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1、第十一章 沉積巖的基本特征第一節 概述一 沉積巖的定義和分布 沉積巖:在地殼表層常溫常壓條件下,由風化作用、生物作用、火山作用的產物,經過搬運、沉積和成巖作用所形成的巖石。 沉積巖在地殼表層分布甚廣,占陸地面積75%,而海底幾乎全由沉積物覆蓋。但以體積而言,沉積巖僅占巖石圈體積的5%,結晶巖占95%。 各類沉積巖的分布各不相同。分布最廣的是泥質巖(72.2%)、砂巖(13.2%)和碳酸鹽巖(7.7%),其余的沉積巖及其沉積礦產僅占1%2%。 沉積巖在地表廣泛分布,是儲油、儲水的有利場所。沉積巖中的礦產不僅種類多,而且儲量大。據統計沉積和沉積變質礦產占世界礦產總儲量的7585%。煤、石油、油頁巖
2、和天然氣等全是沉積形成。鐵、錳、鋁、磷、放射性金屬及銅、鉛、鉛、鋅、汞、銻等礦產,多屬沉積成因或、與沉積有成因關系。有些沉積巖本身就是礦產。二沉積巖的成分特征(一)化學成分特征沉積巖的主要物質來源于火成巖的風化產物,所以兩者的平均化學成分非常相似。但由于火成巖轉變為沉積巖要經過風化、搬運、沉積、成巖等一系列轉化過程,因而仍存在有一些差別。1 Fe2O3與FeO:火成巖和沉積巖中鐵的總量大致相等,但沉積巖中Fe2O3>FeO,火成巖中FeO>Fe2O3。2 K2O與Na2O:沉積巖中K2O和Na2O總量低于火成巖中。在沉積巖中K2O>Na2O,而火成巖中Na2O>K2O。
3、3 H2O和CO2:沉積巖較火成巖富含H2O和CO2。4 有機質:沉積巖中有且可富含(如煤、油頁巖、石油等),巖漿巖中無。5 化學成分:火成巖中各類巖石的化學成分彼此過渡,而沉積巖則各類巖石之間化學成分差別很大。如石英砂巖以SiO2為主,頁巖以SiO2和Al2O3為主,石灰巖則以CaO和CO2為主。(二)礦物成分特征沉積巖的平均礦物成分與火成巖相比有明顯差別。構成沉積巖的主要礦物是:云母及粘土礦物,碳酸鹽礦物,石英族礦物(石英、玉髓、蛋白石等)。這三類礦物約占沉積巖80%±。沉積巖火成巖 橄欖石、輝石、角閃石和 少見可大量存在黑云母(鐵鎂礦物)石英、長石、白云母 都可大量存在 石英(
4、平均含量) 長石(平均含量) 鹽類礦物(石膏、石鹽等)、 特有礦物, 無或很少碳酸鹽類礦物、粘土礦物 常是主要礦物生物組分 特有 無二. 沉積巖的結構構造特征沉積巖的結構構造明顯不同于巖漿巖。巖漿巖多為晶粒結構;而沉積巖的結構則隨巖石的類型和成因而變化,最常見碎屑結構(陸源碎屑巖)、泥狀結構(泥質巖)、晶粒結構(化學及生物化學巖)、顆粒結構(內源沉積巖)等。沉積巖具特征的層理和層面構造。第二節 沉積巖的形成和變化沉積巖的形成作用可概括為以下3個階段:沉積巖原始物質的形成階段(風化階段),沉積巖原始物質的搬運和沉積作用階段,沉積物的同生、成巖作用和沉積巖的后生作用階段。一 沉積物質的形成作用沉積
