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文档简介
岩石的野外鉴定三大岩之间的转变野外描述的主要内容颜色结构构造矿物成分(主要、次要、次生)矿物含量(体积%)岩石命名沉积岩类沉积岩的分类及主要类型沉积岩的分类
对沉积岩分类可以从不同的角度,如依据岩石成因、成分、结构、沉积作用方式等。 依据沉积岩的物质来源划分:一、外源(他生)沉积岩 组成物质主要来源于沉积盆地之外,在沉积盆地之外形成的,被带入到盆地中。二、内源(自生)沉积岩 组成物质主要来自于沉积盆地的溶液或沉积场所的溶液内,是溶液中的溶解物质,通过化学、生物化学作用沉淀的。沉积岩的分类化学化学+生物化学生物一、沉积岩的颜色沉积岩的颜色与沉积环境密切相关(1)颜色的成因类型决定岩石颜色的主要因素是它的物质成分,按主要致色成分划分成两大成因类型,即继承色和自生色。主要由陆源碎屑矿物显现出来的颜色称为继承色,是某种颜色的碎屑较为富集的反映,只出现在陆源碎屑岩中,如较纯净石英砂岩的灰白色,含大量钾长石的长石砂岩的浅肉红色。自生色主要由自生矿物(包括有机质)表现出来的颜色称为自生色,可出现在任何沉积岩中。按致色成分的成因,自生色可分为原生色和次生色两类常见自生色素色素<1%或者n%包括:有机质——黑色铁质——绿色的Fe2+,红色的Fe3+原生色是由原生矿物或有机质显现的颜色,通常分布比较均匀稳定,如海绿石石英砂岩的绿色、碳质页岩的黑色等。原生色常在沉积环境中或在较浅埋藏条件下形成,对当时的环境条件具有直接的指示性意义。宣龙式铁矿矿层次生色次生色是由次生矿物显现的颜色,常常呈斑块状、脉状或其它不规则状分布,如海绿石石英砂岩顺裂隙氧化、部分海绿石变成褐铁矿而呈现的暗褐色等等。次生色则除特殊情况外,多是在沉积物固结以后才出现的,只与固结以后的条件有关。(2)几种典型自生色的致色成分及其成因意义白色或浅灰白色:当岩石基本不含有机质铁质氧化物时,沉积岩基本由透明矿物组成,如纯净的高岭石、蒙脱石粘土岩、钙质石英砂岩、结晶灰岩等等红、紫红、褐或黄色当岩石含高铁氧化物或氢氧化物时可表现出这种颜色,其含量低至百分之几即有很强的致色效果,通常高铁氧化物为主时偏红或紫红,高铁氢氧化物为主时偏黄或褐黄。由于自生矿物中的高铁氧化物或氢氧化物只能通过氧化才能生成,故这种颜色又称氧化色(Oxidizedcolour),具有氧化色的碎屑岩称为红层或红色岩系,地球上已知最古老的红层产于中元古代,据此推测,地球富氧大气的形成不会晚于这个时间。灰、深灰或黑色通常是因为岩石含有机质或弥散状低铁硫化物(如黄铁矿、白铁矿)微粒的缘故,它们的含量愈高,岩石愈趋近黑色。有机质和低铁硫化物均可氧化,故这种颜色只能形成或保存于还原条件,也因此而称为还原色(Reducedcolour)。绿色一般由海绿石、绿泥石等矿物造成。这类矿物中的铁离子有Fe2+和Fe3+两种价态,可代表弱氧化或弱还原条件。砂岩的绿色常与海绿石颗粒或胶结物有关,泥质岩的绿色常是绿泥石造成的。此外,岩石中若含孔雀石也可显绿色,但相对少见。3).颜色与组分和成岩环境(1)灰色,黑色——富含有机质,分散状硫化铁(FeS)——还原、强还原(2)红,紫红,褐红色,黄棕色——含Fe3+氧化物,氢氧化物——氧化、强氧化(3)黄色——炎热干旱,陆相沉积物红色——炎热潮湿(4)绿色——Fe2+(Fe3+)的硅酸盐,如绿泥石,海绿石等——弱氧化、弱还原(5)蓝色,青色——硬石膏,石膏,天青石,石盐——是盐类的特点
结构:
