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第一部分总论沉积岩在表生带下由母岩的风化作用、生物作用和某些火山作用形成的物质经搬运、沉积和成岩作用而形成沉积岩石学研究沉积岩的物质成分、结构构造、分类及其形成作用、沉积环境和分布规律的一门学科
(一)沉积物的来源
一、L母岩的风化作用——陆源物质主要造岩矿物在风化带中的稳定性及其风化产物碎屑物质母岩岩屑或矿物碎屑,在风化作用的第一阶段最发育不溶残积物化学风化作用过程中新生成的矿物;水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁矿等溶解物质化学风化中被溶解的物质,如、、、、、、、、等CL SCa NaMg KSi FeAl P
2.生物来源物质生物的硬体部分无机成分为主的生物残骸保存为化石/生物碎片碳酸盐、磷酸盐和硅质等生物的软体部动、植物体分有机生物残体,分散状态存在于沉积岩中转化为石油、天然气、、煤等3,深部来源物质火山物质直接堆积成火山碎屑岩,或混入正常的碎屑岩中地下深层的热卤水、温泉、气热液等盐膏岩、硅岩、铁岩、镒岩等岩石和铅、锌等矿床
4.宇宙来源一陨石与宇宙尘埃)来自宇宙空间的固体物质,即为陨石()来自宇宙空间的极为(12细小的微粒,称为宇宙尘埃(微陨石))有人估计,每年约有五百万吨陨尘落到地表)为解(3(4释某些地质和地史现象提供证据
二、机械搬运和沉积作用陆源碎屑物质、粘土物质与某些内源粒屑物质在介质中以悬崖、滑动、滚动或跳跃方式搬运其搬运和沉积作用受流体力学的定律支配溶解物质的搬运和化学沉积作用溶解物质以真溶液、胶体溶液或络合物的方式进行搬运其搬运和沉积作用受化学和物理化学定律支配生物搬运和沉积作用通过生物的生命活动使溶解物质、内源粒屑物质以及部分粘土物质发生搬运和沉积
(三)成岩作用沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或者因构造运动重新抬升到地表遭受风化作用以前所发生的一切作用
1.成岩作用的阶段
(1)同生阶段指沉积物沉积下来与底水脱离接触之前
(2)成岩阶段指沉积物与底水脱离接触,但粒间水还可以自由运动的时期
(3)后生阶段指沉积物已固结成坚硬岩石,粒间水已成为囚水,直至岩石变质之前
(4)表生成岩阶段指沉积岩被抬升至地表潜水面以下,在渗透水和浅部地下水的影响下发生变化的时期
2.成岩作用的类型
(1)压实作用沉积物沉积后在上覆水体和沉积物的负荷压力下,发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用、沉积物质点更加紧密的过程
(2)胶结作用从孔隙溶液中沉淀出矿物质(胶结物),将松散的沉积物固结起来的作用(主要发生在成岩作用时期)胶结物的类型一SiO2;碳酸盐;粘土矿物;其它胶结物
(3)溶解作用沉积物(岩)中的孔隙水(介质)的物化条件(浓度、值、值、成分等)发生pH Eh岩屑岩屑形状多样,大小不一,可由微细粒至数米的巨块,依其物态可分为刚性及塑性两种晶屑晶屑大多来源于岩桨中较早结晶出的斑晶,部分来源于周围的岩石,是火山爆发时崩碎的矿物晶体碎片玻屑玻屑由岩浆喷发产生的玻璃质碎屑,通常大小在之间,很少超过按大小分
0.1〜
0.01mm2mm;为火山灰,火山尘据其变形状态,可分为半塑性和塑性两种,前者称为玻屑,后者称为塑变玻屑火山碎屑岩的分类表C据浙江省地质局,1976,略有修改)类型火山碎屑岩类型向沉积岩过渡类型向熔岩过渡类型火山碎熔岩类熔结火山碎屑岩火山碎屑岩类沉火山碎屑岩类火山碎屑沉积岩类岩类类第三部分沉积环境与沉积相
一、概述
(一)沉积环境和沉积相的概念沉积环境在物理、化学和生物上均有别于相邻区的发生沉积作用的地球表面沉积相特定沉积环境中形成的一套沉积产物的总和包括岩石学特征、古生物特征和地球化学特征通过沉积相的研究可以得到形成该沉积相的沉积环境类型和特点(相的多种理解
①等同于沉积环境;
②沉积作用的产物;
③沉积作用产物与环境沉积相模式通过古代、现代的某沉积相的大量的观察和研究得到的该相的基本特点和规律的高度概括,往往用图、表形式表达它是进行沉积相分析的重要参考标准相序连续性原理(相序递变规律)一一瓦尔特相律垂向上的沉积相排列顺序对应于水平方向上的沉积相排列顺序
