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《沉积岩学》

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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沉积岩的概念 沉积岩是由母岩通过物理、化学风化,机械破碎和化学分解形成的碎屑物质、化学物质和粘土物质。通过水、风、冰等介质搬运,离开原地,在特定的沉积环境下,堆积并构成沉识物,经过成岩作用(压实、胶结、重结晶作用)所形成的岩石。 沉积岩是地球历史的记录 沉积岩是我们学习的重点。内容中的基本概念和专业术语,会使我们在专业工作中,提高工作效率,规范使用术语,提高语言的准确性。积岩 (见图 )搬运,沉积(机械、化学)、成岩作用(压实、胶结、重结晶)风化、剥蚀作用(风、流水、冰川、海浪) 外力侵蚀作用特点一层一层的沉积 (层理结构 )常含有化石常见 的沉积岩:泥岩、页岩、砂岩、砾岩、石灰岩 (见图 )陨石、尘埃物质火山喷发-火山碎屑物质沿断裂带-热卤水、温泉水、热液等生物残骸有机生物残体溶解物质粘土物质陆源碎屑母岩风化的产物生物物质深源物质宇宙源沉积物沉积岩原始物质的来源风冰川重力生物水流(最重要的)搬运风化产物的主要营力机械(碎屑物质、粘土物质)溶液(溶解物质)胶体溶液真溶液风化产物的搬运方式1)、机械沉积分异作用(按碎屑颗粒大小)机械沉积主要是指通过水、冰搬运,使风化后的碎屑粗、细、轻、重混杂在一起的物质,按一定的顺序沉积下来。具有分异性质。沉积物按照砾 → 粗砂 → 、→ 细砂、 → 粉砂 → 泥顺序,沿搬运方向,形成有规律性的带状分布。`~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~搬运方向砾 砂 粉砂 泥要点:了解沉积顺序,为岩屑描述打好基础。~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~机械沉积分异作用(按密度)机械沉积主要是指通过水、冰搬运,使风化后的碎屑密度轻、重混杂在一起的物质,按一定的顺序沉积下来。也具有一定的分异性质。沿搬运方向,也形成有规律性的带状分布。`~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~金 黄铁矿 铬铁矿 石英 石墨 琥珀搬运方向~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~2)、化学沉积分异作用在地面的液体中溶解的物质是多种多样的,由于溶解质的溶解度不同,按一定的顺序析出沉积下来。也具有一定的分异性质。沉积物按照氧化物 → 硅酸盐 →碳酸盐 → 硫酸盐 → 卤化物顺序,沿搬运方向,也形成有规律性的带状分布。~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~氧化铁氧化锰二氧化硅铁的硅酸盐低价铁的盐类氧化物类硅酸盐类石灰岩白云岩氯化钠氯化钾氯化镁石膏类碳酸盐硫酸盐卤化物搬运方向3)、生物沉积作用生物沉积作用包括两个方面。一是生物遗体和沉积,如生物死亡后,其含有硅、磷、碳酸钙的骨骼或贝壳堆积,形成磷质岩、硅质岩和石灰岩等。二是生物化学沉积,即由生物化学作用经常引起周围介质条件的改变,从而促使其些矿物质的沉积。