指组成岩石的各种组分的形状、大小、结晶程度以及颗粒之间的关系.二、结构特征不同类型的沉积岩,其结构不同,例如: 陆源碎屑岩——碎屑结构(砾状、砂状结构)碎屑物的粒度、形态、分选支撑类型、空隙等 泥质岩——泥状结构 内源沉积岩——颗粒结构(生物碎屑、内碎屑、鲕粒、团粒等)泥晶结构三、沉积岩的构造定义:指组成岩石的各种组分的排列及空间充填方式.沉积岩的构造总称为沉积构造(Sedimentarystructure),指在沉积作用或成岩作用中在“岩层”内部或表面形成的某种形迹特征这里的“岩层”是指由区域性或较大范围沉积条件改变而形成的构成沉积地层的基本单位。相邻的上下岩层之间被层面隔开。层面是一机械薄弱面,易被外力作用剥离出来。沉积岩的构造通常都是宏观的。原生沉积构造与次生沉积构造沉积构造的类型极为复杂,描述性、成因性或分类性术语极多,其中,在沉积作用中或在沉积物固结之前形成的构造称为原生沉积构造(Primarysedimentarystructure),在沉积物固结之后形成的构造称为次生沉积构造(Secondarysedimentarystructure)。复合成因沉积构造的分类流动成因的构造一、层理构造1、概念:由于沉积物的成分、结构、颜色及层的厚度、形状等沿垂向发生变化而形成成层更换的现象。2、基本术语:细层(纹层)、层系、层系组、层细层(laminae):又称纹层,是组成层理的最小单位,其厚度极小,以毫米计。是相同水动力条件下同时形成的。层系(set):又称系丛,是由成分、结构和产状上相同的许多细层组成的,是在同一环境的相同水动力条件下不同时间形成的细层组成的。层系组:由两个或两个以上岩性(成分,结构)基本一致的相似层系组成,是在同一环境的相似水动力条件下形成的。层:由成分基本一致的岩石组成,是组成沉积地层的基本单位,层可以与上下邻层分开,一个层可以是一个或若干个纹层、层系或层系组组成流动成因的构造一、层理构造3、主要类型1)块状层理(massivebedding):一种呈现大致均质外观,不具任何纹层构造的层理。2)韵律层理(rhythmicbedding):在成分、结构与颜色方面不同的薄层作有规律地重复出现而组成的层理。3)粒序层理(gradedbedding):又称递变层理,具粒度递变的一种特殊层理,没有内部的层,只有粒度变化。
4)水平层理(horizontalbedding):纹层呈直线状,互相平行,且平行于层面,主要产于细屑岩(泥质岩、粉砂岩)和泥晶灰岩中,形成在比较稳定的水动力条件下。5)平行层理(parallelbedding):外貌上与水平层理极相似,主要产于砂岩中,形成于较强水动力条件下。6)波状层理(wavybedding):纹层显对称或不对称波状,但其总体方向平行于层面。4种交错层还可按层系的厚度进一步划分,单一层系无论是否等厚,均以它的最大厚度为准,最大厚度小于3cm时为小型,3-10cm时为中型,大于10cm时为大型,所以实际的交错层就有大型板状、中型槽状、小型波状等等的区别。交错层理的主要类型板状(河流边滩)楔状(单或异向水流河口湾)槽状(心滩)波状(波浪)潮汐成因的交错层理羽状交错层理(herringbonecross-bedding):相邻层系的细层倾向相反,呈羽毛状或人字形。脉状层理:粉砂与泥互层,砂为主,泥分布于波谷中。透镜状层理:粉砂与泥互层,泥为主,粉砂呈透镜状断续分布于泥中波状复合层理:粉砂与泥呈波状薄互层。流动成因的构造二、层面构造1、波痕(wavemarks):层面上波状起伏的特征。2、槽模(flutecasts):分布在底面上的一种半圆锥形突起构造。3、沟模(groovecasts):砂质岩层底面上一些微突起的直线形的平行脊状构造。4、跳模(bouncecasts)、刷模(brushcasts)、锥模(prodcasts):常与沟模共生。跳模呈短小似梭形脊状体,大致成等距分布。刷模呈新月形短小脊状体。锥模呈扁长的半圆锥形或三角形的短小脊状体。同生变形构造1、重荷模:指覆盖在泥岩上的砂岩底面上的圆丘状或不规则的瘤状突起。2、砂球和砂枕构造:主要出现在砂、泥互层并靠近砂岩底部的泥岩中,是被泥质包围了的紧密堆积的砂质椭球体或枕状体。3、包卷层理:是在一个层内的层理柔皱现象,表现为连续的开阔“向斜”和紧密“背斜”所组成。香肠构造曝露成因构造1、泥裂(干裂):沉积物露出水面时因曝晒干涸所发生的收缩裂缝。2、雨痕、冰雹痕:雨滴、冰雹降落到松散沉积物表面时所形成的水型撞击的穴。化学成因构造1、结核:岩石中自生矿物的集合体。其成分、结构、颜色等方面与围岩有显著不同,常呈球状、椭球状及不规则团块状。2、缝合线:常见于碳酸盐岩中,在垂直层面的切面中呈锯齿状微裂缝,形似头盖骨接缝。从立体上看则为参差不齐的垂直小柱(缝合柱)。燧石结核磷结核生物成因构造1、生物生长构造-叠层构造:由富藻纹层与富屑纹层两种基本层叠置而形成的构造。2、生物遗迹构造:指保存在层面上及层内的生物活动的痕迹。
