长江大学沉积岩石学教案：第四章 陆源碎屑岩

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第四章 陆源碎屑岩
颗粒形状分类
碎屑颗粒的圆度分级
（五）颗粒的表面结构 一般表显为磨光程度及表面刻蚀痕迹两个方面。 二、填隙物的结构（重点） （一）杂基 杂基是碎屑岩中与粗碎屑岩一起沉积下来的细粒填隙组分，粒度一般小于0.03mm，它们是械机沉积产物而不是化学沉淀组分，可分为原杂基、正杂基、假杂基。 （二）胶结物 胶结物是化学成因物质，其特点是由晶体大小、晶体生长方式及重结晶程度等决定的。可分为： 非晶质及隐晶质结构 显晶粒状结构 嵌晶结构 自生加大结构
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。 3. 研究意义
杂基的含量高低表明沉积环境中水动力条件的强弱，反映搬运介质的流动特性，和碎屑组分的分选性，因而也是碎屑岩结构成熟度的重要标志，这正是我们认识杂基重要性的意义所在。 4. 杂基的识别标志
主要是依据结构来识别杂基。 （二）胶结物 1. 概念：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。 2. 硅质胶结物：主要是石英、玉髓和蛋白石。 3. 碳酸盐胶结物：主要为方解石和白云石。 4. 其它类型的胶结物：赤铁矿、褐铁矿、硬石膏、石膏、黄铁矿、海绿石、绿泥石。 四、化学成分（简介）
第二节 碎屑岩的结构 （Textures of clastic rocks）
学时：4学时（其中理论教学2学时、实验2学时） 基本内容： ①基本概念：粒度、球度、圆度、杂基、原杂基、正杂基、淀杂基、外杂基、假杂基、胶结物、非晶质结构、隐晶质结构、显晶粒状结构、嵌晶粒状结构、自生加大结构、胶结类型、基底胶结、孔隙胶结、接触胶结、镶嵌胶 结、平均粒径、中值、标准偏差、偏度、尖度、C-M图 ②碎屑岩的基本结构组分及其含义、粒级的划分方案、粒度的分类及命名、φ值的定义及换算、胶结物的结构分类、碎屑岩的支撑性质及胶结类型、粒度分析资料的整理及其应用
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第四章 陆源碎屑岩
二、粘土岩的主要物理特性（简介） 三、粘土岩的物质成分 四、粘土岩的结构、构造和颜色 五、粘土岩的分类 六、粘土沉积物的沉积后变化（重点） 七、粘土岩的研究方法（简介）
四种胶结类型素描图 （三）碎屑颗粒支撑类型 主要分为两类，即杂基支撑结构和颗粒支撑结构。 四、碎屑岩的孔隙结构 五、粒度分析 （一）粒度分析方法的选择 1. 筛析 2. 沉降分析 3. 薄片粒度分析
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十进制 颗粒的直径，mm 粒级划分 2的几何级数制 颗粒的直径，mm
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第四章 陆源碎屑岩
＞1000 1000-100 100-10 10-1 1-0. 5
0.5-0.25
中砂
砂
中砂 细砂
0.25-0.1
细砂
极细砂 粗粉砂
0.1-0.
05
粗粉砂 中粉砂 粉砂 细粉砂
0.05-0.01
细粉砂 极细粉砂
＜0.01
粘土（泥）
3．碎屑岩的粒度分类及命名：三级命名法则 （二）球度 球度是用来衡量一个颗粒接近于球体的程度，颗粒的三个轴愈接近相等，其球度愈高。 （三）形状 颗粒的形状是由颗粒中A、B、C三个轴的相对大小决定的。可分为圆球体、椭球体、扁球体、长扁球体。 （四）圆度 圆度是指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度，它是碎屑的重要结构特征之一。
第四章 陆源碎屑岩
密度大于2.86的矿物称为重矿物，它们在岩石中含量少，一般不超过1%，其分布的粒度受重矿物的晶形大小，相对密度及硬度的控制，可分为稳定重矿物及不稳定重矿物两类。
（二）岩屑 1. 花岗岩岩屑 花岗岩是地壳上分布最广泛的一类岩浆岩，主要出现在砾岩中，具有花岗结构。 2. 喷出岩岩屑 喷出岩岩屑在砂岩中含量比较丰富，常见的是中、酸性喷出岩岩屑。 3. 片麻岩、片岩岩屑 4. 脉石英岩屑 5. 石英砂岩岩屑 石英砂岩岩屑以具有碎屑结构为特点，沉积石英岩岩屑最常见为自生加大胶结。 6. 燧石 燧石的化学性质稳定，结构致密，因此是属抗风化能力较强的一类岩屑。
第四章 陆源碎屑岩
第四章 陆源碎屑岩 第一节 碎屑岩的物质成分
一、概述 二、碎屑成分（重点） 三、填隙物成分（重点） 四、化学成分（简介） 第二节 碎屑岩的结构 一、碎屑颗粒的结构 二、填隙物的结构（重点） 三、胶结类型及颗粒支撑性质 四、碎屑岩的孔隙结构 五、粒度分析 第三节 砾岩和角砾岩 一、一般特征 二、砾岩和角砾岩的分类 三、主要成因类型及实例（重点） 四、研究方法和意义 第四节 砂岩及粉砂岩 一、砂岩的一般特征 二、砂岩的分类 三、石英砂岩类 四、长石砂岩类 五、岩屑砂岩类 六、杂砂岩 七、粉砂岩 八、砂岩的油气储集性能（简介） 九、砂岩的研究方法及意义（自学为主） 第五节 粘土岩(Clayrocks) 一、概述
第四章 陆源碎屑岩
2. 长石 长石在碎屑岩中的含量少于石英，主要来于花岗岩和花岗片麻岩。 3. 云母 4. 重矿物
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二、碎屑成分（重点） （一）矿物碎屑 1. 石英 石英抗风化能力很强,既抗磨又难分解,具油脂光泽，不同来源的石英特点不同。
