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学会砂岩薄片鉴定技术并不难(一)

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学会 砂岩 薄片 鉴定 技术 不难
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学会砂岩薄片鉴定技术并不难(一)在野外条件下研究岩石,只能凭借手中的放大镜简单确定岩石的矿物成分及结构构造。岩石的很多特点都因为组成岩石的组分太小,不能精确鉴定,而从研究者手中滑过或被遗漏。岩石的薄片研究弥补了这一缺憾!在岩石薄片中可对岩石进行全面的研究,如岩石的物质成分、生物遗体、结构、构造、矿物的次生变化,等等。并且,薄片除了能够确定岩石现有的成分和组构特点外,还能查明岩石逐步形成的历史。薄片研究,在很大程度上还能预先决定进一步详细研究整个岩石或岩石中某些部分的物质成分所应采取的方法。碎屑岩的薄片所提供的资料最丰富。在这种情况下,不仅可以详尽地研究岩石内部一切主要的矿物组分,空间类型,同时也能解决一系列的成因问题。如碎屑颗粒的矿物成分,能够判断供给区的特性;碎屑物质成分中,稳定组分或不稳定组分的存在,它们的风化程度,都能提供有关沉积物堆积时环境的概念,如风化性质,侵蚀和堆积速度,碎屑物质在沉积带中停留的久暂,等等。所以,很多搞沉积的人非常想能够亲自掌握砂岩的薄片鉴定技术。当然,也有很多人可能会觉得岩石薄片研究技术很难,或苦于会遇到很多困难无处请教,有畏难心理。其实,对于一个具备一定地学基础的人,一个有着沉积学、岩石学基础的人,一个渴望能够自己学会在显微镜下观察砂岩微观特征的人,一个能在显微镜前安静坐下来的人,是完全可以通过努力掌握砂岩薄片鉴定基本技能的。首先,让我们了解一些砂岩薄片鉴定资料主要包括哪些内容。砂岩薄片鉴定报告主要包括以下四项主要内容:1、砂岩的组分及含量;2、砂岩的结构特征;3、砂岩的空间类型及可见孔面孔率;4、岩性描述及砂岩的定名。这是一张空白的砂岩薄片鉴定原始记录其次,让我们来逐一解剖这张砂岩薄片鉴定表中所涉及的内容。学习砂岩薄片鉴定,让我们先从这张鉴定表开始。1、砂岩的组分:(1)碎屑组分(骨架颗粒),通常包括:石英类(石英、燧石)、长石类、岩石碎屑及其他陆源组分。其他陆源组分包括云母、绿泥石、重矿物(含量小于1%时不作统计)。(2)其他:包括炭化植物屑、煤屑、盆屑、泥砾、泥质条带及生物碎屑等。其他矿物一般应该不作为碎屑组分进行统计,而只作描述,当含量较高时可以参加附加命名。(3)填隙物:包括杂基、胶结物及重油或沥青质(不统计)。杂基:主要为一些陆源搬运来的原生粘土矿物及粒径小于0.03mm的细小的碎屑物质;胶结物:一般指在成岩过程中化学沉淀的物质。一些原生粘土常掺杂在自生粘土之间难于分辨,又可统称为泥质或基质。另外,一些火山灰也常作为碎屑岩的填隙物。有些单位的薄片鉴定报告中,水云母栏既包括伊利石也包括杂基。伊利石是介于白云母与高岭石及微晶高岭石之间的中间矿物,它的成因是多方面的,既可以由长石和云母风化分解而来,也可以是胶体沉淀的再结晶,还可以是微晶高岭石随着埋深的增加,水介质变得偏碱性和富钾离子转变而形成。2、岩石结构在显微镜下需要描述的砂岩结构,包括碎屑本身的结构和胶结物及胶结类型等。在薄片下碎屑本身的结构有:粒度:即碎屑颗粒的大小。粒径的测量——以碎屑的长轴为准。表示方式分最大粒径和主要粒径区间,定名时主要粒径在后,次要粒径在前。