复合成因构造1、示底构造:在碳酸盐岩的原生孔洞中,有两个世代的不同充填物,在底部或下部为泥屑、粉屑等内碎屑充填,色较暗;顶部或上部为亮晶方解石充填,色较浅,两者之间的界面平直,能批示岩层的顶底。复合成因构造2、鸟眼构造:主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑、砂屑灰岩中的原生小孔洞,被亮晶方解石或硬石膏充填。沉积岩的物质成分在物质成分方面:2个因素——母岩性质和沉积作用过程使其与母岩化学与矿物成分既相同,又不同。母岩风化沉积岩风化、搬运、沉积、成岩火山、化学、生物宇宙物质化学成分总体说,沉积岩与岩浆岩的主要化学成分十分接近,但有如下差异:1).沉积岩中Fe2O3>FeO,而岩浆岩中Fe2O3<FeO2).碱金属、碱土金属含量,沉积岩<岩浆岩;而CaO例外,在沉积岩中高,与生物、生物化学作用有关3).K2O与Na2O含量,沉积岩中一般K2O>Na2O,岩浆岩中一般
K2O<Na2O原因是:粘土矿物吸附K,含K矿物,如白云母,水云母在地表稳定,而Na进入海水,不易形成沉积矿物4).沉积岩中富H2O、CO2、有机质,原因是:地表条件,生物参与,水圈,大气圈二、矿物成分1、极其简单,常见的只有几种2、岩浆岩中常见,但沉积岩中罕见的矿物,如暗色矿物3、岩、沉、变中均常见的矿物,如石英、长石、云母等4、沉积岩中特有的矿物,如盐类矿物,粘土矿物、有机质等矿物成分特征已经发现:沉积岩中矿物160多种,常见的仅为20多种,一种沉积岩中一般含有3-5种石英、长石、云母、黄铁矿、白铁矿、海绿石、菱铁矿、方解石、白云石、石膏、硬石膏、Fe/Mn/Al的氧化物和氢氧化物,粘土矿物等。与岩浆岩比较的不同之处:1).岩浆岩中Ol,Py,Am,Bi,基性Pl,在沉积岩中甚少或缺失。2).岩浆岩中Or、酸性Pl、Q,在沉积岩中也大量存在。
钾长石、石英——沉积岩>岩浆岩,原因是石英是最稳定的碎屑3).有许多新生矿物,岩浆岩中很少或无,如粘土矿物、盐类矿物4).沉积岩特有的生物组分,如生物作用形成的有机碳、有机页岩陆源碎屑矿物——继承的,矿物组合可以分析母岩的类型自生矿物——是沉积作用中形成的,可以分析其物理化学环境次生矿物——是沉积岩又遭受风化形成的,(2)沉积岩中矿物按照成因分类自生矿物石英和长石也有自生它生沉积岩的分类砾岩-主要砾石的粒径>2mm(含量>30%)砂岩-主要砂粒粒径2-0.05mm(>30%)粉砂岩-主要颗粒粒径0.05-0.005mm泥质岩-主要颗粒粒径<0.005mm砾岩、角砾岩和沉积混杂岩砾岩、角砾岩和沉积混杂岩合称为粗碎屑岩。砾级碎屑含量达到多少才能称为粗碎屑岩却尚无固定标准。根据Folk(1974)的意见和我国较流行的用法,砾级碎屑含量达到或超过30%的沉积岩称粗碎屑岩。就体积而言,粗碎屑岩在整个沉积地质记录中还不到1%,但仍可沉积在从大陆到深海的各种环境中。按成因,粗碎屑岩有滑坡角砾岩、洪积砾岩、河成砾岩、湖成砾岩、滨海砾岩、浊积(海底扇)砾岩、冰碛砾岩以及溶洞角砾岩等。在经济生活中,粗碎屑岩是砂金、砂锡等矿产的主要赋存岩石,也是重要的地下水储集岩。基本定义砾岩:主要由次圆状至圆状砾石组成的粗碎屑岩(30%)角砾岩:主要有棱角状砾石组成的粗碎屑岩沉积混杂岩:沉积混杂岩是含大量泥基的粗碎屑岩而不论其砾石的圆度(常常粒度很粗,分选很差,泥基支撑),为此,砾岩和角砾岩限定在不含基质或只含以砂为主的混基的范围内。