沉积学与沉积相课件第四章碎屑岩各论

2. 河成砾岩
分布于山区河流的河床底部。 • 成分复杂。 • 分选较差。 • 砾石向源叠瓦状倾斜。 • 透镜状产出，底部具冲刷面。
3. 洪积砾岩
与冲积扇有关，沿山麓分布，厚度巨大。 • 砾石粗大 • 分选很差，磨圆度低 • 杂基含量高 • 剖面上多呈透镜体和楔状体。
4. 冰川角砾岩（冰碛岩）
粒径 <0.005mm（或0.0039mm，前苏联为0.01mm）的组分 组成的（>50%）沉积岩。
粘土矿物成因： 母岩风化产物，机械搬运、沉积——主要； 胶体形式絮凝或火山岩蚀变——少量。
• 疏松或未固结成岩者——粘土 • 固结成岩者——粘土岩、泥岩 • 有无页理——泥岩和页岩
一、粘土岩的物质成分
②结构成熟度高。
③构造：冲洗交错层理、楔状层理 、平行层理、波痕。
④颜色：取决于胶结物的颜色 • 硅质或钙质胶结——黄白色或浅灰白色， • 铁质胶结——红褐色 • 海绿石胶结——浅绿色
⑤产状 ：大地构造条件稳定的地区。
石英砂岩
海绿石石英砂岩
海绿石
2. 亚长石砂岩
3. 亚岩屑砂岩
4. 长石砂岩类
（二）按砾石大小分类（十进制原则）
1.细砾岩：砾石直径2～10mm；
2.中砾岩：
10～100mm（1～10cm）；
3.粗砾岩：
100～1000mm（0.1～1m）；
4.巨砾岩：
＞1m。
（三）根据砾石成分的分类
1.单成分（角）砾岩 砾石成分单一，同种成分的砾石占75%以上。
2.复成分砾岩 砾石成分复杂，各种成分的砾石都不超过50%。
1.粘土矿物 非晶质和结晶质两类，结晶质的包括 层状、 链层状。 • 硅氧四面体
• 铝/镁氧八面体
高岭石1：1
蒙脱石2：1
伊利石2：1
绿泥石2：1：1
（二）非粘土矿物
陆源碎屑矿物、化学沉淀的自生矿物（氧化物和 氢氧化物、盐类矿物）。
（三）有机质
（四）粘土岩的化学成分
二、粘土及粘土岩的物理性质
亚长石砂岩、亚岩屑砂岩；
3）长石或岩屑含量大于25％，以含量高的命名为： 长石砂岩（岩屑<10％） 、岩屑质长石砂岩（岩屑>10％） 岩屑砂岩（长石<10％） 、长石质岩屑砂岩（长石>10％）
4）杂砂岩命名原则同上。
例：长石20%；岩屑38%；石英42%
二、砂岩的主要类型
1.石英砂岩
Q>90%，F、R<5%，F主要是稳定长石，R主要是燧石。 胶结物：
3.根据胶结物的成分： 铁质粉砂岩、钙质粉砂岩
4.根据碎屑成分 单成分粉砂岩 • 石英为主 复成分粉砂岩 • 除石英外，还有较多云母、长石等碎屑
粉砂岩
（三）成因 经过较长距离搬运，在稳定的水动力条件下较缓慢沉降。
五、砂岩的油气储集性能及其与岩性的关系
主要的油气储集体。
原生孔隙：粒间孔隙、微孔隙 次生孔隙：
（一）非渗透性
微毛管孔隙，直径<0.2μm ，流体难以流动。盖层。
（二）吸附性
可以吸附各种离子、放射性元素、有机色素。 包括：靠分子间力引起的物理吸附、
离子交换吸附。 蒙脱石、海泡石最强。
（三）吸水膨胀性
有强的吸水性。 水化作用包括：
1.吸附的交换性阳离子水化； 2.晶体层间水化。 水化最强的是蒙脱石
硅质——硅质石英砂岩，石英次生加大。 钙质——钙质石英砂岩，充填孔隙、嵌晶式、栉壳状。 铁质——铁质石英砂岩。 海绿石质——海绿石质石英砂岩。
按胶结物结晶程度，其硅质石英砂岩又分为（仅供了解）：
1）硅质石英砂岩：蛋白石、玉髓，少有次生加大。 2）石英岩状砂岩：大部分石英颗粒次生加大。 3）沉积石英岩： 石英颗粒几乎都次生加大。
第四章 陆源碎屑岩各论
