第九章 沉积岩特征及主要岩石类型

生物礁灰岩
生物碎屑(灰)岩
4. 沉积岩的构造
沉积岩的构造，指沉积物沉积时或沉积后，物理、 化学或生物作用形成的，组成岩石的各种组分的 空间分布和排列方式所显示出来的宏观形貌特征。 在沉积过程中及沉积物固结成岩之前形成的构造 为原生构造；固结成岩之后形成的构造为次生构 造。 意义：原生沉积构造可以确定沉积介质的营力和水 动力状态，有助于分析沉积环境；确定底层的顶 底和层序。
痕迹构造
叠层石
恐龙足迹
5. 沉积岩的颜色
沉积岩的颜色，是沉积岩鉴别沉积岩的重要标志之一， 与矿物的颜色相同，沉积岩的颜色可分为继承色、自 生色和次生色。 继承色：碎屑岩类碎屑物的颜色。如，当碎屑物大部分 由正长石组成时，呈现红色，由石英组成则呈现白色 等。碎屑岩具有。 自生色： 沉积盆地中自生物质及粘土矿物构成的颜色。 多为化学岩类以及粘土岩类具有。 次生色：由于风化、侵染等次生变化形成的颜色。如肉 红色的正长石颗粒风化后成为白色的高龄石等。
一般特征
1. 碎屑岩的基本组成部分
胶结物
碎屑颗粒
孔隙 杂基
一般特征
2. 碎屑的物质成分
(1) 碎屑颗粒，包括矿物碎屑和岩屑两种。 矿物碎屑，一个碎屑颗粒只由一种矿物单晶组成的，最 常见的有抗风化能力强的矿物如石英、斜长石、白云 母，以及部分重矿物如锆石、榍石、磷灰石等； 岩屑：由两种以上矿物构成，是母岩机械破碎形成的岩 石碎块，多出现在砾岩中。 (2) 填隙物 杂基和胶结物合称碎屑岩的填隙物。
面理构造
面理构造：发育在沉积岩层顶面和底面的构造。主要有 波痕：是沉积物或沉积岩层面上有规律的起伏现象，是 在水或风的作用下，沉积物表层砂质在迁移过程中形 成的沙波在层面上留下的痕迹。可分为(1)风成波痕、 (2)流水波痕和浪成波痕。 槽模：是一种底面构造，一端浑圆状突起，指向上游； 一端向下游方向张开。是泥质沉积物表面被流水冲刷 出槽穴后，被后来的砂质沉积物充填，保留在砂岩的 底面上。
颗粒的大小(mm)：砾级 2-1000，砂级0.05-2，粉 砂级 0.005-0.05，粘土级 <0.005(泥质结构)
碎屑岩的结构与岩浆岩和变质岩有很大的不同，后 者的矿物颗粒之间是连续接触的；而在碎屑岩中， 颗粒之间以点接触，颗粒之间有孔隙，这些孔隙 被胶结物或者细粒填隙物质充填。因此，具有孔 隙是碎屑岩重要的结构特征。
4. 沉积岩的构造
沉积岩(原生)构造的主要类型： 层理构造 面理构造 暴露成因构造 化学成因构造 生物成因构造
层理构造
层理构造：沉积物在搬运和沉积过程中，由 介质(水流、风等)的流动，在沉积岩内部形 成的成层构造，由沉积物的颜色、成分、粒 度、结构、层厚以及形态沿垂向上的变化显 示出来。 它是沉积岩中最重要的一种构造， 是区别于岩浆岩、变质岩最重要的标志。由 纹层、层系和层系组构成。
沉积岩的基本特征
沉积岩的分类
陆源沉积岩 火山源沉积岩 内源沉积岩
陆源沉积岩 火山源沉积岩 内源沉积岩
二、沉积岩的分类