(二)沉积环境和沉积相的分类通常以沉积环境中占主导地位的自然物理条序为主要依据,并结合沉积岩特征及其他环境条件进行具体划分沉积相组一沉积相一沉积亚相一沉积微相大陆沉积相组河流相、湖泊相、冰川相、沙漠相等过渡沉积相组三角洲相、河口湾相海洋沉积相组滨海相、浅海相、半深海相、深海相
(三)沉积相识别的依据L粒度标志
(1)粒度分析方法
①筛分析法使用于〉为主的沉积物;
②沉降方法使用于<
0.0625mm
0.0625mm为主的的沉积物;
③镜下鉴定法使用于固结的沉积岩;
④粒度仪法使用于松散沉积物2粒度数据的分析和应用
①直方图与频率曲线图;
②频率累计曲线图;
③概率累计曲线图;
④C-M图解;
⑤粒度参数及其计算
2.原生沉积构造标志机械成因的沉积构造;化学成因的沉积构造;生物成因的沉积构造
3.沉积岩的矿物成分标志蒸发盐矿物;海绿石;鲍绿泥石
4.古生物标志1盐度标志一一超盐度生物介形虫,兰绿藻;淡水生物轮藻;正常海水生物大量海洋生物2水体深度标志一一注硅藻的分布;暗色生物圈的发现0-100m大量的软体动物、珊瑚等100-200m:苔薛、海绵、棘皮动物中的海胆200m:海百合,薄壳的软体动物深海硅藻、放射虫
5.地球化学标志1微量元素标志含量反映盐度;比值河流向海过渡B Sr/Ba2稳定同位素用于判断海陆相,推算古温度
6.其它沉积相标志沉积岩体产状及岩相分布特征一般陆相和过渡相沉积的产状不稳定,而海相沉积较稳定剖面层序沉积层序分析综合研究岩性、粒度、沉积构造在剖面上的变化序列;不同沉积环境的产物在剖面上的变化序列是不一样的附:沉积相分析的一般程序野外研究——按精度要求布置控制性岩相分析剖面;逐层描述岩石的基本特征;收集物理的、化学的和生物的成因标志,进行沉积相初步分析室内分析一一薄片鉴定;化学分析;古生物分析沉积相解释和建立沉积相模式;确定微相-亚相-岩相类型;建立地方性沉积模式
二、大陆沉积环境和沉积相一河流沉积环境和沉积相
1.河流沉积环境概述侵蚀基准面流动水将地表降至的最低高度曲折度河道长/河谷长河流的分类单支河流多支河流低弯度平直河流辫状河流高弯度曲流河流网状河流河流的水动力特征2河流各亚相沉积特征.1河道亚相a河床滞留沉积粗粒物质在河床底部的滞留沉积沉积物特点一一沉积物组成砾石为主,成分复杂,可有少量泥砾和硅化木;构造特征滞留沉积的底部常发育冲刷构造,砾石呈叠瓦状排列;向上砾石逐渐变细;产状透镜体状b边滩沉积点砂坝沉积沉积物以砂为主,混有砾、粉砂和粘土,常含有植物树干和碎片粒度向上变细;构造以板状交错层理为多,也见平行层理和槽状交错层理边滩上部常出现砂纹层理;砂体几何形态呈板状C)心滩沉积(河道砂坝沉积)沉积物特征:沉积物比边滩粗,常为砾石和粗砂,有时夹细砂和粉砂层岩石成熟度低构造:以大型槽状交错层理为特征,也有板状交错层理和平行层理,有时还有逆行沙波交错层理;心滩顶部可出现沙纹层理产状:透镜状,横向变化大
(2)河漫滩亚相a)天然堤沉积洪水期河水漫越河岸时所携带的沉积物堆积而成特征沉积物主要为粉砂和泥,两者常呈互层;泥质层可含植物碎片;发育水平层理、沙纹层理,常发育干裂、虫迹等构造形态断面呈三角形,向河道一侧陡,向河漫平原一侧变缓b)决口扇沉积洪水冲决天然堤时在靠洪泛平原一侧形成的扇形沉积特点沉积物比天然堤沉积粗,主要为细砂和粉砂;沙纹层理发育,局部发育交错层理,爬升波痕层理等形态平面上为扇状,剖面为透镜状c)洪泛盆地沉积河道天然堤以外的最低的部分特点沉积物以细粉砂和粘土组成;干旱时见质、质结核块状构造为主,偶见水平层理;泥裂等分布较广,呈面状分布Ca Fe
(3)废弃河道亚相(牛朝湖亚相)沉积物既有侧向加积的砂质物,又有垂向加积的粉砂和泥质,有时富含有机质构造一般无层理有时有沙纹层理和水平层理
3.曲流河沉积相模式(沉积序列)下部河道沉积(河流底层沉积、河流下部旋回沉积);河床滞留沉积;边(心)滩沉积上部河漫滩沉积(河流顶层沉积、河流上部旋回沉积);堤岸沉积;决口扇沉积;洪泛平原沉积
(二)冲积扇沉积环境和沉积相
1.冲积扇沉积环境概述侬施营力洪水把沉积物从山区带出,在山口的山麓地带因坡度减小堆积而成具体沉积作用类型:碎屑流沉积、河道充填沉积、片流沉积、筛积等
2.冲积扇相沉积特点
①沉积物变化大,以砾岩、砂砾岩和砂岩为主,夹有粉砂岩和泥岩由扇顶到扇缘粒度具变细趋势
②半干旱气候条件下沉积时,常有碳酸盐和盐类矿物出现