这样做的理由是,富含泥基的粗碎屑岩一般都有较特殊的成因,如滑坡、浊流、冰川等粗碎屑岩的分类命名和常见岩石类型1、按主要砾石大小划分巨砾岩(或巨角砾岩、巨混杂岩)(Boulderconglomerateorbreccia、diamictite):主要砾石粒径超过250mm粗砾岩(Cobbleconglomerate)(或粗角砾岩、粗混杂岩):主要砾石粒径250-50mm中砾岩(Pebbleconglomerate)(或中角砾岩、中混杂岩):主要砾石粒径50-5mm细砾岩(Granuleconglomerate)(或细角砾岩、细混杂岩):主要砾石粒径5-2mm2、按砾石成分划分单成分砾岩(Oligomictconglomerate)(或角砾岩、混杂岩),指砾石中超过75%都为相同的成分,如75%以上都是石英岩或花岗岩、石灰岩等等。这时砾石的主要成分可直接参与命名,如石英岩砾岩(Quartziticconglomerate)、石灰岩角砾岩(Limestonebreccia)等等。复成分砾岩(Polymictconglomerate)(或角砾岩、混杂岩),指没有哪种成分的砾石超过了砾石的75%。对具体的岩石可按上述划分综合命名,如石英岩粗砾岩、复成分中砾岩等等。如有明显的化学胶结物,还可将胶结物冠在名称前面,如钙质复成分中砾岩等等。3、常见粗碎屑岩石英岩质砾岩:砾石以石英岩、燧石岩、脉石英等为主,中-细砾级,分选、磨圆较好,颗粒支撑。常见胶结物为石英、方解石、赤铁矿等。石灰岩质角砾岩或砾岩:砾石以石灰岩为主或全部为石灰岩,粒度变化较大,可以为粗砾、中砾或细砾,多次角—次圆状,分选好到差,可含较多泥基或混基,有时也可被方解石胶结。复成分砾岩:砾石成分复杂,常见岩浆岩、沉积岩和变质岩混生,稳定和不稳定砾石比例不定,但不稳定砾石常常较多,圆度中等,分选中等到差。多泥基或混基。混基成分也很复杂。化学胶结物较少,有时有石英或方解石胶结物。粗碎屑岩研究砂岩砂岩又称中碎屑岩,指含50%以上砂级陆源碎屑的沉积岩类。若岩石同时还含有30%以上的陆源砾石,则应归于粗碎屑岩类。在大陆的沉积地层中,砂岩大约占25%,是最重要、也是研究得最多的沉积岩类之一。砂岩的沉积环境比粗碎屑岩广阔得多,主要沉积在河流、沙漠、湖泊等大陆环境、河海过渡环境(三角洲、河口湾)、浅海至深海环境,并与粗碎屑岩、粉砂岩、泥质岩、碳酸盐岩等共同构成各种各样的垂向序列。砂岩的成分除了与石灰岩共生或过渡的砂岩中可含一些方解石质自生颗粒(主要是生物碎屑、内碎屑和鲕粒)以外,砂岩中的沉积组分主要是砂级陆源碎屑和基质。砂级陆源碎屑(砂粒)以单晶碎屑最常见,有些砂岩也可含相当多的岩屑。单晶碎屑主要是石英和长石,另有少量云母和重矿物。岩屑通常是结构细赋、致密的岩石,其中以成分稳定者多见,如燧石岩、酸性喷出岩,细到极细粒片岩、片麻岩等,砂岩的胶结砂岩的成岩以胶结为主,也有压实、压溶和溶蚀交代,而重结晶一般只发生在基质、胶结物和某些岩屑中。常见胶结物有石英、方解石、赤铁矿、海绿石、石膏等。特殊条件下也可出现菱铁矿、绿泥石、重晶石、沸石等等胶结物。由基质起胶结作用的砂岩也较常见。胶结物:化学+基质二.砂岩的分类命名和主要岩石类型1、按主要粒度划分2、按基质含量划分按基质含量一般只将砂岩分为两类,基质含量较少或无基质时为净砂岩(Arenite,或简称为砂岩),基质含量较多时为杂砂岩(Wacke,也译作瓦克岩)。但是,两类砂岩之间的基质含量界线却没有统一意见。在我国普遍使用了15%这个界线。3、按砂粒成分划分在绝大多数方案中,三个端元分别都有石英、长石和岩屑,其中,石英和长石、岩屑的相对含量及岩屑类型,带有形成背景的信息。各含量界线和划分方法沿用了Folk(1974)的分类,但岩石名称作了部分改动,其中岩屑砂岩还可按主要岩屑类型细分,如火山岩岩屑砂岩等。1石英砂岩(Quartzsandstone)2长石石英砂岩(Feldspathicquartzsandstone)3岩屑石英砂岩(Lithicquartzsandstone)4长石砂岩(Feldsparsandstone)5岩屑长石砂岩(Lithicfeldsparsandstone)6长石岩屑砂岩(Feldsparlithicsandstone)7岩屑砂岩(Lithicsandstone)4、综合划分在以上三种划分中可同时选用两种或全部三种作综合划分,例如粗粒杂砂岩(Coursewacke)、岩屑杂砂岩(Lithic