下面是石油天然气行业标准:SY/T5368——2000粒级分类表粒级粒径(mm)φ值砾石≥2≥-1巨砂<2~1>-1~0粗砂<1~0.5>0~1中砂<0.5~0.25>1~2细砂<0.25~0.125>2~3极细砂<0.125~0.0625>3~4粗粉砂<0.0625~0.0313>4~5细粉砂、泥<0.0313>5分选性:指砂级碎屑的分选程度,共分三级:好:同一粒级含量占碎屑总量的75%以上;中:同一粒级含量占碎屑总量的50%~75%;差:碎屑粒级集中趋势不明显当粒径跨粒级而主要粒径又接近粒级界线时仍以“好”或“中”表示分选。圆度:指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度,碎屑的圆度一方面取决于它在搬运过程中所受磨蚀作用的强度,另一方面也取决于碎屑本身的物理化学稳定性以及它的原始形状和粒度,但碎屑的圆度总是随着搬运距离和时间的增长而增高。磨圆度划分为棱角、次棱、次圆、圆、极圆五级。胶结物的结构胶结物是指碎屑颗粒和杂基之外的化学沉淀物质,常是结晶的或非晶质的自生矿物,在砂岩中含量小于50%,它对碎屑颗粒起胶结作用,使之变成坚硬的岩石。胶结物可以按其结晶程度、晶粒的相对大小和绝对大小、分布的均一性以及胶结物本身的组构特征等进行描述。胶结物结构及其成分有以下几种:(1)非晶质胶结:常见的有蛋白石、磷酸盐、铁质等;(2)隐晶质胶结:如玉髓、隐晶磷酸盐矿物等;(3)微晶质胶结:如微晶碳酸盐矿物等;(4)结晶粒状胶结:如碳酸盐、硅酸盐矿物等;(5)栉壳状或丛生状胶结:如碳酸盐矿物等;(6)连生胶结:如碳酸盐、硫酸盐矿物等,其特征是胶结物晶粒大于碎屑颗粒,使碎屑嵌于胶结物晶粒之中;(7)带状、薄膜状胶结:如硅质、磷质、粘土矿物等;(8)再生(次生加大)胶结:如石英、长石或方解石等;(9)凝块状胶结:如铁质等。胶结类型指碎屑物与填隙物(包括胶结物及杂基)之间的关系。胶结类型或叫支撑性质,它首先与碎屑颗粒和杂基的相对数量比例有关,另一重要因素是颗粒之间的相互关系。如水动力强时,和碎屑同时沉积下来的杂基将被冲走,使碎屑颗粒彼此相接触,颗粒之间留有孔隙,造成“颗粒支撑”的结构,成岩后形成化学胶结的碎屑岩;如果水动力弱或介质为密度流时,大小碎屑与泥质一起沉积,造成“杂基支撑”的结构,碎屑呈“游离状”分布于杂基之中,成岩后形成杂基充填的碎屑岩。碎屑颗粒的接触性质可分以下四种:点接触:颗粒之间呈点状接触,反映压实作用较弱;线接触:颗粒之间呈线状接触,反映压实作用相对较强;凹凸接触:颗粒接触处呈弧形,反映经受了强压实作用;缝合线接触:颗粒之间呈缝合线状接触,有压溶作用发生。常见的胶结类型有以下几种:(1)基底式胶结:填隙物含量较多,碎屑彼此不相连。填隙物多半是和碎屑同时沉积的杂基,或为微晶碳酸盐矿物。(2)孔隙式胶结:碎屑颗粒紧密相接,胶结物充填在粒间孔中。(3)接触式胶结:只在碎屑颗粒的彼此接触处才有胶结物,故胶结物数量很少。(4)溶蚀胶结:胶结物溶蚀并交代碎屑的边缘,使碎屑边缘成港湾状。在实际工作中,一般都是将胶结物的结构与胶结类型结合起来统称胶结类型。石油天然气行业标准中常见的胶结类型共分下列9种:(1)基底式胶结:填隙物含量较多,碎屑颗粒在其中互不接触而呈漂浮状,填隙物的成分长主要为粘土物质。这种胶结类型一般代表着密度较大的水流快速堆积的特征。基底式胶结实际可称杂基支撑结构。(2)孔隙式胶结:这是最常见的颗粒支撑结构。碎屑颗粒构成支架状,颗粒之间多呈点状接触,胶结物含量少,只充填在颗粒之间的孔隙中。