基，有时也可被方解石胶结。 • .复成分砾岩:
砾石成分复杂，常见岩浆岩、沉积岩和变质岩混生，稳定和不稳定砾石比例不定，但不稳定砾石常常较多，圆度中等，分选中等到差。多泥基或混基。混基成分也很复杂。化学胶结物较少，有时有石英胶结物。
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第四节粉砂岩
2)粉砂岩的结构：
受粒度限制，颗粒的粗细差别不大，但在被搬运过程中，互相碰撞的机会少。因此，分选好，磨园差。
3)粉砂岩的组分：
粉砂岩同样主要由碎屑颗粒、基质和胶结物组成，其碎屑成分单一，以石英为主。因此粉砂岩都根据填隙物的成分来分类。
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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

第三章陆源碎屑岩--一般特征2

-1—0 0—1 1—2 2—3 3—4
0.05—0.01 0.01—0.005
<0.005
0.063—0.031 4—5 0.031—0.0039 5--8
<0.0039
>8
陆源碎屑结构
1、碎屑颗粒的结构碎屑颗粒的分选（分选性）：碎屑颗粒大小的均匀程度
叫分选或分选性。
分选性分为三级：分选好：主要粒级含量大于75% 分选中等：主要粒级含量50-75% 分选差：各种粒级含量都小于50%
颗粒的接触类型示意图
泥状结构
泥状结构是由<0.0039mm的碎屑颗粒和粘土矿物组成的结构类型，是泥岩特有的。特点：粒度极细，粘土矿物定向排列，多具水平层理，手触有滑感，贝壳状断口。
但自然界中，纯粹的泥状结构不多，常有数量不等的粉砂混入，形成过渡结构类型。
陆源碎屑岩的构造
常见的构造：各种层理构造、层面构造、同生变性构造、虫孔和虫迹构造等
陆源碎屑岩的定义及基本组成
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
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：
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。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。胶结物是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物。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。
陆源碎屑岩的成分
3、成分成熟度
碎屑岩的成分成熟度是指碎屑沉积组分在其风化、搬运沉积作用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。
石英抗风化能力强，在搬运和沉积过程中蚀变很小，是最稳定的组分。

地质大沉积岩石学课件04它生沉积岩中的陆源碎屑岩类

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）。
B、镶嵌粒状结构
胶结物晶体比较粗大，但小于结构颗粒和粒间孔，在一个粒间孔内有两个以上胶结物晶体彼此镶嵌。常见成分是方解石、白云石、石膏、重晶石或石英.
C、栉壳状结构(Ctenoid texture)
胶结物晶体呈针状、锥状、柱状、片状或板状垂直于被胶结碎屑颗粒表面生长，在薄片中，它们的长轴彼此平行或大体平行，又称丛生状结构。以这种结构方式生长的矿物通常有：粘土、绿泥石等硅酸盐矿物和文石、镁方解石、方解石等碳酸盐矿物
次圆状
次棱状
3、分选性/度（Sorting）
分选性又称分选度，指碎屑颗粒大小均匀程度。它是流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标。分选好：一个粒级颗粒达７５％以上；分选中等：一个粒级颗粒为７５－５０％；分选差：一个粒级颗粒未超过５０％，多级别颗粒共存。
分选差
分选好
分选中等
二，基质结构和支撑类型
一，碎屑颗粒的结构(p173)
1、粒度（grain size)：
碎屑岩中骨架颗粒的大小称作粒度。
1）粒度的计量：
通常用颗粒的直径来计量，但由于碎屑颗粒的形状多变，所以测量的方法也各不相同，又分：
. 薄片粒度：以颗粒切面的长轴直径大小来计量． . 筛孔粒度：松散或破碎的碎屑颗粒过不同孔径的筛子之后，
D 、加大边结构

03碎屑岩的成分PPT课件

重晶石），但它们属于化学成因物质范畴。
最常见分布最广泛的矿物碎屑有：
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1．石英碎屑
(1)碎屑岩中分布最广一种矿物.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；
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和两类:
轻矿物:比重＜2．86，主要为石英、长石；
重矿物:比重＞2．86，主要为岩浆岩中的付矿物（榍石、
铝英石）、部分铁镁矿物（如辉石、角门石）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、
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。
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(3)深成中酸性岩浆岩、片麻岩及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)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”。 (5)“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。
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(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。
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(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”。
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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。