例如海生藻类进行光合作用,由于吸收海水中的 对石灰岩沉积起很大的作用。3、沉积岩的一般特征沉积岩与岩浆岩、变质岩的区别在于它是外力地质作用形成 的产物,有生物和有机质组分,富含高价氧化物、粘土矿物及胶体。呈层状产出,具层有层理构造。1)、在化学成分上,沉积岩物质主要来源于岩浆岩,所以其化学成分十分相似,但两者成因不同,所以在化学成分方面也有一些差异。沉积岩中以氧化物、碳酸盐类为主。2)、在矿物成分上,有机组分是沉积岩的特有组分;粘土矿物质、碳酸盐矿物、石膏量出现石英长石、白云母含量高于岩浆岩,几乎不含橄榄石、辉石和角闪石。3)、在颜色上主要决定于构成岩石矿物的颜色、混入杂质的颜色以及沉积环境和成岩以后的变化。有继承色、原生色、次生色。沉积岩的颜色 往往反映岩石的成分和沉积时的古地理环境。4)、沉积岩的结构类型主要有:1》 碎屑结构:就是由母岩机械风化后的碎屑,沉积后被胶结起来所形成的岩石结构,为砾岩、砂岩所特有。2》 泥状结构是细小的粘土矿物(粒度<成粘土岩后所形成的岩石结构。3》 晶粒结构是指由化学、生物作用从溶液中沉淀的晶粒或生成作用中重结晶形成的晶粒所构成的岩石结构。在碳酸盐岩、硅质岩发育。4》 生物结构则直接由生物遗体构成,在其些生物灰岩、硅质岩中出现。5)、沉积岩的构造类型主要有:1》 层理构造:是沉积岩的基本特征之一。层理是由岩石成分、颜色、结构等沿原始沉积平面的垂直方向上变化而形成的层状构造。包括水平层理、波状层理、斜层理、交错层理。2》 层面构造:是沉积物表面上由于流水、风、生物、阳光曝晒等作用所留下的痕迹。常见有波痕、龟裂、雨痕、冲刷面、遗迹化石、侵蚀下切痕迹、斑点、虫孔及其它印痕等等。3》 接触关系 从上、下岩层的颜色、成分、结构及产状特征,判断属渐变性质还是突变性质,如为后者应结合其它资料进一步判断是否存在角度不整合或平行不整合、断层接触等。4》 生物扰动构造 指栖痕、蠕痕、食痕、穴状构造等。层理类型示意图沉积岩分类沉积岩分类的依据是依据岩石的成因、成分、结构、构造 ,成岩作用划分。以沉积物的来源作为基本类型的划分准则,可首先把沉积岩分为三大类。1、由母岩风化组成的沉积岩。2、由火山碎屑组成的沉积岩。3、由生物遗体组成的沉积岩。沉积岩由母岩风化后组成的由火山碎屑物质组成的由生物遗体组成的火山碎屑岩可燃生物岩非燃生物岩碎屑岩化学岩砾岩砂岩粉砂岩粘土岩碳酸盐岩硫酸盐岩卤化物岩硅岩其它化学岩按沉积岩粒度分类碎屑岩及火山碎屑岩陆源碎 屑岩及火山碎屑岩简称碎屑岩,碎屑物质可以是矿物碎屑,也可以是岩石碎屑(岩屑)。组分上继承了母岩的岩性特征,还可以直接来源于火山喷发出来的组分,它在数量上明显少于母岩破碎产物,便在局部上可以集中堆积。1、碎屑岩的一般特征:1)、碎屑成分:碎屑岩中的碎屑成分除 陆源矿物碎 屑及火山碎屑外,还有各种岩石碎屑。陆源矿物碎屑 以石英最多,约 65%;其次是长石,约 15%、岩屑(岩石碎屑)的云母为数不多;此外,还有少量的重矿物。1》 矿物碎屑: 矿物质 碎屑成分取决于母岩矿物的稳定性、粒度、搬运距离、埋藏或堆积速度诸因素。稳定性差的集中于粗粒级中,它经不起磨损,所以多呈棱角状。稳定性好的,多数集中于中 ~细粒砂粒中,它经受长期搬运、磨蚀,所以分选、圆度好。