第六讲--碎屑岩的结构

1、碎屑岩的结构碎屑岩的结构定义定义指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系。指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系。碎屑颗粒的结构碎屑颗粒的结构杂基和胶结物的结构杂基和胶结物的结构孔隙的结构孔隙的结构碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系。碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系。 研究意义研究意义鉴别描述、分类命名沉积岩的依据，鉴别描述、分类命名沉积岩的依据，沉积岩成因分析的重要标志。沉积岩成因分析的重要标志。一、 碎屑颗粒的结构碎屑的粒度、圆度、球度、形状以及颗粒表面的微碎屑的粒度、圆度、球度、形状以及颗粒表面的微细特征。细特征。一）粒度：碎屑颗粒的大小。一）粒度：碎屑颗粒的大小。1.1.表示方法：表示方法：1

2、 1）线性值）线性值直观测量。直观测量。大、中、小三个直径大、中、小三个直径确定颗粒的最大投影面，做外切矩形，矩形的长确定颗粒的最大投影面，做外切矩形，矩形的长边为颗粒的边为颗粒的最大直径最大直径d dL L，矩形的短边为颗粒的，矩形的短边为颗粒的中中间直径间直径d dI I；做垂直于最大投影面并通过颗粒的最；做垂直于最大投影面并通过颗粒的最长截线，截线长度就是颗粒的最短直径长截线，截线长度就是颗粒的最短直径dsds。2 2）体积值：用与颗粒同体积的球体直径表示。）体积值：用与颗粒同体积的球体直径表示。2.2. 粒度的划分粒度的划分 一个是一个是1010进制分类体系进制分类体系2(1)mm 2

3、(1)mm 砾砾2 20.1mm 0.1mm 砂砂0.10.10.01mm 0.01mm 粉砂粉砂0.01mm 1000100010010010102巨巨 砾砾粗粗 砾砾中中 砾砾细细 砾砾砾砾巨巨 砾砾中中 砾砾砾砾 石石卵卵 石石256256256646444220.50.50.250.250.1粗粗 砂砂中中 砂砂细细 砂砂砂砂极粗砂极粗砂粗粗 砂砂中中 砂砂细细 砂砂极细砂极细砂2110.50.50.250.250.1250.1250.06250.10.050.050.01粗粉砂粗粉砂细粉砂细粉砂粉砂粉砂粗粗 粉粉 砂砂中中 粉粉 砂砂细细 粉粉 砂砂极细粉极细粉砂砂0.06250.0

4、3120.03120.01560.01560.00780.00780.00390.010.01粘土粘土（泥）（泥）0.00390.0039碎屑岩的粒度特征是其分类命名的基础。碎屑岩的粒度特征是其分类命名的基础。如果碎屑岩的粒度分选程度很好，碎屑基本属于同一粒级，那么它的粒度分类和命名就非常简单，只需要在各相应的粒级后面加一个“岩”字就行。如细砾岩、中砂岩、粗粉砂岩等。自然界碎屑岩大都是由几个不同粒级的碎屑组成，随着各种粒级所占百分含量的不同，应给予不同的命名。粒度分类命名的具体原则：粒度分类命名的具体原则：50%岩岩5025%质质2510%含含10%不参与命名不参与命名 举例：举例：0.5-0

5、.25mm 60%，2-0.5mm 5%， 0.1-0.25mm 35%3.碎屑岩的粒度分类和命名2)2) 复合命名法复合命名法没有一个粒级没有一个粒级50%50%，在，在505025%25%的粒级不只一个。的粒级不只一个。以含量为以含量为505025%25%的粒级进行复合命名的粒级进行复合命名“岩岩” ” ，含量较多的写在后面，含量较多的写在后面。举例：举例：1-0.5mm 5%1-0.5mm 5%0.5-0.25mm 40%0.5-0.25mm 40%0.25-0.1mm 35%0.25-0.1mm 35%0.05-0.1mm 20%0.05-0.1mm 20%3 3）合并命名法）合并命名