5、巖的原始物質有四類:1 母巖風化所提供的物質:陸源碎屑、粘土物質、溶解物質。2 生物成因的物質:生物殘骸及有機質。3 深部來源的物質:火山碎屑物質、深部來的鹵水、溫泉水、噴氣物質等。4 宇宙來源的物質:隕石及宇宙塵埃。以下主要介紹風化作用形成的物質。(一)風化作用地殼表層的巖石,在水、空氣、太陽能和生物的作用和影響下發生機械破碎和化學變化的作用。風化作用按性質分為:物理風化作用、化學風化作用和生物風化作用。1 物理風化作用使母巖發生機械破碎為主的風化作用稱為物理風化作用。它為沉積巖的形成提供各種碎屑物質。2 化學風化作用不僅使母巖破碎,而且其礦物成分和化學成分也發生本質的改變,直至形成在地表條
6、件下穩定的礦物組合的過程稱為化學風化作用。它為沉積巖的形成提供各種溶解物和不溶殘余物。3 生物風化作用生物對巖石產生的機械和化學的破壞作用。風化作用的產物:碎屑物質碎屑巖溶解物質(真溶液、膠體溶液)化學巖和生物化學巖粘土物質 泥質巖 (二)主要造巖礦物和巖石在風化過程中的穩定性1 長石類礦物長石類礦物是地殼中分布最廣的礦物。受到各種酸,尤其是碳酸的作用極易發生分解,析出K、Na、Ca等離子,同時發生水化而變為水云母,并繼續分解。以鉀長石為例:KAlSi3O8 K<1Al2(Si,Al)4O10(OH)nH2O Al4Si4O10(OH)8 鉀長石 水云母高嶺石Al2O3nH2O (鋁土礦
7、)SiO2nH2O (蛋白石) 在長石類中鉀長石比斜長石難于風化,酸性斜長石較基性斜長石難于風化。2 鐵鎂礦物這類礦物包括橄欖石、輝石、角閃石等鐵鎂礦物,易風化,沉積巖中甚少,一般呈重礦物形式出現。3 石英類是在地表最穩定的礦物,在風化過程中幾乎只有機械破碎。母巖風化愈徹底,風化產物中石英的相對含量愈高。4 云母類白云母穩定性較大,故在沉積巖中較多,黑云母不穩定,所以在沉積巖中很少。巖石由造巖礦物組成,因而在風化時的穩定程度取決于它所含的礦物成分。因而抗風化能力,巖漿巖中為:酸性巖中性巖基性巖超基性巖沉積巖中砂巖、頁巖其礦物成分為地表穩定的組分,不易發生化學分解,主要以碎屑物被搬運;石灰巖在干
8、旱地區以機械破碎為主,在濕熱地區則以溶解為主;硅質巖則很難受化學風化。變質巖的風化習性與巖漿巖近似。二 沉積物的搬運和沉積作用母巖的風化產物有三類:碎屑物質、粘土物質(又叫不溶殘余物)和溶解物質。它們除少部分殘留原地組成風化殼堆積外,大部分被搬運走,并在新的地方沉積下來。三者的性質不同,故其搬運、沉積方式也不同。使沉積物發生搬運和沉積的地質營力主要是流水、風、冰川、重力和生物。搬運方式可分為機械搬運、化學搬運和生物搬運。(一) 機械的搬運與沉積作用碎屑物質在水、風、冰及重力等的作用下,以機械的方式進行搬運和沉積,受流體力學定律支配??沙蕬腋顟B搬運(稱懸移載荷),也可呈滑動、滾動或跳躍方式搬運
9、(稱推移載荷或床沙載荷)。按搬運流體的性質分為牽引流和重力流兩種。對原始沉積物的搬運以牽引流最常見,如含少量沉積物的流水(包括雨水、河流、湖流、洋流等)和大氣流等屬牽引流,為牛頓流體。符合牛頓流體定律=µ,為水體單位面積上的內摩擦力,即水的應力,µ為水的粘滯系數,為流速梯度。它以懸浮和推移方式搬運沉積物。隨著流體中沉積顆粒數量增加,逐漸過渡為重力流,如濁流、泥石流、顆粒流等。為非牛頓流體賓漢塑性流體,主要以懸浮方式搬運。=+=µ1 碎屑物質在流水中的搬運和沉積(1)碎屑物質的搬運促使碎屑搬運的力有:水體對物質的上舉力(浮力),流水的動力(包括水平推力和負荷力),它
