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文檔簡介

1、 復習綱要1.沉積巖、沉積巖石學的概念1沉積巖重點:沉積巖是組成巖石圈的三大類巖石巖漿巖、變質巖、沉積巖之一。它是在地殼表層的條件下,由母巖的風化產物、火山物質、有機物質、宇宙物質等沉積巖的原始物質成分,經過搬運作用、沉積作用以及沉積后作用而形成的一類巖石。2沉積巖石學:是研究沉積巖物的物質成分、結構構造、分類及其形成作用以及沉積環境和分布規律的一門科學。2.沉積巖的原始物質來源3.風化作用的概念與類型1風化作用:是地殼最表層的巖石在溫度變化、大氣、水、生物等因素的作用下,發生機械破碎和化學變化的一種作用。2物理風化作用:是地殼最表層的巖石在溫度變化、大氣、水、生物等因素的作用下,發生機械破碎

2、而化學成分不改變。3化學風化作用:是地殼最表層的巖石在溫度變化、大氣、水、生物等因素的作用下,母巖發生氧化、水解、溶慮等化學變化而分解,形成新礦物。4生物風化作用:常常伴隨物理風化和化學風化。 4.常見礦物抗風化能力強弱及其主要原因重點常見礦物抗風化能力強弱及其原因:石英、長石、云母白云母、黑云母、橄欖石,輝石,角閃石、各種粘土礦物高嶺石、蒙脫石、水云母等、各種碳酸礦物方解石、白云石等、各種硫酸鹽礦物石膏、硬石膏、硫化礦物黃鐵礦、鹵化物礦物如石鹽等、重礦物。主要原因:1與它們的結晶溫度有關􀁺在巖漿巖的主要造巖礦物中,橄欖石結晶溫度最高,其風化穩定性最低,最易被風化破壞掉。&#

3、1048698;輝石、角閃石、黑云母的結晶溫度依次降低,而它們的風化穩定性卻依次增高。􀁺基性斜長石、中性斜長石、酸性斜長石、鉀長石的結晶溫度也依次降低,它們的風化穩定性也依次增高。􀁺石英的結晶溫度最低,故其抗風化能力最強。2與其化學成分的化學活潑性主要是在水中的溶解能力有關3與其晶體構造特征及化學鍵強度有關例題1:以下各種造巖礦物抗風化能力強弱排列正確的選項是C。A鉀長石石英黑云母 B方解石斜長石黑云母 C石英微斜長石方解石 D白云石中性斜長石方解石5.常見巖石的抗風化能力強弱及其主要原因中性和堿性侵入巖的風化情況大體與花崗質巖石相似基性和超基性侵入巖主要由

4、較易風化的橄欖石、輝石、基性斜長石組成,遠比花崗質巖石易風化火山巖及火山碎屑巖由于含有相當多的甚至大量的玻璃質或火山灰,故其風化速度相當快各類沉積巖抗風化能力強弱重點:沉積巖的風化情況比擬簡單,其中以蒸發巖最易溶解、最易風化,碳酸鹽巖次之,粘土巖、石英砂巖、硅巖等最難風化。6.風化過程中各種元素的轉移順序重點最易轉移元素:CI,Br,I,S易轉移元素:Ca,Mg,Na,K可轉移元素:Mn,Si硅酸鹽,P ,Cu略可轉移元素:Fe,Al,Ti,根本不轉移元素:Si石英例題2:在化學風化過程中,造巖元素或化合物的抗風化能力強弱排列正確的選項是D。PKFe B. AlSiO2石英Ca C. ClKS

5、iO2石英D. AlMgS 例題3:在化學風化過程中,造巖元素或化合物的抗風化能力強弱排列正確的選項是B。A. PKFe B. SiO2石英AlMg C. ClKSiO2石英D. AlBrCa7. 母巖風化的四個階段1破碎階段碎屑階段2飽和硅鋁階段3酸性硅鋁階段粘土型風化作用4鋁鐵土階段紅土型風化作用8. 母巖風化產物的主要類型:重點填空題1碎屑殘留物質2新生成的礦物3溶解物質9.風化殼的概念風化殼:由風化剩余物質組成的地表巖石的表層局部,或者說已經風化了的地表巖石的表層局部。 10.雷諾數與弗洛德數的含義重點1一個判別層流與紊流的準那么,稱為雷諾數(考試給re值)Re = 1時,流動呈層流R

6、e = 140時,在顆粒背后會出現背流尾跡Re > 40時,出現“卡門渦街,紊流渦流2根據佛羅德數數,明渠水流可分為急流、緩流和臨界流三種狀態。Fr>1,急流,超臨界流,水淺流急Fr=1,臨界流Fr<1,靜流,緩流或臨界以下的流動,水深流緩11.碎屑物質在流水中的搬運方式牽引流搬運方式:溶解載荷、懸移載荷、推移載荷床沙載荷)搬運方式1推移搬運滾動搬運,包括跳躍搬運懸浮搬運懸移搬運12. 尤爾斯特龍圖解與Walker1975圖解的含義重點 100.05mm 細粉砂+粘土 難搬運難沉積;20.052mm 砂 易搬運易沉積;3>2mm 礫 難搬運易沉積;13.碎屑物質在流水搬

7、運中的變化1成分:不穩定組分逐漸減少,穩定組分那么相應增加,同時其組分也就變得更加簡單了。碎屑顆粒度逐漸變小。3碎屑顆粒的圓度逐漸變好。碎屑顆粒的球度也有所增高。14. 浪基面浪底的概念常考波基面浪底波浪作用的下限,即波浪所影響的最大深度。15.碎屑物質在波浪和潮汐作用下的變化重點在波浪、潮汐的作用下,碎屑物質長時間往復運動海水對顆粒間的溶蝕、顆粒與海底間的碰撞與磨蝕、顆粒間的碰撞和磨蝕,其成熟度成分、粒度、圓度等比陸相環境中的碎屑物質高得多,沉積分異也進行得較為徹底16.湖泊中主要水動力與海洋主要水動力的差異與海洋相比,湖泊面積小,缺乏潮汐作用,因此,波浪和湖流是湖泊中搬運和沉積碎屑物質的主