由于沉积岩的种类繁多，在成因和成分等具有复杂性， 目前对沉积岩的分类尚有不同观点。 一般认为，物质来源是划分沉积岩最重要的依据。因为 物源不同，其成分和性质也不同，其搬运和沉积作用 的方式以及成岩后生阶段的作用方式和特点也不同。 按沉积物的来源分为陆源沉积岩、火山源沉积岩和内 源沉积岩三大类。成分和结构是进一步划分的依据。
水平层理：纹层彼此平行并与岩层面平行，薄纹层(12mm)。出现在细粒沉积岩如粉砂岩和粘土岩中，反映稳 定、宁静的水动力条件，以悬浮方式缓慢沉积，如湖泊深 水区、泻湖和深海区等。
平行层理：由彼此平行 并与岩层面平行的纹层 组成，碎屑力度比水平 层理粗大，纹层较厚。 是在水流较快的浅水环 境中形成的，如河道、 湖岸和海滩，常与大型 交错层理共生。
沉积岩的基本特征
化学成分 矿物成分 结构 构造 颜色
沉积岩的分类 陆源沉积岩 火山源沉积岩 内源沉积岩
一、沉积岩的基本特征
化学成分 矿物成分 结构 构造 颜色
1. 沉积岩的化学成分
沉积岩的原始物质主要来自岩浆岩，因而沉积岩 的平均化学成分与岩浆岩很接近。但沉积岩与 岩浆岩的生成条件不同，所以某些化学成分仍 有较大差别。 沉积岩 Fe2O3>FeO K2O>Na2O 富含CO2和H2O 富含有机质 岩浆岩 Fe2O3<FeO K2O>?<Na2O 少
浪成波痕
流水波痕
浪成波痕
风成波痕
暴露成因构造
泥裂：未固结的沉积物露出水面，受暴晒发生收缩 和裂开，多呈“V”字型。粉砂质泥岩和粘土岩。 雨痕/冰雹痕：雨点或冰雹落在湿润而松软的泥质或 砂质沉积物表面所形成的圆形或椭圆形凹坑。
泥裂
化学成因构造
鸟眼构造：是灰岩白云岩中，一种形似鸟眼的空洞， 其长轴平行层面排列，空洞内充填有清亮、结晶 好的方解石和石膏。又称示底构造。 结核：是一种成分、颜色、结构等方面与围岩显著 区别的自生矿物集合体。
(1) 层理的构成要素
纹层：是层理的最小组成单位，它是在相同条件下 同时形成的，在成分、结构上具有一定的均一性。 厚度毫米级。 层系：由结构、成分、厚度和产状相似的纹层组合 而成，在相同条件下不同时间内形成的。各层系 的界面可以平行或斜交。 层系组：在相似环境下形成的层系组合，是沉积环 境连续变化的产物，代表一套层理的基本单位。 纹层 层系
二、沉积岩的分类
陆源沉积岩：主要由机械搬运沉积的陆源物质组成，如 砾岩－砂岩－粉砂岩－粘土岩。 火山源沉积岩：主要由火山喷发的火山碎屑物质经机械 搬运沉积而成，如集块岩、火山角砾岩和凝灰岩。 内源沉积岩：由发生在沉积盆地内的生物沉积作用和化 学沉积作用所形成的沉积物组成，如碳酸盐岩、硅质 岩等。
二、沉积岩的分类
2. 沉积岩的矿 物成分
矿物
Ol Opx/Cpx Hbd Bi An(Ca-rich)
沉积岩 (%)
岩浆岩(%)
沉积岩中已知的矿物达160 种以上，而组成岩石的 90%以上的矿物只有20 Qtz 余种(造岩矿物一般1－3 Pl Mov. 种)，最常见的是氧化物、 榍石/太铁矿 硅酸盐、碳酸岩和粘土 磁铁矿 矿物以及盐类矿物等。 粘土矿物 沉积岩与岩浆岩在矿物成 分既有继承性，又有差 异性。
圆
次圆
次棱
棱
一般特征
(2) 填隙物(杂基、胶结物)的结构
