第二节沉积岩的分类及主要类型

1、第二节沉积岩的分类及主要类型第1页，共47页。 亦称外生沉积岩类，其组成物质主要来源于沉积盆地之外，是在盆地之外生成的，它包括母岩风化后形成的陆源碎屑物质和粘土矿物以及火山喷发作用形成的火山碎屑物质。陆源碎屑岩类又分为: 砾岩（2mm） 砂岩（20.063mm） 粉砂岩（0.0630.004mm） 泥质岩（0.004mm） 1、外源沉积岩类第2页，共47页。 2、火山碎屑岩类 按颗粒大小，火山碎屑岩类分为: 集块岩（64mm） 火山角砾岩（642mm） 凝灰岩（2mm） 3、内源沉积岩类 亦称内生沉积岩，组成岩石的主要物质直接来自沉积盆地的溶液或沉积场所的溶液，是溶液中的溶解物质通过化学或生物

2、化学作用沉淀的。内源沉积岩按其成分不同分为：蒸发、非蒸发、可燃有机岩第3页，共47页。1. 碎屑岩的结构组分碎屑岩的结构组分二、陆源碎屑岩类二、陆源碎屑岩类第4页，共47页。碎屑岩的物质成分碎屑岩的物质成分主要由碎屑物质、化学物质、杂基三部分组成。 碎屑物质碎屑物质：陆源碎屑岩的碎屑物质，是陆源碎屑岩的特征组分，陆地上搬来的碎屑故又称陆源碎屑。可分为矿物碎屑和岩石碎屑两类。 2. 碎屑岩的一般特征碎屑岩的一般特征 矿物碎屑：又称陆源碎屑矿物或碎屑矿物，在陆源碎屑岩中常见的碎屑矿物有20多种，但每种岩石中主要的碎屑矿物常不超过35种。石英石英 抵抗风化能力很强，既抗磨又不易分解，在碎屑岩中分布最

3、广的一种碎屑矿物。在粗碎屑中含量较少，以充填的形式出现。石英最稳定，若其含量高，表明砂岩中的成分成熟度高，即碎屑经过了长距离的搬运、分异沉积。 第5页，共47页。 长石长石 含量仅次于石英，主要来自花岗岩、花岗片麻岩。常见的是钾长石、酸性斜长石，而中基性斜长石少见。 属不稳定矿物，若在砂岩中大量出现，则多半是干燥气候和快速条件下堆积。长石碎屑也只有在短距离搬运、迅速埋葬的情况下，才能保存下来不被分解。 对长石含量、类型及其特征的研究，可以追溯母岩、推断古气候、古构造等。 云母云母 多是稳定的白云母，常集中在细砂岩、粉砂岩的层面上。黑云母不稳定，只出现在离陆源区近、而成分复杂的砂岩中。第6页，共

4、47页。 岩石碎屑：是母岩破碎后的岩石碎块，故岩屑可推母岩。各种岩石都可呈岩屑出现，但以细晶质或隐晶质的岩屑较常见。 岩屑反映了气候干旱、母岩风化不彻底、搬运近、沉积快的特征。 岩屑含量高，说明了岩石的成分成熟度低。常分布于0.1mm的砂岩和砾岩中。 2. 碎屑岩的一般特征碎屑岩的一般特征第7页，共47页。1) 碎屑岩的物质成分碎屑岩的物质成分 主要由碎屑物质、化学物质、杂基三部分组成。 碎屑物质碎屑物质：陆源碎屑岩的碎屑物质，是陆源碎屑岩的特征组分，陆地上搬来的碎屑故又称陆源碎屑。可分为矿物碎屑和岩石碎屑两类。 2. 碎屑岩的一般特征碎屑岩的一般特征是从溶液中呈化学沉淀的物质，这类物质在陆源

5、碎屑岩中多以胶结物的形式存在，对碎屑物质起胶结作用，但也有部分只是孤立的分散的矿物晶体，对碎屑物不起胶结作用，这类矿物称为自生矿物。还有部分可以交代碎屑或其它物质或其它物质的形式出现。在沉积盆地内、沉积期后的不同阶段新形成的矿物。 化学物质化学物质(化学填隙物)：在碎屑中常见的化学沉淀矿物类型有： 硅质矿物/硫酸盐矿物/碳酸盐矿物/磷酸盐矿物/硅酸盐矿物/卤化物/硫化物自生矿物的共同特点：成分简单、颗粒小、清洁透明、晶形好。研究自生矿物的意义：了解沉积、成岩及后生阶段的环境第8页，共47页。 是充填于碎屑颗粒之间的细粒机械混入物，它们对碎屑物质也起胶结作用，但基质不是化学成因的物质，它是和碎屑

