岩石鉴定专业知识讲座

沉积岩实习沉积岩是在地表及地表下不太深地方形成一种地质体，它是在常温常压下由风化作用、生物作用和某种火山作用形成物质通过一系列改造（如搬运、沉积、成岩等作用）而形成岩石。由于沉积岩形成条件和方式与岩浆岩和变质岩不一样，因此其物质组成、构造构造与岩浆岩和变质相比有较大差异。学习和掌握各类沉积岩岩石学特性，是我们进行沉积岩试验目标。研究沉积岩办法很多，但最基本是手标本观测和显微镜观测。试验安排：砾岩和砂岩2学时，粉砂岩和泥质岩2学时，碳酸盐岩2-4学时，其他内源岩2学时。根据不一样专业《岩石学》教学计划，试验学时可作对应调整。第1页手标本观测主要内容

1与岩浆岩、变质岩同样，沉积岩手标本观测不但是从事野外地质工作基础，也是正确进行镜下研究必要前题，对于沉积岩构造、颜色以及粗碎屑和构造识别，手标本观测则更是必不可少。2标本颜色：沉积岩颜色是沉积岩形成环境或后生变化统计，因此正确地描述它颜色是比较主要。在详细描术时首先应当注意辨别是原生色还是次生色，若为原生色时，应深入辨别是继承色还是自生色（后者是沉积环境统计）。在描述颜色时除了要描述颜色深浅外，还要注意其基本色调，如灰色、红色等。介于两种颜色之间颜色用复合色名称，如灰绿色、紫红色等。还可用日常生活中常见物某些特性色描述，如砖红色、肉红色等。第2页3构造观测：构造观测对沉积岩来说尤为主要，它是沉积岩生成条件有力佐证。尤其是层理构造，它是区分于岩浆岩和大多数变质岩显著特性，并且是判断沉积环境主要根据。观测内容包括层理构造、层面构造及生物遗迹观测等等。

4物质组分观测：主要是对粗碎屑或粗结晶岩石成份识别，常用观测工具为放大镜和小刀，有时需要借助于5%稀盐酸或茜素红S试剂识别石灰岩和白云岩。对于沉积岩物质组成详细识别主要是在显微镜下观测第3页薄片观测主要内容

1假如说手标本判定主要是观测沉积岩颜色和构造话，那么在显微镜下薄片判定则着重处理沉积岩物质成份和构造。观测内容有：2物质组分观测：根据所学《晶体光学及造岩矿物》知识，判定岩石中矿物成份，描述矿物主要光性特性，估计各矿物百分含量。对于具碎屑构造和粒屑构造岩石，碎屑、粒屑与填隙物成份、含量应分别描述，并注意多种组分之间关系。第4页3沉积岩构造观测：观测各类沉积岩构造组分。对于陆源碎屑岩，应描述碎屑大小、磨圆度、分选程度及胶结物构造和胶结类型；对于粘土岩，要注意粘土矿物结晶程度、粘土矿集合体形态及具有碎屑矿物粒级和含量。若为碳酸盐岩，应注意是粒屑构造还是晶粒构造，对于具粒屑构造岩石，要描述多种颗粒种类、大小、形态及胶结物构造和胶结类型。

