第一章沉积岩 概论.doc

第一章 概 论 第一节 沉积岩的概念 沉积岩是在地表及地表下不太深的地方形成的地质体，它是在常温常压条件下，由风化作用、生物作用及某些火山作用所形成的物质，经搬运，沉积、成岩等一系列地质作用而形成的岩石。 沉积岩出露面积约占陆地面积的75％，海洋底部则几乎全部为沉积物或沉积岩所复盖。因此，沉积岩是野外最常见的岩石，含煤岩系，包括煤层本身，也全是沉积成因的。因此，对含煤岩系的研究，首先就要研究组成含煤岩系的沉积岩。 第二节 沉积岩的分类 据据国内外沉积岩石学研究的最新成果，并结合含煤岩系常见沉积岩的特点，我们首先按物质来源将沉积岩分为四大类 火山物源沉积岩 陆源沉积岩 内源沉积岩 生物源沉积岩 然后对不同物源的沉积岩再据据其成分、结构、构造及成因特征等进一步分为亚类。 见表11 表11 沉积岩分类表 火山物源沉积岩 按粒度细分 陆源 沉 积岩 按粒度细分 内源沉积岩 生物源沉积岩 按有机组分 成分细分 蒸发岩 非蒸发岩 按成分细分 集块岩 火山角砾岩 凝灰岩 64毫米 642毫米 2毫米 20．063毫米 0.0630.004毫米 50％。 五若岩石由两种以上的成分组成，且每一种成分的含量均10％，但又均64毫米 火山岩块 火山弹 火焰体 塑性岩屑 64～2毫米 火山角砾 火山砾 20．063毫米 火山砂 岩 屑、品屑 火山灰玻屑 火山灰 塑性玻屑 0．063毫米 火 山 尘 表2一l中所列的火山岩块、火山角砾、火山弹、火山砾及火焰体主要由岩屑组成。火山砂主要由晶屑和部分岩屑组成，而火山灰则主要是玻屑。火山尘颗粒非常细小，呈细粉状、常充填在较大的火山碎屑物之间，主要是玻璃质质点。 在火山物源沉积岩中，虽以火山碎屑物为主，但可含有数量不等的正常沉积碎屑物质，在这两者中最难区别的是“岩屑”和“晶屑”，究竟是火山碎屑还是混入的陆源碎屑在镜下可根据下列特点加以区别 一在同一岩石中如果火山碎屑物普遍比较新鲜， 棱角明显，而出现少量圆度较高、风化蚀变较强的岩屑，则后者可能是混入的陆源碎屑物质。 二在同一岩石中，如果火山碎屑物的基质结晶程度普遍较差，而少数岩屑的基质结晶程度却较高出现重结晶结构，那么后者可能是陆源碎屑物质。 三在同一岩石中，出观成分和结构与区域火山岩的成分有明显不同的晶屑和岩屑，则它们可能是陆源碎屑物质。如基性凝灰岩中出现较多的石英碎屑，则后者可能是陆源碎屑物质。 四在同一岩石中，尽管晶屑普遍比较新鲜，但仍出现有风化强烈、磨蚀较厉害的晶屑，这说明后者可能是陆源碎屑物质。 第二节 火山物源沉积岩的分类和命名 一、火山物源沉积岩的分类 火山物源沉积岩主要根据火山碎屑物的含量、粒度、形成条件及形成作用特点来进行分类，可划分为三个大类、六个亚类及若干个种属。 见表22 类 火山碎屑熔岩 类向熔岩过渡的火山碎屑岩类 火 山 碎 屑 岩 类 沉积火山碎屑岩类 向沉积岩过渡的火山碎屑岩类 亚 类 火山碎屑 熔岩亚类 熔结火山 碎屑岩亚类 普通火山 碎屑岩亚类 层状火山 碎屑岩亚类 沉积火山 碎屑岩亚类 火山碎屑 沉积岩亚类 火山碎屑物含量％ 1090 一般90 9050 5010 构造特征 火山碎屑物 一般不定向 似流动构 造明显 层状构造 不明显 层状构造明显， 且常具韵律层理 层状构造明显 成 岩 方 式 粒度 熔岩胶结 熔结为主， 可有压实。 