wacke)、细粒长石石英净砂岩(Finefeldspathic
quartzarenite)、中粒长石杂砂岩(Mediumarkose)等等。同粗碎屑岩一样,也可将化学沉淀的胶结物冠在名称之前,如海绿石石英砂岩(Glauconiticquartzarenite)、钙质长石砂岩(Calcareousfeldspathic
arenite)、铁质石英砂岩(Ferruginousquartzarenite)等等。如有两种以上成分的胶结物,只选用最有成因意义或含量最多的胶结物,如同时有方解石和菱铁矿胶结物,则选用菱铁矿。还有一种较为古老的砂岩名称,即硬砂岩(Graywacke)现在仍在使用。按Dott(1964)的定义,这是一种杂基含量超过10-15%、杂基成分主要为云母、绿泥石和粘土的坚硬的杂砂岩,是经过了较强深埋成岩作用(强烈压实和重结晶)的产物。5、砂岩主要类型石英砂岩
大多为中—细砂岩,碎屑中95%以上都是单晶石英,可含少量燧石岩岩屑和单晶长石。分选磨圆通常较好,颗粒支撑。胶结物成分变化较大,但大多有石英(主要是加大边),也可以是方解石、铁的氧化物或氢氧化物、海绿石等。5、砂岩主要类型长石砂岩以中—粗砂岩多见。碎屑中单晶长石含量较高,当单晶石英少于砂粒的75%且长石是岩屑的3倍以上时即为长石砂岩。长石以碱性长石和中酸性斜长石为主。分选磨圆变化较大,从差到好都可出现。多数长石砂岩都是杂砂岩,少数为净砂岩并被部分加大边石英和钙质、铁质等胶结。随岩屑含量增高可向岩屑长石砂岩过渡。5、砂岩主要类型岩屑砂岩粒度变化较大,粗、中、细粒都常见,碎屑中岩屑含量较高,当单晶石英少于砂粒的75%且岩屑是长石的3倍以上时即为岩屑砂岩。岩屑成分与粒度有一定关系,细粒时多以隐、微晶质岩屑(如火山岩、凝灰岩)为主,粗粒时则趋于复杂。岩石大多富含粘土基质,属杂砂岩类,三.砂岩研究及成因分析砂岩的显微研究主要围绕两个成熟度以及压实、胶结、溶蚀、交代等成岩特征进行。在成分成熟度观察中有一个难点,即对岩屑种类的鉴定,其困难之处在于砂粒很小,常常不能反映该岩屑源岩成分和结构的全貌,而且在风化、沉积和成岩作用中它还会发生变化。正因为如此,对岩屑的鉴定就常常比较宽泛。粉砂岩粉砂级陆源碎屑超过50%的沉积岩称粉砂岩(Siltstone)。在欧美国家,粉砂岩属于泥质岩类,在分类地位上比砾岩、砂岩、泥质岩等低一个级别,在我国,粉砂岩与泥质岩则是分开的,分类地位与泥质岩并列。这两种处理方法各有可取的一面。无论如何处理,粉砂岩和泥质岩都可合称为细碎屑岩类。一.粉砂岩的一般特征粉砂岩大多分布在砂岩和泥质岩之间的过渡地带,岩石中最常见的沉积构造是水平层理、脉状、透镜状层理和小波纹交错层理,粉砂岩(和泥质岩)所含化石比砂岩多得多,而且大多是完整的原地生物,这对岩石沉积环境和共生岩石产出时代的判别都有重要意义。粉砂岩(和泥质岩)的沉积环境几乎总是低能的,粉砂岩的典型沉积环境有河漫滩、沼泽、三角洲、潮间坪、海湖较深水区等等。在各种环境形成的垂向序列中,粉砂岩总是处在砂岩和泥质岩之间或与泥质岩互层。一.粉砂岩的一般特征粉砂岩的碎屑成分以单晶石英最常见,含量通常较高,有时可含较多长石,但岩屑很少或无,云母(白云母或黑云母)相对砂岩可有明显增加,有时可占碎屑总量的10%以上,由于粒度很细,粉砂岩中的石英碎屑常常分选很好,磨圆较差。有些粉砂岩中发育页理,但页理成因还不十分清楚,一般认为与粘土矿物或由粘土转化而来的绢云母、绿泥石等在较高压力下的定向排列有关。奇怪的是,它只在地表露头出现,而深埋在地下(如在钻井岩心中)的粉砂岩和泥质岩却没有页理。二.粉砂岩的分类命名粉砂岩可以不作进一步划分。如有必要和可能,也可按粒度、碎屑成分和泥质含量划分(图15-3)。其中的云母粉砂岩还可按云母类型细分成白云母粉砂岩(以白云母为主)、黑云母粉砂岩(以黑云母为主)和二云母粉砂岩(两种云母含量大体相当)。同样地,也可作综合划分,如石英细粉砂岩、长石粗粉砂岩、泥质白云母石英粗粉砂岩等等。