10、主要決定于流速、流量和流體性質。其中水平推力主要決定于流水的流速。當流量一定時,流水搬運碎屑的大小與流速平方成正比(dv2)。山區河流流速快(58m/s),可手搬運粗大的碎屑;平原河流流速?。?.5m/s),只能搬運細小顆粒。尤爾斯特隆研究了碎屑顆粒的侵蝕(開始搬運)、繼續搬運、沉積與水流速度的關系。 從此圖可知:1) 顆粒開始搬運(侵蝕)所需的啟動流速要大于繼續搬運的流速。2)052mm間的顆粒所需的起動流速最小,而且起動流速與沉積臨界流速間的差距也不大。流水的負荷力主要決定于流量。流量大小決定了搬運數量,如長江流量大,能搬運大量泥沙(970×106t/a)入海,但無大的碎屑。 因
11、此,砂粒在流水搬運中最為活躍,易搬運也易沉積,故常呈跳躍式地搬運前進。3)>2mm顆粒的起始流速與沉積臨界流速相差也很小,但這兩個流速本身卻很大,且隨粒徑增大而增大,故礫石很難作長距離搬運,且多沿河底滾動式推移前進。4)<0.05mm顆粒的起始流速與沉積臨界流速之間的差值隨著顆粒的變小而增大,因而粉砂和泥質一經搬運,就長期懸浮于水體中,大多數搬運至較遠的深水環境緩慢地沉積下來。侵蝕固結的粘土所需的流速甚至大于侵蝕松散的中礫。(2)碎屑物質的沉積作用處于搬運狀態的碎屑物質,當流水的流速降低,流水的動力不足以克服顆粒的重力,顆粒就會沉積下來。或當流水的水平推力小于顆粒的有效重力(重力減
12、浮力)時,床沙顆粒就會停止移動。當流水的上舉力小于有效重力,或流速小于顆粒沉速的12倍,懸浮顆粒就會下沉。碎屑物質在靜水中的下沉情況可用斯托克斯實驗公式表示: = 式中:顆粒下沉速度(mm/s),重力加速度(cm/s2),r 球體的半徑(cm),顆粒的密度(g/cm3),水介質的密度(g/cm3),介質的粘度(Pa·s)。影響碎屑顆粒沉速的因素很多,主要有顆粒的密度、形狀、水質、含沙量等。 顆粒的沉速與其粒度和形狀有關同樣密度的顆粒,顆粒愈大,沉速愈大。因而礫砂粉砂先后沉積。顆粒的形狀對沉速也有關。如同樣體積和密度的顆粒:球狀顆粒為100,橢球狀顆粒為6181,立方體為74,長柱狀體
13、為50,片狀體為3880。 顆粒的沉速與其密度成正比,或與其體重成正比。 顆粒的沉速與介質的粘度成反比。碎屑沉積物在水盆地(海、湖)中的搬運與沉積因受波浪流、潮汐流和洋流、湖流的反復改造,特別是海洋對碎屑沉積物的改造能力比河流大100倍,故海洋沉積物常分選好、磨圓度好、結構成熟度和成分成熟度常很好。2 碎屑物質在風中的搬運與沉積3 冰川的搬運與沉積4 重力流的機械搬運與沉積作用5 搬運過程中碎屑物質的變化(主要指牽引流搬運過程中)隨著搬運距離的加長,碎屑物質要發生以下變化: 粒度變細。 圓度、球度漸好(粉砂、泥等則始終不好)。 顆粒的分選愈好(即顆粒的大小愈接近一致)。在水成環境中分選最好通常
