沉积岩的分类及主要类型.ppt

第二章 沉积岩的分类 及主要类型,第一节 沉积岩的分类,以沉积作用方式和岩石成分把沉积岩分三类： 碎屑岩类 粘土岩类 化学岩及生物化学岩类,一、流行的分类：,F.J.裴蒂庄(1975)、塞利(1976)等,对沉积岩的分类多强调其物质来源，他们把沉积岩物 质来源的差别作为沉积岩分类的基础，认为沉积物的搬运 和沉积方式、成岩作用的变化以及沉积岩的物质成分和结 构构造特征，主要是受沉积物来源的控制。因此，他们按 沉积物的来源把沉积岩分为两大类：外源沉积岩类和内源 沉积岩类。,F.J.裴蒂庄(1975)分为：外生沉积物和内生沉积物； 塞利(1976)分为：自生沉积和他生沉积； 刘宝君(1980)分为： 陆源沉积岩、火山沉积岩和内源沉积岩。,F.J.裴蒂庄的沉积岩分类,塞利的沉积岩分类,外源沉积岩类和内源沉积岩类,亦称外生沉积岩类，其组成物质主要来源于沉积盆地之外，是在盆地之外生成的，它包括母岩风化后形成的陆源碎屑物质和粘土矿物以及火山喷发作用形成的火山碎屑物质。陆源碎屑岩类又分为: 砾岩（2mm） 砂岩（20.063mm） 粉砂岩（0.0630.004mm） 泥质岩（0.004mm）,1、外源沉积岩类,2、火山碎屑岩类 按颗粒大小，火山碎屑岩类分为: 集块岩（64mm） 火山角砾岩（642mm） 凝灰岩（2mm） 3、内源沉积岩类 亦称内生沉积岩，组成岩石的主要物质直接来自沉积盆地的溶液或沉积场所的溶液，是溶液中的溶解物质通过化学或生物化学作用沉淀的。,内源沉积岩按其成分不同分为：,蒸发、非蒸发、可燃有机岩,二、陆源碎屑岩类,1. 碎屑岩的结构组分 2. 碎屑岩的一般特征 3. 碎屑岩的结构 4. 碎屑岩的孔隙 5 . 碎屑岩的分类,1. 碎屑岩的结构组分,1) 碎屑岩的物质成分 主要由碎屑物质、化学物质、杂基三部分组成。 碎屑物质：陆源碎屑岩的碎屑物质，是陆源碎屑岩 的特征组分，陆地上搬来的碎屑故又称陆源碎屑。可分为 矿物碎屑和岩石碎屑两类。,2. 碎屑岩的一般特征, 矿物碎屑：又称陆源碎屑矿物或碎屑矿物，在陆 源碎屑岩中常见的碎屑矿物有20多种，但每种岩石中 主要的碎屑矿物常不超过35种。 石英 抵抗风化能力很强，既抗磨又不易分解，在碎 屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。在粗碎屑中含量较少， 以充填的形式出现。 石英最稳定，若其含量高，表明砂岩中的成分成熟度 高，即碎屑经过了长距离的搬运、分异沉积。,2. 碎屑岩的一般特征,长石 含量仅次于石英，主要来自花岗岩、花岗片麻 岩。常见的是钾长石、酸性斜长石，而中基性斜长石少 见。 属不稳定矿物，若在砂岩中大量出现，则多半是干燥 气候和快速条件下堆积。长石碎屑也只有在短距离搬运、 迅速埋葬的情况下，才能保存下来不被分解。 对长石含量、类型及其特征的研究，可以追溯母岩、 推断古气候、古构造等。,2. 碎屑岩的一般特征,云母 多是稳定的白云母，常集中在细砂岩、粉砂岩 的层面上。黑云母不稳定，只出现在离陆源区近、而成分 复杂的砂岩中。,2. 碎屑岩的一般特征, 岩石碎屑：是母岩破碎后的岩石碎块，故岩屑可 推母岩。各种岩石都可呈岩屑出现，但以细晶质或隐 晶质的岩屑较常见。 岩屑反映了气候干旱、母岩风化不彻底、搬运 近、沉积快的特征。 