岩石学-No.12-2(第二节 砂岩)
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第一节侵入岩的肉眼鉴定1.岩类的确定肉眼鉴定侵入岩的岩类,可以根据其矿物成分和颜色来进行。
(1) 主要造岩矿物的肉眼鉴定组成侵入岩的矿物,主要有碱性长石、斜长石、钠长石、似长石(霞石、白榴石、方钠石等)、辉石、角闪石、橄榄石、黑云母、石英等。
1) 石英:岩石中有石英出现,通常表明SiO2过饱和,石英是酸性岩类的主要矿物。
石英在岩石中多呈烟灰色,不规则的粒状,无解理,贝壳状断口,油脂光泽、玻璃光泽。
因此易于灰白色的斜长石区别。
但当长石等矿物的解理不发育时,可用肉眼观察长石的双晶来区别。
鉴定岩石是否含石英时,最好将标本用水湿后观察。
这样,在同其他浅色矿物区别时效果会好一些。
2) 碱性长石:主要为正长石、微长石,在浅成侵入岩中可见透长石。
这些长石,从化学成分上说,统称为钾长石。
钾长石经常是肉红色、褐黄色、灰紫色、灰白色等。
以肉红色的钾长石最为常见。
但钾长石也有灰白色的,斜长石也有浅红色、蔷薇红色或肉红色的。
在鉴定两类长石时,颜色只能作为辅助条件,须考虑其他特征。
产于花岗岩中的正长石、微斜长石,常为他形粒状晶体,呈斑晶时可为自形晶。
正长石的卡式双晶常见(将长石的晶面或解理面迎光转动到一个合适的角度,就可以看见以一条直线或折线为界,两边反光强度不一,即为卡式双晶)。
产于正长岩、霞石正长岩中的正长石,其颜色有时呈肉红色,有时呈灰色。
富钠斜长石在钾长石中呈条纹交生状态,成为条纹长石。
如果是钾长石在斜长石中成条纹交生状态,则成为反条纹长石。
粗大的条纹在手标本上可以观察到,如在钾长石的晶面或解理面上,可以见到一些大致沿一定方向的须根状细脉,其颜色多半比主题要浅,这些细脉就是条纹结构。
3) 斜长石:斜长石广泛产于各种侵入岩中,多呈暗灰色-白色,有时也有肉红色或褐灰色。
玻璃光泽,风华和蚀变后呈土状光泽,两组解理(即(001)与(010)解理)完全。
聚片双晶为重要鉴定特征,其观察方法如下:将标本来回转动,用肉眼或放大镜观察晶面或解理面上的反光情况,当看到互相平行的明暗相间的线段时,就是聚片双晶纹。
碎屑岩的识别室内观察碎屑岩的方法碎屑岩的观察分为手标本(野外露头)和薄片两部分内容,前者具有宏观和空间(三维)性,后者则是微观和断面(二维)的显示,两者相辅相成,不能偏废。
按照认识事物的一般规律,观察总是从总体开始,逐渐深入到各个细节,再从细节回到整体,有时甚至要经过多次反复,才能对岩石的特征获得较全面、较深刻的认识。
在实验过程中,首先详细地观察手标本,对岩石的成分、结构、构造、风化特点有了较全面的了解之后,再有目的、有意识地进行镜下薄片观察,以弥补手标本鉴定中的不足之处。
可以这样说,显微镜下岩石薄片鉴定是沉积岩室内研究的基础,为此要很好地学习掌握。
沉积岩室内鉴定的目的是为了仔细确定沉积岩中各种组分的成分、含量及结构、构造等方面的特征,以便对岩石进行准确的定名、推断岩石形成条件、形成后的变化以及与油气方面的关系。
现将砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩的观察描述内容说明如下。
一)砾岩1.肉眼观察1)颜色:指出岩石总的颜色,并推断其成因。
2)构造:注意砾石有无定向排列或优选方位及粒序变化等,否则定为块状构造。
3)成分:包括颗粒(砾石)、填隙物的类型、含量和特征。
4)结构:包括砾石大小、砾石的圆度、球度,说明其磨圆的程度,及长、中、短三个轴的情况,砾石的形状及表面特征及支撑性等。
2. 镜下鉴定一般用低、中倍镜,进一步鉴定砾石成分和填隙物的成分、结构及显微构造等。
3.举例细角砾岩手标本描述:灰褐色,块状构造,砾石含量65%,以硅岩(硬度大)为主,次为泥岩;填隙物约30%,为泥质;孔隙约占5%;砾石直径2mm——10mm,,分选差,棱角——次棱角状;孔隙直径达lmm,呈杂基支撑结构。