4显微构造观测：沉积岩构造主要在野外露头上直接观测，但有些构造只能在显微镜下才能见到，这些显微构造对判断岩石成因是很故意义。

岩石定名：根据上述观测成果，按对应岩类分类命名标准对岩石进行详细定名。第5页沉积岩描述实例

（一）手标本描述：

标本编号：S1-007

产地：浙江杭州

灰白色，中粒砂状碎屑构造，块状构造。

碎屑含量90%，粒度0.5mm，分选中等，磨圆度较差，具颗粒支撑、孔隙式胶结。碎屑成份主要为灰白色石英，偶尔可见微量黑色硅质岩岩屑。

填隙物含量10%，由粘土矿物组成。标本定名：灰白色中粒石英砂岩第6页(二)镜下薄片描述：

薄片编号：S1-007

产地：浙江杭州

砂状碎屑构造，颗粒支撑，孔隙式胶结，局部为基底式胶结。

碎屑含量85%，分选中等，磨圆度较差，粒度0.3-0.5mm，主要成份为石英（80%）、岩屑（5%）。

石英：次棱角状，具一级灰白干涉色，晶内常见包裹体，有颗粒具波状消光。

岩屑：次棱角—棱角状，粒度与石英碎屑相近，主要由玄武岩岩屑组成，少许片麻岩岩屑。

填隙物含量15%，主要为粘土矿物（13%），少许铁质胶结物（2%）。

粘土矿物：以蒙脱石为主，少许高岭石、水白云母。

蒙脱石：鳞片状，粒度0.005mm，单偏光下呈浅黄色，正交镜下具一级橙黄干涉色。成集合体分布在碎屑之间孔隙中。

高岭石：鳞片状，粒度0.003mm，单偏光下无色，正交镜下具一级灰干涉色。

水白云母：片状，粒度0.01mm，单偏光下无色透明，正交镜下具二级蓝干涉色。

铁质胶结物：黑色不透明，形态不规则，在强光下呈褐黑色，也许为褐铁矿。第7页详细定名：中粒岩屑石英杂砂岩S1-007

显微照片砂状碎屑构造，颗粒支撑，孔隙式胶结。碎屑成份主要为石英（Q），少许岩屑（Yx）。填隙物主要为粘土矿物（Nt)。正交偏光，×50第8页

亮晶鲕粒灰岩。单偏光，×50。两个世代亮晶方解石。单偏光，×125。第9页陆源碎屑岩类

陆源碎屑岩类试验内容与要求:

观测碎沉积岩标本原生色和次生色，根据岩石颜色分析沉积岩形成时古气候及氧化还原环境。观测水平层理、波状层理、交错层理、平行层理、波痕、干裂等构造特性，理解多种构造形成环境。观测碎屑岩中碎屑成份、胶类型及胶结物特性，掌握碎屑岩描述办法。理解碎屑岩主要种属，掌握砂岩分类命名标准。陆源碎屑岩根据碎屑物粒度可分为粗碎屑岩、中碎屑岩和细碎屑岩三类。粗碎屑岩代表岩石为砾岩和角砾岩；中碎屑岩代表岩石为砂岩；细碎屑岩代表岩石为粉砂岩。第10页砾岩和角砾岩

此类岩石中粗碎屑粒度>2mm。按砾石大小还可深入分为细砾岩（2-10mm)、中砾岩（10-50mm）、粗砾岩（50-250mm）、巨砾岩（>250mm）。当砾石磨圆度很差，呈棱角状或次棱角状时称为角砾岩。粗碎屑岩中砾石主要是多种岩石碎块，它们主要为机械强度较高岩石，较少为机械强度较低岩石。研究粗碎屑岩主要是在野外露头上或手标本上观测，观测内容包括砾石成份、大小、圆度、定向性、支撑性和填隙物成份（是泥质、砂质还是化学胶结物）。然后根据砾石成份进行定名，如石英岩砾岩、火山岩砾岩、石灰岩角砾岩、复成份砾岩（由多种成份砾石组成砾岩）。第11页

砾岩:岩石中砾石呈次棱角状，砾径>2mm。角砾岩：砾石呈棱角状，填隙物砂质及粉砂质。第12页砂岩

又称中碎屑岩，是指砂级碎屑含量>50%沉积岩。此类岩石在自然界分布较广，是研究最多沉积岩类之一。砂岩由砂级陆源碎屑和填隙物两部分组成，主要特性如下：

碎屑特性：砂岩中碎屑粒度在0.05-2mm之间，由于粒度较细，碎屑成份主要为某些单矿物碎屑，其次为由较细粒矿物组成岩石碎屑。最常见矿物碎屑有石英、长石，含少许云母和某些重矿物。岩屑成份较复杂，三大岩类岩屑都能够出现，若要鉴别它们需要具有岩石学方面基本知识。在观测时应注意描述碎屑下列特性：

碎屑粒度：在手标本上目估碎屑颗粒粒径；在显微镜下观测时，用目镜微尺精确测定屑碎颗粒直径。确定岩石中主要碎屑粒度可深入分为极粗砂（2-1mm）、粗砂（1-0.5mm）、中砂（0.5-0.25mm）、细砂（0.25-0.1mm）、极细砂（0.1-0.05mm）。