8、要營力。17.與流水的搬運和沉積作用相比,風的搬運和沉積作用的特點1搬運能力遠比水小,同樣的速度下,風的搬運能力約為流水的1/300,因此,風一般只能搬運較細粒的碎屑物質。2風的搬運能力有限,選擇性較強,因此風成沉積的粒度分選性較好。空氣密度小,顆粒碰撞磨蝕導致其圓度較好,常具霜狀外表18.冰磧物的特征結構疏松,大小混雜,分選極差;冰磧物中礫石磨圓極差;一般缺乏層理構造。19. 膠體溶液物質搬運和沉積的機理。1引起膠體質點搬運的主要因素是同種電荷的膠體質點之間的相互排斥力。2不同名電解質的參加,可使膠體質點的電荷中和,從而使膠體質點發生凝聚而下沉。不同名膠體的相互作用,也可使它們的電荷中和,也

9、可使膠體發生沉淀。3其它因素如水介質中的腐植酸、生物作用、蒸發作用、Eh值和pH值等也影響膠體溶液物質的搬運和沉積作用20. 真溶液物質搬運和沉積的主要控制因素溶液物質的搬運及沉積作用的根本控制因素是它們的溶解度:1溶解度越大,越易搬運,越難沉積。溶解度越小,越易沉積,越難搬運。21.機械沉積分異作用與化學沉積分異作用的概念重點機械沉積分異作用:碎屑物質在搬運和沉積過程中,根據粒度、密度、形狀和成分等特征發生先后沉積的現象。化學沉積分異作用:溶解物質包括膠體溶液物質和真溶液物質,在搬運和沉積過程中,根據其本身的化學性質主要是其在溶液中化學活潑性或溶解度大小,從溶液中按一定先后順序沉淀出來的現象

10、。22.機械沉積分異作用與化學沉積分異作用的關系及地質意義重點1關系機械沉積分異作用進行得較早,化學沉積分異作用進行得較晚2意義兩種沉積分異作用的結果,就形成了各種類型的機械沉積巖和化學沉積巖以及相應的各種沉積礦產。分異作用進行越徹底,各種類型的沉積巖在成分上和結構上的成熟度就越高,從而越易形成各種沉積礦產。23.事件沉積作用與正常沉積作用的概念1正常沉積作用:正常情況或條件下發生的搬運和沉積作用,這一作用過程是緩慢的、均變的。2事件沉積作用:指事件性的、陣發性的或災變性的搬運和沉積作用。這類作用的發生和開展可能是瞬間的、短暫的,但其作用過程是快速的。24.沉積后作用、成巖作用與后生作用的概念

11、沉積后作用:泛指沉積物形成之以后,到沉積巖遭受風化作用和變質作用之前這一演化階段的所有變化或作用。亦稱為廣義的成巖作用。成巖作用:沉積物轉變沉積巖所發生的一系列變化。后生作用:沉積巖形成以后到遭受風化作用或變質作用以前的變化。25.沉積巖的分類26.各種波痕流水波痕、浪成波痕與風成波痕的特征及其反映的沉積環境重點(1)流水波痕重點成因:由定向流動的水流形成,見于河流和存在有底流的海湖近岸地帶。特點:波峰波谷均圓滑;不對稱狀,不對稱指數RSI>22.5,陡坡傾向指示水流方向;波痕指數RI>5815;波谷比波峰粗。波痕要素波長L兩個相鄰波峰或波谷之間的水平距離波高H波峰與波谷之間的高差

12、波痕指數RI= L/H,表示波痕相對高度及起伏情況不對稱指數RSI= L1/L2,表示波痕的不對稱程度波脊形態的變化主要與水深和流速有關。一般來說,隨著水深減小和流速增大,波脊形態由簡單變復雜,由連續變斷續。例題4:以下流水波痕的波脊形態中,代表水動力最強的是D。A直線形 B波曲形 C鏈形 D新月形(2) 浪成波痕重點成因:由產生波浪的動亂水流形成,常見于海、湖淺水地帶。特點:對稱波痕波峰鋒利,波谷圓滑,波脊多平直,局部分叉,波痕指數RI=413多為67;不對稱波痕與流水波痕類似,峰谷均圓滑,不對稱指數RSI1.13.8,波痕指數RI=516多為683 風成波痕重點成因:由定向風形成,常見于沙

13、漠、海、湖濱岸的沙丘沉積中。特點:波峰波谷圓滑?、開闊,峰窄谷寬,呈不對稱狀,不對稱度比流水波痕更大,波痕指數RI=1070,陡坡傾向與風向一致,波峰粒度比波谷粗。27.槽痕與槽模的關系、特征及其反映的沉積環境重點槽痕:水流在泥質沉積物外表沖刷而形成的不連續的長形小凹坑為槽痕。槽模:槽痕被砂充填,成為砂巖層底面上的槽鑄型。見于濁流環境,為濁積巖的重要標志。槽模渾圓端突起端迎著水流方向常考28.各種層理水平層理與平行層理,透鏡狀層理、波狀層理與脈狀層理,板狀交錯層理、楔狀交錯層理與槽狀交錯層理,波狀交錯層理,爬升波紋交錯層理,浪成波紋交錯層理,沖洗交錯層理,風成交錯層理,羽狀交錯層理,丘狀交錯層

14、理、洼狀交錯層理,塊狀層理,粒序層理,韻律層理的特征及其反映的沉積環境均為重點層理的分類及主要類型首先,按照層內組分和結構性質把層理劃分為四種類型?:1非均質層理、2均質層理、3遞變層理、4韻律層理。其次,在非均質層理中,再按照幾何形態進一步分為水平、平行、波狀、交錯、壓扁、透鏡狀層理。1水平層理重點特點:紋層呈直線狀互相平行,且平行于層面。主要產于泥質巖、粉砂巖以及泥晶灰巖中成因與環境:在比擬弱的水動力條件靜水下,由懸浮物質或溶解物質先后沉淀而成。出現在低能環境中,如深湖、瀉湖、深海等環境。2平行層理重點特點:紋層平行而又幾乎水平,主要產于砂巖中。成因與環境:在較強的水動力條件下,連續滾動的