镜下鉴定:砾石成分有硅质岩、泥岩和页岩,硅质岩单偏光镜下无色,有的被泥质交代,边缘污浊;正交偏光镜下具小米粒状结构,约占砾石总量的2/3。
泥岩和页岩表面污浊,泥质结构,页岩显水平层理,填隙物为粘土矿物,已发生绿泥石化和绢云母化。
定名:灰褐色块状构造单成分细角砾岩。
岩石:是天然产出的,由一种或多重矿物或其他物质(如火山玻璃、生物遗骸、胶体)构成的固态集合体火成岩:主要由地壳与上地幔中形成的岩浆侵入到地下或喷出地表冷凝形成的岩石,也被称为岩浆岩。
如花岗岩、玄武岩沉积岩:主要由地表风化产物、生物遗体、火山碎屑等经搬运、沉积、成岩形成的岩石。
如砂岩、灰岩变质岩:是由岩浆岩、沉积岩等经变质作用形成的岩石地壳、莫霍面、地幔、古登堡界面、地核P波、横波、固液S波纵波、固陆壳硅铝层、洋壳硅镁层岩石学是研究岩石的产出方式、组成特征、分类命名、岩石成因、形成环境和资源背景的科学,包括岩相学和岩理学。
一、岩浆(Magama)的概念是上地幔或地壳深处形成,炽热的、粘稠、以硅酸盐为主要成分,含有挥发份和晶体的熔融体岩浆侵位于地下深处的过程称为岩浆的侵入作用岩浆喷出地表的过程称为火山作用。
在岩浆源区,熔体与固相残余的分离和聚集的过程,叫岩浆分凝作用。
岩浆从源区产生,到分凝、上升、侵位于地下深处和喷出到地表,最后固结冷凝形成岩浆岩的过程,叫岩浆作用。
粘度:流体流动或变形的难易程度,与流动性呈反相关。
侵入岩与围岩的接触关系:1.侵入接触;岩浆侵位于早已形成的围岩中。
包括整合和不整合。
2.断层接触:侵入体与围岩之间的接触部分系断裂带出露的位置。
3.沉积接触:侵入体形成后,经历剥蚀出露地表,再被沉积地层所覆盖的现象根据SiO2含量可将火成岩分为SiO2 <45%超基性岩45-53%基性岩53-66%中性岩酸度增高>66%酸性岩岩床(席):厚薄均匀的近水平产出的板状整合侵入体。
岩盆:中央微向下凹,呈盆状或漏洞状的协调侵入体。
岩盖:上凸下平的穹窿(蘑菇)状整合侵入体。
岩墙:一种厚度比较稳定,近于直立的不协调板状侵入体岩株:出露面积小于100km2,其形态与岩基相似。
岩基:是最大的巨型侵入体,出露面积大于100km2。
浅层相:侵入深度为0~5km,侵入体规模较小,常见岩床、岩墙等。
中深层相:侵入深度为5~15km侵入体规模较大,常见岩株、岩基等中深层相:侵入深度为5~15km,碱度:K2O+Na2O在岩浆中的含量。
第二章沉积岩的原生构造及产状沉积岩是地壳表层分布最广泛的岩石,其分布面积约占地球大陆面积的75%,在我国约占77%。
大陆地壳表层的地质构造很多都是由沉积岩形成的。
观察分析沉积岩层的原生构造、岩层产状、厚度和岩层出露特征是研究地质构造的一项基础工作,也是本课程的基本内容之一。
第一节沉积岩层的原生构造沉积岩层的原生构造(Primary structure)是指在沉积物堆积与成岩过程中产生的非构造变动的构造特征,如:层理构造、层面构造、包卷构造、同生结核、叠层石、生物遗迹、叠锥等。
次生构造(Secondary structure)是指固结成岩之后所形成的构造,如:缝合线构造、次生褶皱与断裂等。
沉积岩的原生构造主要是岩石学和沉积学研究的内容,但是,它对地质构造的研究有着重要的意义。
沉积岩原生构造不仅为研究和判断岩层形成时的古地理(Paleogeography)和构造运动(Tectonic movement)特征提供重要资料,而且有些原生构造,如层理构造、层面构造等,还可以用来鉴别岩层顶、底面以及确定岩层相对层序的重要依据。
了解这些构造特征,对观察、分析构造形态和分析构造环境,确定岩层产状和岩石变形特征具有一定的指导意义,在某些情况下具有特殊作用。
一、层理及其识别(一)岩层、层面、层理的概念由两个平行或近于平行的界面所限制的岩性基本一致的层状岩体称为岩层(Terrane)。
由沉积作用所形成的岩层称为沉积岩层(Sediment terrane)。
