砂岩及粉砂岩课件

第七章砂岩及粉砂岩

第一节砂岩的一般特征第二节砂岩的分类第三节石英砂岩类第四节长石砂岩类第五节岩屑砂岩类第六节杂砂岩类第七节粉砂岩类第八节砂岩油气储集性及其研究方法第七章砂岩及粉砂岩

第一节砂岩的一般特征1本章重点１、砂岩的分类及命名２、石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩的特征及成因。本章重点2第一节砂岩的一般特征一、定义砂岩：主要由砂（2-0.1mm的陆源碎屑颗粒）组成的碎屑岩，砂的含量＞50％。第一节砂岩的一般特征一、定义3二、砂岩一般特征1、成分

（1）碎屑颗粒：以石英为主，其次为长石和各种岩屑。有时含云母，绿泥石等，重矿物含量少。（2）杂基：细粒的机械组分，粒度<0.03mm，为粘土、碳酸盐泥、细粉砂等，含量多少反映岩石分选好坏，是流体性质（密度和粘度）的一种标志。（3）胶结物：化学沉淀物，硅质、钙质、铁质多见，结构较复杂。二、砂岩一般特征4二、砂岩一般特征2、结构：成熟度可高可低，杂基支撑、颗粒支撑均可出现。3、构造与颜色：丰富，各种层理，波痕等。4、产状：席状，带状，透镜状。5、成因与分布：有海、湖、河流、风等（重力流，牵引流），分布仅次于粘土岩，约占沉积岩的1/3。二、砂岩一般特征5二、砂岩一般特征6、砂岩的成熟度：碎屑组分在风化、搬运、沉积作用改造下接近最稳定的终极产物的程度。砂岩的结构成熟度通常与成分成熟度协调一致。成分成熟度：Q/(F+R)；“ZRT”指数；结构成熟度：分选性、磨圆度、杂基含量；二、砂岩一般特征6第二节砂岩的分类一、砂岩的分类现状砂岩的分类种类繁多，有结构分类、成分分类、成因分类、综合分类等。如：结构分类：巨砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩；成分分类：Q、F、R、C／M；成因分类：河成砂岩、风成砂岩、滨岸砂岩；综合分类：综合成分、结构特征进行分类，试图能反映其成因。第二节砂岩的分类一、砂岩的分类现状7一、砂岩的分类现状目前国内外砂岩分类普遍采用三角形图解，也有用表格形式的。就分类依据的组分而言，大致分为三组分和四组分两种体系。一、砂岩的分类现状8一、砂岩的分类现状以来源区，构造变动为分类准则三个端元组分为：①石英＋硅质岩：代表岩石成熟度②长石＋高岭石：代表母岩性质③云母＋绿泥石：表示构造变动强度1、三组分体系（1）克里宁（1948）的分类一、砂岩的分类现状以来源区，构造变动为分类准则1、三组分体系9一、砂岩的分类现状1、三组分体系（1）克里宁（1948）的分类具有重大影响的早期砂岩分类方案，采用三端元分类方案。其优点是将成分与成因联系；其缺点是没把岩屑放在重要地位；分类端元云母、绿泥石在成岩过程中也可大量形成。一、砂岩的分类现状10一、砂岩的分类现状（2）福克的分类：（a）1954年的分类强调来源区的母岩类型（b）1968年的分类偏重于母岩类型和矿物成熟度一、砂岩的分类现状（a）1954年的分类（b）196811一、砂岩的分类现状（2）福克的分类：1954年的分类：强调来源区母岩性质，三端元组分为石英+硅质岩（Q）：沉积来源长石+火成岩屑（F）：火成来源云母+变质岩屑（M）：变质来源其优点是能反映母岩的类型，缺点是把云母都当成变质成因，把岩屑分开，使分类复杂化，没有考虑杂基。一、砂岩的分类现状12一、砂岩的分类现状（2）福克的分类：1968年做了进一步修改，三端元为：石英（Q）长石＋火成岩屑（F）其它岩屑＋燧石（R）一、砂岩的分类现状13一、砂岩的分类现状2、四组分体系（1）吉尔伯特（Gilbert）的分类①首先按杂基划分为两大类杂砂岩：杂基含量>10%，分选不好的混杂砂岩砂屑岩：杂基含量<10%，分选良好的纯净砂岩②再根据稳定和不稳定组分的相对含量划分一定类型。一、砂岩的分类现状14一、砂岩的分类现状2、四组分体系（1）吉尔伯特（Gilbert）的分类优点：引入杂基分类，并认为两种类型的砂岩在成因上不同。砂屑岩：经流水的充分冲刷、筛选而缓慢沉积。杂砂岩：未经流水冲刷、筛选而沉积，即快速沉积。缺点：某些砂岩类型在图解中没有明显的划分界线。一、砂岩的分类现状15一、砂岩的分类现状（2）裴蒂庄的分类：