1) 杂基的支撑类型： 颗粒支撑，杂基少，碎屑颗粒彼此接触； 杂基支撑，杂基多，碎屑颗粒基本上互不接触。 2) 胶结类型(主要通过显微镜观察，了解)： 基底式胶结，碎屑颗粒彼此不接触，呈游离状分散在胶 结物内； 孔隙式胶结，碎屑颗粒彼此接触，胶结物充填于粒间空 隙中； 接触式胶结，胶结物量少，仅在颗粒接触处分布。
一般特征
2. 碎屑的物质成分
岩屑
矿屑
填隙物
一般特征
3. 碎屑结构
碎屑结构，是指碎屑岩内各组分的特点和相 互关系，主要包括： 碎屑颗粒的结构 填隙物(杂基、胶结物)的结构
一般特征
(1) 碎屑颗粒的结构
包括碎屑的粒度、形态和表面特征。 1）粒度： 砾－砂－粉砂－粘土(见下张PPT) 分选性，碎屑颗粒的均匀程度。某一粒级颗粒大于75% 称为分选好，50%-75%称为分选中等，若各种粒度颗 粒均小于50%称为分选差。碎屑颗粒的分选性可以反 映沉积环境的水动力条件等特征。 2)形态： 一般用圆度表示,分为圆、次圆、次棱角、棱角(见下张 PPT)。同样圆度也可以反映搬运距离和沉积时的水动 力状态。
陆源沉积岩 砾岩>2mm 砂岩0.05-2mm 粉砂岩0.005-0.05mm 粘土岩<0.005mm 火山源沉积岩 集块岩>64mm 火山角砾岩 64-2mm 凝灰岩<2mm 内源沉积岩 碳酸盐岩 硅、铝、铁、锰、磷质岩 蒸发岩(硫酸盐、卤化物) 可燃有机岩
沉积岩的基本特征
沉积岩的分类 陆源沉积岩
方解石 白云石/菱铁矿 磷酸盐矿物 硫酸盐矿物 有机质
2.65 (含量不 是绝对的，12.9 随岩性而 1.6 变) 3.86 9.8 34.8 4.55 15.11 0.03 0.07 14.51 4.25 9.07 0.97 0.15 0.73 20.4 25.6 3.85 1.45 3.15
3. 沉积岩的结构
第九章 沉积岩特征 及主要岩石类型
——地质学基础
沉积岩：由外动力地质作用(风化－剥蚀－ 搬运作用)及部分火山作用形成的沉积物 (沉积作用)，经成岩作用后形成的岩石。
沉积岩在地壳中的分布特征
岩浆岩约占地壳总体积的 三分之二（67.6%）。
变质岩约占地壳总体积的 四分之一(27.4%)。
沉积岩仅占地壳总体积的 5%，但由于它广泛分布 于陆地表面及海洋盆地中， 因而它占据了地表面积的 75%。
一般特征
1. 碎屑岩的基本组成部分
碎屑颗粒：破碎的固体碎屑，占岩石组分的50%以上， 如砾岩中的砾石，砂岩中的砂。 杂基：碎屑颗粒之间的机械混入物，又称基质，常见为 粘土、粉砂等。杂基与砾石、砂等碎屑颗粒同时沉积 同时形成。 胶结物：充填于碎屑颗粒孔隙内的化学物质(钙、硅、铁 质等)，使岩石更坚硬。 孔隙：碎屑之间未被其它物质占具的空间，可以是原生 也可以是次生。
沉积岩的结构，指组成物质的颗粒性质(粒度、表面 特征)、形状、大小及相互关系等。沉积岩的结构 类型及其特点取决于岩石的形成作用，是沉积岩 的几个主要坚定特征(成分、结构、构造、颜色)之 一。主要结构类型有： 碎屑结构 泥质结构 火山碎屑结构 粒屑结构/晶粒结构 生物结构
碎屑结构
