第十一章++沉積巖的基本特征

1、第十一章 沉積巖的基本特征第一節(jié) 概述一 沉積巖的定義和分布 沉積巖：在地殼表層常溫常壓條件下，由風(fēng)化作用、生物作用、火山作用的產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、沉積和成巖作用所形成的巖石。 沉積巖在地殼表層分布甚廣，占陸地面積75%，而海底幾乎全由沉積物覆蓋。但以體積而言，沉積巖僅占巖石圈體積的5%，結(jié)晶巖占95%。 各類沉積巖的分布各不相同。分布最廣的是泥質(zhì)巖（72.2%）、砂巖（13.2%）和碳酸鹽巖(7.7%)，其余的沉積巖及其沉積礦產(chǎn)僅占1%2%。 沉積巖在地表廣泛分布，是儲(chǔ)油、儲(chǔ)水的有利場(chǎng)所。沉積巖中的礦產(chǎn)不僅種類多，而且儲(chǔ)量大。據(jù)統(tǒng)計(jì)沉積和沉積變質(zhì)礦產(chǎn)占世界礦產(chǎn)總儲(chǔ)量的7585%。煤、石油、油頁(yè)巖

2、和天然氣等全是沉積形成。鐵、錳、鋁、磷、放射性金屬及銅、鉛、鉛、鋅、汞、銻等礦產(chǎn)，多屬沉積成因或、與沉積有成因關(guān)系。有些沉積巖本身就是礦產(chǎn)。二沉積巖的成分特征（一）化學(xué)成分特征沉積巖的主要物質(zhì)來(lái)源于火成巖的風(fēng)化產(chǎn)物，所以兩者的平均化學(xué)成分非常相似。但由于火成巖轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖要經(jīng)過(guò)風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積、成巖等一系列轉(zhuǎn)化過(guò)程，因而仍存在有一些差別。1 Fe2O3與FeO：火成巖和沉積巖中鐵的總量大致相等，但沉積巖中Fe2O3>FeO，火成巖中FeO>Fe2O3。2 K2O與Na2O：沉積巖中K2O和Na2O總量低于火成巖中。在沉積巖中K2O>Na2O，而火成巖中Na2O>K2O。

3、3 H2O和CO2：沉積巖較火成巖富含H2O和CO2。4 有機(jī)質(zhì)：沉積巖中有且可富含（如煤、油頁(yè)巖、石油等），巖漿巖中無(wú)。5 化學(xué)成分：火成巖中各類巖石的化學(xué)成分彼此過(guò)渡，而沉積巖則各類巖石之間化學(xué)成分差別很大。如石英砂巖以SiO2為主，頁(yè)巖以SiO2和Al2O3為主，石灰?guī)r則以CaO和CO2為主。（二）礦物成分特征沉積巖的平均礦物成分與火成巖相比有明顯差別。構(gòu)成沉積巖的主要礦物是：云母及粘土礦物，碳酸鹽礦物，石英族礦物（石英、玉髓、蛋白石等）。這三類礦物約占沉積巖80%±。沉積巖火成巖 橄欖石、輝石、角閃石和 少見(jiàn)可大量存在黑云母（鐵鎂礦物）石英、長(zhǎng)石、白云母 都可大量存在 石英（

4、平均含量） 長(zhǎng)石（平均含量） 鹽類礦物（石膏、石鹽等）、 特有礦物， 無(wú)或很少碳酸鹽類礦物、粘土礦物 常是主要礦物生物組分 特有 無(wú)二. 沉積巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征沉積巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造明顯不同于巖漿巖。巖漿巖多為晶粒結(jié)構(gòu)；而沉積巖的結(jié)構(gòu)則隨巖石的類型和成因而變化，最常見(jiàn)碎屑結(jié)構(gòu)（陸源碎屑巖）、泥狀結(jié)構(gòu)（泥質(zhì)巖）、晶粒結(jié)構(gòu)（化學(xué)及生物化學(xué)巖）、顆粒結(jié)構(gòu)（內(nèi)源沉積巖）等。沉積巖具特征的層理和層面構(gòu)造。第二節(jié) 沉積巖的形成和變化沉積巖的形成作用可概括為以下3個(gè)階段：沉積巖原始物質(zhì)的形成階段（風(fēng)化階段），沉積巖原始物質(zhì)的搬運(yùn)和沉積作用階段，沉積物的同生、成巖作用和沉積巖的后生作用階段。一 沉積物質(zhì)的形成作用沉積

5、巖的原始物質(zhì)有四類：1 母巖風(fēng)化所提供的物質(zhì)：陸源碎屑、粘土物質(zhì)、溶解物質(zhì)。2 生物成因的物質(zhì)：生物殘骸及有機(jī)質(zhì)。3 深部來(lái)源的物質(zhì)：火山碎屑物質(zhì)、深部來(lái)的鹵水、溫泉水、噴氣物質(zhì)等。4 宇宙來(lái)源的物質(zhì)：隕石及宇宙塵埃。以下主要介紹風(fēng)化作用形成的物質(zhì)。（一）風(fēng)化作用地殼表層的巖石，在水、空氣、太陽(yáng)能和生物的作用和影響下發(fā)生機(jī)械破碎和化學(xué)變化的作用。風(fēng)化作用按性質(zhì)分為：物理風(fēng)化作用、化學(xué)風(fēng)化作用和生物風(fēng)化作用。1 物理風(fēng)化作用使母巖發(fā)生機(jī)械破碎為主的風(fēng)化作用稱為物理風(fēng)化作用。它為沉積巖的形成提供各種碎屑物質(zhì)。2 化學(xué)風(fēng)化作用不僅使母巖破碎，而且其礦物成分和化學(xué)成分也發(fā)生本質(zhì)的改變，直至形成在地表?xiàng)l

