第四讲 陆源碎屑岩成份和结构【沉积学精品课件】
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第四讲 陆源碎屑岩成分
第四讲陆源碎屑岩成分（Composition of terrigenous clastic rocks）学时：1学时基本内容：1、基本概念：矿物碎屑、岩屑、填隙物、杂基、胶结物、原杂基、正杂基、淀杂基、外杂基、假杂基。
2、碎屑岩的主要碎屑成分和填隙物成分。
教学重点与难点：碎屑岩中碎屑颗粒与填隙物的基本概念；胶结物与杂基的区别、矿物碎屑与岩屑的异同。
教学思路：①先引入碎屑岩的定义；②然后介绍组成碎屑岩的基本组成，包括碎屑颗粒、填隙物和孔隙及裂缝；③重点讲解矿物碎屑与岩屑、杂基与胶结物之间的异同点和各组成部分的关系。
主要参考书:1、冯增昭主编《沉积岩石学》上册第三章，石油工业出版社，1993.2、曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第六章，地质出版社，1986.复习思考题：1、试述碎屑岩中的碎屑物质、非碎屑物质的主要类型和特征及研究意义？2、在砂岩薄片中岩屑的识别标志。
3、碎屑岩中来自不同母岩的石英各有什么特点？4、试述碎屑岩中碎屑颗粒、杂基、化学胶结物的含义；并如下五方面比较：在岩石中分布状况和所起的作用；搬运方式；沉积方式及其控制因素；沉积时水动力状况；形成阶段等五个方面比较它们特点。
5、碎屑岩的杂基可分哪几种？每种杂基的识别标志是什么？不同杂基之间的关系？何种杂基才能反映沉积时流体的粘度和密度？6、在碎屑中常见的胶结物成分有哪些？它的最大含量界限是多少？常见的胶结物结构类型有哪些？请举出相应的胶结物成分。
并用图表示。
7、什么是碎屑岩的结构成熟度？它主要取决于哪些因素？结构成熟度与矿物成熟度有何差别？8、什么是碎屑岩的胶结类型？它可分哪四种？试绘图表示。
并简述它们的各自特点、成因及环境意义。
教学内容提要：第一节陆源碎屑岩定义一、陆源碎屑岩定义陆源碎屑岩：主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运、沉积作用、沉积后作用而形成的一类岩石。
二、陆源碎屑岩的基本组成和描述内容第二节碎屑颗粒一、矿物碎屑矿物碎屑：石英、长石最多，重矿物含量少。
第四章沉积岩2 152页PPT文档
碎屑岩中钾长石多于斜长石。都呈颗粒状。
钾长石未风化时，呈肉红色，玻璃光泽，一般 易风化成高岭土，颗粒表面变得不光洁，略带浅土 黄色，硬度也降低。
斜长石白色，玻璃光泽，表面少见污染，较光 洁，常被绢云母、碳酸盐矿物交代，而略带浅灰色 或浅灰黄色，透明度降低。
8
地质学基础
云母碎屑：在成分成熟度较低的砂岩和粉砂岩 中，云母极为常见。由于白云母比黑云母抗风化能 力强，常见白云母呈鳞片状分布于细砂岩、粉砂岩 中。黑云母常分解为绿泥石和磁铁矿，在海洋中可 分解为海绿石。
重要性一、是陆源碎屑岩分类的基础，据粒度通 常分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩四类；
重要性二、是陆碎屑岩最常用命名的基础。
13
(1)碎屑岩的粒度分析法
地质学基础
直接测量法：用于粗大的松散碎屑，获大(dl) 中(di)小(ds)三个直径;
筛析法：用于松散碎屑(砾、砂、粉砂)，获得 中径；
显微镜电镜：用于固结的砂、粉砂和泥，获得 视长径；
＜75 ＜65
＜10 25～5 ＜15 ＜25 ＞ 25 75～25
＜0.01
粘土(泥)
＜0.0039
Φ值标准 颗粒直径, φ
＜－8 －8～－6 －6～－2 －2～－1
－1～0 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 ＞8
12
石油行业碎屑颗粒粒度分级标准表
地质学基础
粒级 砾石 粗砂 中砂 细砂 粉砂 杂基
粒径，mm ＞2 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.03 ＜0.03
最常见分布最广泛的矿物碎屑有：
6
地质学基础
石英碎屑：碎屑岩中分布最广一种矿物。砂岩 及粉砂岩中平均含量达66.8％，在砾岩中含量较少， 粘土岩中含量更少。
钾长石未风化时，呈肉红色，玻璃光泽，一般 易风化成高岭土，颗粒表面变得不光洁，略带浅土 黄色，硬度也降低。
斜长石白色，玻璃光泽，表面少见污染，较光 洁，常被绢云母、碳酸盐矿物交代，而略带浅灰色 或浅灰黄色，透明度降低。
8
地质学基础
云母碎屑：在成分成熟度较低的砂岩和粉砂岩 中，云母极为常见。由于白云母比黑云母抗风化能 力强，常见白云母呈鳞片状分布于细砂岩、粉砂岩 中。黑云母常分解为绿泥石和磁铁矿，在海洋中可 分解为海绿石。
重要性一、是陆源碎屑岩分类的基础，据粒度通 常分为砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩四类；
重要性二、是陆碎屑岩最常用命名的基础。
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(1)碎屑岩的粒度分析法
地质学基础
直接测量法：用于粗大的松散碎屑，获大(dl) 中(di)小(ds)三个直径;
筛析法：用于松散碎屑(砾、砂、粉砂)，获得 中径；
显微镜电镜：用于固结的砂、粉砂和泥，获得 视长径；
＜75 ＜65
＜10 25～5 ＜15 ＜25 ＞ 25 75～25
＜0.01
粘土(泥)
＜0.0039
Φ值标准 颗粒直径, φ
＜－8 －8～－6 －6～－2 －2～－1
－1～0 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 ＞8
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石油行业碎屑颗粒粒度分级标准表
地质学基础
粒级 砾石 粗砂 中砂 细砂 粉砂 杂基
粒径，mm ＞2 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.03 ＜0.03
最常见分布最广泛的矿物碎屑有：
6
地质学基础
石英碎屑：碎屑岩中分布最广一种矿物。砂岩 及粉砂岩中平均含量达66.8％，在砾岩中含量较少， 粘土岩中含量更少。
沉积学与层序地层学4(陆源碎屑岩)剖析
2.杂基成分：高岭石、水云母、蒙脱石等 粘土矿物，亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级 碎：绢云母、绿泥石、石英、长石等。
3.不同碎屑岩中，杂基含量不同。杂基含 量高是不成熟砂岩的特征。
（二）胶结物（Cement）
胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于 粒间孔隙中的自生矿物。
胶结物成分主要有： 硅质（石英、玉髓、蛋白石） 碳酸盐（方解石、白云石） 铁质（赤铁矿、褐铁矿等） 硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物
燧石：稳定，抗风化能 力较强
⑦粘土岩岩屑
在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有 一定关系。
三、填隙物成分（Interstitial minerals） 碎屑碎屑颗粒间的填隙物包括：杂基和胶结物
（一）杂基（Matrix）
1. 杂 基 是 碎 屑 岩 中 的 细 小 的 机 械 成 因 组 分 ， 其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。
石英具有油 脂光泽，但只在 新鲜断口上表现 得明显。Biblioteka 在结晶岩中，深成中酸性岩浆岩、石英一
长石质片麻岩及片岩含有大量石英，这是碎屑 石英的主要来源。
不同来源的石英具有不同的特点。通过石
英中所含包裹体及波状消光现象，结合颗粒大 小及形状等特征，有助于判断石英的来源。
来自深成岩浆岩的石英：来自中酸性深 成岩的石英，常含有细小的液体、气体包裹体， 或含锆石、磷灰石、电气石、独居石等岩浆岩 副矿物包裹体。矿物包裹体颗粒细小，自形程 度高，排列无一定方位。尘状气、液包裹体使 石英颗粒呈云雾状。
过去认为岩浆 岩中的石英很少见 到波状消光，但更 多观察表明：较老 的岩浆岩中的石英 常常也表现有明显 的波状消光。
来自变质岩的石英：片麻岩和片岩风化崩 解后，会产生大量的单晶及多晶石英。变质石 英表面常见裂纹，不含气液包裹体。大多数的 石英晶粒都具有波状消光。
3.不同碎屑岩中，杂基含量不同。杂基含 量高是不成熟砂岩的特征。
（二）胶结物（Cement）
胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于 粒间孔隙中的自生矿物。
胶结物成分主要有： 硅质（石英、玉髓、蛋白石） 碳酸盐（方解石、白云石） 铁质（赤铁矿、褐铁矿等） 硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物
燧石：稳定，抗风化能 力较强
⑦粘土岩岩屑
在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有 一定关系。
三、填隙物成分（Interstitial minerals） 碎屑碎屑颗粒间的填隙物包括：杂基和胶结物
（一）杂基（Matrix）
1. 杂 基 是 碎 屑 岩 中 的 细 小 的 机 械 成 因 组 分 ， 其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。
石英具有油 脂光泽，但只在 新鲜断口上表现 得明显。Biblioteka 在结晶岩中，深成中酸性岩浆岩、石英一
长石质片麻岩及片岩含有大量石英，这是碎屑 石英的主要来源。
不同来源的石英具有不同的特点。通过石
英中所含包裹体及波状消光现象，结合颗粒大 小及形状等特征，有助于判断石英的来源。
来自深成岩浆岩的石英：来自中酸性深 成岩的石英，常含有细小的液体、气体包裹体， 或含锆石、磷灰石、电气石、独居石等岩浆岩 副矿物包裹体。矿物包裹体颗粒细小，自形程 度高，排列无一定方位。尘状气、液包裹体使 石英颗粒呈云雾状。
过去认为岩浆 岩中的石英很少见 到波状消光，但更 多观察表明：较老 的岩浆岩中的石英 常常也表现有明显 的波状消光。
来自变质岩的石英：片麻岩和片岩风化崩 解后，会产生大量的单晶及多晶石英。变质石 英表面常见裂纹，不含气液包裹体。大多数的 石英晶粒都具有波状消光。
地质大沉积岩石学课件04它生沉积岩中的陆源碎屑岩类
2、与胶结物有关的结构概念（易混淆！）： ☺.胶结物结构：(p203)
指胶结物自身的结晶程度（非晶质、隐晶质、显晶 质）和晶粒大小、形态、排列等形貌特征。
☺.胶结类型： (p201)
指胶结物（广义）在沉积岩中的分布及其与碎屑颗 粒之间的胶结关系（基底式胶结，孔隙式胶结，接触 式胶结， 镶嵌式胶结，悬挂式胶结）。
B、 镶 嵌 粒 状 结 构
胶结物晶体比较粗大，但 小于结构颗粒和粒间孔，在 一个粒间孔内有两个以上胶 结物晶体彼此镶嵌。常见成 分是方解石、白云石、石膏、 重晶石或石英.
C、栉壳状结构(Ctenoid texture)
胶结物晶体呈针状、锥状、柱状、片状或板状垂直于被胶结 碎屑颗粒表面生长，在薄片中，它们的长轴彼此平行或大体 平行，又称丛生状结构。以这种结构方式生长的矿物通常有： 粘土、绿泥石等硅酸盐矿物和文石、镁方解石、方解石等碳 酸盐矿物
次圆状
次棱状
3、分选性/度（Sorting）
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。
分选差
分 选 好
分选中等
二，基质结构和 支撑类型
一，碎屑颗粒的结构(p173)
1、粒度（grain size)：
碎屑岩中骨架颗粒的大小称作粒度。
1） 粒度的计量：
通常用颗粒的直径来计量，但由于碎屑颗粒的形状多变， 所以测量的方法也各不相同，又分：
. 薄片粒度：以颗粒切面的长轴直径大小来计量． . 筛孔粒度：松散或破碎的碎屑颗粒过不同孔径的筛子之后，
D 、加 大 边 结 构
04第四章碎屑岩的结构及粒度分析ppt课件
而更粗，在偏光显微镜下常可分辨矿物的种类。泥晶
白云石在成岩作用阶段重结晶成粉晶白云石。
早期泥晶白云石重结晶成粉晶白云岩，白云石呈基底式胶结，颗粒为悬浮状。30
第四章 碎屑岩的构造及粒度分析
第二节
构造与胶结类型
在文献中还可见到与杂基有关的术语：
填隙物的
假杂基；外杂基；淀杂基。前二者又可合称为似杂基。
圆度的外形和分级〔鲍尔斯1953〕
17
第四章 碎屑岩的构造及粒度分析 节 碎屑颗粒的构造
第一
现行石油行业规范SY/T5368.2－1995将圆度分为五级。
18
第四章 碎屑岩的构造及粒度分析
第一
节 碎屑颗粒的构造
在文献资料中及某些情况下，也可把圆度划分为四级：
棱角状：碎屑的原始棱角无磨蚀痕迹或只遭到细微磨蚀，其原
20
第四章 碎屑岩的构造及粒度分析 节 碎屑颗粒的构造
第一
21
第四章 碎屑岩的构造及粒度分析
第二节 填隙物的
第二节 构造与胶结类型 填隙物的构造与胶结类型
一、填隙物的构造 填隙物包括杂基和胶结物
1、胶结物的构造
胶结物的构造特征主要表现为胶结物的结晶程度、晶粒的大 小、晶粒的陈列方式、与碎屑颗粒的关系等的差别，据此可分 为以下类型：
第二节 填隙物的
(2)孔隙式胶结:
碎屑颗粒构成支架状，颗粒 之间多呈点状接触，胶结物 含量少，只充填在碎屑颗粒 之间的孔隙中。