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。

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）

第3讲陆源碎屑岩岩石类型

பைடு நூலகம்
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩
二、成分特征
1、颗粒成分特征：以岩屑为主，少量的矿物碎屑。成分明显受母岩性质控制。不含重矿物，粗碎屑的成分复杂多样。化学成分少见。 2、填隙物成分：以细碎屑杂基为主，颗粒粒径 <2mm，岩屑或矿物碎屑都有，化学胶结物少见。
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩
三、结构、构造特征
1、颗粒结构碎屑颗粒粗大，分选不好，磨圆可好可差，砾石表面常有一些特殊的痕迹，如冰川擦痕，沙漠漆等 2、填隙物结构
铸体薄片的石英砂岩—孔隙、次生加大边
中碎屑岩—砂岩
2、长石砂岩和长石杂砂岩： 1）颜色：淡黄色、灰绿色、肉红色等 2）碎屑颗粒成分：主要为石英和长石，石英含量下于75%，长石大于18.6%, 还有少量的岩屑。 3）碎屑颗粒结构：粒度为中粒和中粗粒，分选性和磨圆度变化较大；一般分选中等，次圆到次棱角状。 4）填隙物成分和结构：杂基：主要为各种粘土矿物，重结晶形成长石的次生加大边；胶结物：主要为钙质和铁质。 5）长石砂岩的形成条件母岩石含长石丰富的花岗岩和花岗片麻岩类，在形成过程中以物理风化为主，须有强烈的侵蚀与快速堆积的条件，埋藏后的蚀变作用要弱。
2、按砾石的大小
巨砾>256mm 粗砾 256-64mm 中砾 64-4mm 细砾 4-2mm
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩
四、粗碎屑岩的分类 3、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50% 4、按砾岩在剖面中的位置：
层间砾岩：整合地产于岩层中间底砾岩：分布于侵蚀面上 5、按成因：河成砾岩、海成砾岩、冰川角砾岩、崩积角砾岩、岩溶角砾岩、构造角砾岩等
有细碎屑杂基，也有化学胶结物，但量少 3、胶结类型：多为基底式胶结，也有孔隙胶结 4、构造：砾石有定向排列，可推断与水流向。常发育大型交错层理和粒序层理。

04-2讲陆源碎屑岩岩类

第三节陆源碎屑岩的各类岩石特征
火山碎屑岩
沉
它生沉积岩
陆源碎屑岩
砾岩砂岩
积
粉砂岩
岩自生沉积岩
泥质岩
根据主要组分的粒度大小陆源碎屑岩又分为
砾岩：粒径 >2 mm 砂岩：粒径 2-0.05 mm 粉砂岩：粒径 0.05-0.005 mm 泥质岩：粒径 < 0.005 mm
一、砾岩
由大于50%砾石(>2.0 mm)成分组成的陆源沉积岩岩石称为砾岩(或角砾岩)。
杂砂岩：四种组分中，杂基含量>5%；在填隙物中，杂基含量较高；结构成熟度相对较低，是极不成熟－不成熟的砂岩；通常是重力流沉积成因。
第二个基本点：考虑碎屑成分中三种碎屑颗粒（Q端元、 R端元、 F端元）之间的体积百分比，分别对净砂岩和杂砂岩进行进一步分类：
Q端元：石英颗粒端元，是稳定成分或成熟成分的组合.
砂岩（石英碎屑含量>75%)。
石英砂岩的古环境意义双成熟度高（双高）的石英砂岩通常代表砂粒经
过河流长时间长距离搬运之后，又在滨岸浪的作用下，反复冲洗的结果。
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。
二、砂岩
岩石中0.05-2mm碎屑颗粒占50% 以上的陆源碎屑沉积岩称砂岩.
砂岩在地球表层十分多见，大约占25%。，砂岩主要沉积在沙漠、河流、湖泊、滨海三角洲、海滩、潮坪、深海扇等环境，是陆相和滨海沉积体系的主体沉积。
砂岩具有重要的经济意义，它是两类最重要的油气储集层之一，也是地下淡水的贮集库，纯净的石英砂或石英砂岩还是玻璃工业原料。