矿物碎屑常见的有 20多种,在一般岩屑中通常也就是 3~5种,主要功能有:石英:石英是碎屑岩分布最广的一种碎屑矿物,主要由大量含有石英的母岩风化而来 既抗磨又难分解 ,因此 ,石英是碎屑岩石中颁布最广的一种 碎屑矿物 ,在碎屑岩中一般呈粒状 ,棱角有磨圆现象 ,表面灰白色或烟灰色 ,常因胶结物浸染及搬运过程中的磨蚀 , 使表面光泽暗淡 ,在新鲜断面上见油脂光泽 均含量达 砾岩中含量较少,粘土岩中则更少。长石:主要由中酸性岩浆岩和片麻岩风化而来。由于它的双晶和解理较发育化学性质上易水解,其含量主就较石英少。在砂质岩中约占 10%~15%。粘土岩占 4%。主要分布于粗砂中。(岩屑描述时应注意这一特性)云母:在成分成熟度较低的砂岩和粉砂岩中,云母极为常见。由于白云母比黑云母抗风化能力强,常见其呈鳞片状分布于细砂岩、粉砂岩中。黑云母稳定性较小,常分解为绿泥石。2》 岩石碎屑:岩屑是母岩经机械破碎而形成的岩石碎块。是保持母岩结构特点的矿物集合体。岩屑是提供和判断母岩成分及沉积物来源重要标志。岩屑含量取决于粒度、母岩成分用成熟度等因素。其含量随粒级的增大而增 加。砾岩中岩屑含量最大,砂岩中只存在细粒结构及陷晶结构的岩屑。平均含量为 10`~15%。常见的岩屑 类型有侵入岩岩屑、变质岩岩屑、喷出岩岩屑 、以及硅岩、粘土岩、碳酸盐岩。2、碎屑岩的粒度及粒度分级;碎屑粒度是指碎屑颗粒的大小,是碎屑岩的基本特征之一。它是矿物质稳性、风化强度、搬运距离的综合反映。碎屑的粒级划分如表:颗粒直径 级划分> 10001000~100100~1010~1巨砾粗砾中砾细砾1~5~土(泥岩)砾粉砂碎屑岩中的矿物碎屑岩的结构碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的结构、杂基和胶结物的结构、孔隙的结构以及碎屑颗粒与填隙物之间的关系。碎屑颗粒的形态包括碎屑颗粒的圆度、形状和球度。杂基在碎屑岩中作为填隙物出现。最常见的杂基是从水介质中沉积下来的细粒碎屑物质,称原杂基。胶结物是碎屑颗粒间的化学沉淀物,在碎屑颗粒间起填隙及胶结作用。碎屑岩的结构碎屑颗粒与填隙物之间的关系称为胶结类型。基底胶结:碎屑颗粒彼此不相接触呈飘浮状或游离状分散在填隙物内。它通常是高密度流 (如浊流、泥石流 )快速堆积的产物。孔隙胶结:大部分碎屑颗粒相互接触,填隙物常是成岩期析出的化学沉淀胶结物。这种结构表明碎屑颗粒的沉积早于填隙物,如河流的边滩、滨海波浪带的海滩等。接触胶结:填隙物分布于碎屑颗粒彼此接触处。干旱气候带的砂层中溶液沿毛细管上升,在碎屑颗粒的接触点沉淀析出而成。碎屑岩的结构碎屑岩的结构砾岩和角砾岩由粒径> 2角砾岩 )。砾岩可以作为建筑材料,如制造混凝土及用作铁路道碴。古砾石层往往是重要的储水层。砾岩的胶结物中常含有金、铂、金刚石等贵重矿产。研究砾岩还可以了解砾岩生成时的地质背景,巨厚的砾岩几乎都形成于大规模的造山运动之后。砾岩的成分、结构、砾石的排列方向以及砾岩体的形态可反映母岩的成分、剥蚀和沉积速度、搬运距离、水流方向等 (砾岩的分类砾岩 圆状、次圆状的砾石含量> 50%的岩石 (按砾径大小细分为:巨砾岩 砾石直径> 256砾岩 砾石直径为 64~ 256砾岩 砾石直径为 4~ 64砾岩 砾石直径为 2~ 4岩的分类底砾岩 因位于层序底部而得名。与下伏岩层呈不整合或假整合接触,砾石分选性好、圆度好、成熟度高,代表长期侵蚀间断的产物;层间砾岩 因位于连续沉积的地层内部而得名,其上下无沉积间断,岩性可以相同。通常是当地岩石边冲刷、边沉积形成。