（a）基本分类（Dott，1964）

（b）岩屑砂岩的次级分类（Folk，1968）一、砂岩的分类现状（2）裴蒂庄的分类：16一、砂岩的分类现状（2）裴蒂庄（Petijoin）（1975）分类①分类准则：把反映成因的来源区、矿物成熟度及流动因素（介质的密度和粘度）作为砂岩分类的准则。②四组分：石英、长石、岩屑、基质粘土③首先根据粘土含量划分：杂砂岩，杂基含量>15%；砂屑岩，杂基含量<15%。④进一步以石英、长石、岩屑为三端元（Q，F，R）进行分类命名。优点把反映成因的来源区、矿物成熟度及流动因素作为砂岩分类的准则缺点某些岩石类型的划分界限太高，如石英砂岩(Q>95%)。一、砂岩的分类现状17一、砂岩的分类现状（3）从砂岩分类现状中体现的趋向及问题①粘土杂基的处理是否介入、介入时的处理方式（10%、15%、20%）、杂基颗粒上限；②端元组分的组合方式三端元基本组成：石英、长石、岩屑；成因因素：来源区性质、搬运改造历史、流动因素、大地构造状况等③三角图的形式及划分④辅助三角图的采用一、砂岩的分类现状18二、建议的分类1、分类原则和依据（1）分类原则——实用性、科学性应当反映岩石生成的三个主要问题（成因因素）①来源区的毋岩性质（F/R）母岩区古气候、古大地构造背景/古地形、母岩类型②反映搬运和磨蚀历史（岩石成熟度）③反映沉积时介质的物理条件，即流动因素（C/M）二、建议的分类19二、建议的分类（2）分类端元选择的依据把石英、长石、岩屑和粘土杂基四组分作为分类依据①容易辨别，又具有成因意义。②Q、F、R是砂岩的主要结构组分。③F/R（来源系数）,长石和岩屑的比值可反映母岩性质。④Q/(F+R)（成分成熟度），稳定组分（石英）和不稳定组分（长石+岩屑）的比值，反映搬运和磨蚀历史。⑤C/M（claster/matrix,流动系数），碎屑与基质的比值，表示介质性质、沉积速率、沉积能量。二、建议的分类20二、建议的分类（第三版教材）

砂岩的成分分类（根据基质含量15%为界，分别命名为砂岩和杂砂岩）二、建议的分类21二、建议的分类2、建议的砂岩分类（1）按杂基含量将砂岩分为两大类，

砂岩：杂基<15%的纯净砂岩，分选好

杂砂岩：杂基>15%的混杂砂岩，分选差二、建议的分类22二、建议的分类2、建议的砂岩分类（2）在砂岩和杂砂岩中，按三角图解中三个端元组分石英（Q）、长石（F）、岩屑（R）的相对含量，以含量10％（90％）、25％（75％）、50％为界划分类型，其中岩屑中包括燧石、硅质岩屑、花岗岩屑、云母、绿泥石等（３）对于富长石、富岩屑的砂岩（一般指长石或岩屑含量＞75％），可采用辅助三角图解。二、建议的分类23二、建议的分类岩类名称岩石名称主要碎屑含量，%备注石英长石岩屑石英砂岩1、石英砂岩＞90＜10＜10

2、长石质石英砂岩75～9010～25＜15

长石＞岩屑3、岩屑质石英砂岩75～90＜1510～25

岩屑＞长石4、长石岩屑质石英砂岩50～70＜25＜25

长石砂岩5、长石砂岩＜75＞25＜25

6、岩屑质长石砂岩＜6525～7510～50

长石＞岩屑岩屑砂岩7、岩屑砂岩＜75＜25＞25

8、长石质岩屑砂岩＜6510～5025～75岩屑＞长石说明：当基质含量＞15%时，岩石名称相应改称为石英杂砂岩，长石杂砂岩和岩屑杂砂岩等砂岩成分分类表二、建议的分类岩类名称岩石名称主要碎屑含量，%备注石英长石岩24

砂岩的成因分类（以粘土基质含量15%为界，分别命名为砂岩和杂砂岩）二、建议的分类（第四版教材）砂岩的25第三节石英砂岩类一、主要类型石英（Q）>50%,长石（F）<25%,岩屑（R）<25%石英砂岩长石质石英砂岩岩屑质石英砂岩长石岩屑质石英砂岩第三节石英砂岩类一、主要类型26二、主要特征１、成分石英大于5O%（75%），长石和岩屑的含量皆小于25％，成分成熟度高，填隙物主要为胶结物，杂基很少。石英大多为单晶石英，长石主要是徽斜长石、正长石、钠长石，岩屑有燧石、石英岩屑等。胶结物主要有：（１）硅质（氧化硅胶结物），石英次生加大（２）钙质（碳酸盐胶结物），充填孔隙、嵌晶式、栉壳状（３）铁质和海绿石等胶结物二、主要特征27二、主要特征２、颜色大部分为灰白色，有些略带浅红、浅黄、浅绿等，少数为较深色调，主要取决于胶结物的颜色：硅质或钙质胶结——黄白色或浅灰白色铁质胶结——红褐色海绿石胶结——浅绿色３、结构结构成熟度较高，杂基含量少，颗粒支撑。二、主要特征28二、主要特征４、构造波痕和交错层理是石英砂岩的特征构造。５、产状厚度不大的稳定层状约占砂岩总量的1/3以前寒武纪和早古生代为多构造相对稳定的海洋滨岸地区。二、主要特征29三、实例东河砂岩：塔里木盆地下石炭统底部东河砂岩段的海相石英砂岩，我国首例大型海相碎屑岩油气田龙山砂岩：北京昌平、河北唐山龙山组含海绿石长石石英砂岩铁质石英砂岩：河北宣化庞家堡中、上元古界串岒沟组铁质石英砂岩三、实例30铁质石英砂岩,石英加大及线-凹凸接触,河北庞家堡,Z1(+100)铁质石英砂岩,石英加大及线-凹凸接触,河北庞家堡,Z1(+131海绿石石英砂岩,示海绿石及石英加大,唐山,景儿峪组(+100)海绿石石英砂岩,示海绿石及石英加大,唐山,景儿峪组(+10032岩屑质石英砂岩,硅质岩屑及压实作用优选,四川,川中,J(+100)岩屑质石英砂岩,硅质岩屑及压实作用优选,四川,川中,J(+33长石岩屑质石英细砂岩,方解石胶结,塔里木,羊屋1井(+100)长石岩屑质石英细砂岩,方解石胶结,塔里木,羊屋1井(+10034四、成因：形成于构造条件相对稳定地区（地台区，海洋环境），是长期，多旋回再沉积（母岩：花岗岩，砂岩）的结果。四、成因：35