35
第四章 碎屑岩的构造及粒度分析 构造与胶结类型
(3)接触胶结类型:
颗粒之间呈点接触或线接触， 胶结物含量很少，分布于碎 屑颗粒相互接触的地方。
第二节 填隙物的
(4)镶〔压〕嵌胶结类型:
沉积岩石学4-1
石英、长石、（云母） 、重矿物
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
1．石英(Quarts)
(1)石英是碎屑岩中分布最广 的一种矿物.砂岩及粉砂岩中 平均含量达66.8％，在砾岩中 含量较少，粘土岩中含量更少。
(2)肉眼观察石英碎屑多呈碎 屑粒状，无色透明，玻璃光泽， 断口油脂光泽，硬度为7,无解 理；显微镜下无色，洁净光亮 无风化产物，粒状，无解理， 正低突起，一级灰白干涉色， 一轴晶正光性。
第二节 碎屑岩的成分
（四） 成分成熟度(compositional maturity) 碎屑岩的成分成熟度：指碎屑沉积组分在其风化、搬 运、沉积作用的改造下，成分上趋向于最稳定的终极 产物的程度。
重矿物中，锆石(Zircon)、电气石(Tourmaline)、
金红石(Rutile)是最稳定的，这三种矿物在透明重矿
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
来自沉积岩的石英－再旋回石英 呈浑圆状或带自生加大边是再旋回石英的特征。 来自石英砂岩的再旋回石英具自生加大边，可以是单 晶石英，也可以是多晶石英。另外，在碎屑颗粒中所
有圆度很高的颗粒，应看做是再旋回的产物。
由于多晶石英的晶间界线相对比较弱，按热力学
特点看，波状消光石英的稳定性又较差，因此它们在
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
(4)重矿物的类型及标型特征、重矿物的组合以及轻重矿物 的组合可有效的指示母岩的类型与性质。
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
(5)依据重矿及其组合在平面的变化趋势和规律可有效的确定物 源方向的碎屑的搬运方向。
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
第四章 陆源碎屑岩
(4)在肉眼下长石多为板柱状、短柱状、粒状， 无色-浅褐黄色，玻璃光泽，二组正交或近于正交的 完全解理，硬度6左右；镜下粒状，无色或因风化产 物而显灰-浅褐黄色，表面较脏，二组解理完全，双 晶常见，负低突起，一组灰干涉色。各种类长石可据 双晶、突起、风化产物不同相区别。
沉积学 陆源碎屑岩各论_粉砂岩与粘土岩
• 1) 粗粉砂岩 • 2) 细粉砂岩 0.1～0.05mm 0.05～0.01mm
– 很像砂岩，不仅与砂岩共生，也常发育各种交错层理，而且可 作为油气储层。 – 具有粘土岩特性，常与泥质岩或泥晶灰岩共生，可能成为生油 层。
• 若粉砂岩中混有较多的砂和粘土，按三级命名法命名。
沉积学_陆源碎屑岩各论
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
• 2. 按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划 分
– 1) 非晶质结构 – 2) 隐晶质结构★★★ – 3) 显微晶质结构 – 4) 粗晶结构
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（二）粘土岩的构造
– 1 宏观构造
• • • • • 无波痕 暴露成因构造 水平层理小于1cm者称页理。小于1mm者为纹理 生物扰动构造、生物遗迹 同生变形构造泥火山、水下滑动等
（一）非渗透性
(二) 吸附性 (三) 吸水膨胀性 (四) 基它性质
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
– 1. 根据颗粒的相对含量划分
• 1) 粘土结构/泥质结构 粘土>90%。
• 2) 含粉砂粘土结构 粘土>75%，粉砂10～25%；
• 3) 粉砂质粘土结构 粘土=75～50%，粉砂25～50%
沉积学_陆源碎屑岩各论
一、粘土岩的物质成分
（一）粘土矿物
• （2）蒙脱石族
– 蒙脱石★★拜来石★★、绿脱石★、皂石★
• 2：1型三层结构单元两层四面体夹一层八面体层
– 蒙脱石/高岭石/微晶高岭石
• 细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚
• 加水膨胀或呈浆糊状
– 很像砂岩，不仅与砂岩共生，也常发育各种交错层理，而且可 作为油气储层。 – 具有粘土岩特性，常与泥质岩或泥晶灰岩共生，可能成为生油 层。
• 若粉砂岩中混有较多的砂和粘土，按三级命名法命名。
沉积学_陆源碎屑岩各论
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
• 2. 按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划 分
– 1) 非晶质结构 – 2) 隐晶质结构★★★ – 3) 显微晶质结构 – 4) 粗晶结构
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（二）粘土岩的构造
– 1 宏观构造
• • • • • 无波痕 暴露成因构造 水平层理小于1cm者称页理。小于1mm者为纹理 生物扰动构造、生物遗迹 同生变形构造泥火山、水下滑动等
（一）非渗透性
(二) 吸附性 (三) 吸水膨胀性 (四) 基它性质
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
– 1. 根据颗粒的相对含量划分
• 1) 粘土结构/泥质结构 粘土>90%。
• 2) 含粉砂粘土结构 粘土>75%，粉砂10～25%；
• 3) 粉砂质粘土结构 粘土=75～50%，粉砂25～50%
沉积学_陆源碎屑岩各论
一、粘土岩的物质成分
（一）粘土矿物
• （2）蒙脱石族
– 蒙脱石★★拜来石★★、绿脱石★、皂石★
• 2：1型三层结构单元两层四面体夹一层八面体层
– 蒙脱石/高岭石/微晶高岭石
• 细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚
• 加水膨胀或呈浆糊状
04第四章 陆源碎屑岩
杂基含量也是沉积速率的反映标志，一般地说， 沉积越快，杂基含量越高。
46
2.胶结物（cement）
