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文档简介
1、 复习纲要1.沉积岩、沉积岩石学的概念1沉积岩重点:沉积岩是组成岩石圈的三大类岩石岩浆岩、变质岩、沉积岩之一。它是在地壳表层的条件下,由母岩的风化产物、火山物质、有机物质、宇宙物质等沉积岩的原始物质成分,经过搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石。2沉积岩石学:是研究沉积岩物的物质成分、结构构造、分类及其形成作用以及沉积环境和分布规律的一门科学。2.沉积岩的原始物质来源3.风化作用的概念与类型1风化作用:是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下,发生机械破碎和化学变化的一种作用。2物理风化作用:是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下,发生机械破碎
2、而化学成分不改变。3化学风化作用:是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下,母岩发生氧化、水解、溶虑等化学变化而分解,形成新矿物。4生物风化作用:常常伴随物理风化和化学风化。 4.常见矿物抗风化能力强弱及其主要原因重点常见矿物抗风化能力强弱及其原因:石英、长石、云母白云母、黑云母、橄榄石,辉石,角闪石、各种粘土矿物高岭石、蒙脱石、水云母等、各种碳酸矿物方解石、白云石等、各种硫酸盐矿物石膏、硬石膏、硫化矿物黄铁矿、卤化物矿物如石盐等、重矿物。主要原因:1与它们的结晶温度有关在岩浆岩的主要造岩矿物中,橄榄石结晶温度最高,其风化稳定性最低,最易被风化破坏掉。
3、1048698;辉石、角闪石、黑云母的结晶温度依次降低,而它们的风化稳定性却依次增高。基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石、钾长石的结晶温度也依次降低,它们的风化稳定性也依次增高。石英的结晶温度最低,故其抗风化能力最强。2与其化学成分的化学活泼性主要是在水中的溶解能力有关3与其晶体构造特征及化学键强度有关例题1:以下各种造岩矿物抗风化能力强弱排列正确的选项是C。A钾长石石英黑云母 B方解石斜长石黑云母 C石英微斜长石方解石 D白云石中性斜长石方解石5.常见岩石的抗风化能力强弱及其主要原因中性和碱性侵入岩的风化情况大体与花岗质岩石相似基性和超基性侵入岩主要由
4、较易风化的橄榄石、辉石、基性斜长石组成,远比花岗质岩石易风化火山岩及火山碎屑岩由于含有相当多的甚至大量的玻璃质或火山灰,故其风化速度相当快各类沉积岩抗风化能力强弱重点:沉积岩的风化情况比拟简单,其中以蒸发岩最易溶解、最易风化,碳酸盐岩次之,粘土岩、石英砂岩、硅岩等最难风化。6.风化过程中各种元素的转移顺序重点最易转移元素:CI,Br,I,S易转移元素:Ca,Mg,Na,K可转移元素:Mn,Si硅酸盐,P ,Cu略可转移元素:Fe,Al,Ti,根本不转移元素:Si石英例题2:在化学风化过程中,造岩元素或化合物的抗风化能力强弱排列正确的选项是D。PKFe B. AlSiO2石英Ca C. ClKS
5、iO2石英D. AlMgS 例题3:在化学风化过程中,造岩元素或化合物的抗风化能力强弱排列正确的选项是B。A. PKFe B. SiO2石英AlMg C. ClKSiO2石英D. AlBrCa7. 母岩风化的四个阶段1破碎阶段碎屑阶段2饱和硅铝阶段3酸性硅铝阶段粘土型风化作用4铝铁土阶段红土型风化作用8. 母岩风化产物的主要类型:重点填空题1碎屑残留物质2新生成的矿物3溶解物质9.风化壳的概念风化壳:由风化剩余物质组成的地表岩石的表层局部,或者说已经风化了的地表岩石的表层局部。 10.雷诺数与弗洛德数的含义重点1一个判别层流与紊流的准那么,称为雷诺数(考试给re值)Re = 1时,流动呈层流R
6、e = 140时,在颗粒背后会出现背流尾迹Re > 40时,出现“卡门涡街,紊流涡流2根据佛罗德数数,明渠水流可分为急流、缓流和临界流三种状态。Fr>1,急流,超临界流,水浅流急Fr=1,临界流Fr<1,静流,缓流或临界以下的流动,水深流缓11.碎屑物质在流水中的搬运方式牵引流搬运方式:溶解载荷、悬移载荷、推移载荷床沙载荷)搬运方式1推移搬运滚动搬运,包括跳跃搬运悬浮搬运悬移搬运12. 尤尔斯特龙图解与Walker1975图解的含义重点 100.05mm 细粉砂+粘土 难搬运难沉积;20.052mm 砂 易搬运易沉积;3>2mm 砾 难搬运易沉积;13.碎屑物质在流水搬
7、运中的变化1成分:不稳定组分逐渐减少,稳定组分那么相应增加,同时其组分也就变得更加简单了。碎屑颗粒度逐渐变小。3碎屑颗粒的圆度逐渐变好。碎屑颗粒的球度也有所增高。14. 浪基面浪底的概念常考波基面浪底波浪作用的下限,即波浪所影响的最大深度。15.碎屑物质在波浪和潮汐作用下的变化重点在波浪、潮汐的作用下,碎屑物质长时间往复运动海水对颗粒间的溶蚀、颗粒与海底间的碰撞与磨蚀、颗粒间的碰撞和磨蚀,其成熟度成分、粒度、圆度等比陆相环境中的碎屑物质高得多,沉积分异也进行得较为彻底16.湖泊中主要水动力与海洋主要水动力的差异与海洋相比,湖泊面积小,缺乏潮汐作用,因此,波浪和湖流是湖泊中搬运和沉积碎屑物质的主