第四节长石砂岩类一、主要类型石英(Q)＜75％，长石(F)＞25％，岩屑(R)＜25％长石砂岩和岩屑质长石砂岩。二、主要特征１、成分①长石：长石含量较高（25％-100％），长石以钾长石和酸性斜长石为主。②岩屑：附属成分，因陆源区的母岩类型而异。常具有混合来源，即在同一岩石中会有多种岩屑类型。第四节长石砂岩类一、主要类型36一、主要特征１、成分③含大的云母碎屑，含量高达10%以上，黑云母常见绿泥石化。④重矿物：比石英砂岩类含量高，可达1％以上，稳定组分如锆石、金红石、电气石、石榴石和磁铁矿等，稳定性差的如磷灰石、绿帘石、角闪石等。⑤杂基：含有少量粘土杂基（高岭石，云母和绿泥石）。⑥胶结物：常为钙质，铁质，硅质较少。⑦化学成分：与其花岗岩母岩类似，富含Al2O3及K2O。一、主要特征37一、主要特征２、结构：粒度较粗（中-粗砂），分选性和磨圆度变化较大（分选差、棱角状→分选好、磨圆好），结构成熟度中等。３、构造：各种大型交错层理、波痕、生物扰动构造等。４、颜色：主要与长石的颜色有关，常呈淡黄色、灰白色或红色，如钾长石呈肉红色，风化成高岭土后呈灰白色、土黄色，斜长石为灰白色。一、主要特征38三、实例1、大庆白垩系姚家组，钙质岩屑长石砂岩（湖泊环境）２、渤海湾地区各油田下第三系沙河街组中细粒岩屑质长石砂岩３、河北唐山青龙山中、上元古界长城系底部长石砂岩（海相）三、实例39钙质岩屑质长石砂岩,嵌晶式胶结,大庆,K(+100)钙质岩屑质长石砂岩,嵌晶式胶结,大庆,K(+100)40长石中-细粒砂岩,正长石高岭土化及粒内溶解,唐山,Z1(+100)长石中-细粒砂岩,正长石高岭土化及粒内溶解,唐山,Z1(+141长石中-细粒砂岩,微斜长石及长石加大,唐山Z1(+100)长石中-细粒砂岩,微斜长石及长石加大,唐山Z1(+100)42云质次岩屑长石砂岩,强烈交代作用,JZ14-2-1,2696m(+100)云质次岩屑长石砂岩,强烈交代作用,JZ14-2-1,269643四、成因：取决于母岩，古构造，古气候条件及古地形条件①母岩：母岩富含长石，如花岗岩，花岗片麻岩等。②构造条件：构造活动强烈地区。③气候条件：干旱，寒冷（温、湿条件下亦可），主要是物理风化，机械破碎。④地形：高差较大，花岗质基底崩解产物近源快速堆积（就地取材，快速堆积）。四、成因：44第五节岩屑砂岩类一、主要类型岩屑＞25％，长石＜25％，石英＜75％岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩。二、主要特征1、成分①岩屑：岩屑丰富，成分复杂，但一般只有几种是主要的。常见三类：各种隐晶质的喷出岩屑；板岩、千枚岩及云母片岩等低级变质岩屑；粉砂岩、粘土岩、硅岩及燧石岩屑等沉积岩屑。第五节岩屑砂岩类一、主要类型45二、主要特征1、成分②长石：一般含量较少，可见到各种斜长石、正长石、条纹长石和微斜长石等，但主要的长石为酸性斜长石。③云母：黑云母和白云母。④重矿物：种类较多，稳定的，不稳定的。⑤胶结物：碳酸盐和氧化硅。⑥化学成分：Al２O3，K2O含量比较高→反映岩屑的泥质性质；

Na2O和MgO含量一般较低。二、主要特征46二、主要特征2、结构成熟度低，分选性及磨圆度均不好。３、构造各种交错层理。４、颜色岩屑砂岩一般呈浅灰色，灰绿色，灰黑色也常见。二、主要特征47三、实例我国石炭系、二叠系、侏罗系、第三系含煤地层中普遍分布岩屑砂岩类。吐哈盆地侏罗系岩屑砂岩渤海湾地区下第三系沙河街组岩屑砂岩