胶结物是沉积期后以化学沉淀方式充填在碎屑颗 粒孔隙之中的物质（自生矿物）。常见结晶或非晶 质的自生矿物，在碎屑岩中含量＜50%，对颗粒起胶 结作用，使之成为坚硬的岩石。胶结物有的形成于 沉积 - 同生期，但多数是成岩 - 后生期的沉淀产物。 碎屑岩中主要胶结物是硅质 ( 石英、玉髓和蛋白石 ) 、 碳酸盐(方解石、白云石)及一部分铁质(赤铁矿、褐 铁矿)。此外，硬石膏、石膏、黄铁矿以及高岭石、 水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物都可 以作碎屑岩的胶结物。
52
钙质（方解石）胶结
53
54
3）其它胶结物
在碎屑岩中氧化铁也是一种较为常见的胶结物。 石膏和硬石膏也可以作为砂岩的胶结物。 磷灰石、沸石、海绿石及有机质等化学成因矿物也可出 现在碎屑岩中，它们可能作为孤立的自生矿物存在，也可以 作为碎屑岩的胶结物。另外，石英、长石、重晶石、天青石、 高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿 泥石等均可在碎屑岩中呈孤立星散状或结核状分布。它们常 表现得成分较单纯，结晶颗粒较小，但晶形完好。在碎屑岩 中，这类矿物一般只含很少的数量，但它们的出现对于分析 碎屑岩的沉积环境和解释成岩、后生作用都是很有意义的。
之成分成熟度就高。
58
成熟度指数——判别砂岩或其它碎屑岩在化学上及 在矿物学上成熟度高低的指数。SiO2/Al2O3、Q含量、
Q/（F+R）、ZTR指数。
Q= Quartz 石英 Z= zircon 锆石 F= Feldspar 长石 T=tourmaline 电气石 R= Rock fragments 岩屑 R=rutile金红石
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2.胶结物（cement）
胶结物是沉积期后以化学沉淀方式充填在碎屑颗 粒孔隙之中的物质（自生矿物）。常见结晶或非晶 质的自生矿物，在碎屑岩中含量＜50%，对颗粒起胶 结作用，使之成为坚硬的岩石。胶结物有的形成于 沉积 - 同生期，但多数是成岩 - 后生期的沉淀产物。 碎屑岩中主要胶结物是硅质 ( 石英、玉髓和蛋白石 ) 、 碳酸盐(方解石、白云石)及一部分铁质(赤铁矿、褐 铁矿)。此外，硬石膏、石膏、黄铁矿以及高岭石、 水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物都可 以作碎屑岩的胶结物。
52
钙质（方解石）胶结
53
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3）其它胶结物
在碎屑岩中氧化铁也是一种较为常见的胶结物。 石膏和硬石膏也可以作为砂岩的胶结物。 磷灰石、沸石、海绿石及有机质等化学成因矿物也可出 现在碎屑岩中，它们可能作为孤立的自生矿物存在，也可以 作为碎屑岩的胶结物。另外，石英、长石、重晶石、天青石、 高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿 泥石等均可在碎屑岩中呈孤立星散状或结核状分布。它们常 表现得成分较单纯，结晶颗粒较小，但晶形完好。在碎屑岩 中，这类矿物一般只含很少的数量，但它们的出现对于分析 碎屑岩的沉积环境和解释成岩、后生作用都是很有意义的。
之成分成熟度就高。
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成熟度指数——判别砂岩或其它碎屑岩在化学上及 在矿物学上成熟度高低的指数。SiO2/Al2O3、Q含量、
Q/（F+R）、ZTR指数。
Q= Quartz 石英 Z= zircon 锆石 F= Feldspar 长石 T=tourmaline 电气石 R= Rock fragments 岩屑 R=rutile金红石
陆源沉积岩
砾岩 砾岩的分类 砾岩与角砾岩的主要类型
砾岩
砾岩—砾级碎屑 含量大于30%的碎 屑岩。 巨砾岩—粒 径大于256mm 卵石岩—粒 径为256-64mm 砾岩—粒径为 64-2mm
砾岩的分类
据砾岩层的位置
层间砾岩 — 整合于其它岩层，发生小型沉积间断， 不发生侵蚀间断。 底砾岩 — 位于地层侵蚀面之上，海侵沉积层序的 底部。代表与下伏地层存在角度 ( 平行 ) 不整合，有 一定时期的沉积间断。
泥质岩
泥质岩的成分、结构和构造 泥质岩的分类与主要类型
泥质岩——由粘土矿物及粒径小于0.0039(或 0.005)mm的细碎屑组成的陆源沉积岩。
泥质岩的成分、结构和构造
泥质岩的物质成分 泥质岩的结构 泥质岩的构造
泥质岩的物质成分
泥质岩的主要矿物为粘土矿物
常见粘土矿物—蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石。
碎屑岩的物质成分
碎屑成分 填隙物成分 成分成熟度
碎屑成分
碎屑为母岩机械风 化的产物，包括两 大类：
矿物碎屑
岩屑
①矿物碎屑
石英 — 碎屑岩中广泛分布，没有解理，不易风化， 表面洁净，可来源于岩浆岩、变质岩及原来的沉积岩。 长石 — 长石的抗风化能力比石英差。在碎屑岩中常 见酸性斜长石和钾长石，钾长石主要为正长石、微斜 长石和条纹长石。 云母—白云母较难风化，黑云母较易风化。 重矿物 — 比重大于 2.85 ，其含量较低，但对恢复母 岩区有重要意义。常见有锆石、榍石、磷灰石、石榴 子石、电气石等。
岩屑砂岩（杂砂岩）
Ⅰ、碎屑中石英低于75%，岩屑高于25%。岩屑/长石 比值大于3。以石英与岩屑为主，此外有少量长 石、云母及重矿物。胶结物为硅质、碳酸盐、 粘土。碎屑分选，磨圆差。岩石呈灰、灰绿、 灰黑色等。 Ⅱ、岩屑砂岩形成于强烈剥蚀和快速堆积的构造条 件，多出现于褶皱带山前或山间拗陷地区。 Ⅲ、沉积环境多见于山前冲积及山间河流环境或浊 流沉积。
砾岩
砾岩—砾级碎屑 含量大于30%的碎 屑岩。 巨砾岩—粒 径大于256mm 卵石岩—粒 径为256-64mm 砾岩—粒径为 64-2mm
砾岩的分类
据砾岩层的位置
层间砾岩 — 整合于其它岩层，发生小型沉积间断， 不发生侵蚀间断。 底砾岩 — 位于地层侵蚀面之上，海侵沉积层序的 底部。代表与下伏地层存在角度 ( 平行 ) 不整合，有 一定时期的沉积间断。
泥质岩
泥质岩的成分、结构和构造 泥质岩的分类与主要类型
泥质岩——由粘土矿物及粒径小于0.0039(或 0.005)mm的细碎屑组成的陆源沉积岩。
泥质岩的成分、结构和构造
泥质岩的物质成分 泥质岩的结构 泥质岩的构造
泥质岩的物质成分
泥质岩的主要矿物为粘土矿物
常见粘土矿物—蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石。
碎屑岩的物质成分
碎屑成分 填隙物成分 成分成熟度
碎屑成分
碎屑为母岩机械风 化的产物，包括两 大类：
矿物碎屑
岩屑
①矿物碎屑