14、是細砂;而對風成砂來說,最好的分選出現在極細砂的粒徑。 穩定礦物增多,不穩定礦物漸少,即巖石的成分成熟度漸好。 發生機械沉積分異作用。即按搬運距離加長,碎屑物按大小、比重、形狀、成分不同而分別沉積。6 沉積分異作用沉積巖的原始物質經過搬運、沉積而分化為比較簡單的沉積物(巖石和礦產)類型的作用,稱為沉積分異作用。主要受物理因素支配的分異作用,叫機械沉積分異作用。其一般規律為:1) 按顆粒大小分異:礫砂粉砂泥。2) 按比重分異:3) 按形狀分異:4) 按礦物成分分異:(二) 化學的搬運與沉積作用沉積物質中的溶解質,常呈膠體溶液或真溶液被子搬運和沉積。這主要與物質的溶液解度有關。Ca、Na、K、Mg
15、等的溶解度大,常呈真溶液搬運;而Al、Fe、Mn、Si等的氧化物難溶于水,多呈膠體溶液搬運。1膠體物質的搬運與沉積膠體物質的性質介于粗分散系(懸浮液其中的粒子直徑>100nm)和離子分散系(真溶液分子或離子直徑<1nm)之間。它主要靠布朗運動維系。當膠體溶液由于: 帶不同電荷的膠體相互混合, 電介質的作用, 蒸發作用,使膠體濃度增大, 其它如pH值的改變等。會發生凝聚作用,使膠體質點在溶液中成凝絮狀、團塊狀的膠塊,在重力作用下沉積下來。由膠體凝聚沉淀而成的沉積物和沉積巖有以下特征: 呈膠狀、貝殼狀斷口。 膠體沉積物形成的巖石,顆粒細小,吸收性強,故有粘舌現象。常呈微晶、放射狀結構。
16、 膠體陳化脫水而產生收縮裂隙,孔隙性也較好,易敲擊成尖棱角狀碎塊。 具有較強的離子交換和吸附能力。 膠體沉積物可呈巨厚狀巖層,也可呈透鏡、結核狀產出。2真溶液的搬運與沉積化學溶解物質中Cl、S、Ca、Na、K、Mg等成分主要呈離子狀態存在于水溶液中,呈真溶液搬運。有時Fe、Mn、Al、Si也可呈真溶液搬運。并通過化學作用而沉淀。它們沉淀先后,主要受物質的溶解度決定,即溶解度愈大,愈易搬運,不易沉淀。物質的溶解度除物質本身的性質外,還受介質條件影響,如pH、Eh(氧化-還原電位)、溫度、壓力、CO2含量等一系列因素控制。這些因素的改變都會使溶解度發生改變,使各類溶解物先后沉淀,而使物質在沉積階段
17、發生分異作用。這種主要受化學因素支配的分異作用稱為化學沉積分異作用。普斯托瓦洛夫根據溶解度提出從沉積盆地邊緣到盆地中心溶解物質的沉積順序,首先是溶解度小的鋁、鐵、錳、硅的氧化物,繼而是溶解度大一些的磷酸鹽、硅酸鹽和碳酸鹽,最后是溶液解度大的硫酸鹽和鹵化物。三 沉積期后的變化及其作用(一)階段劃分 劃分為四個階段:同生階段(或海解階段)、成巖階段、后生階段和退后生階段。(二) 主要的沉積期后變化1 壓實作用2 壓溶作用3 膠體的陳化及重結晶作用4 交代作用5 結核的形成6 自生礦物的形成7 膠結作用第三節 沉積巖的構造和顏色沉積巖的構造是指沉積巖各個組成部分空間分布和排列方式。通過沉積巖的構造研
18、究,可確定沉積介質的營力類型及強弱、介質的流動狀態,分析沉積環境,確定地層的頂底和地層層序,對恢復古地理環境及尋找相應礦產等均有重要意義。一. 層理構造主要層理類型:水平層理:主要見于細粒巖石(泥巖、細粉砂巖、泥灰巖)中。平行層理:主要見于砂巖中。波狀層理:常發育于粉砂巖中。交錯層理:遞變層理(又稱粒序層理): 韻律層理:二. 層面構造一)頂面構造1)波痕 浪成波痕流水波痕風成波痕2)干裂二)底面構造槽模溝模塊狀層理: 沖刷面及侵蝕下切現象二同生變形構造重荷模球狀及枕狀構造包卷層理泄水構造三生物成因構造(略)四化學成因構造結核縫合線五沉積巖的顏色顏色是沉積巖最醒目的標志,它反映巖石的成分、結構