第七章砂岩及粉砂岩课件48岩屑细砂岩,塔里木,哈1井,6308m(+40)岩屑细砂岩,塔里木,哈1井,6308m(+40)49钙质岩屑细砂岩,二连盆地,哈2-3井,947m(+100)钙质岩屑细砂岩,二连盆地,哈2-3井,947m(+100)50岩屑细砂岩,泥晶方解石胶结(表鲕),XCG-48(+100)岩屑细砂岩,泥晶方解石胶结(表鲕),XCG-48(+10051岩屑细砂岩,次棱解状,方解石栉状胶结,黄铁矿充填孔隙并交代方解石,柴达木,XCG(-40)岩屑细砂岩,次棱解状,方解石栉状胶结,黄铁矿52次长石岩屑中砂岩,方解石嵌晶式胶结,JZ14-2-1,1445m(+100)次长石岩屑中砂岩,方解石嵌晶式胶结,JZ14-2-1,14453岩屑砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,JZ14-2-1,1345m(+100)岩屑砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,JZ14-2-1,13454长石质岩屑砂岩,方解石胶结,吐哈盆地(+100)长石质岩屑砂岩,方解石胶结,吐哈盆地(+100)55岩屑细砂岩,石膏胶结,柴达木,月牙山(+40)岩屑细砂岩,石膏胶结,柴达木,月牙山(+40)56四、成因：分布较广，占全部砂岩1/5—1/4，形成条件与长石砂岩基本类似，需要有利于不稳定物质产生和沉积的条件。构造活动强烈，强烈的物理风化和近源快速堆积四、成因：57第六节杂砂岩类一、定义杂砂岩：杂基大于15%、分选不好的、泥砂混杂的砂岩。二、一般特征:以石英为主，一定量的长石和岩屑，杂基>15%，岩屑多样。１、成分成分成熟度低①石英：一般有棱角，常有显著的波状消光。第六节杂砂岩类一、定义58二、一般特征:1、成分：②长石：主要是斜长石，钾长石少见。③岩屑：泥页岩、粉砂岩、板岩、千枚岩和云母片岩，隧石和细粒石英岩，多晶石英也可以较丰富。④云母：白云母和黑云母（绿泥石化）。⑤杂基>15%，富含杂基。⑥常具强烈交代作用，使颗粒边缘模糊不清。⑦化学成分：一般富含SiO2、FeO、Fe2O3、MgO和Na20。二、一般特征:59二、一般特征2、结构

结构成熟度低。磨圆度和分选性不好，颗粒一般呈棱角～次棱角状，碎屑包括所有粒级，似斑状结构，杂基支撑。基底式胶结。３、构造

递变层理、块状层理、底面印模构造，牵引流成因的构造不太发育。一般与泥岩或板岩呈韵律互层。４、颜色

暗灰色、褐色、黑色。二、一般特征60三、主要类型和实例１、主要类型长石质杂砂岩岩屑质杂砂岩岩屑质长石杂砂岩长石质岩屑杂砂岩三、主要类型和实例61三、主要类型和实例２、实例：（1）、渤海湾地区下第三系沙河街组浊积岩中发育岩屑长石质杂砂岩：石英45％、长石35％、岩屑20％、粘土20％。（２）、北京西山侏罗系九龙山组有典型的岩屑杂砂岩。（３）、北京西山二叠系红庙岭组砂岩为：岩屑质石英杂砂岩（河流相）：岩屑20％，杂基>15％。三、主要类型和实例62杂砂岩,杂基绢云母化,强烈交代颗粒,北京西山,J(+100)杂砂岩,杂基绢云母化,强烈交代颗粒,北京西山,J(+100)63岩屑杂砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,辽东湾,第三系(+100)岩屑杂砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,辽东湾,第三系(+1064岩屑质石英杂细砂岩(海相),泥质绢云母化,巢县,S2(+100)岩屑质石英杂细砂岩(海相),泥质绢云母化,巢县,S2(+1065四、成因：

形成条件与长石砂岩、岩屑砂岩类似，需侵蚀，搬运及沉积的快速进行，可以形成于不同的气候条件，也与长石砂岩类似，但杂砂岩反映的物源区更富于变化，其中常含较多的石英，长石，低级变质岩屑，火山岩屑等。四、成因：66第七节粉砂岩一、一般特征定义：主要由0.1～0.01mm粒级（含量大于50%）的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩。１、成分：以石英为主，长石较少，岩屑极少或不存在，较多白云母，重矿物含量比砂岩多，可达2～3％,多为稳定性高的组分，填隙物常为粘土、钙质、铁质等。第七节粉砂岩一、一般特征67一、一般特征3．结构：分选一般较好、磨圆差，碎屑颗粒常呈棱角～次棱角状。（悬浮搬运）4．构造：交错层理较少，常见水平、波状层理，同生变形构造发育，有重荷、变形层理（包卷层理）、潜穴等。一、一般特征68二、分类和主要类型１、按颗粒大小粗粉砂岩：0．1～0．05mm，有储集性，可作储集岩。细粉砂岩：0．05～0．01mm，可作为生油岩。２、根据碎屑成分单成分粉砂岩：石英为主。复成分粉砂岩：除石英外，还有较多云母、长石或其它碎屑。３、根据胶结物成分铁质粉砂岩、钙质粉砂岩等二、分类和主要类型69三、成因：长距离搬运，在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成的，一般分选好，磨圆差。分布广泛，在砂、泥过渡地带分布。如海、湖较深处、河漫滩、三角洲、泻湖、沼泽等。四、实例：黄土：粉砂岩及泥质粉砂岩（半固结）三、成因：70云母质粉砂岩，(+100)云母质粉砂岩，(+100)71粉砂岩,东濮凹陷,下第三系,(-100)粉砂岩,东濮凹陷,下第三系,(-100)72粉砂质页岩,泥化,压实作用,北京西山,J(-100)粉砂质页岩,泥化,压实作用,北京西山,J(-100)73第八节砂岩油气储集性能及其研究方法