8、要营力。17.与流水的搬运和沉积作用相比,风的搬运和沉积作用的特点1搬运能力远比水小,同样的速度下,风的搬运能力约为流水的1/300,因此,风一般只能搬运较细粒的碎屑物质。2风的搬运能力有限,选择性较强,因此风成沉积的粒度分选性较好。空气密度小,颗粒碰撞磨蚀导致其圆度较好,常具霜状外表18.冰碛物的特征结构疏松,大小混杂,分选极差;冰碛物中砾石磨圆极差;一般缺乏层理构造。19. 胶体溶液物质搬运和沉积的机理。1引起胶体质点搬运的主要因素是同种电荷的胶体质点之间的相互排斥力。2不同名电解质的参加,可使胶体质点的电荷中和,从而使胶体质点发生凝聚而下沉。不同名胶体的相互作用,也可使它们的电荷中和,也
9、可使胶体发生沉淀。3其它因素如水介质中的腐植酸、生物作用、蒸发作用、Eh值和pH值等也影响胶体溶液物质的搬运和沉积作用20. 真溶液物质搬运和沉积的主要控制因素溶液物质的搬运及沉积作用的根本控制因素是它们的溶解度:1溶解度越大,越易搬运,越难沉积。溶解度越小,越易沉积,越难搬运。21.机械沉积分异作用与化学沉积分异作用的概念重点机械沉积分异作用:碎屑物质在搬运和沉积过程中,根据粒度、密度、形状和成分等特征发生先后沉积的现象。化学沉积分异作用:溶解物质包括胶体溶液物质和真溶液物质,在搬运和沉积过程中,根据其本身的化学性质主要是其在溶液中化学活泼性或溶解度大小,从溶液中按一定先后顺序沉淀出来的现象
10、。22.机械沉积分异作用与化学沉积分异作用的关系及地质意义重点1关系机械沉积分异作用进行得较早,化学沉积分异作用进行得较晚2意义两种沉积分异作用的结果,就形成了各种类型的机械沉积岩和化学沉积岩以及相应的各种沉积矿产。分异作用进行越彻底,各种类型的沉积岩在成分上和结构上的成熟度就越高,从而越易形成各种沉积矿产。23.事件沉积作用与正常沉积作用的概念1正常沉积作用:正常情况或条件下发生的搬运和沉积作用,这一作用过程是缓慢的、均变的。2事件沉积作用:指事件性的、阵发性的或灾变性的搬运和沉积作用。这类作用的发生和开展可能是瞬间的、短暂的,但其作用过程是快速的。24.沉积后作用、成岩作用与后生作用的概念
11、沉积后作用:泛指沉积物形成之以后,到沉积岩遭受风化作用和变质作用之前这一演化阶段的所有变化或作用。亦称为广义的成岩作用。成岩作用:沉积物转变沉积岩所发生的一系列变化。后生作用:沉积岩形成以后到遭受风化作用或变质作用以前的变化。25.沉积岩的分类26.各种波痕流水波痕、浪成波痕与风成波痕的特征及其反映的沉积环境重点(1)流水波痕重点成因:由定向流动的水流形成,见于河流和存在有底流的海湖近岸地带。特点:波峰波谷均圆滑;不对称状,不对称指数RSI>22.5,陡坡倾向指示水流方向;波痕指数RI>5815;波谷比波峰粗。波痕要素波长L两个相邻波峰或波谷之间的水平距离波高H波峰与波谷之间的高差
12、波痕指数RI= L/H,表示波痕相对高度及起伏情况不对称指数RSI= L1/L2,表示波痕的不对称程度波脊形态的变化主要与水深和流速有关。一般来说,随着水深减小和流速增大,波脊形态由简单变复杂,由连续变断续。例题4:以下流水波痕的波脊形态中,代表水动力最强的是D。A直线形 B波曲形 C链形 D新月形(2) 浪成波痕重点成因:由产生波浪的动乱水流形成,常见于海、湖浅水地带。特点:对称波痕波峰锋利,波谷圆滑,波脊多平直,局部分叉,波痕指数RI=413多为67;不对称波痕与流水波痕类似,峰谷均圆滑,不对称指数RSI1.13.8,波痕指数RI=516多为683 风成波痕重点成因:由定向风形成,常见于沙
13、漠、海、湖滨岸的沙丘沉积中。特点:波峰波谷圆滑?、开阔,峰窄谷宽,呈不对称状,不对称度比流水波痕更大,波痕指数RI=1070,陡坡倾向与风向一致,波峰粒度比波谷粗。27.槽痕与槽模的关系、特征及其反映的沉积环境重点槽痕:水流在泥质沉积物外表冲刷而形成的不连续的长形小凹坑为槽痕。槽模:槽痕被砂充填,成为砂岩层底面上的槽铸型。见于浊流环境,为浊积岩的重要标志。槽模浑圆端突起端迎着水流方向常考28.各种层理水平层理与平行层理,透镜状层理、波状层理与脉状层理,板状交错层理、楔状交错层理与槽状交错层理,波状交错层理,爬升波纹交错层理,浪成波纹交错层理,冲洗交错层理,风成交错层理,羽状交错层理,丘状交错层
14、理、洼状交错层理,块状层理,粒序层理,韵律层理的特征及其反映的沉积环境均为重点层理的分类及主要类型首先,按照层内组分和结构性质把层理划分为四种类型?:1非均质层理、2均质层理、3递变层理、4韵律层理。其次,在非均质层理中,再按照几何形态进一步分为水平、平行、波状、交错、压扁、透镜状层理。1水平层理重点特点:纹层呈直线状互相平行,且平行于层面。主要产于泥质岩、粉砂岩以及泥晶灰岩中成因与环境:在比拟弱的水动力条件静水下,由悬浮物质或溶解物质先后沉淀而成。出现在低能环境中,如深湖、泻湖、深海等环境。2平行层理重点特点:纹层平行而又几乎水平,主要产于砂岩中。成因与环境:在较强的水动力条件下,连续滚动的
