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第二章 沉积岩的鉴

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第二章 沉积岩的鉴别 第一节 沉积岩的形成条件 第二节 沉积岩的一般特征 第三节 常见沉积岩的肉眼鉴别第一节 沉积岩的形成条件一 沉积岩的概念是在地表和地表下不太深的地方形成的地质体。它是在常温常压条件下,由风化作用、生物作用和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的。二 沉积岩的特点1 在地表或近地表常温常压条件下形成2 物质来源为母岩分化产物,火山喷发物质,生物活动的一些有机质3 生成经历风化 — 剥蚀 — 搬运 — 沉积 —固结成岩4 层状分布,具有层序特征5 有古生物化石,动植物遗迹 三 沉积岩的分布范围:出露面积为 75%,但是体积只占 5%左右。 古地理对沉积岩形成的影响 古地理对沉积岩形成的影响是多方面的。最明显的是陆地和海洋,盆地外和盆地内的古地理影响。陆地沉积岩的分布范围比海洋沉积岩的分布范围小;盆地外沉积岩的分布范围或能保存下来的范围,比盆地内沉积岩的分布或能保存下来的范围要小一些。 大地构造对沉积岩的形成的影响 大地构造环境对沉积岩的形成及其以后的变化有多方面的制约。例如在陆内造山带形成山前粗碎屑砾岩层序;在陆内断陷盆地、洼地和山前拗陷盆地,可形成湖泊、干盐湖或湖沼沉积;在稳定大陆块或克拉通之上的陆表海内,常形成厚度不大的砂质岩或碳酸岩盐组合;在大陆与火山岛弧之间或弧后海沟一带,可形成厚度很大而且包含火山岩和火山碎屑岩的韵律层状沉积岩 古气候对沉积岩形成的影响 古气候对沉积岩的形成的影响在陆地范围内非常明显。在干旱古气候条件下,形成大面积的陆相红色粗细碎屑岩,这是由于沉积物中的氧化铁常氧化为三氧化二铁。潮湿气候条件下,有机质丰富,进入沉积物中使沉积岩颜色成为暗灰或黑色。盐类在炎热干旱气候形成,煤炭在温暖潮湿气候聚集,都说明古气候对沉积岩形成是有制约作用的丹霞地貌丹霞地貌张掖丹霞地貌张家界张家界张家界云台山云台山第二节 沉积岩的一般特征 一 沉积岩的矿物成分 组成沉积岩的矿物达 160多种,最常见 20余种,每种沉积岩通常有 1— 3种矿物组成,最多不超过 5— 6种。1 碎屑矿物 石英 长石 白云母2 黏土矿物 高岭石 蒙脱石 伊利石3 化学与生物化学成因矿物 方解石 白云石赤铁矿 铝土矿 石膏 石盐 二 沉积岩的颜色 (矿物成分与胶结物 )1 继承色 继承色取决于碎屑物质的颜色,为碎屑岩所特有;2 自生色 决定于自生矿物及原生混人物的颜色,主要为化学岩、粘土岩及部分碎屑岩所具有。3 次生色 主要是在风化作用过程中,原生色素组份发生次生变化而形成的颜色。三 沉积岩的结构特征根据沉积岩的形成方式可将沉积岩的结构划分为五个主要类型:主要类型 结构类型 特 征碎屑结构陆源碎屑结构颗粒类型 、 粒度 、 分选性 、 磨圆度 、 形状 、 表面特征杂基胶结物粒屑结构颗粒类型 、 粒度 、 分选性 、 磨圆度 、 形状 、 表面特征泥晶基质亮晶胶结物泥质结构 泥状结构泥晶结构生物结构 生物骨架结构生物骨架生物化石 磨圆度残余结构 交代残余结构重结晶残余结构晶粒结构 粒度沉积岩结构分类表1 颗粒大小 砾质结构 (d>2 砂质结构 (结核体与沉积物同时形成,即在沉积过程中某些矿物围绕它种物质质点层层凝聚而成。如石灰岩中含有燧石结核,砂岩中含有铁结合,以及现代海底的铁锰结核等。 同生结核的特点是结核体不切穿层理,层理围绕结核弯曲后生结核:形成于沉积物固结之后,在岩石的裂缝或层里面上,由于交代作用或充填作用而生成。它的特点是呈不规则状或树枝状团块,明显切穿层理而无层理弯曲现象。成岩结核:沉积物在成岩过程中,由于物质重新分配而形成。它的特点是结核体部分切穿层理,部分被层理包围,结核与围岩呈过渡关系,界线往往不明显。第三节 常见沉积岩的肉眼鉴别一 角砾岩和砾岩(粒径大于 2 角砾岩:粗碎屑中呈 棱角状和次棱角状 碎屑的含量大于粗碎屑总量的 50%2 砾岩:粗碎屑中呈 圆状和次圆状 碎屑的含量大于粗碎屑总量的 50%角砾岩砾岩二 砂岩定义:指主要粒径为 2— 岩石总量的 50%以上)所组成的岩石。杂基:碎屑岩中砂、砾一起机械沉积下来的 起填隙作用 的粒径小 英砂岩:石英碎屑颗粒占90%以上,其次可有少量的长石及重矿物。胶结物大多为硅质,硬度大,颜色多为白色、黄白色、灰白色。长石砂岩:主要有长石、石英碎屑组成,长石碎屑占 25— 50%,石英一般为 30— 60%,胶结物常为钙质,黏土质,颜色一般较浅,呈淡黄、米黄色、浅红色等 砂岩按胶结物成分分类: 硅质胶结(硬度大,颜色浅) 铁质胶结(颜色红,密度大) 钙质胶结(颜色浅,滴盐酸起泡) 泥质胶结(硬度小,疏松) 三 粉砂岩定义:指有粒径为 岩石总量的 50%以上)所组成的沉积岩石。颗粒小,肉眼难辨矿物成分与粒度,手摸有粗糙感。碎屑成分为石英、长石、白云母。一般为钙质,硅质,泥质胶结,颜色多为灰黄,灰绿,灰黑色。粉砂岩四 泥质岩定义:主要由黏土矿物(组成的沉积岩类。黏土矿物有高岭石,蒙脱石,绿泥石,水云母等。