6、件下穩(wěn)定的礦物組合的過(guò)程稱為化學(xué)風(fēng)化作用。它為沉積巖的形成提供各種溶解物和不溶殘余物。3 生物風(fēng)化作用生物對(duì)巖石產(chǎn)生的機(jī)械和化學(xué)的破壞作用。風(fēng)化作用的產(chǎn)物：碎屑物質(zhì)碎屑巖溶解物質(zhì)（真溶液、膠體溶液）化學(xué)巖和生物化學(xué)巖粘土物質(zhì) 泥質(zhì)巖 （二）主要造巖礦物和巖石在風(fēng)化過(guò)程中的穩(wěn)定性1 長(zhǎng)石類礦物長(zhǎng)石類礦物是地殼中分布最廣的礦物。受到各種酸，尤其是碳酸的作用極易發(fā)生分解，析出K、Na、Ca等離子，同時(shí)發(fā)生水化而變?yōu)樗颇?，并繼續(xù)分解。以鉀長(zhǎng)石為例：KAlSi3O8 K<1Al2(Si,Al)4O10(OH)nH2O Al4Si4O10(OH)8 鉀長(zhǎng)石 水云母高嶺石Al2O3nH2O (鋁土礦

7、)SiO2nH2O （蛋白石） 在長(zhǎng)石類中鉀長(zhǎng)石比斜長(zhǎng)石難于風(fēng)化，酸性斜長(zhǎng)石較基性斜長(zhǎng)石難于風(fēng)化。2 鐵鎂礦物這類礦物包括橄欖石、輝石、角閃石等鐵鎂礦物，易風(fēng)化，沉積巖中甚少，一般呈重礦物形式出現(xiàn)。3 石英類是在地表最穩(wěn)定的礦物，在風(fēng)化過(guò)程中幾乎只有機(jī)械破碎。母巖風(fēng)化愈徹底，風(fēng)化產(chǎn)物中石英的相對(duì)含量愈高。4 云母類白云母穩(wěn)定性較大，故在沉積巖中較多，黑云母不穩(wěn)定，所以在沉積巖中很少。巖石由造巖礦物組成，因而在風(fēng)化時(shí)的穩(wěn)定程度取決于它所含的礦物成分。因而抗風(fēng)化能力，巖漿巖中為：酸性巖中性巖基性巖超基性巖沉積巖中砂巖、頁(yè)巖其礦物成分為地表穩(wěn)定的組分，不易發(fā)生化學(xué)分解，主要以碎屑物被搬運(yùn)；石灰?guī)r在干

8、旱地區(qū)以機(jī)械破碎為主，在濕熱地區(qū)則以溶解為主；硅質(zhì)巖則很難受化學(xué)風(fēng)化。變質(zhì)巖的風(fēng)化習(xí)性與巖漿巖近似。二 沉積物的搬運(yùn)和沉積作用母巖的風(fēng)化產(chǎn)物有三類：碎屑物質(zhì)、粘土物質(zhì)（又叫不溶殘余物）和溶解物質(zhì)。它們除少部分殘留原地組成風(fēng)化殼堆積外，大部分被搬運(yùn)走，并在新的地方沉積下來(lái)。三者的性質(zhì)不同，故其搬運(yùn)、沉積方式也不同。使沉積物發(fā)生搬運(yùn)和沉積的地質(zhì)營(yíng)力主要是流水、風(fēng)、冰川、重力和生物。搬運(yùn)方式可分為機(jī)械搬運(yùn)、化學(xué)搬運(yùn)和生物搬運(yùn)。（一） 機(jī)械的搬運(yùn)與沉積作用碎屑物質(zhì)在水、風(fēng)、冰及重力等的作用下，以機(jī)械的方式進(jìn)行搬運(yùn)和沉積，受流體力學(xué)定律支配。可呈懸浮狀態(tài)搬運(yùn)（稱懸移載荷），也可呈滑動(dòng)、滾動(dòng)或跳躍方式搬運(yùn)

9、（稱推移載荷或床沙載荷）。按搬運(yùn)流體的性質(zhì)分為牽引流和重力流兩種。對(duì)原始沉積物的搬運(yùn)以牽引流最常見(jiàn)，如含少量沉積物的流水（包括雨水、河流、湖流、洋流等）和大氣流等屬牽引流，為牛頓流體。符合牛頓流體定律=µ，為水體單位面積上的內(nèi)摩擦力，即水的應(yīng)力，µ為水的粘滯系數(shù)，為流速梯度。它以懸浮和推移方式搬運(yùn)沉積物。隨著流體中沉積顆粒數(shù)量增加，逐漸過(guò)渡為重力流，如濁流、泥石流、顆粒流等。為非牛頓流體賓漢塑性流體，主要以懸浮方式搬運(yùn)。=+=µ1 碎屑物質(zhì)在流水中的搬運(yùn)和沉積（1）碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)促使碎屑搬運(yùn)的力有：水體對(duì)物質(zhì)的上舉力（浮力），流水的動(dòng)力（包括水平推力和負(fù)荷力），它