④出现特有的筛积物,呈舌状的砾石层,棱角、次棱角状,分选较好,砾石之间可充填有砂,无泥
(三)湖泊沉积环境与湖泊相L湖泊沉积环境概述湖泊环境基本特点一一水动力条件波浪、潮汐和湖流,以波浪和湖流为主,受河流流水影响较明显水温夏季层化,冬季混合湖水盐度<淡水湖;半盐水湖;>盐水湖生5%5-35%35%00物面貌陆相生物发育,如软体动物、介形虫、轮藻、鱼等,但随盐度增高而减少
3.陆源碎屑湖泊相湖泊相在平面上呈环带分布,从边缘到中心沉积环境呈现明显的不同,沉积物组成也不同;但各带形态、宽窄不一,同一带也可能不连续据此,划分为一一
(1)湖泊三角洲亚相顶积层以砂为主,发育双向楔状交错层理前积层粉砂、砂质粉砂组成,含较多生物碎片,生物拢动强烈,发育大型斜层理底积层粉砂和泥质组成,具水平层理或因生物拢动造成块状层理2滨湖亚相位于洪水期和枯水期湖水面之间的地带,水体动力以湖浪为主,水体能量较高特征沉积物以砂和粉砂为主,有时有砾石;还有生物介壳,富集形成介壳滩;分选、磨圆度均好发育大、中型交错层理与沙纹层理;可有干裂、雨痕等暴露成因构造3浅湖亚相位于水下,从枯水期湖面到浪基面之间的地带,仍然以湖浪作用为主,水体能量中等至较高特征沉积物以粉砂和泥为主,夹有细砂透镜体;生物化石丰富,保存较完整以水平层理、沙纹层理为主可见浪成波痕4深湖亚相位于水下,浪基面以下的地带,一般不受波浪影响,常低能还原环境特征沉积物为暗色泥质,少量粉砂有时夹有泥灰岩、灰岩等发育良好的水平层理
4.碳酸盐一膏盐湖泊相出现于干燥、半干燥气候区,少量在温暖气候区一般为内流湖沉积物缺乏陆源碎屑物质而以碳酸盐一膏盐物质为主,或两者兼而有之典型盐湖沉积物作环带状分布,即所谓的“牛眼式”分布形式从外到内为碳酸盐沉积一石膏沉积一盐、盐的沉积Na K
三、三角洲沉积环境和沉积相-三角洲沉积环境和沉积相概述
1、三角洲河流与海洋或湖泊的汇合处所形成的三角形、扇形、朵叶状的沉积物堆积体
2、三角洲环境特征三角洲环境特征动力因素复杂,它受河流、波浪、潮汐等动力因素的控制1三角洲的盐度特征盐度从淡水到正常海水,发育盐度锋面2三角洲的生物特征生物发育程度不一,总体上较发育,底栖生物多,尤其在接近正常浅海处生物3繁茂
3、三角洲的分类按照河流和海洋能量的相对大小分类一一建设型三角洲破坏型三角洲1I;按照河流、波浪、潮汐三者能量相对大小的分类一一河控型三角洲、潮控型三角洲2I河流作用为主的三角洲常形成多条分支河道入海,沉积物大量堆积在河口地带,形成伸长状、鸟足状以及朵叶状三角洲堆积体波浪作用为主的三角洲只有一条或两条主河道入海,河流输入的沉积物砂/泥比值高,带来的沉积物很快被波浪作下重新分配,结果在河口处形成向海突出的弓形形状,两侧形成一系列的平行于海岸的砂坝、砂脊潮汐作用为主的三角洲潮汐能量很强,河流带来的沉积物很快被重新搬运改造,结果形成一系列的与潮流流向一致的放射状砂坝二三角洲亚环境及其沉积特点L三角洲平原亚环境
2.三角洲前缘亚相
3.前三角洲亚相三三角洲沉积层序
1、三角洲层序一般特点顶积层主要由泥岩、粉砂岩组成,夹砂岩泥岩中发育水平层理、块状层理、透镜状层理,砂岩中发育槽状交错层理前积层三角洲沉积的主体由较纯净的砂岩、粉砂岩以及泥岩组成,发育楔状交错层理、波状层理等底积层暗色泥岩和粉砂岩,水平层理及块状层理,生物扰动构造发育
2.浊流作用一一多数为阵发性浊流从陆架或三角洲外缘的沉积物在某种因素作用下发生运动,通过海底峡谷、侵蚀、进入半深海、深海沉积浊流沉积层序一一递变层理段;下部平行层理段;水流波痕层理段;上部水平层理段;A:B:C:D:块状层理段E:因为浊流是间隙性的,所以它产生的浊积物一般由与细粒远洋沉积物互层的砂构成反射剖面表明深海平原中的单一粗粒沉积层延伸可以超过数百公里,反映一次沉积事件浊积物分为个主要相,每个4代表着不同环境内的沉积作用一一1谷底沉积物由砂和砾组成,它们可能是颗粒流沉积物而不是浊积物2近源浊积物它比较接近沉积物来源区,其特征是呈块状,颗粒分级作用较弱,很少与远洋粘土和陆源泥互层3典型的浊积物它具有明显的粒级层理,定向侵蚀,砂层底部有充填痕一叫做底痕,有呈互层出现的远洋粘土,具有特征性的沉积构造序列现在称为鲍马序列4远源浊积物这种沉积物离来源区最远,由薄的细粒沉积层构成,缺块状层和纹层,但是斜纹理很发育改变,从而使其组分由稳定变得不稳定,以致发生溶解溶解作用的结果产生次生孔隙
