(沉积岩石学课件)第五章 碎屑岩的结构

2. 隐晶质结构 玉髓、隐晶质磷酸盐、碳酸盐等。
3. 显晶质结构 粒状、带状/薄膜状、栉壳状、斑点状、凝块状
二、胶结物的结构
3. 显晶质结构 1) 粒状 胶结物呈结晶粒状分布于碎屑颗粒之间，碳酸盐胶 结物常具这样的结构。 2) 带状/薄膜状 胶结物围绕颗粒呈带状/薄膜状分布 3) 栉壳状 胶结物呈纤维状或细柱状垂直碎屑表面生长 4) 凝块状或斑点状 胶结物在岩石不均匀分布
点接触 线接触 凹凸接触 缝合接触
点接触→缝合接触
↓ 沉积物在埋藏成岩过程中 经受压固、压溶等成岩作
用的强度和进程， 缝合接触——成岩程度深
三、胶结类型和颗粒支撑性质
4. 胶结类型
与碎屑颗粒与填隙物的相对含量、颗粒间接触关系有关。
1) 基底胶结 填隙物含量多， 碎屑颗粒呈漂浮状， 杂基支撑，重力流；
一、粒度
1) 体积值 用与颗粒同体积的球体直径（标准直径bn ）表示。
实际工作中常用线性值， 颗粒的长、中、短直径分别称为A、B、C轴。
在砾岩研究中有时也用体积值。
一、粒度
2. 粒度的划分
3.
工作性质和工作目的不同→不同的划分方案。
沉积岩的粒度分类
有两大分类体系和一个习惯用法
一个是10进制分类体系
只有直径较大（>2μm）而且互相连通的孔隙 对油气的渗流才有效。
第五节 粒度分析
碎屑岩粒度→判别沉积环境及水动力条件 碎屑岩的储油物性与粒度密切相关
→粒度分析是碎屑岩研究中的一项重要内容。
一、粒度分析方法（自学）
筛析法：松散或弱固结的岩石 沉积分析：粘土、粉砂岩、砂岩
薄片分析：固结紧密的岩石
第五节 粒度分析
含粉砂砾—砂岩
3.碎屑岩的粒度分类和命名
粒度是碎屑岩分类命名的基础！ 三级命名法是碎屑岩命名的最基本原则！ 碎屑岩的粒度分类和命名一定要牢记！！！
二、圆度
定义 指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度。 与颗粒的形状无关，只是棱角尖锐程度的函数。
圆度分级——目估法将圆度分为四级： 棱角状——碎屑颗粒的棱角明显，无磨蚀。 次棱角状——碎屑颗粒的棱角普遍磨蚀，但原形明显。 次圆状——碎屑颗粒的棱角明显磨损，原形改变较大。 圆状——碎屑颗粒的棱角基本或全部消失，原形已消失， 颗粒多呈椭球体、球体。
一、粒度 1. 粒度的概念
碎屑颗粒的大小。 决定岩石类型和性质 ——碎屑岩分类命名的重要依据。
碎屑颗粒的外形不规则，那么该怎样表示粒度呢？ 选用线性值和体积值
一、粒度
1) 线性值——直观测量。 大、中、小三个直径 A. 确定颗粒的最大投影面； B. 对最大投影面做外切矩形，矩形的长边为颗粒的最 大直径dL，矩形的短边为颗粒的中间直径dI； C. 做垂直于最大投影面并通过颗粒的最长截线，截线 长度就是颗粒的最短直径ds。
粒度分类命名的具体原则：
1) 三级命名法
≥50% ××岩
50~25% 25~10%
××质 含××
细砂质粗砂岩
<10%
不参与命名
举例：0.5-0.25mm 60%，0.1-0.25mm 35%
3.碎屑岩的粒度分类和命名
2) 复合命名法
没有一个粒级≥50%，在50～25%的粒级不只一个。 以含量为50～25%的粒级进行复合命名 →“＊＊—＊＊岩” ，含量较多的写在后面。
