沉積巖的分類.ppt

F J 裴蒂莊 1975 塞利 1976 等 對沉積巖的分類多強調(diào)其物質(zhì)來源 他們把沉積巖物質(zhì)來源的差別作為沉積巖分類的基礎(chǔ) 認為沉積物的搬運和沉積方式 成巖作用的變化以及沉積巖的物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征 主要是受沉積物來源的控制 因此 他們按沉積物的來源把沉積巖分為兩大類 外源沉積巖類和內(nèi)源沉積巖類 F J 裴蒂莊 1975 分為 外生沉積物和內(nèi)生沉積物 塞利 1976 分為 自生沉積和他生沉積 劉寶君1980分為 陸源沉積巖 火山沉積巖和內(nèi)源沉積巖 塞利的沉積巖分類 劉寶君的分類 二 本書采用的方案 外源沉積巖類和內(nèi)源沉積巖類 1 外源沉積巖類亦稱外生沉積巖類 其組成物質(zhì)主要來源于沉積盆地之外 是在盆地之外生成的 它包括母巖風(fēng)化后形成的陸源碎屑物質(zhì)和粘土礦物以及火山噴發(fā)作用形成的火山碎屑物質(zhì) 陸源碎屑巖類又分為 礫巖 2毫米 砂巖 2一0 063毫米 粉砂巖 0 063一0 004毫米 泥質(zhì)巖 0 004毫米 四類 2 火山碎屑巖類按顆粒大小 火山碎屑巖類分為 集塊巖 64毫米 火山角礫巖 64一2毫米 凝灰?guī)r 2毫米 類 3 內(nèi)源沉積巖類亦稱內(nèi)生沉積巖 組成巖石的主要物質(zhì)直接來自沉積盆地的溶液或沉積場所的溶液內(nèi) 是溶液中的溶解物質(zhì)通過化學(xué)或生物化學(xué)作用沉淀的 內(nèi)源沉積巖按其成分不同分為 鋁質(zhì)巖鐵質(zhì)巖錳質(zhì)巖磷質(zhì)巖硅質(zhì)巖碳酸鹽巖蒸發(fā)巖可燃性有機巖等八類 第二節(jié)陸源碎屑巖類一 陸源碎屑巖的一般特征1 成分成熟度是指碎屑沉積組分在其風(fēng)化 搬運 沉積作用的改造下接近最穩(wěn)定的終極產(chǎn)物的程度 由低到高如下 多晶石英 單晶波狀消光石英 石英不穩(wěn)定巖屑 長石 石英 燧石斜長石 正長石 微斜長石片巖 千枚巖 板巖 2 陸源碎屑巖的物質(zhì)成分陸源碎屑巖的物質(zhì)成分主要由碎屑物質(zhì) 化學(xué)物質(zhì) 基質(zhì) 雜基 三部分組成 1 碎屑物質(zhì)陸源碎屑巖的碎屑物質(zhì) 是陸源碎屑巖的特征組份 故又稱陸源碎屑 可分為礦物碎屑和巖石碎屑兩類 1 礦物碎屑主要的碎屑礦物是石英 長石和云母 2 巖石碎屑又稱巖屑各種巖石都可呈巖屑出現(xiàn) 但以細晶質(zhì)或隱晶質(zhì)的巖屑較常見 在砂巖的碎屑中 巖屑的平均含量為10 15 常見的巖屑類型有 花崗巖巖屑 花崗巖是地殼上分布最廣的一類巖漿巖 沉積碎屑巖的主要母巖 噴出巖巖屑 在砂巖中較豐富 酸性 中性 基性 堿性 片麻巖 片巖巖屑 易形成大量多晶石英 脈石英巖屑 石英砂巖巖屑 較少或很少 燧石 穩(wěn)定 抗風(fēng)化能力較強 粘土巖巖屑 在碎屑巖中 碎屑成分與粒度分布具有一定關(guān)系 2 化學(xué)膠結(jié)物和自生礦物膠結(jié)物是從溶液中呈化學(xué)沉淀的物質(zhì) 并以膠結(jié)物的形式存在 對碎屑物質(zhì)起膠結(jié)作用 以孤立的分散的礦物晶體 