应用沉积学基础

应用沉积学基础

Basisforappliedsedimentology目录第一章绪论第二章沉积岩的形成与演化第三章陆源碎屑岩的特征第四章陆源碎屑岩各论第五章火山碎屑岩第十章碳酸盐岩各论第十一章碳酸盐沉积物（岩）的沉积后作用第一章绪论§1

有关概念和沉积岩的基本特征一、概念沉积学、应用沉积学沉积岩石学沉积地质学沉积岩（sedimentaryrock)1、地壳表层条件----形成环境2、沉积岩的原始物质----物质基础3、一系列作用----形成作用4、一类岩石----结果1、地壳表层条件----形成环境1）地壳表层的定义水圈生物圈岩石圈地壳表层沉积圈大气圈地球外圈内圈地核地幔地壳沉积岩壳花岗岩质壳（Si、Al）玄武岩质壳（Si、Mg、Al）大气圈下部、岩石圈上部、水圈和生物圈的全部—地壳表层1、地壳表层条件----形成环境2）地壳表层条件的特征A、温度B、压力C、水和大气的作用D、生物和生物化学作用E、重力作用地壳表层条件：常温、常压，存在水和大气的作用，生物和生物化学的作用以及重力作用2、沉积岩的原始物质----物质基础原始物质的来源：岩石风化生物死亡陨石、尘埃火山爆发、深层卤水天上掉，地下冒，自己生产最重要原始物质沉积物沉积岩3、一系列作用----形成作用搬运沉积后作用沉积风化作用、搬运作用、沉积作用、沉积后作用4、一类岩石----结果自然界中有三大岩石：二、基本特征一）矿物成分地壳中已知矿物3000，沉积岩中矿物达160种以上，常见的只有20余种。一种岩石中主要（造岩）矿物只有1～3种，通常不过5～6种。沉积岩的矿物成份与岩浆岩相比，有以下几个特点沉积岩中矿物成分的特征1.高温矿物罕见橄榄石、辉石、角闪石等铁镁矿物及基性斜长石不出现/甚少。2.低温矿物富集钾长石、酸性斜长石和石英在沉积岩中也广泛存在。3.沉积岩中有特有的自生矿物氧化物和氢氧化物、粘土矿物、盐类矿物、碳酸盐矿物——在地表的常温、常压并富含O2、CO2、H2O的条件下生成，又称为自生矿物。Q：差异性的原因？形成环境二、基本特征二）化学成分二）沉积岩的化学成分特征沉积岩和岩浆岩的平均化学成分十分接近两者铁的含量大体相等岩浆岩中的FeO高于Fe2O3，而在沉积岩中则相反。2.沉积岩中碱金属含量远低于岩浆岩，尤其是钠含量。岩浆岩中，Na+>K+沉积岩中，Na+<K+Na在地表条件易于从母岩中析出，大量流失进入到海水中。3.沉积岩中富含CO2和H2O。4.存在大量有机质是沉积岩与岩浆岩最重要区别之一。有机质在地表分布很广，而且从地球发展到一定阶段产生生物以来，有机质的总量不断增加，据维尔纳斯基（1926）估计，有机质总量约为地壳总重量的0.1%（地壳厚度按16km计算），达3.8*1015T。1.结构沉积岩的结构取决于岩石的形成方式。特有：机械破碎的陆源碎屑组成的岩石具有“碎屑结构”化学风化形成的陆源粘土组成的岩石具有“泥状结构”机械作用形成的盆地内岩石则具有“粒屑结构”生物作用形成的岩石具有“生物结构”与岩浆岩共有：结晶质结构；缺少：玻璃质结构。2.构造成层构造层内构造和层面构造层理构造、各种层面构造、结核、叠层构造等为沉积岩所特有绝大多数沉积物在流体（空气、水）中搬运和沉积具有各种各样的孔隙结晶岩一般缺乏孔隙,由于沉积岩是在地表或接近地表的压力条件下形成（气孔—杏仁构造三）结构、构造四）分布（一）空间上面积：3/4陆地面积，100%海底面积。厚度：变化大，0-几十km

海洋：几m-几km，平均1km

陆地：0-30km，平均1.8km体积：沉积岩占地壳总体积的5%，岩浆岩和变质岩占95%。（二）时间上目前已经确定的地壳上最古老岩石的年龄为46×108a,沉积圈岩石最老年龄达36×108a（前苏联科拉半岛），其中有生命记载的岩石年龄为31×108a（南非）。秦皇岛龙山砂岩（元古界，Pt）——27亿年绥中花岗岩（太古界，Ar）石油大学下方地层（胜利油田东辛采油厂）0～500m～7000m～8000m～9000m

第三系｜中生界｜古生界｜太古界2～4Ma65Ma§2沉积学的研究意义、方法一、研究意义一）沉积岩中蕴含大量矿产世界资源总储量的75～85%是沉积和沉积变质成因的。据第19届世界地质学会的统计资料，石油、天然气、煤、油页岩等可燃有机矿产以及盐类矿产，几乎全是沉积成因的。铁矿的90%，铅锌矿的40～50%，铜矿的25～30%，锰矿和铝矿的绝大部分以及其他许多金属，非金属矿产，也都是沉积成因和沉积变质成因的。据我国著名地质学家孟宪民1965年的统计资料，我国铁矿的74.47%，铜矿的71.25%，铅矿的76.12%，锌矿的93.7%，汞矿的83.44%，锑矿的88.69%，锡矿的90.02%，都是沉积成因或与沉积岩成因有关的。一、研究意义二）沉积岩是重要的工业原料和建筑材料石灰岩和白云岩是冶金工业中常用的溶剂，石灰岩是制造水泥和人造纤维的主要原料，白云岩则可作为耐火材料。粘土岩按性质不同可作耐火材料、陶瓷原料、泥浆原料、填充剂和净化剂；石英砂岩可作玻璃原料；建筑材料。三）研究沉积岩对油气勘探开发实践意义重大石油和天然气形成和储集大部分在沉积岩中；非构造或隐蔽油气藏的形成储量占石油总储量1/3～1/4，沉积作用和成岩作用，构造油气藏的非均质性也与沉积和成岩作用有关；钻井液的选择与配制，二次、三次采油、油层保护及提高采收率等钻采工艺都要考虑沉积岩的成分及结构等因素。石油地质学家的重要组成部分四）在环保、基建、国防建设等方面具有重要影响地下蓄水层沉积物和沉积岩是重要的——水库、港口、河流的冲淤、土壤的侵蚀、军港的设计、潜艇和海底导弹基地的建设等。环境沉积学、生态沉积学五）沉积学是本专业重要的专业基础课学时48考试二、研究方法1、宏观与微观相结合2、现代与古代相结合3、常规测试技术与先进测试技术相结合§2沉积学的进展1850年，Sorby将显微镜应用于沉积岩研究中，标志着沉积岩石学作为一门独立学科而产生。1、定性→半定量→定量（计算机）2、描述性→成因性3、局部研究→全球研究（全球地质研究，国际地质对比研究）4、现代沉积研究——“将今论古”5、新技术、新方法、新理论6、环境保护和资源勘探沉积物——环保；岩性圈闭/成岩圈闭——资源勘探第一章