滨岸砾岩 主要形成于滨海地区和滨湖地区,它是由河流携入的砾石或沿岸岩石崩塌下来的碎块经波浪和河流反复改造而成;河成砾岩 山区河流与平原河流形成的砾岩,多由岩屑砾岩构成。砾石的平均粒径比海相砾石大,但砾石分选性差;砾岩的分类冰碛岩 组成以粉砂和泥级碎屑为主,砾级碎屑含量 —般占 5~ 30%,分选差,粒径大小不一。冰碛岩的重要特征是砾石形状奇特,形成所谓五角砾石或熨斗状砾石,表面有丁字形擦痕。岩溶角砾岩 由碳酸盐的溶洞顶壁崩落堆积而成,特点是角砾大小相差悬珠、棱角清晰,多为石灰岩碎块。填隙物为碳酸盐粉屑、红粘土,孔隙中常有方解石结晶。砂岩砂是一种粒状物质,矿物和岩石碎屑是它的组分。沉积学家们通常将砂划分为:极粗砂 :粒径 2- 1砂 :粒径 1— 砂 :粒径 砂 :粒径 这样的砂形成的岩石就是砂岩。砂岩根据杂基含量分为两大类,即杂基少于 15%的为净砂岩和杂基含量多于 15%的为杂砂岩。砂岩石英砂岩 碎屑物质中 90%以上为单晶石英,有少数燧石和硅质岩屑等。重矿物很少。胶结物常为硅质,次生加大胶结现象普遍。石英砂岩富集石英,一般在构造稳定、地形起伏不大、温暖潮湿气候条件下,由富含石英的母岩 (花岗岩、花岗片麻岩、变质石英岩等 ), 遭受强烈的化学风化,并经过长距离搬运在滨海或浅海地区沉积而成。长石砂岩长石砂岩 主要由碎屑石英和长石组成,有的长石含量可很高。长石砂岩中的长石多为正长石、微斜长石和酸性斜长石。颜色常为红色或黄色。其形成很大程度上取决于母岩成分,首先要有富含长石的母岩 (如花岗岩、花岗片麻岩 )。另外还需要有利的古构造、古地理和古气候条件。在构造运动强烈的地区,地形起伏也大,花岗岩基底隆起遭受强烈侵蚀,侵蚀产物迅速堆积,而形成很厚的长石砂岩 石英和岩屑为主的砂岩。岩屑砂岩中岩屑成分多种多样,随母岩而异。长石以斜长石为常见,也有钾长石,还可出现不稳定的基性斜长石。岩屑砂岩颜色较深,为灰、灰绿、灰黑色,浅色者少见。岩屑砂岩多形成于强烈构造隆起区附近的构陷带或拗陷盆地中,由母岩迅速剥蚀、快速堆积而成。岩屑砂岩可以是陆相的或海相的。杂砂岩杂砂岩 分选不好、泥砂混杂的砂岩。一般含石英较少,且多呈棱角状。含有不同比例的长石和岩屑,常含少量云母。长石主要是斜长石,岩屑多种。富含杂基是杂砂岩的基本特征,颗粒越细,杂基含量越高。杂基成分以绿泥石、水云母常见。杂砂岩的形成条件与长石砂岩或岩屑砂岩类似,即快速侵蚀、搬运和沉积形成的,但杂砂岩可在不同的气候条件下形成。典型的杂砂岩常堆积在急速沉降的浊积岩或复理式建造中。粉砂岩粉砂碎屑的粒径大小在 要由粉砂碎屑组成的沉积岩是粉砂岩。粉砂岩的碎屑组分一般比较简单,以石英为主,长石和岩屑少见,有时含较多的白云母。填隙物有钙质、铁质及粘土质等。粉砂岩中常具有薄的水平层理,沉积物含水时易受液化产生变形层理及其它滑动构造。按混入物成分分为:泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩等。粉砂岩粉砂岩的颜色多种多样,随混入物的成分不同而变。粉砂岩是在经过了长距离搬运、水动力条件比较安静、沉积速度缓慢的环境下形成的。在横向上和纵向上可渐变成砂岩或粘土岩,并构成韵律性层理。从沉积环境看,粉砂岩多分布于河漫滩、三角洲、泻湖、沼泽和海湖的较深水部位。粘土岩粘土岩 是一种主要由粒径< 松未固结者称为粘土,固结成岩者称为泥岩和页岩。