19、和成因,并常把它作為分層、對比和推斷古地理條件的重要標志之一。沉積巖顏色的成因分類:繼承色:取決于碎屑物質的顏色。碎屑巖類自生色:取決于沉積和成巖階段形成的自生礦物的顏色。粘土巖類,化學巖和部分碎屑巖類。如含Fe3+頁巖呈紅色或黃褐色,海綠石砂巖呈綠色。前二者為原生色。次生色:在后生作用或風化作用過程中,原生色發生次生變化而形成。區別:原生色在同一層內常穩定,而次生色呈斑點狀或沿裂隙等分布。次生色和自生色常由色素造成,如鐵質,有機質等。常見的自生色及沉積環境:白色:一般不含色素,如質純碳酸鹽巖、石英砂巖等。灰色、黑色:常由于含有機質(炭質、瀝青質)、分散狀硫化鐵等,表明巖石形成于還原或強還原條
20、件下。紅色、紫紅色、黃褐色:由于含有鐵的氧化物或氫氧化物之故,表明當時沉積介質為氧化及強氧化條件。綠色:由于含有Fe2+和Fe3+的硅酸鹽礦物(海綠石、鮞綠泥石)。代表弱氧化或弱還原的介質條件。第十二章 沉積巖的主要類型第一節 沉積巖的分類物源類別火山源陸 源內 源大類 火山碎屑巖陸 源 沉 積 巖 內 源 沉 積 巖碎屑巖 泥質巖蒸發巖 非蒸發巖可燃有機巖集塊巖火山角礫巖凝灰巖礫巖和角礫巖砂巖粉砂巖高嶺石粘土巖水云母粘土巖蒙脫石粘土巖泥 巖頁 巖石膏、硬石膏石鹽巖鉀鎂鹽巖鋁質巖鐵質巖錳質巖磷質巖碳酸鹽巖硅質巖煤油頁巖第二節 碎屑巖母巖機械破碎產生的碎屑物質經搬運、沉積及壓實膠結等作用而形成的
21、巖石。一碎屑巖的一般特征 (一)碎屑巖的物質成分碎屑巖的物質成分主要由碎屑物質、化學物質和雜基三部分組成。1 碎屑物質(陸源碎屑)它是母巖機械破碎產物,可分為礦物碎屑和巖石碎屑。(1) 礦物碎屑又可分為輕礦物(密度<2.86)和重礦物(密度>2.86)。輕礦物主要為石英、長石和云母;重礦物主要為巖漿巖中的一些副礦物和鐵鎂礦物等,在碎屑巖中一般很少。石英:陸源碎屑巖中最常見。在砂巖、粉砂巖中含量最高,平均達66.8%。因石英最穩定,故若砂巖中石英含量多,則說明砂巖的成分成熟度高。長石:長石在碎屑巖(砂巖、粉砂巖)中的含量僅次于石英,平均含量有11.5%。長石主要來自于花崗巖、花崗片麻
22、巖。在碎屑巖中常見的是鉀長石和酸性斜長石。由于長石是不穩定礦物,故它們若在砂巖中大量出現,則多半是在干旱氣候和快速堆積條件下形成,成分成熟低。云母:多是穩定的白云母,常集中在細砂、粉砂巖的層面上。重礦物:少見,但可確定源巖。(2) 巖石碎屑 巖屑是母巖直接破碎的產物,故巖屑可用來推斷母巖。巖屑反映氣候干旱,母巖風化不徹底,搬運近,沉積快的特征。故碎屑巖中巖屑多說明巖石成分成熟度低。巖屑多分布在>0.1mm粒級的砂巖和礫巖中。2 化學物質是從溶液中(沉積、成巖階段)呈化學沉淀的物質。這類物質在陸源碎屑巖中多以膠結物的形式存在。但也可有少量不呈膠結物而孤立存在的礦物,稱自生礦物;或以交代碎屑