绪论第一节沉积岩的概念及基本特征一．概念沉积岩：是在地壳表层条件下，由沉积岩的原始物质经过一系列作用所形成的一类岩石。地壳表层条件：大气圈的下部、水圈和生物圈的全部、岩石圈的上部特征：常温（85—-70）、常压（1atm-1100atm）、水和大气、生物、重力作用沉积岩的原始物质：一系列作用：风化、搬运、沉积、沉积后一类岩石：三大岩石之一二．基本特征（与岩浆岩）1

矿物成分：高温矿物罕见、低温矿物富集、特有的自生矿物2．化学成分：3．

结构构造：4．分布：第二节研究意义一．分布广二．资源

第三节沉积学的进展1805年Sorby发明显微镜来研究岩石作为沉积岩的产生第二章沉积岩的形成与演化沉积岩的形成过程原始物质沉积物的搬运沉积后作用阶段形成阶段和沉积作用阶段原始物质沉积物沉积岩搬运沉积后作用沉积沉积岩的原始物质陆源物质生物源/生源物质深源物质宇宙源物质

↑↑↑↑母岩风化产物生物残骸及有机质火山碎屑+深层卤水陨石★★★★★★★★★★第一节沉积岩原始物质的形成

一、母岩的风化作用和产物—沉积岩主要原始物质的形成一）基本概念1、母岩定义：供给沉积岩原始物质成分的岩石类型：2、风化作用地壳表层岩石的一种破坏作用；定义：因温度的变化、水以及各种酸的溶蚀作用，生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等破坏作用，地壳表层的岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物的过程。类型：物理、化学、生物

一、母岩的风化作用和产物风化作用（按性质）分类↓物理风化作用化学风化作用生物风化作用

↓↓↓

机械破碎母岩破碎＋化学变化机械作用＋化学和生物化学作用

↓↓↓化学成分不变氧化、水解和溶解直接作用＋间接作用

↓↓T、晶体生长、重力氧、水和酸生物、水、冰、风↓

↓↓碎屑物质（岩石新矿物促进和加速化学风化作用进行碎屑＋矿物碎屑）粘土矿物和化学沉淀物质一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成岩石←矿物的集合体←元素组成元素→矿物→岩石的风化特征

二）元素的风化分异作用结论：1、Si、Al转移程度低

2、Cl、SO4、CO3等转移程度高

3、不同元素在风化作用过程中转移性的差别是很大的二）元素的风化分异作用1、定义：在相同的特定风化条件下，不同造岩元素由于从母岩中析出的难易程度不同，而按一定顺序从母岩中分离出来，这种现象就叫-2、转移顺序一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成“水迁移系数——kx”衡量元素在风化带中的迁移能力Kx值高，该元素从岩石中淋溶进入水中的量越多，迁移能力愈强前苏联学者A.M.彼列尔曼（1955）在B.B.波雷诺夫（1934）的元素迁移序列基础上提出。Kx=(mx/anx)

·100mx—x元素在河水中的含量（mg/ml）；a—河水中矿物质残渣总量（mg/ml）；nx—x元素在该流域岩石中的平均含量（%）。二）元素的风化分异1）.最易迁移元素（Kx=n·10～n·102）Cl,Br,I,S等以卤族元素为主；2）.易迁移元素（Kx=n～n·10）Ca,Mg,Na,F,Sr,K,Zn3）.迁移元素（Kx=n·10-1～n）Cu,Ni,Co,V,Mn,Si（硅酸盐中）,P；4）.惰性（微弱迁移）元素（Kx<n·10-1）Fe,Al,Ti,Sc,Y,Tr…5）.几乎不迁移元素（Kx≈n·10-10）Si（石英）

一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成三）主要造岩矿物的风化及其产物1.石英在风化作用过程中稳定性最高，一般只发生机械破碎作用,几乎不发生化学溶解作用。碎屑沉积岩最主要的造岩矿物，在岩石中平均含量达66.8%。在长期的风化作用以及搬运沉积作用过程中，风化稳定性较低的矿物被逐渐破坏而减少了，而风化稳定性高的石英则逐渐相对富集起来。石英成了一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成三）主要造岩矿物的风化及其产物2.长石长石风化稳定性仅次于石英钾长石多钠的酸性斜长石

∨∨斜长石中性斜长石稳定

∨

多钙的基性斜长石沉积岩中钾长石多于斜长石一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成1钾长石

析出K,Si

析出K,Al

SiO2·nH2O（蛋白石）K[AlSi3O8]→K＜1Al2[(Si,Al)4O10][OH]2·nH2O→Al4[Si4O10][OH]8→

钾长石

+H2O水云母

+H2O高岭石

Al2O3·nH2O（铝土矿）2斜长石的风化作用与产物同钾长石相似蛋白石斜长石→蒙脱石→高岭石→

铝土矿一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成3.云母白云母（K）的抗风化能力较强，在沉积岩中较常见。白云母—析出钾，加入水→水白云母→高岭石黑云母（Fe、Mg）的抗风化能力比白云母差得多。黑云母—析出K、Mg，加入水→蛭（zhi）石＋绿泥石＋褐铁矿一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成4.铁镁硅酸盐矿物铁镁硅酸盐矿物抗风化能力比石英、长石、云母差得多橄榄石（岛状）<辉石（链状）<角闪石。在风化产物中很少保留，在沉积岩中少见。遭受风化时，Ca、Mg等首先析出，Si部分或全部析出，大部分元素在风化带中形成褐铁矿、蛋白石等。一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成5.碳酸盐矿物方解石、白云石等风化稳定性很差，很易溶于水并被迁移。在碎屑岩中很难见到。只有在干旱气候条件下，在距母岩很近的快速搬运和堆积中，才可能看到由它们组成的岩屑。6.粘土矿物很稳定本来就是在风化条件或沉积环境中生成的，因而在风化带中高岭石>伊利石>蒙脱石→蛋白石、铝土矿一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成7.硫酸盐矿物、硫化物矿物，卤化物矿物石膏、硬石膏、黄铁矿、石盐等风化稳定性最低，最易溶于水中，呈溶液态流失。8.岩浆岩及变质岩中的一些次要矿物或副矿物风化稳定性差别很大石榴石、锆英石、刚玉、电气石、锡石、金红石、磁铁矿、榍石、十字石、蓝晶石、独居石、红柱石等风化稳定性较大

——沉积岩中的重矿物为什么造岩矿物风化稳定性差别如此之大？1.造岩元素风化分异作用2.矿物的结晶温度（鲍文反应系列）高温矿物抗风化能力差，低温矿物稳定，但金刚石呢？3.矿物的晶体化学性质（晶体构造）氧和阳离子之间的键强度总数（cal/mol）一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成四）母岩的风化及其产物1.各种岩石的风化及其产物岩石是矿物的集合体，不同的岩石矿物组成不同，再加上结构、产状、形成背景等差异母岩风化的差异性一、母岩的风化作用和产物花岗岩石英：机械破碎——砂粒钾长石：K2O——成为碳酸盐、氯化物进入溶液——溶解物质