(4)重结晶作用与矿物的多相转变重结晶作用矿物组分以溶解一再沉淀或固体扩散等方式,使得细小晶粒集合成粗大晶粒的过程主要特点小晶体重新组合和结晶成大晶体;矿物变得稳定矿物的多相转变只发生晶格、形状和大小的变化,晶体可以由大变小
(5)交代作用交代作用是指一种矿物代替另一种矿物的现象
二、沉积岩的基本特征
(一)成分特征
1.化学成分特征
2.矿物成分特征
(二)构造特征沉积岩的构造一一指沉积岩各个组成部分的空间分布、排列方式和相互关系
1.机械成因构造流动成因的构造沉积物在搬运和沉积时,由于介质(如水、空气)的流动,在沉积物内部或表面形
(1)成的构造,属流动成因构造1)层理层理和层、岩层的区别层、岩层在基本稳定的介质条件、物质来源的环境下形成的一套在成分、结构、构造和颜色基本均一的地质实体层与层之间有层面分隔,层面代表了短暂的无沉积或沉积作用突然变化的间断面据层的厚度划分块状层(厚度2m)厚层(2-
0.5m)中层(
0.5-
0.1m)薄层(O.l-O.Olm)微层(VO.Olm)层理的基本类型*据层内粒度递变特征划分
①块状层理(均质层理)
②韵律层理
③粒序层理、递变层理*据细层的形态与层系界面的关系
④水平层理
⑤平行层理
⑥波状层理
⑦交错层理、斜层理按层系厚度的分类——小,中,大,特大型据层系相互关系的分类一一板状层理、楔状层理、槽状层理,据层成因的分类风成交错层理、流成交错层理、浪成交错层理水平层理horizontal lamination平行层理parallel bedding共同特点纹层呈直线状互相平行,并且平行于层面水动力条件低能静水,Fr«l高能急流,Frl岩性细粒(粉砂岩、泥岩、灰岩)较粗粒(中、细砂岩)环境深水或沼泽、泻湖等浅水滨浅水湖岸、海滩(浊积岩)其它纹层厚几mm,通过颜色、粒度、有机质纹层厚12mm,层理通过粒度变化、重〜含量不同等得到显示;常与小型交错层矿物富集等或显现;理共生常与大型交错层、剥离线理共生)层面构造一一岩层顶底面上的构造2分类上层面构造一一出现在沉积物或岩层表面上的各种沉积构造
①波痕、
②原生流水线理(剥离线理)构造下层面构造一一发育在岩层底面上的构造,由水流或其携带的“工具”(如砾石、介壳等)对底床(泥或粉砂)侵蚀或刻蚀成槽、坑等,后来被(砂)充填而成
③侵蚀模(槽模)
④刻蚀模
(2)准同生变形构造一一也称变形构造,是沉积物沉积的同时或在沉积物固结成岩之前还处于富含孔隙水的塑性状态下发生的变形所形成的构造
①重荷模(负荷构造)重荷模同槽模的区别重荷模形状极不规则;缺少对称性和方向性
②包卷构造
③滑塌构造
④球状(枕状)构造出现环境
⑤泄水构造
(3)曝露成因构造一一因沉积物短暂露出水面(或在水面附近)处在大气中,所形成的各种构造
①干裂(泥裂)
②雨痕和雹痕
③流痕和泡沫痕
2.化学成因构造一一在沉积岩形成过程中(沉积和成岩)由化学作用所形成的构造沉淀和溶解两种作用
①晶体印痕
②结核、
③缝合线、
3.生物成因构造一一生物的生命活动在沉积物内部及表面所形成的构造
①生物生长构造、
②生物遗迹构造虫孔构造
③植物根迹
(三)沉积岩的颜色L颜色的成因分类一一继承色主要取决于碎屑颗粒的颜色,即继承的母岩的颜色自生色沉积和早期成岩过程中自生矿物的颜色继承色和自生色是碎屑岩的原生色一判断沉积环境次生色后生或风化作用阶段,新生成的次生矿物造成的颜色不能作为相标志
(四)沉积岩的分类本课采用的沉积岩分类(重)它生(外源)沉积岩类自生(内源)沉积岩类化学—生物化学岩陆源碎屑岩火山碎屑岩化学岩有机岩砾岩集块岩碳酸盐岩蒸发岩煤砂岩火山角砾岩硅质岩铝质岩油页岩粉沙岩凝灰岩磷质岩铁质岩泥质岩镒质岩铜质岩第二部分沉积岩岩类学
一、陆源碎屑岩碎屑岩的基本特征、陆源碎屑岩的分类、砾岩和角砾岩、砂岩、粉沙岩、泥质岩
1.概念主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运和沉积作用,并经成岩作用形成的具有碎屑结构的一类岩石简称碎屑岩碎屑颗粒碎屑岩的骨架,主要由母岩物理风化作用过程中机械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成填隙物一一杂基(与碎屑颗粒同时沉积的较细粒物质);胶结物(对碎屑颗粒起胶结作用的化学沉淀物,成岩期的产物);孔隙(岩石中未被固体物质所占据的部分)