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。

08 第四章第3节陆源碎屑岩

胶结类型：碎屑岩中碎屑颗粒和填隙物间的关系。
3、碎屑岩的分类
依据碎屑岩颗粒粒度大小可分为：砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩
1）砾岩依据圆度分为砾岩和角砾岩
角砾岩
砾岩
2）砂岩主要由砂级（2～0.1mm）（>50%）的陆源碎屑颗粒组成的碎屑岩
石英砂岩
（1）一般特征
①成分
碎屑颗粒：石英最多，长石、岩屑次之。重矿物含量少。杂基： <0.03mm,粘土、碳酸盐泥、细粉砂，含量变化大
2～ 1 1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.125 0.125～0.0625 0.0625～0.0312 0.0312～0.0156 0.0156～0.0078 0.0078～0.0039
砾
极粗砂粗砂中砂细砂极细砂粗粉砂中粉砂细粉砂极细粉砂
粗粉砂
＜0.01
第三节陆源碎屑岩1、概念来自主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运和沉积作用、沉积后作用形成的一类岩石，简称碎屑岩。结构组分：碎屑、填隙物（杂基和胶结物）
2、一般特征
1）碎屑（grain）
（1）碎屑成分：矿物碎屑（石英、长石、云母及重矿物）岩石碎屑（母岩碎裂形成的岩石碎块）
（2）碎屑粒度：碎屑颗粒的大小，是矿物稳定性、风化强度、
25% ~ 10%
<10%
复合命名法：
没有一个粒级≥50%，在50～25%的粒级不只一个。
以含量为50～25%的粒级进行复合命名
→“＊＊—＊＊岩” ，含量较多的写在后面。举例：0.5 - 0.25mm 40%，0.1- 0.25mm 35%， 0.05 - 0.1mm 20%
含粗粉砂细砂—中砂岩

沉积学-沉积岩-陆源碎屑岩各论

粘土矿物成因：
机械方式：母岩风化而成★★
化学方式：自生粘土矿物★ 将粘土岩归为细碎屑岩疏松或未固结成岩者——粘土固结成岩者——粘土岩/泥质岩/泥状岩有无页理——泥岩和页岩
2.研究意义分布最广，约占沉积岩总体积的55～60%。沉积岩成因、沉积环境分析重要的石油地质意义重要的生油母质；良好盖层；泥岩裂缝油气藏
填隙物多为红色多呈透镜体和楔状体
（五）冰川砾岩和角砾岩（冰碛岩）
粉砂和泥级碎屑含量多
成分复杂成熟度极差层理不清楚，常呈块状论证冰川期的主要依据
五个冰期：元古代早期、前寒武纪晚期、奥陶纪晚期、古生代晚期、新生代晚期。
（六）滑塌角砾岩在地形陡峻地区的边界地带，因崩塌或沿斜坡滑动形成分选很差，磨圆度不等厚度变化大，常呈透镜状产出
母岩类型
（2）反映搬运和磨蚀的历史（时间）（3）反映介质的物理条件
流体性质、水体能量、沉积速率
2.分类端元选择的依据四组分：Q, F, R, M
三端元：Q, F, R 3.分类方案（1）按杂基含量将砂岩分为两大类杂基<15%－－净砂岩（简称砂岩）杂基>15%－－杂砂岩（相当于瓦克砂岩、硬砂岩）（2）以含量10％（90％）、25％（75％）、50％为界 Q>50% F<25% R<25% 石英砂岩类 F、R含量均在10～25%间 ××质石英砂岩 F>25% F>R 长石砂岩类 R>25% R>F 岩屑砂岩类
（二）一般特征
1.成分复杂
碎屑颗粒石英最多，长石、岩屑次之。重矿物含量少。
杂基
<0.03mm 粘土、碳酸盐泥、细粉砂，含量变化大
胶结物
多见硅质、钙质、铁质，结构多样

第三章-2砂岩的成岩作用-2

• 砂岩的成岩作用
二、胶结作用
3、 SiO2的胶结作用（1）SiO2胶结物的种类：蛋白石、玉髓和石英
（2）SiO2胶结物的沉淀机制实验证明：SiO2 胶结物的沉淀作用是由垂直循环的地表水引起的。石英砂岩中的次生加大石英是在较浅的埋藏条件下，碎屑颗粒沉积后强烈压实前沉淀的。
（3）SiO2胶结物的来源 A 海洋中硅质生物体的溶解； B 硅酸盐矿物的转化释放出SiO2； C 在深埋藏条件下，因高温造成的部分石英的重溶； D 压溶作用。
• 砂岩的成岩作用
一、压实作用和压溶作用
机械压实作用类型示意图
• 砂岩的成岩作用
一、压实作用和压溶作用
1、压实组构
A 刚性颗粒：颗粒间的接触关系为点接触、线接触、凹凸接触和缝合线接触，甚至发生碎裂。 B 塑性接触：发生塑性变形，变形强烈时，形成假杂基。 C 片状矿物：表现为弯曲陆源碎屑岩 —砂岩成岩作用
1、砂岩常见成岩作用的方式有那些？ 2、各种成岩作用的影响因素？ 3、砂岩的压实作用与压溶作用区别？ 4、砂岩胶结作用方式？ 5、砂岩孔隙特征如何？怎样观察到？
• 砂岩的成岩作用
一、压实作用和压溶作用
2、机械压实作用向化学压溶作用的转化
。
颗粒的接触类型示意图
• 砂岩的成岩作用
一、压实作用和压溶作用
2、机械压实作用向化学压溶作用的转化
机械压实作用下刚性颗粒接触关系
• 砂岩的成岩作用
一、压实作用和压溶作用
3、压实作用的估计方法及其随埋深的变化（1）刚性颗粒的接触强度 Taylor（1950）的研究表明：在埋深900米处，点接触占52%；在埋深2200米处，点接触减少为零；在埋深1700米处，缝合接触为零；在埋深2700米处，缝合接触占32%。

