1、第二節 砂巖 一、概述一、概述（一）定義（一）定義主要由砂級（主要由砂級（2 20.1mm0.1mm）（）（50%50%）的陸源碎屑顆粒組成的中碎）的陸源碎屑顆粒組成的中碎屑巖。屑巖。（二）一般特征（二）一般特征1.1.成分復雜成分復雜碎屑顆粒碎屑顆粒石英最多，長石、巖屑次之。重礦物含量少。石英最多，長石、巖屑次之。重礦物含量少。雜基雜基0.03mm,10% 混雜砂巖（雜砂巖、瓦克巖）混雜砂巖（雜砂巖、瓦克巖）粘土雜基含量粘土雜基含量10%純凈砂巖（砂屑巖）純凈砂巖（砂屑巖）優點優點引入雜基分類，并認為兩種類型的砂巖在成因上不同引入雜基分類，并認為兩種類型的砂巖在成因上不同砂屑巖：經流水的充分

2、沖刷、篩選而緩慢沉積砂屑巖：經流水的充分沖刷、篩選而緩慢沉積雜砂巖：未經流水沖刷、篩選而沉積，即快速沉積雜砂巖：未經流水沖刷、篩選而沉積，即快速沉積第二節 砂巖4.吉爾伯特（吉爾伯特（Gilbert）分類）分類缺點：某些砂巖類型在圖解中沒有明顯的劃分界線缺點：某些砂巖類型在圖解中沒有明顯的劃分界線5.裴蒂莊（裴蒂莊（Petijoin）（1975）分類）分類四組分分類體系四組分分類體系優點優點把反映成因的把反映成因的來源區、礦物來源區、礦物成熟度及流動成熟度及流動因素作為砂巖因素作為砂巖分類的準則分類的準則缺點缺點有的界線、名有的界線、名稱不合適稱不合適第二節 砂巖（三）目前分類（本教材分類）（

3、三）目前分類（本教材分類）1.1.分類原則分類原則實用性、科學性實用性、科學性（1 1）反映母巖性質）反映母巖性質母巖區古氣候母巖區古氣候古大地構造背景古大地構造背景/ /古地形古地形母巖類型母巖類型（2 2）反映搬運和磨蝕的歷史（時間）反映搬運和磨蝕的歷史（時間）（3 3）反映介質的物理條件）反映介質的物理條件流體性質、水體能量、沉積速率流體性質、水體能量、沉積速率2.2.分類端元選擇的依據分類端元選擇的依據石英（單晶石英顆粒，不包括燧石和多晶石英）、長石石英（單晶石英顆粒，不包括燧石和多晶石英）、長石（鉀長石和斜長石）、巖屑（各種巖漿巖、變質巖和沉（鉀長石和斜長石）、巖屑（各種巖漿巖、變質

4、巖和沉積巖的巖屑）和粘土雜基四種組分。積巖的巖屑）和粘土雜基四種組分。（1 1）容易辨別，又具有成因意義）容易辨別，又具有成因意義（2 2）Q Q、F F、R R是砂巖的主要結構組分是砂巖的主要結構組分（3 3）F/RF/R（來源系數）可反映母巖性質。（來源系數）可反映母巖性質。F：深成巖，R：火山巖（4 4）Q/(F+R)Q/(F+R)（成分成熟度）反映搬運和磨蝕歷史（成分成熟度）反映搬運和磨蝕歷史（5 5）C/MC/M（clasterclaster/matrix,/matrix,流動系數）流動系數） 表示介質性表示介質性質、沉積速率、沉積能量質、沉積速率、沉積能量0501550252555

5、501090石英長石巖屑凈砂巖雜砂巖泥巖雜基(粒徑30m)百分含量253.分類方案分類方案砂巖分類（根據裴蒂莊1987分類方案修改、補充）I(I)石英（雜）砂巖；II(II)亞長石（雜）砂巖；III(III)亞巖屑（雜）砂巖；IV(IV)長石（雜）砂巖；V(V)巖屑質長石（雜）砂巖；VI(VI)長石質巖屑（雜）砂巖；VII(VII)巖屑（雜）砂巖3.分類方案分類方案（1）按雜基含量將砂巖分為兩大類，按雜基含量將砂巖分為兩大類，雜基雜基15%的雜砂巖（相當于瓦克砂巖、硬砂巖）。的雜砂巖（相當于瓦克砂巖、硬砂巖）。（2）再看長石、巖屑）再看長石、巖屑若若 F5%、R5% 石英砂巖石英砂巖若若5%F

