砂岩和粉砂岩

长石砂岩

2.岩屑质长石砂岩

F=25～75%， R=10～50%，F>R。

渤海湾地区济阳坳陷下第三系沙河街组

碎屑含量： 石英—55%，长石—35%，岩屑10%。 岩屑类型：泥质岩屑、安山岩屑等。 杂基：泥质，一般为5～10%。

（三）岩屑砂岩类——岩屑砂岩、长石 质岩屑砂岩


深水重力流沉积中较常见
岩屑杂砂岩
第二节 粉砂岩

一、定义

主要由0.1～0.01mm粒级（含量大于50%）的碎屑颗 粒组成的细粒碎屑岩。

二、一般特征 1.成分

主要矿物成分：

石英、白云母及粘土矿物为主，长石较少，岩屑极少或不 存在。多为稳定重矿物，含量可达2～3%。

填隙物常为粘土、钙质、铁质等。
长石砂岩类 岩屑砂岩类 石英砂岩类
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重要
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三、砂岩的主要类型

（一）石英砂岩类


Q>50% F<25% R<25%——石英砂岩、长石质石 英砂岩、岩屑质石英砂岩、长石岩屑质石英砂岩 1.石英砂岩

①成分


Q>90%，F+R<10%。成分成熟度较高，碎屑颗粒含量高，填隙 物主要为胶结物，杂基很少或没有。 胶结物： 硅质★★★——石英次生加大 钙质★★——充填孔隙、嵌晶式、栉壳状 铁质★★和海绿石质★

③构造

各种大型交错层理、波痕、生物扰动构造等。 主要与长石的颜色有关，常呈淡黄色、灰白色或 红色 如钾长石呈肉红色，风化成高岭土后呈灰白色、土黄色，斜长石为灰白色。

④颜色


⑤成因

前提条件

母岩是富含长石丰富的花岗岩和花岗片麻岩类， 以物理风化作用为主， 强烈的侵蚀、快速堆积 的条件， 埋藏后的蚀变作用很弱 构造活动比较强烈的地带（如断陷湖盆）


云母+变质岩屑（M）：变质来源
优点：能反映母岩的类型 缺点

把云母都当成变质成因 把岩屑分开，使分类复杂化 没有考虑杂基。

（2）1968年做了进一步修改，三端元为

石英（Q） 长石＋火成岩屑（F） 其它岩屑＋燧石（R）
3.北京石油学院（1965）分类 三端元组分


2.结构

成熟度可高可低，杂基支撑、颗粒支撑均可出现

3.构造

各种层理、波痕、生物成因构造
各种颜色 分布广泛， 约占沉积岩的1/3，仅次于粘土岩。 砂岩的结构成熟度通常与其成分成熟度协调一致

4.颜色


5.分布


二、砂岩的分类

结构分类、成分分类、成因分类、综合分类
分类一直是重要的讨论课题。分类方案很多（自1904年葛利普以来有50多种），如

②结构

结构成熟度较高，颗粒支撑。 大型交错层理（楔状、冲洗） 、平行层理、波 痕和冲刷充填等。 取决于胶结物的颜色


③构造


④颜色

硅质或钙质胶结——黄白色或浅灰白色， 铁质胶结——红褐色 石英表面一层赤铁矿薄膜，占整个岩石1%或更少，使岩石呈浅
红或红褐色

海绿石胶结——浅绿色

⑤产状
（1）按杂基含量将砂岩分为两大类，

杂基<15%的净砂岩（简称砂岩） 杂基>15%的杂砂岩（相当于瓦克砂岩、硬砂岩）。

（2）以含量10％（90％）、25％（75％）、50 ％为界

Q>50% F<25% R<25%

石英砂岩类
××质石英砂岩
F、R含量均在10～25%间

F>25% F>R R>25% R>F F<25% R<25%

硬砂岩


2.分类

原则同（净）砂岩（arenite）

3.特征

①成分

成分成熟度低。Q、F、R、M（M>15%）富含杂基是杂
砂岩的基本特征。杂基含量似乎是砂级大小的函数，即颗粒越细，杂基含量越高

长石：斜长石★★★，钾长石★ 岩屑：种类多 泥页岩、粉砂岩、板岩、千枚岩、云母片岩，燧石和细粒石英岩、
石英＋硅质岩：成熟度 长石＋高岭石：母岩性质 云母＋绿泥石：构造活动强度 评价——

优点：将成分与成因联系
缺点
没把岩屑放在重要地位； 云母、绿泥石在成岩过程中也可大量形成。


2.福克的分类方案
（1）1954年的分类： 强调来源区母岩性质，选择的三端元组分为

石英+硅质岩（Q）：沉积来源 长石+火成岩屑（F）：火成来源
1.岩屑砂岩

①成分



R>25%，F<25%，Q<75%。 成分成熟度较低 岩屑成分复杂，常见的只有3～5种。①隐晶质喷出岩岩屑； ②低级变质岩岩屑；③沉积岩岩屑。板岩、千枚岩、云母片岩 粉砂岩、
粘土岩、燧石岩屑，泥晶石灰岩和白云岩等

