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1、第三章 碎屑岩的成分,第一节 概述第二节 碎屑成分第三节 填隙物成分第四节 化学成分,第三章 碎屑岩的成分,第一节 概述,陆源碎屑岩简称碎屑岩，指的是主要由陆源碎屑物质（含量大于50%）组成的沉积岩。,第一节 概述,按照成因，碎屑岩的组成部分包括:陆源碎屑物质、化学沉淀物质。,碎屑岩,陆源碎屑物质,化学沉淀物质,碎屑颗粒,杂 基,胶结物,矿物碎屑,岩 屑,按照产出形式，碎屑岩的基本组成部分(结构组分)包括：碎屑颗粒（矿物碎屑和岩石碎屑）、填隙物（杂基和胶结物）、孔隙。,碎屑岩的基本组成(结构组分),碎屑颗粒,填隙物,杂 基,胶结物,矿物碎屑,岩 屑,孔 隙,第一节 概述,碎屑颗粒,填隙物,碎屑
2、岩中的矿物,碎屑岩中的 矿 物,陆源碎屑矿物,自生矿物,在后生阶段生成的矿物,他生矿物，亦称继承矿物,在沉积、成岩阶段生成的矿物,后生矿物,第一节 概述,第一节 概述第二节 碎屑成分第三节 填隙物成分第四节 化学成分,第三章 碎屑岩的成分,第二节 碎屑成分,碎屑包括：矿物碎屑、岩石碎屑（岩屑）,一、矿物碎屑(Mineral clastics),沉积岩中已发现的碎屑矿物约有160种，最常见的约有20种。在一种碎屑岩石中，其主要的碎屑矿物通常不过35种。,按照相对密度，碎屑矿物可分为：轻矿物：2.86，榍石、锆石等,1、石英(Quartz),石英抗风化能力强，既抗磨又难分解，同时在大部分岩浆岩和变
3、质岩中石英含量又高。所以石英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物。,石英主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含量66.8%），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则更少。,1、石英(Quartz),来源,来自深层岩浆岩的石英 来自变质岩的石英 来自喷出岩及热液岩石的石英 再旋回石英呈浑圆状或带自生加大边,2、长石(Feldspar),在碎屑岩中,长石的含量少于石英。砂岩中长石的平均含量为1015%，长石主要分布于巨、粗砂岩中,有时见于中粒砂岩中,在砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。,长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。地壳运动比较剧烈,地形高差大,气候干燥,物理风化作用为主,搬运距离近以及堆积迅速等条件,是长石
4、大量出现的有利因素。,在碎屑岩中,钾长石(正长石微斜长石)斜长石(钠长石钙长石)。,2、长石(Feldspar),在长石中，最新鲜的是微斜长石，其颗粒表面极光洁，网格双晶清晰可见，常呈圆粒状。正长石常见高岭石化，使表面呈云雾状，颗粒轮廓模糊不清。酸性斜长石常具有清晰的钠长石双晶。斜长石常被绢云母或碳酸盐矿物所交代，表面呈云雾状，轮廓模糊。,2、长石(Feldspar),再旋回长石的特征是微斜长石、正长石或斜长石具有自生加大边。,2、长石(Feldspar),3、云母(Mica),在碎屑岩中，白云母黑云母。,4、重矿物(Heavy mineral),在碎屑岩中含量极少，一般不超过1%，在粒级为0
5、.250.05mm的范围重矿物含量最高。,按重矿物的风化稳定性可分为:稳定的重矿物和不稳定的重矿物。,不同类型的母岩其矿物组分不同,经风化破坏后会产生不同的重矿物组合,因此,利用重矿物解释母岩是非常有用的。,二、岩屑(Rock fragments),岩屑是母岩岩石的碎块,是保持着母岩结构的矿物集合体。,岩屑的含量决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。,所以,岩屑是提供沉积物来源区的岩石类型的直接标志。,在砂岩的碎屑中，岩屑的平均含量为1015%，常见的岩屑类型有:,花岗岩岩屑:花岗岩是地壳上分布最广的一类岩浆岩,沉积碎屑岩的主要母岩。,二、岩屑(Rock fragments),喷出岩岩屑:在砂岩