6、25%、5%R25%、R25% 長石砂巖或巖屑砂巖長石砂巖或巖屑砂巖F25% FR 長石砂巖類長石砂巖類 R10% 巖屑質長石砂巖巖屑質長石砂巖R25% RF 巖屑砂巖類巖屑砂巖類 F10% 長石質巖屑砂巖長石質巖屑砂巖三、砂巖的主要類型 1.1.石英砂巖石英砂巖:Q90% F5% R90% F5% R5%根據膠結物的成分，可將石英砂巖進一步分類和命名，如根據膠結物的成分，可將石英砂巖進一步分類和命名，如鐵質石英砂巖、鈣質石英砂巖及硅質石英砂巖等鐵質石英砂巖、鈣質石英砂巖及硅質石英砂巖等圖43鐵質石英砂巖河北龐家堡，中、上、元古界串嶺溝組。單偏光40圖44海綠石沉積石英巖河北唐山，中、上元古界

7、龍山組單偏光80三、砂巖的主要類型2.2.次長石砂巖：次長石砂巖：QF5% 25%R0%QF5% 25%R0%圖45次長石砂巖四川，侏羅系，正交偏光80三、砂巖的主要類型3.3.次巖屑砂巖：次巖屑砂巖：Q R 5% 25% F 0%Q R 5% 25% F 0%圖46次巖屑砂巖四川，侏羅系，正光偏光80三、砂巖的主要類型4.4.長石砂巖類：長石砂巖類：Q25% FRQ25% FR長石砂巖類包括長石砂巖和巖屑質長石砂巖。長石砂巖類包括長石砂巖和巖屑質長石砂巖。長石砂巖長石砂巖, Q75%, Q25%F25%，R10%R10%。巖屑質長石砂，巖屑質長石砂， Q65%Q25%F25%，R10%R10

8、%。 巖屑質長石砂巖山東下第三系沙河街組。單偏光65長石砂巖河北唐山，中、上元古界長域系底部。正交偏光80三、砂巖的主要類型5.5.巖屑砂巖類：巖屑砂巖類：Q25% RFQ25% RF巖屑砂巖類包括巖屑砂巖和長石質巖屑砂巖。巖屑砂巖類包括巖屑砂巖和長石質巖屑砂巖。巖屑砂巖巖屑砂巖, Q75%, Q25%R25%，F10%F10%。長石質巖屑砂巖，長石質巖屑砂巖， Q65%Q25%R25%，F10%F10%。三、砂巖的主要類型6.6.雜砂巖類雜砂巖類1 1）定義）定義雜砂巖（雜砂巖（wackewacke）粘土雜基大于粘土雜基大于15%15%，分選不好，砂泥混雜的砂巖。，分選不好，砂泥混雜的砂巖。

9、硬砂巖硬砂巖埋深較大的雜砂巖，經過強烈的硬化固結作用，含有埋深較大的雜砂巖，經過強烈的硬化固結作用，含有大量極細粒的云母和綠泥石等礦物。大量極細粒的云母和綠泥石等礦物。2 2）分類）分類原則同（凈）砂巖（原則同（凈）砂巖（arenitearenite）第三節 粉砂巖一、定義一、定義主要由主要由0.10.10.01mm0.01mm粒級（含量大于粒級（含量大于50%50%）的碎屑顆粒組）的碎屑顆粒組成的細粒碎屑巖。成的細粒碎屑巖。二、一般特征二、一般特征1.1.成分成分主要礦物成分：主要礦物成分：石英、白云母及粘土礦物為主，長石較少，巖屑極少石英、白云母及粘土礦物為主，長石較少，巖屑極少或不存在。

10、多為穩定重礦物，含量可達或不存在。多為穩定重礦物，含量可達2 23%3%。多為鉀長石，次為酸性斜長石。填隙物常為粘土、鈣質、鐵質等。填隙物常為粘土、鈣質、鐵質等。第三節 粉砂巖2.2.結構結構分選性較好，磨圓性較差分選性較好，磨圓性較差碎屑顆粒常呈棱角次棱碎屑顆粒常呈棱角次棱角狀。角狀。WHYWHY？3.3.構造構造水平層理及波狀層理水平層理及波狀層理交錯層理較少，多為小型交錯層理較少，多為小型水平滑動形成的包卷層理等變形構造水平滑動形成的包卷層理等變形構造搬運距離遠，但多為懸浮搬運。搬運距離遠，但多為懸浮搬運。第三節 粉砂巖三、粉砂巖的分類三、粉砂巖的分類（一）按顆粒大?。ㄒ唬┌搭w粒大小1.