岩屑含量高，说明了岩石的成分成熟度低。常分 布于0.1mm的砂岩和砾岩中。,2. 碎屑岩的一般特征,是从溶液中呈化学沉淀的物质，这类物质在陆源碎屑 岩中多以胶结物的形式存在，对碎屑物质起胶结作用，但 也有部分只是孤立的分散的矿物晶体，对碎屑物不起胶结 作用，这类矿物称为自生矿物。 还有部分可以交代碎屑或其它物质或其它物质的形式 出现。 在沉积盆地内、沉积期后的不同阶段新形成的矿物。, 化学物质(化学填隙物)：,在碎屑中常见的化学沉淀矿物类型有： 硅质矿物/硫酸盐矿物/碳酸盐矿物/磷酸盐矿物/硅酸 盐矿物/卤化物/硫化物 自生矿物的共同特点：成分简单、颗粒小、清洁透明、 晶形好。 研究自生矿物的意义：了解沉积、成岩及后生阶段的环境, 化学物质(化学填隙物)：,是充填于碎屑颗粒之间的细粒机械混人物，它们对碎 屑物质也起胶结作用，但基质不是化学成因的物质，它是 和碎屑物质一起由机械沉积作用形成的。 杂基包括： 粘土物质， d0.005mm； 细粉砂， 0.030.005mm； 碳酸盐矿物 d0.03mm, 杂基：,二、陆源碎屑岩类,1. 碎屑岩的结构组分 2. 碎屑岩的一般特征 3. 碎屑岩的结构 4. 碎屑岩的孔隙 5 . 碎屑岩的分类,3. 碎屑岩的结构, 碎屑的本身的结构, 粒度：碎屑颗粒的大小。粒度是碎屑岩进一步分类 的依据，又是进行成因分析的主要对象。,3. 碎屑岩的结构, 圆度：碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度。 它是颗粒在沉积作用过程中累积磨蚀强度的衡量指标。,棱角状：说明碎屑未经搬运或搬运极近； 次棱角状：经过一定距离搬运； 次圆状：经过较长距离搬运； 圆状：经过了很长距离的搬运和磨蚀,肉眼可定性的将圆度划分成5个级别。,棱角状：说明碎屑未经搬运或搬运极近； 次棱角状：经过一定距离搬运； 次圆状：经过较长距离搬运； 圆状：经过了很长距离的搬运和磨蚀,3. 碎屑岩的结构, 球度：是指碎屑颗粒接近球体的程度。,球度与圆度： 球度高的颗粒(石榴石)，其圆度不一定高；球度低的 颗粒(角闪石)，其圆度可能高。,球度不仅与搬运距离有关，更与矿物形态有关(云母), 分选性: 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。,3. 碎屑岩的结构, 表面特征：颗粒表面的磨光度，和显微刻蚀痕。,表面特征可判断搬运和沉积介质的性质：冰川搬运的 砂砾常有擦痕；浊流搬运的颗粒表明常带有细小的刻痕。,3. 碎屑岩的结构, 填隙物的结构,位于碎屑颗粒之间，对碎屑均可起胶结作用或充作用 的物质，称填隙物。 胶结物：杂基、化学胶结物和砂质充填物,3. 碎屑岩的结构, 填隙物的结构, 杂基的结构：粘土和0.03mm的细粒碎屑物，它们一般是与碎屑物质一起机械沉积，对碎屑也起胶结作用。 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，对碎屑颗粒起胶结作用。,长石砂岩、粘土杂基,3. 碎屑岩的结构, 填隙物的结构,按照胶结物结晶程度、晶粒的大小和绝对大小、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： 非晶质胶结物、 隐晶质胶结物 微晶质胶结物 、 结晶粒状胶结物 栉壳状或丛生胶结物、 连生胶结物 带状、薄膜状胶结物；次生加大、铁质胶结物,3. 