2.碎屑岩的物质成分(碎屑颗粒的成分V置石碎屑口保留母岩成分和结构的碎屑颗粒,由一种或多种矿物构成其大小通常>2mm矿物碎屑由单个矿物构成的颗粒,主要是些抗风化能力较强的矿物其大小往往v2mm常见矿物碎屑类型
①石英
②长石碎屑
③云母碎屑
④重矿物主要作用判断母岩的类型重要依据;进行地层分析和对比良好标志()杂基的成分--分布于碎屑颗粒之间,以悬移载荷方式与颗粒同时沉积,粒径一般小于的细小
20.03mm机械成因碎屑沉积物成分高岭石、水云母、蒙脱石和绿泥石等粘土矿物;细粉砂级别的石英、长石及岩屑()胶结物:碎屑岩在成岩阶段,以化学沉淀方式从空隙水中沉淀出来,充填在碎屑颗粒之间的各种自生3矿物主要类型硅质胶结物;碳酸盐质胶结物;铁质胶结物;其它胶结物成分成熟度碎屑颗粒在风化、搬运、沉积等作用的改造下接近终极产物的程度;反映搬运距离、水动力条件和物源方向
3.碎屑岩的结构一一颗粒与填隙物组成者统称为碎屑结构,包括颗粒本身的结构特征、填隙物的结构特征以及两者之间的相互关系
(1)碎屑岩颗粒的结构一一指碎屑颗粒的粒度、圆度、球度、形状以及颗粒表面等特征的总和
①粒度碎屑颗粒的大小自然粒级分类方案>砾石;砂;粉砂;<黏土2mm2-
0.05mm
0.005mm几何级数制(伍登•温德华方案)以为中心,每次除以或乘以来进行分级1mm22分选碎屑岩中颗粒大小均匀的程度称为分选性或分选程度
②圆度碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度分级棱角状;次棱角状;次圆状;圆状
③球度
④形状扁圆体;圆球体;长扁圆体;椭球体
⑤碎屑颗粒的表面结构磨光面与毛玻璃面(霜面);沙漠漆;各种磨蚀痕)杂基和胶结物的结构(2
①杂基:是与碎屑颗粒同时机械沉积的起填隙作用的细屑物质即粒度<的粘土物质和细粉砂或
0.0315碳酸盐灰泥等杂基的类型主要有原杂基(原始沉积物)和正杂基(经过成岩变化,明显重结晶的原杂基)两种
②胶结物:胶结物的结晶程度、晶粒大小、晶体的排列方式及分布的均匀性等结构类型非晶质结构(未结晶物质)、隐晶质结构(微弱结晶)、显晶质结构(结晶良好)
(3)碎屑颗粒与填隙物间的关系接触类型胶结类型支撑类型结构成熟度也称物理成熟度,碎屑沉积物在其风化、搬运、沉积作用的改造下接近终极结构状态的程度终极结构状态碎屑颗粒等大球体、颗粒支撑、化学胶结物填隙决定因素碎屑颗粒的磨圆、分选、基质和胶结物相对含量等结构成熟度的确定确定杂基含量一分选性一圆度
二、陆源碎屑岩的进一步分类砾岩碎屑颗粒(>)含量>2mm30%;砂岩碎屑颗粒()含量>2-
0.05mm50%;粉砂岩碎屑颗粒()含量>
0.05005mm50%;泥质岩黏土粒级(<)含量>
0.005mm50%(-)粗碎屑岩粗碎屑岩的构造特征叠瓦状构造河成的叠瓦状构造砾石的倾角一般在10・30°;海滩成的一般<
1002.粗碎屑岩的分类
(1)按砾石圆度分一一砾岩(砾级颗粒中圆状和次圆状砾石含量大于50%角砾岩(旗级麒纺中棱角状和次棱角状砾石大于)50%
(2)按砾石的粒径分——细砾岩、中砾岩、粗砾岩、卵石砾岩和巨砾
(3)根据砾石成分分一一单成分砾岩(砾石成分单一,同种成分的砾石占以上);75%复成分砾岩(砾石成分复杂,各种类型的砾石都不超过)50%)据砾岩在低层剖面中的位置分(4底砾岩(分布于侵蚀基准面上,与下伏岩石呈不整合或假整合代表沉积间断,分布稳定,成熟度较高);层间砾岩(整合地夹于其它岩层之中,不代表侵蚀间断,与下伏地层连续沉积河流暂时冲刷再沉积的产物)
(5)按成因分类沉积成因(风化残积砾岩;洪积砾岩;河成砾岩;滨岸砾岩;滑塌角砾岩;冰磺砾岩;同生(角)砾岩)非沉积成因(断层角砾岩、岩溶砾岩)
(二)中碎屑岩主要由砂级)(>)的陆源碎屑颗粒组成的中碎屑岩(2〜
0.0625mm50%结构特征最能体现砂岩成因的结构是分选和磨圆
3.砂岩的分类结构分类(按粒度)粗砂岩、中砂岩、细砂岩;成分•成因分类、、、Q FR M成因分类河成砂岩、风成砂岩、滨岸砂岩国内采用的分类(刘宝培的分类)一一四组分石英+硅质岩岩屑(反映成分成熟度);长石+花岗岩岩屑+片麻岩岩屑(反映物源、风化带QF特征);云母+其它岩屑(大地构造活动强度);杂基(杂基的多少反映了搬运沉积过程中的水动力RM强度)