石英 — 碎屑岩中广泛分布，没有解理，不易风化， 表面洁净，可来源于岩浆岩、变质岩及原来的沉积岩。 长石 — 长石的抗风化能力比石英差。在碎屑岩中常 见酸性斜长石和钾长石，钾长石主要为正长石、微斜 长石和条纹长石。 云母—白云母较难风化，黑云母较易风化。 重矿物 — 比重大于 2.85 ，其含量较低，但对恢复母 岩区有重要意义。常见有锆石、榍石、磷灰石、石榴 子石、电气石等。
岩屑砂岩（杂砂岩）
Ⅰ、碎屑中石英低于75%，岩屑高于25%。岩屑/长石 比值大于3。以石英与岩屑为主，此外有少量长 石、云母及重矿物。胶结物为硅质、碳酸盐、 粘土。碎屑分选，磨圆差。岩石呈灰、灰绿、 灰黑色等。 Ⅱ、岩屑砂岩形成于强烈剥蚀和快速堆积的构造条 件，多出现于褶皱带山前或山间拗陷地区。 Ⅲ、沉积环境多见于山前冲积及山间河流环境或浊 流沉积。
沉积岩课件-4 碎屑岩的构造与颜色 共284页
大型槽状交错层理系底界冲刷面明显，底部常有泥砾。多见 于河流环境中。
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不同形态水流波痕波痕的迁移形成槽状交错层理的示意图
曲波形水流波痕的迁移形成
舌形水流波痕的迁移形成
新月形水流波痕的迁移形成
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73
74
露头中的槽状交错层理
• 此类层理构造通常形成于水浅流急和水流方向 经常发生变化的辫状河主河道位置，为识别辫 状河心滩砂体最有效的标志。
48
按照床沙形体的脊的形态可以分为：
脊是直线状或者微 微弯曲，则形成板状交 错层理；脊为弯曲状、 链状、舌状和新月状时， 形成槽状交错层理
平坦沙床迁移，形成平行层理
49
斜层系互相平行或彼此切割构成不同形态的交错层理， 根据层系与上下界面的形状和性质，通常可以将交错层理分 为三种基本类型：板状、楔状、槽状交错层理。
《沉积岩石学》
第四章 碎屑岩的构造和颜色
1
第四章 沉积岩的构造和颜色
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节
概述 沉积构造的分类 流动成因构造 同生变形构造 曝露成因构造 化学成因构造 生物成因构造 复合成因构造 沉积岩的颜色
2
第一节 概述
沉积构造：是指沉积岩各组成部分的空间分布 和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积以后由物 理作用、化学作用、生物作用在沉积物内部或者沿 着沉积物与流体界面所形成的。
水介质水体浅：河湖浅水地带、河漫滩、海湾、泻湖 形成介质的水动力能量小，Fr<1 层面呈波状起伏 悬移载荷与推移载荷的丰度不同，波状层理的形态特征不同
波状层理
上攀沙纹层理
砂纹交错层理
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不同形态水流波痕波痕的迁移形成槽状交错层理的示意图
曲波形水流波痕的迁移形成
舌形水流波痕的迁移形成
新月形水流波痕的迁移形成
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露头中的槽状交错层理
• 此类层理构造通常形成于水浅流急和水流方向 经常发生变化的辫状河主河道位置，为识别辫 状河心滩砂体最有效的标志。
48
按照床沙形体的脊的形态可以分为：
脊是直线状或者微 微弯曲，则形成板状交 错层理；脊为弯曲状、 链状、舌状和新月状时， 形成槽状交错层理
平坦沙床迁移，形成平行层理
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斜层系互相平行或彼此切割构成不同形态的交错层理， 根据层系与上下界面的形状和性质，通常可以将交错层理分 为三种基本类型：板状、楔状、槽状交错层理。
《沉积岩石学》
第四章 碎屑岩的构造和颜色
1
第四章 沉积岩的构造和颜色
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节
概述 沉积构造的分类 流动成因构造 同生变形构造 曝露成因构造 化学成因构造 生物成因构造 复合成因构造 沉积岩的颜色
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第一节 概述
沉积构造：是指沉积岩各组成部分的空间分布 和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积以后由物 理作用、化学作用、生物作用在沉积物内部或者沿 着沉积物与流体界面所形成的。
水介质水体浅：河湖浅水地带、河漫滩、海湾、泻湖 形成介质的水动力能量小，Fr<1 层面呈波状起伏 悬移载荷与推移载荷的丰度不同，波状层理的形态特征不同
波状层理
上攀沙纹层理
砂纹交错层理
陆源碎屑岩一般特征课件
填隙物组分
粘土矿物
粘土矿物是填隙物中的重要组成部分，它们是在成岩过程中 由粘土颗粒转化而来。粘土矿物具有吸附和交换离子的能力 ，对碎屑岩的化学性质产生影响。
杂基
杂基是填隙物中非颗粒的细小物质，包括高岭石、蒙脱石等 。它们对碎屑岩的结构和物理性质有一定影响，同时也能反 映母岩的形成环境。
化学组分
可溶盐类
陆源碎屑岩的结构与构造
结构
01
结构类型
陆源碎屑岩的结构类型多样，包括砾状结构、砂状结构、粉砂状结构和
泥质结构等。
02 03
颗粒大小与形态
陆源碎屑岩的颗粒大小和形态是判断其成因和沉积环境的重要依据。一 般来说，颗粒越粗，说明沉积物的搬运距离越短，可能形成于近源沉积 环境；反之，则可能形成于远源沉积环境。
02
CATALOGUE
陆源碎屑岩的组成
碎屑组分
碎屑颗粒
碎屑颗粒是陆源碎屑岩的主要组成部分，由母岩机械破碎产生。根据颗粒的大 小、形状、成分和排列方式，可以推断母岩的性质和形成环境。
矿物碎屑
矿物碎屑是构成碎屑颗粒的矿物成分，常见的矿物碎屑包括石英、长石、云母 等。这些矿物的含量和比例对碎屑岩的物理性质和化学成分有一定影响。
缝合线构造
缝合线构造是指岩石中出现的呈线状或网格状的构造现象 ，主要由压溶作用形成。缝合线构造在一定程度上反映了 岩石的压实作用和成岩作用的过程。
04
CATALOGUE
陆源碎屑岩的物理性质
颜色
颜色
陆源碎屑岩的颜色多样，常见的 有灰色、浅灰色、深灰色、褐色
、红色等。
影响因素
陆源碎屑岩的颜色主要受其矿物 成分、粒度和成分的相对含量等
陆源碎屑岩的分布受地形、气候、地质构造等多种因素影响，常呈条带状或斑块状 分布。
矿物岩石课件：陆源碎屑结构
杂基支撑的砾岩
四、胶结类型
②孔隙胶结是指碎屑颗粒之间多呈点状接触，填隙物常为成岩期析出 的化学沉淀胶结物。是最常见的颗粒支撑结构，反映稳定强水流的沉积特 征。
铁白云石呈孔隙式胶结