举例：0.5-0.25mm 40%，0.1-0.25mm 35%， 0.05-0.1mm 20%
含粗粉砂细砂—中砂岩
3.碎屑岩的粒度分类和命名
合并命名法 没有≥50%的粒级
50～25%的粒级也没有或只有一个 ↓
将岩石全部粒度组分合并为砾、砂和粉砂三大级 ↓
按前两条原则命名 举例：10-2mm 25%，2-0.5mm 20%，0.5-0.25mm 15%， 0.1-0.05mm 20%
>1000 1000～100
100～10 10～1 1～0.5
0.5～0.25
0.25～0.1 0.1～0.05
0.05～0.01
＜0.01
巨砾 粗砾 中砾 细砾 粗砂
中砂
细砂 粗粉砂
细粉砂
砾 砂 粉砂
粘土 （泥）
巨砾 中砾 砾石 卵石
极粗砂 粗砂 中砂 细砂 极细砂
粗粉砂 中粉砂 细粉砂
极细粉砂
＞256 256～64 64～4
一、孔隙的概念 岩石中未被固体物质充填的部分，是碎屑岩重要的结构 组分之一。
1. 原生孔隙 又叫沉积孔隙，包括粒间孔（碎屑颗粒原始格架间 的孔隙） 、粒内孔和晶间孔。 碎屑颗粒粒度、形状、填集性质、分选程度 →原生孔隙度 等大球体填集时，孔隙度为26.0%～46.7%。 碎屑分选好，原生孔隙大；分选差，则相反。
杂基含量越高→岩石分选性和结构成熟度越低。
第二节 填隙物的结构
2. 分类——按成因 1) 原杂基：原始沉积物，主要是未结晶的粘土质点，具泥 状结构，与碎屑颗粒之间没有交代现象。 2) 正杂基：经过成岩变化，明显重结晶的原杂基。重结晶粘土矿 物多呈显微鳞片结构，与碎屑颗Байду номын сангаас边缘可发生交代作用。
原杂基和正杂基可以作为沉积环境的标志。
二、粒度资料图解 1. 直方图和频率曲线
1) 直方图★★★ 表示样品的粒度分布情况。特别是分选程度 横坐标是φ值标度；纵坐标是算术百分坐标。 一系列长方形组成，长方形底边长度代表粒度区 间；高度代表每个粒度区间的重量百分比。
2) 频率曲线 将直方图上各方块顶边中点连接起来，绘制成的 光滑曲线
第五节 粒度分析
地质意义 结构成熟度越高，则碎屑物质分选性越好，磨圆度越高， 杂基含量越少。
第二节 填隙物的结构
一、杂基的结构 1. 概念
指碎屑岩中与砂、砾一起沉积下来起填隙作用的细 粒物质，粒度小于0.03mm（或）5φ）。 杂基含量和性质反映搬运介质的流动特性和碎屑组 分的分选性——碎屑岩结构成熟度的重要标志。 沉积物重力流中的杂基，是流体密度及粘度的重要 标志，不具体反映水动力条件。
手标本四级圆度描述法要熟记
二、圆度
颗粒磨圆度分级标准
磨圆度
颗粒形状
差
尖棱角状 棱角状
较差
中等
较好 好 ∣
极好
次棱角状 次圆状 圆状 滚圆状
圆度可直接反映水动力条件，但也受颗粒性质的影响。
第一节 碎屑颗粒的结构
三、球度 指碎屑颗粒接近球体的程度。是一个定量参数。 颗粒的最大球度值是1，最小值趋近于0。
(沉积岩石学课件）第五章 碎屑岩的结构
第五章 碎屑岩的结构
碎屑岩的结构 定义 指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系。 碎屑颗粒的结构 杂基和胶结物的结构 孔隙的结构 碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系。 研究意义 鉴别描述、分类命名沉积岩的依据， 沉积岩成因分析的重要标志。