(3)接触式胶结:颗粒之间为点接触或线接触,胶结物含量很少,分布在碎屑颗粒互相接触地方(其实是溶蚀残余部分,因此这种胶结类型很少见,使孔隙胶结被改造所致)。(4)压嵌式胶结:碎屑颗粒间紧密接触,颗粒间由点接触发展到线接触、凹凸接触甚至缝合接触,很少由胶结物,因此也叫无胶结物式。(5)连晶式胶结:胶结物呈结晶粒状分布与颗粒之间,胶结物的晶粒比碎屑大,每一个晶粒可以包含多个碎屑颗粒,因晶粒较大,在手标本上可以分辨,如碳酸盐和硫酸盐等。(6)晶粒镶嵌型胶结:胶结物的晶粒比碎屑小,胶结物呈多晶粒状充填孔隙,一个孔隙中可有数个晶体相互嵌合生长。(7)栉状胶结及薄膜胶结:显晶状胶结物围绕碎屑颗粒呈薄膜状或放射状生长,从而构成薄膜胶结或栉状胶结,其特征是晶体的长轴垂直碎屑颗粒的边缘排列生长。(8)加大型胶结:自生胶结物围绕碎屑颗粒生长,二者成分相同,石英的加大部分与碎屑颗粒的光性方位一致,而自生长石与长石碎屑中的某一类长石的光性方位一致。(9)凝块型胶结:胶结物在砂岩中的分布不均一,呈凝块状分布所构成的胶结类型。除上述九种胶结类型有时单独出现,而有时则为两种甚至多种胶结类型共存的复合型胶结类型。3、储集空间:包括不同类型的可见孔、微裂缝和微孔隙。可见孔一般指孔径大于0.5μm孔隙。根据产状可进一步细分粒间孔、溶孔等。平均孔径:指主要孔径粒间孔的最大内切圆直径;面孔率:指岩石中可见孔隙占岩石的面积百分比。粒间孔:主要指在颗粒、杂基及胶结物之间的孔隙。溶蚀孔隙:是由于填隙物、骨架颗粒或交代物等可溶物质的迁移而形成的。根据可溶物质的不同又可细分为长石颗粒溶孔、岩屑溶孔、粒间溶孔或某种自生矿物溶孔等等。微孔隙:包括泥状杂基成岩时收缩形成的孔隙及粘土矿物重结晶的晶间孔隙,孔隙的直径一般定义为在0.5μm~0.05μm之间,只能在扫描电镜下方可辨认。晶间孔:指成岩作用中形成的孔隙,如碳酸盐、石膏、浊沸石胶结物中的晶间孔以及自生高岭石、网状粘土等结晶粗大的粘土矿物晶间孔隙。裂隙孔:包括受沉积作用控制的岩性裂隙,受构造作用控制的构造裂隙(或裂缝)及收缩裂缝、粒缘缝和伸长孔隙等。4、岩性描述及岩石定名描述栏中主要描述内容:(1)岩石的显微构造,如颗粒的排列方式、结核构造、显微粒序层理、微细纹层、微细冲刷、同生变形及生物扰动等;(2)能反映岩石特点的填隙物结构及分布特征;(3)成岩作用引起的碎屑及填隙物变化,如碎屑的蚀变、变形程度等;(4)孔隙特征。(5)其它,包括岩样的特殊性、代表性情况以及对下一步分析的建议等等。岩石的定名:碎屑岩的分类与命名有几种:(1)碎屑组合的命名;(2)砂岩含特殊成分的命名:当砂岩中含火山岩屑、含碳酸盐或磷酸盐等盆屑超过10%时,可不按正常砂岩命名。(3)填隙物参与命名:a、某一种填隙物含量>10%~≤25%,命名为“含”;b、某一种填隙物含量>25%~≤50%,命名为“质”;c、同类填隙物的不同矿物可合并参加命名,如碳酸盐质等;d、特殊胶结物成分不受上述含量界线限制可直接参与命名,如浊沸石长石砂岩、海绿石石英砂岩等。(4)粒度参与命名:a、砂岩中单粒级含量大于50%时定主名,>25%~≤50%定副名,含量小于25%的粒级不参与命名(指粒级相对百分比);b、砂岩中三个粒级或以上含量均在25%以上时,命名为不等粒砂岩;c、砂岩中砾石含量>10%~≤25%时命名为含砾砂岩,含量>25%~≤50%时命名为砾质砂岩;d、砂岩中粉砂含量>25%~<50%时命名为粉砂质×粒××砂岩。(5)砂岩综合命名:采用填隙物、粒级、碎屑成分的综合命名格式。(未完,持续)
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