Al2O3——水化后成为含水硅酸盐——粘土

SiO2——少部分游离出来——溶解物质斜长石：Na2O——成为碳酸盐、氯化物进入溶液——溶解物质

CaO——碳酸盐，溶于水——溶解物质

Al2O3,SiO2——同钾长石白云母：较少分解——云母碎片黑云母：H2O——水溶液——水溶液

K2O，Al2O3，SiO2——同钾长石

(Mg,Fe)O——碳酸盐,氯化物,赤铁矿,褐铁矿

——溶解物质及色素副矿物：锆石、磷灰石——重矿物一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成花岗岩、花岗闪长岩中性和碱性侵入岩——同花岗质岩石类似基性和超基性侵入岩——易溶元素转移流失；在原地生成蛇纹石、滑石、绿泥石、褐铁矿等。沉积岩——风化作用简单，但差异性大。盐岩、碳酸盐岩易风化，硅岩、石英砂岩较难风化。一、母岩的风化作用和产物——

沉积岩主要原始物质的形成四）母岩的风化及其产物2.母岩风化作用的阶段性由于母岩中的各种化学成分在风化作用中转移性质的不同，母岩的风化作用具有明显的阶段性。波雷诺夫将结晶岩的风化过程分为四个阶段，在各阶段中，各有其独特的风化产物（以玄武岩为例）。2.母岩风化作用的阶段性1）机械破碎阶段（碎屑阶段）物理风化为主→岩石或矿物的碎屑，玄武岩的主要矿物成分以辉石和斜长石为代表。2）饱和硅铝阶段：A.化学风化开始，氯化物和硫酸盐全部被溶解，带出Cl-和SO42-(最易转移）B.在O2和H2O的共同作用下，铝硅酸盐和硅酸盐矿物开始分解，游离出碱金属和碱土金属（K+,Na+,Ca2+,Mg2+）离子（易转移）C.析出的阳离子，使溶液呈碱或中性，并使一部分SiO2转入溶液；D.形成少量粘土矿物——蒙脱石、水云母、绿泥石等。3）酸性硅铝阶段：粘土型风化作用A。几乎全部的Ca2+、Na+、K+、Mg2+被带走（易转移），B。SiO2进一步进入溶液，介质由中/碱性转为酸性（可转移），C。形成不含Ca2+、Na+、K+、Mg2+的高岭石、变埃洛石等粘土矿物3）铝铁土阶段：风化作用的最后阶段-红土型风化作用A。硅酸盐矿物彻底地分解，（可移动）B。铁和铝的氧化物和小部分SiO2，呈胶体状态在酸性介质中聚集，在原地形成水铝矿、褐铁矿、针铁矿、赤铁矿和蛋白石。(略可转移、不可转移)C。堆积物是一种红色疏松的铁质或铝质土壤，所以也称红土。上述四个阶段是一个理想的、完整的母岩风化过程，但并不是所有的结晶岩风化作用都能进行到底。风化作用能否达到最后的铝铁土阶段，取决于母岩岩性、气候、地形、地壳运动强度、风化时间长短等因素，尤其是气候因素。干旱沙漠地区，母岩风化可长期停留在碎屑阶段，例如塔里木盆地边缘地带母岩长期处于风化作用第一阶段，植被发育的温湿地区可达到并长期停留在酸性硅铝阶段潮热地区可达到铝铁土阶段，例如夏威夷火山岩。3.母岩风化产物的类型岩石的风化及产物由矿物的风化情况决定，不同母岩风化阶段基本一致，其风化产物的大类一致3.母岩风化产物的类型（1）碎屑残留物质：主要是指母岩的岩屑或矿物碎屑。在风化作用的第一阶段最发育。（2）新生成的矿物：主要指在化学风化作用过程中新生成的一些矿物，如水白云母、高岭石、蒙脱石、蛋白石、铝土矿、褐铁矿等。按其成因应为“化学风化物质”；（3）溶解物质：主要是指母岩在化学风化过程中被溶解的那些成分，如Cl、S、Ca、Na、Mg、K、Si、Fe、Al、P等。五）风化壳1.风化壳或风化带的概念地壳表层岩石风化的结果，除一部分溶液物质流失以外，其碎屑残余物质和新生成的化学风化物质大部分残留在原来的岩石表层，这个由风化残留物质组成的地表岩石的表层部分，叫作风化壳或风化带。或者说已风化了的地表岩石的表层部分，2.风化程度因深度而不同表层风化程度较深，深处风化程度较浅，最终过渡到未风化的母岩3.风化壳的厚度决定于母岩性质、气候、地形、构造等因素。母岩性质是最根本的因素气候湿热、地形平坦、构造活动比较稳定风化作用较强，风化残留物质易于保存，风化壳厚度较大；相反条件下，风化壳厚度较小，以致为零。4.古风化壳定义：风化壳分为古代和现代的，以第三纪为界。古代风化壳同现代风化壳有很大的不同。由于保存条件的限制，大都残缺不全，且由于经历成岩作用和后生作用，可以认为古风化壳有很重要的地质意义和经济意义地壳上升、沉积间断、不整合的重要标志秦皇岛龙山砂岩和绥中花岗岩之间标志：红色、土黄色褐铁矿。古地理、古气候分析的重要依据蕴藏高岭石矿、铝土矿、铁矿、镍矿等重要的非金属和金属矿产；在风化壳下或其中还可以形成油气藏。如1990年东濮凹陷北部户部寨构造首次发现了中生界～沙河街组碎屑岩低渗致密风化壳含气新层系。1989年6～9月，陕甘宁盆地科探井陕参1井和榆3井在奥陶系马家沟组顶部碳酸盐岩风化壳中试产，获天然气产量28.3×104m3，从此揭开了开发陕甘宁盆地中部大气田的序幕。二、沉积物的其它来源

（一）生物成因（生物源）的沉积物1.无机成分为主的生物残骸生物的硬体部分—动物的外壳和骨骼、藻类、植物的硅/钙化遗体等，常保存为化石或生物碎片，一般为碳酸盐、磷酸盐和硅质等。2.有机生物残体植物体和动物的软体部分，主要是C、H、O、N、P等元素组成的碳氢化合物—有机质。一部分转化为石油、天然气、油页岩、煤等，大部分呈分散状态存在于沉积岩中。（二）深部来源（深源）的物质火山爆发作用带到地表或水下的火山物质直接堆积成火山碎屑岩，or混入正常的碎屑岩中。沿深断裂流出地表或注入湖泊等水体的地下深层的热卤水、温泉、热气液等盐岩、膏岩、硅岩、铁岩、锰岩等岩石和铅、锌等矿床。（三）宇宙（来）源的物质从宇宙空间落到地球上的陨石及其尘埃→沉积物和沉积岩中，构成沉积岩组成部分，也可为解释某些地质和地史现象提供假想证据

——恐龙灭绝之谜大小悬殊，可从几十克到1000多千克（1976年吉林陨石雨中最大的陨石重达1770kg）以至数十吨或更重；小至微米、尘埃。每年降落在地球上的较大陨石的数量有几千吨，小的尘埃不计其数。第二节机械沉积物的搬运和沉积作用