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中碎屑岩—砂岩第二节中碎屑岩砂岩
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：巨粒砂岩粗粒砂岩中粒砂岩细粒砂岩微粒砂岩 2-1mm 1-0.5mm 0.5-0.25mm 0.25-0.125mm 0.125-0.063mm
这是其它分类的基础，这是其它分类的基础，但不能反映砂岩的成分和成因特征
成因意义：端元反映砂岩的成分成熟度，成因意义：Q 端元反映砂岩的成分成熟度，F/R值反映物值反映物质来源和大地构造状况，端元在一定程度上反映气候和风化作质来源和大地构造状况，F端元在一定程度上反映气候和风化作用的特点。用的特点。
中碎屑岩—砂岩第二节中碎屑岩砂岩
Q
M>15%, 杂砂岩 M<15%， M<15%，净砂岩
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩第一节粗碎屑岩砾岩和角砾岩
4. 冰川角砾岩由冰川作用形成，成分复杂，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。稳定组分，分选极不好，大的砾石和泥砂混杂。 5. 滑塌角砾岩在地形陡峻地区的边界地带，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，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。而形成滑塌角砾岩。 6. 岩溶角砾岩其形成下伏物质（如膏盐层）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，以及上覆地层的坍塌作用有关，尤其是石灰岩的坍塌。坍塌。
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：
中碎屑岩—砂岩第二节中碎屑岩砂岩
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>15% 和净砂岩（杂基<15%）；其次 >15%） <15%）；其次，杂基>15%）和净砂岩（杂基<15%）；其次，根据砂岩的三种碎屑主要成分，按三角形图解进行成分划分；三种碎屑主要成分，按三角形图解进行成分划分； Q（石英）端元：石英、玉燧、石英岩和其他硅质岩屑；石英）端元：石英、玉燧、石英岩和其他硅质岩屑； F（长石）端元：长石、花岗岩和花岗片麻岩类岩屑；长石）端元：长石、花岗岩和花岗片麻岩类岩屑； R（岩屑）端元：除去花岗质和硅质岩屑之外的其他岩屑, 岩屑）端元：除去花岗质和硅质岩屑之外的其他岩屑, 以及碎屑云母和绿泥石。以及碎屑云母和绿泥石。
第三章陆源碎屑岩的岩石类型
第一节砾岩第二节砂岩第三节粉砂岩第四节泥岩
第三章陆源碎屑岩的岩石类型
陆源碎屑岩是指由母岩风化作用所形成的碎屑颗粒物质，成的碎屑颗粒物质，经机械搬运和沉积作用，并进一步压实和胶结作用所形成的沉积岩类。积岩类。陆源碎屑岩一般由碎屑颗粒、陆源碎屑岩一般由碎屑颗粒、填隙物和孔隙三部分组成。和孔隙三部分组成。其中填隙物又可分为杂基和胶结物。杂基和胶结物。
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、命名原则定义、
粒度>2mm的陆源碎屑颗粒组成的沉积岩，粒度>2mm的陆源碎屑颗粒组成的沉积岩，据碎屑 >2mm的陆源碎屑颗粒组成的沉积岩颗粒的磨圆程度分为砾岩或角砾岩，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砾。砾或角砾。砾级碎屑（大于2mm 含量大于30% 2mm） 30%者为砾岩砾级碎屑（直径大于2mm）含量大于30%者为砾岩其中：大于50% 为砾岩； 50%，类。其中：砾级含量大于50%，为砾岩；砾级含量在30 50% 砾级含量在30—50%，砂泥质砾岩 30 50%，砾级含量在5 30% 30%，砾级含量在5—30%，砾质砂岩或砾质泥岩砾级含量< 5%，砾级含量< 5%，含砾砂岩或含砾泥岩
按砾岩在剖面中的位置： 4. 按砾岩在剖面中的位置：底砾岩：底砾岩：分布于侵蚀面上按成因： 5. 按成因：河成砾岩海成砾岩冰川角砾岩崩积角砾岩岩溶角砾岩构造角砾岩等
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩第一节粗碎屑岩砾岩和角砾岩
层间砾岩：层间砾岩：整合地产于岩层中间
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩第一节粗碎屑岩砾岩和角砾岩
五、常见的砂岩岩石类型及成因
1.石英砂岩和石英杂砂岩 1.石英砂岩和石英杂砂岩
