岩石学(沉积岩部分)

第二篇沉积岩第一章总论1.1概述1.1.1）沉积岩的定义沉积岩是地壳表层常温常压下条件下，由风化产物、深部来源物质、有机物质及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。

分布最广的是泥质岩、砂岩和碳酸盐岩。

1.2 沉积岩的形成作用分为几个阶段：沉积物质的来源-沉积原始物质的形成阶段；沉积岩原始物质的搬运和沉积作用阶段；沉积物质的同生、成岩作用和沉积岩的后生作用阶段。

1.2.1）沉积物质的形成作用阶段1）母岩风化作用形成的沉积物-陆源碎屑物及粘土物质2）生物成因的沉积物-生物残骸及有机质3）深部来源的沉积物-火山碎屑物、深部来的卤水、温泉水、喷气物质等4）宇宙来源的沉积物-陨石及宇宙尘埃以下以1)介绍：1.2.1.1）风化作用地壳表层的岩石，在水、空气、太阳能以及生物的作用和影响下，发生机械破碎和化学变化的作用。

分为物理、化学、生物风化作用。

1.2.2）沉积物的搬运和沉积作用母岩风化的产物有碎屑物质、粘土物质和溶解物质三类。

搬运方式有机械搬运、化学搬运和生物搬运。

沉积的分异作用：沉积岩的原始物质经过搬运、沉积而分化为比较简单的沉积物类型的作用。

1.2.3）沉积期后的变化和作用1.2.3.1）阶段划分：同生阶段、成岩阶段、后生阶段、退后阶段。

同生阶段：指沉积物沉积于水底，它与水体的底层水之间所发生的反应和变化的总过程。

成岩阶段：指沉积物上面被新的沉积物覆盖后，所遭受的一切物理的和化学的变化，并使松散的沉积物转变成固结岩石的过程。

后生阶段：指沉积物固结成岩石之后，至变质作用发生前一切作用。

退后阶段：埋藏较深的岩层，被抬升到潜水面以下，在常温常压条件下，在渗透水和浅部地下水影响下所发生的变化的时期。

1.2.3.2）主要的沉积期后的变化：。

压溶作用、压实作用、胶体的陈化及重结晶作用、交代作用、结核的形成、自生矿物的形成、胶结作用1.3 沉积岩的一般特征1.3.1）化学成分特征由于沉积岩的原始物质主要来源于岩浆岩，故其平均化学成分与岩浆岩的总平均化学成分很相似。