碎屑圆度：主要指碎屑磨圆程度，它与碎屑搬运距离有关，也与碎屑物理性质有关。碎屑圆度一般分为五级即棱角状、次棱角状、次圆状、圆状和极圆状，其特性见下列图。

第13页第14页粉砂岩：碎屑成份主要为石英，少许长石、白云母。碎屑分选良好，磨圆度差，大多呈棱角状。填隙物为方解石和粘土矿物。产地：湖南麻阳，正交偏光。

第15页粘土岩类

试验内容与要求：掌握粘土岩基本特性，注意观测粘土岩颜色、构造构造、硬度，理解几个最常见粘土矿物镜下判定特性。掌握粘土岩最基本岩石类型及分类命名标准。粘土岩主要是由粘土矿物及粒径不大于0.005mm细碎屑组成，是沉积岩中分布最广一类岩石。第16页矿物成份泥质岩中最常见构造为泥状构造，有时可见鲕粒构造，当具有粉砂时为粉砂泥状构造。常见构造有水平层理、页理、块状层理、干裂、虫迹等。泥质岩中矿物成份可分为粘土矿物和非粘土矿物两类，以粘土矿物为主。粘土矿物种类很多，主要有高岭石、蒙脱石、伊利石、埃洛石、绿泥石等。非粘土矿物为粉砂级或泥级陆源碎屑（石英、长石等）和某些自生矿物（方解石、黄铁矿、自生石英、有机质等）。由于粘土矿物粒度非常细小，在偏光显微镜下鉴别比较困难，只能根据可观测到晶形、折光率和干涉色作粗略判定，精确定名需要借助于电子显微镜、X射线衍射仪及差热分析等设备。构造构造泥质岩中最常见构造为泥状构造，有时可见鲕粒构造，当具有粉砂时为粉砂泥状构造。常见构造有水平层理、页理、块状层理、干裂、虫迹等。第17页泥岩颜色

由于泥质岩成份复杂，使颜色也有多种，常见有灰色、紫红色、黑色、灰绿色等。影响颜色主要原因为粘土矿物成份、有机质及铁离子氧化状态。灰色、黑色是由于富具有机质及含低价铁硫化物，为还原或强还原环境中形成；红色和紫红色是由高价铁（赤铁矿、褐铁矿）引发，是在氧化或强氧化环境下形成；浅绿色和灰绿色是具有二价铁离子或海绿石、绿泥石，是弱还原—弱氧化环境中形成。泥质岩分类及主要类型泥质岩分类有如下几个方案：按是否发育页理分为泥岩和页岩。按粘土矿物组成划分，如高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩、伊利石粘土岩等。按非粘土矿物成份划分，如含粉砂泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩、硅质泥岩等。第18页泥质岩主要类型有：泥岩和页岩：页岩是具有页理泥质岩，无页理称为泥岩。此类岩石成份复杂，主要有水云母、高岭石、蒙脱石。常具有某些碎屑矿物和自生矿物。根据颜色、碎屑物及混入化学物质成份可深入详细命名，如钙质泥岩和页岩、硅质泥岩和页岩、碳质泥岩和页岩、粉砂质泥岩和页岩、黑色页岩等等。单成份粘土岩：当粘土矿物中某种粘土矿物含量>50%时，可直接用这种粘土矿物名称命名，主要类型有：高岭石粘土岩、蒙脱石粘土岩、伊利石粘土岩等等。第19页

高岭石粘土岩中高岭石：片状、蠕虫状，一组完全解理，干涉色一级灰白。产地：北京怀柔，正交偏光。蒙脱石页岩：泥质构造，页理构造。主要矿物成份为蒙脱石（一级黄干涉色），含少许石英粉砂。产地：北京怀柔，正交偏光。第20页

黄色页岩；泥质构造，页理构造紫红色泥岩.泥质构造，块状构造。第21页碳酸盐岩类

试验内容与要求：观测各类碳酸盐岩标本，掌握基本判定特性。观测碳酸盐岩主要构造特性（包括晶粒构造、粒屑构造、生物骨架构造和交代构造）、胶结类型，注意泥晶基质与亮晶胶结物区分。学会对碳酸盐岩标本及薄片描述办法。掌握碳酸盐岩岩石分类命名标准和最基本岩石类型。碳酸盐岩主要由自生碳酸盐矿物方解石和白云石组成。自生碳酸盐矿物方解石含量>50%时称为石灰岩；若二分之一以上为白云石时为白云岩。它们经常还和陆源碎屑及粘土矿物组成过渡类型岩石。第22页石灰岩