6、法没有没有50%50%的粒级的粒级505025%25%的粒级也没有或只有一个的粒级也没有或只有一个将岩石全部粒度组分合并为砾、砂和粉砂三大级将岩石全部粒度组分合并为砾、砂和粉砂三大级按前两条原则命名按前两条原则命名举例：举例：10-2mm 23%10-2mm 23%，2-0.5mm 20%2-0.5mm 20%， 0.5-0.25mm 17%0.5-0.25mm 17%， 0.25-0.25-0.1mm 15%0.1mm 15%， 0.1-0.05mm 20%0.1-0.05mm 20%， 0.01mm 5% 分选好；分选好；主要粒级成分含量为主要粒级成分含量为分选中等；分选中等；没有一种粒级

7、成分能够超过没有一种粒级成分能够超过分选差。分选差。六）颗粒的表面结构定义六）颗粒的表面结构定义碎屑颗粒表面的碎屑颗粒表面的磨光面、毛玻璃化和显微的刻蚀痕迹磨光面、毛玻璃化和显微的刻蚀痕迹成因成因机械磨蚀作用、化学的溶蚀、沉淀作用机械磨蚀作用、化学的溶蚀、沉淀作用类型类型毛玻璃表面（又称霜面）、沙漠漆、冰川擦痕、各种刻毛玻璃表面（又称霜面）、沙漠漆、冰川擦痕、各种刻蚀痕和撞击痕蚀痕和撞击痕 二、 填隙物的结构一一) )杂基的结构杂基的结构粒度小于粒度小于0.03mm0.03mm（或）（或）55）有的发生重结晶作用有的发生重结晶作用二二) )胶结物的结构胶结物的结构胶结物的结构特点与本身的晶粒大

8、小、晶体生长方式、结胶结物的结构特点与本身的晶粒大小、晶体生长方式、结晶程度和分布的均匀性有关。晶程度和分布的均匀性有关。非晶质结构非晶质结构蛋白石、铁质、磷酸盐矿物常形成非晶质结构。蛋白石、铁质、磷酸盐矿物常形成非晶质结构。隐晶质结构隐晶质结构玉髓、隐晶质磷酸盐、碳酸盐等。玉髓、隐晶质磷酸盐、碳酸盐等。显晶质结构显晶质结构 粒状、带状粒状、带状/ /薄膜状、栉壳状、嵌晶式、次生加大薄膜状、栉壳状、嵌晶式、次生加大三、颗粒与填隙物之间的关系- 胶结类型和颗粒支撑性质1.1.碎屑颗粒和杂基的相对含量碎屑颗粒和杂基的相对含量-支撑支撑类型类型按碎屑颗粒和杂基的相对含量按碎屑颗粒和杂基的相对含量1)

9、1) 杂基支撑杂基支撑杂基含量高，颗粒互不接杂基含量高，颗粒互不接触，在杂基中呈漂浮状。触，在杂基中呈漂浮状。2)2) 颗粒支撑颗粒支撑碎屑颗粒含量占绝对优势，碎屑颗粒含量占绝对优势，颗粒之间相互接触颗粒之间相互接触2.2.按颗粒和填隙物的相对含量、颗粒的接触关系按颗粒和填隙物的相对含量、颗粒的接触关系-胶结类型胶结类型1 1）颗粒的接触类型）颗粒的接触类型点接触点接触线接触线接触凹凸接触凹凸接触缝合接触缝合接触点接触点接触缝合接触缝合接触沉积物在埋藏成岩过程中沉积物在埋藏成岩过程中经受压固、压溶等成岩作经受压固、压溶等成岩作用的强度和进程，用的强度和进程，缝合接触缝合接触成岩程度深成岩程度深

10、2 2）胶结类型）胶结类型基底胶结基底胶结 填隙物含量多，填隙物含量多， 碎屑颗粒呈漂浮状，碎屑颗粒呈漂浮状， 杂基支撑杂基支撑，重力流；，重力流；孔隙胶结孔隙胶结 碎屑颗粒构成支架，碎屑颗粒构成支架，颗粒支撑颗粒支撑，点接触，点接触， 胶结物含量少，只充胶结物含量少，只充填在碎屑颗粒之间的填在碎屑颗粒之间的孔隙中。孔隙中。接触胶结接触胶结 颗粒之间点接触或颗粒之间点接触或线接触，胶结物含线接触，胶结物含量很少，分布于碎量很少，分布于碎屑颗粒相互接触的屑颗粒相互接触的地方。地方。颗粒支撑颗粒支撑。镶嵌胶结镶嵌胶结 碎屑颗粒线、凹凸、碎屑颗粒线、凹凸、缝合接触，有时不缝合接触，有时不能将碎屑与胶

