沉积学第四章陆源碎屑岩各论

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学期课题第四章陆源碎屑岩各论计划学时8教学目的1掌握陆源碎屑岩的主要类型砾岩砂岩及粉砂岩粘土岩2掌握碎屑沉积物的沉积后作用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结构、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，它们的主要类型有哪些呢？一、砾岩1.一般特征2.分类3.主要成因类型及实例4.研究方法和意义二、碎屑岩的构造1.分类2.砂岩的主要类型3.砂岩用于物源区构造背景的研究4.粉砂岩三、粘土岩1.物质成分2.粘土及粘土岩的物理特征3.粘土及粘土岩的结构构造和颜色四、碎屑沉积物的沉积后作用1.砾、砂沉积物的沉积后作用2.粘土沉积物的沉积后作用3.碎屑岩成岩街道及主要标志备注教案第四章陆源碎屑岩各论第一节砾岩第一部分各种砾岩的概念a.砾岩的成因分类：砾岩为粗碎屑岩：颗粒50%，D2mm或1mm其中(1-2)mm碎屑也可叫巨砂b.砾岩一般特征:1、成分：岩屑含量高，所有的母岩的组分在砾岩中都能体现出来，成分复杂。砾岩的三种结构组分为：颗粒、胶结物、杂基。2、结构：根据砾岩的大小，形态，分选，接触关系等及胶结物，杂基的含量，分布特点等可划分出多种具体类型（颗粒的，杂基的）。3、构造：砾岩具成层性，可见到大型斜层理和递变层理，有时呈均匀块状。另外，砾石排列常有较强的规律性，扁形砾石尤为特征，有时具压实优选。4、产状：可组成厚度极大的砾岩岩系，也可以夹层、薄层、透镜体及其他多种局部堆积的形式存在。5、意义：砾岩是其他岩石遭受破坏的最初产物，其性质主要取决于母岩的性质，且搬运距离不远，故研究砾岩的成分有助于追溯物源，是推断陆源区位置和性质最可靠的直接资料。砾岩作为储层，其渗透性良好，可作为水，油，气的良好储层。第二部分根据砾石圆度的分类:l、砾岩：圆状和次圆状砾石含量50%，成熟度高2、角砾岩：棱角状和次棱角状砾石含量50%，成熟度低三、根据砾石大小的分类:细砾岩：砾石直径为2～l0mm；中砾岩：砾石直径为l～l0cm；粗砾岩：砾石直径为1～10dm；巨砾岩：砾石直径lm。四、根据砾石成分的分类:⒈单成分砾岩和角砾岩砾石成分单一，同种成分的砾石占75%以上。⒉复成分砾岩和角砾岩成分复杂，有时可含几到十几种不同成分的砾石，各种类型的砾石都不超过50%。一般来说，海（湖）滨岸砾岩成分比较简单，而河成和山麓洪积砾岩比较复杂。五、根据砾岩在剖面中的位置的分类1、底砾岩成分比较简单、稳定、单一，磨圆度高，分选好，杂基含量少，一般为化学胶结，常分布于海侵层位的最底部（海滩砾岩），分布于侵蚀面上，与下伏地层呈假整合或不整合接触，为海侵的开始阶段产物，代表一个大的地质时代的开始。六、根据砾岩在剖面中的位置的分类2、层间砾岩整合地夹于其他岩层之间，并不代表有侵蚀间断，与下伏地层是连续沉积的。其砾石成分中，可有不稳定的组分，基质成分也比较复杂，磨圆度差。河流相，湖泊相，三角洲相中都可出现，代表小的沉积环境的变化，作为沉积旋回的底部可作为分层标志，可作为地质填图的标志层。七、根据砾岩在剖面中的位置的分类3、层内砾岩（同生砾岩）指该岩层在准同生期尚处在半固结状态时，经侵蚀破碎和再沉积而成的砾石沉积物，再经成岩作用而成的砾岩。砾石成分单一，未经搬运或搬运距离很短，厚度通常几厘米，最大可到l～2m。在碳酸盐岩、砂岩内的泥页岩碎屑中常见。常见于干燥气候条件下的冲积环境和湖泊或海滩环境中。第三部分砾岩主要成因类型根据砾岩支撑类型、砾石分选性、组构、层理和粒序性对砾岩成因类型进行划分。一、滨岸砾岩１、概念（１）滨海砾岩：形成于波浪作用的滨岸地带，成分成熟度和结构成熟度都高，具定向构造。（２）湖成砾岩：滨湖环境，波浪作用带，位于底部，湖岸线标志。（３）岸边崩落滑动型砾岩-角砾岩：分布于陡峻海岸地带，结构成熟度低，分布局限，厚度变化大，常呈透镜状岩体。2、特征（１）颜色：浅色为主。（２）成分：单一，成熟度高。稳定组分硅质砾石多（３）结构：成熟度高。粒度集中、磨圆好、分选好（累积曲线陡，滚动次总体为主）、杂基少、胶结物多。（４）构造：若有扁平砾石，其最大扁平面应向深水（海）方向倾斜、倾角较小；砾石长轴方向应平行海岸线。（５）其它:砾石中常含生物碎片，完整者较少。如果是底砾岩，层位稳定、延伸较远，横向分布较广。二、河成砾岩（冲积砾岩）常见于山区河流，多位于河床沉积的底部。成分复杂，为复成分砾岩，结构成熟度中-低，砾石对称性差，具定向构造，长轴大部分与水流垂直，近岸处与岸边平行。