矿物成份：石灰岩矿物成份较简单，在较纯石灰岩中几乎完全由方解石组成。不纯石灰岩中常具有粘土矿物、石英粉砂、海绿石、硅质、铁质等，当石灰岩经历白云岩化交代作用时可出现数量不等白云石。方解石和白云石在手标本和显微镜下特性相同，不易辨别，一般要借助于5%稀盐酸和茜素红S试剂。在标本上加稀盐后，方解石剧烈起泡而白云石轻微冒泡；在薄片上加茜素红S试剂后，方解石被染成红色，而白云石无变化。构造：石灰岩构造以泥晶构造和多种颗粒构造为主，其次为晶粒构造、生物骨架构造及交代构造。第23页石灰岩分类命名:

按矿物成份分类：

石灰岩中除了方解石外，有时具有其他矿物成份，向另一种岩石过渡，此时用这种划分办法。其他成份能够是白云石、粘土矿物、硅质等等，按构造特性分类：石灰岩构造最能反应石灰岩成因，按构造特性分类命名已经成为当今主要划分办法。分类根据主要为矿物结晶程度，岩石中颗粒、亮晶胶结物及灰泥基质相对含量等。有关构造分类命名详细内容请查阅有关教科书。

第24页

主要岩石类型：

泥晶或微晶灰岩：主要由泥晶方解石组成，可含少许颗粒，颗粒含量一般不超出10%（有人以为<5%）。内碎屑灰岩：内碎屑能够是砾屑、砂屑和粉屑。填隙物即能够是泥晶基质，也能够是亮晶胶结物，它们形成环境是不一样。根据内碎屑和填隙物成份可深入详细命名，如泥晶砂屑灰岩。生物碎屑灰岩：颗粒由生物碎屑或骨屑组成，常见生物碎屑种类有腕足、介形虫、海百合、三叶虫等等。填隙物即能够是泥晶方解石，也能够由亮晶胶结物组成。鲕粒灰岩：颗粒由鲕粒组成，填隙物为泥微晶基质或亮晶胶结物。要根据填隙物成份可详细命名为亮晶鲕粒灰岩、微晶鲕粒灰岩。第25页

微晶砂屑灰岩：砂屑构造，颗粒支撑，孔隙式胶结。砂屑由泥晶方解石组成，填隙物为微晶方解石。单偏光。亮晶鲕粒灰岩：鲕状构造，颗粒支撑，孔隙式胶结。鲕粒具环状同心纹，胶结物为亮晶方解石。产地：新疆，单偏光。第26页

微晶生物碎屑灰岩：生物碎屑构造。生物碎屑由海百合茎和三叶虫骨碎组成，填隙物为微晶方解石。产地：湖南桃沅，单偏光。生屑泥灰岩标本：生物碎屑构造。生物碎屑由三叶虫骨屑组成，填隙物为泥晶方解石和粘土矿物。产地：山东沂沅第27页

珊瑚灰岩：生物骨架构造。由珊瑚体组成，在珊瑚空腔内充填了细粒方解石。产地：江西玉山，单偏光。微晶灰岩：微晶构造，完全由微晶方解石组成。产地：辽宁金县，正交偏光。第28页

白云岩

1白云岩是碳酸盐岩中另一大类岩石，可单独产出，也常与石灰岩、砂岩共生。由于当代海水中不能直接沉淀白云石，因此人们普遍以为最少寒武纪以来白云岩主要是碳酸盐沉积物或石灰岩白云岩化产物。也有人以为存在着原生白云岩。2矿物成份：白云岩中矿物成份主要为白云石（含量>50%），其次为方解石。3构造：常见结晶晶粒构造，由于大部分白云岩是交代成因，因此经常能够见到交代残余石灰岩构造，如残余砂屑构造、残余鲕粒构造等等。4构造：基本与石灰岩相同，有出现团块状构造、透镜状构造。5白云岩分类命名按矿物成份分类：白云岩中主要矿物为白云石，常见其他矿物有方解石、粘土矿物、硅质等第29页6主要岩石类型：

细晶白云岩：完全由细粒白云石组成，无交代特性。

灰质白云岩：矿物成份以白云石为主，含量大于50%，次要矿物为方解石。

残余颗粒白云岩：残余颗粒构造，矿物成份以白云石为主，可含少许方解石。岩石中可见残余砂屑、鲕粒等颗粒。第30页

细晶白云岩：细晶晶粒构造，矿物成份为细晶白云石。正交偏光。灰质白云岩：矿物成份以白云石为主，其次为方解石（红色）。单偏光染色片第31页

残余砂屑白云岩：残余砂屑构造，岩石完全由细粒白云石组成，暗色椭圆状物为残余砂屑。单偏光。残余鲕粒灰质白云岩：残余鲕粒构造，圆形鲕粒几乎完全被白云石（Dc）交代，填隙物为微晶方解石。单偏光。第32页其他内源岩