6、物质一起由机械沉积作用形成的。杂基包括：粘土物质， d0.005mm；细粉砂， 0.030.005mm；碳酸盐矿物 d0.03mm 杂基杂基：第9页，共47页。3. 碎屑岩的结构碎屑岩的结构 碎屑本身的结构 粒度：碎屑颗粒的大小。粒度是碎屑岩进一步分类的依据，又是进行成因分析的主要对象。第10页，共47页。3. 碎屑岩的结构碎屑岩的结构 圆度：碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度。它是颗粒在沉积作用过程中累积磨蚀强度的衡量指标。它是颗粒在沉积作用过程中累积磨蚀强度的衡量指标。棱角状：说明碎屑未经搬运或搬运极近；次棱角状：经过一定距离搬运；次圆状：经过较长距离搬运；圆状：经过了很长距离的搬运和磨蚀球

7、度：是指碎屑颗粒接近球体的程度。 球度与圆度：球度高的颗粒(石榴石)，其圆度不一定高；球度低的颗粒(角闪石)，其圆度可能高。球度不仅与搬运距离有关，更与矿物形态有关(云母)第11页，共47页。 分选性分选性: :分选性又称分选度，指碎屑颗粒大小均匀程度。它分选性又称分选度，指碎屑颗粒大小均匀程度。它是流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标。是流体在沉积作用中对粒度累积分异强度的衡量指标。 分选好：分选好：一个粒级颗粒达一个粒级颗粒达7575以上；以上； 分选中等：分选中等：一个粒级颗粒为一个粒级颗粒为75-5075-50； 分选差：分选差：一个粒级颗粒未超过一个粒级颗粒未超过5050,

8、,多级别颗粒共存。多级别颗粒共存。 表面特征：颗粒表面的磨光度，和显微刻蚀痕。 表面特征可判断搬运和沉积介质的性质：冰川搬运的砂砾常有擦痕；浊流搬运的颗粒表明常带有细小的刻痕。第12页，共47页。3. 碎屑岩的结构碎屑岩的结构 填隙物的结构位于碎屑颗粒之间，对碎屑均可起胶结作用或填充作用的物质，称填隙物。胶结物：杂基、化学胶结物和砂质充填物 杂基结构：粘土和2mm的陆源碎屑，含量在50%以上的沉积岩称为砾岩。砾石的粒度从2mm到几米的都有。其成分以各种成分和结构的岩屑为主，此外可有长石、石英等矿物碎屑。砾石之间为砂粒和基质或胶结物充填。砾石的圆度差异也可以很大，从棱角状至圆状均可出现砾岩和角砾

9、岩层理一般不发育，有时有大型斜层理和粒序层理。通常依砾石的圆度圆度：岩石分为砾岩砾岩（主要由次圆至圆状的砾石组成）; 角砾岩角砾岩（主要由棱角状至次棱角砾石组成）。按粒度粒度可分为：巨砾岩256mm；卵石砾岩25664mm；粗砾岩6416mm；中砾岩164；细砾岩42mm.2、砾岩和角砾岩的分类第20页，共47页。按砾石成分砾石成分的分类分为：单成分砾岩：砾石成分单一，同种成分的砾石占75%以上，且多半是稳定性较高的岩屑或矿物碎屑，如石英岩、燧石等。复成分砾岩： 砾石成分复杂，有时一种砾岩中可含有十几种不同成分的砾石，各种类型的砾石都不超过50%，这主要取决于母岩成分及其风化、搬运和沉积条件。

10、这些砾石的抵抗风化能力大都不大，分选通常不好，磨圆度不高。砾岩的层理通常不明显，多沿山区带状分布，是母岩迅速破坏和迅速堆积的产物。按成因成因把砾岩和角砾岩可分为：滨海砾岩、冲积扇砾岩、河流砾岩、冰川角砾岩、卡斯特角砾岩和盐溶角砾岩等。第21页，共47页。根据利用在剖面中的位置分类：第22页，共47页。第23页，共47页。(2) 中碎屑岩中碎屑岩砂岩砂岩 1、一般特征 粒度为20.063毫米的陆源碎屑含量在50%以上的沉积岩称为砂岩。 砂岩的碎屑成分主要是石英、长石和岩屑，砂岩中的胶结物常见的有钙质、硅质、铁质等，有时还有海绿石、石膏等和泥质基质所胶结。 砂岩中常见各种类型的斜层理、交错层理以及