黄白色或浅灰白色、浅红褐色； 1）颜色黄白色或浅灰白色、浅红褐色；
第二节中碎屑岩— 砂岩
2）成分石英和各种硅质岩屑的含量占砂级碎屑总量的95%以上，以单晶石英为主，仅含少量的长石、 95%以上，以单晶石英为主，仅含少量的长石、以上岩屑和重矿物。岩屑和重矿物。磨圆度和分选性都比较好， 3）结构磨圆度和分选性都比较好，成分成熟度和结构成熟度都最好；构成熟度都最好；多为胶结物， 4）填隙物成分和结构多为胶结物，成分为钙质或硅质、铁质及海绿石，杂基很少。石英次生加大边。铁质及海绿石，杂基很少。石英次生加大边。交错层理、平行层理。 5）构造交错层理、平行层理。
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：云母和绿泥石碎屑：量少重矿物碎屑：量少，重矿物碎屑：量少，有指示物源的作用
成分成熟度＝（）：指碎屑沉积组分在其风化成分成熟度＝Q/（F+R）：指碎屑沉积组分在其风化、）：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。搬运和沉积作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 , R反映气候和风化作用的特点反映气候和风化作用的特点
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%
中碎屑岩—砂岩第二节中碎屑岩砂岩
2.填隙物的成分： 2.填隙物的成分：填隙物的成分杂基：粘土和小于0.03mm的细碎屑颗粒；杂基：粘土和小于0.03mm的细碎屑颗粒； 0.03mm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
具典型的陆源碎屑结构
中碎屑岩—砂岩第二节中碎屑岩砂岩
2. 常见砂岩分类的简介早期：只考虑成分或结构，应用方便，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。究砂岩形成特征、沉积环境无明显意义。 20世纪中期，克里宁（1948）三角形分类，使世纪中期，克里宁（世纪中期）三角形分类，成分分类具有成因意义。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、佩蒂庄年代，世纪年代吉尔伯特、福克、结合成分成因的特征，先后提出自己的成分——成结合成分成因的特征，先后提出自己的成分成因分类方案。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年代，世纪年代本次课程使用的分类方案）。（本次课程使用的分类方案）。
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩第一节粗碎屑岩砾岩和角砾岩
二、成分特征
1. 颗粒成分特征：以岩屑为主，少量的矿颗粒成分特征：以岩屑为主，物碎屑。成分明显受母岩性质控制。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。化学含重矿物，粗碎屑的成分复杂多样。成份少见。成份少见。 2.填隙物成分：以细碎屑杂基为主， 2.填隙物成分：以细碎屑杂基为主，颗粒粒填隙物成分径<2mm，岩屑或矿物碎屑都有，化学胶结 <2mm，岩屑或矿物碎屑都有，物少见。物少见。
三、砂岩的构造特征
发育各种层理、层面、发育各种层理、层面、同生变形构造和虫孔等
四、砂岩的分类
1.分类的原则和依据 1.分类的原则和依据: 分类的原则和依据
中碎屑岩—砂岩第二节中碎屑岩砂岩
首先必须选择在客观上能鉴定而又最能联系岩石成因的特征作为分类的依据；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于野外工第二，又适用于室内研究。作，又适用于室内研究。
粗碎屑岩—砾岩和角砾岩第一节粗碎屑岩砾岩和角砾岩
五、主要成因类型及实例
1. 滨岸砾岩主要是在波浪作用的淀岸地带，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，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。以稳定组分为主。 2. 河成砾岩常见于山区河流，多位于河床沉积的底部，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。成分复杂，由于搬运不远，故不稳定组分仍然存在。 3. 洪积砾岩由山区洪流在流出山间峡谷进入平原时，由山区洪流在流出山间峡谷进入平原时，流速骤致使带出的碎屑物质快速堆积而成。减，致使带出的碎屑物质快速堆积而成。

第三讲——沉积岩——陆源碎屑岩(2)

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