压实为主、也有部分火山灰分解物胶结 火山灰分解物 胶结及压实 压实和正常沉 积物质胶结 64毫米 集块熔岩 熔结集块岩 集块岩 层状集块岩 沉集块岩 凝灰质集块岩 642毫米 角砾熔岩 熔结角块岩 火山角砾岩 层状火山角砾岩 沉火山角砾岩 凝灰质砾岩或 凝灰质角砾岩 50 50 12．550 025 3 岩屑玻屑凝灰岩 50 025 12．550 4 晶屑凝灰岩 025 75 025 5 岩屑晶屑凝灰岩 025 50 12．55 6 玻屑晶屑凝灰岩 12．550 50 025 7 岩屑凝灰岩 025 025 75 8 玻屑岩屑凝灰岩 12．5～50 0～25 50 9 晶屑岩屑凝灰岩 025 12.550 50 10 复屑凝灰岩 2．86，故应归入重矿物，且黑云母易风化，常分解成绿泥石和磁铁矿，故黑云母陆源沉积岩中一般含量不多，只出现于距母岩区较近，快速搬运、沉积、迅速掩埋而形成的沉积岩中。 2、重矿物 重矿物在陆源沉积岩中含量通常不足1％，在个别情况下，其含量增多，可构成岩石的次要成分。重矿物种类较多，主要有锆石、独居石、凋石，磷灰石、金红石、石榴石、十字石、电气石，尖晶石、铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿等。它们主要来自岩浆岩及变质岩等母岩。 重矿物含量虽少，但其种类繁多、且各具特点，故常可利用重矿物的类型、标型特征及重矿物组合等进行追索陆源区和划分、对比地层。 二岩石碎屑岩屑 岩屑是母岩经机械破碎形成的岩石碎块，它不是风化的最终产物，而是一种暂时性的产物，只有在特殊的地质条件下才能大量出现。陆源沉积岩中岩屑可以是多种多样的，主要分布于砾岩和角砾岩中呈砾石或角砾出现，砂岩中一般较少，且多为较稳定的岩屑。 不同成分的岩屑，其分布也有一定的范围，般是稳定性较高的细粒或隐晶质的岩屑出现的范围较广，易分解破坏的岩石如石灰岩及泥质岩只有在特殊的气候条件下、快速破碎，并在靠近母岩区进行堆积时，才可以大量保存下来。因此，岩屑是判断母岩性质最直接，最可靠的标志。 二、杂基 杂基这一概念目前我们只应用于砂岩的分类中。在砂岩中，我们把粒度小于0．03毫米严格说0．0315毫米≈5Φ的非化学沉淀颗粒称为杂基。主要是指粘土泥质和细粉砂。杂基对碎屑颗粒可以起支撑的作用。 三、胶结物 胶结物是指胶结碎屑颗粒的化学沉淀物质，常见的有碳酸盐矿物，硅质矿物及铁质矿物。其中碳酸盐矿物有方解石、白云石和菱铁矿，硅质矿物可以是蛋白石、玉髓和自生石英、铁质胶结物主要是铁的氧化物、氢氧化物。此外，海绿石、沸石、磷酸盐、硫酸盐石膏、硬石膏也可作为胶结物出观。 第二节 陆源沉积岩的分类和命名 、陆源沉积岩的分类 由于陆源沉积岩主要是由陆源碎屑物质组成的，而这些陆源碎屑物质在其搬运和沉积过程中主要遵循机械沉积分异作用，而其中又以碎屑的粒径大小来作为判断搬运、沉积介质能量和沉积盆地能量的主要标志。般说来粗粒陆源碎屑物质常见于高能环境，相对搬运距离要近一些，而细粒陆源碎屑物质常见于低能环境，搬运距离相对要远一些。因此陆源沉积岩的分类，首先是粒度分类。 陆源沉积岩的粒度分类有十进位分类、自然粒级分类及按值的对数粒级分类。由于一般的陆源碎屑物质在自然界的分布都属于对数正态分布。