一、砂岩的油气储集性能1、砂岩的储集性能通常以孔隙度和渗透率两个参数来衡量。２、中－浅层以高孔高渗砂岩储层为主，中－深层以低孔低渗储层为主。砂岩的孔隙由原生孔隙和次生孔隙组成。３、影响砂岩储层的因素主要是成分、粒度、分选性，也受沉积徽相、成岩作用、构造作用控制。４、良好的储集岩大多为中-细砂岩，其次为粗砂、粗粉砂岩。

5、我国储集岩大多为砂岩类型，中新生代陆相碎屑岩储层主要是长石砂岩、岩屑长石砂岩和岩屑砂岩类。第八节砂岩油气储集性能及其研究方法一、砂岩的油气储集性74二、砂岩的研究方法研究方法：包括野外、室内研究野外研究：宏观研究，颜色、成分、结构、构造、产状等；室内研究：薄片鉴定：成分、结构、成岩作用、成因分析；其它有机械分析、重矿物分析、扫描电镜、阴极发光、X射线衍射、压汞分析、包裹体分析等；二、砂岩的研究方法75思考题1、试述国内外的主要砂岩分类方案，主要依据，并评价之？2、试绘图并解释中国石油大学（2019）的砂岩分类方案？并评价之？3、试述石英砂岩类的一般特征及其形成条件？4、试述长石砂岩类的一般特征及其形成条件？5、试述岩屑砂岩一般特征及其形成条件？并对岩屑杂砂岩进行详述解释及有关述语？6、试述砂岩的油气储集性能与岩性的关系，简述我国中新生代陆相砂岩储集层的岩性特征？7、试述砂岩的主要研究方法？思考题1、试述国内外的主要砂岩分类方案，主要依据，并评价之？76第七章砂岩及粉砂岩

第一节砂岩的一般特征第二节砂岩的分类第三节石英砂岩类第四节长石砂岩类第五节岩屑砂岩类第六节杂砂岩类第七节粉砂岩类第八节砂岩油气储集性及其研究方法第七章砂岩及粉砂岩

第一节砂岩的一般特征77本章重点１、砂岩的分类及命名２、石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩的特征及成因。本章重点78第一节砂岩的一般特征一、定义砂岩：主要由砂（2-0.1mm的陆源碎屑颗粒）组成的碎屑岩，砂的含量＞50％。第一节砂岩的一般特征一、定义79二、砂岩一般特征1、成分

（1）碎屑颗粒：以石英为主，其次为长石和各种岩屑。有时含云母，绿泥石等，重矿物含量少。（2）杂基：细粒的机械组分，粒度<0.03mm，为粘土、碳酸盐泥、细粉砂等，含量多少反映岩石分选好坏，是流体性质（密度和粘度）的一种标志。（3）胶结物：化学沉淀物，硅质、钙质、铁质多见，结构较复杂。二、砂岩一般特征80二、砂岩一般特征2、结构：成熟度可高可低，杂基支撑、颗粒支撑均可出现。3、构造与颜色：丰富，各种层理，波痕等。4、产状：席状，带状，透镜状。5、成因与分布：有海、湖、河流、风等（重力流，牵引流），分布仅次于粘土岩，约占沉积岩的1/3。二、砂岩一般特征81二、砂岩一般特征6、砂岩的成熟度：碎屑组分在风化、搬运、沉积作用改造下接近最稳定的终极产物的程度。砂岩的结构成熟度通常与成分成熟度协调一致。成分成熟度：Q/(F+R)；“ZRT”指数；结构成熟度：分选性、磨圆度、杂基含量；二、砂岩一般特征82第二节砂岩的分类一、砂岩的分类现状砂岩的分类种类繁多，有结构分类、成分分类、成因分类、综合分类等。如：结构分类：巨砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩；成分分类：Q、F、R、C／M；成因分类：河成砂岩、风成砂岩、滨岸砂岩；综合分类：综合成分、结构特征进行分类，试图能反映其成因。第二节砂岩的分类一、砂岩的分类现状83一、砂岩的分类现状目前国内外砂岩分类普遍采用三角形图解，也有用表格形式的。就分类依据的组分而言，大致分为三组分和四组分两种体系。一、砂岩的分类现状84一、砂岩的分类现状以来源区，构造变动为分类准则三个端元组分为：①石英＋硅质岩：代表岩石成熟度②长石＋高岭石：代表母岩性质③云母＋绿泥石：表示构造变动强度1、三组分体系（1）克里宁（1948）的分类一、砂岩的分类现状以来源区，构造变动为分类准则1、三组分体系85一、砂岩的分类现状1、三组分体系（1）克里宁（1948）的分类具有重大影响的早期砂岩分类方案，采用三端元分类方案。其优点是将成分与成因联系；其缺点是没把岩屑放在重要地位；分类端元云母、绿泥石在成岩过程中也可大量形成。一、砂岩的分类现状86一、砂岩的分类现状（2）福克的分类：（a）1954年的分类强调来源区的母岩类型（b）1968年的分类偏重于母岩类型和矿物成熟度一、砂岩的分类现状（a）1954年的分类（b）196887一、砂岩的分类现状（2）福克的分类：1954年的分类：强调来源区母岩性质，三端元组分为石英+硅质岩（Q）：沉积来源长石+火成岩屑（F）：火成来源云母+变质岩屑（M）：变质来源其优点是能反映母岩的类型，缺点是把云母都当成变质成因，把岩屑分开，使分类复杂化，没有考虑杂基。一、砂岩的分类现状88一、砂岩的分类现状（2）福克的分类：1968年做了进一步修改，三端元为：石英（Q）长石＋火成岩屑（F）其它岩屑＋燧石（R）一、砂岩的分类现状89一、砂岩的分类现状2、四组分体系（1）吉尔伯特（Gilbert）的分类①首先按杂基划分为两大类杂砂岩：杂基含量>10%，分选不好的混杂砂岩砂屑岩：杂基含量<10%，分选良好的纯净砂岩②再根据稳定和不稳定组分的相对含量划分一定类型。一、砂岩的分类现状90一、砂岩的分类现状2、四组分体系（1）吉尔伯特（Gilbert）的分类优点：引入杂基分类，并认为两种类型的砂岩在成因上不同。砂屑岩：经流水的充分冲刷、筛选而缓慢沉积。杂砂岩：未经流水冲刷、筛选而沉积，即快速沉积。缺点：某些砂岩类型在图解中没有明显的划分界线。一、砂岩的分类现状91一、砂岩的分类现状（2）裴蒂庄的分类：