對碎屑物不起膠結(jié)作用的礦物稱為自生礦物 是充填于碎屑顆粒之間的細粒機械混人物 它們對碎屑物質(zhì)也起膠結(jié)作用 稱為基質(zhì) 基質(zhì)和膠結(jié)物可總稱為填隙物或廣義的膠結(jié)物 3 碎屑巖的結(jié)構(gòu)1 結(jié)構(gòu)成熟度是指碎屑沉積物在其風(fēng)化 搬運 沉積作用的改造下接近終極結(jié)構(gòu)特征的程度 結(jié)構(gòu)成熟度高即為碎屑為等大的球體 顆粒支撐類型的化學(xué)膠結(jié)物填隙 結(jié)構(gòu)成熟度一般劃分為四級 1 按雜基含量 15 未成熟的 15 再按分選性劃分 2 按分選性劃分分選較好 差 次成熟的 分選好 極好 在按磨圓度劃分 3 按磨圓度劃分次棱角 棱角狀 為成熟的 次圓狀 圓狀 為極成熟的 4 根據(jù)碎屑顆粒的大小 陸源碎屑巖可以分為四類 1 礫巖 碎屑直徑 2毫米 2 砂巖 碎屑直徑2一0 05毫米 3 粉砂巖 碎屑直徑為0 05一0 005毫米 4 泥質(zhì)巖 碎屑直徑 0 005毫米 二 礫巖 角礫巖類1 一般特征直徑大于2毫米的陸源碎屑 含量在50 以上的沉積巖稱為礫巖 礫石的粒度從2毫米到幾米的都有 其成分以各種成分和結(jié)構(gòu)的巖屑為主 此外可有長石 石英等礦物碎屑 礫石之間為砂粒和基質(zhì)或膠結(jié)物充填 礫石的圓度差異也可以很大 從棱角狀至圓狀均可出現(xiàn) 礫石 填隙物 填隙物 通常為細砂 粉砂 粘土 沉積構(gòu)造 常見大型斜層理和遞變層理 扁平礫石疊瓦狀排列 礫巖性質(zhì)主要取決于母巖的性質(zhì) 而且一般搬運距離不遠 故研究礫石的成分有助于追溯物源 2 礫巖和角礫巖的分類通常依礫石的圓度 可把巖石分為礫巖 主要由次圓至圓狀的礫石組成 和角礫巖 主要由棱角狀礫石組成 按粒度可分為 巨礫巖 256mm 卵石礫巖256 64mm 粗礫巖64 16mm 中礫巖16 4 細礫巖4 2mm 按礫石成分的分類分為 單成分礫巖和復(fù)成分礫巖兩類 按成因的分類根據(jù)成因礫巖和角礫巖可分為 濱海礫巖 沖積扇礫巖 河流礫巖 冰川角礫巖 卡斯特角礫巖和鹽溶角礫巖等 3 基本類型1 濱海礫巖在濱海地區(qū) 由河流搬運來的或海岸破壞形成的礫石 在淺水條件下 遭受波浪和潮汐的反復(fù)改造堆積而成 其礫石成分單純 多為穩(wěn)定的石英巖 燧石巖等礫石 分選好 磨圓度高 有時含有海相化石 巖層厚度不大 但較穩(wěn)定 可見交錯層理 常與石英砂巖共生 礫石長軸可順岸排列 2 河成礫巖多位于河床沉積的底部 一般分選差 磨圓中等 礫石扁平面傾向上游 傾角15 一30 礫石間砂泥多 礫巖體多呈透鏡狀產(chǎn)出 其下有沖刷面 無或難見化石 但可有樹干或硅化木 3 沖積扇礫巖分布于山間盆地或山前拗陷的邊緣 由山區(qū)洪水攜帶粗細混雜的碎屑快速堆積而成 故分選 磨圓更差 成分復(fù)雜 雜基多 礫石常無定向排列 礫巖體多呈透鏡狀產(chǎn)出 巖性和厚度變化均大 4 冰川角礫巖由冰川攜帶的物質(zhì)堆積而成的角礫巖 分選很差 可由礫 砂 粉砂和泥混合而成 礫石常 50 多成棱角狀 有擦痕 排列雜亂 成分復(fù)雜 雜基多 多為雜礫巖 如我國南川震旦系南沱組的冰川角礫巖 5 巖溶角礫巖在石灰?guī)r地區(qū)由溶洞頂壁垮塌堆積而成 