15、砂粒产生粗细别离而形成水平纹层。一般出现在急流或高能环境中,如河道、湖岸、海滩等环境。3波状层理重点特点:纹层呈对称或不对称的波状,但总的方向平行于层面。成因:水流活动期与水流停滞期交替;波浪振荡造就对称的波状起伏界面为主,单向水流的前进运动造就不对称的波状起伏面为次;一般要有大量悬浮物质沉积,当沉积速率>流水的侵蚀速率时,可保存连续的波状层理。在水介质稍浅的地区,如海、湖浅水地带和河漫滩、潮坪等地区较常见。按层系厚度,交错层理可分为:小型交错层理<3cm中型交错层理310cm大型交错层理10200cm特大型交错层理>200cm根据层系与上下界面的形状和性质,通常可以将交错层
16、理分为三种根本类型:板状、楔状、槽状交错层理。3板状交错层理层系之间的界面为平面而且彼此平行,纹层与层系界面斜交。大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。特点:层系顶界为直脊水流波痕,底界有冲刷面;垂直水流方向为平行砂纹,倾向与水流方向一致;纹层内常呈下粗上细变化,有的纹层在顺水流方向上向下收敛。4楔状交错层理层系界面为平面,且互相不平行,层系厚度变化明显呈楔形;平行于流动方向上纹层与层系界面斜交,垂直于流动方向上纹层与层系界面大致平行或斜交,纹层倾向和倾角变化不定。常见于海、湖浅水地带及三角洲地区。5槽状交错层理层系底界为槽形冲刷面,纹层顶部被切割。在横切面上,层系界面是槽状,纹层与之一致也是
17、槽状;在纵切面上,层系底界面呈弧状,纹层向下倾方向收敛并与之斜交;顶视为重叠的瓣状。大型槽状交错层理系底界冲刷面明显,底部常有泥砾,多见于河流环境中。6波状交错层理层系界面为波状起伏的曲面,上下界面可平行,也可不平行或相交,但总的延伸方向与层面平行。平行水流方向上纹层与层系界面斜交,垂直水流方向上纹层与层系界面大致平行或斜交。在波浪影响下水流波痕的迁移形成波状交错层理。7爬升波纹交错层理亦称上叠波纹交错层理,也是沙波迁移的产物。8羽状交错层理一种特殊类型的交错层理。其特点是纹层平直或微向上弯曲,相邻斜层系的纹层倾向相反,延伸至层系界面进彼此呈锐角相交,呈羽毛状。9浪成波纹交错层理由浪成沙波迁移
18、形成的,不同于水流沙波迁移所形成的层理10冲洗交错层理也称低角度交错层理。其特点是层系界面和纹层平直,层系呈楔状以低角度相交,一般210°,多向海倾斜。主要出现于前滨环境中。11侧积交错层理侧积交错层理是水道侧向迁移加积作用的产物侧积交错层层系厚度较大,多在0.5m以上,有时可达数米。层系多呈板状,亦见楔状和透镜状,底部均发育冲刷构造,冲刷面上往往分布砾石或粗砂。单一层系从底到顶沉积物粒度明显变细,多从砾石级以细砾为主到中砂,局部达细砂级。12丘状交错层理由一些大型的宽缓波状层系组成,外形上象隆起的圆丘状,向四周缓倾斜。13洼状交错层理是彼此以低角度交切的浅洼坑,其中充填的细层与浅洼
19、坑底界面平行,而向上变成很缓的波状并近于平行的层理。14风成交错层理风的吹扬作用可以形成风砂流,风砂流的流动造成床沙形体迁移,从而形成风成交错层理。层系厚度较大巨大,几十厘米几米。前积纹层多高角度倾斜,25°34°。15压扁层理和透镜状层理这是在砂、泥沉积中的一种复合层理。它是由压扁层理又称脉状层理、波状层理和透镜状层理组合而成。这种复合层理的形成,说明环境有砂、泥供给,而且水流活动期与水流停滞期交替出现。主要发育在粉砂岩、泥质粉砂岩与泥岩、粉砂质泥岩互层的地层中。主要形成于潮下带、潮间带及深水砂泥沉积环境中。例题5:以下各种水动力条件形成什么类型的层理?双向水流:波浪振荡
20、:波浪振荡单向水流:间歇性波浪振荡大量悬浮物沉积悬浮载荷>>底载荷间歇性单向水流大量悬浮物沉积悬浮载荷>>底载荷间歇性单向水流大量悬浮物沉积悬浮载荷底载荷:例题6:如何区分以下层理?羽状交错层理、楔状交错层理和冲洗交错层理浪成交错层理和槽状交错层理平行层理和水平层理16递变层理又称粒序层理graded bedding,是具有粒变递变的一种特殊层理,分正粒序、逆粒序和双向粒序正逆粒序呈渐变性衔接。其特点由底部向顶部颗粒逐渐由粗变细或由细变粗,除了粒度变化外,没有任何内部纹层。主要由浊流形成。17韵律层理rhythmic bedding由成分、结构和颜色不同的薄层作有规律地
21、重复出现而组成的。为潮汐周期变化、季节周期变化所致,或由浊流沉积形成的复理石韵律。18均质层理通常称块状层理massive bedding,是一种呈现大致均质外貌,不具任何纹层构造的层理。其特点内部物质均匀,组分和结构都无分异现象。成因:1悬浮物质快速沉积,2浊流,3生物扰动。29.各种准同生变形构造重荷模、包卷层理、滑塌变形构造、碟状构造、柱状构造、砂球砂枕构造的特征及其反映的沉积环境重点准同生变形构造:是指沉积物沉积后,在固结成岩之前处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造。1重荷模:指覆盖在泥质岩之上的砂层底面上的瘤状突起。它是由于下伏的含水塑性软泥承受了不均匀的负载,使上覆砂质物陷入下伏