若有化学沉淀的胶结物,也可将其冠在岩石名称之前,如钙质石英粗粉砂岩等等。泥质岩泥级质点(主要指粘土矿物)含量超过50%的沉积岩称泥质岩(Argillaceousrocks或Mudrocks),泥质岩可沉积在各种大陆、海洋和其间的过渡环境中,在分布的广泛性上也超过了其它沉积岩。泥质岩与国民经济和人民生活关系密切。世界上(包括中国)超过一半的石油和天然气都是由泥质岩所含有机沉积物降解形成的,是最重要的生油岩石和封闭油藏和气藏的盖层岩石。它还广泛用于陶瓷工业、耐火工业以及用于化工或作为工业填料等等。泥质岩的研究日益受到人们的关注。泥质岩的一般特征泥质岩的成分非常复杂,主要是高岭石、伊利石(又称水云母)、蒙脱石、绿泥石和混层粘土等粘土矿物,经深埋成岩作用后还可出现绢云母,此外,还常常含有粉砂级或泥级大小的石英、长石和云母碎屑以及其它自生成分,如方解石、自生石英、铁铝氧化物或其水化物、黄铁矿、有机质等。泥质岩的分类命名1、按是否发育页理划分泥岩(Mudstone):无页理页岩(Shale):有页理用页理定义页岩是一种国际性的普遍做法。国内外也有人将页岩定义为发育有水平纹理的泥质岩,但并不是所有发育水平纹理的泥质岩都发育页理,故这里不用此说。另外,欧美国家将有页理的粉砂岩也称为页岩,这与我国的习惯不同。2、按粘土矿物的组成划分单成分粘土岩(Monogenicclaystone):指在粘土矿物中有某种粘土矿物含量超过50%,这种粘土矿物可直接参加定名,如高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩、伊利石粘土岩(Kaolinitic、Montmorillonitic、Illitic
claystone),如还有页理,可将“粘土岩”改为“页岩”。复成分粘土岩(Polygenicclaystone):指在粘土矿物中任何一种粘土矿物含量都不超过50%。自然界中大多数泥质岩都是复成分的,所以“复成分粘土岩”这一名称用得较少,可直接称为泥岩或页岩。2、按粘土矿物的组成划分粘土岩这一名称的内涵各家看法不一,欧美国家因为将粉砂也看成是“泥”,所以常常规定粘土含量大于2/3时为粘土岩或粘土页岩(Clayshale),在2/3-1/3之间时为泥岩或泥页岩(Mudshale),粘土含量小于1/3或粉砂含量大于2/3时为粉砂岩。我国的粘土岩与泥质岩在习惯用法上则是同义的。3、按非粘土的其它成分划分按其它成分划分的岩石类型有:钙质泥岩或页岩:可与稀盐酸反应,但反应不是由钙质生物化石引起的,可以与泥灰岩(Marlite)过渡。红色(或铁质)泥岩或页岩:颜色为红、紫红等,含赤铁矿或水赤铁矿。黑色泥岩或页岩:因含细分散状黄铁矿而呈黑色,但不污手。碳质泥岩或页岩:含较多有机碳,有时有植物化石,黑或灰黑色,污手。硅质泥岩或页岩:此硅质指自生硅质矿物,大多是成岩期的产物,常由火山玻璃或硅质生物溶解尔后沉淀(或重结晶)形成。这类岩石通常颜色较深(深灰—黑灰),硬度较大,可突出在风化面上,可与硅质岩过渡。油页岩(Oilshale):含沥青,颜色为棕、褐等,风化后常为浅棕、淡褐等,质地较轻,灼烧时冒烟,有沥青味。也称沥青质页岩(Bituminousshale)4、具特殊成因的泥质岩特殊成因主要指化学沉积或残积成因。另有热液成因,但不在沉积岩之列。鲕粒高岭石粘土岩是化学沉积泥质岩的典型代表。岩石具鲕粒结构,鲕粒为同心鲕,由高岭石构成,但鲕圈有时较模糊。这种泥质岩很少见,我国辽宁本溪有少量分布。残积型泥质岩种类较多,主要有残积高岭石粘土岩和残积蒙脱石粘土岩。残积高岭石粘土岩为富Al硅酸盐(主要是酸性岩浆岩、片麻岩等)的风化残积物,形成于温暖潮湿、地形微有起伏的酸性风化条件下。这时长石等富Al矿物易于水解,溶出的碱或碱土金属离子可顺利排出,而源岩却很少剥蚀。岩石中的粘土矿物几乎都是高岭石,其它粘土矿物很少。岩石可呈纯白、淡红、淡黄、浅灰等颜色,摸之有滑腻感吸水性强,遇水不膨胀。我国江西景德镇高岭村的残积高岭石粘土岩著称于世,高岭石也因此而得名。