10、主要決定于流速、流量和流體性質(zhì)。其中水平推力主要決定于流水的流速。當(dāng)流量一定時(shí)，流水搬運(yùn)碎屑的大小與流速平方成正比（dv2）。山區(qū)河流流速快（58m/s），可手搬運(yùn)粗大的碎屑；平原河流流速小（1.5m/s），只能搬運(yùn)細(xì)小顆粒。尤爾斯特隆研究了碎屑顆粒的侵蝕（開(kāi)始搬運(yùn)）、繼續(xù)搬運(yùn)、沉積與水流速度的關(guān)系。 從此圖可知：1） 顆粒開(kāi)始搬運(yùn)（侵蝕）所需的啟動(dòng)流速要大于繼續(xù)搬運(yùn)的流速。2）052mm間的顆粒所需的起動(dòng)流速最小，而且起動(dòng)流速與沉積臨界流速間的差距也不大。流水的負(fù)荷力主要決定于流量。流量大小決定了搬運(yùn)數(shù)量，如長(zhǎng)江流量大，能搬運(yùn)大量泥沙（970×106t/a）入海，但無(wú)大的碎屑。 因

11、此，砂粒在流水搬運(yùn)中最為活躍，易搬運(yùn)也易沉積，故常呈跳躍式地搬運(yùn)前進(jìn)。3）>2mm顆粒的起始流速與沉積臨界流速相差也很小，但這兩個(gè)流速本身卻很大，且隨粒徑增大而增大，故礫石很難作長(zhǎng)距離搬運(yùn)，且多沿河底滾動(dòng)式推移前進(jìn)。4）<0.05mm顆粒的起始流速與沉積臨界流速之間的差值隨著顆粒的變小而增大，因而粉砂和泥質(zhì)一經(jīng)搬運(yùn)，就長(zhǎng)期懸浮于水體中，大多數(shù)搬運(yùn)至較遠(yuǎn)的深水環(huán)境緩慢地沉積下來(lái)。侵蝕固結(jié)的粘土所需的流速甚至大于侵蝕松散的中礫。（2）碎屑物質(zhì)的沉積作用處于搬運(yùn)狀態(tài)的碎屑物質(zhì)，當(dāng)流水的流速降低，流水的動(dòng)力不足以克服顆粒的重力，顆粒就會(huì)沉積下來(lái)?；虍?dāng)流水的水平推力小于顆粒的有效重力（重力減

12、浮力）時(shí)，床沙顆粒就會(huì)停止移動(dòng)。當(dāng)流水的上舉力小于有效重力，或流速小于顆粒沉速的12倍，懸浮顆粒就會(huì)下沉。碎屑物質(zhì)在靜水中的下沉情況可用斯托克斯實(shí)驗(yàn)公式表示： = 式中：顆粒下沉速度（mm/s），重力加速度（cm/s2），r 球體的半徑（cm），顆粒的密度（g/cm3），水介質(zhì)的密度（g/cm3），介質(zhì)的粘度（Pa·s）。影響碎屑顆粒沉速的因素很多，主要有顆粒的密度、形狀、水質(zhì)、含沙量等。 顆粒的沉速與其粒度和形狀有關(guān)同樣密度的顆粒，顆粒愈大，沉速愈大。因而礫砂粉砂先后沉積。顆粒的形狀對(duì)沉速也有關(guān)。如同樣體積和密度的顆粒：球狀顆粒為100，橢球狀顆粒為6181，立方體為74，長(zhǎng)柱狀體

13、為50，片狀體為3880。 顆粒的沉速與其密度成正比，或與其體重成正比。 顆粒的沉速與介質(zhì)的粘度成反比。碎屑沉積物在水盆地（海、湖）中的搬運(yùn)與沉積因受波浪流、潮汐流和洋流、湖流的反復(fù)改造，特別是海洋對(duì)碎屑沉積物的改造能力比河流大100倍，故海洋沉積物常分選好、磨圓度好、結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度常很好。2 碎屑物質(zhì)在風(fēng)中的搬運(yùn)與沉積3 冰川的搬運(yùn)與沉積4 重力流的機(jī)械搬運(yùn)與沉積作用5 搬運(yùn)過(guò)程中碎屑物質(zhì)的變化（主要指牽引流搬運(yùn)過(guò)程中）隨著搬運(yùn)距離的加長(zhǎng)，碎屑物質(zhì)要發(fā)生以下變化： 粒度變細(xì)。 圓度、球度漸好（粉砂、泥等則始終不好）。 顆粒的分選愈好（即顆粒的大小愈接近一致）。在水成環(huán)境中分選最好通常