15、砂粒產生粗細別離而形成水平紋層。一般出現在急流或高能環境中,如河道、湖岸、海灘等環境。3波狀層理重點特點:紋層呈對稱或不對稱的波狀,但總的方向平行于層面。成因:水流活動期與水流停滯期交替;波浪振蕩造就對稱的波狀起伏界面為主,單向水流的前進運動造就不對稱的波狀起伏面為次;一般要有大量懸浮物質沉積,當沉積速率>流水的侵蝕速率時,可保存連續的波狀層理。在水介質稍淺的地區,如海、湖淺水地帶和河漫灘、潮坪等地區較常見。按層系厚度,交錯層理可分為:小型交錯層理<3cm中型交錯層理310cm大型交錯層理10200cm特大型交錯層理>200cm根據層系與上下界面的形狀和性質,通常可以將交錯層

16、理分為三種根本類型:板狀、楔狀、槽狀交錯層理。3板狀交錯層理層系之間的界面為平面而且彼此平行,紋層與層系界面斜交。大型板狀交錯層理在河流沉積中最為典型。特點:層系頂界為直脊水流波痕,底界有沖刷面;垂直水流方向為平行砂紋,傾向與水流方向一致;紋層內常呈下粗上細變化,有的紋層在順水流方向上向下收斂。4楔狀交錯層理層系界面為平面,且互相不平行,層系厚度變化明顯呈楔形;平行于流動方向上紋層與層系界面斜交,垂直于流動方向上紋層與層系界面大致平行或斜交,紋層傾向和傾角變化不定。常見于海、湖淺水地帶及三角洲地區。5槽狀交錯層理層系底界為槽形沖刷面,紋層頂部被切割。在橫切面上,層系界面是槽狀,紋層與之一致也是

17、槽狀;在縱切面上,層系底界面呈弧狀,紋層向下傾方向收斂并與之斜交;頂視為重疊的瓣狀。大型槽狀交錯層理系底界沖刷面明顯,底部常有泥礫,多見于河流環境中。6波狀交錯層理層系界面為波狀起伏的曲面,上下界面可平行,也可不平行或相交,但總的延伸方向與層面平行。平行水流方向上紋層與層系界面斜交,垂直水流方向上紋層與層系界面大致平行或斜交。在波浪影響下水流波痕的遷移形成波狀交錯層理。7爬升波紋交錯層理亦稱上疊波紋交錯層理,也是沙波遷移的產物。8羽狀交錯層理一種特殊類型的交錯層理。其特點是紋層平直或微向上彎曲,相鄰斜層系的紋層傾向相反,延伸至層系界面進彼此呈銳角相交,呈羽毛狀。9浪成波紋交錯層理由浪成沙波遷移

18、形成的,不同于水流沙波遷移所形成的層理10沖洗交錯層理也稱低角度交錯層理。其特點是層系界面和紋層平直,層系呈楔狀以低角度相交,一般210°,多向海傾斜。主要出現于前濱環境中。11側積交錯層理側積交錯層理是水道側向遷移加積作用的產物側積交錯層層系厚度較大,多在0.5m以上,有時可達數米。層系多呈板狀,亦見楔狀和透鏡狀,底部均發育沖刷構造,沖刷面上往往分布礫石或粗砂。單一層系從底到頂沉積物粒度明顯變細,多從礫石級以細礫為主到中砂,局部達細砂級。12丘狀交錯層理由一些大型的寬緩波狀層系組成,外形上象隆起的圓丘狀,向四周緩傾斜。13洼狀交錯層理是彼此以低角度交切的淺洼坑,其中充填的細層與淺洼

19、坑底界面平行,而向上變成很緩的波狀并近于平行的層理。14風成交錯層理風的吹揚作用可以形成風砂流,風砂流的流動造成床沙形體遷移,從而形成風成交錯層理。層系厚度較大巨大,幾十厘米幾米。前積紋層多高角度傾斜,25°34°。15壓扁層理和透鏡狀層理這是在砂、泥沉積中的一種復合層理。它是由壓扁層理又稱脈狀層理、波狀層理和透鏡狀層理組合而成。這種復合層理的形成,說明環境有砂、泥供給,而且水流活動期與水流停滯期交替出現。主要發育在粉砂巖、泥質粉砂巖與泥巖、粉砂質泥巖互層的地層中。主要形成于潮下帶、潮間帶及深水砂泥沉積環境中。例題5:以下各種水動力條件形成什么類型的層理?雙向水流:波浪振蕩

20、:波浪振蕩單向水流:間歇性波浪振蕩大量懸浮物沉積懸浮載荷>>底載荷間歇性單向水流大量懸浮物沉積懸浮載荷>>底載荷間歇性單向水流大量懸浮物沉積懸浮載荷底載荷:例題6:如何區分以下層理?羽狀交錯層理、楔狀交錯層理和沖洗交錯層理浪成交錯層理和槽狀交錯層理平行層理和水平層理16遞變層理又稱粒序層理graded bedding,是具有粒變遞變的一種特殊層理,分正粒序、逆粒序和雙向粒序正逆粒序呈漸變性銜接。其特點由底部向頂部顆粒逐漸由粗變細或由細變粗,除了粒度變化外,沒有任何內部紋層。主要由濁流形成。17韻律層理rhythmic bedding由成分、結構和顏色不同的薄層作有規律地

21、重復出現而組成的。為潮汐周期變化、季節周期變化所致,或由濁流沉積形成的復理石韻律。18均質層理通常稱塊狀層理massive bedding,是一種呈現大致均質外貌,不具任何紋層構造的層理。其特點內部物質均勻,組分和結構都無分異現象。成因:1懸浮物質快速沉積,2濁流,3生物擾動。29.各種準同生變形構造重荷模、包卷層理、滑塌變形構造、碟狀構造、柱狀構造、砂球砂枕構造的特征及其反映的沉積環境重點準同生變形構造:是指沉積物沉積后,在固結成巖之前處于塑性狀態時發生變形所形成的各種構造。1重荷模:指覆蓋在泥質巖之上的砂層底面上的瘤狀突起。它是由于下伏的含水塑性軟泥承受了不均勻的負載,使上覆砂質物陷入下伏