第一节 碎屑颗粒的结构
碎屑的粒度、圆度、球度、形状以及颗粒表面的微细特征。
第四节 孔隙结构
2. 次生孔隙 主要是沉积物或沉积岩在埋藏成岩过程中经受次生溶解 作用形成的孔隙，也包括岩石因破碎或收缩作用造成的 缝隙。
次生孔隙是重要的油气储集空间
第四节 孔隙结构
2. 次生孔隙 1) 构造裂隙 2) 成岩收缩孔 3) 溶蚀孔隙 A. 粒间溶孔 B. 超粒大溶孔 C. 粒内溶孔、铸模孔 D. 填隙物内溶孔 E. 裂隙溶孔 4) 晶间孔
表和公式要会查、会用、不用记
第一节 碎屑颗粒的结构
四、形状 实际应用中常用形象的术语描述： 粒状——颗粒各向等长，如石英； 柱状——一向特长，柱面发育，如角闪石、磷灰石； 板状——两向较长，一向较短，形如板片，如长石； 针状——一向极长，两向极短，如石英中电气石包体。 其它——放射状、纤维状等。
书中的数学表示法会查、会用、而不用记。
六、颗粒的表面结构
定义
碎屑颗粒表面的磨光面、毛玻璃化和显微的刻蚀痕迹
成因 机械磨蚀作用 化学的溶蚀、沉淀作用
类型 毛玻璃表面（又称霜面） 沙漠漆 冰川擦痕 各种刻蚀痕和撞击痕
七、结构成熟度（textural maturity）
定义 也称物理成熟度，是指碎屑沉积物經风化、搬运和沉积作 用的改造，在结构上接近于最终特征的程度。 最终特征 可理解为纯硅质碎屑（石英矿屑）的净砂岩。 决定于碎屑颗粒的磨圆、分选、基质和胶结物相对含量等
“似杂基” 碎屑岩中一些与杂基极为相似的细粒组分，成因上 与杂基完全不同，不能反映沉积介质的流动特点。 按成因分为淀杂基、外杂基、假杂基。
第二节 填隙物的结构
二、胶结物的结构 胶结物的结构特点与本身的晶粒大小、晶体生长方式、 结晶程度和分布的均匀性有关。
1. 非晶质结构 蛋白石、铁质、磷酸盐矿物常形成非晶质结构。
中砂
0.25~0.5
细砂
0.1~0.25
粉砂 杂基
0.03~0.1
<0.03（实际使用将其定位 为<0.01mm）
3.碎屑岩的粒度分类和命名
碎屑岩的粒度特征是其分类命名的基础。
如果碎屑岩的粒度分选程度很好，碎屑基本属于同一粒级，那么它的粒度分类和命名就非常简单，只需要在各相应的粒级后面加一个“岩”字就行。 如细砾岩、中砂岩、粗粉砂岩等。自然界碎屑岩大都是由几个不同粒级的碎屑组成，随着各种粒级所占百分含量的不同，应给予不同的命名。
4～2
2～1 1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.125 0.125～0.0625
0.0625～0.0312 0.0312～0.0156 0.0156～0.0078 0.0078～0.0039
＜0.0039
一、粒度
2) 几何级数制（伍登-温哥华方案）
以1mm为中心，每次除以2或乘以2来进行分级。
2) 孔隙胶结 碎屑颗粒构成支架，颗粒支撑，点接触， 胶结物含量少，只充填在碎屑颗粒之间的孔隙中。
4.胶结类型
3) 接触胶结 颗粒之间点接触或线接触，胶结物含量很少，分布 于碎屑颗粒相互接触的地方。颗粒支撑。