22、泥质物中而产生的。重荷模多在浊积岩中保存良好。2包卷层理:是指在一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象。它常被限于一个层内连续分布,并显示出小型开阔向斜和紧密背斜的复杂现象。主要见于较薄层粗粉砂层或细粉砂层中,可以是硅质的或碳酸盐质的。3滑塌变形构造:是指斜坡上未固结的沉积物在重力作用下发生滑动而形成的变形构造。一般伴随快速沉积而产生,它是水下滑坡的良好标志。多出现在三角洲前缘、礁前、大陆斜坡及海底峡谷前缘。4碟状构造和柱状构造:快速堆积的松散沉积物中,孔隙水向上泄出,引起颗粒的位移和重新排列,形成泄水构造,如碟状构造、柱状构造。主要见于浊流沉积、三角洲前缘沉积及河流边滩沉积。5砂球和砂枕构造:
23、是指砂岩层断开并陷入泥岩中形成的许多紧密或稀疏排列的椭球状或枕状块体。在浅水与深水环境中均有,代表沉积环境具有快速沉积甚至震积作用。30.各种暴露成因构造晶体印痕与假晶、鸟眼构造、泥裂、示顶底构造、雨痕、冰雹痕、泡沫痕的特征及其反映的沉积环境重点1晶体印痕与假晶:在适宜条件下,在松软沉积物外表上形成的盐类和冰等物质的结晶体后来由于溶融、溶解作用等而消失,而在层面上留下特殊的晶体印痕或充填形成假晶。2鸟眼:主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑灰岩、砂屑灰岩中的原生小孔洞,被亮晶方解石或硬石膏充填主要出现在潮上带和潮间带上部的沉积物中。成因:气泡成因、收缩成因、生物成因等。例题7:石盐晶
24、体的形成环境:盐湖、盐沼、潮坪石盐假晶的出现说明:石盐晶体生长时水体盐度增高,埋藏后孔隙水的盐度降低。晶体印痕一般在泥质沉积物中容易保存。常见的有石盐晶体印痕石盐假晶、石膏晶体印痕石膏假晶、冰晶印痕等。泥裂:它是沉积物露出水面时因曝晒干涸所产生的收缩裂缝。示顶底构造:在碳酸盐岩的原生孔洞中,有两种不同的充填物,在孔洞的底部或下部,为泥屑、粉屑等内碎屑充填,色较暗;孔洞的顶部或上部为亮晶方解石充填,色较浅,两者之间界面平直,能表示岩层的顶和底。雨痕、冰雹痕:是雨滴或冰雹降落在泥质沉积物的外表,撞击成的小坑,坑的边缘略微凸起。偶尔的阵雨形成的雨痕才比拟容易保存,反映了枯燥与半枯燥气候条件下的大陆沉
25、积。冰雹痕比雨痕大、深,且不规那么。沉积物露出水面或在水面附近,处于大气中,外表逐渐干涸收缩,或者受到撞击而形成的层面构造,如干裂、雨痕、泡沫痕等。这些沉积构造具有指示沉积环境及古气候的意义流痕:流痕是在水位降低,沉积物即将露出水面时,薄水层聚集在沉积物外表上流动时形成的侵蚀痕。一般呈齿状、梳状、穗状、树枝状、蛇曲状等泡沫痕:是沉积物近于出露水面时,水泡沫在沉积物外表暂停留所留下的半球形小坑,坑壁光滑,边缘无凸起,很象小的痘疤,常成群出现,大小悬殊。31.缝合线构造的地质意义缝合线是一种裂缝构造。常见于碳酸盐岩中,但也出现在石英砂岩、硅质岩及蒸发岩中。32结核的主要类型结核是岩石中自生矿物的集
26、合体。这种矿物集合体表现为在成分、结构、颜色等方面与围岩有显著区别的不规那么团块。结核成因分类:1同生结核:与沉积作用同时形成的,如现代海底的Fe、Mn结核,结核不切穿层理,而是层理绕过结核呈弯曲状。2成岩结核:成岩阶段物质重新分配的产物。它既可以切穿层理,又可见层理绕过结核呈弯曲状。3后生结核:形成于沉积物固结成岩以后,外来溶液常沿裂隙和层面进入岩石内沉淀或交代,故它切穿层理而无层理弯曲现象。33.塞拉克Seilacher,1964所划分的遗迹化石的主要组合生物遗迹构造痕迹化石的组合:停息痕迹2爬行痕迹3觅食痕迹4摄食痕迹5穴居痕迹34.叠层石构造的形成原理、主要类型与形成环境叠层石的形态与
27、水动力条件有关一般来说,层状叠层石形成于水动力较弱的环境中,多属于潮间带上部的产物;柱状叠层石形成于水动力较强的环境中,多属于潮间带下部及朝下带的产物。35.沉积岩颜色的分类引起沉积岩颜色的原因沉积岩的颜色主要决定于岩石的成分,即决定于岩石中所含的染色物质色素,或者说沉积岩的颜色多半是由含铁质化合物或含游离碳等染色物质色素造成的。(1)继承色主要决定于碎屑颗粒的颜色(2) 自生色决定于沉积物堆积过程中及其早期成岩过程中自生矿物的颜色,如海绿石。(3) 次生色在后生作用阶段或风化过程中,原生组分发生次生变化,由新生成的次生矿物所造成的颜色。例题7.在野外看到纯石英砂岩为白色,根据沉积岩颜色的成因