22、泥質物中而產生的。重荷模多在濁積巖中保存良好。2包卷層理:是指在一個巖層內所發生的紋層盤回和扭曲現象。它常被限于一個層內連續分布,并顯示出小型開闊向斜和緊密背斜的復雜現象。主要見于較薄層粗粉砂層或細粉砂層中,可以是硅質的或碳酸鹽質的。3滑塌變形構造:是指斜坡上未固結的沉積物在重力作用下發生滑動而形成的變形構造。一般伴隨快速沉積而產生,它是水下滑坡的良好標志。多出現在三角洲前緣、礁前、大陸斜坡及海底峽谷前緣。4碟狀構造和柱狀構造:快速堆積的松散沉積物中,孔隙水向上泄出,引起顆粒的位移和重新排列,形成泄水構造,如碟狀構造、柱狀構造。主要見于濁流沉積、三角洲前緣沉積及河流邊灘沉積。5砂球和砂枕構造:

23、是指砂巖層斷開并陷入泥巖中形成的許多緊密或稀疏排列的橢球狀或枕狀塊體。在淺水與深水環境中均有,代表沉積環境具有快速沉積甚至震積作用。30.各種暴露成因構造晶體印痕與假晶、鳥眼構造、泥裂、示頂底構造、雨痕、冰雹痕、泡沫痕的特征及其反映的沉積環境重點1晶體印痕與假晶:在適宜條件下,在松軟沉積物外表上形成的鹽類和冰等物質的結晶體后來由于溶融、溶解作用等而消失,而在層面上留下特殊的晶體印痕或充填形成假晶。2鳥眼:主要出現在泥晶灰巖、微晶白云巖、球粒灰巖、粉屑灰巖、砂屑灰巖中的原生小孔洞,被亮晶方解石或硬石膏充填主要出現在潮上帶和潮間帶上部的沉積物中。成因:氣泡成因、收縮成因、生物成因等。例題7:石鹽晶

24、體的形成環境:鹽湖、鹽沼、潮坪石鹽假晶的出現說明:石鹽晶體生長時水體鹽度增高,埋藏后孔隙水的鹽度降低。晶體印痕一般在泥質沉積物中容易保存。常見的有石鹽晶體印痕石鹽假晶、石膏晶體印痕石膏假晶、冰晶印痕等。泥裂:它是沉積物露出水面時因曝曬干涸所產生的收縮裂縫。示頂底構造:在碳酸鹽巖的原生孔洞中,有兩種不同的充填物,在孔洞的底部或下部,為泥屑、粉屑等內碎屑充填,色較暗;孔洞的頂部或上部為亮晶方解石充填,色較淺,兩者之間界面平直,能表示巖層的頂和底。雨痕、冰雹痕:是雨滴或冰雹降落在泥質沉積物的外表,撞擊成的小坑,坑的邊緣略微凸起。偶爾的陣雨形成的雨痕才比擬容易保存,反映了枯燥與半枯燥氣候條件下的大陸沉

25、積。冰雹痕比雨痕大、深,且不規那么。沉積物露出水面或在水面附近,處于大氣中,外表逐漸干涸收縮,或者受到撞擊而形成的層面構造,如干裂、雨痕、泡沫痕等。這些沉積構造具有指示沉積環境及古氣候的意義流痕:流痕是在水位降低,沉積物即將露出水面時,薄水層聚集在沉積物外表上流動時形成的侵蝕痕。一般呈齒狀、梳狀、穗狀、樹枝狀、蛇曲狀等泡沫痕:是沉積物近于出露水面時,水泡沫在沉積物外表暫停留所留下的半球形小坑,坑壁光滑,邊緣無凸起,很象小的痘疤,常成群出現,大小懸殊。31.縫合線構造的地質意義縫合線是一種裂縫構造。常見于碳酸鹽巖中,但也出現在石英砂巖、硅質巖及蒸發巖中。32結核的主要類型結核是巖石中自生礦物的集

26、合體。這種礦物集合體表現為在成分、結構、顏色等方面與圍巖有顯著區別的不規那么團塊。結核成因分類:1同生結核:與沉積作用同時形成的,如現代海底的Fe、Mn結核,結核不切穿層理,而是層理繞過結核呈彎曲狀。2成巖結核:成巖階段物質重新分配的產物。它既可以切穿層理,又可見層理繞過結核呈彎曲狀。3后生結核:形成于沉積物固結成巖以后,外來溶液常沿裂隙和層面進入巖石內沉淀或交代,故它切穿層理而無層理彎曲現象。33.塞拉克Seilacher,1964所劃分的遺跡化石的主要組合生物遺跡構造痕跡化石的組合:停息痕跡2爬行痕跡3覓食痕跡4攝食痕跡5穴居痕跡34.疊層石構造的形成原理、主要類型與形成環境疊層石的形態與

27、水動力條件有關一般來說,層狀疊層石形成于水動力較弱的環境中,多屬于潮間帶上部的產物;柱狀疊層石形成于水動力較強的環境中,多屬于潮間帶下部及朝下帶的產物。35.沉積巖顏色的分類引起沉積巖顏色的原因沉積巖的顏色主要決定于巖石的成分,即決定于巖石中所含的染色物質色素,或者說沉積巖的顏色多半是由含鐵質化合物或含游離碳等染色物質色素造成的。(1)繼承色主要決定于碎屑顆粒的顏色(2) 自生色決定于沉積物堆積過程中及其早期成巖過程中自生礦物的顏色,如海綠石。(3) 次生色在后生作用階段或風化過程中,原生組分發生次生變化,由新生成的次生礦物所造成的顏色。例題7.在野外看到純石英砂巖為白色,根據沉積巖顏色的成因