(三)细粒碎屑岩由粉砂粒级>)的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩粉砂岩分
0.0625〜
0.004mm(50%类和命名
(1)按颗粒大小一一粗粉砂岩)很像砂岩,不仅与砂岩共生,也常发育各种交错层(
0.0625〜
0.031mm理;细粉砂岩()具有粘土岩特性,常与泥质岩或泥晶灰岩共生
0.031~
0.004mm
(2)按成分分类一一石英、长石、岩屑粉砂岩
(3)按胶结物分类一一钙质、铁质粉砂岩
4.粉砂岩成因与环境成因经较长距离搬运,在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成环境砂岩向泥岩过渡的水流缓慢地带一一海、湖较深处、河漫滩、三角洲、泻湖、沼泽等两个实例第四纪黄土及黄土状岩石;黄河三角洲现代沉积
(四)泥质岩由粒径<的细碎屑和粘土矿物(含量>)组成的沉积岩
0.00450%主要类型高岭石族(单个呈现六边鳞片状、书页状,而集合体蠕虫状、手风琴状);伊利石族(偏光显微镜下弯曲叶片状,低—中正突起,干涉色可达二级;扫描电镜下圆滑鳞片状或带尖角和直边的片状);蒙脱(皂)石族(细鳞片状、鹅毛状、棉絮状,轮廓不清楚);绿泥石族(绿色,集合体形态为针叶状、玫瑰花状等);混层粘土矿物一一两种或两种以上不同类型的粘土矿物结构单元叠置而成
2.泥质岩的成分特征一一粘土矿物高岭石、伊利石、蒙皂石、绿泥石;非粘土矿物机械混入物、化学混入物
3.泥质岩的结构特征一一泥状结构>的粘土矿物组成时当含粉砂时90%各粒级含量%砂结构类型粘土粉砂泥状结构9055含粉砂泥状结构705〜255粉砂泥状结构5025〜505含砂泥状结构7055〜25砂泥状结构50525〜
505.泥质岩的分类及主要岩石类型依据固结程度、构造和成分的综合命名一一见下图结构(粉砂含量)粘土矿物固结程度混入物成分成分5%5%〜25%25%〜50%高岭石粘土、蒙脱含粉眇泥(粘粉砂质泥(粘石粘土、伊利石粘(粘土)未固结——弱固结土)土)土粉砂质无纹层无页高岭石粘土岩蒙脱钙质泥岩、铁质泥泥岩含粉砂泥岩理泥岩石粘土岩岩、硅质泥岩固结伊利石粘土岩钙质页岩、炭质页有纹层有页页岩含粉砂页岩粉砂质页岩高岭石---------伊岩、铁质页岩、油页理利石枯土岩岩强固结泥板岩
6.泥质岩的成岩作用
①压实作用
②粘土矿物的脱水作用
③粘土矿物的转化作用
二、自生沉积岩类
(一)概述
1.以胶体方式进行搬运和沉积的岩石铝质岩、铁质岩、锦质岩
2.以真溶液方式进行搬运和沉积的岩石各类蒸发岩
3.多成因的自生沉积岩类碳酸盐岩、硅质岩、磷质岩
(二)碳酸盐岩主要(含量大于)由沉积碳酸盐矿物(方解石、白云石等)组成的沉积岩主要岩50%石类型石灰岩(方解石>)白云岩(白云石>)50%;50%
1.碳酸盐岩的成分特征一一
(1)碳酸盐矿物
(2)非碳酸盐矿物机械混入物石英、长石、云母、黏土矿物;其它自生矿物铁氧化物、硫化物、硅质矿物、磷质矿物2,碳酸盐岩的结构特征()粒屑(颗粒)结构:内源沉积物经波浪、潮汐和水流等机械作用的破碎、搬运和再沉积而成,岩石由1颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物、孔隙四种结构组分组成类型
①内碎屑盆内弱固结的碳酸盐沉积物,经岸流、潮汐及波浪等作用剥蚀破碎并经过再沉积的碎屑形态多为扁平,切面呈长条状;也有不规则状竹叶状砾屑灰岩;结构非常均匀的泥晶结构、复杂结构,如含生物碎屑,有一定的磨圆和分选性区别于陆源碎屑|盆外古陆经风化剥蚀而来的碎屑按粒度分砾屑;砂屑;粉屑;微屑;泥屑注充填于颗粒之间者统称泥晶基质或灰泥杂基成因泥皮型、破碎型内碎屑、滑塌型内碎屑
②生物碎屑(骨粒)生物分泌的碳酸盐骨骼组分,一般具完整的生物形态类型一一骨屑破碎的生物骨骼碎屑骨架原地固着生长的造碓生物骨骼
③加聚颗粒形成过程中沿一定的中心依次生长的颗粒的统称类型新粒球状一椭球状的颗粒,由一圈或多圈同心纹围绕一个核心组成有时核心外为放射状结构组成核心;同心层酶粒形成机理——同心纹层状的新粒核心浸泡在饱和或过饱和碳酸钙的水中,碳酸钙将在核心表面发生沉淀作用,当颗粒的表面沉淀物(即新生成的一个同心层)与海水处于平衡状态时,将沉入水底,在水动力的搅动下,再次升起接受碳酸钙的沉淀,如此周而复始,直到水动力不能将其搅起;潮间或浅滩水动力强的环境放射状颠静水环境下缓慢沉积形成核形石(藻灰结核)由藻类活动形成的包粒也是由一个核心和包壳组成,形态圆状、椭圆状特点包壳中的纹层不规则,厚度变化大;包壳纹层中富含有机质,色发暗;通常较大,>