28、,这种白色属于A。A继承色 B自生色 C次生色 D弱复原色36.三大类自生色所反映的沉积环境1灰色和黑色有机质炭质、沥青质或分散状硫化铁黄铁矿、白铁矿。复原强复原环境2 红、棕、黄色铁的氧化物或氢氧化物赤铁矿、褐铁矿等。氧化强氧化环境3绿色多数是由于含低铁的矿物,如海绿石,鲕绿泥石等。少数是由于含铜的化合物,如孔雀石。以上均反映弱氧化弱复原环境有时是由于含有绿色的碎屑矿物,如角闪石,阳起石等。例题8大量黄铁矿常形成于B环境地层中。强氧化 B强复原 C弱氧化 D弱复原37.碎屑岩的成分组成1按照成因,碎屑岩的组成局部包括:陆源碎屑物质、化学沉淀物质。按照按产出形式,碎屑岩的根本组成局部包括:碎屑
29、颗粒矿物碎屑和岩石碎屑、填隙物杂基和胶结物、孔隙。碎屑:矿物碎屑、岩石碎屑岩屑一矿物碎屑沉积岩中已发现的碎屑矿物约有160种,最常见的约有20种。在一种碎屑岩石中,其主要的碎屑矿物通常不过35种。按照相对密度,碎屑矿物可分为:轻矿物:<2.86,石英、长石等重矿物:>2.86,榍石、锆石等1. 石英石英抗风化能力强,既抗磨又难分解,同时在大局部岩浆岩和变质岩中石英含量又高。所以石英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。石英主要出现在砂岩及粉砂岩中平均含量66.8%,在砾岩中含量较少,在粘土岩中那么更少。石英具有油脂光泽,但只在新鲜断口上表现得明显。在结晶岩中,深成中酸性岩浆岩、石英一长
30、石质片麻岩及片岩含有大量石英,这是碎屑石英的主要来源。不同来源的石英具有不同的特点。通过石英中所含包裹体及波状消光现象,结合颗粒大小及形状等特征,有助于判断石英的来源。来自深成岩浆岩的石英:来自中酸性深成岩的石英,常含有细小的液体、气体包裹体,或含锆石、磷灰石、电气石、独居石等岩浆岩副矿物包裹体。矿物包裹体颗粒细小,自形程度高,排列无一定方位。尘状气、液包裹体使石英颗粒呈云雾状。过去认为岩浆岩中的石英很少见到波状消光,但更多观察说明:较老的岩浆岩中的石英常常也表现有明显的波状消光。来自变质岩的石英:片麻岩和片岩风化崩解后,会产生大量的单晶及多晶石英。变质
31、石英外表常见裂纹,不含气液包裹体。大多数的石英晶粒都具有波状消光。来自喷出岩及热液岩石的石英:火山喷出岩中的石英为高温石英,多为单晶,不具波状消光,不含包裹体,外表光洁如水,具有石英外形,破裂纹,港湾状溶蚀边缘。来自热液脉的石英常含很多水、气包裹体。再旋回石英:呈浑圆状或带自生加大边,以单晶的非波状消光石英为主。2. 长石在碎屑岩中,长石的含量少于石英。砂岩中长石的平均含量为1015%,长石主要分布于粗砂岩中,偶见于中砂岩中,在砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。地壳运动比拟剧烈,地形高差大,气候干,物理风化作用为主,搬
32、运距离近以及堆积迅速等条件,是长石大量出现的有利因素。在碎屑岩中,钾长石正长石>微斜长石>斜长石钠长石>>钙长石。在长石中,最新鲜的是微斜长石,其颗粒外表光洁,网格双晶清晰可见,常呈圆粒状。正长石常见高岭石化,使外表呈云雾状,颗粒轮廓模糊不清。酸性斜长石常具有清晰的钠长石双晶。斜长石常被绢云母或碳酸盐矿物所交代,外表呈云雾状,轮廓模糊。再旋回长石的特征是微斜长石、正长石或斜长石具有自生加大边,与石英的自生加大不同,长石自生加大与原长石碎屑的光性方位不同,不同时消光。3. 云母在碎屑岩中,白云母>黑云母。4. 重矿物在碎屑岩中含量极少,一般不超过1%,在粒级为0.2
33、50.05mm的范围重矿物含量最高。按重矿物的风化稳定性可分为:稳定的重矿物和不稳定的重矿物。不同类型的母岩其矿物组分不同,经风化破坏后会产生不同的重矿物组合,因此,利用重矿物组合解释母岩是非常有用的。二岩屑岩屑是母岩岩石的碎块,是保持着母岩结构的矿物集合体。所以,岩屑是提供沉积物来源区的岩石类型的直接标志。岩屑的含量决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。在砂岩的碎屑中,岩屑的平均含量为1015%,常见的岩屑类型有:花岗岩岩屑:花岗岩是地壳上分布最广的一类岩浆岩,沉积碎屑岩的主要母岩。喷出岩岩屑:在砂岩中较丰富片麻岩、片岩岩屑:易形成大
34、量多晶石英脉石英岩屑石英砂岩岩屑较少或很少燧石:稳定,抗风化能力较强粘土岩岩屑三、填隙物成分碎屑颗粒间的填隙物包括:杂基和胶结物一杂基1. 杂基是碎屑岩中的细小的机械成因组分,其粒级以泥级为主,可包括一些细粉砂。2. 杂基成分:高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物,亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级碎屑:绢云母、绿泥石、石英、长石等。3. 不同碎屑岩中,杂基含量不同。杂基含量高是不成熟砂岩的特征。二胶结物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。胶结物成分主要有:硅质石英、玉髓、蛋白石&