呈透镜状，带状分布，伴随冲刷面构造。例:三、洪积砾岩由山区洪流流出山口，流速骤减，使碎屑物快速堆积而成。具阵发性，成分可为单成分的，也可复成分的，砾石粗大，结构成熟度差（分选很差，磨圆度低），切割-充填构造很常见，在剖面上呈透镜状或楔状体，通常厚度巨大，有的可达几千米。四、冰川角砾岩（冰碛岩）冰融化，快速堆积而成，成分复杂，可常见新鲜的不稳定组分，分选极不好，有时砂泥含量甚多，具较多细粒填隙物，磨圆差。具擦痕：“丁”字形，“五角砾石”，“熨斗状砾石”，无序，杂乱堆积（砾石排列极为紊乱）。1．大陆冰川→山地冰川（底积，侧积，终积砾岩）2．海洋冰川（两极）五、滑塌角砾岩：在地形陡峻地区的边界地带，由于某种地质营力作用发生崩塌，或沿斜坡发生地滑形成的角砾岩。此类砾岩的特点是棱角状角砾和磨圆砾石可同时存在，分选性很差，厚度变化大，常呈透镜状岩体产出。六、岩溶角砾岩：岩溶角砾岩或称洞穴角砾岩。这种角砾岩的形成与下伏物质(如膏盐层)被溶解以及上覆地层的坍塌作用有关，尤其是石灰岩的坍塌。其特点是角砾通常为板状碎片及各种大小的石灰岩块，杂基仍是碳酸盐质的，或是风化的红土物质。角砾呈高度棱角状，毫无分选，成分单一。这种角砾岩层厚度变化很大。课后作用１、试述砾岩的分类和命名原则？２、试述砾岩和角砾岩的主要成因类型及其特征？第二节砂岩及粉砂岩一．概述（岩类）：砂岩是一种沉积岩，由石英颗粒（沙子）形成，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁。碎屑除石英、长石外还有白云母、重矿物、岩屑等。填隙物包括胶结物和碎屑杂基两种组分。常见胶结物有硅质和碳酸盐质胶结；杂基成分主要指与碎屑同时沉积的颗粒更细的黏土或粉砂质物。填隙物的成分和结构反映砂岩形成的地质构造环境和物理化学条件。砂层和砂岩构成石油、天然气和地下水的主要储集层。砂和砂岩可用做磨料、玻璃原料和建筑材料。一定产状的砂层和砂岩中富含砂金、锆石、金刚石、钛铁矿、金红石等砂矿。二、主要成分：石英成份52％以上；粘土15％左右；针铁矿18％左右；其它物质10％以上分类：按砂粒的直径划分为：巨粒砂岩（2～1mm）、粗粒砂岩（1～0.5mm）、中粒砂岩（0.5～0.25mm）、细粒砂岩（0.25～0.125mm）、微粒砂岩（0.125～0.0625mm），以上各种砂岩中，相应粒级含量应在50%以上。三、按岩石（矿物）类型分类：石英砂岩（石英和各种硅质岩屑的含量占砂级岩屑总量的95%以上）和石英杂砂岩、长石砂岩（碎屑成分主要是石英和长石，其中石英含量低于75%、长石超过18.75%）和长石杂砂岩、岩屑砂岩（碎屑中石英含量低于75%，岩屑含量一般大于18.755,岩屑/长石比值大于3）和岩屑杂砂岩。形成过程：由石粒经过水冲蚀沉淀于河床上，经千百年的堆积变得坚固而成。后因地球地壳运动，而形成今日的矿山。砂岩是源区岩石经风化、剥蚀、搬运在盆地中堆积形成。第三节粘土岩一、定义：粘土岩是一种主要由粒径＜0.0039mm的细颗粒物质组成的并含有大量粘土矿物的沉积岩。疏松未固结者称为粘土，固结成岩者称为泥岩和页岩。大多数粘土岩是母岩风化产物中的细碎屑物质呈悬浮状态被搬运到沉积场所，以机械方式沉积而成的。部分粘土岩是铝硅酸盐矿物分解的产物在原地堆积而成或在水盆地中通过胶体凝聚作用形成的，成分较纯，常常具有一定的工业价值。粘土岩中常见的构造为水平层理构造、层面构造和沿水平层理裂开的页理构造。粘土矿物是粘土岩中最主要的矿物成分。粘土矿物很细小，它们的结晶大小一般不超过1—2微米。粘土矿物种类繁多，粘土岩中分布最广的是高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、凹凸棒石等。二、化学成分：粘土岩的化学成分取决于它的矿物成分和粘土矿物中吸附离子的成分。其主要化学组分是SiO2、Al2O3及铁的氧化物等。粘土岩的颜色取决于粘土矿物的成分、杂质矿物的成分、有机质及所含色素的颜色。单一成分的高岭石粘土、水云母粘土等，常呈白色、浅灰色，浅黄色等；某些粘土岩中含细分散状的铁的氧化物和氢氧化物，则呈红色、紫色、棕色、黄色或玫瑰色等；含锰的氧化物时则呈褐色或黑色；含分散状有机质和硫化铁时呈灰色或黑色；若粘土岩中含有较多的海绿石、绿泥石、孔雀石、蓝铜矿时，则呈绿色或蓝色。粘土岩是分布最广的沉积岩，约占沉积岩总量的60—70%。粘土岩具有独特的物理性质，如可塑性、耐火性、烧结性、膨胀性、吸附性等等，因而在工农业方面有着广泛的用途。三、研究意义近年来，在黑色页岩和碳质页岩中还发现含有稀有元素和稀土元素，构成具有工业价值的矿床。粘土岩是重要的生油岩和油气藏的盖层，研究粘土岩具有重要的经济意义。