岩层的形成过程是内动力地质作用(主要是地壳的升降作用)和外动力地质作用(包括风化、剥蚀、搬运、沉积等作用)相互影响、相互制约的过程。
如处于地壳不断下降过程中接受沉积的坳陷盆地,在其边缘沉积砾石,向盆地内部逐渐过渡为砂、细砂、粘土等物质,在盆地中心过渡为较稳定的化学沉积。
成岩以后即分别形成了粗、细不同的砾岩、砂岩、页岩、泥灰岩或石灰岩等(图2-1A )。
如果地壳继续下降,沉积区继续扩大,沉积区段则发生变化,在原来砾石层上面又沉积了砂层,原砂层上面又沉积了细砂或粘土等,使水平方向和垂直方向上均呈现出由粗到细逐渐过渡的关系(图2-1B )。
岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.(f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.(f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
1名词解释岩浆、岩浆作用、浅色矿物、暗色矿物、色率、主要矿物、次要矿物、副矿物、霏细结构、岩浆岩的结构、次火山岩、辉长结构、粗玄结构、拉斑玄武结构、粗面结构、超镁铁质岩、玢岩与斑岩、里特曼指数、安山岩、粗面岩、重力结晶分异作用、原生岩浆、反应边结构、暗化边结构、熔蚀结构、嵌晶结构、包橄结构、交生结构、文象结构、岩浆岩的产状、岩浆岩的共生组合、岩浆建造、岩浆杂岩、双峰式火山岩含量为例,说明岩浆岩化学成分对矿物组合的影响。
2以SiO23对比分析说明花岗岩与花岗闪长岩之间的相似点与区别。
4说明钙碱性系列岩浆岩的深成相及喷出相的代表性岩石名称及次生变化。
5对比分析说明辉石闪长岩和角闪辉长岩之间的相似点与差异。
6试述钙碱性系列超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩的化学成分,矿物组合特征及其演化规律。
8蛇绿岩的概念及其当代含义?9简述岩浆岩的结构与岩浆冷凝条件的关系。
10何谓岩浆的分异作用和同化混染作用?简述它们的基本特点。
11简述玄武岩的基本分异模式。
12简述原生岩浆种类的不同观点,主要的原生岩浆种类有那些?它们的起源条件是什么?13解释斑状结构与似斑状结构的概念,并对比分析这两种结构类型的区别。
16玄武岩与安山岩如何区分?17规纳岩浆岩的化学成分和矿物成分特征,岩浆岩中常见的矿物共生组合有哪六种?其主要特征是什么?18岩浆主要由和两部分组成。
岩浆的粘度主要受,,三个因素控制。
19喷出岩常见岩相有溢流相,爆发相,侵出相,火山通道(火山颈)相,潜(次)火山岩相,喷发(火山)沉积相六种。
20按SiO含量,岩浆岩可分为,,,四类。
2按里特曼指数(δ)又分为,,三个系列21岩浆岩色率是指,根据岩浆岩中造岩矿物的化学成分,可将矿物分为,两类22根据矿物在岩浆岩中的含量和在岩浆岩分类中的作用,可以分为,,三类。
23斑岩和玢岩仅用于。
斑晶以为主,称玢岩;斑晶以为主,称斑岩。
24岩石全分析,一般应作SiO2、等12项分析。
25基性喷出岩代表性岩石是,其往往具结构,基质常具,,结构。
岩石级别坚固程度代表性岩石Ⅰ最坚固最坚固、致密、有韧性的石英岩、玄武岩和其他各种特别坚固的岩石。
(f=20)Ⅱ很坚固很坚固的花岗岩、石英斑岩、硅质片岩,较坚固的石英岩,最坚固的砂岩和石灰岩.(f=15)Ⅲ坚固致密的花岗岩,很坚固的砂岩和石灰岩,石英矿脉,坚固的砾岩,很坚固的铁矿石.(f=10)Ⅲa坚固坚固的砂岩、石灰岩、大理岩、白云岩、黄铁矿,不坚固的花岗岩。
(f=8)Ⅳ比较坚固一般的砂岩、铁矿石(f=6)Ⅳa比较坚固砂质页岩,页岩质砂岩。
(f=5)Ⅴ中等坚固坚固的泥质页岩,不坚固的砂岩和石灰岩,软砾石。
(f=4)Ⅴa中等坚固各种不坚固的页岩,致密的泥灰岩.(f=3)Ⅵ比较软软弱页岩,很软的石灰岩,白垩,盐岩,石膏,无烟煤,破碎的砂岩和石质土壤.(f=2)Ⅵa比较软碎石质土壤,破碎的页岩,粘结成块的砾石、碎石,坚固的煤,硬化的粘土。