11、结物能将碎屑与胶结物分开。分开。颗粒支撑颗粒支撑四、 孔隙结构孔隙的大小、多少、喉道特征和连通情况。孔隙的大小、多少、喉道特征和连通情况。砂岩的孔隙空间是由细小喉道连通着的显微孔洞，砂岩的孔隙空间是由细小喉道连通着的显微孔洞，孔隙度和渗透率是最常用的储层物性参数孔隙度和渗透率是最常用的储层物性参数两者一般成正比。两者一般成正比。五、 粒度分析-自学碎屑岩粒度碎屑岩粒度判别沉积环境及水动力条件判别沉积环境及水动力条件碎屑岩的储油物性与粒度密切相关碎屑岩的储油物性与粒度密切相关粒度分析是碎屑岩研究中的一项重要内容。粒度分析是碎屑岩研究中的一项重要内容。一）粒度分析方法一）粒度分析方法筛析法：松散或

12、弱固结的岩石筛析法：松散或弱固结的岩石沉积分析：粘土、粉砂岩、砂岩沉积分析：粘土、粉砂岩、砂岩薄片分析：固结紧密的岩石薄片分析：固结紧密的岩石二）粒度资料图解二）粒度资料图解1. 直方图和频率曲线直方图和频率曲线2. 累积曲线累积曲线用粒度累积重量百分用粒度累积重量百分比数值作图比数值作图横坐标横坐标粒径粒径纵坐标纵坐标各粒级各粒级累积含量累积含量3. 概率累积曲线概率累积曲线o横坐标横坐标粒径粒径值，值，o纵坐标纵坐标概率百分数标度概率百分数标度o用累积重量百分比作图用累积重量百分比作图o表现为相交的几个直线表现为相交的几个直线段段沉积物包含几个粒沉积物包含几个粒度正态次总体度正态次总体碎屑

13、沉积物（岩）粒碎屑沉积物（岩）粒度一般包括度一般包括三个次总三个次总体体A.悬浮搬运组分悬浮搬运组分B.跳跃搬运组分跳跃搬运组分C.滚动搬运组分滚动搬运组分三）粒度参数三）粒度参数平均粒径和中值平均粒径和中值粒度的集中趋势粒度的集中趋势MzMz（1616+5050+8484）/3/3中值中值MdMd是累积区县上是累积区县上50%50%对应的粒径。对应的粒径。标准偏差和分选系数标准偏差和分选系数分选程度分选程度1 1= =（8484-1616）/4/4（9595- -55）/6.6/6.6So=PSo=P2525/P/P7575偏度偏度(SK(SK1 1) )判别粒度分布的不对称程度判别粒度分布

14、的不对称程度正、负偏态正、负偏态峰度峰度( (尖度尖度) )频率曲线尖锐程度频率曲线尖锐程度四）粒度分析在区分沉积沉积环境中的应用四）粒度分析在区分沉积沉积环境中的应用1.1. 沉积环境判别函数沉积环境判别函数萨胡公式萨胡公式参见参见P119P1192212212.2. 概率累积曲线概率累积曲线搬运介质的性质搬运介质的性质搬运介质的水动力强度搬运介质的水动力强度3.3. C CM M图图应用每个样品的应用每个样品的C C值和值和M M值绘制的图。值绘制的图。C C值：累积曲线上值：累积曲线上1%1%对应的粒径，代表水动力搅动开对应的粒径，代表水动力搅动开始搬运的最大能量；始搬运的最大能量；M M值：累积曲线上值：累积曲线上50%50%处对应的粒径，代表水动力的处对应的粒径，代表水动力的平均能量。平均能量。M M值为横坐标，值为横坐标，C C值为纵坐标。值为纵坐标。 N N O O P P Q Q R R S