大多数粘土岩是母岩风化产物中的细碎屑物质呈悬浮状态被搬运到沉积场所,以机械方式沉积而成的。部分粘土岩是铝硅酸盐矿物分解的产物在原地堆积而成或在水盆地中通过胶体凝聚作用形成的。粘土矿物 是粘土岩中最主要的矿物成分。粘土矿物很细小,它们的结晶大小一般不超过 1— 2微米。粘土矿物种类繁多,粘土岩中分布最广的是高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、凹凸棒石等。常见粘土矿物-高岭土高岭石粘土 简称高岭土 (是一种以高岭石族矿物为主要成分、质地纯净的细粒粘土。高岭土外观呈白、浅灰等色,含杂质时呈黄、灰、黑色等。致密块状或疏松土状,有滑腻感,硬度小于指甲。比重 燥后粘舌,有吸水性。耐火度可达 1770。可塑性低,粘结性小,具良好的绝缘性和化学稳定性。纯净的高岭土煅烧后色白,白度可达80— 90%。主要用于陶瓷、造纸、橡胶工业,也可供作搪瓷、塑料、油漆等工业部门使用。常见粘土矿物-高岭土高岭土常见粘土矿物-蒙脱石蒙脱石粘土 又称膨润土、膨土岩、斑脱岩,是一种以蒙脱石为主要矿物成分的细粒粘土。膨润土的外观一般呈白色、粉红色、浅灰色、淡黄色,当被杂质污染时可呈灰绿色、紫棕色及其他较深的颜色。疏松土状者光泽暗淡,致密块状者呈蜡状光泽。硬度 1— 2,性柔软。块状或土状,有滑感。比重 2— 3。吸水后体积膨胀,具高可塑性和良好的粘结性,在水溶液中呈悬浮和胶凝状。地质钻探中,它是优质的泥浆原料。常见粘土矿物-蒙脱石膨润土常见粘土矿物-海泡石海泡石粘土 是一种以海泡石为主要成分的粘土。外观呈黄褐、深灰、灰白等色,土块状,质软而轻,硬度 1— 2,比重 有粘性和可塑性,手触之有滑感。加水后能调成糊状,干后用锤击之可留下锤痕。主要用途是用作吸收剂,用来净化、脱色和精制油、脂肪、蜡、树脂、啤酒、水等。另一重要用途是制作抗盐耐高温钻井泥浆,用于含盐地层和海上石油钻探。常见粘土矿物-海泡石海泡石粘土岩的矿物成分粘土岩的化学成分取决于它的矿物成分和粘土矿物中吸附离子的成分。其主要化学组分是 土岩的颜色粘土岩的颜色取决于粘土矿物的成分、杂质矿物的成分、有机质及所含色素的颜色。单一成分的高岭石粘土、水云母粘土等,常呈白色、浅灰色,浅黄色等;某些粘土岩中含细分散状的铁的氧化物和氢氧化物,则呈红色、紫色、棕色、黄色或玫瑰色等;含锰的氧化物时则呈褐色或黑色;含分散状有机质和硫化铁时呈灰色或黑色;若粘土岩中含有较多的海绿石、绿泥石、孔雀石、蓝铜矿时,则呈绿色或蓝色。粘土岩的物理性质粘土岩具有独特的物理性质,如可塑性、耐火性、烧结性、膨胀性、吸附性等等,因而在工农业方面有着广泛的用途。研究粘土岩的意义1、在黑色页岩和碳质页岩中发现了含有稀有元素和稀土元素,构成具有工业价值的矿床。2、粘土岩是重要的生油岩和油气藏的盖层。粘土岩的结构粘土岩的结构1、按粘土、粉砂和砂的相对含量划分泥质结构、粉砂泥质结构和砂泥质结构。2、按粘土矿物集合体的形状划分生物泥质结构 :含有植物碎片的称植物泥质结构;若含有微体动物化石如介形虫、有孔虫、放射虫等,称动物泥质结构。蠕虫状结构 :主要见于高岭石泥岩中,岩石中含有高岭石重结晶形成的粗大蠕虫状晶体,直径达 2—3可达 20构:是指各个组成部分的搭配和排列粘土岩的结构2、按粘土矿物集合体的形状划分鲕状及豆状结构 :此种结构是在沉积过程中粘土质点围绕某个核心凝聚而成的。< 2 2生泥屑结构 :同生成因的粘土质碎屑再沉积被粘土或其它化学物质胶结而形成。