14、是細(xì)砂；而對(duì)風(fēng)成砂來(lái)說(shuō)，最好的分選出現(xiàn)在極細(xì)砂的粒徑。 穩(wěn)定礦物增多，不穩(wěn)定礦物漸少，即巖石的成分成熟度漸好。 發(fā)生機(jī)械沉積分異作用。即按搬運(yùn)距離加長(zhǎng)，碎屑物按大小、比重、形狀、成分不同而分別沉積。6 沉積分異作用沉積巖的原始物質(zhì)經(jīng)過(guò)搬運(yùn)、沉積而分化為比較簡(jiǎn)單的沉積物（巖石和礦產(chǎn)）類型的作用，稱為沉積分異作用。主要受物理因素支配的分異作用，叫機(jī)械沉積分異作用。其一般規(guī)律為：1） 按顆粒大小分異：礫砂粉砂泥。2） 按比重分異：3） 按形狀分異：4） 按礦物成分分異：（二） 化學(xué)的搬運(yùn)與沉積作用沉積物質(zhì)中的溶解質(zhì)，常呈膠體溶液或真溶液被子搬運(yùn)和沉積。這主要與物質(zhì)的溶液解度有關(guān)。Ca、Na、K、Mg

15、等的溶解度大，常呈真溶液搬運(yùn)；而Al、Fe、Mn、Si等的氧化物難溶于水，多呈膠體溶液搬運(yùn)。1膠體物質(zhì)的搬運(yùn)與沉積膠體物質(zhì)的性質(zhì)介于粗分散系（懸浮液其中的粒子直徑>100nm）和離子分散系（真溶液分子或離子直徑<1nm）之間。它主要靠布朗運(yùn)動(dòng)維系。當(dāng)膠體溶液由于： 帶不同電荷的膠體相互混合， 電介質(zhì)的作用， 蒸發(fā)作用，使膠體濃度增大， 其它如pH值的改變等。會(huì)發(fā)生凝聚作用，使膠體質(zhì)點(diǎn)在溶液中成凝絮狀、團(tuán)塊狀的膠塊，在重力作用下沉積下來(lái)。由膠體凝聚沉淀而成的沉積物和沉積巖有以下特征： 呈膠狀、貝殼狀斷口。 膠體沉積物形成的巖石，顆粒細(xì)小，吸收性強(qiáng)，故有粘舌現(xiàn)象。常呈微晶、放射狀結(jié)構(gòu)。

16、 膠體陳化脫水而產(chǎn)生收縮裂隙，孔隙性也較好，易敲擊成尖棱角狀碎塊。 具有較強(qiáng)的離子交換和吸附能力。 膠體沉積物可呈巨厚狀巖層，也可呈透鏡、結(jié)核狀產(chǎn)出。2真溶液的搬運(yùn)與沉積化學(xué)溶解物質(zhì)中Cl、S、Ca、Na、K、Mg等成分主要呈離子狀態(tài)存在于水溶液中，呈真溶液搬運(yùn)。有時(shí)Fe、Mn、Al、Si也可呈真溶液搬運(yùn)。并通過(guò)化學(xué)作用而沉淀。它們沉淀先后，主要受物質(zhì)的溶解度決定，即溶解度愈大，愈易搬運(yùn)，不易沉淀。物質(zhì)的溶解度除物質(zhì)本身的性質(zhì)外，還受介質(zhì)條件影響，如pH、Eh(氧化-還原電位)、溫度、壓力、CO2含量等一系列因素控制。這些因素的改變都會(huì)使溶解度發(fā)生改變，使各類溶解物先后沉淀，而使物質(zhì)在沉積階段

17、發(fā)生分異作用。這種主要受化學(xué)因素支配的分異作用稱為化學(xué)沉積分異作用。普斯托瓦洛夫根據(jù)溶解度提出從沉積盆地邊緣到盆地中心溶解物質(zhì)的沉積順序，首先是溶解度小的鋁、鐵、錳、硅的氧化物，繼而是溶解度大一些的磷酸鹽、硅酸鹽和碳酸鹽，最后是溶液解度大的硫酸鹽和鹵化物。三 沉積期后的變化及其作用（一）階段劃分 劃分為四個(gè)階段：同生階段（或海解階段）、成巖階段、后生階段和退后生階段。（二） 主要的沉積期后變化1 壓實(shí)作用2 壓溶作用3 膠體的陳化及重結(jié)晶作用4 交代作用5 結(jié)核的形成6 自生礦物的形成7 膠結(jié)作用第三節(jié) 沉積巖的構(gòu)造和顏色沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖各個(gè)組成部分空間分布和排列方式。通過(guò)沉積巖的構(gòu)造研