23、或其它物質的形式存在。作為膠結物的化學沉淀物常見的有硅質、碳酸鹽質、鐵質、磷酸鹽類礦物等。硅質膠結物:硅質膠結物的二氧化硅可呈各種變體出現,從非晶質的蛋白石、纖維狀玉髓、微晶質石英到自形的次生加大石英,其中石英最常見。3 雜基又稱基質或碎屑雜基。它們是充填于碎屑顆粒之間的細粒的機械混入物,它們不是化學成因的礦物,故叫雜基。它們對碎屑也起膠結作用,因而將化學膠結物和雜基稱為填隙物質或廣義的膠結物。雜基主要為<0.03mm的細粉砂和粘土物質。其成分主要為粘土礦物和石英、長石碎屑的混雜物。成分成熟度:碎屑物質在風化、搬運、沉積過程中,被地質營力綜合改造,穩定組分被富集的程度。碎屑巖(砂巖)中常
24、用:石英長石或 (石英+燧石)(長石+巖屑)來表示。(三) 碎屑巖的結構1 碎屑本身結構(1)粒度碎屑顆粒的大小稱為粒度。一般以長徑或中徑來度量。由于工作性質不同和目的不同,所采用的粒度劃分標準也不同。主要有三種標準:1) 十進位標準碎屑直徑>1mm 礫 10.1mm 砂0.10.01mm 粉砂 <0.01mm 泥2) 自然粒級標準是根據顆粒大小及顆粒的水力學行為的內在聯系,來確定粒級的界限。 >2mm 礫 20.05mm 砂 0.050.005mm 粉砂 <0.005mm 泥3) 值粒級標準=以值為標準的粒級在國內外已被廣泛應用,它便于作粒度分析圖件。(2)圓度指碎屑
25、顆粒的棱和角被磨蝕圓化的程度。一般分為四級:1) 棱角狀2) 次棱角狀3) 次圓狀4) 圓狀(3)球度指碎屑顆粒接近球體的程度。圓度和球度有所不同,但一般對同一種礦物而言,隨著搬運距離的加長,其圓度和球度增高,故它們是度量碎屑巖的結構成熟度的標準之一。2 膠結類型指碎屑物與填隙物(包括膠結物和雜基)之間的關系。膠結類型或叫支撐性質,它與碎屑顆粒與雜基相對含量有關,也考慮到顆粒之間的關系。它們的形成與水動力條件有關。可分為:1) 基底式膠結:顆粒不接觸,雜基支撐2) 孔隙式膠結:多為點接觸,也可有線接觸,顆粒支撐3) 接觸式膠結:多為線接觸或凹凸接觸,顆粒支撐3 碎屑巖的結構成熟度碎屑巖在結構上
26、接近最終產物的程度稱為結構成熟度。碎屑物在風化、搬運和沉積過程中,不斷被改造,其總趨勢是雜基減少,分選性,磨圓度、球度提高。(三) 碎屑巖的分類和命名1 分類根據碎屑顆粒大小分為三類:1)粗碎屑巖礫巖、角礫巖 d>2mm2) 中碎屑巖砂巖 d=20.05mm3)細碎屑巖粉砂巖 d=0.050.005mm2 命名原則1) 主要根據碎屑含量占50%以上者確定巖石基本名稱。2) 次要粒徑碎屑含量占2550%時,則在基本名稱前加“××質”表示。二粗碎屑巖礫巖、角礫巖(一) 類型劃分1 根據碎屑的圓度礫巖;圓及次圓狀礫石含量>50%巖石。角礫巖:棱角和次棱角狀礫石>