(f=1.5)Ⅶ软软致密粘土,较软的烟煤,坚固的冲击土层,粘土质土壤。
(f=1)Ⅶa软软砂质粘土、砾石,黄土。
(f=0.8)Ⅷ土状腐殖土,泥煤,软砂质土壤,湿砂。
(f=0.6)Ⅸ松散状砂,山砾堆积,细砾石,松土,开采下来的煤.(f=0.5)Ⅹ流沙状流沙,沼泽土壤,含水黄土及其他含水土壤.(f=0.3) A表示矿岩的坚固性的量化指标.人们在长期的实践中认识到,有些岩石不容易破坏,有一些则难于破碎。
难于破碎的岩石一般也难于凿岩,难于爆破,则它们的硬度也比较大,概括的说就是比较坚固。
因此,人们就用岩石的坚固性这个概念来表示岩石在破碎时的难易程度。
坚固性的大小用坚固性系数来表示又叫硬度系数,也叫普氏硬度系数f值)。
坚固性系数f=R/100 (R单位kg/cm2)式中R——为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。
通常用的普氏岩石分及法就是根据坚固性系数来进行岩石分级的。
如:①极坚固岩石f=15~20(坚固的花岗岩,石灰岩,石英岩等)②坚硬岩石f=8 ~10(如不坚固的花岗岩,坚固的砂岩等)③中等坚固岩石f=4 ~6 (如普通砂岩,铁矿等)④不坚固岩石f=0.8~3 (如黄土、仅为0.3)矿岩的坚固性也是一种抵抗外力的性质,但它与矿岩的强度却是两种不同的概念。
第二节砂岩
•由大于50%(0.063-2mm)碎屑组成的陆源沉积岩岩石称为砂岩。
砂岩
一、一般特征
1、组成
◆砾岩由碎屑、基质和胶结物组成。
◆碎屑颗粒,主要为石英、长石和岩屑,并含有数量不等的片状矿物(白云母和黑云母)和重矿物。
基质主要是各种黏土矿物及粒度<0.03mm的碎屑颗粒,如细小的石英、长石
◆胶结物主要为碳酸岩矿物、次生加大石英和铁质等。
砂岩的结构为典型的
陆源碎屑结构,具有
陆源碎屑结构的一切
特征。
2、结构
层理和层面构造比较发育,其中交错层理等
流水成因的构造相对其他岩类更为发育。
3、构造
•以浅灰色、灰色、米黄色为主,有时出现肉红色(正长石砂岩)。
4、颜色
砂石的粒度碎屑成分
基质含量一般按照:
二、砂岩的分类
(1)按砂石的粒度分类
☐极粗砂岩:粒径>1-2mm。
☐粗粒砂岩:粒径0.5-1mm。
☐中粒砂岩:粒径0.25-0.5mm。
☐细粒砂岩:粒径0.125-0.25mm。
☐极细砂岩:粒径0.063-0.125mm。
碎屑颗粒的QFR 三角图岩屑砂岩长石岩屑砂岩岩屑长石砂岩长石砂岩石英砂岩长石石英砂岩岩屑石英砂岩
Q(石英)R(岩屑)F(长石)
(2)按照碎屑颗粒成分分类
8%15%
长石岩屑石英
77%举例:石英:77%,长石:8%,岩屑:15%
8%长石
岩屑
石英
8%15%
长石岩屑
石英
77%
岩屑为15%,根据含量,作岩屑对边的平行线(红色线)
15%
8%15%岩屑
石英
8%15%
长石岩屑石英
77%15%8%
岩屑石英砂岩
长石为8%,根据含量,作长石对边的平行线(红色线)
1、砂岩(基质含量小于15%)
2、杂砂岩(基质含量大于15%)(3)按照基质含量划分
复合命名方法:
方案一:粒度+碎屑颗粒成分
举例:细粒石英砂岩
方案二:胶结物类型+碎屑颗粒成分举例:钙质(方解石)长石砂岩
方案三:特征自生矿物+碎屑颗粒成分举例:海绿石石英砂岩
1、石英砂岩
一般为浅灰白色、黄白色,当含有铁质胶结物时呈浅褐红色。
石英碎屑含量大于95%。
石英碎屑一般为圆状-次圆状,分选好,以中细粒为主。
胶结物一般为次生加大石英,有时可为方解石、石膏
等。
三、常见的岩石类型
2、长石砂岩
颜色:一般为红色或粉红色,有时因长石风化而呈浅灰色或灰白色。
碎屑颗粒成分:主要为石英和长石。
其中,石英含量低于75%,长石的含量是岩屑的3倍。
在石英中,多晶石英较为常见。
长石主要为钾长石和微斜长石。
胶结物:以方解石最为常见,其次为白云石、次生加大石英、次生加大长石和高岭石。
基质(杂质):一般含有数量不等的黏土矿物。