碎屑岩的结构, 胶结类型,颗粒与填隙物的关系胶结类型及支撑性质 基底式胶结：颗粒互不接触； 孔隙式胶结：点接触，胶结物分布于孔隙中； 接触式胶结：点线接触，胶结物分布于接触处； 镶嵌胶结：线接触凹接触。,(4) 颗粒的支撑类型 颗粒的支撑特征是指沉积物所受压力在沉积物内部的分布状况，它涉及到基质和较大颗粒的相对含量。,1颗粒支撑；2过渡支撑；3基质支撑,.基质支撑（Matrix-suppot） 若基质含量很高,以致使较大颗粒被基质隔开而“漂浮”在基质背景中，这时沉积物的格架将由基质和较大颗粒共同搭接形成，它所受压力将会均匀分布在较大颗粒的整个表面上和所有基质中。 .过渡支撑（Transitional support） 基质含量既不太多也不太少，较大颗粒有的直接架叠，有的又被基质隔开，这样的支撑称为过渡性支撑。,.颗粒支撑（Grain-support） 当基质和较大颗粒的分布都大体均匀时，若基质很少或无基质（颗粒含量相对较高），那么较大颗粒就会直接堆垒起来搭成颗粒格架，同时形成粒间孔，可能有的少量基质只会处在粒间孔内。这时沉积物所受压力基本上只分布在较大颗粒相互间的接触部位，颗粒其它部位和粒间孔内的基质则不承受压力或只承受很小压力。,二、陆源碎屑岩类,1. 碎屑岩的结构组分 2. 碎屑岩的一般特征 3. 碎屑岩的结构 4. 碎屑岩的孔隙 5 . 碎屑岩的分类,4.碎屑岩的孔隙, 原生孔隙：指原生粒间孔隙，也包括一些微孔隙； 次生孔隙：在埋藏成岩过程中经受次生溶解作用形成的孔隙以及构造裂蓬。 未压实砂的孔隙度在30-40左右，随埋深增加而减少。,二、陆源碎屑岩类,1. 碎屑岩的结构组分 2. 碎屑岩的一般特征 3. 碎屑岩的结构 4. 碎屑岩的孔隙 5 . 碎屑岩的分类,5.碎屑岩的分类, 按粒度 粗碎屑岩 砾岩、角砾岩 d2mm 中碎屑岩砂岩 2-0.063mm 细碎屑岩粉砂岩 0.063-0.004mm 命名 、含量50%的组分作为基本名称； 2、含量10、25的组分分别冠以“含 ”和“ 质”，如：泥质粉砂岩、砂质砾岩、含粉砂泥岩等。,(1) 粗碎屑岩砾岩、角砾岩,1、一般特征,直径2mm的陆源碎屑，含量在50%以上的沉积岩称为砾岩。砾石的粒度从2mm到几米的都有。其成分以各种成分和结构的岩屑为主，此外可有长石、石英等矿物碎屑。砾石之间为砂粒和基质或胶结物充填。 砾石的圆度差异也可以很大，从棱角状至圆状均可出现 砾岩和角砾岩层理一般不发育，有时有大型斜层理和粒序层理。,通常依砾石的圆度： 岩石分为砾岩（主要由次圆至圆状的砾石组成）; 角砾岩（主要由棱角状至次棱角砾石组成）。 按粒度可分为： 巨砾岩256mm；卵石砾岩25664mm；粗砾岩6416mm；中砾岩164；细砾岩42mm.,2、砾岩和角砾岩的分类,该砾岩中的砾石为石灰岩岩屑，胶结物为钙质，滴加盐酸强烈起泡,按砾石成分的分类分为：,单成分砾岩：砾石成分单一，同种成分的砾石占75%以上， 且多半是稳定性较高的岩屑或矿物碎屑，如石 英岩、燧石等。 复成分砾岩：砾石成分复杂，有时一种砾岩中可含有十几种不同成分的砾石，各种类型的砾石都不超过50%，这主要取决于母岩成分及其风化、搬运和沉积条件。这些砾石的抵抗风化能力大都不大，分选通常不好，磨圆度不高。