风化作用的产物及其它来源的沉积物质除了少量残留原地以外，大部分将进入搬运状态向沉积盆地转移。母岩风化：碎屑物质、新生成物质、溶解物质生物来源：生物硬体、生物软体深部来源：岩浆、卤水、气热液宇宙来源：陨石

-----搬运、沉积作用的类型：物理、化学、生物沉积物发生物质搬运和沉积作用的介质（搬运介质）

------流水、风（大气）、冰川搬运动力：

--------风、重力、流水、波浪、潮汐

--------流体一、流体的几个基本概念和基础知识一）牛顿流体和非牛顿流体内摩擦定律在温度不变的条件下，随着流速梯度变化，动力粘滞系数始终保持一常数。服从内摩擦定律——牛顿流体—牵引流（含少量泥砂的流水：河流、波浪流、潮汐流、大气流等）。不服从内摩擦定律——非牛顿流体---重力流（浊流、泥石流、风暴流、狂风流等）。粘滞切应力动力粘滞系数流速梯度类别牵引流重力流流体性质牛顿流体非牛顿流体密度低高（>1.08，海水比重）液固相不分搬运介质流水沉积物搬运动力推力、负荷力重力搬运方式滚动、跳跃、悬浮悬浮运动关系水主动，颗粒被动水被动，颗粒主动搬运物质碎屑物质、溶解物质碎屑物质为主沉积作用流速、能量减小能力减小转化或稀释沉积环境地形变化较小山前或斜坡及其下游方向沉积构造各种类型层理粒序/递变层理牵引流和重力流的区别二）沉积物机械搬运的方式和床沙形态（一）碎屑颗粒在流水中的受力分析1.有效重力（w）：颗粒受到的重力和浮力两者之差2.粘结力（Pc）：由颗粒表面的水膜所造成的粘结力

3.水平推移力（Px）：水流作用于颗粒顺水流方向的力4.垂直上举力（Py）：垂直向上，产生原因：Py①水体浮力（已计算在有效重力中）；②颗粒上下因流速差而引起的压力差；PcPx③紊流中存在涡流的扬举作用/上举涡力W

——紊流的上举力大于层流。（二）沉积物的搬运方式、载荷载荷：流体中被搬运的沉积物（Load）载荷量：单位时间内流经某一横断面的沉积物总量搬运方式：沉积物：溶解物质-----化学---溶解载荷（solutionalload)

碎屑物质滚动、跳跃搬运---推移（床沙）载荷(bedload),粗悬浮搬运——悬移载荷（suspendedload）,细（三）福劳德数（Fr）与床沙形态1.佛罗德数（Fr）--判断水流状态的参数Fr＝惯性力/重力＝（V2/l）/g＝V2/（lg）

——标志惯性力与重力之间的关系、描述流体的运动强度明渠水流：河流、湖泊、海洋中的牵引流——无压流Fr＜1：缓流，水深流缓——上部流动体制，低流态Fr＝1：临界流，过渡流态Fr＞1：急流，水浅流急——下部流动体制，高流态2.床沙（bed）形态（底形）-bedform--流水在床沙表面流动时形成的几何形态，受流动强度（Fr）控制明渠水流随流动强度加大在床面依次出现下列床沙形态：无颗粒运动的平坦床沙---沙纹---沙浪---沙丘---过渡型---平坦底床---逆行沙丘---槽、坑（四）层流、紊流和雷诺数两种流动型态——层流与紊流/涡流层流缓慢流动，流体质点平行线状流动，彼此不相掺混。紊流充满旋涡的流动，流速大小和流动方式随时间变化，流体质点运动轨迹极不规则，彼此掺混。

层流紊流雷诺数（Re,Reynoldsnumbers）--判断层流和紊流的参数惯性力与粘滞力之间的关系，描述流体的流动状态Re＝惯性力/粘滞力＝V2d2ρ/Vdμ＝Vdρ/μRe＝1±层流、Re＝1～40临界流、Re>40紊流流速流面扬举力剪切力搬运能力分布层流小稳定小小弱下紊流大变化大大强上自然界中流水多为紊流，使沉积物得以搬运，层流类似于静水，易发生沉积二、碎屑颗粒在牵引流中的搬运和沉积作用一）碎屑颗粒在单向水流中的搬运、沉积作用1。碎屑颗粒的搬运、沉积作用的条件受力分析：动力：上举力：流速、水深水平推力：颗粒大小、颗粒密度

-------流速、颗粒大小-------尤尔斯特隆用图解方式定量表示了颗粒大小、流速与搬运、沉积的关系

------尤尔斯特隆图解上举力水平推力阻力有效重力碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积与流速和颗粒大小的关系——尤尔斯特隆图解几个概念：开始搬运速度（V开）：流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需的流速继续搬运速度（V继）：流水维持碎屑物质继续搬运所需要的流速。V开>V继尤尔斯特隆图解两条曲线：开始搬运曲线继续搬运曲线三个区：剥蚀区，搬运区和沉积区三个段：砾级难搬易沉山区d>2mm，V开大，V继大，ΔV＝V开—V继，小。粉砂和泥级易搬难沉深水

d<0.01mm，V开大，V继很小，ΔV很大，砂级易搬易沉跳跃分布最广

0.1～2mm，V开最小，V继中等，ΔV不大。剥蚀区搬运区沉积区搬运和沉积的决定因素粒径和流速2.碎屑颗粒在流水中的沉积作用斯托克实验公式：V=(2(d1-d2)/(9μ))*gr2

适用于静水、室温、r<0.1mm（细砂以下）颗粒越大，比重越大，沉积速率就越大。粒径>0.1mm的颗粒，下沉速度与其半径平方根成正比。根据实验极细砂下沉30m约2小时，细粘土则需要1年；下沉3000～4000m，极细砂需要10天，细粘土需要100年。二）、碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用特点：1）风只搬运碎屑物质2）搬运能力小，只搬运细颗粒，相同速度，搬运能力只有流水1/300。3）颗粒分选、磨圆好，常具霜面、棱面。4）作用空间大二）、碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用2.搬运方式：跳跃<0.5mm（70-80%）；滚动0.5～2mm（〈20%）；悬移<0.1～0.2mm（〈10%）视风速可互相转化搬运作用的控制因素：1）风速2）碎屑颗粒的湿度3）颗粒的大小尘暴的搬运和沉积：<0.05mm的粉砂和粘土3.沉积作用风速降低障碍物--障碍堆积两股风相遇

问题：在平坦的沙漠中沙丘如何形成？沙丘形成以后，起到障碍作用，可逐渐加高。沙丘的沉积：砂供给充足时，迎风面和背风面均发生沉积不足时，迎风面侵蚀背风面沉积三)碎屑物质在海湖水体中的搬运和沉积作用Question:流水搬运的碎屑物质最终都要流入海洋、湖泊，那么是否这些物质流入海洋、湖泊中就立即发生沉积呢？海洋、湖泊中除了流水搬运来的碎屑物质外，是否还有其它来源的碎屑物质呢？三）碎屑物质在海湖水体中的搬运和沉积作用海洋主要营力:波浪潮汐近岸流风暴流浊流等深流……湖泊主要营力:波浪湖流风暴流浊流……三、沉积物重力流的机械搬运与沉积作用沉积物重力流（sedimentgravityflow)：