1.3.2）矿物成分特征组成矿物成分160余种，比较重要仅仅二十余种，如石英、长石、云母、粘土矿物、碳酸盐矿物、卤化物及含水的氧化铁、锰、铝矿物等。

1.3.3）结构特征多见为晶粒结构，碎屑结构，泥状结构，颗粒结构等。

1.3.4）构造特征1.3.4.1）层理构造层理是沉积岩最重要的一种构造特征。

是沉积岩区别于岩浆岩和变质岩的最主要标志。

细层：是层理的最基本、最小组成单位。

层系：由一组成分、结构、厚度和产状上都相似的同类型的细层组成。

层系组：由若干个同类型的层系组成。

层或岩层：组成沉积岩的地层的基本单位。

1.3.4.2）主要层理类型水平层理：主要见于细粒岩石中，系由平直、彼此层面平行的细层组成的层理。

平行层理：主要见于砂岩中。

波状层理：细层呈对称或不对称的波状起伏，但总的方向平行层面，前积层和后积层均保存了的层理。

交错层理：在层内由一系列倾斜的细层与层面或层系界面相交，又称斜层理。

有板状、楔状、槽状等。

递变层理：具有粒度递变的一种特殊层理。

韵律层理：在成分、结构与颜色方面不同的薄层作有规律的、简单重复出现而组成的层理。

块状层理：在层内物质均匀，组分和结构均无分异现象，不显示细层构造的层理。

1.3.4.2）层面构造1.3.4.2.1）顶面构造在岩层顶面发育的构造有：波痕、干裂、雨痕、冰雹痕、晶体印痕、虫痕等。

1.3.4.3）同生变形构造1.3.4.4）生物成因构造1.3.4.5）化学成因构造结核：同生、成岩、后生、假结核、龟背石等。

缝合线：最常见于碳酸盐岩中。

其特征是在垂直层面的切面上有呈头盖骨接缝样子的锯齿状裂痕。

1.3.5）沉积岩的颜色继承色、自生色、次生色等。

第二章各论2.12.2 碎屑岩碎屑岩或称陆源碎屑岩，是由母岩机械搬运破碎产生的碎屑物质经过搬运、沉积及压实胶结等作用而形成的岩石。

2.2.1）碎屑岩的一般特征碎屑岩的物质成分主要由碎屑物质、化学物质和杂基三部分组成。

2.2.1.1）碎屑岩的物质成分1）碎屑物质占整个岩石组分的50%以上。

分为矿物碎屑（石英、长石、云母），岩石碎屑即是岩屑。

2）化学物质化学沉淀物类型：硅质矿物：蛋白石、石英、玉髓碳酸盐矿物：石膏、硬石膏、重晶石、天青石等磷酸盐矿物：磷灰石、胶磷矿等硅酸盐矿物：海绿石、沸石、云母等其他：铁的氧化物、卤化物、硫化物等1）杂基又称基质或碎屑杂基，它们是充填于碎屑颗粒间的细粒的机械混入物，对碎屑也起胶结作用，但它们不是化学成因的矿物。

包括：粘土物质（指小于0.005mm的粘土矿物），细粉砂等2.2.2）碎屑岩的结构2.2.2.1）碎屑岩本身结构1）粒度：碎屑颗粒大小2）圆度：指的是碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度，分为棱角状、次棱角状、次圆状、圆状3）球度：指的是碎屑颗粒接近球体的程度。

4）表面特征2.2.2.2）填隙物的结构位于碎屑颗粒之间、对碎屑可起胶结作用或充填作用的物质。

1）杂基的结构杂基主要指粘土和<0.03mm的细粒碎屑物2）胶结物的结构胶结物是指碎屑颗粒和杂基之外的化学沉淀物质，常是结晶的或非晶质的自生矿物2.2.2.3）胶结类型1）基底式胶结：填隙物含量较多，碎屑彼此不相连。

填隙物多半是和碎屑同时沉淀的杂基，或微晶碳酸盐矿物。

2）接触式胶结：只在碎屑颗粒的彼此接触处才有胶结物，胶结物数量很少。

3）溶蚀式胶结：胶结物溶蚀并交代碎屑的边缘，使碎屑边缘成港湾状。

4）孔隙式胶结：碎屑颗粒紧密相连，胶结物充填在粒间孔隙中。

2.2.3）碎屑岩的分类1）粗碎屑岩-砾岩、角砾岩、碎屑直径在2mm以上。

2）中碎屑岩-砂岩，碎屑直径2-0.0625mm。

3）细碎屑岩-粉砂岩，碎屑粒径0.0625-0.0039mm2.2.4)砂岩的主要类型石英砂岩（铁质、粘土质、钙质、白云质、磷质、硅质石英砂岩，长石石英砂岩（主要由碎屑石英和长石组成，碎屑岩中石英<75%,长石>25%,岩屑<10）,岩屑砂岩，杂砂岩类。