肉眼无法鉴别其成分。泥质岩类遇水膨胀有滑感,具有可塑性,膨胀性等。分为 页岩和泥岩泥岩:呈块状,厚层状的泥质岩,不具页理构造和纹层,遇水膨胀,可塑性大,硅质泥岩 页岩:具有纹层与页理构造的泥质岩,黏土矿物定向分布五 石灰岩定义:指有 50%以上的方解石组成的沉积岩岩石。常为浅灰色,大部分石灰岩的硬度为 3, 遇到冷盐酸起泡 。石灰岩分布广,至纯的石灰岩可以烧石灰,做建筑材料。鲕状灰岩在水流动荡的浅海或浅湖中形成竹叶状灰岩扁圆的砾石与层面平行的切面上呈长条状,形如竹叶,这种岩石的形成是由于沉积盆地内部刚沉积不久的碳酸盐岩沉积,受波浪及流水作用破碎成角砾岩,又被部分磨圆,经搬运,沉积,被碳酸钙胶结而成。六 白云岩白云岩主要由白云石( 50%以上)构成的岩石,但常常混有方解石及粘土矿。白云岩常呈浅黄色、浅黄灰色、灰白色、灰褐色、淡肉红色等 ,硬度比石灰岩稍大, 加冷盐酸不起泡。白云岩典型的刀砍状淋滤沟 灰岩与白云岩的区别: 灰岩:主要矿物成分为方解石,颜色外面浅灰,新鲜面灰黑色, 滴稀盐酸剧烈起泡,敲打无味道,化石多。 白云岩:主要矿物成分是白云石,颜色外面灰黑色,新鲜面为浅灰色, 滴稀盐酸基本不起泡,敲打有刺激性气味,一般无化石,淋滤沟发育。七 硅质岩 由化学作用,生物作用和生物化学作用以及火山作用所形成的富含游离二氧化硅的岩石。煤矿区常见燧石岩,。硅质岩中主要矿物是蛋白石、玉髓和自生石英。一般含二氧化硅在 80%以上,常可达 95%以上。化学性质稳定,不易风化,颜色主要为灰色,黑色。硅质岩 八 铝质岩 铝质岩是指含氧化铝 (并含大量铝矿物 (铝的氧化物 )的岩石,其化学成分特点是三氧化二铝多于二氧化硅。颜色多为灰白色。 0% ,土矿 。铝土矿是炼铝的主要矿石。铝土矿 九 铁质岩 含大量铁矿物的沉积岩。常见含铁矿物为赤铁矿,褐铁矿,菱铁矿,黄铁矿。 若其中铁矿物含量很高达到工业品位时,即为沉积铁矿 。 当铁质岩的铁含量达到 25%—30%以上时可以作为铁矿石开采。赤铁矿石黄铁矿石菱铁矿石十 煤 在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥;泥炭或腐泥被埋藏后,由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成 褐煤 ;当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成 烟煤 至 无烟煤 。 泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。 腐泥化作用是指低等植物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。 在整个地质年代中,全球范围内有三个大的成煤期:(1)古生代的石炭纪和二叠纪,成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。(2)中生代的侏罗纪和白垩纪,成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。(3)新生代的第三纪,成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤,其次为泥炭,也有部分年轻烟煤。 煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料以及化学品的过程,生产出各种化工产品的工业。 煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。煤的焦化、气化、液化,煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等,都属于煤化工的范围煤 油页岩油页岩是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩,它和煤的主要区别是灰分超过 40%,与碳质页岩的主要区别是含油率大于 油页岩经低温干馏可以得到页岩油,页岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外,油页岩还经常与煤形成伴生矿藏,一起被开采出来。油页岩 石油 石油是一种粘稠的、深褐色液体。地壳上层部分地区有石油储存。石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说,前者较广为接受,认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成,属于化石燃料,不可再生;后者认为石油是由地壳内本身的碳生成,与生物无关,可再生。石油主要被用来作为燃油和汽油。 天然气 天然气,是一种多组分的混合气态化石燃料,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生,相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种
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