在重力作用下，发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。类型：水上重力流：岩块崩塌流、碎屑流（火山碎屑流）(Friedman,1978)

水下重力流(middleton.Hampton,1973)

泥石流(碎屑流)、颗粒流、沉积物液化流、浊流四、碎屑物质在冰川中的搬运和沉积作用现代冰川覆盖面积约占陆地面积的10%，在地质历史中的一些时期地球上曾有广泛的冰川分布。特点：

1.冰川和浮冰——固体搬运和沉积

2.能力巨大，碎屑为主，数十～数千吨浮于冰上或包于冰中

3.搬运作用：

1）塑性流动—冰川自身重力使其下部处于塑性状态。

2）滑动—底部存在冰融水的现象

3）破裂面—内部整体搬运4.沉积作用：冰川消融，碎屑沉积--冰碛物。特点：1）混杂堆积，没有分选和磨圆2）冰川擦痕，特征“丁”字痕、“V”形刻蚀坑。五、碎屑颗粒在搬运和沉积作用中变化1.矿物成分不稳定组分减少，稳定组分增加2.粒度（颗粒大小）变细，分选变好3.颗粒形状圆度与球度变好第三节溶解物质的搬运和沉积作用

——化学搬运和沉积作用搬运物质：溶解物质及部分新生成物质搬运方式：胶体溶液或真溶液Al、Fe、Mn、Si的氧化物难溶于水，常呈胶体溶液搬运；Ca、Na、Mg的盐类则常呈真溶液搬运

（一）胶体溶液的特点受重力影响极其微弱；扩散能力很弱；类型有正负之分正胶体，表面带正电荷，如Fe、Al含水氧化物胶体；负胶体，表面带负电荷，如Si、Mn氧化物，Pb、Cu硫化物；具有吸附现象一、胶体溶液物质的搬运与沉积一、胶体溶液物质的搬运与沉积（二）胶体溶液稳定的因素——搬运布朗运动可抗衡重力作用，不使胶粒下沉。同种电荷的胶粒之间的排斥力。扩散层和双电子层中反离子和溶剂的亲和作用，形成的溶剂化膜，缓冲和阻碍粒子的碰撞。——溶解物质就可以胶体溶液的形式被搬运走。（三）促使胶体聚集和沉淀的因素——沉积原因正负胶体相遇——“相互聚沉”。SiO2胶体同氢氧化铝胶体相遇后电荷中和，形成如高岭石沉淀。电解质作用--不同名电荷（电解质）与胶粒电荷中和，胶体降低电动电势，失去稳定性而凝聚。海水有大量电解质，河流携的胶体与其相遇，形成凝胶沉淀，三角洲和海岸常见大量粘土及氧化铁胶体沉积物，还能凝集成铁、铝、锰巨大沉积矿床。蒸发作用一方面促使胶体浓度增加，胶粒间的碰撞机会增加，另一方面也增大了胶体溶液中电解质的浓度。穿透能力较强的辐射线--如带负电荷的β射线可使正胶体凝聚。溶液的pH和Eh值变化--胶体沉淀时都有一定的pH和Eh值。高岭石在酸性介质(pH＝6.6～6.8)中发生凝聚，蒙脱石在碱性介质(pH=7.8)中凝聚。温度增加，剧烈振荡，大气放电，毛细管作用等。（四）胶体沉积物的特点呈贝壳状断口。陈化脱水出现收缩裂隙，易敲击成尖棱角状碎块。常呈钟乳状、肾状、豆状。孔隙度较大，吸收性较强。巨厚层、透镜状、结核状产出。化学成分常不固定。常吸附不定量的水分、有机质及各种金属元素，二、真溶液物质的搬运和沉积作用真溶液物质：母岩风化产生的Cl、S、Ca、Na、Mg、K等还包括部分Fe、Mn、Al和硅。真溶液物质搬运及沉积作用的根本控制因素是溶解度。溶解度大，易搬难沉；反之，难搬易沉。除溶解度外，其它影响因素1.介质的酸碱度（pH值）（1）某些溶解物质的溶解度随pH值增大而变化酸性介质条件下，SiO2沉淀而CaCO3溶解，碱性介质中则相反。（2）随pH值变化，某些溶解物质沉淀形式不同。如：AI在pH=4-10时最稳定，发生Al（OH）3沉淀pH《4、》10时则易溶解2.介质的氧化—还原电位（Eh值）Eh值对铁、锰等变价元素的溶解和沉淀影响很大。铁、锰氧化条件呈高价赤铁矿、软锰矿沉淀；弱氧化—弱还原形成海绿石、鲕绿泥石；还原条件低价菱铁矿、菱锰矿。强还原则生成黄铁矿、硫锰矿。低价铁、锰矿物溶解度比高价大数十～数千倍，易搬难沉。3.温度和压力（1）一般物质的溶解度随温度升高而增大。（2）压力对溶液中CO2含量影响很大。4.溶液中CO2的含量碳酸盐的沉淀和溶解度有很大的影响。CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。Pco2升高，即CO2浓度增高，平衡向右移动，CaCO3溶解，反之，向左移动CaCO3沉淀。水中CO2含量与温度、压力有关。5.其它：气候、蒸发作用第四节生物的搬运和沉积作用生物作为一种搬运营力意义较小，沉积作用意义重大。藻类和细菌等微生物沉积作用巨大，不仅数量多、分布广、繁殖快、适应性强，而且在地质历史上,其它生物还没有大量出现前就参与沉积作用。叠层石与藻类有关，早在25亿年前太古代末就有叠层石。一、直接作用——生物遗体直接堆积成岩或沉积矿床光合作用或吸取养料形成有机体，吸取介质中钙、磷、硅无机盐通过生物分泌作用形成外壳和骨骼。有机质部分埋藏下来经生物化学演化，可形成石油、天然气、煤以及油页岩等。无机的生物外壳和骨骼经富集堆积后可形成岩石或矿床，如生物骨骼石灰岩、生物磷块岩、硅藻土、白垩等。有些生物原来就营群体生活，在生活过程中通过生物分泌作用以及生物粘结作用形成坚固骨架，不需要经过成岩作用就能直接成为岩石，如礁灰岩。第四节生物的搬运和沉积作用二、间接作用1.生物化学沉积作用是指生物的生命活动过程或生物遗体分解过程引起介质物理化学环境变化，使某些溶解物质沉淀，或由于有机质吸附作用使某些元素沉积。生物产生大量H2S、NH3、CH4、O2等气体或吸收大量CO2气体，影响介质环境的物理化学条件，使某些物质溶解或沉淀。有机质分解使介质变成还原环境。煤及黑色页岩中往往富集各种金属元素就是与有机质的吸附作用使得溶液中低浓度元素得以沉淀有关。2.生物物理沉积作用指生物在生命活动中通过捕获、粘结或障积等作用使沉积物沉淀。