填隙物含量较多。 胶结物常为硅质和碳酸盐质当为硅质胶结时，碎屑石英可显次生加大现象。

石英、长石、岩屑＋碎屑云母 优点：分类简单，便于使用 缺点

石英砂岩类中石英含量偏低 混合砂岩不利于母岩性质分析 没有考虑杂基

4.吉尔伯特（Gilbert）分类 早期四组分分类代表之一

首先按杂基划分为两大类

粘土杂基含量>10% ——混杂砂岩（杂砂岩、瓦克岩） 粘土杂基含量<10%——纯净砂岩（砂屑岩） 引入杂基分类，并认为两种类型的砂岩在成因上不同
多晶石英

碎屑云母常见 胶结物：方解石、铁白云石等较常见

②结构

结构成熟度低

磨圆度和分选性不好。

颗粒一般呈棱角～次棱角状， 碎屑包括所有粒级、似斑状结构。 杂基支撑。渗透性特低 基底式胶结 由紧密互生的绿泥石、绢云母以及石英、长石的 粉砂级细粒基质粘合起来，而不像其它砂岩由充 填孔隙的胶结物胶结在一起。 质地坚硬，固结良好
含沉积岩碎屑的砂岩大量的石英来源于先前存在的砂岩，磨圆度要圆些。在富含变质岩岩屑的砂岩中，大部分石英可能是变 质成因的波状消光石英和多晶石英，往往呈棱角状和次棱角状。 长石含量较少，各种斜长石、正长石、条纹长石和微斜长石等，但主要是酸性斜长石。

②结构

成熟度低

③构造

以各种交错层理为主
灰色、灰绿色、灰黑色等 暗色居多

③构造


递变层理 块状层理 底面印模构造 牵引流成因的构造不太发 育。
暗灰色、褐色、黑色。

④颜色


4.成因

形成条件与长石砂岩、岩屑砂岩类似，

需要侵蚀、搬运和沉积过程快速进行

可以形成于不同的气候条件，也与长石砂岩类似。 反映的物源区比长石砂岩更丰富。 出现环境

急剧沉降的地槽或裂谷盆地中

（1）容易辨别，又具有成因意义

（2）Q、F、R是砂岩的主要结构组分
（3）F/R（来源系数）可反映母岩性质。F：深成岩，R：火山岩 （4）Q/(F+R)（成分成熟度）反映搬运和磨蚀历史



（5）C/M（claster/matrix,流动系数） 表示介质性质、沉积 速率、沉积能量

3.分类方案


④颜色


⑤成因

分布较为广泛，占全部砂岩的1/5到1/4。 形成条件与长石砂岩基本类似

构造活动强烈 母岩强烈剥蚀（物理风化为主） 沉积物快速堆积，特别是石灰岩岩屑和火山岩岩屑

出现环境 河流、湖泊、冲积扇、重力流
大量产出于经强烈褶皱的侵蚀区附近的山前或山间坳陷盆地中，如喜马拉雅山、祁连山、 秦岭、龙门山等 可以是海成的，尤其在地槽区的浊流沉积中特别常见。陆相环境则常见于山麓冲积、洪积 环境的沉积物中。 燧石岩屑砂岩表示构造条件稳定，地形起伏小，长距离搬运及较彻底的风化条件。 含较多ห้องสมุดไป่ตู้质岩屑（沉积的和浅变质的）可为局部来源区的标志。来源区可能是在同一沉积 盆地内隆起部分。

缺点


（三）目前分类（本教材分类）

1.分类原则——实用性、科学性

（1）反映母岩性质

母岩区古气候 古大地构造背景/古地形 母岩类型

（2）反映搬运和磨蚀的历史（时间） （3）反映介质的物理条件

流体性质、水体能量、沉积速率

2.分类端元选择的依据

石英、长石、岩屑和粘土杂基四种组分。
第七章 砂岩和粉砂岩
第一节 砂岩
一、概述


（一）定义

主要由砂级（2～0.1mm）（>50%）的陆源碎 屑颗粒组成的碎屑岩。

（二）一般特征

1.成分：复杂

碎屑颗粒

石英最多，长石、岩屑次之。重矿物含量少。

杂基

<0.03mm,粘土、碳酸盐泥、细粉砂，含量变化大

胶结物：硅质、钙质、铁质多见，可有各种结构



厚度不大的稳定层状。 约占砂岩总量的1/3。 以前寒武纪和早古生代构造条件相对稳定的地 区为多。

⑥成因

长期、多旋回再沉积的产物。
出现环境

滨岸（湖）、滩坝沉积体 风成沉积
成分成熟度和结构成熟度都很高的石英砂岩是长期风化、分选和磨蚀的结果，不会是直 接来源于花岗岩，而是来自早先存在的砂岩的改造。通过对砂的磨蚀实验和现代大河 流的观察，证明不论河流多大，其沉积物总含有相当数量的长石和岩屑。不稳定组分 经过长期反复作用，才会彻底破坏以致完全消失，从而使石英高度富集并被磨圆。