其特點是角礫成分多為石灰?guī)r 填隙物多為石灰?guī)r溶解殘留的泥質(zhì)物或溶洞中沉淀的方解石晶體 這種角礫巖分布局限 多呈不規(guī)則的囊狀 6 鹽溶角礫巖由于膏鹽的溶解而使其圍巖破碎 崩塌而成 角礫成分多為碳酸鹽巖 無任何分選磨圓 填隙物多為膏鹽或鈣質(zhì)溶解后的殘余物質(zhì) 但可殘留膏鹽假晶 這種角礫巖有一定的穩(wěn)定層位 它是尋找膏鹽礦床的標志 在水文和工程地質(zhì)工作方面也是值得注意研究的巖類 7 底礫巖常見于海侵層位最底部的侵蝕面上 代表一個長期的沉積間斷之后 一個新時期的沉積的開始 故在不整合或假整合面之上常見底礫巖 底礫巖的特點 位于侵蝕面之上 底礫巖中常見有下伏巖石的礫石 礫石成分簡單 以穩(wěn)定的巖石碎屑為主 多為單成分礫巖 礫石的圓度高 分選好 其厚度不大 但分布的層位較穩(wěn)定 底礫巖的粒度有從下到上變細 圓度變好的現(xiàn)象 4 研究方法 1 野外研究 1 粒度和分選 2 礫石成分 3 礫石的磨圓度 球度及表面特征 4 基質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)特點 膠結(jié)物的成分 膠結(jié)類型以及它們與礫石的相對含量 5 沉積構(gòu)造特點 6 礫石層的產(chǎn)狀及與其它巖石層的關(guān)系 在平面上的分布情況 2 室內(nèi)研究是野外工作的補充 是野外實際資料的綜合整理 三 砂巖類1 一般特征粒度為2一0 05毫米的陸源碎屑含量在50 以上的沉積巖稱為砂巖 砂巖的碎屑成分主要是石英 長石和巖屑三種 砂巖中的膠結(jié)物常見的有鈣質(zhì) 硅質(zhì) 鐵質(zhì)等 有時還有海綠石 石膏等和泥質(zhì)基質(zhì)所膠結(jié) 砂巖中常見各種類型的斜層理 交錯層理以及平行層理 序粒層理 波痕 沖刷痕跡 槽模 溝模和生物擾動構(gòu)造等沉積構(gòu)造 2 砂巖的分類 1 粒度分類砂巖按其顆粒大小可分為 巨粒砂巖2 1毫米粗粒砂巖1 0 5毫米中粒砂巖0 5 0 25毫米細粒砂巖0 25 0 05毫米 2 成分分類砂巖成分分類的方案很多 這里采用四端元分類法 四端元分類法是以砂巖中的主要碎屑成分石英 長石 巖屑作為三端元組分劃分巖石類型 再把基質(zhì)也作為一個端元組分參加巖石的分類命名 首先根據(jù)基質(zhì)含量將砂巖分為兩類 一類稱為凈砂巖類 另一類稱為雜砂巖類 1 石英砂巖 2 長石砂巖 3 巖屑砂巖 4 長石石英砂巖 5 巖屑石英砂巖 6 巖屑長石砂巖 7 長石巖屑砂巖 Q F R 1 2 3 4 5 6 7 Q F R 1 2 3 4 5 6 7 M 15 M 15 Q端元 包括石英 燧石 石英巖和其它硅質(zhì)巖屑 代表砂巖的成熟度 F端元 包括長石 花崗巖及花崗片麻巖 代表氣候及風(fēng)化作用特點 R端元 包括除Q F端元中巖屑以外的其它巖屑 F R值代表物質(zhì)來源及大地構(gòu)造狀況 石英 長石 巖屑 包括除石英巖 硅質(zhì)巖外的各種巖屑 等各端點代表該種組份的100 分類圖中按石英 長石 巖屑三種組份的相對含量把砂巖劃分為五個類型 其中石英砂巖 長石砂巖和巖屑砂巖是砂巖中最主要的三個類型 而次長石砂巖和次巖屑砂巖則是石英砂巖和長石砂巖及巖屑砂巖之間的兩個過渡類型 3 