砾岩的层理通常不明显，多沿山区带状分布，是母岩迅速破坏和迅速堆积的产物。,按成因把砾岩和角砾岩可分为： 滨海砾岩、冲积扇砾岩、河流砾岩、冰川角砾岩、卡斯特角砾岩和盐溶角砾岩等。,根据利用在剖面中的位置分类：,a.岩石学意义由于粗碎屑岩的性质主要取决于母岩的性质，而且一般搬运距离不远，故研究砾岩的成分有助于追溯物源。在这种研究中所揭示的某些岩石学特征，有时是研究其它岩石类型时极难甚至是不可能得到的。因此，可以说砾岩是推断陆源区位置和性质的最可靠的直接资料。,4、研究意义,b.实际意义 研究砾岩，还因为它有很大的实际意义。砾岩可以作为油、气、水的储集岩。我国的克拉玛依油田和渤海湾盆地及二连盆地的有些油（气）层都发现了砾岩油藏。,4、研究意义,(2) 中碎屑岩砂岩,1、一般特征,粒度为20.063毫米的陆源碎屑含量在50%以上的沉积岩称为砂岩。 砂岩的碎屑成分主要是石英、长石和岩屑，砂岩中的胶结物常见的有钙质、硅质、铁质等，有时还有海绿石、石膏等和泥质基质所胶结。 砂岩中常见各种类型的斜层理、交错层理以及平行层理、序粒层理，波痕、冲刷痕迹、槽模、沟模和生物扰动构造等沉积构造。,2、砂岩分类,(1) 粒度分类 按其颗粒大小可分为： 巨粒砂岩 21mm 粗粒砂岩 10.5mm 中粒砂岩 0.50.25mm 细粒砂岩 0.250.1mm 微粒砂岩 0.10.0625mm,2、砂岩的分类,(2) 成分分类： 砂岩成分分类的方案很多，三端元或四端元分类法。 三端元分类法：以砂岩中的主要碎屑成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，不考虑粘土杂基。,2、砂岩的分类,(2) 成分分类： 砂岩成分分类的方案很多，三端元或四端元分类法。 四端元分类法是以砂岩中的主要碎屑成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，再把基质也作为一个端元组分参加岩石的分类命名。 首先根据基质含量将砂岩分为两类：一类称为净砂岩类；另一类称为杂砂岩类。,2、砂岩的分类,2、砂岩的分类,采用冯增昭(1994)等提出的砂岩分类方法，反映了岩石 生产的三个主要问题：,来源区的母岩性质； 搬运和磨蚀历史，即岩石成熟度； 沉积时的介质物质条件，即流动因素。,2、砂岩的分类,()石英砂岩；()长石石英砂岩；()岩屑石英砂岩；()长石砂岩；()岩屑长石砂岩；()长石岩屑砂岩；()岩屑砂岩；()混积砂岩,砂岩碎屑成分变化趋势及砂岩分类,砂岩主要为岩屑石英砂岩，长石岩屑砂岩和岩屑砂岩，砂岩粒度从上至右下递变为粗粒。,Q端元：包括石英、燧石、石英岩和其它硅质岩屑。代表砂岩的成熟度。 F端元：包括长石、花岗岩及花岗片麻岩。代表气候及风化作用特点。 R端元：包括除Q、F端元中岩屑以外的其它岩屑。F/R值代表物质来源及大地构造状况。,砂岩类型及成分变化,J2y,J2y,磁窑堡石槽村,清水营,J2z,J2z,J2z,J2z,磁窑堡石槽村,冯记沟南,冯记沟西北方向,马家滩,3、砂岩的观察与描述,颜色 成分：石英、长石、岩屑、含量； 结构：颗粒：大小、形状、分选、磨圆、含量； 填隙物：杂基及其含量、胶结物成分、结构、含量 胶结类型：基底式、孔隙式等； 构造：层理构造、层面构造等； 次生变化 综合命名：颜色结构成分名称，如浅灰色细粒石英砂、灰褐色中粒岩屑长石杂砂岩,4、砂岩的主要类型,砂岩类进一步按三个端点组分分为石英砂岩、长石砂 岩、岩屑砂岩，它们之间存在一些过渡类型的岩石类型， 此外还有杂砂岩岩类。 