四、胶结类型
③接触胶结是指颗粒之间呈点接触或线接 触，胶结物含量少，分布于碎屑颗粒相互接触 的地方，孔隙中无胶结物。
由干旱气候条件下的砂层，因毛细管作用， 溶液沿颗粒间细缝流动并沉淀而成。
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩的结构组分包括： 碎屑颗粒 杂基（基质） 胶结物 孔隙
陆源碎屑结构
碎屑颗粒是母岩机械破碎形成的。按照组成成分可分为岩屑、长石 碎屑和石英碎屑。 杂基是与碎屑颗粒同时沉积下来，并充填在碎屑颗粒之间的细小机 械混入物。 胶结物由碎屑颗粒间孔隙水中的某些物质沉淀形成的对碎屑颗粒和 杂基起到胶结作用的化学物质，按照成分类型可分为硅质胶结、钙质胶 结、铁质胶结和泥质胶结等。
二、碎屑颗粒的形态
球度是指碎屑颗粒三维空间形状接近于球体的程度。 在悬浮搬运组分中，球度小的片状颗粒最容易被漂走。 在滚动搬运中，只有球度大的颗粒才最易沿床底滚动。
二、碎屑颗粒的形态
磨圆度好颗粒的表面特征
碎屑颗粒的表面特征是指碎屑颗 粒表面在外力作用下所留下来的各种 痕迹，可反映岩石的沉积、成岩环境。
矿物岩石
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构：即陆源碎屑岩的结构。
碎屑结构
泥质结构 生物结构 残余结构 晶粒结构
沉积岩的主要结构类型 陆源碎屑结构 粒屑结构 泥状结构 泥晶结构
生物骨架结构、生物化石 交代残余结构、重结晶残余结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩是指由母岩机械破碎的碎屑物质，经过机械搬运和沉积， 并进一步压实和胶结而形成的一类沉积岩。
四、胶结类型
②孔隙胶结是指碎屑颗粒之间多呈点状接触，填隙物常为成岩期析出 的化学沉淀胶结物。是最常见的颗粒支撑结构，反映稳定强水流的沉积特 征。
铁白云石呈孔隙式胶结
四、胶结类型
③接触胶结是指颗粒之间呈点接触或线接 触，胶结物含量少，分布于碎屑颗粒相互接触 的地方，孔隙中无胶结物。
由干旱气候条件下的砂层，因毛细管作用， 溶液沿颗粒间细缝流动并沉淀而成。
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩的结构组分包括： 碎屑颗粒 杂基（基质） 胶结物 孔隙
陆源碎屑结构
碎屑颗粒是母岩机械破碎形成的。按照组成成分可分为岩屑、长石 碎屑和石英碎屑。 杂基是与碎屑颗粒同时沉积下来，并充填在碎屑颗粒之间的细小机 械混入物。 胶结物由碎屑颗粒间孔隙水中的某些物质沉淀形成的对碎屑颗粒和 杂基起到胶结作用的化学物质，按照成分类型可分为硅质胶结、钙质胶 结、铁质胶结和泥质胶结等。
二、碎屑颗粒的形态
球度是指碎屑颗粒三维空间形状接近于球体的程度。 在悬浮搬运组分中，球度小的片状颗粒最容易被漂走。 在滚动搬运中，只有球度大的颗粒才最易沿床底滚动。
二、碎屑颗粒的形态
磨圆度好颗粒的表面特征
碎屑颗粒的表面特征是指碎屑颗 粒表面在外力作用下所留下来的各种 痕迹，可反映岩石的沉积、成岩环境。
矿物岩石
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构：即陆源碎屑岩的结构。
碎屑结构
泥质结构 生物结构 残余结构 晶粒结构
沉积岩的主要结构类型 陆源碎屑结构 粒屑结构 泥状结构 泥晶结构
生物骨架结构、生物化石 交代残余结构、重结晶残余结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩是指由母岩机械破碎的碎屑物质，经过机械搬运和沉积， 并进一步压实和胶结而形成的一类沉积岩。
沉积岩石学_第四章__三节PPT
碎屑颗粒接触性质 示意图
3、碎屑颗粒支撑类型
碎屑结构的支撑类型可划分为两类：杂基 支撑结构和颗粒支撑结构。
杂基支撑结构：杂基含量高，颗粒在杂基中呈漂 浮状 碎屑结构支撑类型 点接触 颗粒支撑结构：颗粒之间有不同程 线接触 度的接触 凹凸接触 缝合线接触 压 固 压 溶 作 用 加 强
支撑类型、胶
1、粒度（Grain size） 1）粒度的概念
粒度—是指碎屑颗粒的大小。 粒度是碎屑颗粒的最主要的结构特征，直 接决定着岩石的类型和性质，是碎屑岩分类命 名的重要依据。
表示粒度，可用线性值和体积值
体积值：可用标准直径（dn）表示，代表 着与颗粒同体积的球体直径。 线性值：直观度量出来的线性直径，颗粒的 长、中、短直径:dL （A） 、dI （B） 、dS （C）
可能是干旱气候条件 下的砂层，因毛细管作用， 溶液沿颗粒间细缝流动并 沉淀形成的；或者是原来 的孔隙式胶结物经地下水 淋滤改造而成的。
4）镶嵌胶结——在成岩期的压固作用下， 特别是当压溶作用明显时，砂质沉积物中的碎 屑颗粒会更紧密地接触，颗粒之间由点接触发 展为线接触、凹凸接触，甚至形成缝合线接触 （亦称无胶结物式胶结）。
最 大 投 影 面
2）粒级的划分
① 伍登—温特华斯（Udden-Wentworth） 的划分方案，2的几何级数制。它是以1mm为 中心，乘以2或除以2来进行分级的。 ②十进制划分方案，在我国应用较广泛。
③ 中国石油天然气集团公司标准——石油 行业碎屑颗粒粒度分级标准。 粒级 砾 粗 中 细 粉 杂 石 砂 砂 砂 砂 基 粒 径，mm >2 0.5~2 0.25~0.5 0.1~0.25 0.03~0.1 <0.03
球度与圆度 的关系
沉积学-沉积岩-碎屑岩的结构
六、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、 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。 在结构上接近于最终特征的程度。 决定于碎屑颗粒的磨圆、分选、 决定于碎屑颗粒的磨圆、分选、基质和胶结物相对含量等 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， 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。 量越少。
手标本四级圆度描述法要熟记
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。 指碎屑颗粒接近球体的程度。 颗粒的最大球度值是1，最小值趋近于0。 颗粒的最大球度值是1 最小值趋近于0 四、形状 粒状 柱状 板状 针状 其它
形状、圆度、 颗粒的形状、圆度、球度与 结晶习性、解理、硬度、颗粒大小、 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。 有关。
1) 三级命名法
≥50% 50~25% 25~10% <10% ××岩 ××岩 ××质 ××质 含×× 不参与命名