11、平行层理、序粒层理，波痕、冲刷痕迹、槽模、沟模和生物扰动构造等沉积构造。第24页，共47页。(1) 粒度分类 按其颗粒大小可分为： 巨粒砂岩 21mm 粗粒砂岩 10.5mm 中粒砂岩 0.50.25mm 细粒砂岩 0.250.1mm 微粒砂岩 0.10.0625mm2、砂岩的分类成分分类：砂岩成分分类的方案很多，三端元或四端元分类法。三端元分类法：以砂岩中的主要碎屑成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，不考虑粘土杂基。四端元分类法是以砂岩中的主要碎屑成分石英、长石、岩屑作为三端元组分划分岩石类型，再把基质也作为一个端元组分参加岩石的分类命名。首先根据基质含量将砂岩分为两类：一类称为

12、净砂岩类；另一类称为杂砂岩类。第25页，共47页。3、砂岩的观察与描述颜色成分：石英、长石、岩屑、含量；结构：颗粒：大小、形状、分选、磨圆、含量；填隙物：杂基及其含量、胶结物成分、结构、含量胶结类型：基底式、孔隙式等；构造：层理构造、层面构造等；次生变化综合命名：颜色结构成分名称，如浅灰色细粒石英砂、灰褐色中粒岩屑长石杂砂岩第26页，共47页。4、砂岩的主要类型 砂岩类进一步按三个端点组分分为石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩，它们之间存在一些过渡类型的岩石类型，此外还有杂砂岩岩类。 石英砂岩 石英90%，(燧石、硅质岩)，少量的长石、岩屑。重矿物很少，常为稳定的、磨圆度较好的重矿物。 胶结物：硅质

13、、碳酸盐、铁质、石膏、磷酸盐等。 石英砂岩分布约占砂岩总量的1/3。按胶结物成分分类：铁质石英砂岩粘土质石英砂岩钙质石英砂岩白云质石英砂岩磷质石英砂岩硅质石英砂岩硅质石英砂岩石英岩状砂岩沉积石英岩第27页，共47页。4、砂岩的主要类型长石砂岩其形成取决于母岩成分，富含长石的母岩。主要是石英、长石，石英25%、岩屑25%，长石10%，石英15%，富含杂基是杂砂岩的基本特征。不同比例的长石、岩屑，常含少量白云母，其次石英。长石：斜长石、钾长石(少见)，岩屑类型多。颗粒愈细，杂基含量愈高。浊积岩和其它重力流沉积物中常见，粒序层理、底部印模构造，或与泥岩互层。第28页，共47页。(3) 细碎屑岩细碎屑

14、岩粉砂岩粉砂岩 1、一般特征 粉砂岩是0.0630.004mm的陆源碎屑占50%以上的沉积岩。 碎屑成分以石英为主，常含数量不定的白云母，长石和岩屑都较少见。 填隙物以泥质基质为最多，其次为钙质和铁质胶结物，硅质胶结物极少见。 粉砂岩多呈薄层状，常具微细的水平层理、微波状层理及包卷层理等变形构造也较常见。第29页，共47页。 2、粉砂岩分类按粒度分：粗粉砂岩、细粉砂岩按碎屑成分分类：石英粉砂岩、长石粉砂岩、岩屑粉砂岩按填隙物分类：泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩、碳质粉砂岩。泥质粉砂岩：填隙物以粘土（杂基）为主，含量25%50%，为快速沉积的产物。 钙质粉砂岩：粉砂级颗粒主要被钙质胶结。多为

15、河口三角洲前缘、前三角洲或海滩的沉积. 铁质粉砂岩：粉砂级颗粒主要被菱铁矿胶结。多为河口三角洲前缘、前三角洲沉积. 炭质粉砂岩：粉砂级颗粒与有机质和泥质共生，颜色深，多为浅湖、湖沼或前三角洲沉积。第30页，共47页。 2、粉砂岩分类按粒度分：粗粉砂岩、细粉砂岩按碎屑成分分类：石英粉砂岩、长石粉砂岩、岩屑粉砂岩按填隙物分类：泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂 岩、碳质粉砂岩。粉砂岩定名：应综合考虑，铁质石英细粉砂岩第31页，共47页。(4). 泥质岩泥质岩泥质岩泥质岩：它是粒度0.004mm的陆源碎屑、自生矿物和粘土矿物组成的岩石。还含有数量不等的有机质， 粘土矿物含量大于50%的岩石。泥质岩是分