陆源碎屑岩按粒度划分
砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩
第一节 砾 岩
一、一般特征
主要由大于2mm（>50%）的碎屑—砾石组成。
（一）成分——最能反映母岩性质 • 碎屑组分以岩屑为主。 • 杂基通常为细粒的砂、粉砂和粘土。
（二）常见构造
大型斜层理、 递变层理、 块状层理、 叠瓦状构造——砾石的最大扁平面向源区方向倾斜，彼此
5. 泥岩及页岩 矿物成分复杂 （1）钙质泥岩、页岩 （2）铁质泥岩和页岩： 红层 （3）硅质泥岩和页岩：硅质来源－－生物骨骼、海底火山喷发、
粘土矿物的成岩转化。 （4）碳质页岩：染手 （5）黑色页岩：不染手，深水沉积
成分复杂，分选极差，砾砂泥混杂。 砾石棱角状，表面有“T”形擦痕或磨光面。 常呈块状层理。
冰川漂砾
5. 滑塌角砾岩 因崩塌或沿斜坡滑动形成。
分选很差，磨圆度不等（崩塌为角砾状，半固结的磨圆好）。 常呈透镜状产出。
6. 岩溶角砾岩 石灰岩溶洞的坍塌作用
四、研究方法和意义
（一）研究方法
1.砾石成分：统计不同成分及其含量 2.粒度和分选：直接测量 3.砾石的磨圆度、球度和表面特征 4.杂基与胶结物的特征 5.沉积构造，砾石的排列方向。 6.垂向沉积序列和横向展布
6.杂砂岩类
（1） 定义： 杂基大于15%的砂岩。
分类： 原则同（净）砂岩
（2）一般特征
①成分 成分：成熟度低。 长石：斜长石多，钾长石少 岩屑：种类多，常见细碎屑岩及其变质岩屑、 火山 岩屑 填隙物：杂基多，胶结物少量。正杂基常有交代。
②结构
结构成熟度低，磨圆度和分选性不好。 ③构造
递变层理 块状层理 ④颜色 暗灰色、褐色、黑色。
孔隙度：岩石中连通孔隙的体积百分比。 渗透率：一定压力差下，流体通过的能力。
影响物性的主要因素：粒度、分选、 填隙物成分（ Si >Ca> M淀杂基 ） 与含量、排列方式等。
六、砂岩的研究方法
宏观上：颜色、成分、结构、沉积构造、产状、含油性、 纵向与横向上的变化。
微观上：各种实验手段
第三节 粘 土 岩
1）成分：富含钾长石、酸性斜长石，新鲜～风化； 2）填隙物：杂基，钙质、硅质、铁质； 3）结构成熟度：变化大； 4）沉积背景：构造运动比较强烈，其次气候干旱或寒冷,
母岩富含长石。
亚长石砂岩
5.岩屑砂岩类
1）成分：岩屑丰富，成分复杂。 2）填隙物：硅质、钙质胶结物，杂基 3）结构：成熟度低； 4）形成背景：构造运动强烈、其次气候干旱或寒冷。
2. 蒙脱石粘土岩 蒙脱石、绿脱石、伊利石、伊蒙混层
（1）风化残积型：膨润土。 中酸性火山岩，碱性条件下的分解。
（2）沉积型：火山碎屑的水解、转化
3. 伊利石（水云母）粘土岩 伊利石、蒙脱石、伊蒙混层……. 一般不纯 形成条件广泛，………，时代越老，伊利石的含量越多。
4. 海泡石粘土岩 海泡石、凹凸棒石、蒙脱石……… 沉积于咸水环境
最重要的是三组份和四组分分类（Pettijohn，1949）
（二）分类方法
1. 分类原则和依据
能直接鉴定，还能反映岩石成因，具体是： 1）源区母岩的性质； 2）成分和结构成熟度； 3）沉积的流体性质。
上述特征直接对应砂岩中石英(Q)、长石(F)、岩屑(R)、 杂基(M)的比例。
1）来源指数F/R 2）矿物成熟度Q/(F+R) 3）流动指数G/M
1.成分 颗粒以石英为主，长石较少，岩屑极少，常见白云母，
重矿物含量可达2～3%。 填隙物常为粘土。
2.结构 分选较好，磨圆性较差
3.构造 水平层理及波状层理 小型交错层理