28、,這種白色屬于A。A繼承色 B自生色 C次生色 D弱復原色36.三大類自生色所反映的沉積環境1灰色和黑色有機質炭質、瀝青質或分散狀硫化鐵黃鐵礦、白鐵礦。復原強復原環境2 紅、棕、黃色鐵的氧化物或氫氧化物赤鐵礦、褐鐵礦等。氧化強氧化環境3綠色多數是由于含低鐵的礦物,如海綠石,鮞綠泥石等。少數是由于含銅的化合物,如孔雀石。以上均反映弱氧化弱復原環境有時是由于含有綠色的碎屑礦物,如角閃石,陽起石等。例題8大量黃鐵礦常形成于B環境地層中。強氧化 B強復原 C弱氧化 D弱復原37.碎屑巖的成分組成1按照成因,碎屑巖的組成局部包括:陸源碎屑物質、化學沉淀物質。按照按產出形式,碎屑巖的根本組成局部包括:碎屑

29、顆粒礦物碎屑和巖石碎屑、填隙物雜基和膠結物、孔隙。碎屑:礦物碎屑、巖石碎屑巖屑一礦物碎屑沉積巖中已發現的碎屑礦物約有160種,最常見的約有20種。在一種碎屑巖石中,其主要的碎屑礦物通常不過35種。按照相對密度,碎屑礦物可分為:輕礦物:<2.86,石英、長石等重礦物:>2.86,榍石、鋯石等1. 石英石英抗風化能力強,既抗磨又難分解,同時在大局部巖漿巖和變質巖中石英含量又高。所以石英是碎屑巖中分布最廣的一種碎屑礦物。石英主要出現在砂巖及粉砂巖中平均含量66.8%,在礫巖中含量較少,在粘土巖中那么更少。石英具有油脂光澤,但只在新鮮斷口上表現得明顯。在結晶巖中,深成中酸性巖漿巖、石英一長

30、石質片麻巖及片巖含有大量石英,這是碎屑石英的主要來源。不同來源的石英具有不同的特點。通過石英中所含包裹體及波狀消光現象,結合顆粒大小及形狀等特征,有助于判斷石英的來源。􀁮來自深成巖漿巖的石英:來自中酸性深成巖的石英,常含有細小的液體、氣體包裹體,或含鋯石、磷灰石、電氣石、獨居石等巖漿巖副礦物包裹體。礦物包裹體顆粒細小,自形程度高,排列無一定方位。塵狀氣、液包裹體使石英顆粒呈云霧狀。過去認為巖漿巖中的石英很少見到波狀消光,但更多觀察說明:較老的巖漿巖中的石英常常也表現有明顯的波狀消光。􀁯來自變質巖的石英:片麻巖和片巖風化崩解后,會產生大量的單晶及多晶石英。變質

31、石英外表常見裂紋,不含氣液包裹體。大多數的石英晶粒都具有波狀消光。􀁰來自噴出巖及熱液巖石的石英:火山噴出巖中的石英為高溫石英,多為單晶,不具波狀消光,不含包裹體,外表光潔如水,具有石英外形,破裂紋,港灣狀溶蝕邊緣。來自熱液脈的石英常含很多水、氣包裹體。􀁱再旋回石英:呈渾圓狀或帶自生加大邊,以單晶的非波狀消光石英為主。2. 長石在碎屑巖中,長石的含量少于石英。砂巖中長石的平均含量為1015%,長石主要分布于粗砂巖中,偶見于中砂巖中,在礫巖和粉砂巖中長石礦物碎屑含量較少。長石主要來源于花崗巖和花崗片麻巖。地殼運動比擬劇烈,地形高差大,氣候干,物理風化作用為主,搬

32、運距離近以及堆積迅速等條件,是長石大量出現的有利因素。在碎屑巖中,鉀長石正長石>微斜長石>斜長石鈉長石>>鈣長石。在長石中,最新鮮的是微斜長石,其顆粒外表光潔,網格雙晶清晰可見,常呈圓粒狀。正長石常見高嶺石化,使外表呈云霧狀,顆粒輪廓模糊不清。酸性斜長石常具有清晰的鈉長石雙晶。斜長石常被絹云母或碳酸鹽礦物所交代,外表呈云霧狀,輪廓模糊。再旋回長石的特征是微斜長石、正長石或斜長石具有自生加大邊,與石英的自生加大不同,長石自生加大與原長石碎屑的光性方位不同,不同時消光。3. 云母在碎屑巖中,白云母>黑云母。4. 重礦物在碎屑巖中含量極少,一般不超過1%,在粒級為0.2

33、50.05mm的范圍重礦物含量最高。按重礦物的風化穩定性可分為:穩定的重礦物和不穩定的重礦物。不同類型的母巖其礦物組分不同,經風化破壞后會產生不同的重礦物組合,因此,利用重礦物組合解釋母巖是非常有用的。二巖屑巖屑是母巖巖石的碎塊,是保持著母巖結構的礦物集合體。所以,巖屑是提供沉積物來源區的巖石類型的直接標志。巖屑的含量決定于粒度、母巖成分及成熟度等因素。在砂巖的碎屑中,巖屑的平均含量為1015%,常見的巖屑類型有:􀁮花崗巖巖屑:花崗巖是地殼上分布最廣的一類巖漿巖,沉積碎屑巖的主要母巖。􀁯噴出巖巖屑:在砂巖中較豐富􀁰片麻巖、片巖巖屑:易形成大

34、量多晶石英􀁱脈石英巖屑􀁲石英砂巖巖屑較少或很少􀁝燧石:穩定,抗風化能力較強􀁞粘土巖巖屑三、填隙物成分碎屑顆粒間的填隙物包括:雜基和膠結物一雜基1. 雜基是碎屑巖中的細小的機械成因組分,其粒級以泥級為主,可包括一些細粉砂。2. 雜基成分:高嶺石、水云母、蒙脫石等粘土礦物,亦見灰泥、云泥以及一些細粉砂級碎屑:絹云母、綠泥石、石英、長石等。3. 不同碎屑巖中,雜基含量不同。雜基含量高是不成熟砂巖的特征。二膠結物膠結物是碎屑巖中以化學沉淀方式形成于粒間孔隙中的自生礦物。膠結物成分主要有:􀂋硅質石英、玉髓、蛋白石&