碎屑结构：由机械破碎产生的各种碎屑物被胶结起 来形成岩石的一种基本结构。包括碎屑颗粒的结 构、杂基或胶结物的结构以及碎屑和填隙物之间 的关系等诸多特征。 各种碎屑岩，特别是砾岩、 砂岩常具有，主要有砾状、砂状结构。
一般特征
1) 粒度
砾岩
巨砾岩 d>1000mm 粗砾岩 1000-100mm 中砾岩 100-10mm 细砾岩 10-2mm 粗砂岩 2-0.5mm 中砂岩 0.5-0.25mm 细砂岩 0.25-0.05mm
碎屑岩
砂岩
粉砂岩 0.05-0.005mm 粘土岩 < 0.005mm
一般特征
2) 圆度
砾状结构(砾岩)
砂状结构
石英砂岩
粉砂岩
泥质结构
泥质结构：由极细小的 碎屑和粘土质矿物 (粒度<0.005mm)经胶 体凝聚作用形成的一 种结构。粘土岩。 泥质结构是沉积岩中特 有的结构。
粘土岩
火山碎屑结构
火山碎屑结构： 由火山碎屑经 沉积作用形成 的岩石所构成 的一种结构。
火山碎屑岩
粒屑结构
波状层理：层内细层成连续的波状、或薄的纹层与砂 纹层成波状的互层。需要有大量的悬浮物堆积，并沉 积速率大于流水的侵蚀速率。
板状交错层理 交错层理：由一系列斜 交层系界面的纹层组成
楔状交错层理
粒序层理：又称递变层 理，每个纹层内均呈现 下粗上细逐渐变化的特 点，并且纹层之间大致 平行。
块状层理：又称均匀层理，岩层内部物质均匀，不 显层理性，通常是快速堆积条件下的产物。
缝合线：在垂直层面的切面中呈锯齿状的裂缝，在 碳酸盐中最为常见，认识是压溶作用的产物。
结核
缝合线
鲕粒灰岩
结晶灰岩
生物成因构造
叠层构造：蓝绿藻在生长过程中粘结细碎屑物质而形成 的一种成层构造。可以只是顶、底层，向光性。 痕迹构造：生物在沉积物表面或内部活动时，遗留下来 的具有一定形态的痕迹。
叠层构造
一般特征 主要岩石类型
火山碎屑岩 内源沉积岩
三、陆源沉积岩
一般特征
碎屑岩的基本组成部分 碎屑的物质成分 碎屑结构
ห้องสมุดไป่ตู้
主要岩石类型
砾岩/角砾岩 砂岩 粉砂岩 粘土岩
陆源沉积岩分为两大类：碎屑岩和粘土岩。 碎屑岩，为母岩风化后的各种机械破碎的固体碎 屑组成，包括砾岩、砂岩、粉砂岩； 粘土岩(泥质岩) ，为粒径小于0.005毫米的细粒粘 土矿物组成。
层系
层系组
顶面
底面
(2) 层理的厚度分类
层理的厚度分类是以层系的厚度为标准的。 小型层理：层系厚度<3cm 中型层理：层系厚度3－10cm 大型层理：层系厚度10－200cm 特大型(巨型)层理：层系厚度>200cm
(3) 层理的形态分类
按层理的形态及其与层系界面的关系，分为： 水平层理 平行层理 波状层理 交错层理 粒序层理 块状层理
粒屑结构：有机械沉积作用参与形成的内源沉积岩。 灰岩、白云岩、硅质岩等。
竹叶状灰岩
泥质条带灰岩
晶粒结构
晶粒结构：由化学或生物化学沉积作用形成的结晶岩石 所具有的结构。碳酸盐岩、硅质灰岩等。
鲕粒灰岩
结晶灰岩
生物结构
生物结构：由生物 遗体或生物碎屑 (含量>30%)组成 的一种结构。生 物礁灰岩 泥质结构是沉积岩 中特有的结构。