35、#1048715;碳酸盐方解石、白云石铁质赤铁矿、褐铁矿等硬石膏、石膏、黄铁矿粘土矿物1. 硅质胶结物包括非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓和结晶质的石英。重结晶转变:蛋白石玉髓石英有时石英颗粒边缘较干净,与自生加大边之间无明确界线,需借助阴极发光才能看清。硅质胶结物是由砂岩的过饱和孔隙水中沉淀出来的,孔隙水中溶解的SiO2可以有不同的来源:海相沉积物孔隙水中,大量硅藻、放射虫、硅质海绵以及其它非晶质氧化硅骨骼发生溶解。在强大压力下,石英颗粒的局部溶解。长石、粘土矿物等硅酸盐矿物以
36、及火山玻璃等物质的分解。2. 碳酸盐胶结物在砂岩中最常见的碳酸盐胶结物是方解石。由方解石胶结的砂岩常形成嵌晶结构。3. 其它类型的胶结物氧化铁:赤铁矿、纤铁矿、针铁矿石膏及硬石膏磷灰石、沸石、海绿石等重晶石、天青石、高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿泥石等例题9: 碎屑颗粒、杂基、胶结物及孔隙四种组分的区别从含义、在碎屑岩中的分布状况及所起的作用、搬运方式、沉积方式及控制因素、水动力条件、形成阶段等方面重点38.成分成熟度的概念及其指标重点(1)成分成熟度:指碎屑物质成分上被改造趋向于最终产物的程
37、度,亦称“化学成熟度或“矿物成熟度。化学成分:SiO2含量高,Al2O3含量少矿物成分:石英含量高,长石、岩屑等含量少(2)成熟度指数判别砂岩或其它碎屑岩在化学上及在矿物学上成熟度上下的一个指数:SiO2/Al2O3,Q/F,Q/F+R,ZTRQ= Quartz 石英F= Feldspar 长石R= Rock fragments 岩屑Z= zircon 锆石T=tourmaline 电气石R=rutile金红石例题10: SiO2/Al2O3,Q/F,Q/F+R,ZTR 值与成分成熟度的关系?SiO2/Al2O3 越大,成分成熟度越_大_?Q/F 越大,成分成熟度越_大_?Q/F+R越大,成分
38、成熟度越_大_?ZTR 越大,成分成熟度越_大_?39.碎屑颗粒的结构:粒度中石油粒度分级标准、值、粒度命名原那么、球度形状、圆度分级等碎屑颗粒的结构特征一般包括:粒度、球度、形状、圆度、颗粒的外表特征。1. 粒度的概念粒度是指碎屑颗粒的大小。粒度是碎屑颗粒的最主要的结构特征,直接决定着岩石的类型和性质,是碎屑岩分类命名的重要依据。中石油粒度分级标准重点克鲁宾将伍登温特华斯的粒级划分转化为值:= -log2D重点1三级命名法重点:<1>50%的粒级定为岩石的主名,即根本名;<2>介于50-25%之间的粒级以形容词“××质的形式写在根本名之前;<
39、3>25-10%的粒级作次要形容词,以“含××的形式写在最前面;<4>含量<10%的粒级一般不反映在岩石名称中。2复合命名:假设碎屑岩的粒度分选较差,所含粒级较多,没有含量>50%的粒级,而含量介于5025%的粒级又不止一个,进行复合命名,以“××××岩的形式表示,含量较多的写在后面。3假设碎屑岩的粒度分选更差,粒度含量均<25%,那么应将此岩石的全部粒度组分分别合并为砾、砂和粉砂三大级别,然后按前两条原那么命名。例题11 :(1)中砂占55%,粗砂占30%,砾石占10%,其它占5%命名:_(2)中
40、砂36,细砂48,粉砂16命名:_(3)细砾16%,中砾12,粗砂20%,中砂18,粗粉砂12%,粘土22命名:_2球度形状:球度是一个定量参数,用它来度量一个颗粒近于球体的程度。它是用与颗粒体积相同的球体的横切面积与该颗粒的最大投影面积的比值求得的 球度= 颗粒的形状是由颗粒中A、B、C三个轴的相对大小决定的。圆球体:B/A>2/3,C/B>2/3椭球体:B/A<2/3,C/B>2/3扁球体:B/A>2/3,C/B<2/3长扁球体:B/A<2/3,C/B<2/33圆度圆度指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度;在手标本的观察描述中,通常把碎屑的圆度划
41、分为4个级别:棱角状、次棱角状、次圆状、圆状。40.原杂基与正杂基的区别原杂基:直接沉淀,未重结晶,细粒,单偏光镜下,暗色,正交偏光镜下,几何消光,颗粒细小。正杂基:颗粒大且多。41.杂基与胶结物的区别重点碎屑岩的填隙物包括杂基和胶结物。一杂基1定义:碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分,粒度一般小于0.03mm>5。对于更粗的碎屑岩,如砾岩,杂基也相对变粗,除泥以外,还包括粉砂甚至砂级颗粒。2地质意义:杂基的含量和性质可以反映搬运介质的流动特性,反映碎屑组分的分选性,也是水动力强度的重要标志,是碎屑岩结构成熟度的重要标志。3杂基成分:多为粘土矿物,有时见有灰泥、云泥及一些细粉砂碎