11、粗粉砂巖粗粉砂巖 0.10.05mm很像砂巖，不僅與砂巖共生，也常發育各種交錯很像砂巖，不僅與砂巖共生，也常發育各種交錯層理，而且可作為油氣儲層。層理，而且可作為油氣儲層。2.細粉砂巖細粉砂巖 0.050.01mm具有粘土巖特性，常與泥質巖或泥晶灰巖共生，具有粘土巖特性，常與泥質巖或泥晶灰巖共生，可能成為生油層?？赡艹蔀樯蛯印Ｓ绕涫歉缓惩廖镔|的細粉砂巖，若粉砂巖中混有較多的砂和粘土，按三級命名法命名。若粉砂巖中混有較多的砂和粘土，按三級命名法命名。 第三節 粉砂巖（二）根據碎屑成分（二）根據碎屑成分單成分粉砂巖單成分粉砂巖石英為主石英為主復成分粉砂巖復成分粉砂巖除石英外，還有較多云母、長石

12、或其它碎屑除石英外，還有較多云母、長石或其它碎屑（三）根據膠結物成分（三）根據膠結物成分鐵質粉砂巖鐵質粉砂巖鈣質粉砂巖鈣質粉砂巖山東萊陽上侏羅統白云質粉砂巖山東萊陽上侏羅統白云質粉砂巖 第三節 粉砂巖四、成因四、成因經過較長距離搬運，在穩定的水動力條件下緩慢沉降經過較長距離搬運，在穩定的水動力條件下緩慢沉降長距離搬運不僅能使碎屑物質破碎形成粉砂級顆粒，還可以使粗細混雜的物質逐漸分異，使粉砂顆粒相對集中，由于顆粒細小，需要在穩定的環境中才能沉降堆積。分布極其廣泛分布極其廣泛，幾乎在所有的砂泥質巖系中，都有粉砂巖層或夾層。砂巖向泥巖過渡的水流緩慢地帶砂巖向泥巖過渡的水流緩慢地帶海、湖較深處、河漫灘

13、、三角洲、瀉湖、沼澤等。海、湖較深處、河漫灘、三角洲、瀉湖、沼澤等。 第三節 粉砂巖五、實例五、實例黃河三角洲現代沉積黃河三角洲現代沉積顏色顏色黃色、灰黃色、土黃色黃色、灰黃色、土黃色成分成分顆粒（顆粒（7080%）：石英、長石、云母、重礦物（鋯石、磷灰）：石英、長石、云母、重礦物（鋯石、磷灰石、角閃石、綠簾石、金紅石）石、角閃石、綠簾石、金紅石）雜基雜基15%膠結物膠結物1030%，方解石、白云石為主，方解石、白云石為主結構結構分選好、磨圓差分選好、磨圓差第四節 粘土巖一、概述一、概述1.1.定義定義廣義：廣義：主要由粒徑主要由粒徑0.01mm50%50%）組成的）組成的沉積巖。沉積巖。狹義

14、：狹義：主要由粘土礦物（含量大于主要由粘土礦物（含量大于50%50%）組成的沉積巖。）組成的沉積巖。粘土礦物成因：粘土礦物成因：機械方式：母巖風化而成機械方式：母巖風化而成化學方式：自生粘土礦物將化學方式：自生粘土礦物將第四節 粘土巖2.研究意義研究意義分布最廣，約占沉積巖總體積的分布最廣，約占沉積巖總體積的5560%。沉積巖成因、沉積環境分析沉積巖成因、沉積環境分析吸附的微量元素可判斷古環境和古氣候。重要的石油地質意義重要的石油地質意義重要的生油母質；良好蓋層；泥巖裂縫油氣藏重要的生油母質；良好蓋層；泥巖裂縫油氣藏工業用途工業用途可塑性、耐火性、燒結性、吸水膨脹性、吸附性等可塑性、耐火性、燒

15、結性、吸水膨脹性、吸附性等經濟意義經濟意義富集稀有元素和稀土元素，形成工業礦床富集稀有元素和稀土元素，形成工業礦床黑色頁巖和碳質頁巖中鎳、鉬、釩、鉛、鉑、鈰、釔等第四節 粘土巖二、粘土巖的物質成分二、粘土巖的物質成分 1.粘土礦物粘土礦物含水的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物，非晶質和結晶質兩類。含水的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物，非晶質和結晶質兩類。結晶質粘土礦物具有層狀和鏈層狀兩種結構類型結晶質粘土礦物具有層狀和鏈層狀兩種結構類型以層狀結構粘土礦物最常見以層狀結構粘土礦物最常見硅氧四面體硅氧四面體由位于四面體中心的一個硅和位于四面體角頂的四個氧組成。鋁鋁/鎂氧八面體鎂氧八面體由位于一個八面體中心的鋁和六個位于