试验内容与要求：理解其他类型内源岩岩石类型及主要矿物组成。观测硅质岩和磷质岩常见构造构造及主要判定特性。理解硅质岩和磷质岩分类标准，掌握玉髓、蛋白石和胶磷矿镜下判定特性。其他内源岩（有教科书中称为自生沉积岩）有硅质岩、铁质岩、磷质岩、铝质岩、蒸发岩等。这些岩石在自然界分布较少，数量有限，但往往具有经济价值，形成主要沉积矿床。在这里仅介绍某些常见岩石类型岩相学特性，有关成因、分类等详细内容将在沉积矿床课程中学习第33页硅质岩

自生硅质矿物含量大于50%，主要成份为玉髓、蛋白石、石英等，常见微晶构造、颗粒构造及生物构造，层理构造。主要岩石类型有：玉髓硅质岩：主要由粒状、纤状或放射状玉髓或蛋白石组成，有时含碳酸盐矿物。蛋白石和玉髓极易重结晶而形成微晶石英。颗粒硅质岩：具颗粒构造，颗粒是由玉髓或微晶石英组成内碎屑或鲕粒，填隙物主要为亮晶石英。硅藻岩（硅藻土）：主要由硅藻外壳堆积而成，有时含少许放射虫或海绵骨针、粘土矿物和碳酸盐矿物。碧玉岩：是指具有铁质氧化物硅质岩，能够呈多种颜色，但主要为红色。第34页

蛋白石玉髓硅质岩：主要由蛋白石（Op）和玉髓（Cha）组成。蛋白石是胶质氧化硅，高负突起。单偏光。鲕状硅质岩：鲕粒构造，颗粒支撑，孔隙式胶结。鲕粒呈球形，由玉髓组成，胶结物为细粒石英。正交偏光。第35页

海绵骨针硅质岩：图中针状物为海绵骨针，由微晶石英组成，胶结物为玉髓。产地：江西乐平，正交偏光。玉髓硅质岩：由放射状、粒状玉髓组成。正交偏光。第36页磷质岩

是一种富含磷沉积岩，岩石中P2O5含量等于7.8-19.5%时为磷质岩；P2O5含量大于19.5时称为磷块岩，也可泛称为磷质岩。磷质岩中主要矿物成份为磷酸盐矿物，磷酸盐矿物种类非常多，但大多为磷灰石变种，含水非晶质磷酸盐称为胶磷矿，除磷酸盐矿物外，磷质岩中还可见到硅质矿物、碳酸盐矿物、粘土矿物及长石、石英等陆源碎屑。磷质岩构造构造与石灰岩非常相同，分类命名也可仿石灰岩中构造分类进行，将灰岩改为磷质岩或磷块岩即可第37页

砂质磷块岩：砂状碎屑构造，碎屑成份为石英，胶结物为胶磷矿。产地：安徽凤台，单偏光。砂质磷块岩：与左图相同视域，正交偏光。第38页铁质岩

是一种富铁岩，岩石中Fe2O3含量大于21.4%或FeO含量大于19.3%,组成岩石铁矿物种类很多，最常见是赤铁矿、针铁矿、磁铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿等，其他矿物有铁白云石、鲕绿泥石、鳞绿泥石、粘土矿物、方解石、白云石、石英等。铁质岩中常见鲕粒构造、豆粒构造，层理构造，分类命名主要根据是铁矿物种类和构造，如鲕状赤铁矿（铁质岩）第39页

鲕状赤铁矿豆状赤铁矿第40页沉积岩描述实例一

手标本描述：

标本编号：S1-007

产地：浙江杭州

灰白色，中粒砂状碎屑构造，块状构造。

碎屑含量90%，粒度0.5mm，分选中等，磨圆度较差，具颗粒支撑、孔隙式胶结。碎屑成份主要为灰白色石英，偶尔可见微量黑色硅质岩岩屑。

填隙物含量10%，由粘土矿物组成。标本定名：灰白色中粒石英砂岩第41页镜下薄片描述：薄片编号：S1-007

产地：浙江杭州

砂状碎屑构造，颗粒支撑，孔隙式胶结，局部为基底式胶结。

碎屑含量85%，分选中等，磨圆度较差，粒度0.3-0.5m