35、#1048715;碳酸鹽方解石、白云石􀂋鐵質赤鐵礦、褐鐵礦等􀂋硬石膏、石膏、黃鐵礦􀂋粘土礦物1. 硅質膠結物包括非晶質的蛋白石、隱晶質的玉髓和結晶質的石英。重結晶轉變:蛋白石玉髓石英有時石英顆粒邊緣較干凈,與自生加大邊之間無明確界線,需借助陰極發光才能看清。硅質膠結物是由砂巖的過飽和孔隙水中沉淀出來的,孔隙水中溶解的SiO2可以有不同的來源:􀁮海相沉積物孔隙水中,大量硅藻、放射蟲、硅質海綿以及其它非晶質氧化硅骨骼發生溶解。􀁙在強大壓力下,石英顆粒的局部溶解。􀁚長石、粘土礦物等硅酸鹽礦物以

36、及火山玻璃等物質的分解。2. 碳酸鹽膠結物在砂巖中最常見的碳酸鹽膠結物是方解石。由方解石膠結的砂巖常形成嵌晶結構。3. 其它類型的膠結物􀁘氧化鐵:赤鐵礦、纖鐵礦、針鐵礦􀁯石膏及硬石膏􀁚磷灰石、沸石、海綠石等􀁱重晶石、天青石、高嶺石、水云母、蒙脫石、螢石、巖鹽、鉀鹽、黃鐵礦、綠泥石等例題9: 碎屑顆粒、雜基、膠結物及孔隙四種組分的區別從含義、在碎屑巖中的分布狀況及所起的作用、搬運方式、沉積方式及控制因素、水動力條件、形成階段等方面重點38.成分成熟度的概念及其指標重點(1)成分成熟度:指碎屑物質成分上被改造趨向于最終產物的程

37、度,亦稱“化學成熟度或“礦物成熟度。化學成分:SiO2含量高,Al2O3含量少礦物成分:石英含量高,長石、巖屑等含量少(2)成熟度指數判別砂巖或其它碎屑巖在化學上及在礦物學上成熟度上下的一個指數:SiO2/Al2O3,Q/F,Q/F+R,ZTRQ= Quartz 石英F= Feldspar 長石R= Rock fragments 巖屑Z= zircon 鋯石T=tourmaline 電氣石R=rutile金紅石例題10: SiO2/Al2O3,Q/F,Q/F+R,ZTR 值與成分成熟度的關系?SiO2/Al2O3 越大,成分成熟度越_大_?Q/F 越大,成分成熟度越_大_?Q/F+R越大,成分

38、成熟度越_大_?ZTR 越大,成分成熟度越_大_?39.碎屑顆粒的結構:粒度中石油粒度分級標準、值、粒度命名原那么、球度形狀、圓度分級等碎屑顆粒的結構特征一般包括:粒度、球度、形狀、圓度、顆粒的外表特征。1. 粒度的概念粒度是指碎屑顆粒的大小。粒度是碎屑顆粒的最主要的結構特征,直接決定著巖石的類型和性質,是碎屑巖分類命名的重要依據。中石油粒度分級標準重點克魯賓將伍登溫特華斯的粒級劃分轉化為值:= -log2D重點1三級命名法重點:<1>50%的粒級定為巖石的主名,即根本名;<2>介于50-25%之間的粒級以形容詞“××質的形式寫在根本名之前;<

39、3>25-10%的粒級作次要形容詞,以“含××的形式寫在最前面;<4>含量<10%的粒級一般不反映在巖石名稱中。2復合命名:假設碎屑巖的粒度分選較差,所含粒級較多,沒有含量>50%的粒級,而含量介于5025%的粒級又不止一個,進行復合命名,以“××××巖的形式表示,含量較多的寫在后面。3假設碎屑巖的粒度分選更差,粒度含量均<25%,那么應將此巖石的全部粒度組分分別合并為礫、砂和粉砂三大級別,然后按前兩條原那么命名。例題11 :(1)中砂占55%,粗砂占30%,礫石占10%,其它占5%命名:_(2)中

40、砂36,細砂48,粉砂16命名:_(3)細礫16%,中礫12,粗砂20%,中砂18,粗粉砂12%,粘土22命名:_2球度形狀:球度是一個定量參數,用它來度量一個顆粒近于球體的程度。它是用與顆粒體積相同的球體的橫切面積與該顆粒的最大投影面積的比值求得的 球度= 顆粒的形狀是由顆粒中A、B、C三個軸的相對大小決定的。圓球體:B/A>2/3,C/B>2/3橢球體:B/A<2/3,C/B>2/3扁球體:B/A>2/3,C/B<2/3長扁球體:B/A<2/3,C/B<2/33圓度圓度指碎屑顆粒的原始棱角被磨圓的程度;在手標本的觀察描述中,通常把碎屑的圓度劃

41、分為4個級別:棱角狀、次棱角狀、次圓狀、圓狀。40.原雜基與正雜基的區別原雜基:直接沉淀,未重結晶,細粒,單偏光鏡下,暗色,正交偏光鏡下,幾何消光,顆粒細小。正雜基:顆粒大且多。41.雜基與膠結物的區別重點碎屑巖的填隙物包括雜基和膠結物。一雜基1定義:碎屑巖中與粗碎屑一起沉積下來的細粒填隙組分,粒度一般小于0.03mm>5。對于更粗的碎屑巖,如礫巖,雜基也相對變粗,除泥以外,還包括粉砂甚至砂級顆粒。2地質意義:雜基的含量和性質可以反映搬運介質的流動特性,反映碎屑組分的分選性,也是水動力強度的重要標志,是碎屑巖結構成熟度的重要標志。3雜基成分:多為粘土礦物,有時見有灰泥、云泥及一些細粉砂碎

42、屑顆粒。4雜基的類型原雜基代表原始沉積狀態的雜基,泥質結構。正雜基原雜基經成巖作用明顯重結晶的產物,粘土礦物顯微鱗片結構。似雜基碎屑巖中一些與雜基結構極為相似的細粒組分,在成因上與雜基完全不同。包括下面三種:a淀雜基在成巖作用過程中,由孔隙水中析出的粘土礦物膠結物。b外雜基碎屑沉積物堆積后,在成巖后生期充填于其粒間孔隙中的外來雜基物質,常具示頂底構造。c假雜基軟碎屑經壓實破碎形成的類似雜基的填隙物二膠結物膠結物是碎屑巖中以化學沉淀方式形成于粒間孔隙中的自生礦物。在碎屑巖中,其含量<50%,表現為孔隙充填結構。1非晶質及隱晶質結構蛋白石、磷酸鹽礦物,在偏光顯微鏡下表現為均質體性質。2顯晶粒