42、屑颗粒。4杂基的类型原杂基代表原始沉积状态的杂基,泥质结构。正杂基原杂基经成岩作用明显重结晶的产物,粘土矿物显微鳞片结构。似杂基碎屑岩中一些与杂基结构极为相似的细粒组分,在成因上与杂基完全不同。包括下面三种:a淀杂基在成岩作用过程中,由孔隙水中析出的粘土矿物胶结物。b外杂基碎屑沉积物堆积后,在成岩后生期充填于其粒间孔隙中的外来杂基物质,常具示顶底构造。c假杂基软碎屑经压实破碎形成的类似杂基的填隙物二胶结物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。在碎屑岩中,其含量<50%,表现为孔隙充填结构。1非晶质及隐晶质结构蛋白石、磷酸盐矿物,在偏光显微镜下表现为均质体性质。2显晶粒
43、状结构胶结物呈结晶粒状分布碎屑颗粒之间。因晶粒较大,在手标上可以辩认。3带状和栉壳状结构胶结物环绕颗粒呈带状分布为带状结构,常为粘土胶结物。如果胶结物呈纤维状或针状垂直颗粒外表生长,称为栉壳状结构。4嵌晶结构胶结物结晶颗粒较粗大,晶粒间呈镶嵌结构,每一个晶粒中可以包含有多个碎屑颗粒。4自生加大结构多见于硅质胶结的石英砂岩中,硅质胶结物围绕碎屑石英颗粒生长,二者成分相同,而且表现为完全一致的光性方位。良好的自生加大胶结物形成于成岩阶段或后生阶段。42.两种颗粒支撑性质碎屑结构的支撑类型可划分为两类:杂基支撑结构和颗粒支撑结构。支撑类型、胶结类型和颗粒接触关系重点43.碎屑岩的胶结类型:基底式、孔
44、隙式、接触式和镶嵌式的特征及其反映的环境意义重点1 基底胶结填隙物杂基含量较多,碎屑颗粒在杂基中互不接触呈漂浮状,填隙物主要为原杂基或正杂基。不同于胶结物呈嵌晶结构的胶结方式。代表高密度流快速堆积的特征。又称杂基支撑结构。形成于沉积同生期。2 孔隙胶结最常见的颗粒支撑结构,碎屑颗粒构成支架状,颗粒之间多呈点状接触,胶结物充填在碎屑颗粒之间的孔隙中。胶结物形成于成岩期或后生期化学沉淀的产物。反映稳定强水流的沉积特征。3 接触胶结亦为一种颗粒支撑结构,颗粒之间呈点接触或线接触,胶结物含量少,分布于碎屑颗粒相互接触的地方,孔隙中无胶结物。可能是干旱气候条件下的砂层,因毛细管作用,溶液沿颗粒间细缝流动
45、并沉淀而成;或者由原来的孔隙式胶结物经地下水淋滤溶蚀改造而成。4 镶嵌胶结在成岩期的压固作用下,特别是当压溶作用明显时,砂质沉积物中的碎屑颗粒会更紧密地接触,颗粒之间由点接触开展为线接触、凹凸接触,甚至形成缝合线接触。44.结构成熟度的概念重点结构成熟度:指碎屑物质结构上被改造趋向于最终产物的程度。等大 分选好 圆状 球形 无杂基。45.砾岩的概念砾岩:粒径大于2mm的碎屑颗粒超过30%的碎屑岩称为砾岩或角砾岩。46.根据杂基的含量、砾石的大小、砾岩在剖面中的位置进行砾岩分类重点1根据杂基的含量分类正砾岩:杂基<15%,泥砂杂基较少,砾石支撑,常与粗粒砂岩伴生,多为河流冲积、海滩冲洗而成
46、,也可为岩溶坍塌而成。副砾岩杂基>15%,泥砂杂基较多,分选极差,主要是重力流或冰川所形成的。2根据砾石的大小分类细砾岩:直径210mm的砾石>50%中砾岩:直径10100mm的砾石>50%粗砾岩:直径1001000mm的砾石>50%巨砾岩:直径>1000mm的砾石>50%当岩石中碎屑颗粒大小不一致时,可采用三级命名法。角砾岩也可以按平均粒度大小同样命名。3根据砾岩在剖面中的位置分类1. 底砾岩分布于侵蚀面上,常常位于海侵层位的最底部,与下伏地层呈假整合接触,为海侵开始阶段的产物。成分一般较简单,稳定组分较高,磨圆度高,分选性好,基质含量少,为长期风化、搬运
47、改造的产物。2. 层间砾岩整合地夹于其它岩层之间,它的存在并不代表有侵蚀间断,与下伏地层是连续沉积的。砾石成分较复杂,磨圆度差,基质成分复杂。它们通常是当地岩石边冲刷、边沉积的破坏产物,在河流及山前沉积中常见,为近源堆积物。3. 层内砾岩层内砾岩是指该岩层在准同生期尚处于半固结状态时,经侵蚀、破碎和再沉积而成的砾岩沉积物,再经成岩作用而成的砾岩,如竹叶状灰岩。47.砂岩的定义砂岩:砂级碎屑20.1mm含量>50%的碎屑岩。48.砂岩的四组分分类方案本书的砂岩分类1首先按基质含量将砂岩分为:砂岩:基质<15%杂砂岩:50% >基质>15%泥质岩:基质50%对砂岩和杂砂岩进
48、行三角图解三端元分类:石英Q、长石F、岩屑R的相对含量进行划分,其中R包括燧石、硅质岩屑和花岗质岩石在内的各种岩屑以及碎屑状云母及绿泥石。信荃林1982年的分类重点 3对于富长石特别是富岩屑的砂岩,可采用辅助三角图解,辅助三角图解的三个端元组分可根据具体情况灵活选择。4当砂岩中含有次要矿物和特殊矿物时,可采用附加定名,如海绿石石英砂岩,其综合定名格式为:颜色+特征矿物+胶结物成分+结构粒级类型+岩石根本名称。如:紫红色铁质胶结中细粒石英砂岩灰绿色含海绿石中粒石英砂岩例题12:某砂岩薄片鉴定资料如下:碎屑颗粒91%:石英62% ,微斜长石18%,钠长石8%,燧石2%,脉石英3%,变质岩岩屑2%,