（三）粉砂岩的分类
1.按颗粒大小 粗粉砂岩 0.1～0.05mm
细粉砂岩 0.05～0.01mm
2.根据其它颗粒含量三级命名: 含砂泥质粉砂岩、含泥粉砂岩
⑤ 成因： 需要侵蚀、搬运和沉积过程快速进行
出现环境： 急剧沉降的海盆或裂谷盆地中
岩屑杂砂岩
三、砂岩用于物源区构造背景的研究 原理：物源区与沉积盆地之间的关系受构造作用的控制。
迪金森利用不同类型 的石英、长石、岩屑之间 的比例关系确定物源区 构造背景。
四、粉砂岩
（一）一般特征
0.1～0.01mm粒级(含量>50%)的颗粒组成的细碎屑岩。
（二）构造 常见水平层理、块状层理。 其中，如果水平层理纹层厚度<1cm，称为页理。
书上的显微构造？＝隐晶质结构
（三）粘土岩的颜色 杂，红、紫、褐、黄、灰绿、灰、黑 等色。
四、粘土岩的分类和主要类型 （一）分类
方案混乱。 固结程度－－沉积构造－－成分
（二）粘土岩的主要类型
1.高岭石粘土岩 高岭石、多水高岭石、埃洛石、水云母…… 高岭土 （1）风化残积型：母岩富含长石； （2）沉积型：化学沉淀 机械搬运、沉积（煤系地层中常见）
（二）研究意义
1.岩石学意义 • 推断陆源区位置和性质 • 推断古岸线 • 根据扁平砾石倾斜方向确定古流向。
2.实际意义 • 油、气、水的储集岩
第二节 砂岩及粉砂岩
一、砂岩的分类 （一）概述
最早由Grabau（1904）提出，目前50多种方案； 方法有表格和图形；
结构分类、成分分类、成因分类、综合分类 • 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、M、C • 成因分类：河成砂岩、风成砂岩、滨岸砂岩
（四）其他性质
可塑性、耐火性、烧结性、 粘结性、干缩性
三、粘土岩的结构、构造和颜色
（一）粘土岩的结构
1.按颗粒的相对含量 粘土结构、含粉砂质粘土结构、粉砂wenku.baidu.com粘土结构。
2.按粘土矿物的结晶程度及晶体形态
1）非晶质结构：罕见 2）隐晶质结构：最常见 3）显晶质结构：少见
3. 鲕粒及豆粒结构：铝质 4.内碎屑结构：同生破碎再沉积 5. 残余结构：原岩热液蚀变
（四）根据砾岩在剖面中的位置
1. 底砾岩 位于海侵层位最底部的侵蚀面上，海侵阶段的产物。
2. 层间砾岩 夹于其他岩层之间，与下伏地层连续沉积。
3. 层内砾岩 同生的砾岩，准同生期半固结的沉积物破碎后再沉积而成。
三、主要成因类型及实例
1. 滨岸砾岩
形成于波浪作用的滨岸地带。
成分：成熟度高，硅质砾石多 结构：磨圆好、分选好。 构造：叠瓦状，最大扁平面应向深水（海）方向倾斜。 其它：常含破碎生物碎片。
重叠，呈叠瓦状。
叠复递 变层理
反递变 层理
块状砾岩
叠瓦状构造
（三）结构 颗粒粗、填隙物粗。 随搬运距离的加大，结构成熟度增高。
（四）颜色 多样，常带继承色
二、砾岩分类
（一）按砾石圆度的分类 • 1.砾岩：圆状和次圆状砾石含量大于50%，沉积成因；
• 2.角砾岩：棱角状和次棱角状砾石大于50%。除沉积成 因外，还可成因于构造作用、火山作用、化学作用。 如： 断层角砾岩、火山角砾岩、洞穴角砾岩及岩溶角砾岩
2.分类方案 本教材采用四组分三端元分类体系。
（1）按杂基含量将砂岩分为两大类
杂基<15%——净砂岩（简称砂岩） 杂基>15%——杂砂岩
之后，看石英 （单晶石英）、长石、 岩屑三端元含量， 非三级命名。
1）长石、岩屑含量都小于5％，则为石英砂岩； 2）长石、岩屑均在5％～25％，以含量高的命名：