藻类分泌的粘液捕获和粘结水中的碳酸盐颗粒，使之沉积于藻体表面，当一层藻席被新沉积物覆盖时，藻丝体就会穿过上覆沉积物并繁殖于其表面，重新形成新的藻席。周而复始，形成富藻纹层和富屑纹层交替的叠层石类沉积物。当流水流经丛生的枝状珊瑚或枝状藻类时，流速降低，流水中携带的沉积物就会障积成岩。植物造成风沙的障碍堆积，也生物障积作用。第五节沉积分异作用沉积分异作用概念（sedimentarydifferentiation)母岩风化产物以及其他来源的沉积物在搬运和沉积过程中会按颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次沉积下来的现象，也叫地表沉积分异作用。机械分异作用：主要受物理原理支配，见于碎屑岩中；化学分异作用：主要受化学原理支配，见于溶解物质沉积过程。一、机械沉积分异作用碎屑物质在流水搬运和沉积的过程中，将按粒度、密度、形状、成分等差异发生有序沉积的现象1.颗粒大小分异——从上游到下游，粒度由大到小、分选由差变好；2.比重分异:体积小比重大和比重小体积大的沉积物可能一起堆积，如含金砾岩。3.形状分异:片状颗粒比等轴粒状颗粒搬运得远；圆度和球度高的滚动颗粒更易于搬运。4.矿物成分分异:由于颗粒的比重和形状同矿物成分密切相关，颗粒大小与矿物的物性有关，如脆性、解理、硬度等颗粒粒度分异矿物比重分异含金砾岩第五节沉积分异作用机械沉积分异结果随搬运距离的增长碎屑物质的矿物成分趋向简单稳定组分增多重矿物含量减少粒度变细分选、磨圆变好第五节沉积分异作用二、化学沉积分异作用溶解物质由于化学活泼性或溶解度的差异，以及受所处环境pH和Eh的影响，将按一定的顺序依次从溶液中沉淀出来的现象。氧化物→磷酸盐→硅酸盐→碳酸盐→硫酸盐和卤化物第五节沉积分异作用三、两种分异作用的关系并存机械沉积分异作用早些，化学沉积分异作用晚些。第六节沉积后作用一、沉积后作用的概念（postdeposition)沉积物形成以后到沉积岩的风化和变质作用以前这一演化阶段的所有变化和作用——广义的成岩作用(diagenesis)1.同生作用（syngenesis)指沉积物刚刚沉积后而且尚与上覆水体相接触时的变化，也称为“海底风化作用”或“海解作用”。2.准同生作用这一变化发生在同生作用后，沉积物已基本与水体脱离，但基本上还未脱离沉积时的环境。3.成岩作用(diagenesis)是指沉积物已基本与上覆水体脱离的情况下，由疏松的沉积物转变为固结的沉积岩的作用。真正的成岩作用，也叫狭义的成岩作用。通常所说的成岩作用一般是指广义的成岩作用。3.后生作用(anadiagenesis)泛指沉积岩形成以后，转变为变质岩以前发生的变化或作用。

4.表生作用（epigenesis)指沉积岩抬升近地表，在潜水面以下常温常压的条件下，地下水所发生的作用、变化第七节沉积岩的分类分类的分类原则：成因分类和物质来源沉积岩的成因分类可从不同角度考虑：（1）沉积作用方式不同，即沉积岩的形成是受物理（机械）作用还是化学和生物化学作用控制的，可将沉积岩分成碎屑岩、化学岩和生物化学岩等基本类型；（2）沉积物来源不同，即来自地球内部（如火山碎屑）还是地表风化产物，或者说沉积物是形成于盆地内部还是盆地外部，而分成内源（内生、自生、盆内）沉积和外源（外生、他生、盆外、陆源）沉积；（3）沉积物堆积方式不同，即是搬运沉积的或是残积的；（4）按沉积岩生成的顺序（即分异作用）；（5）按沉积岩形成时的动力条件和自然地理环境（海、河、冰川、或风成的）根据沉积岩原始沉积物质来源主要由母岩风化产物组成的沉积岩

碎屑岩化学岩砾岩砂岩粉砂岩粘土岩碳酸盐岩硫酸盐岩卤化物岩硅岩其它化学岩主要由火山碎屑物质组成的沉积岩

火山碎屑岩主要由生物遗体组成的沉积岩可燃有机岩非可燃有机岩

煤油页岩第三章陆源碎屑岩的特征

Terrigenous

clasticrocks陆源碎屑岩（Terrigenous

ClasticRocks）定义：主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运、沉积作用、沉积后作用而形成的一类岩石，基本组成：颗粒（Grain)

杂基（Matrix）胶结物（Cement）孔隙（Pore）描述内容：成分（Composion）结构（Texture）构造（Structure）

颜色（Color）一、碎屑颗粒（Grain，Clastic）来自母岩区的陆源碎屑（继承矿物）来自沉积区的（再旋回）碎屑、生物碎屑来自火山的岩屑、晶屑、玻屑及火山灰尘来自宇宙的陨石碎屑矿物碎屑：石英、长石最多，重矿物含量少岩石碎屑：稳定的多一）矿物碎屑目前发现的碎屑矿物约有160种，最常见的约20种。但在一种碎屑岩中，主要碎屑矿物通常3-5种。按密度分为轻矿物：比重小于2.86，石英、长石、云母为主。★★★★★重矿物：比重大于2.86来自岩浆岩：榍石、锆英石、铁镁矿物★★★来自变质岩：石榴石、红柱石★★碎屑岩自生矿物：黄铁矿、重晶石★属化学成因物质成分石英（quartz）抗风化能力强，在碎屑岩中分布最广，含量最高在中酸性岩中，石英平均含量10－20％，在片岩、片麻岩中含量一般小于40％。在砂岩和粉砂岩中平均含量66.8%，在砾岩中含量较少，在粘土岩中含量更少。

2）主要来源深成中酸性岩浆岩、石英-长石质片麻岩、片岩及先成沉积岩、流纹岩、脉岩和其他石英质母岩。不同来源的石英特点不同：包裹体、波状消光、颗粒大小、颗粒形态、边缘特征→判断石英的来源。深成岩浆岩中的石英来自深成岩浆岩的石英新鲜,可包有副矿物（包裹体）来自变质岩的石英石英带状消光，来自区域/动力变质岩来自变质岩的石英云状波状消光，来自接触变质岩多晶石英，来自变质岩