16、布最广泛的一类沉积岩，可占沉积岩总量的60%左右。1、一般特征粘土矿物：高岭石、蒙脱石、伊利石；陆源碎屑：石英、云母及少量长石等；自生矿物：铁、锰、铝的氧化物和氢氧化物(褐铁矿、赤铁矿等)；碳酸盐、硫酸盐、硅质矿物、硫化物等；有机质：炭质、沥青质及动植物遗体等。2、泥质岩成分第32页，共47页。3、结构和构造结构：泥质结构、粉砂泥质结构、生物泥状结构、鲕状或豆粒结构及残余结构等。构造：层理构造如水平层理、波状层理；层面构造如波痕、泥裂等。第33页，共47页。1).1). 按是否发育页理划分：泥岩（无页理）、页岩（有页理）按是否发育页理划分：泥岩（无页理）、页岩（有页理）2）根据粘土矿物的组成分

17、类根据粘土矿物的组成分类高岭石粘土岩：高岭石含量高岭石粘土岩：高岭石含量50%. 50%. 蒙脱石粘土岩：蒙脱石含量蒙脱石粘土岩：蒙脱石含量50%. 50%. 伊利石粘土岩：伊利石含量伊利石粘土岩：伊利石含量50%. 50%. 伊蒙混生粘土岩：伊利石和蒙脱石含量相近。伊蒙混生粘土岩：伊利石和蒙脱石含量相近。4、泥质岩的分类3).3). 根据泥岩中的混入物（非粘土）分类根据泥岩中的混入物（非粘土）分类 粉砂质泥岩：粉砂质泥岩： 泥岩中粘土矿物含量泥岩中粘土矿物含量50%50%，粉砂质含量为，粉砂质含量为25-50%25-50%。 砂质砂质( (或砾质）泥岩：或砾质）泥岩： 泥岩中粘土矿物含量泥岩

18、中粘土矿物含量50%50%，砂（或砾石）含量低于，砂（或砾石）含量低于50%50%，多为重力流沉积。，多为重力流沉积。第34页，共47页。钙质泥岩：钙质泥岩： 泥岩中粘土矿物含量泥岩中粘土矿物含量50%50%，方解石含量为，方解石含量为25-50%25-50%。 铁质泥岩：铁质泥岩： 泥岩中粘土矿物含量泥岩中粘土矿物含量50%50%，菱铁矿或赤铁矿含量为，菱铁矿或赤铁矿含量为25-50%25-50%。炭质泥岩：炭质泥岩： 泥岩中粘土矿物含量泥岩中粘土矿物含量50%50%，腐植有机质含量为低于，腐植有机质含量为低于50%50%。黑或灰黑，污手。黑或灰黑，污手。黑色泥岩：黑色泥岩： 泥岩中粘土矿物

19、含量泥岩中粘土矿物含量50%50%，含细分散状黄铁矿而呈黑色，不污手。，含细分散状黄铁矿而呈黑色，不污手。硅质页岩：硅质页岩：油页岩：油页岩：第35页，共47页。(5). 碳酸盐岩碳酸盐岩碳酸盐岩是以钙、镁碳酸盐矿物为主组成的沉积岩。主要的岩石类型为石灰岩和白云岩。分布仅次于泥质岩和砂岩，占沉积岩总面积的20%；为很有价值的矿产，广泛用于建筑、冶金、农业、医药等方面；另外与碳酸盐岩共生的层状矿床有铁、锰、铝、磷、硫等。1、一般特征化学成分：CaO、MgO、及CO2，其余氧化物还有SiO2、 TiO2、Al2O3、FeO、 Fe2O3、 K2O、 Na2O和H2O。石灰岩：CaO 56%; CO

20、2 44%白云岩：CaO 30.4%; MgO 21.7%; CO2 47.9%微量元素，如Sr 、Ba 、Mn、Ni、Co、Pb、Zn、Cu、Cr、V、Ca、Ti等。利用这些元素种类、含量、元素对的比值来划分和对比地层、判断沉积环境和研究岩石成因。2、碳酸盐岩的物质成分第36页，共47页。组成碳酸盐岩的矿物成分，可以分为三类： 1) 碳酸盐矿物碳酸盐矿物 2) 陆源矿物陆源矿物 3) 非碳酸盐的自生矿物。非碳酸盐的自生矿物。 矿物成分1) 碳酸盐矿物碳酸盐矿物 主要是方解石和白云石，偶尔有文石、铁白云石和菱铁矿等。2) 陆源矿物陆源矿物 粘土矿物、碎屑矿物（如石英、长石、云母）和微量的重矿物