砂巖的主要類型1 石英砂巖2 長石砂巖3 巖屑砂巖4 長石石英砂巖5 巖屑石英砂巖6 巖屑長石砂巖7 長石巖屑砂巖 1 石英砂巖石英砂巖的碎屑物質(zhì)中90 以上為石英 可包括燧石和硅質(zhì)巖 碎屑 可有少數(shù)長石 巖屑等 重礦物很少 常為穩(wěn)定的 磨圓的重礦物 如電氣石 鋯石 金紅石等 石英砂巖的膠結(jié)物常為硅質(zhì) 有時為碳酸鹽 方解石 白云石 菱鐵礦 鐵質(zhì) 石膏 磷酸鹽及海綠石等 少數(shù)情況下可見少量粘土或綠泥石等雜基 碎屑中以中一細粒砂常見 圓度及分選性良好 石英顆粒表面光滑 干凈 反映其改造作用充分 成熟度高 石英砂巖常具波痕和交錯層理 石英砂巖 鐵質(zhì)石英砂巖 鈣質(zhì)石英砂巖 硅質(zhì)石英砂巖 硅質(zhì)石英砂巖 石英巖狀砂巖 沉積石英巖 河北宣化龐家堡中 上元古界串嶺溝組鐵質(zhì)石英砂巖 單偏光 40 2 長石砂巖主要由碎屑石英和長石組成 碎屑中石英25 巖屑 10 有的長石含量可很高 達70 以上 長石砂巖中的長石多為正長石 微斜長石 酸性斜長石 而中一基性斜長石少見 巖屑較少 石英可多可少 砂粒間的填隙物為鈣質(zhì) 鐵質(zhì)及粘土質(zhì) 膠結(jié)類型多為孔隙式 接觸式 有時有基底式 一般為中一粗粒 分選性和磨圓度變化大 由分選差 棱角狀到分選好 圓度高的均有 顏色常為紅色或黃色 外貌似花崗巖 3 巖屑砂巖以石英和巖屑為主的砂巖 巖屑砂巖顏色較深 為灰 灰綠 灰黑色 淺色者少見 巖屑占碎屑總量的25 以上 長石 10 石英 75 巖屑砂巖中巖屑成分可多種多樣 隨母巖而異 但以細晶及隱晶的巖石為主 石英碎屑常具棱角狀 長石以斜長石為常見 也有鉀長石 還可出現(xiàn)不穩(wěn)定的基性斜長石 也可有黑云母 碎屑的分選 磨圓不好 粘土雜基較多 也可有碳酸鹽等成分的膠結(jié)物 多為基底膠結(jié) 巖屑砂巖可進一步按巖屑種類命名 四川某地三疊系長石質(zhì)巖屑砂巖 巖屑有硅巖 安山巖 泥質(zhì)巖等 鈣質(zhì)膠結(jié) 正交偏光 80 北京西山侏羅系九龍山組中的巖屑雜砂巖 Q 20 F 30 R 50 M 25 30 正交偏光 80 四 粉砂巖類粉砂巖是0 063一0 004毫米的陸源碎屑占50 以上的沉積巖 粉砂巖的碎屑成分以石英為主 常含數(shù)量不定的白云母 長石和巖屑都較少見 填隙物以泥質(zhì)基質(zhì)為最多 其次為鈣質(zhì)和鐵質(zhì)膠結(jié)物 硅質(zhì)膠結(jié)物極少見 重礦物含量比砂巖多 可達2 3 多為穩(wěn)定性高的組分 顆粒圓度不高 分選一般較好 粉砂巖多呈薄層狀 常具微細的水平層理 微波狀層理及包卷層理等變形構(gòu)造也較常見 粉砂巖 鐵質(zhì)粉砂巖 鈣質(zhì)粉砂巖 根據(jù)膠結(jié)物成分分 黃土 一種半固結(jié)的泥質(zhì)粉砂巖 其中粉砂 50 60 泥質(zhì)可達30 40 砂 0 25mm 約10 五 泥質(zhì)巖類1 一般特征泥質(zhì)巖亦稱粘土巖 它是粒度 0 004毫米的陸源碎屑和粘土礦物組成的巖石 泥質(zhì)巖的礦物成分復(fù)雜 泥質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) 泥質(zhì)巖的構(gòu)造 