沉积学第三章陆源碎屑岩的特征

课时教学实施方案课程：沉积岩及沉积相授课班级：资源专1201-1202授课学期：2012-2013学年2学期课题第三章陆源碎屑岩的特征计划学时10教学目的1掌握陆源碎屑岩的定义2掌握碎屑岩的四种组成3掌握碎屑岩的结构、构造4掌握碎屑岩的颜色重点理解并掌握碎屑岩的组成、结构构造和颜色难点碎屑岩的成分、结构和构造教具准备多媒体教学后记教学进程设计（包括教学要点、步骤、方法、时间安排及板书设计、作业布置等）导入新课：陆源碎屑岩是沉积岩中分布范围最广泛的一类岩石，是蕴藏油气资源的重要储集场所，那么，它们的特征有哪些呢？一、陆源碎屑岩的组成1.颗粒（Grain)2.杂基（Matrix）3.胶结物（Cement）4.孔隙（Pore）二、碎屑岩的结构1.碎屑颗粒的结构2.杂基和胶结物的结构3.孔隙的结构4.碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系三、碎屑岩的构造1.层理构造2.层面构造3.生物成因的构造四、碎屑岩的颜色1.继承色2.自生色3.次生色五、碎屑岩的主要类型1.砾岩2.砂岩及粉砂岩3.粘土岩作业的布置：1.简述碎屑岩的构造类型备注教案第三章陆源碎屑岩的特征导入新课：陆源碎屑岩是沉积岩中分布范围最广泛的一类岩石，是蕴藏油气资源的重要储集场所，那么，它们的特征有哪些呢？陆源碎屑岩简称碎屑岩，指的的是主要由陆源碎屑物质组成的沉积岩，包括砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩。其描述内容有组成、颜色、结构和构造。第一节碎屑岩的组成一、陆源碎屑岩的基本特征1、成分特征1）碎屑成分（1）矿物碎屑：石英、长石、云母、绿泥石、重矿物碎屑（2）岩石碎屑成分：火成岩、变质岩和沉积岩2）填隙物：分为胶结物和杂基。区别（1）杂基：由机械沉积作用形成的细粒物质，充填在碎屑颗粒之间。（2）胶结物：是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物。3）孔隙：是指岩石中未被固体物质所占据的部分，孔隙可以是原生的，也可以是后期形成的第二节碎屑岩的结构陆源碎屑岩的结构是鉴定陆源碎屑岩的主要依据之一，并可根据其结构特征分析形成条件，恢复形成环境。陆源碎屑岩的结构包含三个方面内容，即碎屑颗粒的结构，填隙物的结构(因肉眼鉴定时难以辨识，故略)，以及碎屑颗粒与填隙物之间的关系－胶结类型。(一)碎屑颗粒结构的观察及描述碎屑颗粒结构包括粒度大小、圆度、球度、形状和颗粒表面特征五个方面，其中粒度大小和圆度是碎屑岩结构特征研究的重要内容。1.碎屑颗粒的粒度(1)粒级划分粒度即碎屑颗粒的大小，一般用颗粒的直径来表示，常以毫米为单位或Ф值为单位。根据水力学研究，碎屑颗粒大小不同，其搬运和沉积方式不同，因此常按碎屑颗粒大小分为若干级，称为粒级(书上表2-1)。2、陆源碎屑岩的结构包括颗粒的结构、填隙物的结构、支撑类型和颗粒间接触关系1）颗粒的结构。注意：（1）颗粒大小：砾石、砂、粉砂岩、泥。（2）颗粒分选：分选好、分选中等、分选差。（3）磨圆度和球度：A)砾级砾石2砾石2B)砂级粗砂2-0.5粗砂2-0.5中砂0.5-0.25细砂0.25-0.1中砂0.5-0.25细砂0.25-0.05中砂0.5-0.25细砂0.25-0.1粉砂0.1-0.03级粉砂0.05-0.005粗粉砂0.1-0.05细粉砂0.05-0.01C)泥杂基0.03级泥(粘土)0.005泥(粘土)0.01肉眼观察描述时常采用十进制或自然粒级制。(2)分选性的判别：碎屑岩中颗粒大小均匀程度叫分选性或分选度。分选程度一般分三级：分选好：主要粒级含量75%分选中等：主要粒级含量在50－75%分选差：各粒级含量50%(3)粒度分类命名原则①当碎屑颗粒的分选性为中等－好时，采用三级命名法。即以含量大于或等于50%的粒级定岩石的主名，含量在50－25%的粒级以“××质”的形式写在主名之前；含量在25—10%的粒级以“含××”的形式写在最前面；含量小于10%的粒级不参与命名。例：细砾(2－10mm)含量占15%，粗砂(2－0.5mm)占55%，细砂(0.25－0.1mm)占30%，其粒度命名为含细砾细砂质粗砂岩。②当碎屑颗粒的分选性为差时，各粒级含量都小于50%，而含量在50－25%的粒级又不止一个，这时以含量为50–25%的粒级进行复合命名，以“××－××岩”的形式表示，含量较多的写在后面，其它含量少的粒级仍按第一条原则处理。例：细砾(2-10mm)含量占25%，粗砂(2-0.5mm)占40%，细砂(0.25-0.1mm)占35%，其粒度命名为细砾质细砂－粗砂岩。