21、（多为稳定的重矿物）。当陆源矿物含量超过当陆源矿物含量超过50%时，碳酸盐岩即过渡为泥质岩和碎屑时，碳酸盐岩即过渡为泥质岩和碎屑岩。岩。3) 非碳酸盐的自生矿物非碳酸盐的自生矿物 常见的有氧化铁矿物，海绿石，黄铁矿、白铁矿、石英、玉髓，石膏、硬石膏、天青石、重晶石、磷灰石、萤石和石盐等。它们在岩石中的含量一般也不多。第37页，共47页。(一一) 碳酸盐岩结构分类碳酸盐岩结构分类1、粒屑结构粒屑结构：经波浪或流水搬运、沉积而成的碳酸盐岩；是由颗粒(内碎屑、生物碎屑、包粒、团粒、团块)和填隙物、孔隙构成。2、生物骨架结构生物骨架结构：由原地生长的生物骨架构成的生物灰岩、礁灰岩。3、泥晶结构微晶结构

22、泥晶结构微晶结构：有化学或生物化学作用沉淀的灰岩、白云岩。4、残余结构残余结构：交代作用和重结晶作用形成。3、碳酸盐岩的结构、碳酸盐岩的结构第38页，共47页。1 1、粒屑结构粒屑结构：由颗粒、泥晶基质由颗粒、泥晶基质( (或灰泥杂基或灰泥杂基) )、亮晶胶结物、孔隙等四、亮晶胶结物、孔隙等四种结构组分构成，也称种结构组分构成，也称“颗粒结构颗粒结构” 。 内碎屑(无内部结构的碳酸盐岩软泥颗粒) 鲕粒和豆粒 生物碎屑(骨粒) 团粒(不具有内部结构的粪团粒) 团块(颗粒集合体) 核形石注意：碎屑结构与粒屑结构的异同注意：碎屑结构与粒屑结构的异同(二二) 碳酸盐岩结构特征碳酸盐岩结构特征第39页，

23、共47页。 由盆地内部弱固结的碳酸盐沉积物经岸流、潮汐或波浪作用破碎、搬运、沉积的碎屑。 砾屑：2mm 砂屑：2-0.06mm 粉屑：0.06mm-0.03mm 微屑：0.03mm-0.004mm 泥屑：0.004微屑和泥屑充填于颗粒之间时称为泥晶基质。 球状-椭球状的颗粒，由一圈或多圈规则的同心纹围绕一个核心组成，核心通常是一个碳酸盐颗粒或陆源碎屑。 。鲕粒的分类： 真鲕； 假鲕； 复鲕； 薄皮鲕； 变形鲕； 变晶鲕； 负鲕 鲕粒鲕粒(豆粒豆粒)第40页，共47页。 破碎的生物骨骼碎屑。骨骼的组分指示水深、水温、盐度和水流特征等；骨骼的门类、分选和磨园，可提供环境标志。 生物碎屑生物碎屑(骨

24、屑骨屑) 不具内部结构的碳酸盐球状、椭球状的颗粒。一般认为是生物的粪便。 团粒团粒 由几个碳酸盐颗粒被灰泥或藻类粘结在一起而形成也称为葡萄石。 团块团块 核形石核形石与鲕粒的区别：圈层不规则，核心颗粒较大，已厘米级区别。第41页，共47页。泥晶方解石泥晶方解石： 为粒度为小于0.004mm的泥晶方解石，机械作用形成；晶体大小不均匀，晶体间界限可直可弯，易重结晶为微晶方解石。亮晶方解石亮晶方解石： 为粒度通常大于0.01mm的、干净透明的亮晶方解石，化学结晶作用形成。 亮晶方解石常发育栉状结构、连生结构。：泥晶方解石（泥晶基质）和亮晶方解石第42页，共47页。2 2、生物骨架结构生物骨架结构 原地生长的底栖固着生物通过生命活动，由生物骨架和伴生的生物化学组分构成的结构，也称生物结构。常见于礁灰岩中。(二二) 碳酸盐岩结构特征碳酸盐岩结构特征3、结晶结构（化学结构）、结晶结构（化学结构） 按照结晶程度可分为按照结晶程度可分为: :