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普通地质学(夏邦栋)整理 吴益冲惊

(3) 不同的填隙物(胶结物、基质)坚硬程度不同:硅质> 铁质> 钙质> 泥质 4重结晶作用:沉积物埋藏后,在新的环境下,受一定温度和压力的影响(T<150°,

P<14bar)下,矿物晶粒在原基础上增生、扩大形成较大晶粒紧密相嵌的过程。

5新矿物生长:沉积物中不稳定矿物在成岩过程中溶解或发生化学变化,形成新

的稳定矿物使沉积变坚硬。

四、胶结类型的分类

1胶结类型:在碎屑岩中,填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系 25决定碎屑岩胶结类型的因素:

(1) 碎屑颗粒与填隙物的相对数量 (2) 碎屑颗粒之间的接触关系 3胶结类型≠胶结物的类型

4交结类型:基底类型,孔隙胶结,接触胶结,镶嵌胶结

5基底胶结:填隙物(杂基)含量较多,碎屑颗粒在杂基中互不接触呈漂浮状,

填隙物主要为原杂基(或正杂基)。代表高密度流快速堆积的特征,又可称杂基支撑结构,形成于沉积同生期 。

6孔隙胶结:最常见的颗粒支撑结构,碎屑颗粒构成支架状,颗粒之间多呈点状

接触,胶结物充填在碎屑颗粒之间的孔隙中。胶结物形成于成岩期或后生期化学沉淀的产物。反映稳定强水流的沉积特征。

7接触胶结:亦为一种颗粒支撑结构,颗粒之间呈点接触或线接触,胶结物含量

少,分布于碎屑颗粒相互接触的地方,孔隙中无胶结物。可能是干旱气候条件下的砂层,因毛细管作用,溶液沿颗粒间细缝流动并沉淀而成;或者是原来的孔隙式胶结物经地下水淋滤溶蚀改造而成的。

8镶嵌胶结:在成岩期的压固作用下,特别是当压溶作用明显时,砂质沉积物中

的碎屑颗粒会更紧密地接触,颗粒之间由点接触发展为线接触、凹凸接触,甚至形成缝合线接触。

§2.沉积岩的特征

一、沉积岩的物质成分

1在化学成分上,沉积岩中Fe2O3多于FeO,K2O多于Na2O,岩浆岩则与此相反。因为地表环境富含水和二氧化碳,所以沉积岩中水和二氧化碳的含量也明显比岩浆岩中的高。 2矿物特征:

(1)常见矿物:石英、长石、白云母、方解石、粘土矿物、白云石、石膏、硬石膏等(适应常T、常P的环境)。

(2)几乎没有的矿物: 橄榄石、辉石、角闪石(适应高温高压环境)。

二、沉积岩的颜色

1颜色是沉积岩重要的直观特征,它不仅反映岩石本身的物质成分、沉积环境及成岩后的次生变化;对鉴定岩石具有重要意义,而且还可作为地层划分与对比和推断沉积环境的重要标志之一。

2沉积岩颜色的成因类型:按成因可分为三类:继承色、自生色、次生色,其中

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继承色和自生色都是原生色。原生色与层理界线一致,分布稳定,次生色一般切穿层理,分布不均匀。

(1)继承色:主要决定于碎屑颗粒的颜色,如长石砂岩多呈红色,纯石英砂岩

呈白色。

(2)自生色:决定于沉积物堆积过程中及其早期成岩过程中自生矿物的颜色,

如海绿石。

(3)次生色:在后生作用阶段或风化过程中,原生组分发生次生变化,由新生

成的次生矿物所造成的颜色。

3引起沉积岩颜色的原因:沉积岩的颜色主要决定于岩石的成分,即决定于岩石中所含的染色物质——色素,或者说沉积岩的颜色多半是由含铁质化合物或含游离碳等染色物质(色素)造成的。 (1)灰色和黑色:有机质(炭质、沥青质)或分散状硫化铁(黄铁矿、白铁矿)。

还原~强还原环境。

(2)红、棕、黄色:铁的氧化物或氢氧化物(赤铁矿、褐铁矿)等。氧化~强氧

化环境。

(1)绿色:多数是由于含低铁的矿物,如海绿石,鲕绿泥石等;少数是由于含

铜的化合物,如孔雀石。(以上均反映弱氧化——弱还原环境)有时是由于含有绿色的碎屑矿物,如角闪石,阳起石等。

4颜色的意义和描述方法 (1)意义:

1)岩石的颜色和色调具有划分和对比地层的意义。

2)岩石的颜色通常具有一定的成因意义,有助于了解古地理条件及可以作为评价找矿的标志。 (2)描述方法 :

1)应以表示主要颜色为主。

2)在观察颜色时,必须看到新鲜面。 3)在野外,颜色的描述应逐层进行。

4)要查明颜色的原生性或次生性及其成因性质。

§3. 沉积岩的结构

1沉积岩的结构:岩石组分的形态、大小、结晶程度及其排列方式等微观特征。2沉积岩的结构按成因可分三类:

1)机械作用形成的结构 --碎屑结构; 2)化学结构; 3)生物结构。

3碎屑结构:岩石由机械作用形成的碎屑颗粒与基质或胶结物组成。 4碎屑颗粒来源:岩石碎屑矿物碎屑生物碎屑。 5 砾状结构 >2mm

按碎屑大小分 砂状结构 2-0.05mm 粉砂状结构 <0.005mm

6分选性:岩石中碎屑颗粒粗细均匀程度。好>75%;中50-75%;差<50%。

7磨圆度:碎屑颗粒棱角的磨损程度。分为圆状、次圆状、次棱角状、棱角状。 8分选性、磨圆度反映了搬运介质的性质及距离的远近。可以用结构成熟度的高、低来综合描述。成熟度高说明分选性、磨圆度好搬运距离远;成熟度低说明分选