2.2.5）细砂岩-粉砂岩2.3 泥质岩2.3.1）泥质岩的一般特征泥质岩一般亦称粘土岩，是粒度<0.0039mm主要是由粘土矿物组成的岩石。

2.3.1.1）物质成分主要是粘土矿物，还有陆源碎屑物和自生矿物。

粘土矿物常见的有高岭石，水云母，蒙脱石等。

陆源碎屑矿物主要是石英、云母及少量长石。

自生矿物有铁、锰等的氧化物和氢氧矿物等。

2.3.1.2) 结构常见的泥状结构、粉砂泥状结构、生物泥状结构、鲕状或豆状结构及残余结构等。

2.3.1.3）构造泥质岩的层理均为水平层理。

单层厚度<1mm称页理。

页理发育的泥质岩叫页岩，无的叫泥岩。

泥质岩还可见干裂、雨痕、虫迹等。

有时还可见变形、斑点、巢状、带状和瘤状构造等。

2.3.1.4）颜色单一成分的高岭石粘土、水云母粘土常呈白色、浅灰色，浅黄灰色等。

某些泥质岩中含细分散的铁氧化物和氢氧化物呈红色、紫色、棕色、黄色或玫瑰色等。

含锰的氧化物呈褐色或黑色。

含分散状的有机质和硫化铁及炭质呈灰色或黑色。

含较多的绿泥石、蓝铜矿时，可呈绿色或蓝色。

2.3.1.5）物理性质可塑性、吸水性、烧结性、耐火性和吸收性等。

2.3.2）泥质岩的分类及主要类型2.3.3）粘土（弱固结的）1）高岭石粘土：主要由高岭石组成，其含量90%以上，含有多水高岭石和水云母，常混有黄铁矿、长石等。

一般为白色、浅灰色、浅黄色。

当含有有机质及细分散黄铁矿时呈深灰-黑色。

呈致密状，贝壳状断口，有滑感，性脆，硬度不高。

2)蒙脱石粘土：又称膨润土、漂白土等，主要由蒙脱石组成。

一般呈粉红色、淡黄色、淡灰绿色等。

具有胶状外貌，硬度不大。

吸收性强，潜入水中强烈膨胀，可塑性不好，耐火度低。

3）水云母粘土：成分比较复杂，除了水云母外，还有其他的粘土矿物，以及石英、云母、重矿物等碎屑矿物，有时还有其他自生矿物和有机质。

多具有水平层理及微细的波状层理。

呈黄、灰、绿、红色等。

呈粉砂泥质结构。

化学成分特点K2O含量高。

2.3.4）泥岩和页岩弱固结的粘土经过中等程度的后生作用，可形成强固结的泥岩和页岩。

泥岩已经固结成岩，但层理不明显，或呈块状，局部失去可塑性，遇水不立即膨胀。

页岩已经固结成岩，但具有明显的页状层理，已经大部分失去可塑性。

泥岩：一般以复成分泥岩及水云母泥岩为主。

泥岩在野外常按机械及化学混入物来命名，如钙质粉砂质泥岩、铁质泥岩、炭质泥岩等。

在我国中生代地层中广泛分布。

页岩：多为具页状层理的水云母粘土岩，其机械的及化学的混入物较多。

分为：钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、黑色页岩、炭质页岩、油页岩等。

2.4 碳酸盐岩2.4.1）概述主要由沉积的碳酸盐岩矿物（方解石、白云石等）组成，主要岩石类型为石灰岩和白云岩。

2.4.2）碳酸盐岩的物质成分2.4.2.1）化学成分主要是Cao、Mgo及co2，其余由硅、铁、铝、钾、钠等的氧化物。

2.4.2.2）矿物成分有三类：碳酸盐矿物、自生的非碳酸盐岩矿物及陆源矿物。

碳酸盐岩矿物：主要是方解石和白云石，还可有文石、菱镁矿等。

自生的非碳酸盐岩矿物：石膏、硬石膏、重晶石、萤石、岩盐等。

陆源矿物：粘土矿物、碎屑物质及微量的重矿物，当陆源矿物含量超过50%,碳酸盐岩即过渡为泥质岩和碎屑岩。

2.4.3）碳酸盐岩的结构2.4.3.1）结构类型：1)由波浪和流水搬运沉积而成的灰岩、白云岩具有类似于碎屑岩的粒屑结构。

2）由原地生长的生物骨架组成的生物灰岩、礁灰岩，具有生物骨架结构。

3）由化学、生物化学作用沉积的灰岩、白云岩具有泥晶、微晶结构。

4）白云岩化灰岩、白云岩具有残余结构及晶粒结构。

5）重结晶的灰岩、白云岩具有晶粒结构及残余结构。

2.4.3.2）粒屑结构：包括粒屑、泥晶基质和亮晶胶结物三部分。

1）粒屑：内碎屑、生物碎屑、鲕粒、核形石、球粒、团块等。

内碎屑：砾屑（颗粒直径>2mm）,沙屑（2-0.062mm），粉屑（0.062-0.031mm）,微屑（0.031-0.004mm），泥屑（<0.004mmm）鲕粒：具有核心和同心层包壳的球状颗粒，很像鱼子。

鲕粒大小一般<2mm，>2mm称豆粒。

根据内部构造，分为：真鲕、变形鲕、变晶鲕等。

核形石：具有同心层状的圆球或椭球状颗粒，主要是蓝藻生命活动的痕迹。

球粒：由泥晶碳酸盐矿物组成的颗粒。

一般呈卵圆形，内部结构均匀，常成群出现。

团块：具有不规则的外形的复合颗粒。

2）泥晶基质：又叫微晶基质、微晶杂基或灰泥，与碎屑岩的杂基相当，但它不是陆源的，而是盆内形成的灰泥，而且成分单一的碳酸盐岩矿物、呈泥晶或微屑结构。

3）亮晶胶结物：；亮晶是充填于石灰岩原始颗粒间孔隙中的化学沉淀物质，对碳酸盐颗粒起胶结作用，相当于碎屑岩中的化学胶结物。