石英砂岩 石英90%，(燧石、硅质岩)，少量的长石、岩屑。 重矿物很少，常为稳定的、磨圆度较好的重矿物。 胶结物：硅质、碳酸盐、铁质、石膏、磷酸盐等。 石英砂岩分布约占砂岩总量的1/3。,石英砂岩,按胶结物成分分类： 铁质石英砂岩 粘土质石英砂岩 钙质石英砂岩 白云质石英砂岩 磷质石英砂岩 硅质石英砂岩,4、砂岩的主要类型, 长石砂岩 其形成取决于母岩成分，富含长石的母岩。主要是 石英、长石，石英25%、岩屑10%。 长石：正长石、微斜长石、酸性长石，而中基性 少见。 胶结物：钙质、铁质、粘土质。 胶结类型：孔隙式、接触式、其次为基底式。,4、砂岩的主要类型, 岩屑砂岩 以石英、岩屑为主的砂岩，岩屑25%，长石10%， 石英75%。 岩屑：花岗岩岩屑、变质岩岩屑、火山岩岩屑。 胶结物：碳酸盐、钙质、泥质等。 胶结类型：常为基底式胶结。,4、砂岩的主要类型, 杂砂岩 杂基15%，富含杂基是杂砂岩的基本特征。不同比 例的长石、岩屑，常含少量白云母，其次石英。 长石：斜长石、钾长石(少见)，岩屑类型多。 颗粒愈细，杂基含量愈高。 浊积岩和其它重力流沉积物中常见，粒序层理、底 部印模构造，或与泥岩互层。,(3) 细碎屑岩粉砂岩,1、一般特征,粉砂岩是0.0630.004mm的陆源碎屑占50%以上的沉积岩。 碎屑成分以石英为主，常含数量不定的白云母，长石和岩屑都较少见。 填隙物以泥质基质为最多，其次为钙质和铁质胶结物，硅质胶结物极少见。 粉砂岩多呈薄层状，常具微细的水平层理、微波状层理及包卷层理等变形构造也较常见。,2、粉砂岩分类,按粒度分：粗粉砂岩、细粉砂岩 按碎屑成分分类：石英粉砂岩、长石粉砂岩、岩屑粉砂岩 按填隙物分类：粘土质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂 岩、白云质粉砂岩。 粉砂岩定名：应综合考虑，铁质石英细粉砂岩,砂岩的观察与描述实验,1、手标本观察 2、显微镜认识 3、砂岩的镜下鉴定,含砾粗砂岩,砾岩,砾岩,粗砂岩,红色泥岩,灰色泥岩,6. 泥质岩,泥质岩：亦称粘土岩，它是粒度0.004mm的陆源碎屑和粘土矿物组成的岩石。 粘土岩：粘土矿物含量大于50%的岩石。 注意两者的区别与联系！,1、一般特征,粘土矿物：高岭石、蒙脱石、伊利石； 陆源碎屑：石英、云母及少量长石等； 自生矿物：铁、锰、铝的氧化物和氢氧化物(褐铁矿、 赤铁矿等)；碳酸盐、硫酸盐、硅质矿物、硫 化物等； 有机质：炭质、沥青质及动植物遗体等。,2、泥质岩成分,3、结构和构造,结构：泥质结构、粉砂泥质结构、生物泥状结构、鲕状 或豆粒结构及残余结构等。 构造：层理构造如水平层理、波状层理； 层面构造如波痕、泥裂等。,4、泥质岩的分类,按粘土矿物成分分类： 高岭石粘土(岩) 蒙脱石粘土(岩) 伊利石粘土(岩) 水云母粘土(岩) 高岭石蒙脱石粘土(岩),按化学沉淀物成分分类： 钙质泥岩 硅质泥岩等,4、泥质岩的分类,按结构分类： 泥岩 含粉砂泥岩 粉砂质泥岩,按构造分类： 泥岩、页岩 按颜色分类： 黄色泥岩、页岩 灰色泥岩、页岩 红色泥岩、页岩,