16、八面體角頂的氧組成。在鋁氧八面體中，Mg2+、Fe3+等可置換Al3+。第四節 粘土巖（1）高嶺石族）高嶺石族高嶺石、地開石、珍珠陶土高嶺石、地開石、珍珠陶土1：1型雙層結構單元層型雙層結構單元層由一層Si-O四面體和一層Al-(O-OH)八面體組成高嶺石高嶺石單個晶體：六邊鱗片狀、書頁狀。單個晶體：六邊鱗片狀、書頁狀。集合體：蠕蟲狀、手風琴狀；集合體：蠕蟲狀、手風琴狀；成因成因長石類礦物在酸性介質中分解的產物長石類礦物在酸性介質中分解的產物富含富含Al3+的硅酸鹽轉變的硅酸鹽轉變晶體0.010.001mm，重結晶1mm相對密度2.61，硬度2質純白色，含雜質淺紅色、淺黃色高嶺石手風琴狀高嶺石

17、集合體第四節 粘土巖（2）蒙脫石族）蒙脫石族蒙脫石拜來石、綠脫石、皂石，蒙脫石拜來石、綠脫石、皂石，2：1型三層結構單元型三層結構單元兩層四面體夾一層八面體層蒙脫石蒙脫石/膠嶺石膠嶺石/微晶高嶺石微晶高嶺石偏光鏡下細鱗片狀，干涉色比高嶺石、伊利石高。偏光鏡下細鱗片狀，干涉色比高嶺石、伊利石高。掃描電鏡下細鱗片狀、鵝毛狀、棉絮狀，輪廓不清楚。掃描電鏡下細鱗片狀、鵝毛狀、棉絮狀，輪廓不清楚。加水膨脹或呈漿糊狀加水膨脹或呈漿糊狀質純白色/灰白色，含雜質呈黃色、桃紅色、灰綠色等。致密塊狀呈蠟狀光澤，疏松土狀光澤暗淡。硬度12,相對密度23。常與未變化的火山玻璃一同產出第四節 粘土巖（3）伊利石族）伊利

18、石族/水云母族水云母族伊利石、海綠石伊利石、海綠石2：1型結構單元層型結構單元層伊利石伊利石偏光顯微鏡下偏光顯微鏡下彎曲葉片狀，低彎曲葉片狀，低中正突起，干涉色可達二級中正突起，干涉色可達二級掃描電鏡下掃描電鏡下圓滑鱗片狀或帶尖角和直邊的片狀圓滑鱗片狀或帶尖角和直邊的片狀伊利石第四節 粘土巖（4）綠泥石族）綠泥石族2：1：1型結構單元層型結構單元層2：1結構單元層再疊置和連接一個八面體層。葉綠泥石、鮞綠泥石、鐵綠泥石葉綠泥石、鮞綠泥石、鐵綠泥石綠色綠色單體針葉狀、玫瑰花狀單體針葉狀、玫瑰花狀集合體絨球狀集合體絨球狀葉綠泥石最常見-輝石、角閃石、石榴石、長石等的蝕變產物鮞綠泥石-沉積鐵礦的重要組

19、成部分，與菱鐵礦、黃鐵礦、菱錳礦等共生90%。巖石滑膩，手捻或牙齒咀嚼感覺不出顆粒存在。常呈魚鱗狀或貝殼狀斷口。2.含粉砂粘土結構含粉砂粘土結構 粘土粘土75%，粉砂，粉砂1025%；3.粉砂質粘土結構粉砂質粘土結構 粘土粘土=7550%，粉砂，粉砂2550%；4.含砂的粘土結構 粘土75%，砂1025%；5.砂質粘土結構 粘土=7550%，砂2550%； 第四節 粘土巖（二）按粘土礦物的結晶程度和晶體形態劃分（二）按粘土礦物的結晶程度和晶體形態劃分1.非晶質結構非晶質結構，很少見，僅見于水鋁英石質巖石中。2.隱晶質結構隱晶質結構偏光鏡下難以識別粘土礦物晶形偏光鏡下難以識別粘土礦物晶形3.顯微晶質結構顯微晶質結構粘土礦物因重結晶而變大，偏光鏡下可識別晶形粘土礦物因重結晶而變大，偏光鏡下可識別晶形4.粗晶結構粗晶結構粘土礦物因強烈重結晶而呈粗大晶體粘土礦物因強烈重結晶而呈粗大晶體第四節 粘土巖四、粘土巖的構造四、粘土巖的構造（一）宏觀構造（一）宏觀構造無波痕無波痕暴露成因構造暴露成因構造水平層理水平層理水平細紋層厚度小于1cm者稱為頁狀層理或頁理，頁理發育頁巖，頁理不發育泥巖。水平細紋層的厚度小于1mm者稱為紋理，也是較常見的粘土巖構造。生物