49、沉积岩岩屑3%,岩浆岩岩屑2%;填隙物9%:为陆源粘土矿物。该岩石命名为:_ 。例题13:某砂岩薄片鉴定资料如下:碎屑颗粒中石英91%、脉石英2%、粘土岩岩屑3%、燧石4%,杂基1%为陆源粘土,胶结物10%主要为硅质,有极少量赤铁矿。该岩石命名为:_ 。三角图投点:数据点较少时,可按以下步骤确定砂岩在教材推荐方案中的类型:1. 将数据换算成Q+F+R=100%;2. 如果Q>90%,那么为石英杂砂岩;3. 如果90%>Q>75%,根据F与R的相对多少来确定是长石质石英杂砂岩还是岩屑质石英杂砂岩;4. 如果75%>Q>50%:1如果满足F<25%且R<2
50、5%,根据F与R的相对多少来确定是长石岩屑质石英杂砂岩还是岩屑长石质石英杂砂岩;2如果F>25%或R>25%,那么用F/F+R确定。5. 如果Q<50%,仍用F/F+R确定。49.石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩的成因母岩条件、构造条件、气候条件重点1石英砂岩母岩条件:石英砂岩不可能直接来源于花岗岩的风化,而是来自于先前存在的砂岩,也就是说,它们是长期、屡次再沉积的结果。构造条件:其产出需要稳定的大地构造条件和砂的多旋回沉积作用,石英砂岩主要发育在稳定的地台区,标志着稳定的大地构造环境、基准面的夷平作用以及长期的风化作用。石英砂岩主要产于海洋环境。气候条件:石英砂岩属高度
51、成熟砂岩,是风化、分选和磨蚀等作用持久和深化的产物,所以产生在潮湿的环境。2长石砂岩母岩条件:要有富含长石的母岩,如花岗岩、花岗片麻岩等。构造条件:在构造活动比拟强烈的地区,形成高差较大的地形起伏,花岗质基底隆起,相邻地带发生沉陷,从而使母岩遭受到剧烈侵蚀、快速堆积。气候条件:极其干旱或寒冷的气候条件下化学风化减弱有利于不稳定组分的保存,温湿气候条件也有长石砂岩的堆积。粉砂岩的定义3岩屑砂岩母岩条件:构造条件:岩屑砂岩的形成条件与长石砂岩根本类似,需要有利于不稳定物质产生和沉积的条件,即:强烈的物理风化和近源快速堆积。气候条件:4杂砂岩杂砂岩的形成条件与长石砂岩类似,即需要侵蚀、搬运及沉积的快
52、速进行。50.粉砂岩的定义粉砂岩:主要由0.10.01mm粒级>50%的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩。51.高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石的转化1. 高岭石的转化高岭石类的粘土矿物在埋藏成岩过程中的转化趋势是转变为蒙脱石、伊利石或绿泥石。2. 蒙脱石的转化随埋深的增加,蒙脱石向伊利石转化。蒙脱石向伊利石或绿泥石转化的重要条件是孔隙水为碱性介质,如果孔隙水为酸性,蒙脱石那么将向高岭石转化。3. 伊利石和绿泥石的转化伊利石和绿泥石在埋藏成岩过程中,假设孔隙水保持碱性,二者可保持稳定而不发生变化。假设孔隙水为酸性,那么二者均不稳定,并且可以转化为高岭石。这种逆向转化是一种退变作用,常出现于表生成岩
53、环境。52.粘土岩对于油气的意义粘土沉积物与有机质的关系极为密切。在沉积过程中,细粘土矿物最大限度地富集了有机质。据统计,与粘土矿物有关的有机质占沉积物中全部有机质的8085%,而蒙脱石粘土沉积物是有机质最主要的存放者。它们在埋藏成岩过程中随埋深和地温的增加一起发生演化。蒙脱石和伊利石转化与有机质向石油转化有密切关系。粘土矿物是有机质向石油转化的催化剂。在早期,由于粘土矿物的存在促进了脂肪酸的脱羧基作用而形成长链烷烃,这个过程大致在地温<60、埋深<1500m、蒙脱石脱去大量孔隙水的第一阶段。此后,在蒙脱石向混层粘土转化过程中,由于脱水形成的酸性环境进一步促进了长链烷烃的裂解,形成
54、石油烃,这是石油形成的主要阶段,埋深约15002700m、地温约60130,相当于蒙脱石脱水的第二阶段。这一阶段脱水和石油生成同时进行,脱出的孔隙水和层间水向外排出,成为石油从生油母岩向储集层进行初次运移的良好载体;同时,脱水过程也是粘土沉积物体积收缩、孔隙相对增大的过程,为石油的初次运移提供了良好的通道。研究说明,在一个沉积盆地内,蒙脱石伊利石混层粘土矿物出现的深度和温度与有机质开始转化为石油的深度和温度是一致的。因此,可以把蒙脱石伊利石混层粘土矿物的出现作为有机质向石油转化的标志。53.碎屑岩成岩作用的主要类型54.火山碎屑物质的主要成分重点火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑岩石碎屑、晶屑晶体碎屑和玻屑玻璃碎屑三种。55.火山碎屑岩的粒度结构类型。重点火山碎屑岩:主要由火山碎屑物质组成,其次为正常沉积物、熔岩物质等。结构:目前通用的粒级划分为:集块100mm、火山角砾1002mm、火山灰20.01mm、火山尘0.01mm。火山碎屑岩的结构类型重点按粒度分类:集块结构火山集块50%火山角砾结构火山角砾50%凝灰结构火山灰50%尘屑结构火山尘>50%按成因分类:塑变熔结结构主要由塑变玻屑和塑性岩屑彼此平行重叠熔结而成碎屑熔岩结构火山碎屑物被熔岩胶结沉火山碎屑结构指混入正常沉积物凝灰沉积结构正常沉积混入少量火山碎屑物质56.假流纹构造
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