④凝聚颗粒一一团块几个碳酸盐颗粒被泥灰或藻类形成的泥灰粘结在一块2mm而构成的更大的颗粒形态如葡萄,故也称葡萄石团粒不具内部结构的球状、椭球状颗粒,由泥晶碳酸盐构成大小不等,但同一层位中的团粒大小往往一致典型团粒由底栖动物排泄的粪便构造,
0.02-2mm形态呈规则的拉长的椭球状(粪球粒)、真球粒)2)填隙物(基质和胶结物)(Fecal pellet基质一一泥晶基质同粒屑同时形成的<的方解石(泥晶方解石)胶结物一一亮晶成岩过程中形成的4um方解石胶结物(也称亮晶方解石)亮晶胶结物与灰泥的区别
①出现背景亮晶<泥晶
②晶50%,0〜100%体大小亮晶大,泥晶小
③与颗粒的关系亮晶一颗粒之间界线清楚,泥晶一颗粒之间界线模糊,甚至突破颗粒
④干净程度亮晶干净明亮,泥晶较为污浊
⑤特有胶结结构:亮晶常具栉壳状结构,灰泥绝无此结构3)填隙物与颗粒两者的相互关系一一支撑类型;胶结类型;接触类型
(2)生物骨架结构由原地生长的生物化石被保存下来并构成骨架,骨架间充填有泥晶、亮晶或其它颗粒造礁生物;附礁生物(附着在生物骨架上,死亡后充填在空隙之中)
(3)晶粒结构各种结构和成因的灰岩经过重结晶作用和交代作用而形成的晶粒碳酸盐岩主要由晶粒组成分类(按粒级)------巨晶、极粗晶、粗晶、中晶、细晶、粉晶、微亮晶、泥晶
(4)交代残余结构重结晶作用和交代作用不彻底,仍见部分原岩结构3,碳酸盐岩的构造特征⑴叠层石⑵鸟眼构造(也称窗格构造;雪花构造)成⑶示顶底构造碳酸盐岩的孔隙中两种不同特征的充填物孔隙底部或下部主要为泥粉晶方解石;孔隙顶部或上部主要为亮晶方解石二者界面平直,且同一岩层中各孔隙中的类似界面都相互平行亮晶部分指示上层面,微晶或细粒碳酸盐部分指示下层面()缝合线构造
44.碳酸盐岩的分类一一首先根据成分分为灰岩>白云岩(CaCO50%;CaMg CO)233同时还要考虑到碳酸盐岩与泥质岩过渡时候的命名所以该分类实际上包括灰岩的分类、白云岩的分类、过渡时候的分类)灰岩的分类(结构——成因分类)(1
①化学或生物化学成因的具有泥晶结构——泥晶灰岩类;
②经历波浪、潮汐作用形成的具有典型的粒屑结构——颗粒灰岩类;
③生物成因的具有生物骨架结构一礁灰岩类
④以上三类经过重结晶作用形成的具有晶粒结构——晶粒灰岩类)白云岩的分类(白云石化的程度进行的分类)(2
①弱到中等白云石化白云石<白云石化+灰岩;50%——
②强白云石化白云石残余+灰质+白云岩;50%-90%----------
③彻底白云石化白云石>晶粒白云岩90%------------与泥质岩过渡时的命名
①混入的粘土含量<不参加命名;310%------------------
②混入的粘土含量含泥灰岩含泥云岩;410%-25%--------------
③混入的粘土含量泥灰岩泥云岩525%-50%——
5.碳酸盐岩的主要类型⑴颗粒灰岩类一一颗粒含量>填隙物包括泥晶和亮晶胶结物成分特征一一颗粒类型内碎屑、生物50%,碎屑、加聚颗粒、凝聚颗粒;填隙物泥晶和亮晶结构一一粒屑结构;颗粒支撑、孔隙式胶结;胶结物常具多个世代,不同期的胶结物在晶体形状、微量元素含量方面不同,反映了形成胶结物时所处的成岩环境和介质的差异构造特征可以发育流动成因的沉积构造形成环境水动力条件较强的环境⑵颗粒泥晶灰岩类一一颗粒含量填隙物为泥晶和亮晶胶结物,但泥晶〉亮晶25-50%,⑶含颗粒泥晶灰岩类一一颗粒含量泥晶杂基含量》亮晶一般为杂基支撑、基底式胶结10-25%,泥晶灰岩类一一颗粒含量<泥晶含量>亮晶极少或无该类岩石仅包括泥晶灰岩,代表静水环410%,90%,境下的沉积产物⑸生物骨架灰岩类一一生物礁灰岩原地的群体生物化石构成岩石的坚固骨架,骨架间充填灰泥杂基与胶结物,常成各种抗浪的生物礁生物丘灰岩原地的茎状或树枝状生物化石如珊瑚、海绵、海百合等,对灰泥基质起障碍或遮挡作用,从而使灰泥堆积下来,常成生物丘或灰泥丘一般抗浪能力差粘结岩原地葡伏生长的板状或片状生物如板片状层孔虫、藻类等,粘结和包裹大量杂基,而无自身支撑的生物骨架晶粒灰岩类一一主要由晶粒组成,几乎不含其它结构组分晶粒较粗的石灰岩多是重结