（a）基本分类（Dott，1964）

（b）岩屑砂岩的次级分类（Folk，1968）一、砂岩的分类现状（2）裴蒂庄的分类：92一、砂岩的分类现状（2）裴蒂庄（Petijoin）（1975）分类①分类准则：把反映成因的来源区、矿物成熟度及流动因素（介质的密度和粘度）作为砂岩分类的准则。②四组分：石英、长石、岩屑、基质粘土③首先根据粘土含量划分：杂砂岩，杂基含量>15%；砂屑岩，杂基含量<15%。④进一步以石英、长石、岩屑为三端元（Q，F，R）进行分类命名。优点把反映成因的来源区、矿物成熟度及流动因素作为砂岩分类的准则缺点某些岩石类型的划分界限太高，如石英砂岩(Q>95%)。一、砂岩的分类现状93一、砂岩的分类现状（3）从砂岩分类现状中体现的趋向及问题①粘土杂基的处理是否介入、介入时的处理方式（10%、15%、20%）、杂基颗粒上限；②端元组分的组合方式三端元基本组成：石英、长石、岩屑；成因因素：来源区性质、搬运改造历史、流动因素、大地构造状况等③三角图的形式及划分④辅助三角图的采用一、砂岩的分类现状94二、建议的分类1、分类原则和依据（1）分类原则——实用性、科学性应当反映岩石生成的三个主要问题（成因因素）①来源区的毋岩性质（F/R）母岩区古气候、古大地构造背景/古地形、母岩类型②反映搬运和磨蚀历史（岩石成熟度）③反映沉积时介质的物理条件，即流动因素（C/M）二、建议的分类95二、建议的分类（2）分类端元选择的依据把石英、长石、岩屑和粘土杂基四组分作为分类依据①容易辨别，又具有成因意义。②Q、F、R是砂岩的主要结构组分。③F/R（来源系数）,长石和岩屑的比值可反映母岩性质。④Q/(F+R)（成分成熟度），稳定组分（石英）和不稳定组分（长石+岩屑）的比值，反映搬运和磨蚀历史。⑤C/M（claster/matrix,流动系数），碎屑与基质的比值，表示介质性质、沉积速率、沉积能量。二、建议的分类96二、建议的分类（第三版教材）

砂岩的成分分类（根据基质含量15%为界，分别命名为砂岩和杂砂岩）二、建议的分类97二、建议的分类2、建议的砂岩分类（1）按杂基含量将砂岩分为两大类，

砂岩：杂基<15%的纯净砂岩，分选好

杂砂岩：杂基>15%的混杂砂岩，分选差二、建议的分类98二、建议的分类2、建议的砂岩分类（2）在砂岩和杂砂岩中，按三角图解中三个端元组分石英（Q）、长石（F）、岩屑（R）的相对含量，以含量10％（90％）、25％（75％）、50％为界划分类型，其中岩屑中包括燧石、硅质岩屑、花岗岩屑、云母、绿泥石等（３）对于富长石、富岩屑的砂岩（一般指长石或岩屑含量＞75％），可采用辅助三角图解。二、建议的分类99二、建议的分类岩类名称岩石名称主要碎屑含量，%备注石英长石岩屑石英砂岩1、石英砂岩＞90＜10＜10