具特殊成因的泥质岩残积蒙脱石粘土岩通常称斑脱岩(Bentonite),因其遇水急剧膨胀(体积可增大10倍以上),摸之滑腻,故也称膨土岩或膨润土。岩石成分以蒙脱石和伊利石—蒙皂石混层粘土为主,颜色斑杂不均,有白、粉红、黄、淡绿、淡蓝等,硬度较小,斑脱岩多是中酸性火山岩或火山碎屑岩原地风化蚀变产物。斑脱岩也可由水下喷发的火山岩蚀变产生,形成机理与地表风化类似(可称海底风化)。我国河北张家口、宣化和浙江余杭、诸暨等地有斑脱岩产出。残积高岭石粘土岩和残积蒙脱石粘土岩如规模较大,都可作为矿床开采。内源(自生)沉积岩一、一般特征内源沉积岩的物质来源——直接来自沉积盆地的溶液或沉积场所的溶液,是沉积介质中的溶解物质经过化学或生物化学作用沉淀的1.内源沉积岩的物质成分常见的为: (1)Al氢氧化物:三水铝石/一水硬铝石/一水软铝石
(2)Fe氧化物、氢氧化物:针/褐/赤铁矿
(3)Mn———————:软/硬/水锰矿
(4)磷酸盐矿物:胶磷矿/磷灰石
(5)氧化硅——:蛋白石/玉髓/石英
(6)碳酸盐——:方解石/白云石
(7)硫酸盐——:石膏/硬石膏/天青石/重晶石
(8)卤化物:石盐/钾石盐/光卤石
(9)有机质:此外,还可以混入少量陆源矿物,如Q,长石每一种内源沉积岩的主要矿物则比较简单,原因是一种条件只有一种矿物沉淀2.内源沉积岩的结构由于形成方式多——化学、生物化学、生物、交代等,因此结构类型多,我们讲4种(1)晶粒结构: 化学沉淀、重结晶形成,与岩浆岩相似,按照结晶程度分为: 非晶质结构——较少,如蛋白石,致密,贝壳状断口 隐晶质/微晶质结构——微晶矿物组成,晶粒<0.03mm,致密,贝壳,瓷状
显晶质结构——可以按照绝对大小再细分,粗晶/中晶/细晶(2)生物骨架结构: 造礁生物形成的礁灰岩所特有的结构。 常见的造礁生物——群体珊瑚,海棉、苔藓虫,层孔虫,藻类 特点:是原地生长的造礁生物遗体组成的岩石骨架,骨架内有许多大小不 同、形状各异的孔隙和空洞,而又被礁体内附生的生物遗体、造 礁生物的碎屑物质、化学沉淀物质所充填(柱状,纤维状方解石)(3)粒屑结构内源沉积物
破碎、搬运、再沉积以碳酸盐岩的粒屑结构为例:A.粒屑类型 内碎屑——碳酸盐沉积物再沉积,砾/砂/粉/泥屑,命名 生物碎屑(骨屑)——生物遗体破碎、磨蚀、堆积 鲕粒(豆粒)——<2mm鲕粒,>2mm豆粒,同心层状
球粒(团粒)——微晶碳酸盐,无明显内部构造 团块——不规则外形的复合颗粒B.微晶基质——又叫灰泥基质/泥晶基质,由微晶方解石组成,<0.03mmC.亮晶(方解石)胶结物——碳酸盐颗粒之间的化学沉淀物,>0.03mmD.胶结类型——包括胶结物成分、填隙物本身结构和 胶结类型(基底式/孔隙式/接触式)
波浪、潮汐三、碳酸盐岩类碳酸盐岩——是Ca、Mg碳酸盐矿物为主组成的沉积岩,主要类型是石灰岩和白云岩1.一般特征(1)矿物成分:
A.碳酸盐矿物——主要是方解石、白云石,有时有文石、铁白云石等
B.非碳酸盐的自生矿物——如,氧化铁、海绿石、黄铁矿、Q、有机质等
C.陆源矿物——Q、长石、云母、粘土矿物,一般很少,若多则过渡为 泥质岩和碎屑岩。(2)碳酸盐岩的结构: 前面讲过包括多种,如:粒屑结构、晶粒结构、生物骨架结构、 交代残余结构(3)构造:种类很多——源于其形成方式很多机械搬运沉积的——与流水作用有关的各种沉积构造,如斜层理、交错层理等浊流沉积作用形成的——粒序层理、槽模、沟模原地沉积的特殊构造——叠层石、鸟眼构造、示底构造2.碳酸盐岩的分类分类方案很多,有几十种,归纳起来有2个分类法:成分分类和结构-成因分类在成分分类中可有: 两组分分类,如石灰岩+白云岩分类 三组分分类,如石灰岩+白云岩+泥岩 石灰岩+白云岩+粘土很多分类须在室内详细工作,如显微镜下鉴定的基础上完成碳酸盐岩分类表(结构-成因分类)灰岩(颗粒灰岩、泥晶灰岩)、白云岩,亮晶、泥晶胶结物3.碳酸盐岩的主要类型(1)粒屑亮晶灰岩
由粒屑+亮晶组成,粒屑较多,常为粒屑支撑粒屑可有:内碎屑、鲕粒、豆粒、骨屑、团粒条件:水动力较强,粒屑具有较高的圆度和分选性,有层理、波痕等常见的:A.内碎屑亮晶灰岩:内碎屑+亮晶方解石
B.