27、50%的巖石。2 根據礫石的大小巨礫巖:礫石直經>256mm。粗礫巖:礫石直經為64256mm。中礫巖:礫石直經為464mm。細礫巖:礫石直經為24mm。3 根據礫石成分單成分礫巖:復成分礫巖:4 根據礫巖在地層中的位置底礫巖:由常見于海侵層位底部而得名。與下伏巖層呈不整合或假整合接觸。層間礫巖:位于連續沉積的地層內部。三中碎屑巖砂巖碎屑中20.05mm粒級的顆粒在50%以上的巖石。砂巖的碎屑成分主要是石英、長石和巖屑。各自含量反映成分成熟度。砂巖中的填隙物除粘土雜基外,還常有鈣質、硅質、鐵質等膠結物。(一) 砂巖分類1 按粒度大小分粗粒砂巖:粒徑20.5mm。中粒砂巖:粒徑0.50.2
28、5mm。細粒砂巖:粒徑0.250.05mm。2 按碎屑成分分類1) 首先根椐雜基含量劃分為兩類:凈砂巖:雜基<15%雜砂巖:雜基>15%2)然后根據石英、長石、巖屑相對含量進一步劃分(表28)當長石<25%,巖屑 <25%時,稱為石英砂巖類;當長石>25%,且長石>巖屑時,稱為長石砂巖類;當巖屑>25%,且巖屑>長石時,稱為巖屑砂巖類。(二) 砂巖常見類型1 石英砂巖:碎屑物質中50%以上為石英(包括燧石和硅質巖)碎屑,可有少數長石、巖屑等。重礦物很少。石英含量>90%時,稱為(純)石英砂巖。碎屑以中細粒砂常見,磨圓度及分選性良好,反映其改
29、造作用充分,成熟度高。石英砂巖進一步按膠結物成分可分為:鐵質石英砂巖:粘土質石英砂巖:鈣質石英砂巖:硅質石英砂巖:2 長石砂巖:長石含量>25%,石英<75%,巖屑<10%。當長石>75%時稱富長石砂巖。長石砂巖中長石多為正長石、微科長石、酸性斜長石,而中基性斜長石少見。巖屑較少,石英可多可少。砂粒間的填隙物為鈣質、鐵質及粘土質。膠結類型多為孔隙式、接觸式,有時為基底式。多數情況,長石砂巖巖層為塊狀。碎屑粒度較粗,一般為中粗粒。3 巖屑砂巖巖屑含量>25%,長石<10%,石英<75%。巖屑砂巖中巖屑成分多種多樣,隨母巖而異,但以細晶及隱晶的巖石為主。碎
30、屑的分選、磨圓度不好,粘土雜基較多,也可有碳酸鹽等成分膠結物。多為基底膠結。巖屑砂巖多形成于供給區附近,是一種不成熟的快速堆積物,是構造變動強烈地區的產物,常在山前沖積扇、山間盆地及河流相中產出。4 雜砂巖雜基含量>15%,分選不好,泥砂混雜的砂巖。其進一步分類命名原則同凈砂巖。雜砂巖中一般含石英較少,有不同比例的長石和巖屑,常含少量云母。富含雜基是雜砂巖的基本特征。雜砂巖常呈暗灰色、黑色,分選性、磨圓度均不好,多見于濁積巖和其它重力流沉積物中。常見遞變層理和底部印模構造。典型的雜砂巖常堆積在急速沉降的地槽中,常見于濁積巖或復理式建造中。四 細碎屑巖粉砂巖粒徑0.050.005mm大小的
31、碎屑含量>50%的巖石。粉砂巖的性質介于砂巖與泥質巖之間,并?;煊猩昂驼惩?。第三節 泥質巖一 泥質巖的一般特征泥質巖亦稱粘土巖,是粒度<0.005mm主要由粘土礦物組成的巖石。(一)物質成分主要成分為粘土礦物,此外還有陸源碎屑礦物和自生礦物。(二)泥質巖的結構常見的有:泥狀結構:粉砂泥狀結構:生物泥狀結構:鮞狀或豆狀結構:礫狀及角礫狀結構:同生碎屑(或內碎屑)被粘土質膠結而成。(三) 泥質巖的構造多為水平層理,當單層厚度<1mm者稱為頁理。頁理發育的泥質巖叫頁巖;無頁理或頁理不發育者叫泥巖。泥巖??梢姼闪?、雨痕、蟲跡、晶體印模等。(四) 顏色(五) 物理性質可塑性:吸水性:蒙
