陆源碎屑岩的成分与结构

沉积岩与沉积相教案——第三章陆源碎屑岩的成分与构造沉积岩与沉积相教案——第三章陆源碎屑岩的成分与构造第第10页第三章陆源碎屑岩的成分与构造义。下面我们对这四方面分别学习。第一节碎屑岩的物质成分碎屑岩包含四种组成局部：碎屑颗粒、杂基、胶结物和孔隙 也是碎屑岩的三大物质组分。其中碎屑颗粒是岩石的主体局部，占整个岩石的50%以上，并打算了碎屑岩的根本特征。杂基和胶结物合称填隙物。碎屑岩好比是砖块砌起来的墙，则一块块的砖就相当于砂岩中的砂粒、粉砂岩中的粉砂。填隙物是充填在碎屑颗粒之间的组分。杂基是与碎屑颗粒一起沉积下来的较细粒物质，分布于碎屑颗粒间，如砂岩中的细粉砂和粘土物质，相当于附着在砖块上的尘土和砂粒。胶结物是碎屑颗粒之间的化学沉淀物，形成于沉积后阶段，如碳酸钙、二氧化硅等，将松散沉积物粘结、固结起来，形成沉积岩，可以与将砖块起粘结固定作用的水泥相比。在砖块、水泥和尘土之间没有被充填的或墙砌成后由于风吹雨淋造成的空隙和裂缝就相当于碎屑岩的孔隙。不同的是，碎屑岩孔隙和裂缝发育是好事，能为油气供给良好的储集空间和运移通道，一堵墙假设消灭大量孔洞和裂缝可就糟了。一、碎屑颗粒岩石碎屑组成。〔一〕矿物碎屑203~5种。2.86的称为重矿物〔如榍石、锆英石、局部铁镁矿物〔如辉石、角闪石〕以及来自变质岩的变质矿〔2.86的自生矿物〔如黄铁矿、重晶石比重小于2.86轻矿物的种类不多，但打算了碎屑岩的主要性质，以石英、长石、云母为主。〔quartz〕陆源碎屑矿物中以石英，几乎每一种碎屑岩中都含有石英。它主66.8%，在砾岩中含量较少，在粘土岩中含量更少。屑石英颗粒的磨圆程度随形成条件的不同而有差异。-长石质片麻岩及片岩是碎屑石英的主要来，和颗粒类型等特征，有助于推断石英的来源。成为多晶石英碎屑。长石是结晶岩中分布最广、数量最多的矿物。但在碎屑岩中，据统计，长石碎屑仅相当于1/4长石在风化和搬运中渐渐被淘汰，造成数量大幅度削减。但在近距离快速堆积的碎屑岩中，长石的含量可到达50%。海相砂岩一般石英含量高于湖相砂例10～25%构成长石质石英砂岩或长石砂岩。一般认为，地壳运动比较猛烈、地形高差大、气候枯燥、物理风化为主、素长石；斜长石中，钠长石远多于钙长石。云母类生，以抗化学风化力气较强的白云母居多。重矿物几乎每一种碎屑岩中都含有不超过10%的重矿物，它们的颗粒往往比石0.25~0.05mm粒级中含量最高。划分为稳定重矿物和不稳定重矿物两类。抗风化力气高，分布广泛，在远离母岩区的沉积岩中百分含量相对增高，。常见的稳定重矿物有石榴石、榍石、磁铁矿、电气石、锆英石、金红石等。不稳定重矿物稳定性弱，分布不广，〔不包括自生成因的〕等。〔二〕岩石碎屑岩石碎屑简称岩屑，是母岩机械裂开形成的岩块，是保持着母岩构造的，因此岩屑可以供给有关母岩特征的直接信息。岩屑的抗风化能力较弱，其大量消灭反映了特别的地质条件，如气候枯燥、快速的剥蚀和堆。同一种岩屑的数量和粒度的变化说明距陆源区的远近或化学风化程度的岩的矿物粒径大，搬运距离较远，也可能保存数量较多的岩屑。岩屑大量消灭在砾岩中，而粘土岩中几乎没有。在砾岩中岩屑平均含量95~100%，少的则完全没有。常见的岩屑类型来自各类侵入岩、变质岩、喷出岩、硅岩、粘土岩和碳。〔三〕成分成熟度在碎屑岩成因分析中，常以碎屑岩中最稳定组分的相对含量来标志其成这就是成分成熟度的概念。