如砾泥屑结构、砂泥屑结构、粉砂泥屑结构等。残余结构 :主要与风化残余和热液蚀变成因有关。如残余火山碎屑结构、残余斑状结构等。粘土岩的构造宏观构造 :层理、波痕、泥裂、雨痕、虫迹、结核等。显微构造 :显微鳞片构造、毡状构造和显微定向构造。构造是指各组成部分的空间分布和排列方式、也可以说是各组成部分的空间排列相互关系。粘土岩的分类按固结作用强度、页理和劈理的发育程度将粘土岩分为:粘土、泥岩和页岩。然后再按结构或矿物成分细分。粘土岩-钙质泥岩钙质泥岩和页岩岩石中含有碳酸钙,分布很广。常见于大陆和海陆过渡环境的红色岩系中,浅海和泻湖沉积的钙泥质岩系中也很常见。如我国北方下寒武统馒头组、南方三叠系青龙群中的页岩,大部分为钙质页岩。钙质页岩粘土岩-硅质泥岩硅质泥岩和页岩 页岩中 8%,而硅质岩中的 5%以上。在富含高岭石的硅质泥岩、页岩中,常保存有硅藻、海绵和放射虫化石,所以一般认为这种岩石中硅质的来源与生物有关,有的也可能和海底喷发的火山灰有关。硅质泥岩粘土岩-铁质泥岩铁质泥岩和页岩 岩石中含有铁矿物,铁质矿物作为色素使岩石带色。红色铁质泥岩和页岩一般与砂岩共生,构成所谓“红层”,在我国中、新生代地层中分布很广。呈红色主要是由于沉积物在陆相干旱、半干旱气候条件的氧化环境下,被三价铁渲染的结果。铁质泥岩粘土岩-黑色页岩黑色页岩 岩石中含有较多的有机质或细分散状的硫化铁而呈黑色。外貌与炭质页岩相似,其区别在于不染手。黑色页岩一般形成于缺氧、富含 我国北方白垩系中的黑色页岩中含有丰富的有机质和介形虫、孢粉等微体古生物,是重要的生油岩系。黑色泥岩含鱼化石粘土岩-炭质页岩炭质页岩 这种页岩中含有大量呈细分散状均匀分布于岩石中的炭化有机质,黑色、能染手。但灰分> 30%,一般很难作燃料。常含大量植物化石,是湖泊、沼泽环境下的产物,出现于煤系中,常形成煤层的顶板与底板。炭质页岩页岩主要矿物:粘土矿物结构:泥质结构备注:见有生物遗迹构造粘土岩-页岩火山碎屑岩火山碎屑岩主要是由火山碎屑物质组成,还有正常沉积物质和熔岩物质。火山碎屑物质主要来自凝固的熔岩碎屑,也有一部分来自构成火山通道和基底的岩石。按其成分,火山碎屑物通常有玄武质的、安山质的和流纹质的;按其形态,通常可分为熔岩碎屑(岩屑)、晶体碎屑和玻璃。火山碎屑岩的结构按粒度粗细在火山碎屑岩中含量,可分为四种基本结构类型。即集块结构、火山角砾结构、凝灰结构、火山尘结构。分选不好,大小不等的火山碎屑杂乱堆积,棱角尖锐,偶见磨圆痕迹。通常火山碎屑岩不具层理,为块状构造。火山碎屑岩多具特殊鲜艳的颜色,如灰白、白、浅红、浅黄、浅绿、、灰紫、灰等色。火山碎屑岩火山碎屑岩组分特征岩屑 构成火山基底或火山管道的岩石在火山爆发时爆裂而成。因具刚性,常呈棱角状。各种不同成分的岩屑火山碎屑组分火山碎屑组分火山弹火山渣及浮岩块晶屑玻屑火山尘火山弹 从火山口抛出时是炽热的岩浆团,在空中飞行时往往发生不同程度的冷却、固结,并伴随着旋转、扭曲,然后落地而成。其外形有纺锤状、椭球状、麻花状、梨状、饼状、牛粪状等,火山弹内部具气孔,呈同心层分布。火山渣及浮岩块 多孔的熔浆团被抛到空中迅速冷却,或变成固体,坠落时撞击地面,被碎裂成大大小小的碎块而成。晶屑 来源有两种:一种是地下熔浆中早期析出的斑晶,火山喷发时被崩碎而成;另一种是火山喷发时,火山基底或管道中的粗粒结晶质岩石被崩碎形成的捕虏晶。