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性、磨圆度不好搬运距离近。

9火山碎屑结构:由火山喷发的碎屑组成的岩石。 10由机械作用形成的内源岩具有“粒屑结构” 。

11化学结构:化学沉淀作用形成的。如隐晶质结构、显晶质结构等。 (1)显晶质结构按晶粒大小可分粗晶、中晶、细晶、粉晶、泥晶等。 (2) 化学结构可见于碳酸盐岩中,亦可见于碎屑岩的胶结物中。

(3)由化学和生物化学作用形成的岩石具有“结晶粒状(晶粒)结构”

12生物结构:由生物骨架及生物化学组分构成,如珊瑚礁结构、藻礁结构等。 (1)生物骨架结构常见于生物礁灰岩中。

(2)由生物作用形成的岩石具有“生物结构” 。

13沉积岩的构造指沉积岩各组分在空间的分布、排列和充填方式。一般包括层理、层面构造和层内构造。

14层理:岩石的成分、颜色、结构等在垂直于沉积层方向上的变化所形成的一种

构造现象。

(1)层与层的差异,是由不同时期沉积作用的环境及性质的变化而造成的,每一层为同时、同沉积条件下形成的,表现为层内的均一性;而层间由于条件变化,表现为差异性。是沉积岩区别于岩浆岩的主要标志。

(2)成分:沉积物成分的变化是显示层理的重要标志,即使是成分比较均一的岩层,认真地观察也会发现细微的成分变化。在成分较均一的巨厚岩层中,有时可能存在成分特殊的薄夹层,借助于这类夹层可以识别巨厚岩层的层理。

(3)结构:绝大多数碎屑沉积岩层都是由不同粒度、不同形状的颗粒分层堆积的,根据碎屑粒度和形状的变化可以识别出层理。

(4)颜色:在层理隐蔽、成分均一、颗粒较细的岩层中,如有颜色不同的夹层或条带,可以指示层理。但要注意区分次生变化引起的色调变化。 (5)按层的厚度,层理可分为: 块状层 >2m 厚层 2-0.5m 中层 0.5-0.1m

薄层 0.1-0.01m 微层 <0.01m

(6)按细层的形态,层理有以下几种类型: 水平层理和平行层理 递变层理 交错层理(斜层理) 块状层(均匀层理) 波状层理

1)交错层理:是由纹层互相斜交组成的,常呈弧形,有多种类型。利用前积纹层的形态及被层系面截切的关系可以判断岩层的顶底面。前积纹层的顶部多被截切,与层系面呈高角度相交,下部常逐渐收敛、变缓,与底面小角度相交或相切。 2)递变层理:碎屑物质在沉积过程中由于流体(通常是浊流)流速减缓,碎屑物质逐渐沉淀下来而形成的一种沉积结构。递变层理在单层中,从底面到顶面粒度由粗到细,例如,由底部的砾石或粗砂向上递变为细砂、粉砂以至泥质。递变层理的顶面与其上一层的底面是突变的,有明显的界面。

3)反向递变层理:即在一个单层内,由底到顶粒度逐渐变粗,这是由于水流逐渐加强或粗碎屑物质相互碰撞、悬浮,细碎屑先沉积(动力筛作用)等原因所造成的。与正向递变层理的区别在于它的顶界是渐变过渡的。

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15层面构造

(1) 层面构造:岩层表面呈现出的各种构造痕迹。

(2)沉积岩中常见的层面构造有波痕、冲刷痕迹、泥裂等。

1)波痕:波痕是指由于波浪、流水、风等介质的运动,在沉积物表面形成的一种波状起伏的痕迹。按成因可分三种类型:

浪成波痕:常见于海、湖浅水地带。其特点是波峰尖、波谷圆,形状对称。 流水波痕:定向水流形成 风成波痕:由定向风形成

2)泥裂:是未固结的沉积物露出水面,受到暴晒而干涸、收缩所产生的裂缝。 3)雨痕:当雨点落在湿润柔软的泥质或粉砂质沉积物表面时,冲打出的圆形凹坑及其凸起的边缘,称作雨痕。雨痕被上覆沉积物填充掩埋并成岩后,岩层面上会留下凹坑,在上覆岩层底面形成突起印模。

§4.常见的沉积岩类型

1过去我国较流行的沉积岩的分类,主要以沉积作用方式和岩石成分为依据,分为三大类:碎屑岩类;粘土岩类;化学岩及生物化学岩类。 2 碎 正常碎屑:如砾岩和角砾岩、砂岩、粉砂岩等

屑 岩 火山碎屑岩:火山碎屑物质就地或在附近堆积而形成的岩石。 3粘土岩:由50%以上粒径小于0.01mm的粘土矿物组成。 4化学岩和生物化学岩:根据其成分可分为: 铝质岩:如铝土矿岩。 铁质岩:如菱铁矿岩、鲡状赤铁矿岩。 锰质岩:如菱锰矿岩、氧化锰矿岩。 硅质岩:如碧玉岩、燧石岩等。 磷质岩:如结核状磷块岩、层状磷灰岩。

盐岩:如石膏、岩盐

碳酸盐岩 如石灰岩、白云岩。 可燃有机岩:如煤、油页岩。

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