细砂质中砂岩
举例： 举例：0.5-0.25mm 60%，0.1-0.25mm 35% ，
2) 复合命名法
没有一个粒级≥50%，50～25%的粒级不只一个 ， ～ 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 ＊＊岩
o
含粉砂砾—砂岩
粒度是碎屑岩分类命名的基础！ 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！ 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！！！ 碎屑岩的粒度分类和命名一定要牢记！！！
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沉积学
第四讲 陆源碎屑岩的成份和结构
陆源碎屑岩（Terrigenous clastic）
• 陆源碎屑岩简称碎屑岩，指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
碎屑岩成份：颗粒、杂基、胶结物
• 颗粒又叫碎屑（clastic），是由母岩继承下来的 陆源碎屑物质沉积组分，占碎屑岩组成的50%以 上。碎屑岩的性质就主要是由颗粒组分的性质决 定的。 • 杂基（matrix）是碎屑岩中细小的机械成因组分， 其粒级以泥为主，可包括一些细粉砂。 • 胶结物（cement）是碎屑岩中以化学沉淀方式形 成于粒间孔隙中的自生矿物。
灰泥杂基
胶结物
• 碎屑岩中主要胶结物是硅质（石英、玉髓和蛋白石）、 碳酸盐（方解石、白云石）和一部分铁质（赤铁矿、褐 铁矿）。
多种类型的长石
• 钾长石（K-feldspar）中正长石（orthoclase）略多于微斜长石 （microcline），在斜长石（plagioclase）中钠长石（ablite）远远 超过钙长石。钾长石最稳定，钠长石较不稳定、钙长石最不稳定。
• 正长石、透长石普遍具卡斯巴德（卡式）双晶。微斜长石具网格 双晶。斜长石普遍具钠长石（聚片）双晶、或卡－钠复合双晶。 条纹长石（钠长石和钾长石共生）具有条纹结构。
砂岩的Q（石英）F（长石）L（岩屑）三 角图
岩屑成份三角图解
重矿物
• 相对密度大于2.86的矿物称为重矿物。它们在岩 石中含量很少，一般不超过1%。其中在0.25～ 0.05mm的粒级范围内含量最高。 • 重矿物种类很多，根据重矿物的风化稳定性可将 其划分为稳定和不稳定的两类。如在稳定重矿物 中，锆石、金红石属于最稳定的；而在不稳定的 重矿物中，是以橄榄石为最不稳定。
具自生加大边的再旋回石英
长石（Feldspar）
• 在碎屑岩中长石的含量少于石英。据统计，砂岩 中长石的平均含量为10～15%，远比石英含量为 少。 • 长石的风化稳定度远较石英为小。从化学性质来 看，长石很容易水解；从物理性质上看，它的解 理和双晶都很发育，易于破碎。因此在风化和搬 运的过程中，长石逐渐地被淘汰。
• 各类岩屑的丰度还取决于母岩的性质。细粒或隐晶结构 的岩石，如燧石岩、中酸性喷出和埋藏的条件，否则很难形成岩屑。
云母片岩（变质岩）岩屑
砂岩岩屑
碱性火成岩岩屑
酸性火成岩 石英和长石文象交生
酸性火成岩（花岗岩） 石英嵌晶
颗粒
杂基
100um
胶结物
100um
碎屑（clastic）
• 矿物碎屑：碎屑矿物约有160种，最常见的约20 种。通常碎屑岩样品中主要矿物通常不过3至5种。 • 岩屑（Lithic）是母岩的碎块：是保持着母岩结构 的矿物集合体。因此，岩屑是提供沉积物来源区 的岩石类型的直接标志。 • 矿物碎屑和岩屑的比例与颗粒大小有关，砾岩中 以岩屑为主，砂岩中以矿物碎屑为主。
来自中酸性深成岩的石英具尘状气、液包裹体使石英颗粒呈云雾状
来自中酸性深成岩的石英具磷灰石包裹体
来自中酸性深成岩的石英含针状电气石包裹体
单偏光 正交偏光
来自变质岩的多晶石英
来自变质岩并发生变形的多晶石英
I级灰
I级黄
来自变质岩的多晶石英：波状消光
来自热液成因的石英：具小气泡和绿泥石边
再旋回石英
• 来自变质岩的石英，如片麻岩和片岩风化后，会 产生大量的单晶及多晶石英。见明显的带状或波 状消光。由于石英受应力作用后，其光轴方向发 生变化而引起的。
• 来自喷出岩石英多为单晶，不具波状消光，不含 包裹体，表面光洁如水。
• 再旋回石英：具有自生加大边，可以是单晶石英， 也见有多晶石英，最终应是单晶的非波状消光石 英。。
稳定的重矿物
不稳定的重矿物
石榴石、锆石、刚
玉、电气石。 重晶石、磷灰石、绿帘石、黝帘石、
锡石、金红石、白 阳起石、符山石、红柱石、硅线石、
钛矿、板钛矿、 黄铁矿、透闪石、普通角闪石、透
磁铁矿、榍石、十 辉石、普通辉石、斜方辉石、橄榄
字石、蓝晶石、独
石、黑云母
居石
重矿物成份三角图解
杂基
• 杂基是碎屑岩中细小的机械成因组分，其粒级以 泥为主，可包括一些细粉砂。 • 杂基的成分，最常见的是高岭石、水云母、蒙脱 石等粘土矿物，有时见有灰泥和云泥。 • 各种细粉砂级碎屑，如绢云母、绿泥石、石英、 长石及隐晶结构的岩石碎屑等，也属于杂基范围。 它们是悬浮载荷经卸载后形成的堆积产物。
正长石呈云雾状
岩屑（Lithic）
• 岩屑含量决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。
• 首先，岩屑含量明显地取决于粒级，即岩屑的含量随粒 级的增大而增加。砾岩中岩屑含量最大，砂岩中只存在 有细粒结构及隐晶结构的岩屑。粗结构的岩石碎块，如 果其单晶颗粒比砂的粒度还大，当然就不会做为岩屑出 现在砂岩中。
100um
矿物碎屑
• 轻矿物（含量高）。相对密度<2.86，主要为石 英、长石；
• 重矿物（含量低）。相对密度>2.86，主要为岩 浆岩中的副矿物（如榍石、锆石）、部分铁镁矿 物（如辉石、角闪石）、以及变质岩中的变质矿 物（如石榴石、红柱石）。此外，重矿物中还包 括沉积和成岩过程中形成的相对密度大于2.86的 自生矿物（如黄铁矿、重晶石），但它们属于化 学成因物质范畴。
• 一些长石经常没有双晶，这时要特别注意与石英相区别（折射率、 干涉图）。
• 长石常被绢云母或碳酸盐矿物所交代，这些作用多发生于成岩、 后生阶段。强烈的蚀变作用会使长石表面呈云雾状，轮廓模糊， 也是区别于石英的特征。
正长石具卡氏双晶 斜长石具钠长石双晶
斜长石具卡－钠复合双晶
微斜长石具网格双晶
条纹长石具条纹结构
石英
• 石英抗风化能力很强，既抗磨又难分解，同时在 大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高，因此石 英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。 • 主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含量达 66.8%），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则更 少。