常见的晶屑有石英、钾长石、酸性斜长石和黑云母。玻屑 地下熔浆上升到地表附近时,熔于其内部的挥发分,骤然形成泡沫状岩浆,而后气孔壁被炸裂破碎冷凝而成。玻屑被抛到空中,由于体积小、冷却快,形成各种独特的弧面多角形形状如镰刀形、半月形、鸡骨状、海绵骨针状等形态。显微镜下玻屑的独特形状火山尘 其粒径 75立即强烈起泡作用时间长,可听到响声,岩屑能跳动浮起来。立即强烈起泡且大于前者。岩石越纯与酸作用后,其岩石表面和溶液越清洁。遇茜素红呈红色。白云质灰岩方解 50用时间较长,有较小响声,岩屑上气泡呈串株状冒出,只有轻微跳动立即强烈起泡,泡径稍小。岩石越纯与酸作用后,其岩石表面和溶液越清洁。白云岩 白云质 >75很弱很慢,仅在放大镜下可见表面起小泡,岩屑开始反应弱,后渐快,且有气泡冒出。立即起大量小泡。 断面平直,越平性越脆,硬度 3- 4级,小刀可刻动。遇茜素红不染色。碳酸盐岩现场简易鉴定方法岩石定名区 别 方 法岩石成分(% ) 与 5盐酸作用 与热盐酸作用 肉眼观察主要特征 染色灰 质白云岩白云质50近耳边可听到声音,反应微弱也不跳。立即起泡,泡较小。断面平直,越平性越脆,硬度 3- 4级,小刀可刻动。硅 质灰 岩方解石505起泡较大,但不强烈。较白云岩、灰岩硬,断口较平或似贝壳状。硅 质白云岩白云质505起泡小、弱。 较白云岩、灰岩硬,断口较平或似贝壳状。硬石膏 硫酸钙 >75不起泡。 不起泡。 比灰岩、白云岩软,热盐酸与其粉末反应液遇氯化钡生成硫酸钡白色沉淀。泥灰岩 灰质 505径大,但作用时间长。立即强烈起泡,泡径大,表面有泥垢。较软、易脆,断口较平坦或呈贝壳状,与酸作用后岩石表面呈糊状。蒸发岩蒸发岩 由 蒸发作用使介质中的可溶 盐类溶液或卤水通过蒸发浓缩作用形成的沉积岩。常见的 蒸发岩矿物主要有如下表类别 名称 化学分子式氯化物石盐 打 砂 硝石 时因含杂质而染色,密度小于 3,硬度小于 4 ,味咸。如有粘土混入,含量多时,可逐渐过渡为盐质泥岩。原生结构有晶粒状结构,偶见条状结构和纤维状结构,还可见次生的变晶结构、交代结构和破碎结构,原生构造有块状构造、层状构造和结核构造。也可出现由于溶解作用重结晶作用而形成的次生构造。如网状构造、斑状构造和变形构造。蒸发岩的主要岩石类型石膏和硬石膏 石膏和硬石膏主要组成单矿物岩,有时组成石膏 — 硬石膏混合岩。石膏晶体通常呈白色、黄色、灰色和褐色,半透明,集合体为块状、粒状、纤维状或晶簇状。完好的硬石膏晶体呈无色透明,有时为白色、褐色、红色、紫色或天蓝色。由于粘土混入物的存在常为灰色或暗灰色。由于矿物的假立方体解理发育,常呈立方体状和等粒状出现。集合体为块状、柱状和纤维状。蒸发岩的主要岩石类型硬石膏细晶结构蒸发岩的主要岩石类型纤维状石膏蒸发岩的主要岩石类型硬石膏在显微镜下呈鲜艳的色彩蒸发岩的主要岩石类型岩盐 一种由石盐组成的蒸发岩,质纯者无色,一般呈块状、结晶粒状结构。岩盐可以沉积在海岸和内陆盐沼中,也可以形成于浅水到深水的湖泊和海相盆地中。陆相的岩盐一般产于红层中。含盐岩系由细粒陆源碎屑岩组成,矿体呈透镜状或薄层状,成盐矿物除石盐外,尚有石膏、硬石膏或芒硝、钙芒硝。蒸发岩的主要岩石类型钾镁质岩 主要由溶解度大的盐类矿物,如钾盐、光卤石、杂卤石、硫镁矾、无水钾镁矾和泻利盐组成。它们是在海水蒸发作用的最后阶段沉淀的,因此往往产在蒸发旋回的顶部,厚度不大。