2、长石质石英砂岩75～9010～25＜15

长石＞岩屑3、岩屑质石英砂岩75～90＜1510～25

岩屑＞长石4、长石岩屑质石英砂岩50～70＜25＜25

长石砂岩5、长石砂岩＜75＞25＜25

6、岩屑质长石砂岩＜6525～7510～50

长石＞岩屑岩屑砂岩7、岩屑砂岩＜75＜25＞25

8、长石质岩屑砂岩＜6510～5025～75岩屑＞长石说明：当基质含量＞15%时，岩石名称相应改称为石英杂砂岩，长石杂砂岩和岩屑杂砂岩等砂岩成分分类表二、建议的分类岩类名称岩石名称主要碎屑含量，%备注石英长石岩100

砂岩的成因分类（以粘土基质含量15%为界，分别命名为砂岩和杂砂岩）二、建议的分类（第四版教材）砂岩的101第三节石英砂岩类一、主要类型石英（Q）>50%,长石（F）<25%,岩屑（R）<25%石英砂岩长石质石英砂岩岩屑质石英砂岩长石岩屑质石英砂岩第三节石英砂岩类一、主要类型102二、主要特征１、成分石英大于5O%（75%），长石和岩屑的含量皆小于25％，成分成熟度高，填隙物主要为胶结物，杂基很少。石英大多为单晶石英，长石主要是徽斜长石、正长石、钠长石，岩屑有燧石、石英岩屑等。胶结物主要有：（１）硅质（氧化硅胶结物），石英次生加大（２）钙质（碳酸盐胶结物），充填孔隙、嵌晶式、栉壳状（３）铁质和海绿石等胶结物二、主要特征103二、主要特征２、颜色大部分为灰白色，有些略带浅红、浅黄、浅绿等，少数为较深色调，主要取决于胶结物的颜色：硅质或钙质胶结——黄白色或浅灰白色铁质胶结——红褐色海绿石胶结——浅绿色３、结构结构成熟度较高，杂基含量少，颗粒支撑。二、主要特征104二、主要特征４、构造波痕和交错层理是石英砂岩的特征构造。５、产状厚度不大的稳定层状约占砂岩总量的1/3以前寒武纪和早古生代为多构造相对稳定的海洋滨岸地区。二、主要特征105三、实例东河砂岩：塔里木盆地下石炭统底部东河砂岩段的海相石英砂岩，我国首例大型海相碎屑岩油气田龙山砂岩：北京昌平、河北唐山龙山组含海绿石长石石英砂岩铁质石英砂岩：河北宣化庞家堡中、上元古界串岒沟组铁质石英砂岩三、实例106铁质石英砂岩,石英加大及线-凹凸接触,河北庞家堡,Z1(+100)铁质石英砂岩,石英加大及线-凹凸接触,河北庞家堡,Z1(+1107海绿石石英砂岩,示海绿石及石英加大,唐山,景儿峪组(+100)海绿石石英砂岩,示海绿石及石英加大,唐山,景儿峪组(+100108岩屑质石英砂岩,硅质岩屑及压实作用优选,四川,川中,J(+100)岩屑质石英砂岩,硅质岩屑及压实作用优选,四川,川中,J(+109长石岩屑质石英细砂岩,方解石胶结,塔里木,羊屋1井(+100)长石岩屑质石英细砂岩,方解石胶结,塔里木,羊屋1井(+100110四、成因：形成于构造条件相对稳定地区（地台区，海洋环境），是长期，多旋回再沉积（母岩：花岗岩，砂岩）的结果。四、成因：111

第四节长石砂岩类一、主要类型石英(Q)＜75％，长石(F)＞25％，岩屑(R)＜25％长石砂岩和岩屑质长石砂岩。二、主要特征１、成分①长石：长石含量较高（25％-100％），长石以钾长石和酸性斜长石为主。②岩屑：附属成分，因陆源区的母岩类型而异。常具有混合来源，即在同一岩石中会有多种岩屑类型。第四节长石砂岩类一、主要类型112一、主要特征１、成分③含大的云母碎屑，含量高达10%以上，黑云母常见绿泥石化。④重矿物：比石英砂岩类含量高，可达1％以上，稳定组分如锆石、金红石、电气石、石榴石和磁铁矿等，稳定性差的如磷灰石、绿帘石、角闪石等。⑤杂基：含有少量粘土杂基（高岭石，云母和绿泥石）。⑥胶结物：常为钙质，铁质，硅质较少。⑦化学成分：与其花岗岩母岩类似，富含Al2O3及K2O。一、主要特征113一、主要特征２、结构：粒度较粗（中-粗砂），分选性和磨圆度变化较大（分选差、棱角状→分选好、磨圆好），结构成熟度中等。３、构造：各种大型交错层理、波痕、生物扰动构造等。４、颜色：主要与长石的颜色有关，常呈淡黄色、灰白色或红色，如钾长石呈肉红色，风化成高岭土后呈灰白色、土黄色，斜长石为灰白色。一、主要特征114三、实例1、大庆白垩系姚家组，钙质岩屑长石砂岩（湖泊环境）２、渤海湾地区各油田下第三系沙河街组中细粒岩屑质长石砂岩３、河北唐山青龙山中、上元古界长城系底部长石砂岩（海相）三、实例115钙质岩屑质长石砂岩,嵌晶式胶结,大庆,K(+100)钙质岩屑质长石砂岩,嵌晶式胶结,大庆,K(+100)116长石中-细粒砂岩,正长石高岭土化及粒内溶解,唐山,Z1(+100)长石中-细粒砂岩,正长石高岭土化及粒内溶解,唐山,Z1(+1117长石中-细粒砂岩,微斜长石及长石加大,唐山Z1(+100)长石中-细粒砂岩,微斜长石及长石加大,唐山Z1(+100)118云质次岩屑长石砂岩,强烈交代作用,JZ14-2-1,2696m(+100)云质次岩屑长石砂岩,强烈交代作用,JZ14-2-1,2696119四、成因：取决于母岩，古构造，古气候条件及古地形条件①母岩：母岩富含长石，如花岗岩，花岗片麻岩等。②构造条件：构造活动强烈地区。③气候条件：干旱，寒冷（温、湿条件下亦可），主要是物理风化，机械破碎。④地形：高差较大，花岗质基底崩解产物近源快速堆积（就地取材，快速堆积）。四、成因：120第五节岩屑砂岩类一、主要类型岩屑＞25％，长石＜25％，石英＜75％岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩。二、主要特征1、成分①岩屑：岩屑丰富，成分复杂，但一般只有几种是主要的。常见三类：各种隐晶质的喷出岩屑；板岩、千枚岩及云母片岩等低级变质岩屑；粉砂岩、粘土岩、硅岩及燧石岩屑等沉积岩屑。第五节岩屑砂岩类一、主要类型121二、主要特征1、成分②长石：一般含量较少，可见到各种斜长石、正长石、条纹长石和微斜长石等，但主要的长石为酸性斜长石。③云母：黑云母和白云母。④重矿物：种类较多，稳定的，不稳定的。⑤胶结物：碳酸盐和氧化硅。⑥化学成分：Al２O3，K2O含量比较高→反映岩屑的泥质性质；