来自喷出岩和老沉积岩的石英来自喷出岩的石英具六边形β—石英外形，或有破裂纹，或呈熔蚀港湾状,不具波状消光,不含包裹体,表面光洁如水来自老沉积岩中的石英圆度好、常见次生加大边，颗粒内部边缘有尘线。多为非波状消光的单晶不同来源石英的特征包裹体消光特征颗粒大小颗粒形态边缘特征深成岩浆岩有波状消光区域/动力变质岩带状消光云状波状消光接触变质岩有有喷出岩无不具波状消光破裂纹破裂纹破裂纹熔蚀港湾状老沉积岩的石英圆度好多为非波状消光的单晶常见次生加大边，颗粒内部边缘有尘线有利于长石大量出现长石（feldspar）含量<石英，在砂岩中，占总量的10～15%，最高可达50%以上。主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。3）大量出现的有利因素：地壳运动剧烈，地形高差大气候干燥，物理风化为主搬运距离近堆积迅速不同来源长石也具有不同的特征Question:不同来源的石英、长石特征？3。重矿物比重>2.86，含量一般不超过为1%，粒级小（多为0.25-0.05mm）根据风化稳定性稳定重矿物电气石、锆英石、金红石、石榴石、榍石、磁铁矿等不稳定重矿物重晶石、磷灰石、绿帘石、黄铁矿不同母岩，可存在不同的重矿物组合各类岩石的轻重矿物组合母岩矿物组合（包括部分岩屑）花岗岩花岗闪长岩重矿物锆石榍石磷灰石黑云母轻矿物石英正长石微斜长石酸性斜长石安山岩和玄武岩重矿物辉石角闪石轻矿物安山岩或玄武岩岩屑中性和基性斜长石橄榄岩和辉长岩重矿物尖晶石铬铁矿橄榄石紫苏辉石轻矿物基性岩岩屑基性斜长石蛇纹石变质岩重矿物蓝晶石十字石硅线石石榴石轻矿物具波状消光和镶嵌结构的石英沉积岩重矿物锆石（圆）金红石石榴石电气石（较圆）轻矿物颗粒圆滑或具次生加大的石英二）岩石碎屑（简称岩屑）是母岩机械破碎形成的碎块，保持着母岩结构的矿物集合体提供母岩特征的直接信息大量出现→气候干燥、快速剥蚀和堆积、距离母岩近等同一种岩屑数量和粒度变化的影响因素距陆源区的远近化学风化程度母岩矿物粒径岩屑类型岩屑类型岩屑类型岩屑类型三）研究碎屑颗粒的意义1.分析母岩岩屑类型矿物组合矿物特征成分成熟度（compositionalmaturity)成熟度碎屑颗粒在风化、搬运、沉积等作用的改造下接近终极产物的程度成分成熟度＋结构成熟度成分成熟程度：以碎屑岩中最稳定组分的相对含量表示轻组分——Q/（F+R）重矿物——ZTR指数锆石（Zircon）＋电气石（Tourmaline）＋金红石（Rutile）在透明重矿物中所占的比例。反映的问题搬运距离远近、水动力条件和物源方向等。二、填隙物一)杂基定义分布于碎屑颗粒之间的，以与颗粒同时沉积的，粒径一般小于0.03mm的，细碎屑沉积物。成因：机械成因成分：以泥为主，可包括一些细粉砂。注意杂基与颗粒之间其它物质或似杂基的区别：原杂基：杂基。原始沉积状态，泥质结构，与颗粒界线清楚。正杂基：经成岩作用明显重结晶后的原杂基。淀杂基：成岩作用过程中，从孔隙水析出的粘土矿物胶结物。晶体干净，透明度好。常在颗粒周围呈栉壳状或薄膜状分布。外杂基：碎屑沉积物堆积后，成岩后生期充填于粒间孔隙中的外来杂基物质。分布不均、污浊、透明度差。出现在碎屑颗粒分选较好、原生孔隙发育处。假杂基：软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物。常能同时看到局部被压碎的软颗粒。几种与杂基有关的，分布于颗粒之间的细粒物质似杂基杂基杂基淀杂基和正杂基淀杂基正杂基淀杂基淀杂基假杂基假杂基假杂基假杂基二）胶结物1.定义碎屑岩在沉积、成岩阶段，以化学沉淀方式从胶体或真溶液中沉淀出来，充填在碎屑颗粒之间的各种自生矿物自生矿物：沉积和成岩阶段以化学或生物化学方式形成的沉积矿物。2.类型：碳酸盐质：方解石类、白云石类、菱铁矿等（方解石胶结遇酸起泡）硅质：蛋白石、玉髓、石英（隐晶质：在显微镜下才能辨认单体的矿物）（岩石致密。次生加大边）铁质：赤铁矿、褐铁矿（岩石发红）泥质：粘土矿物（有时实际上包括了粘土杂基。岩石相对较疏松）其它：石膏、硬石膏、黄铁矿、磁铁矿、磷酸盐类矿物等方解石胶结作用白云石胶结作用硅质胶结长石胶结粘土矿物胶结作用硬石膏胶结作用赤铁矿胶结作用三）填隙物的意义搬运介质的流动性质（流体性质）牵引流——杂基含量低重力流——杂基含量高沉积速率高——杂基含量低低——杂基含量高结构成熟度粘土含量>5%,属未成熟粘土含量<5%,三、孔隙（pore)、裂缝（fracture)

原生孔隙次生孔隙第二节碎屑岩的结构碎屑岩的结构定义指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系。碎屑颗粒的结构杂基和胶结物的结构孔隙的结构碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系。研究意义鉴别描述、分类命名沉积岩的依据，沉积岩成因分析的重要标志。一、碎屑颗粒的结构碎屑的粒度、圆度、球度、形状以及颗粒表面的微细特征。一）粒度：碎屑颗粒的大小。1.表示方法：1）线性值——直观测量。大、中、小三个直径确定颗粒的最大投影面，做外切矩形，矩形的长边为颗粒的最大直径dL，矩形的短边为颗粒的中间直径dI；做垂直于最大投影面并通过颗粒的最长截线，截线长度就是颗粒的最短直径ds。2）体积值：用与颗粒同体积的球体直径表示。粒度的划分

一个是10进制分类体系>2(1)mm砾2～0.1mm砂0.1～0.01mm粉砂<0.01mm粘土（泥）一个是2的几何级数制分类体系几何级数制标准进行对数变换，就成为Φ值粒度标准。Φ=-log2D，D为碎屑颗粒直径（mm）常用的碎屑颗粒粒度分级表

十进制2的几何级数制颗粒直径(毫米)粒

级

划

分颗粒直径(毫米)>10001000～100100～1010～2巨

砾粗

砾中

砾细

砾砾巨

砾中

砾砾

石卵

石＞256256～6464～44～22～0.5

0.5～0.25

0.25～0.1粗

砂

中

砂

细

砂砂极粗砂粗

砂中

砂细

砂极细砂2～11～0.50.5～0.250.25～0.1250.125～0.06250.1～0.05

0.05～0.01粗粉砂细粉砂粉砂粗

粉

砂中

粉

砂细

粉

砂极细粉砂0.0625～0.03120.0312～0.01560.0156～0.00780.0078～0.0039＜0.01

粘土（泥）

＜0.0039碎屑岩的粒度特征是其分类命名的基础。如果碎屑岩的粒度分选程度很好，碎屑基本属于同一粒级，那么它的粒度分类和命名就非常简单，只需要在各相应的粒级后面加一个“岩”字就行。如细砾岩、中砂岩、粗粉砂岩等。自然界碎屑岩大都是由几个不同粒级的碎屑组成，随着各种粒级所占百分含量的不同，应给予不同的命名。粒度分类命名的具体原则：三级命名法≥50%××岩50~25%××质25~10%含××<10%不参与命名