在轻组分中，单晶非波状消光石英是最稳定的，它的相对含量是碎屑岩成熟程度的重要志。在重矿物中，锆石〔Zircon、电气石〔Tourmalin、金红石〔Rutile〕是最稳定的，这三种矿物在透亮矿物中所占的比例称为“ZTR”指数，也是推断成分成熟度的标志。度它们在很大程度上受气候和大地构造条件的制约。二、填隙物成因以及对岩石所起的作用等方面是不同的。〔一〕杂基杂基是碎屑岩中以悬移载荷方式沉积的，粒径一般小0.03mm的细小碎屑岩中最常见的杂基成分是高岭石、水云母、蒙脱石和绿泥石等各种粘土矿物，有时见有灰泥、云泥等。各种细粉砂级别的石英、长石以及隐晶构造的岩屑等，也属于杂基范围。的特征。〔二〕胶结物胶结物是碎屑岩在沉积、成岩阶段从胶体或真溶液中沉淀出来充填在碎屑颗粒之间的各种矿物〔即自生矿物：沉积和成岩阶段以化学或生物化学方式形成的沉积矿物。其中以碳酸盐质〔方解石、白云石、菱铁矿等、硅质〔隐晶质：在显微镜下才能识别单体的矿物、石英、铁质和磷酸盐类矿物较为常见。pHEh值等地质条件，因此，争论胶结物的类型、物质来源，析出挨次和起始时间等是争论岩石形成历史的重要课题。分布对岩石的储集性能、油层开采和测井、地震响应等具有较大的影响。其次节碎屑岩的构造具体地说，包括碎屑颗粒的构造，杂基和胶结物的构造，孔隙的构造以及碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系。重要标志。一、碎屑颗粒的构造碎屑颗粒的构造包括碎屑的粒度、圆度、球度、外形以及颗粒外表的微。〔一〕粒度粒度的概念粒度即碎屑颗粒的大小 接打算着岩石的类型和性质，因此是碎屑岩分类命名的的重要依据。值和体积值。线性值线性值是直观测量出来的。由于颗粒外形不规章，因此通常要测量颗粒〔1〕〔2〕di〔3〕ds。体积值体积值代表与颗粒同体积的球体直径，可以用标准直径〔bn〕表示。A、B、C轴。在砾岩争论中有时也用体积值。粒度的划分划分方案。我国实际生产中应用较广泛的十进制。十进制颗粒直径(毫米)十进制颗粒直径(毫米)粒砾砾砾砾砂级划2的几何级数制颗粒直径(毫米)>10001000～100100～1010～11～0.5巨粗中细粗砾分巨中砾卵砾砾石石极粗砂0.5～0.25中砂砂粗砂中砂细砂＞256256～6464～44～22～11～0.50.5～0.250.25～0.1250.25～0.1细砂极细砂0.125～0.06250.1～0.050.05～0.01粗粉砂细粉砂粗粉砂粉砂 中粉砂细粉砂极细粉砂0.0078～0.0039＜0.01〔泥〕＜0.0039国际上应用较广的是〔伍登-温哥华的方案以1mm为2或乘以2〔。>2mm砾2~0.0625mm砂0.0625~0.0039mm粉砂<0.0039mm粘土〔泥〕将几何级数制标准对数变Φ。Φ=-loD为碎屑颗粒直径mm。<-1 砾 -1~4 砂 4~8 粉砂 >8 粘土〔泥〕1990分析鉴定方法”标准汇编中提出的碎屑颗粒粒度划分标准已经在石油系统推广使用。表2 石油行业碎屑颗粒粒度分级标准粒级粒级粒径，mm>20.5~20.25~0.50.1~0.250.03~0.1<0.03〔实际使用时，将其定位<0.01mm〕碎屑岩分类和命名的根底。碎屑岩的粒度分类和命名上进展。假设碎屑岩的粒度分选程度很好，碎屑根本属于同一粒级，那么它的粒如细砾岩、中砂岩、粗粉砂岩等。用的粒度分类命名的具体原则：三级命名法。