18、究，可確定沉積介質(zhì)的營(yíng)力類型及強(qiáng)弱、介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)，分析沉積環(huán)境，確定地層的頂?shù)缀偷貙訉有?，?duì)恢復(fù)古地理環(huán)境及尋找相應(yīng)礦產(chǎn)等均有重要意義。一. 層理構(gòu)造主要層理類型：水平層理：主要見(jiàn)于細(xì)粒巖石（泥巖、細(xì)粉砂巖、泥灰?guī)r）中。平行層理：主要見(jiàn)于砂巖中。波狀層理：常發(fā)育于粉砂巖中。交錯(cuò)層理：遞變層理（又稱粒序?qū)永恚?韻律層理：二. 層面構(gòu)造一）頂面構(gòu)造1）波痕 浪成波痕流水波痕風(fēng)成波痕2）干裂二）底面構(gòu)造槽模溝模塊狀層理： 沖刷面及侵蝕下切現(xiàn)象二同生變形構(gòu)造重荷模球狀及枕狀構(gòu)造包卷層理泄水構(gòu)造三生物成因構(gòu)造（略）四化學(xué)成因構(gòu)造結(jié)核縫合線五沉積巖的顏色顏色是沉積巖最醒目的標(biāo)志，它反映巖石的成分、結(jié)構(gòu)

19、和成因，并常把它作為分層、對(duì)比和推斷古地理?xiàng)l件的重要標(biāo)志之一。沉積巖顏色的成因分類：繼承色：取決于碎屑物質(zhì)的顏色。碎屑巖類自生色：取決于沉積和成巖階段形成的自生礦物的顏色。粘土巖類，化學(xué)巖和部分碎屑巖類。如含F(xiàn)e3+頁(yè)巖呈紅色或黃褐色，海綠石砂巖呈綠色。前二者為原生色。次生色：在后生作用或風(fēng)化作用過(guò)程中，原生色發(fā)生次生變化而形成。區(qū)別：原生色在同一層內(nèi)常穩(wěn)定，而次生色呈斑點(diǎn)狀或沿裂隙等分布。次生色和自生色常由色素造成，如鐵質(zhì)，有機(jī)質(zhì)等。常見(jiàn)的自生色及沉積環(huán)境：白色：一般不含色素，如質(zhì)純碳酸鹽巖、石英砂巖等?；疑⒑谏撼Ｓ捎诤袡C(jī)質(zhì)（炭質(zhì)、瀝青質(zhì)）、分散狀硫化鐵等，表明巖石形成于還原或強(qiáng)還原條

20、件下。紅色、紫紅色、黃褐色：由于含有鐵的氧化物或氫氧化物之故，表明當(dāng)時(shí)沉積介質(zhì)為氧化及強(qiáng)氧化條件。綠色：由于含有Fe2+和Fe3+的硅酸鹽礦物（海綠石、鮞綠泥石）。代表弱氧化或弱還原的介質(zhì)條件。第十二章 沉積巖的主要類型第一節(jié) 沉積巖的分類物源類別火山源陸 源內(nèi) 源大類 火山碎屑巖陸 源 沉 積 巖 內(nèi) 源 沉 積 巖碎屑巖 泥質(zhì)巖蒸發(fā)巖 非蒸發(fā)巖可燃有機(jī)巖集塊巖火山角礫巖凝灰?guī)r礫巖和角礫巖砂巖粉砂巖高嶺石粘土巖水云母粘土巖蒙脫石粘土巖泥 巖頁(yè) 巖石膏、硬石膏石鹽巖鉀鎂鹽巖鋁質(zhì)巖鐵質(zhì)巖錳質(zhì)巖磷質(zhì)巖碳酸鹽巖硅質(zhì)巖煤油頁(yè)巖第二節(jié) 碎屑巖母巖機(jī)械破碎產(chǎn)生的碎屑物質(zhì)經(jīng)搬運(yùn)、沉積及壓實(shí)膠結(jié)等作用而形成的

21、巖石。一碎屑巖的一般特征 （一）碎屑巖的物質(zhì)成分碎屑巖的物質(zhì)成分主要由碎屑物質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)和雜基三部分組成。1 碎屑物質(zhì)（陸源碎屑）它是母巖機(jī)械破碎產(chǎn)物，可分為礦物碎屑和巖石碎屑。（1） 礦物碎屑又可分為輕礦物（密度<2.86）和重礦物（密度>2.86）。輕礦物主要為石英、長(zhǎng)石和云母；重礦物主要為巖漿巖中的一些副礦物和鐵鎂礦物等，在碎屑巖中一般很少。石英：陸源碎屑巖中最常見(jiàn)。在砂巖、粉砂巖中含量最高，平均達(dá)66.8%。因石英最穩(wěn)定，故若砂巖中石英含量多，則說(shuō)明砂巖的成分成熟度高。長(zhǎng)石：長(zhǎng)石在碎屑巖（砂巖、粉砂巖）中的含量?jī)H次于石英，平均含量有11.5%。長(zhǎng)石主要來(lái)自于花崗巖、花崗片麻

22、巖。在碎屑巖中常見(jiàn)的是鉀長(zhǎng)石和酸性斜長(zhǎng)石。由于長(zhǎng)石是不穩(wěn)定礦物，故它們?nèi)粼谏皫r中大量出現(xiàn)，則多半是在干旱氣候和快速堆積條件下形成，成分成熟低。云母：多是穩(wěn)定的白云母，常集中在細(xì)砂、粉砂巖的層面上。重礦物：少見(jiàn)，但可確定源巖。（2） 巖石碎屑 巖屑是母巖直接破碎的產(chǎn)物，故巖屑可用來(lái)推斷母巖。巖屑反映氣候干旱，母巖風(fēng)化不徹底，搬運(yùn)近，沉積快的特征。故碎屑巖中巖屑多說(shuō)明巖石成分成熟度低。巖屑多分布在>0.1mm粒級(jí)的砂巖和礫巖中。2 化學(xué)物質(zhì)是從溶液中（沉積、成巖階段）呈化學(xué)沉淀的物質(zhì)。這類物質(zhì)在陸源碎屑巖中多以膠結(jié)物的形式存在。但也可有少量不呈膠結(jié)物而孤立存在的礦物，稱自生礦物；或以交代碎屑