鲕粒(豆粒)亮晶灰岩:鲕粒(豆粒)+亮晶方解石现代鲕粒条件:温暖,>20OC,强烈扰动之浅水,水体清洁,盐度高C.生物亮晶灰岩:生物遗体(骨屑)+亮晶方解石 生物遗体——多为破碎,一定程度的磨圆分选,生物种类很多,若 为一种生物为主,命名例如:海百合亮晶灰岩大的内碎屑颗粒。内碎屑中含有腕足类动物壳的碎片。碎屑周围为亮晶方解石含有大量的软体动物骨骼,它们都已被一些方解石晶体所充填。岩石的基质部分为微晶方解石。粒屑泥晶灰岩完整的海胆骨针横剖面,具椭圆形和放射状结构,为单晶体。粒屑亮晶灰岩灰岩中的鲕粒。鲕粒核心为微晶方解石颗粒。鲕粒之间为碳酸盐泥混合物基质和亮晶方解石胶结物。石灰岩中的球粒(或粪球粒)。
圆状或椭圆状,无内部构造。含有鲕粒、球粒和一些少量生物碎屑,它们由微晶和亮晶方解石胶结。上部不透明矿物是沥青。有孔虫生物灰岩。其中的有机体是栗孔虫,其壁都是微晶方解石。胶结物为细粒的亮晶方解石,但也有未被充填的空隙。片中还可见到双壳类的模铸。(3)微晶灰岩由<0.03mm的碳酸盐颗粒+微晶方解石 >90%浅灰-深灰色,微晶结构,隐晶质结构,致密,端口光滑具有块状层理或水平纹理——静水或弱动力的盆地、泻湖(4)生物礁灰岩造礁生物形成的,是原地的造礁生物——层孔虫,苔藓虫,珊瑚等坚固的抗浪骨架——内部有棘皮动物动物、腕足类等 还有的骨架被亮晶方解石充填——生物骨架结构生物礁大小:1-2m,几百米微晶灰岩(5)粒屑白云岩由粒屑灰岩——经过白云石化形成,白云石含量应>50%同粒屑灰岩一样,具有内碎屑、鲕粒、豆粒、骨屑等——但是有破坏生物化石经过白云石化后全部消失,仅存部分(6)微晶白云岩由微晶白云石组成,含少量方解石、泥质和铁质浅灰-浅黄灰色,风化后有密集的、纵横交错的刀砍状溶沟水平纹理构造或块状构造分布广,不含或极少含化石,成因尚未解决。(4)交代残余结构交代作用不彻底,原岩中矿物成分和结构被部分保存下来例如:鲕粒灰岩方解石鲕粒部分或者全部被白云石所代替,但是鲕粒的形态、内部同心层状构造仍部分或全部保留——————称为交代残余鲕粒灰岩白云石化1.铝质岩(化学)(1)富Al2O3,且Al2O3>SiO2的岩石,若Al2O3>40%,Al2O3:SiO22:1,则为铝土矿(2)矿物成分:铝的氢氧化物为主, 三水铝石Al(OH)3,
一水软铝石-AlO(OH),
一水硬铝石-AlO(OH),
其他成分是呈微晶产出的粘土矿物、陆源碎屑矿物等(3)颜色——灰-黄-褐红色(4)结构——内碎屑结构,微晶结构,豆粒/鲕粒结构(5)按照成因分类—— A.残余型铝质岩(铝土矿)——原地风化残余堆积 福建省漳浦玄武岩风化残余红土型铝土矿
B.沉积型铝质岩(铝土矿)——风化后搬运到盆地沉积 如我国华北石炭系底部2.铁质岩(化学)(1)指富含含铁矿物的岩石,若Fe2O3>20%,则为铁矿石(2)含Fe矿物: 氧化铁矿物——针铁矿/赤铁矿 碳酸铁矿物——菱铁矿 硅酸铁矿物——鲕绿泥石 硫化铁矿物——黄铁矿/白铁矿(3)常见结构——内碎屑结构,豆粒/鲕粒结构,团粒结构,微晶结构构造——斜层理,粒序层理,波痕,泥裂(4)主要类型: A.氧化铁质岩(矿石)——褐红色,比重大,常为鲕粒结构 如:华北宣龙式铁矿,南方泥盆系宁乡式铁矿
B.菱铁矿岩(矿石)——在地表易风化呈红色,层状透镜状
C.鲕绿泥石铁质岩(矿石)——鲕绿泥石,暗灰色,灰绿色
如东北浑江地区临江式铁矿
3.锰质岩(化学)(1)富含Mn矿物的沉积岩,有工业价值的即为锰矿石(2)矿物成分: 软锰矿
MnO2
鲕粒状,隐晶质集合体
硬锰矿mMnO•MnO2•H2O钟乳状,细晶集合体
水锰矿Mn2O2(OH)2
鲕粒状,致密块状矿石
菱锰矿MnCO3
鲕粒状,结晶粒状(3)结构——豆粒/鲕粒结构,隐晶质结构(4)主要类型—— A.锰质泥质岩——水锰矿,硬锰矿
B.锰质碳酸盐岩——菱锰矿,锰方解石
C.锰质碎屑岩——锰质粉砂岩/
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