几种常见矿物的现场鉴定方法石膏 白色、无色透明或较少染有不同颜色,具有燕尾双晶,解理发育,常呈板状、纤维状、粒状、柱状,具玻璃、珍珠、丝绢光泽,硬度 度 定方法是用热盐酸溶解后,加氯化钡溶液有硫酸钡白色沉淀;盐岩 呈白色、无色透明,极少数染有其它颜色,具立方晶体,吸潮、有咸味、易溶于水;煤 黑色或褐黑色,染手,条痕为黑色,密度低,可点燃;碳质沥青 外形似煤,黑色、质纯、脆、光滑、具贝壳状断口、可点燃、有臭味;铝土矿 灰、褐灰、深绿灰色,硬而脆、具贝壳状断口、破碎后呈块状,部分具粒状结构;几种常见矿物的现场鉴定方法白垩土 白色,手能捻碎且污手,有滑腻感,加 10%稀盐酸起泡剧烈,反应后残留物较少或无残留物;方解石 通常呈乳白色,含杂质时为黄、褐红、灰黑等色,玻璃光泽,硬度小于 3,三向完全解理,加 10%稀酸起泡剧烈;云母 无色透明或稍具浅色者为白云母,含铁多呈黑色、绿黑色或褐黑色者为黑云母,一向完全解理,易于揭裂呈簿片,具弹性,玻璃一珍珠光泽,硬度小,近于指甲;黄铁矿 常呈完好的立方体或五角十二面体,晶面有条纹,也呈粒状集合体或块状、结核状、粉末状等,强金属光泽,浅铜黄色,条痕为带绿的黑色,硬度小于小刀,性脆、无解理;几种常见矿物的现场鉴定方法普通角闪石 细长柱状晶体,绿黑一黑色,二向解理完全,解理交角近 600或 1200,断面呈菱形,玻璃光泽,硬度大于小刀,多出现在岩浆岩,变质岩和碎屑岩中;普通辉石 晶体为短柱状,横切面为八边形,黑色、带绿或带褐的黑色,玻璃光泽,两组解理夹角近于 900;海绿石 通常直径为 1毫米 布于沉积岩中,暗绿色或黄绿色,性脆,硬度小。煤及 油页岩 :煤和油页岩属于有机成因的沉积岩 ,是固态的可燃有机岩。成煤的原始物质主要是高等植物。其形成可分为两个阶段,即泥炭化阶段和煤化阶段。1)煤系:是指一套连续沉积的含有煤层的沉积岩层地层称作煤系。一般来说古生代的煤以烟煤和无烟煤为主;中生代的煤以烟煤为主;新生代的煤,除个别地区外,均为褐煤。2)油页岩:是一种高灰分(灰分常达 70%)的腐泥质岩石。能燃烧(其中不能燃烧的固体残渣称灰分)主要是以经过干溜而能生成石油为特征),油页岩的矿物组成有粘土或碳酸盐矿物等碎屑。有时方解石或白云岩的含量可超过 50%。所以,有些则是真正的油页岩,有些则是泥灰岩、灰岩、白云岩。颜色一般为深棕色、黑色、浅黄色。色愈深,其含油量也愈高。风化后,色调变淡。用指甲刻划,出现油脂光泽的刻痕;用小刀刮起的薄片可发生卷曲。断口常为极细的平介壳状。含油率高的,用火柴即可点燃。粘土岩-油页岩油页岩 是含有一定数量干酪根 (> 10% )的页岩。颜色有浅黄、黄褐、暗棕、棕黑、黑色等,一般说来,含有机质愈多,其颜色也愈深。其特点是比一般的页岩轻,而且有弹性,用小刀刮之,往往可成刨花状的薄片。易燃,并发出沥青味及流出油珠。油页岩属于页岩的范畴,但具有腐泥煤的特征,也有人把它叫做“高灰分的腐妮煤”。油页岩主要是在闭塞海湾或湖沼环境中由低等植物如藻类及浮游生物的遗体死亡后,在隔绝空气的还原条件下形成的,常与生油岩系或含煤岩系共生。粘土岩-油页岩油页岩主要矿物:粘土矿物、有机质结构:泥质结构粘土岩-油页岩油页岩主要矿物:粘土矿物、有机质结构:泥质结构
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本文标题:《沉积岩学》
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