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胶结物的结构类型 三、胶结类型及颗粒支撑性质 （一）胶结类型概念 （二）胶结类型分类（重点） 1. 基底胶结： 2．孔隙胶结： 3．接触胶结： 4．镶嵌胶结：
第四章 陆源碎屑岩
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第四章 陆源碎屑岩
碎屑岩中颗粒大小与碎屑成分之间的关系 三、填隙物成分（重点） （一）杂基 1. 概念
杂基是碎屑岩中细小的械机成因组分，其粒级以泥为主，可包括一些细粉砂。 2. 成分
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第四章 陆源碎屑岩
重点与难点：粒度的概念及划分方案、杂基的概念及其分类、胶结物的概念及其结构分类、碎屑岩的支撑性质及胶结类型、粒度分析资料的应用 教学思路：①在前一章的基础上，从结构上介绍碎屑岩的组分；②分别讲解碎屑颗粒和填隙物（杂基、胶结物）的结构特征，对粒级的划分和命名要重点讲解；③通过大量图片来讲解碎屑岩的支撑性质及胶结类型；④简要介 绍对派生结构组分—孔隙；⑤对粒度分析的过程进行简要介绍，重点讲解粒度分析资料的处理与应用。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第五章，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. ③何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第三章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①碎屑岩有哪四种基本结构组分？试述每种结构组分的含义。 ②碎屑岩的碎屑颗粒结构包括哪些内容？对它们的研究各具什么意义？ ③碎屑岩如何按颗粒分类命名？其对应的岩石结构名称是什么？ ④碎屑岩的杂基可分哪几种？每种杂基的识别标志是什么？何种杂基才能反映沉积时流体的粘度和密度？ ⑤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。 ⑥何谓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？ ⑦何谓碎屑岩的胶结类型？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。 ⑧何谓粒度分析？对它的研究有何意义？ ⑨如何用粒度分析资料通过图算法以福克和沃德的公式求各粒度参数？它们的地质意义是什么？ ⑩何谓C-M图？牵引流和重力流(以浊流为例)的典型C—M图有何显著差别？ 教学内容提要： 一、碎屑颗粒的结构 （一）粒度（重点） 1．粒度的概念：粒度是指碎屑颗粒的大小，是碎屑颗粒最主要的结构特征。 2．粒级的划分：
巨砾 粗砾 砾 中砾 细砾 粗砂
巨砾 中砾 砾石 卵石 极粗砂 粗砂
＞256 256-64 64-4 4-2 2-1 1-0.5 0.5-0.15 0.25-0.125 0.125-0.0625 0.0625-0.0312 0.0312-0.0156 0.0156-0.0078 0.0078-0.0039 ＜0.0039
第四章 陆源碎屑岩
（Clastic rocks of terrigenous origin） 第一节 碎屑岩的物质成分
（Composition of clastic rocks）
学时：4学时（其中理论教学2学时、实验2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、自生矿物、后生矿物、他生矿物、继承矿物 ②碎屑岩的主要碎屑成分、填隙物成分和化学成分 重点：碎屑岩中碎屑颗粒与填隙物的基本概念及相互关系 难点：胶结物与杂基的区别、矿物碎屑与岩屑的异同 教学思路：先介绍组成碎屑岩的基本组成部分以及各组成部分之间的关系，然后重点讲解碎屑颗粒、填隙物（杂基、胶结物）的成分特征。对矿物碎屑与岩屑、杂基与胶结物之间的异同要重点讲解。 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. ③H 布拉特等著，1972,《沉积岩成因》翻译组译校，1987：沉积岩成因，第188-219页，科学出版社。 ④F J Pettijohn, 1963，Data of geochemistry, chemical composition of sandstones excluding carbonate and volcanic sands, U. S. Geol, Sur, prof, paper440-S, p. 21。 复习思考题：
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第四章 陆源碎屑岩
①试述碎屑岩的碎屑物质、非碎屑物质的主要类型和特征及研究意义？ ②碎屑岩中来自不同母岩的石英各有什么特点？ ③在砂岩薄片中岩屑的识别标志。 ④试述碎屑岩中碎屑颗粒、杂基、化学胶结物的含义；并从①在岩石中分布状况和所起的作用，②搬运方式，③沉积方式及其控制因素，④沉积时水动力状况，⑤形成阶段等五个方面比较它们特点。 教学内容提要： 一、概述 1. 按照成因，碎屑岩的组成部分包括: 陆源碎屑物质、化学沉淀物质。 2. 按产出形式，碎屑岩的基本组成部分包括：碎屑颗粒（矿物碎屑和岩石碎屑）、填隙物（杂基和胶结物）、孔隙。