单偏光 正交偏光
• 来自中酸性深成岩的石英，常含有细小的液体、 气体包裹体，或含锆石、磷灰石、电气石、独居 石等岩浆岩副矿物包裹体。
第四讲 陆源碎屑岩的成份和结构
陆源碎屑岩（Terrigenous clastic）
• 陆源碎屑岩简称碎屑岩，指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
碎屑岩成份：颗粒、杂基、胶结物
• 颗粒又叫碎屑（clastic），是由母岩继承下来的 陆源碎屑物质沉积组分，占碎屑岩组成的50%以 上。碎屑岩的性质就主要是由颗粒组分的性质决 定的。 • 杂基（matrix）是碎屑岩中细小的机械成因组分， 其粒级以泥为主，可包括一些细粉砂。 • 胶结物（cement）是碎屑岩中以化学沉淀方式形 成于粒间孔隙中的自生矿物。
灰泥杂基
胶结物
• 碎屑岩中主要胶结物是硅质（石英、玉髓和蛋白石）、 碳酸盐（方解石、白云石）和一部分铁质（赤铁矿、褐 铁矿）。
多种类型的长石
• 钾长石（K-feldspar）中正长石（orthoclase）略多于微斜长石 （microcline），在斜长石（plagioclase）中钠长石（ablite）远远 超过钙长石。钾长石最稳定，钠长石较不稳定、钙长石最不稳定。
• 正长石、透长石普遍具卡斯巴德（卡式）双晶。微斜长石具网格 双晶。斜长石普遍具钠长石（聚片）双晶、或卡－钠复合双晶。 条纹长石（钠长石和钾长石共生）具有条纹结构。
砂岩的Q（石英）F（长石）L（岩屑）三 角图
岩屑成份三角图解
重矿物
• 相对密度大于2.86的矿物称为重矿物。它们在岩 石中含量很少，一般不超过1%。其中在0.25～ 0.05mm的粒级范围内含量最高。 • 重矿物种类很多，根据重矿物的风化稳定性可将 其划分为稳定和不稳定的两类。如在稳定重矿物 中，锆石、金红石属于最稳定的；而在不稳定的 重矿物中，是以橄榄石为最不稳定。
具自生加大边的再旋回石英
长石（Feldspar）
• 在碎屑岩中长石的含量少于石英。据统计，砂岩 中长石的平均含量为10～15%，远比石英含量为 少。 • 长石的风化稳定度远较石英为小。从化学性质来 看，长石很容易水解；从物理性质上看，它的解 理和双晶都很发育，易于破碎。因此在风化和搬 运的过程中，长石逐渐地被淘汰。
• 各类岩屑的丰度还取决于母岩的性质。细粒或隐晶结构 的岩石，如燧石岩、中酸性喷出和埋藏的条件，否则很难形成岩屑。
云母片岩（变质岩）岩屑
砂岩岩屑
碱性火成岩岩屑
酸性火成岩 石英和长石文象交生
酸性火成岩（花岗岩） 石英嵌晶
颗粒
杂基
100um
胶结物
100um
碎屑（clastic）
• 矿物碎屑：碎屑矿物约有160种，最常见的约20 种。通常碎屑岩样品中主要矿物通常不过3至5种。 • 岩屑（Lithic）是母岩的碎块：是保持着母岩结构 的矿物集合体。因此，岩屑是提供沉积物来源区 的岩石类型的直接标志。 • 矿物碎屑和岩屑的比例与颗粒大小有关，砾岩中 以岩屑为主，砂岩中以矿物碎屑为主。
来自中酸性深成岩的石英具尘状气、液包裹体使石英颗粒呈云雾状
来自中酸性深成岩的石英具磷灰石包裹体
来自中酸性深成岩的石英含针状电气石包裹体
单偏光 正交偏光
来自变质岩的多晶石英
来自变质岩并发生变形的多晶石英
I级灰
I级黄
来自变质岩的多晶石英：波状消光
来自热液成因的石英：具小气泡和绿泥石边
再旋回石英
• 来自变质岩的石英，如片麻岩和片岩风化后，会 产生大量的单晶及多晶石英。见明显的带状或波 状消光。由于石英受应力作用后，其光轴方向发 生变化而引起的。
• 来自喷出岩石英多为单晶，不具波状消光，不含 包裹体，表面光洁如水。
• 再旋回石英：具有自生加大边，可以是单晶石英， 也见有多晶石英，最终应是单晶的非波状消光石 英。。
稳定的重矿物
不稳定的重矿物
石榴石、锆石、刚
玉、电气石。 重晶石、磷灰石、绿帘石、黝帘石、
锡石、金红石、白 阳起石、符山石、红柱石、硅线石、
钛矿、板钛矿、 黄铁矿、透闪石、普通角闪石、透
磁铁矿、榍石、十 辉石、普通辉石、斜方辉石、橄榄
字石、蓝晶石、独
石、黑云母
居石
重矿物成份三角图解
杂基
• 杂基是碎屑岩中细小的机械成因组分，其粒级以 泥为主，可包括一些细粉砂。 • 杂基的成分，最常见的是高岭石、水云母、蒙脱 石等粘土矿物，有时见有灰泥和云泥。 • 各种细粉砂级碎屑，如绢云母、绿泥石、石英、 长石及隐晶结构的岩石碎屑等，也属于杂基范围。 它们是悬浮载荷经卸载后形成的堆积产物。
正长石呈云雾状
岩屑（Lithic）
• 岩屑含量决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。
• 首先，岩屑含量明显地取决于粒级，即岩屑的含量随粒 级的增大而增加。砾岩中岩屑含量最大，砂岩中只存在 有细粒结构及隐晶结构的岩屑。粗结构的岩石碎块，如 果其单晶颗粒比砂的粒度还大，当然就不会做为岩屑出 现在砂岩中。
100um
矿物碎屑
• 轻矿物（含量高）。相对密度<2.86，主要为石 英、长石；
• 重矿物（含量低）。相对密度>2.86，主要为岩 浆岩中的副矿物（如榍石、锆石）、部分铁镁矿 物（如辉石、角闪石）、以及变质岩中的变质矿 物（如石榴石、红柱石）。此外，重矿物中还包 括沉积和成岩过程中形成的相对密度大于2.86的 自生矿物（如黄铁矿、重晶石），但它们属于化 学成因物质范畴。
• 一些长石经常没有双晶，这时要特别注意与石英相区别（折射率、 干涉图）。
• 长石常被绢云母或碳酸盐矿物所交代，这些作用多发生于成岩、 后生阶段。强烈的蚀变作用会使长石表面呈云雾状，轮廓模糊， 也是区别于石英的特征。
正长石具卡氏双晶 斜长石具钠长石双晶
斜长石具卡－钠复合双晶
微斜长石具网格双晶
条纹长石具条纹结构
石英
• 石英抗风化能力很强，既抗磨又难分解，同时在 大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高，因此石 英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。 • 主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含量达 66.8%），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则更 少。
单偏光 正交偏光
• 来自中酸性深成岩的石英，常含有细小的液体、 气体包裹体，或含锆石、磷灰石、电气石、独居 石等岩浆岩副矿物包裹体。