23、或其它物質(zhì)的形式存在。作為膠結(jié)物的化學(xué)沉淀物常見(jiàn)的有硅質(zhì)、碳酸鹽質(zhì)、鐵質(zhì)、磷酸鹽類礦物等。硅質(zhì)膠結(jié)物：硅質(zhì)膠結(jié)物的二氧化硅可呈各種變體出現(xiàn)，從非晶質(zhì)的蛋白石、纖維狀玉髓、微晶質(zhì)石英到自形的次生加大石英，其中石英最常見(jiàn)。3 雜基又稱基質(zhì)或碎屑雜基。它們是充填于碎屑顆粒之間的細(xì)粒的機(jī)械混入物，它們不是化學(xué)成因的礦物，故叫雜基。它們對(duì)碎屑也起膠結(jié)作用，因而將化學(xué)膠結(jié)物和雜基稱為填隙物質(zhì)或廣義的膠結(jié)物。雜基主要為<0.03mm的細(xì)粉砂和粘土物質(zhì)。其成分主要為粘土礦物和石英、長(zhǎng)石碎屑的混雜物。成分成熟度：碎屑物質(zhì)在風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積過(guò)程中，被地質(zhì)營(yíng)力綜合改造，穩(wěn)定組分被富集的程度。碎屑巖（砂巖）中常

24、用：石英長(zhǎng)石或 （石英+燧石）（長(zhǎng)石+巖屑）來(lái)表示。（三） 碎屑巖的結(jié)構(gòu)1 碎屑本身結(jié)構(gòu)（1）粒度碎屑顆粒的大小稱為粒度。一般以長(zhǎng)徑或中徑來(lái)度量。由于工作性質(zhì)不同和目的不同，所采用的粒度劃分標(biāo)準(zhǔn)也不同。主要有三種標(biāo)準(zhǔn)：1） 十進(jìn)位標(biāo)準(zhǔn)碎屑直徑>1mm 礫 10.1mm 砂0.10.01mm 粉砂 <0.01mm 泥2） 自然粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)顆粒大小及顆粒的水力學(xué)行為的內(nèi)在聯(lián)系，來(lái)確定粒級(jí)的界限。 >2mm 礫 20.05mm 砂 0.050.005mm 粉砂 <0.005mm 泥3） 值粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)=以值為標(biāo)準(zhǔn)的粒級(jí)在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用，它便于作粒度分析圖件。（2）圓度指碎屑

25、顆粒的棱和角被磨蝕圓化的程度。一般分為四級(jí)：1） 棱角狀2） 次棱角狀3） 次圓狀4） 圓狀（3）球度指碎屑顆粒接近球體的程度。圓度和球度有所不同，但一般對(duì)同一種礦物而言，隨著搬運(yùn)距離的加長(zhǎng)，其圓度和球度增高，故它們是度量碎屑巖的結(jié)構(gòu)成熟度的標(biāo)準(zhǔn)之一。2 膠結(jié)類型指碎屑物與填隙物（包括膠結(jié)物和雜基）之間的關(guān)系。膠結(jié)類型或叫支撐性質(zhì)，它與碎屑顆粒與雜基相對(duì)含量有關(guān)，也考慮到顆粒之間的關(guān)系。它們的形成與水動(dòng)力條件有關(guān)?？煞譃椋?） 基底式膠結(jié)：顆粒不接觸，雜基支撐2） 孔隙式膠結(jié)：多為點(diǎn)接觸，也可有線接觸，顆粒支撐3） 接觸式膠結(jié)：多為線接觸或凹凸接觸，顆粒支撐3 碎屑巖的結(jié)構(gòu)成熟度碎屑巖在結(jié)構(gòu)上

26、接近最終產(chǎn)物的程度稱為結(jié)構(gòu)成熟度。碎屑物在風(fēng)化、搬運(yùn)和沉積過(guò)程中，不斷被改造，其總趨勢(shì)是雜基減少，分選性，磨圓度、球度提高。（三） 碎屑巖的分類和命名1 分類根據(jù)碎屑顆粒大小分為三類：1）粗碎屑巖礫巖、角礫巖 d>2mm2) 中碎屑巖砂巖 d=20.05mm3）細(xì)碎屑巖粉砂巖 d=0.050.005mm2 命名原則1） 主要根據(jù)碎屑含量占50%以上者確定巖石基本名稱。2） 次要粒徑碎屑含量占2550%時(shí)，則在基本名稱前加“××質(zhì)”表示。二粗碎屑巖礫巖、角礫巖（一） 類型劃分1 根據(jù)碎屑的圓度礫巖；圓及次圓狀礫石含量>50%巖石。角礫巖：棱角和次棱角狀礫石>