以含量大于或等于50%，即基含量介于50~25*含量25~10%的粒级作次要形容词，以“**”的形式写在最前面；含量少于10%的粒级一般不反映在岩石的名称。没有一个粒级的含量大于或等于50%50～25%的粒级又不只一个。这时则以含量为50～25%的粒级进展复合命名，以“＊＊—＊＊岩”的形式表示，含量较多。其它含量少的粒级仍按第一条原则处理。假设碎屑岩的粒度分选更差，不但没有含量大于50%的粒级，而别合并为砾、砂和粉砂三大级，然后按前两条原则命名。〔二〕圆度圆度是指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程。它与颗粒的外形无关，只是棱角锐利程度的函数。要准确地争论和比较碎屑颗粒的圆度，则要计算其圆度系数。传统的方法是将碎屑颗粒的最大扁平投影面放大，在此面上测量出的圆度公式计算：P〔圆度系数〕r〔各角平均曲率半径〕

(r)R〔最大内切圆的半径〕N〔最大扁平面上角的数目〕R公式说明，比01之间。在实际工作中，通常用目估法确定颗粒圆度。一般将圆度分为四级：——碎屑颗粒具有锐利的棱角，具凹棱。——碎屑颗粒的棱角有磨蚀现象，但棱角仍清楚可见。原始轮廓仍可识别。圆状——碎屑颗粒的棱角已经根本或全部消逝，棱线外凸呈弧状。碎屑的原始轮廓也已经消逝。磨圆度差较差中等较好好∣极好磨圆度差较差中等较好好∣极好颗粒外形尖棱角状棱角状次棱角状次圆状圆状滚圆状〔三〕球度BC3A2球度是指碎屑颗粒接近球体的程BC3A2(球度系数)1，最小值趋近于0。〔四〕外形颗粒的外形可依据Ａ、Ｂ、Ｃ三个轴间的关系加以划分〔表的颗粒可以有一样的球度。圆球状B/A>2/3C/B>2/3扁球状B/A>2/3C/B<2/3椭球状B/A<2/3C/B>2/3长扁球状B/A<2/3C/B<2/3在实际应用中常用的外形术语是：粒状——颗粒各向等长，如石英；柱状——一向特长，柱面发育，如、；其它还有放射状、纤维状等。颗粒大小和搬运沉积介质条件有关。一般说来，颗粒的外形和圆度在粗碎屑岩的争论中具有更大的意义。〔五〕分选碎屑岩中颗粒大小均匀的程度称为分选性或分选程可粗略地划分为好、中、差三级。当主要粒级成份含量>７５％〔指占碎屑总量的７５％以上〕或者颗粒大小接近相等时，称为分选；当主要粒级成份含量为５０～；而没有一种粒级成份能够超过５０％，或者颗粒。进一步的争论则用碎屑岩中颗粒大小的更准确地分析碎屑岩颗粒的分选性。差＞4.0差极差差＞4.0差极差2.0～4.0＞4.0分选度So〔分选系数〕分选度σ1〔标准偏差〕极好＜0.35好1～2.5好0.35～0.5较好0.5～0.71中等2.5～4.0中等0.71～1.0较差1.0～2.0〔六〕颗粒的外表构造在碎屑颗粒外表常有各种磨光面、毛玻璃化和显微的刻蚀痕等，称为〔又称霜面漆、冰川擦痕以及各种刻蚀痕和撞击痕等。〔七〕构造成熟度〔texturalmaturity〕也称物理成熟度，是指碎屑沉积物經风化、搬运和沉积作用的改造，在构造上接近于最终特征的程。构造成熟度越高，则碎屑物质分选性越好，磨圆度越高，杂基含量越少。二、填隙物的构造〔一〕杂基的构造概念杂基是指碎屑岩中与砂、砾一起沉积下来起填隙作用的细粒物质，粒度小于0.03m〔或φ；其成分常为小于0.03mm的细粉砂和粘土物质，有时可见碳酸盐灰泥和铁质成分的杂基，它们常与粘土杂基混合消灭。