泥質(zhì)巖的顏色 景德鎮(zhèn)窯青花花果紋黃彩瓷盤 明弘治年間 鈞窯三足瓷洗 北宋 新石器時代桶形彩繪陶罐 內(nèi)蒙古出土 紫砂茶葉罐 清乾隆年間 青花瓷餐具 一 粘土礦物 1 高嶺石族 高嶺石 地開石 珍珠陶土 其化學(xué)式為Al4 Si4O10 OH 8或Al2O3 2SO2 2H2O 2 埃洛石 多水高嶺石 族 埃洛石 多水高嶺石 Al4 Si4O10 OH 8 4H2O變埃洛石Al4 Si4O10 OH 8 3 蒙脫石族 蒙脫石 拜來石 綠脫石 皂石等蒙脫石 Al2 Mg3 Si4O10 OH 2 nH2O 4 水云母族 伊利石 水云母 K1Al2 Al Si Si3O10 OH 2 nH2O海綠石 5 綠泥石族 正綠泥石 Mg Fe p Al Fe pSi4 pO10 OH 8鱗綠泥石 6 海泡石族 海泡石 sepiolite 坡縷石等 層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物 成分為Mg4Si6O15 OH 2 6H2O 斜方晶系 世界最主要產(chǎn)地為土耳其的埃斯基謝希爾 中國產(chǎn)地有江西樂平 湖南瀏陽等 二 泥質(zhì)巖的結(jié)構(gòu) 三 泥質(zhì)巖的分類和主要類型泥質(zhì)巖分類主要依據(jù)泥質(zhì)巖的固結(jié)程度 頁理的發(fā)育情況等宏觀的構(gòu)造特征劃分 1 粘土粘土是一種未固結(jié)或弱固結(jié)的泥質(zhì)巖 基本上仍為土狀 在水中易泡軟 具不同程度的可塑性和粘結(jié)性 多為現(xiàn)代風(fēng)化殼的產(chǎn)物 古代質(zhì)地較純的泥質(zhì)巖出露地表 因風(fēng)化和被水浸泡后 有時也易成土狀及具明顯的可塑性 常見的質(zhì)地較純的粘土有高嶺石粘上 蒙脫石粘土和水云母粘土 1 高嶺石粘土主要由高嶺石組成 多為灰白色 淺灰色或淺黃色 土狀 有滑感 具貝殼狀斷口 用舌舔之 有明顯的吸著性 遇水后不急劇膨脹 但具可塑性 其粘結(jié)性和耐火性較高 故是重要的陶瓷原料和耐火材料 高嶺石粘土是在潮濕溫暖的氣候條件下 一般需要酸性 pH 5一6 介質(zhì)條件 2 蒙脫石粘土蒙脫石粘土又名膨潤土 斑脫巖 漂白土等 主要由蒙脫石組成 一般為灰白色 淡粉紅色 淡黃色或淺灰綠色 斷口不太平坦 有滑感 吸水性極強 侵入水中后其體積急劇膨脹 這是蒙脫石粘土的重要特征和鑒定標志 蒙脫石粘土主要由中酸性凝灰?guī)r在海水或地下水作用下分解而成 沉積于中性或堿性 pH 7一8 5 的介質(zhì)條件 3 水云母粘土水云母粘土的成分一般比較復(fù)雜 除水云母外 常有其他粘土礦物 以及石英 長石 云母等碎屑礦物 還有各種自生礦物和有機質(zhì) 顏色也是多為灰白色 灰黃色 淺綠色和談紅色等 水云母粘土多為溶液富鉀 介質(zhì)稍偏堿性 pH 7 8 高嶺石 蒙脫石在成巖過程中均可轉(zhuǎn)變?yōu)樗颇?故水云母粘土是泥質(zhì)巖中最常見的類型 2 泥巖和頁巖泥巖和頁巖是泥質(zhì)沉積物經(jīng)成巖作用后固結(jié)而成的 泥巖和頁巖的成分一般都比較復(fù)雜 主要由水云母或高嶺石組成 并含碎屑物質(zhì)和各種自生礦物 含粉砂數(shù)量較明顯時可稱為粉砂質(zhì)泥巖或頁巖