32、脫石燒結性:耐火性:較純的高嶺石粘土>1580吸收性(吸附性):二 泥質巖的分類及其主要類型1) 通常按固結程度及構造(有無頁理)分:泥 未固結泥巖 固結,但無頁理頁巖 固結,有頁理泥板巖 強固結,重結晶礦物含量>50%2) 根據含粉砂(砂)含量分:粉砂(砂)含量<5% 泥巖等525% 含粉砂(砂)泥巖等2550% 粉砂質(砂質)泥巖等3) 粘土礦物成分分:如高嶺石粘土、蒙脫石粘土、水云母粘土等。4) 化學及有機混入物分:如鈣質頁巖、硅質頁巖、油頁巖等5) 顏色分:第四節 火山碎屑巖類一 一般特征由火山爆發作用產生的火山碎屑物質,于火山口附近就地堆積,或在空氣或水介質中搬運、
33、降落、沉積,而后固結形成的巖石。含有火山碎屑物5010%的巖石可屬于廣義的火山碎屑巖,正?;鹕剿樾紟r則含火山碎屑物在90%以上。它常與火山熔巖伴生,也可與正常沉積巖共存。二 火山碎屑物質的類型和特征可分為巖屑、晶屑和玻屑:巖屑:帶棱角的巖塊,一般粒度比較大,通常>2mm,來自于火山基底和管道的各種圍巖?;鹕皆夯鹕綇棧核苄詭r屑:晶屑:大多<2mm玻屑:多<2mm三 火山碎屑巖的結構1火山碎屑物質的粒度>64mm 集塊642mm 火山角礫20.005mm 火山灰<0.005mm 火山塵2火山碎屑巖的結構火山集塊結構:火山角礫結構:凝灰結構:火山塵結構:并有一些過渡的
34、結構:碎屑熔巖結構、沉火山碎屑結構、凝灰沉積結構等。四 火山碎屑巖的構造層理構造:粒序層理:假流紋構造:斑雜構造:火山泥球構造:五 火山碎屑巖分類和命名首先考慮火山碎屑巖向沉積巖和熔巖過渡的特征,主要考慮火山碎屑物含量,正常沉積物或熔巖物質相對含量來劃分;其次結合成巖方式和結構構造特征分為三大類五個亞類。然后再根據巖石中碎屑物的主要粒級(>50%)劃分為集塊、角礫、凝灰的命名。第五節 碳酸鹽巖一概述碳酸鹽巖主要由沉積的碳酸鹽礦物(方解石、白云石等)組成,主要的巖石類型為石灰巖和白云巖。碳酸鹽巖在地殼中的分布僅次于泥質巖和砂巖,約占地表沉積巖分布面積的1/5。據統計,占我國沉積巖分布面積的
35、55%,其中西南地區最為發育。二碳酸鹽巖的物質成分(一) 化學成分主要化學成分為CaO、MgO及CO2,其余氧化物還有SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、K2O、Na2O及H2O等。方解石理論化學成分為CaO56%,CO244%,白云石為CaO30.4%,MgO21.7%,CO247.9%。(二) 礦物成分 碳酸鹽巖的礦物成分包括三類:碳酸鹽礦物、自生的非碳酸鹽礦物及陸源礦物。1 碳酸鹽礦物碳酸鹽礦物是同二價絡陰離子CO32-和二價的金屬陽離子Mg2+、Ca2+等結合形成無水的碳酸鹽礦物。陽離子MgOFeO ZnMnCdCaSrPbBa半徑Å礦物名 稱066菱鎂礦074 菱鐵礦074菱鋅礦080菱錳礦097菱鎘礦099方解石文 石116碳酸鍶礦124白鉛礦143毒重石結晶型 方解石型 文石型 位于鈣左
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