6、中较丰富,酸性,中性安山岩,基性玄武岩,碱性粗面岩,二、岩屑(Rock fragments),片麻岩、片岩岩屑:易形成大量多晶石英,片岩岩屑,千枚岩岩屑,二、岩屑(Rock fragments),花岗片麻岩岩屑,脉石英岩屑,二、岩屑(Rock fragments),石英砂岩岩屑:较少或很少,二、岩屑(Rock fragments),燧石:稳定,抗风化能力较强,二、岩屑(Rock fragments),粘土岩岩屑,二、岩屑(Rock fragments),在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有一定关系。,二、岩屑(Rock fragments),三、成分成熟度,成分成熟度是指以碎屑岩中最稳定组分的相
7、对含量来标志其成分的成熟程度。在砂岩研究中，常用石英（Q）与长石（F）+岩屑（R）的比值表示成熟砂岩、未成熟砂岩；在重矿物中，锆石、金红石、电气石是最稳定的，其在重矿物中的比例（“ZTR”指数）判别成分成熟度。,第一节 概述第二节 碎屑成分第三节 填隙物成分第四节 化学成分,第三章 碎屑岩的成分,碎屑颗粒间的填隙物包括:杂基和胶结物,第三节 填隙物成分,一、杂基(Matrix),杂基：碎屑岩中与碎屑颗粒同时沉积下来、充填在颗粒孔隙中的细粒填隙物质。碎屑岩中的细小的机械成因组分。其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。,碎屑颗粒,杂基,一、杂基(Matrix),不同碎屑岩中,杂基含量不同。杂基含量高
8、是不成熟砂岩的特征。,杂基成分：高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物,亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级碎屑:绢云母、绿泥石、石英、长石等。,一、杂基(Matrix),二、胶结物(Cement),胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。,胶结物成分主要有:硅质(石英、玉髓、蛋白石)碳酸盐(方解石、白云石)铁质(赤铁矿、褐铁矿等)硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物,1、硅质胶结物（Siliceous cement）,包括非晶质的蛋白石、隐晶质的玉髓和结晶质的石英。,重结晶转变:蛋白石玉髓石英,1、硅质胶结物（Siliceous cement）,a.砂岩中因自生加大而恢复的石英颗粒；b.海绿
9、石石英砂岩中的自生加大石英,左图：沉积石英岩在正交偏光镜间见颗粒缝合接触；右图：在阴极发光下揭示了碎屑颗粒的形状及广泛发育的石英自生加大现象,硅质胶结物是由砂岩的过饱和孔隙水中沉淀出来的，孔隙水中溶解的SiO2可以有不同的来源:,海相沉积物孔隙水中的,大量是由硅藻、放射虫、硅质海绵以及其它非晶质氧化硅骨骼的溶解提供的。在强大压力下,石英颗 粒的局部溶解。长石、粘土矿物等硅酸盐矿物以及火山玻璃等物质的分解。,1、硅质胶结物（Siliceous cement）,2、碳酸盐胶结物(Carbonate cement),在砂岩中最常见的碳酸盐胶结物是方解石,由方解石胶结的砂岩常形成嵌晶结构,白云石胶结物
10、,菱铁矿胶结物,3、其它类型的胶结物,氧化铁：赤铁矿、纤铁矿、针铁矿,石膏及硬石膏,磷灰石、沸石、海绿石等,重晶石、天青石、高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿泥石等,3、其它类型的胶结物,氧化铁：赤铁矿、纤铁矿、针铁矿,石膏及硬石膏,磷灰石、沸石、海绿石等,3、其它类型的胶结物,重晶石、天青石、高岭石、水云母、蒙脱石、萤石、岩盐、钾盐、黄铁矿、绿泥石等,3、其它类型的胶结物,碎屑颗粒、杂基、胶结物及孔隙四种组分的区别,第一节 概述第二节 碎屑成分第三节 填隙物成分第四节 化学成分,第三章 碎屑岩的成分,第四节 化学成分,碎屑岩的成分可以用所含矿物成分表示,也可以用化学成分表示。,化学成分对岩浆岩、变质岩的研究十分重要。当前化学分析方法在研究碎屑岩中的应用还是日趋广泛。,在砂岩中,不同碎屑组分的砂岩,其化学成分特点亦不相同。,主要砂岩类型的平均化学组分,第四节 化学成分,化学成分与粒度之间存在明显关系,第四节 化学成分,化学成分与粒度的关系（裴蒂庄，1975）,