晶作用等次生作6用的产物根据晶粒粗细可细分⑺白垩一一主要由泥晶质的生物骨骼构成的疏松多孔的泥晶灰岩孔隙度可达色白,纯净,36-65%,CaCO3含量>混入物有伊利石、蒙脱石,少量的海绿石等90%白云石化灰岩—白云岩类一一白云石化灰岩;残余灰质白云岩;晶粒白云岩86,碳酸盐岩的成因1灰岩的成因灰岩颗粒的成因大部分颗粒是生物成因的一一大量的生物碎屑,在水动力作用之下、生物钻孔下而破碎,形成各种粒级的碳酸盐颗粒,以及形成泥晶化颗粒生物围绕核心生长形成了核形石灰泥被生物吞吃,排泄形成球粒,或藻类粘结形成团快生物生长直接形成了生物礁灰岩大部分灰泥来源于生物作用,超微化石骨骼组成的,生物硬体的破碎,较大的碳酸盐颗粒在水动力作用之下磨蚀形成细小的灰泥,生物化学作用从海水中沉淀出来2白云岩的成因主要是通过同生、准同生期的交代作用形成的蒸发泵模式白云化作用是由于潮上带沉积物孔隙水的卤水交代作用造成的.回流渗透模式潮上带成岩期高镁水流经下伏的碳酸钙沉积物时,将使它们发生白云石化混合水白云化模式一定的淡、咸水混合可以发生白云化作用调整白云化模式在成岩过程中的成分调整,出现的局部集中,形成的高比值,产生白云Mg2+Mg2+/Ca2+石化三硅质岩主要由自生硅质矿物化学一生物化学作用组成的沉积岩,岩石中硅质矿物含量>50%习惯把燧石作为固结硅质岩的总称L硅质岩的成分特征一一主要成分次要成分粘土矿物、碳酸盐矿物、氧化铁等SiO2;蛋白石、玉髓(石髓)、石英、
2.硅质岩的结构、构造结构多为隐晶质结构,部分可为鲫粒结构和骨屑结构构造常呈层状、条带状、结核状产出
3.硅质岩的分类及主要岩石类型(没有一个完善的分类)成分分类燧石岩、碧玉岩;产状分类硅质结核、硅质团块等;成因分类生物硅质岩、交代硅质岩、化学硅质岩目前流行的是成因分类,根据成因可以把硅质岩分为两个大类一一与生物或生物化学作用有关的硅质岩硅藻土(硅藻岩)、海绵岩、放射虫岩、蛋白土(岩)和板状硅藻土(粉蛋白岩)非生物成因的硅质岩碧玉岩、燧石岩、硅华等
4.硅质岩的成因(l)SiO2的来源
①母岩风化提供的SiO2呈胶体状态被搬运;河流口区含量高;海水中低SiO2SiO2
②火山作用提供的SiO2火山热液;火山玻璃遭海解作用释放出地史上,碧玉往往与火山岩共生,SiO2;表明可能来源于火山作用
③生物源的SiO2硅质生物直接分解硅酸盐矿物,并从中吸取形成SiO2SiO2壳体生物死亡后壳体溶解使得进入水溶液
④孔隙水溶解硅质矿物、硅质生物碎屑释放并通SiO2SiO2,过孔隙水的循环而进入水溶液中
(2)SiO2的沉淀方式一一
①生物作用使得沉淀;
②某些化学沉淀的季节性湖,水下火山作SiO2SiO2用,温泉等
三、火山碎屑岩概念指由火山爆发作用形成的同期各种火山碎屑物质堆积后经多种成岩方式固结而形成的岩石是一种介于熔岩和正常沉积岩之间的过渡岩石类型(-)火山碎屑岩的成分火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑、晶屑和玻屑三种
(二)火山碎屑岩的结构、构造与颜色
1、结构根据火山碎屑物质的粒度及其含量的多少,可划分为集块结构、火山角砾结构、凝灰结构、熔结凝灰结构
2、构造:1)层理构造在水携或风携的火山碎屑沉积中,也可出现小型和大型交错层理及平行层理2)递变层理主要出现在沉积物重力流火山碎屑岩类中,系陆上或水下火山碎屑重力流以悬浮和递变悬浮搬运和沉积作用所致,是反映重力流水道微环境3)斑杂构造是火山碎屑物在颜色、粒度、成分上分布不均,且无排列性,而表现出来的一种杂乱构造4)平行构造泛指由伸长形的火山碎屑物,如透镜体、饼状体、条带等定向排列所组成的构造,它的连续性与平行性不及假流纹构造5)假流纹构造主要出现在流纹质熔结凝灰岩中,塑性玻屑可见燕尾状分叉在刚性碎屑边部可见塑变不强的弧面棱角状外形,“假流纹”延伸不远,一般无气孔及杏仁体等而有别于流纹构造除上述构造外,有时还见气孔、杏仁构造等
3、颜色火山碎屑岩常具有特殊鲜艳的颜色,它是野外鉴别火山碎屑岩的重要标志之一颜色主要取决于物质成分,中基性深,中酸性浅;其次取决于次生变化
(三)火山碎屑岩的分类及命名首先根据物质来源和生成方式
1.再根据碎屑物质相对含量和固结成岩方式
2.再根据碎屑粒度和各粒级组成的相对含量
3.最后再以碎屑物态、成分、构造等依次作为形容词,对岩石进行命名
4.。