第二章-沉积岩的分类及主要类型

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：①碎屑岩类②粘土岩类③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。外源沉积岩内源沉积岩陆源碎屑岩火山碎屑岩铝质岩砾岩集块岩铁质岩砂岩火山角砾岩锰质岩粉砂岩凝灰岩磷质岩泥质岩硅质岩碳酸盐岩蒸发岩可燃性有机岩F.J.裴蒂庄的沉积岩分类大类类1、自生沉积1)化学沉积：蒸发岩2)有机沉积：煤、石灰岩3)残余沉积：红土、铝土岩2、他生沉积4)陆源沉积：粘土、碎屑岩5)火山碎屑沉积：集块岩、火山角砾岩、凝灰岩塞利的沉积岩分类外源沉积岩类和内源沉积岩类火山源陆源内源大类火山碎屑岩陆源沉积岩内源沉积岩碎屑岩泥质岩蒸发岩非蒸发岩有机岩岩类集块岩火山角砾岩凝灰岩砾岩角砾岩砂岩粉砂岩(高岭土/水云母/蒙脱石)粘土岩泥岩页岩石膏、硬石膏石盐岩钾镁盐岩铝质岩铁质岩锰质岩磷质岩碳酸盐岩硅质岩煤油页岩亦称外生沉积岩类，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（2~0.063mm）粉砂岩（0.063~0.004mm）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（64~2mm）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.碎屑岩的结构组分结构组分陆源碎屑物质岩石碎屑矿物碎屑填隙物质机械填隙物基质化学沉淀物胶结物孔隙原生孔隙、次生孔隙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。⑴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①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3～5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②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。⑵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⑵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，0.03～0.005mm；碳酸盐矿物d0.03mm⑶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⑴碎屑的本身的结构①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。2mm巨砾2～0.5mm粗砂0.5～0.25mm中砂0.25～0.125mm细砂0.125～0.0625mm微砂3.碎屑岩的结构②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③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)④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⑤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⑵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⑵填隙物的结构①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。②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⑵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⑶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（Transitionalsupport）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⑴原生孔隙：指原生粒间孔隙，也包括一些微孔隙；⑵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⑴按粒度粗碎屑岩——砾岩、角砾岩d＞2mm中碎屑岩——砂岩2-0.063mm细碎屑岩——粉砂岩0.063-0.004mm⑵命名１、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256～64mm；粗砾岩64～16mm；中砾岩16～4；细砾岩4～2mm.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。根据砾岩在剖面中的位置分类砾岩在地质剖面中的位置，即砾岩与相邻岩层，尤其是下伏岩层的接触关系，具有很大的地质意义。1.底砾岩常分布于海侵层序的最底部，即侵蚀基准面上，与下伏岩石呈不整合或假整合，是海进的开始阶段产物，代表了一定历史时期的沉积间断，通常分布范围较广。底砾岩一般较简单，稳定性高的坚硬砾石较多，磨圆度高，分选性好；基质少，主要是砂质—粉砂质成分，表明它们经历了长距离的搬运。根据利用在剖面中的位置分类：根据砾岩在剖面中的位置分类2.层间砾岩整合地夹于其它岩层之中，不代表任何侵蚀间断，与下伏地层连续沉积。砾石和填隙物组分复杂而且不稳定，它们可以是经过搬运的陆源碎屑，也可以是原地岩石破坏的产物，如北京西山黑龙潭，在下二叠统上杨家屯煤系中，有七层燧石中砾岩，与砂岩、泥岩组成七个岩性自下而上由粗变细的正旋回，呈规律性重复出现，为层间砾岩。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