③当碎屑颗粒分选性更差时，不但各粒级含量都小于50%，而且含量为50－25%的粒级也没有或只有一个，则应将此岩石的全部粒度组分分别合并为砾、砂、粉砂三大级，按前两条原则命名。例：细砾占15%，粗砂占20%，中砂占30%，细砂占20%，粉砂占15%，其粒度命名为含粉砂含细砾砂岩。2.碎屑颗粒的圆度圆度是指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度。在手标本的观察描述中，通常把碎屑颗粒的圆度分为四级。1.棱角状：碎屑颗粒具有尖锐的棱角，棱角没有或很少有磨蚀的痕迹。反映未经搬运。次棱角状：碎屑颗粒的棱角稍有磨蚀现象，但棱角仍清楚可见。反映颗粒经过短距离搬运。次圆状：碎屑颗粒的棱角有明显的磨损，棱角圆化，但颗粒的原始轮廓、棱角所在位置还清楚。反映颗粒经过了较长距离搬运。圆状：碎屑颗粒的棱角已磨损消失，颗粒圆化，原始轮廓、棱角位置难于推断。这是颗粒经过长距离搬运，长期磨蚀的结果。颗粒的圆度主要与搬运距离、搬运方式有关但还受矿物习性影响，如推移搬运的颗粒比悬移搬运的颗粒易磨圆，软的颗粒比硬的颗粒易磨圆。研究圆度主要是针对推移载荷，而悬移载荷的圆度研究意义不大。2.碎屑颗粒的球度球度是指碎屑颗粒接近球体形态的程度，常用颗粒长、中、短三轴长度来确定，如三轴长度近相等则球度好。三轴长度差别大则球度差。因颗粒球度不仅决定于磨蚀程度，在很大程度上决定于原始形状和晶形。球度和圆度并不完全一致，球度好并不一定圆度也好。如晶形好的石榴子石，虽然球度好但棱角均明显，磨蚀很差仍为棱角状；而相反，磨圆好的扁平砾石，球度却很差。因此，在反映磨蚀程度恢复形成条件中，圆度的意义更大些。4.碎屑颗粒的形状根据三轴比例关系分为四种形状：圆球体、扁球体、椭球体、长扁圆体。描述碎屑颗粒形状时，可综合描述。如该岩石碎屑颗粒磨圆较好，多数颗粒为圆状－次圆状，形态为圆球体和扁球体。圆球体：B/A2/3、C/B2/3椭球体：B/A2/3、C/B2/3扁球体：B/A2/3、C/B2/3长扁球体：B/A2/3、C/B2/35.碎屑颗粒的表面特征观察碎屑颗粒的表面是否光滑、有无刻痕或霜面等，碎屑颗粒的表面特征用肉眼只能在砾石上观察，砂岩的碎屑颗粒表面特征要在扫描电镜下观察。各种成因的碎屑在其表面上均可留下不同的特征，某些碎屑颗粒表面的明显特征，可帮助恢复形成时的环境，因表面特征除与本身性质有关外，主要与搬运介质和搬运方式以及时间、距离有关。关于这方面的研究最近报导很多。肉眼观察河流砾石、风成砾石和冰川砾石的表面特征。河流砾石表面不太光滑，可见不规则凹坑。风成砾石表面光滑，有沙漠漆，有凹坑和皱纹。冰川砾石具窄而直的平直刻痕，丁字形痕，这些擦痕可以是平行的、杂乱的或呈格子状的。另外还可有撞击痕，呈短而宽且粗糙的痕迹。碎屑颗粒的结构，常用结构成熟度来表示，即是指碎屑颗粒磨圆和分选达到终极的程度。如磨圆好、分选好、无杂基说明结构成熟度高；相反，结构成熟度则低。。应当指出，碎屑颗粒的不同结构特征都在一定程度上反映了岩石的特征和成因，但是最重要的结构特征是粒度和圆度，而球度、形状由于A、B、C三轴在砂级颗粒上很难测量，因此主要用于研究砾石，表面结构特征由于需要在扫描电镜下观察，因而只有在精深研究中才涉及。(二)胶结类型的观察胶结类型是碎屑颗粒与胶结物、杂基之间的量比关系和结合方式。首先按碎屑颗粒与胶结物、杂基的相对数量多少和支撑关系分为颗粒支撑和杂基支撑。再按颗粒和胶结物的相对含量和相互关系分为基底式胶结、孔隙式胶结、接触式胶结及镶嵌式胶结四类。杂基支撑：杂基含量较多，使碎屑颗粒彼此之间不接触分散在杂基之中，杂基支撑着碎屑颗粒。此结构为杂基与碎屑颗粒同时快速沉积形成的，是沉积岩常见结构，特别是在重力流沉积物中。支撑类型、胶结类型和颗粒接触关系(据曾允孚，1986)颗粒支撑：碎屑颗粒之间彼此相接，在其孔隙中可有胶结物胶结，含量较少(图2-3)。(1)基底式胶结(图2-4a)杂基支撑，颗粒漂浮在杂基中，彼此不相接触，基质对颗粒起粘结作用。具这种胶结类型的沉积岩一般是由快速堆积的密度流沉积而成的。(2)孔隙式胶结(图2-4b)颗粒支撑的碎屑岩，颗粒互相接触，构成孔隙，胶结物充填在孔隙中，反映稳定强水流的沉积特征。(3)接触式胶结(图2-4c)颗粒支撑的碎屑岩，胶结物只分布在颗粒接触处附近，而在孔隙中央没有胶结物。这种胶结类型可能与毛细管作用并发的沉淀作用有关，也可以是由孔隙胶结的岩石，胶结物溶蚀而成。(4)镶嵌式胶结(图2-4d)实际上，它是颗粒缝合接触，反映遭受了强烈的压实压溶作用。胶结类型(a)基底式胶结；(b)孔隙式胶结；(c)接触式胶结(d)镶嵌式胶结