粉砂岩和粘土岩不存在杂基的概。分类杂基按成因分为原杂基和正杂基两种类型：碳酸盐泥以及石英、长石、云母等矿物的细粉砂级碎屑，具有泥质构造，与碎屑颗粒之间没有交代现象。矿物多呈显微鳞片构造，与碎屑颗粒的边缘可发生交代作用。正杂基矿物成分一般可以在显微镜下鉴别，常见的有高岭石质、水云母质、绿泥石质和蒙脱石质等。原杂基和正杂基可以作为沉积环境的标志。但在碎屑岩中还可见到一些与杂基极为相像的细粒组分，它们在成因上与杂基完全不同，称之为“似杂基、假杂基三种类型。〔二〕胶结物的构造体生长方式、结晶程度和分布的均匀性有关。常见的胶结物构造有：非晶质构造蛋白石、铁质、磷酸盐矿物常形成非晶质构造。隐晶质构造呈此种构造的胶结物有玉髓、隐晶质磷酸盐、碳酸盐等。显晶质构造。带状〔薄膜状〕和栉壳状〔丛生〕构造外表生长，称为栉壳状胶结。再生〔次生加大〕构造解石四周也可消灭次生加大构造。嵌晶〔连晶〕构造。此外，还有凝块状或斑点状构造，是由于胶结物在岩石中的不均匀性造成的。〔三〕胶结类型和颗粒支撑性质概念在碎屑岩中，碎屑颗粒和填隙物间的关系称为胶结类型。胶结类型胶结类型首先与碎屑颗粒与填隙物的相对含量有，其次则和颗粒间的。按碎屑颗粒与填隙物的相对含量将胶结类型划分为以下几种：基底胶结 物含量较多碎屑颗粒在其中互不接触而呈漂移状，填隙物的成分通常是粘土物质。一般代表密度较大的流体快速积存的特征，形成于同生期。孔隙胶结 碎屑颗粒构成支架状颗粒之间多呈点状接触胶结物少只充填在碎屑颗粒之间的孔隙中是成岩期或后生期的化学沉淀物。于碎屑颗粒相互接触的地方。它可能是干旱气候带的砂层，因毛细管作用，溶液沿颗粒间细缝流淌并沉淀形成的；也可能有原来的孔隙式胶结物经地下水淋滤改造而成的。质沉积物中的碎屑颗粒会更严密地接触，由颗粒的直接接触构成镶嵌式胶结。由于有时不能将碎屑与硅质胶结物分开，看起来象是没有胶结物，有人把它称为无胶结物式胶结。支撑类型按碎屑和杂基的相对含量将支撑类型划分为：杂基支撑杂基含量高，颗粒互不接触，在杂基中呈漂移状。一般〔沉积物重力流〕颗粒支撑 碎屑颗粒含量占确定优势颗粒之间有点接触线接触、凹凸和缝合接等不同的接触关系，主要构成孔隙胶结、接触胶结和镶嵌胶结〔牵引流形成的砂质沉积物〕压溶等成岩作用的强度和进程，颗粒间缝合接触是成岩程度很深的特征。〔四〕孔隙孔隙是岩石中未被固体物质充填的局部。效孔隙进展渗流的。由此可见，孔隙是碎屑岩重要的构造组分之一。依据形成阶段的不同，可以把孔隙分为原生孔隙和次生孔隙。1.原生孔隙原生孔隙又叫沉积孔隙，是碎屑颗粒原始格架间的孔隙，同时也包括一些微孔隙。选程度等打算的。26.0%。当呈46.7%。但是，真正的碎屑砂粒是不行能完全为球体的。同时，碎屑分选好，会增大粒间孔隙空间；分选差，则相反。2.次生孔隙次生孔隙主要是沉积物或沉积岩在埋藏成岩过程中经受次生溶解作用形成的孔隙，也包括岩石因裂开或收缩作用造成的缝隙。孔隙是更重要的油气储集空间。3.孔隙的演化原生孔隙会因压实作用而不断削减，因胶结作用而被充填，从而失去其有效性。性质，如碳酸盐矿物、硫酸盐矿物，甚至长石等硅酸盐矿物，在温度、压力上升以及适当的成岩介质条都可能，从而在砂岩中形成次生孔隙，构成次生孔隙发育带，成为有效的储集空间。此外，岩石的裂开和收缩也可产生次生孔隙。4.孔隙构造的数据和信息。孔隙度和渗透率是最常用的油层物性参数。两者一般成正比。渗透率比孔隙度更重要