27、50%的巖石。2 根據(jù)礫石的大小巨礫巖：礫石直經(jīng)>256mm。粗礫巖：礫石直經(jīng)為64256mm。中礫巖：礫石直經(jīng)為464mm。細(xì)礫巖：礫石直經(jīng)為24mm。3 根據(jù)礫石成分單成分礫巖：復(fù)成分礫巖：4 根據(jù)礫巖在地層中的位置底礫巖：由常見(jiàn)于海侵層位底部而得名。與下伏巖層呈不整合或假整合接觸。層間礫巖：位于連續(xù)沉積的地層內(nèi)部。三中碎屑巖砂巖碎屑中20.05mm粒級(jí)的顆粒在50%以上的巖石。砂巖的碎屑成分主要是石英、長(zhǎng)石和巖屑。各自含量反映成分成熟度。砂巖中的填隙物除粘土雜基外，還常有鈣質(zhì)、硅質(zhì)、鐵質(zhì)等膠結(jié)物。（一） 砂巖分類1 按粒度大小分粗粒砂巖：粒徑20.5mm。中粒砂巖：粒徑0.50.2

28、5mm。細(xì)粒砂巖：粒徑0.250.05mm。2 按碎屑成分分類1） 首先根椐雜基含量劃分為兩類：凈砂巖：雜基<15%雜砂巖：雜基>15%2)然后根據(jù)石英、長(zhǎng)石、巖屑相對(duì)含量進(jìn)一步劃分（表28）當(dāng)長(zhǎng)石<25%，巖屑 <25%時(shí)，稱為石英砂巖類；當(dāng)長(zhǎng)石>25%，且長(zhǎng)石>巖屑時(shí)，稱為長(zhǎng)石砂巖類；當(dāng)巖屑>25%，且?guī)r屑>長(zhǎng)石時(shí)，稱為巖屑砂巖類。（二） 砂巖常見(jiàn)類型1 石英砂巖：碎屑物質(zhì)中50%以上為石英（包括燧石和硅質(zhì)巖）碎屑，可有少數(shù)長(zhǎng)石、巖屑等。重礦物很少。石英含量>90%時(shí)，稱為（純）石英砂巖。碎屑以中細(xì)粒砂常見(jiàn)，磨圓度及分選性良好，反映其改

29、造作用充分，成熟度高。石英砂巖進(jìn)一步按膠結(jié)物成分可分為：鐵質(zhì)石英砂巖：粘土質(zhì)石英砂巖：鈣質(zhì)石英砂巖：硅質(zhì)石英砂巖：2 長(zhǎng)石砂巖：長(zhǎng)石含量>25%，石英<75%，巖屑<10%。當(dāng)長(zhǎng)石>75%時(shí)稱富長(zhǎng)石砂巖。長(zhǎng)石砂巖中長(zhǎng)石多為正長(zhǎng)石、微科長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石，而中基性斜長(zhǎng)石少見(jiàn)。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(shí)為基底式。多數(shù)情況，長(zhǎng)石砂巖巖層為塊狀。碎屑粒度較粗，一般為中粗粒。3 巖屑砂巖巖屑含量>25%，長(zhǎng)石<10%，石英<75%。巖屑砂巖中巖屑成分多種多樣，隨母巖而異，但以細(xì)晶及隱晶的巖石為主。碎

30、屑的分選、磨圓度不好，粘土雜基較多，也可有碳酸鹽等成分膠結(jié)物。多為基底膠結(jié)。巖屑砂巖多形成于供給區(qū)附近，是一種不成熟的快速堆積物，是構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)的產(chǎn)物，常在山前沖積扇、山間盆地及河流相中產(chǎn)出。4 雜砂巖雜基含量>15%，分選不好，泥砂混雜的砂巖。其進(jìn)一步分類命名原則同凈砂巖。雜砂巖中一般含石英較少，有不同比例的長(zhǎng)石和巖屑，常含少量云母。富含雜基是雜砂巖的基本特征。雜砂巖常呈暗灰色、黑色，分選性、磨圓度均不好，多見(jiàn)于濁積巖和其它重力流沉積物中。常見(jiàn)遞變層理和底部印模構(gòu)造。典型的雜砂巖常堆積在急速沉降的地槽中，常見(jiàn)于濁積巖或復(fù)理式建造中。四 細(xì)碎屑巖粉砂巖粒徑0.050.005mm大小的

31、碎屑含量>50%的巖石。粉砂巖的性質(zhì)介于砂巖與泥質(zhì)巖之間，并?；煊猩昂驼惩?。第三節(jié) 泥質(zhì)巖一 泥質(zhì)巖的一般特征泥質(zhì)巖亦稱粘土巖，是粒度<0.005mm主要由粘土礦物組成的巖石。（一）物質(zhì)成分主要成分為粘土礦物，此外還有陸源碎屑礦物和自生礦物。（二）泥質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的有：泥狀結(jié)構(gòu)：粉砂泥狀結(jié)構(gòu)：生物泥狀結(jié)構(gòu)：鮞狀或豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)：礫狀及角礫狀結(jié)構(gòu)：同生碎屑（或內(nèi)碎屑）被粘土質(zhì)膠結(jié)而成。（三） 泥質(zhì)巖的構(gòu)造多為水平層理，當(dāng)單層厚度<1mm者稱為頁(yè)理。頁(yè)理發(fā)育的泥質(zhì)巖叫頁(yè)巖；無(wú)頁(yè)理或頁(yè)理不發(fā)育者叫泥巖。泥巖?？梢?jiàn)干裂、雨痕、蟲(chóng)跡、晶體印模等。（四） 顏色（五） 物理性質(zhì)可塑性：吸水性：蒙