因此，采用值的对数粒级分类不但能反映陆源碎屑物质的分布特点，而且有利于粒度分析资料的整理、作图及数理统计，并常可用来作为判断陆源沉积岩的成因及沉积环境的依据。也有利于国内外的学术交流，所以我们采用按值的对数粒级分类作为陆源沉积岩的总的分类。Φ＝log2dd颗粒直径以毫米计，即取颗粒直径d毫米以2为底的负对数值作为粒级分类的标准。据此可将陆源沉积岩划分为四类砾岩和角砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩粘土岩，每一类还可进一步细分。在野外工作时则可予以适当简化合并，见表31。 表31 陆源沉积岩的分类和命名 粒级划分 粒径毫米 Φ 值 室内名称 野外名称 砾（角砾 ） 巨砾角砾 128 50／％的粒级定为岩石的基 本名称主名，含量2550％的粒级可以形容词“质”的形式冠于主名之前，如砾质砂岩等，含量1025％的粒级则以形容词“含”的形式写在岩石名称最前面，如含砾粗砂岩，含量50％的粒级，但含量25～50％的粒级不止一个，则可以这些含量为25～50％的粒级进行复合命名，以“岩”的形式来表示，含量多的在后面，少的在前 面，其它含量更少的仍按一条原则处理。如一岩石含粗砂8％，中砂30％，细砂40％，粗粉砂22％，则可命名为含粗粉砂的中一细粒砂岩。若有三种粒级接近时，且均为砂粒级，则可命名为不等粒砂岩。 三粘土质点除集中含量50％形成泥质岩粘土岩外，在砂粒级及粉砂级中常含有一定数量，在砂岩中我们将它归入杂基，详见第四节砂岩部分。在粉砂岩中，则作机械混入物处理，详见第五节粉砂岩部分。 第三节 砾岩和角砾岩 一、概述 粒径大于2毫米2毫米的陆源碎屑组分的圆度分。 砾 岩圆状或次圆状陆源碎屑组分含量大于50％。 角砾岩棱角状及次棱角状陆源碎屑组分含量大于50％。 按砾石或角砾的粒径分。 巨砾岩角砾岩砾石或角砾以粒径128毫米者为主。 粗砾岩角砾岩砾石或角砾以粒径128～32毫米者为主。 中砾岩角砾岩砾石或角砾以粒径32～8毫米或为主。 细砾岩角砾岩砾石或角砾以粒径 8～2毫米者为主。 按砾石或角砾的成分分。 单成分砾岩角砾岩砾石或角砾成分单一，且常为稳定组分，如石英岩、燧石等。 复成分砾岩角砾岩砾石或角砾成分复杂，各种成分的砾石或角砾 的含量都不超过50％，且常为不稳定组分，一般为母岩区附近，快速堆积的产物。 第四节 砂岩 一、概述 砂岩是指粒径为2～0.063毫米-1～4Φ的陆源碎屑物质含量超过50％的岩石。 砂岩在地表分布广泛，在沉积岩中仅次干泥质岩粘土岩而居第二位，是含煤系中常见的岩石。 二、砂岩的分类 砂岩主要由陆源碎屑物质粒径为2～0．063毫米， 1～4Φ。杂基主要为粒径0．03毫米≈5Φ的粘土和细粉砂和胶结物系化学或胶体化学成因起胶结作用的物质三部分组成。 由于杂墓常能反映砂岩形成时的水动力状况，能反映搬运介质的粘度及密度，能反映砂岩的结构成熟度以及经机械搬运作用听形成的沉积岩的共性，因此将杂基引入砂岩的分类是合适而有意义的。 我们首先以杂基含量15％为界限，将砂岩分为砂岩类或称净砂岩类杂基含量1 岩屑石英 杂砂岩 310 75～90 0～50 100～50 1 长石杂 砂岩类 长 石 杂砂岩 411 3 岩屑长石 杂砂岩 512 75 50～75 50～25 3～l 岩屑杂 砂岩类 岩 屑 杂砂岩 613 75 0～25 100～75