Na2O和MgO含量一般较低。二、主要特征122二、主要特征2、结构成熟度低，分选性及磨圆度均不好。３、构造各种交错层理。４、颜色岩屑砂岩一般呈浅灰色，灰绿色，灰黑色也常见。二、主要特征123三、实例我国石炭系、二叠系、侏罗系、第三系含煤地层中普遍分布岩屑砂岩类。吐哈盆地侏罗系岩屑砂岩渤海湾地区下第三系沙河街组岩屑砂岩

第七章砂岩及粉砂岩课件124岩屑细砂岩,塔里木,哈1井,6308m(+40)岩屑细砂岩,塔里木,哈1井,6308m(+40)125钙质岩屑细砂岩,二连盆地,哈2-3井,947m(+100)钙质岩屑细砂岩,二连盆地,哈2-3井,947m(+100)126岩屑细砂岩,泥晶方解石胶结(表鲕),XCG-48(+100)岩屑细砂岩,泥晶方解石胶结(表鲕),XCG-48(+100127岩屑细砂岩,次棱解状,方解石栉状胶结,黄铁矿充填孔隙并交代方解石,柴达木,XCG(-40)岩屑细砂岩,次棱解状,方解石栉状胶结,黄铁矿128次长石岩屑中砂岩,方解石嵌晶式胶结,JZ14-2-1,1445m(+100)次长石岩屑中砂岩,方解石嵌晶式胶结,JZ14-2-1,144129岩屑砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,JZ14-2-1,1345m(+100)岩屑砂岩,泥质重结晶强,薄膜状胶结,JZ14-2-1,134130长石质岩屑砂岩,方解石胶结,吐哈盆地(+100)长石质岩屑砂岩,方解石胶结,吐哈盆地(+100)131岩屑细砂岩,石膏胶结,柴达木,月牙山(+40)岩屑细砂岩,石膏胶结,柴达木,月牙山(+40)132四、成因：分布较广，占全部砂岩1/5—1/4，形成条件与长石砂岩基本类似，需要有利于不稳定物质产生和沉积的条件。构造活动强烈，强烈的物理风化和近源快速堆积四、成因：133第六节杂砂岩类一、定义杂砂岩：杂基大于15%、分选不好的、泥砂混杂的砂岩。二、一般特征:以石英为主，一定量的长石和岩屑，杂基>15%，岩屑多样。１、成分成分成熟度低①石英：一般有棱角，常有显著的波状消光。第六节杂砂岩类一、定义134二、一般特征:1、成分：②长石：主要是斜长石，钾长石少见。③岩屑：泥页岩、粉砂岩、板岩、千枚岩和云母片岩，隧石和细粒石英岩，多晶石英也可以较丰富。④云母：白云母和黑云母（绿泥石化）。⑤杂基>15%，富含杂基。⑥常具强烈交代作用，使颗粒边缘模糊不清。⑦化学成分：一般富含SiO2、FeO、Fe2O3、MgO和Na20。二、一般特征:135二、一般特征2、结构

结构成熟度低。磨圆度和分选性不好，颗粒一般呈棱角～次棱角状，碎屑包括所有粒级，似斑状结构，杂基支撑。基底式胶结。３、构造

递变层理、块状层理、底面印模构造，牵引流成因的构造不太发育。一般与泥岩或板岩呈韵律互层。４、颜色

暗灰色、褐色、黑色。二、一般特征136三、主要类型和实例１、主要类型长石质杂砂岩岩