32、脫石燒結(jié)性：耐火性：較純的高嶺石粘土>1580吸收性（吸附性）：二 泥質(zhì)巖的分類及其主要類型1） 通常按固結(jié)程度及構(gòu)造（有無(wú)頁(yè)理）分：泥 未固結(jié)泥巖 固結(jié)，但無(wú)頁(yè)理頁(yè)巖 固結(jié)，有頁(yè)理泥板巖 強(qiáng)固結(jié)，重結(jié)晶礦物含量>50%2) 根據(jù)含粉砂（砂）含量分：粉砂（砂）含量<5% 泥巖等525% 含粉砂（砂）泥巖等2550% 粉砂質(zhì)（砂質(zhì)）泥巖等3） 粘土礦物成分分：如高嶺石粘土、蒙脫石粘土、水云母粘土等。4） 化學(xué)及有機(jī)混入物分：如鈣質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、油頁(yè)巖等5） 顏色分：第四節(jié) 火山碎屑巖類一 一般特征由火山爆發(fā)作用產(chǎn)生的火山碎屑物質(zhì)，于火山口附近就地堆積，或在空氣或水介質(zhì)中搬運(yùn)、

33、降落、沉積，而后固結(jié)形成的巖石。含有火山碎屑物5010%的巖石可屬于廣義的火山碎屑巖，正?；鹕剿樾紟r則含火山碎屑物在90%以上。它常與火山熔巖伴生，也可與正常沉積巖共存。二 火山碎屑物質(zhì)的類型和特征可分為巖屑、晶屑和玻屑：巖屑：帶棱角的巖塊，一般粒度比較大，通常>2mm，來(lái)自于火山基底和管道的各種圍巖。火山渣：火山彈：塑性巖屑：晶屑：大多<2mm玻屑：多<2mm三 火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)1火山碎屑物質(zhì)的粒度>64mm 集塊642mm 火山角礫20.005mm 火山灰<0.005mm 火山塵2火山碎屑巖的結(jié)構(gòu)火山集塊結(jié)構(gòu)：火山角礫結(jié)構(gòu)：凝灰結(jié)構(gòu)：火山塵結(jié)構(gòu)：并有一些過(guò)渡的

34、結(jié)構(gòu)：碎屑熔巖結(jié)構(gòu)、沉火山碎屑結(jié)構(gòu)、凝灰沉積結(jié)構(gòu)等。四 火山碎屑巖的構(gòu)造層理構(gòu)造：粒序?qū)永恚杭倭骷y構(gòu)造：斑雜構(gòu)造：火山泥球構(gòu)造：五 火山碎屑巖分類和命名首先考慮火山碎屑巖向沉積巖和熔巖過(guò)渡的特征，主要考慮火山碎屑物含量，正常沉積物或熔巖物質(zhì)相對(duì)含量來(lái)劃分；其次結(jié)合成巖方式和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征分為三大類五個(gè)亞類。然后再根據(jù)巖石中碎屑物的主要粒級(jí)（>50%）劃分為集塊、角礫、凝灰的命名。第五節(jié) 碳酸鹽巖一概述碳酸鹽巖主要由沉積的碳酸鹽礦物（方解石、白云石等）組成，主要的巖石類型為石灰?guī)r和白云巖。碳酸鹽巖在地殼中的分布僅次于泥質(zhì)巖和砂巖，約占地表沉積巖分布面積的1/5。據(jù)統(tǒng)計(jì)，占我國(guó)沉積巖分布面積的

35、55%，其中西南地區(qū)最為發(fā)育。二碳酸鹽巖的物質(zhì)成分（一） 化學(xué)成分主要化學(xué)成分為CaO、MgO及CO2，其余氧化物還有SiO2、TiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、K2O、Na2O及H2O等。方解石理論化學(xué)成分為CaO56%，CO244%，白云石為CaO30.4%，MgO21.7%，CO247.9%。（二） 礦物成分 碳酸鹽巖的礦物成分包括三類：碳酸鹽礦物、自生的非碳酸鹽礦物及陸源礦物。1 碳酸鹽礦物碳酸鹽礦物是同二價(jià)絡(luò)陰離子CO32-和二價(jià)的金屬陽(yáng)離子Mg2+、Ca2+等結(jié)合形成無(wú)水的碳酸鹽礦物。陽(yáng)離子MgOFeO ZnMnCdCaSrPbBa半徑Å礦物名 稱066菱鎂礦074 菱鐵礦074菱鋅礦080菱錳礦097菱鎘礦099方解石文 石116碳酸鍶礦124白鉛礦143毒重石結(jié)晶型 方解石型 文石型 位于鈣左