举例：0.5-2mm60%，2-0.5mm5%，0.1-0.25mm35%3.碎屑岩的粒度分类和命名细砂质粗砂岩复合命名法没有一个粒级≥50%，在50～25%的粒级不只一个。以含量为50～25%的粒级进行复合命名→“＊＊—＊＊岩”，含量较多的写在后面。举例：1-0.5mm5%0.5-0.25mm40%0.25-0.1mm35%0.05-0.1mm20%含粗粉砂细砂—中砂岩3）合并命名法没有≥50%的粒级50～25%的粒级也没有或只有一个↓将岩石全部粒度组分合并为砾、砂和粉砂三大级↓按前两条原则命名举例：10-2mm23%，2-0.5mm20%，0.5-0.25mm17%，0.25-0.1mm15%，0.1-0.05mm20%，<0.01mm5%，含粉砂砾—砂岩二）圆度定义：指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度。圆度分级——目估法将圆度分为四级：棱角状——碎屑颗粒的棱角明显，无磨蚀。次棱角状——碎屑颗粒的棱角普遍磨蚀，但原形明显。次圆状——碎屑颗粒的棱角明显磨损，原形改变较大。圆状——碎屑颗粒的棱角基本或全部消失，原形已消失，颗粒多呈椭球体、球体。

颗粒磨圆度分级标准磨圆度颗粒形状差尖棱角状棱角状较差次棱角状

次圆状中等较好好∣极好圆状

滚圆状圆度可直接反映水动力条件，但也受颗粒性质的影响。三）球度指碎屑颗粒接近球体的程度。四）形状实际应用中常用形象的术语描述：粒状——颗粒各向等长，如石英；柱状——一向特长，柱面发育，如角闪石、磷灰石；板状——两向较长，一向较短，形如板片，如长石；针状——一向极长，两向极短，如石英中电气石包体。其它——放射状、纤维状等。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度。定性分级主要粒级成分含量>７５％——分选好；主要粒级成分含量为５０～７５％——分选中等；没有一种粒级成分能够超过５０％——分选差。六）颗粒的表面结构定义碎屑颗粒表面的磨光面、毛玻璃化和显微的刻蚀痕迹成因机械磨蚀作用、化学的溶蚀、沉淀作用类型毛玻璃表面（又称霜面）、沙漠漆、冰川擦痕、各种刻蚀痕和撞击痕二、填隙物的结构一)杂基的结构粒度小于0.03mm（或）5φ）:原杂基-泥质结构有的发生重结晶作用:正杂基-显微鳞片结构二)胶结物的结构胶结物的结构特点与本身的晶粒大小、晶体生长方式、结晶程度和分布的均匀性有关。非晶质结构蛋白石、铁质、磷酸盐矿物常形成非晶质结构。隐晶质结构玉髓、隐晶质磷酸盐、碳酸盐等。显晶质结构粒状、带状/薄膜状、栉壳状、嵌晶式、次生加大次生加大结构显晶粒状结构栉壳状结构次生加大结构嵌晶结构嵌晶结构斑状结构斑状结构三、颗粒与填隙物之间的关系-胶结类型和颗粒支撑性质1.碎屑颗粒和杂基的相对含量---支撑类型按碎屑颗粒和杂基的相对含量杂基支撑杂基含量高，颗粒互不接触，在杂基中呈漂浮状。颗粒支撑碎屑颗粒含量占绝对优势，颗粒之间相互接触2.按颗粒和填隙物的相对含量、颗粒的接触关系----胶结类型1）颗粒的接触类型点接触线接触凹凸接触缝合接触点接触→缝合接触↓沉积物在埋藏成岩过程中经受压固、压溶等成岩作用的强度和进程，缝合接触——成岩程度深2）胶结类型基底胶结填隙物含量多，碎屑颗粒呈漂浮状，杂基支撑，重力流；孔隙胶结碎屑颗粒构成支架，颗粒支撑，点接触，胶结物含量少，只充填在碎屑颗粒之间的孔隙中。接触胶结颗粒之间点接触或线接触，胶结物含量很少，分布于碎屑颗粒相互接触的地方。颗粒支撑。镶嵌胶结碎屑颗粒线、凹凸、缝合接触，有时不能将碎屑与胶结物分开。颗粒支撑四、孔隙结构孔隙的大小、多少、喉道特征和连通情况、配位数。砂岩的孔隙空间是由细小喉道连通着的显微孔洞孔隙度和渗透率是最常用的储层物性参数两者一般成正比。五、粒度分析--自学碎屑岩粒度→判别沉积环境及水动力条件碎屑岩的储油物性与粒度密切相关→粒度分析是碎屑岩研究中的一项重要内容。一）粒度分析方法筛析法：松散或弱固结的岩石沉积分析：粘土、粉砂岩、砂岩薄片分析：固结紧密的岩石二）粒度资料图解直方图和频率曲线累积曲线用粒度累积重量百分比数值作图横坐标——粒径纵坐标——各粒级累积含量概率累积曲线横坐标——粒径φ值，纵坐标——概率百分数标度用累积重量百分比作图表现为相交的几个直线段→沉积物包含几个粒度正态次总体碎屑沉积物（岩）粒度一般包括三个次总体悬浮搬运组分跳跃搬运组分滚动搬运组分三）粒度参数平均粒径和中值——粒度的集中趋势Mz＝（φ16+φ50+φ84）/3中值Md是累积区县上50%对应的粒径。标准偏差和分选系数——分选程度σ1=（φ84-φ16）/4＋（φ95-φ5）/6.6So=P25/P75偏度(SK1)——判别粒度分布的不对称程度正、负偏态峰度(尖度)——频率曲线尖锐程度四）粒度分析在区分沉积沉积环境中的应用沉积环境判别函数萨胡公式参见P119～221概率累积曲线搬运介质的性质搬运介质的水动力强度第五节粒度分析第五节粒度分析第五节粒度分析第五节粒度分析C－M图应用每个样品的C值和M值绘制的图。C值：累积曲线上1%对应的粒径，代表水动力搅动开始搬运的最大能量；M值：累积曲线上50%处对应的粒径，代表水动力的平均能量。M值为横坐标，C值为纵坐标。第五节粒度分析

N——O——P——Q——R——

S

滚动搬运滚动为主悬浮为主递变悬浮均匀悬浮1）牵引流沉积的C-M图1.牵引流沉积2.浊流沉积3.静水悬浮沉积第五节粒度分析浊流沉积的C-M图平行于C-m基线——递变悬浮Im小——分选好

Im：点群平均线与C-M基线的距离结构参数散点图以标准偏差、偏度、峰度等粒度参数作散点图，划分不同的环境范围，并以此推断古代沉积物的沉积环境。第三节碎屑岩的构造和颜色一、概述（一）碎屑岩构造：指岩石各组成部分的空间分布和排列方式。（二）分类按构造的形成时间

原生构造：在沉积物沉积过程中和沉积物固结成岩之前形成的构造，如层理、波痕、滑塌构造等；

次生构造：在沉积物固结成岩之后形成的构造，如成岩结核。按成因机械成因/物理成因构造流动构造同沉积变形构造暴露构造侵蚀成因构造生物成因构造——沉积物沉积过程中由生物形成的。化学成因构造——多为成岩作用的产物。二、流动成因的构造概念沉积物在搬运和沉积时，由于介质（如水、空气）的流动，在沉积物内部或表面形成的构造，属机械成因构造。层理★★★★★上层面构造下/底层面构造一）层理1.概述定义：岩石性质沿垂向变化而产生的层状构造，可通过矿物成分、颜色、粒度、形