优点

砂屑岩：经流水的充分冲刷、筛选而缓慢沉积 杂砂岩：未经流水冲刷、筛选而沉积，即快速沉积

缺点：某些砂岩类型在图解中没有明显的划分界 线

5.裴蒂庄（Petijoin）（1975）分类


四组分分类体系 优点

把反映成因的来源区、矿物成熟度及流动因素作为砂 岩分类的准则 某些岩石类型的划分界限太高，如石英砂岩(Q>95%)。
磷灰石、绿帘石、角闪石等。

②结构

中粒～中粗粒最常见，一般分选中等，磨圆度呈 次圆～次棱角状——结构成熟度中等。
含少量粘土杂基，很细而污浊，常被氧化铁和有机质污染。当其重结晶为细粒集合体时，才 能大致分辨其类别。一般为高岭石质，有时为云母类和绿泥石类矿物。 较古老的长石砂岩可显出石英和长石次生加大现象，次生加大很完善时，砂岩很像花岗岩类 的岩石，容易判别出错。

2.结构

分选性较好，磨圆性较差——碎屑颗粒常呈 棱角～次棱角状。
搬运距离远，但多为悬浮搬运。

3.



水平层理及波状层理 交错层理较少，多为小型 水平滑动形成的包卷层理等变形构造

三、粉砂岩的分类

（一）按颗粒大小

1.粗粉砂岩 0.1～0.05mm

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。尤其是富含粘土物质的细粉砂岩，

砂岩的
结构分类按粒度：巨砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩 成分分类：Q、F、R 成因分类：河成砂岩、风成砂岩、滨岸砂岩
单纯的结构和成分分类不能反映砂岩的形成背景，形成特征，而成因分类在实践中较难操作。 综合分类：综合成分、结构特征进行分类，试图能反映其成因。

（一）重要砂岩分类方案的评述

1.克里宁（1948）的分类——具有重大影响的早 期砂岩分类方案，采用三端元分类方案。

2.长石质岩屑砂岩

F=10～50%，R=25～75%， R>F。


岩屑类型： 硅岩、安山岩、泥质岩等 长石风化弱 钙质胶结
长石质岩屑砂岩


（四）杂砂岩类
1.定义

杂砂岩（wacke）

粘土杂基大于15%，分选不好，砂泥混杂的砂岩。 埋深较大的杂砂岩，经过强烈的硬化固结作用，含有 大量极细粒的云母和绿泥石等矿物。
石英砂岩
海绿石石英砂岩
海绿石
石英砂岩

2.长石质石英砂岩

F=5～25%，R<15%，F>R， 常见钾长石和酸性斜长石 R=5～25%，F<15%，R>F， 岩屑多为石英岩、燧石和硅质岩
向长石砂岩和岩屑砂岩过渡的类型。


3.岩屑质石英砂岩



4.长石岩屑质石英砂岩

Q=50～75%，F、R均不超过25%，成分较复杂。 一般与长石质石英砂岩和岩屑质石英砂岩共生。

（二）长石砂岩类

长石砂岩、岩屑质长石砂岩 1.长石砂岩

①成分

Q<75%，F>25%，F>R，少量重矿物和云母。 成分成熟度较低，填隙物含量较高，杂基为主。 胶结物：钙质、硅质、铁质、长石次生加大。
石英颗粒磨圆度差。因为颗粒较粗，所以有许多多晶石英，并且可以看到石英和长石并连 在一起的颗粒（花岗岩岩屑）。 长石以钾长石和酸性斜长石为主。钾长石类以正长石为多，具网格双晶的微斜长石和条纹 长石也常见。 在较细粒的长石砂岩中可见较多的云母碎屑，白云母和黑云母都常见，一般比共生的石英 和长石颗粒要大些，常沿层面平行排列。云母片受邻近颗粒的挤压，可发生弯曲变形以 至裂开，另外，黑云母常见绿泥石化。 岩屑的种类因陆源区的母岩类型而异，常具有混合来源，即在同一岩石中会有多种岩屑类 型。 重矿物大于1%。稳定组分如锆石、金红石、电气石、石榴石和磁铁矿等，稳定性差的如