43、狀結構膠結物呈結晶粒狀分布碎屑顆粒之間。因晶粒較大,在手標上可以辯認。3帶狀和櫛殼狀結構膠結物環繞顆粒呈帶狀分布為帶狀結構,常為粘土膠結物。如果膠結物呈纖維狀或針狀垂直顆粒外表生長,稱為櫛殼狀結構。4嵌晶結構膠結物結晶顆粒較粗大,晶粒間呈鑲嵌結構,每一個晶粒中可以包含有多個碎屑顆粒。4自生加大結構多見于硅質膠結的石英砂巖中,硅質膠結物圍繞碎屑石英顆粒生長,二者成分相同,而且表現為完全一致的光性方位。良好的自生加大膠結物形成于成巖階段或后生階段。42.兩種顆粒支撐性質碎屑結構的支撐類型可劃分為兩類:雜基支撐結構和顆粒支撐結構。支撐類型、膠結類型和顆粒接觸關系重點43.碎屑巖的膠結類型:基底式、孔

44、隙式、接觸式和鑲嵌式的特征及其反映的環境意義重點1 基底膠結填隙物雜基含量較多,碎屑顆粒在雜基中互不接觸呈漂浮狀,填隙物主要為原雜基或正雜基。不同于膠結物呈嵌晶結構的膠結方式。代表高密度流快速堆積的特征。又稱雜基支撐結構。形成于沉積同生期。2 孔隙膠結最常見的顆粒支撐結構,碎屑顆粒構成支架狀,顆粒之間多呈點狀接觸,膠結物充填在碎屑顆粒之間的孔隙中。膠結物形成于成巖期或后生期化學沉淀的產物。反映穩定強水流的沉積特征。3 接觸膠結亦為一種顆粒支撐結構,顆粒之間呈點接觸或線接觸,膠結物含量少,分布于碎屑顆粒相互接觸的地方,孔隙中無膠結物。可能是干旱氣候條件下的砂層,因毛細管作用,溶液沿顆粒間細縫流動

45、并沉淀而成;或者由原來的孔隙式膠結物經地下水淋濾溶蝕改造而成。4 鑲嵌膠結在成巖期的壓固作用下,特別是當壓溶作用明顯時,砂質沉積物中的碎屑顆粒會更緊密地接觸,顆粒之間由點接觸開展為線接觸、凹凸接觸,甚至形成縫合線接觸。44.結構成熟度的概念重點結構成熟度:指碎屑物質結構上被改造趨向于最終產物的程度。等大 分選好 圓狀 球形 無雜基。45.礫巖的概念礫巖:粒徑大于2mm的碎屑顆粒超過30%的碎屑巖稱為礫巖或角礫巖。46.根據雜基的含量、礫石的大小、礫巖在剖面中的位置進行礫巖分類重點1根據雜基的含量分類正礫巖:雜基<15%,泥砂雜基較少,礫石支撐,常與粗粒砂巖伴生,多為河流沖積、海灘沖洗而成

46、,也可為巖溶坍塌而成。副礫巖雜基>15%,泥砂雜基較多,分選極差,主要是重力流或冰川所形成的。2根據礫石的大小分類細礫巖:直徑210mm的礫石>50%中礫巖:直徑10100mm的礫石>50%粗礫巖:直徑1001000mm的礫石>50%巨礫巖:直徑>1000mm的礫石>50%當巖石中碎屑顆粒大小不一致時,可采用三級命名法。角礫巖也可以按平均粒度大小同樣命名。3根據礫巖在剖面中的位置分類1. 底礫巖分布于侵蝕面上,常常位于海侵層位的最底部,與下伏地層呈假整合接觸,為海侵開始階段的產物。成分一般較簡單,穩定組分較高,磨圓度高,分選性好,基質含量少,為長期風化、搬運

47、改造的產物。2. 層間礫巖整合地夾于其它巖層之間,它的存在并不代表有侵蝕間斷,與下伏地層是連續沉積的。礫石成分較復雜,磨圓度差,基質成分復雜。它們通常是當地巖石邊沖刷、邊沉積的破壞產物,在河流及山前沉積中常見,為近源堆積物。3. 層內礫巖層內礫巖是指該巖層在準同生期尚處于半固結狀態時,經侵蝕、破碎和再沉積而成的礫巖沉積物,再經成巖作用而成的礫巖,如竹葉狀灰巖。47.砂巖的定義砂巖:砂級碎屑20.1mm含量>50%的碎屑巖。48.砂巖的四組分分類方案本書的砂巖分類1首先按基質含量將砂巖分為:砂巖:基質<15%雜砂巖:50% >基質>15%泥質巖:基質50%對砂巖和雜砂巖進

48、行三角圖解三端元分類:石英Q、長石F、巖屑R的相對含量進行劃分,其中R包括燧石、硅質巖屑和花崗質巖石在內的各種巖屑以及碎屑狀云母及綠泥石。信荃林1982年的分類重點 3對于富長石特別是富巖屑的砂巖,可采用輔助三角圖解,輔助三角圖解的三個端元組分可根據具體情況靈活選擇。4當砂巖中含有次要礦物和特殊礦物時,可采用附加定名,如海綠石石英砂巖,其綜合定名格式為:顏色+特征礦物+膠結物成分+結構粒級類型+巖石根本名稱。如:紫紅色鐵質膠結中細粒石英砂巖灰綠色含海綠石中粒石英砂巖例題12:某砂巖薄片鑒定資料如下:碎屑顆粒91%:石英62% ,微斜長石18%,鈉長石8%,燧石2%,脈石英3%,變質巖巖屑2%,