4) 镶嵌胶结 碎屑颗粒线、凹凸、缝合接触，有时不能将碎屑与 胶结物分开。 颗粒支撑
第四节 孔隙结构
峰或众数: 直方图中的高 方块或频率曲 线中的高点
斑状结构
第三节 胶结类型和颗粒支撑性质
1. 胶结类型概念
碎屑岩中碎屑颗粒和填隙物间的关系。
2. 支撑类型 按碎屑颗粒和杂基的相对含量 1) 杂基支撑 杂基含量高，颗粒互不接触，在杂基中呈漂浮状。 2) 颗粒支撑 碎屑颗粒含量占绝对优势，颗粒之间相互接触
三、胶结类型和颗粒支撑性质
3. 颗粒的接触类型
将几何级数制标准进行对数变换，就成为Φ值粒度标准。 Φ=-log2D，D为碎屑颗粒直径（mm）。
↓
>2mm 2~0.0625mm 0.0625~0.0039mm <0.0039mm
<-1
-1~4
4~8
>8
砾
砂
粉砂
粘土（泥）
2.粒度划分
3）石油行业标准——习惯用法
粒级
粒径，mm
砾石
>2
粗砂
0.5~2
二、胶结物的结构
4. 次生加大结构 自生石英胶结物围绕碎屑石英颗粒边缘呈次生加大边， 两者光性方位大体一致。有时碎屑长石和方解石也可出 现自生加大结构。多出现于硅质胶结砂岩
5. 嵌晶结构 胶结物的结晶颗粒较粗大，晶粒间呈镶嵌结构，每一个 晶粒中都可含多个碎屑颗粒。方解石、石膏、沸石等易 在成岩晚期阶段形成这种结构。
二、胶结物的结构
二、胶结物的结构
显晶粒状结 构
次生加大结 构
二、胶结物的结构
带状/薄膜状结 构
二、胶结物的结构
栉壳状结 构
二、胶结物的结构
次生加大 结构
二、胶结物的结构
次生加 大结构
嵌晶结构
二、胶结物的结构
嵌晶结构
二、胶结物的结构
嵌晶 结构
二、胶结物的结构
斑状结构
二、胶结物的结构
一个是2的几何级数制分类体系
习惯用法是：石油行业标准
考试时定要弄明白
考的是哪种分类体系？还是考的习惯用法
一、粒度
1) 十进制 >1mm 2～0.1mm 0.1～0.01mm <0.01mm
砾 砂 粉砂 粘土（泥）
常用的碎屑颗粒粒度分级表
十进制
2的几何级数制
颗粒直径(毫米)
粒级划分
颗粒直径(毫米)
第四节 孔隙结构
3. 孔隙的演化 原生孔隙因压实作用、胶结作用→减少
性质不很稳定的组分溶解 岩石破碎和收缩
次生孔隙
↓ 次生孔隙发育带
↓ 有效的储集空间
第四节 孔隙结构
4.孔隙结构 孔隙的大小、多少、喉道特征和连通情况。 砂岩的孔隙空间是由细小喉道连通着的显微孔洞 孔隙度和渗透率是最常用的储层物性参数 两者一般成正比。
固结紧密的岩石二粒度资料图解累积曲线用粒度累积重量百分比数值作图横坐标粒径纵坐标各粒级累积含量概率累积曲线横坐标粒径值纵坐标概率百分数标度用累积重量百分比作图表现为相交的几个直线段沉积物包含几个粒度正态次总体碎屑沉积物岩粒度一般包括三个次总滚动搬运组分三粒度参数平均粒径和中值粒度的集中趋势mz16中值md是累积区县上50对应的粒径
第一节 碎屑颗粒的结构
颗粒的形状、球度、圆度与 矿物颗粒的结晶习性、解理、硬度、颗粒大小、
搬运沉积介质条件有关。
一般说来，
颗粒的形状和圆度对粗碎屑岩的研究意义更大。
五、分选
定义 碎屑岩中颗粒大小均匀的程度称为分选性或分选程度。
定性分级 主要粒级成分含量>７５％——分选好； 主要粒级成分含量为５０～７５％——分选中等； 没有一种粒级成分能够超过５０％——分选差。