49、沉積巖巖屑3%,巖漿巖巖屑2%;填隙物9%:為陸源粘土礦物。該巖石命名為:_ 。例題13:某砂巖薄片鑒定資料如下:碎屑顆粒中石英91%、脈石英2%、粘土巖巖屑3%、燧石4%,雜基1%為陸源粘土,膠結物10%主要為硅質,有極少量赤鐵礦。該巖石命名為:_ 。三角圖投點:數據點較少時,可按以下步驟確定砂巖在教材推薦方案中的類型:1. 將數據換算成Q+F+R=100%;2. 如果Q>90%,那么為石英雜砂巖;3. 如果90%>Q>75%,根據F與R的相對多少來確定是長石質石英雜砂巖還是巖屑質石英雜砂巖;4. 如果75%>Q>50%:1如果滿足F<25%且R<2

50、5%,根據F與R的相對多少來確定是長石巖屑質石英雜砂巖還是巖屑長石質石英雜砂巖;2如果F>25%或R>25%,那么用F/F+R確定。5. 如果Q<50%,仍用F/F+R確定。49.石英砂巖、長石砂巖、巖屑砂巖和雜砂巖的成因母巖條件、構造條件、氣候條件重點1石英砂巖母巖條件:石英砂巖不可能直接來源于花崗巖的風化,而是來自于先前存在的砂巖,也就是說,它們是長期、屢次再沉積的結果。構造條件:其產出需要穩定的大地構造條件和砂的多旋回沉積作用,石英砂巖主要發育在穩定的地臺區,標志著穩定的大地構造環境、基準面的夷平作用以及長期的風化作用。石英砂巖主要產于海洋環境。氣候條件:石英砂巖屬高度

51、成熟砂巖,是風化、分選和磨蝕等作用持久和深化的產物,所以產生在潮濕的環境。2長石砂巖母巖條件:要有富含長石的母巖,如花崗巖、花崗片麻巖等。構造條件:在構造活動比擬強烈的地區,形成高差較大的地形起伏,花崗質基底隆起,相鄰地帶發生沉陷,從而使母巖遭受到劇烈侵蝕、快速堆積。氣候條件:極其干旱或寒冷的氣候條件下化學風化減弱有利于不穩定組分的保存,溫濕氣候條件也有長石砂巖的堆積。粉砂巖的定義3巖屑砂巖母巖條件:構造條件:巖屑砂巖的形成條件與長石砂巖根本類似,需要有利于不穩定物質產生和沉積的條件,即:強烈的物理風化和近源快速堆積。氣候條件:4雜砂巖雜砂巖的形成條件與長石砂巖類似,即需要侵蝕、搬運及沉積的快

52、速進行。50.粉砂巖的定義粉砂巖:主要由0.10.01mm粒級>50%的碎屑顆粒組成的細粒碎屑巖。51.高嶺石、蒙脫石、伊利石和綠泥石的轉化1. 高嶺石的轉化高嶺石類的粘土礦物在埋藏成巖過程中的轉化趨勢是轉變為蒙脫石、伊利石或綠泥石。2. 蒙脫石的轉化隨埋深的增加,蒙脫石向伊利石轉化。蒙脫石向伊利石或綠泥石轉化的重要條件是孔隙水為堿性介質,如果孔隙水為酸性,蒙脫石那么將向高嶺石轉化。3. 伊利石和綠泥石的轉化伊利石和綠泥石在埋藏成巖過程中,假設孔隙水保持堿性,二者可保持穩定而不發生變化。假設孔隙水為酸性,那么二者均不穩定,并且可以轉化為高嶺石。這種逆向轉化是一種退變作用,常出現于表生成巖

53、環境。52.粘土巖對于油氣的意義粘土沉積物與有機質的關系極為密切。在沉積過程中,細粘土礦物最大限度地富集了有機質。據統計,與粘土礦物有關的有機質占沉積物中全部有機質的8085%,而蒙脫石粘土沉積物是有機質最主要的存放者。它們在埋藏成巖過程中隨埋深和地溫的增加一起發生演化。蒙脫石和伊利石轉化與有機質向石油轉化有密切關系。粘土礦物是有機質向石油轉化的催化劑。在早期,由于粘土礦物的存在促進了脂肪酸的脫羧基作用而形成長鏈烷烴,這個過程大致在地溫<60、埋深<1500m、蒙脫石脫去大量孔隙水的第一階段。此后,在蒙脫石向混層粘土轉化過程中,由于脫水形成的酸性環境進一步促進了長鏈烷烴的裂解,形成

54、石油烴,這是石油形成的主要階段,埋深約15002700m、地溫約60130,相當于蒙脫石脫水的第二階段。這一階段脫水和石油生成同時進行,脫出的孔隙水和層間水向外排出,成為石油從生油母巖向儲集層進行初次運移的良好載體;同時,脫水過程也是粘土沉積物體積收縮、孔隙相對增大的過程,為石油的初次運移提供了良好的通道。研究說明,在一個沉積盆地內,蒙脫石伊利石混層粘土礦物出現的深度和溫度與有機質開始轉化為石油的深度和溫度是一致的。因此,可以把蒙脫石伊利石混層粘土礦物的出現作為有機質向石油轉化的標志。53.碎屑巖成巖作用的主要類型54.火山碎屑物質的主要成分重點火山碎屑物質按其組成及結晶狀況分為巖屑巖石碎屑、晶屑晶體碎屑和玻屑玻璃碎屑三種。55.火山碎屑巖的粒度結構類型。重點火山碎屑巖:主要由火山碎屑物質組成,其次為正常沉積物、熔巖物質等。結構:目前通用的粒級劃分為:集塊100mm、火山角礫1002mm、火山灰20.01mm、火山塵0.01mm。火山碎屑巖的結構類型重點按粒度分類:集塊結構火山集塊50%火山角礫結構火山角礫50%凝灰結構火山灰50%塵屑結構火山塵>50%按成因分類:塑變熔結結構主要由塑變玻屑和塑性巖屑彼此平行重疊熔結而成碎屑熔巖結構火山碎屑物被熔巖膠結沉火山碎屑結構指混入正常沉積物凝灰沉積結構正常沉積混入少量火山碎屑物質56.假流紋構造

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