1、成层构造(层理构造、各种层面构造、结核、叠层构造等为沉积岩所特有)、具有各种各样的孔隙。四、沉积岩石学及其发展历史?狭义的沉积岩石学:研究沉积岩的物性(岩石、成分、结构、构造、分类)的学科。广义的沉积岩石学:研究沉积岩的成分、结构、构造、分类及其形成作用、沉积环境、分布规律的一门地质科学。更具体来说,它研究沉积物的来源、沉积条件(沉积环境、沉积相)、沉积作用及沉积物转变为沉积岩的一系列复杂的成岩作用变化。 发展历史:沉积学及古地理学的发展可以分为三个阶段: 1、古代沉积学及古地理学启蒙阶段19世纪中叶以前。 2、近代沉积学及古地理学早期阶段19世纪中叶20世纪中叶。 3、现代沉积学及古地理学发
2、展阶段20世纪中叶以来。 4、沉积学及古地理学在中国的发展。五、沉积岩的分类?第二章 沉积岩的形成与演化第一节沉积岩的形成包括哪些阶段?原始物质形成阶段、沉积物的搬运和沉积作用阶段、沉积后作用阶段一、母岩的风化作用和产物1、风化作用是地壳表层岩石的一种破坏作用,因温度的变化,水以及各种酸的溶蚀作用,生物的作用以及各种地质营力的剥蚀作用等,地壳表层的岩石处于不稳定状态,逐渐遭受破坏,转变为风化产物的过程。(物理、化学、生物风化作用)。2、元素迁移序列 “水迁移系数Kx”:衡量元素在风化带中的迁移能力 Kx值高,该元素从岩石中淋溶进入水中的量越多,迁移能力愈强。1.最易迁移元素(Kx=n10n10
3、2)Cl,Br,I,S等以卤族元素为主;2.易迁移元素(Kx=nn10)Ca,Mg,Na,F,Sr,K,Zn等碱(土)金属3.迁移元素(Kx= n10-1n)Cu,Ni,Co,V,Mn,Si(硅酸盐中),P;4.惰性(微弱迁移)元素(Kx 40 紊流 4、缓流、急流和佛罗德数:Fr惯性力/重力(V2/L)/gV2/(Lg)判断水流状态的参数。Fr与流态的关系 Fr1:急流,水浅流急上部流动体制,高流态Fr1:临界流,过渡流态Fr1:缓流,水深流缓下部流动体制,低流态二、碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积作用1、尤尔斯特隆图解尤尔斯特隆用图解方式定量表示了颗粒大小、流速与搬运、沉积的关系沉积区剥蚀区搬
4、运区砾石:开始搬运速度比继续搬运速度大,而且随流速增大颗粒也同样增大,因此砾石很难作长距离搬运,多沿河底呈滚动式推移前进。难搬易沉,山区:d2mm,V开大,V继大,VV开V继,小。砂:开始搬运速度最小,与继续搬运速度相差不大,易搬运、易沉积,最为活跃,故砂粒呈跳跃式前进。易搬易沉 跳跃 分布最广d=0.12mm,V开最小,V继中等, V不大。泥和粉砂:开始搬运速度与继续搬运速度之间差值大。其是不易起动,一旦起动,就可以长距离搬运,一直到安静的水体中慢慢沉积下来。易搬难沉 深水 d1mm 砾10.1mm 砂0.10.01mm 粉砂0.01mm 粘土(泥) 三级命名法 (含质岩) 50% 岩 50
5、25% 质 2510% 含 10% 不参与命名 举例:0.5-0.25mm 60%,0.1-0.25mm 35%(细砂质中砂岩)砾粗砂中砂细砂粉砂泥2mm2-0.5mm0. 5-0.25mm0.25-0.1mm0.1-0.01mm0.01mm第五章 碎屑岩的构造和颜色第一节 碎屑岩构造1 碎屑岩构造的概念 指岩石各组成部分的空间分布和排列方式2 碎屑岩构造的各种类型、概念、特征、成因、环境意义层理概念: 是沉积物成层沉积时岩石性质沿垂向变化而产生的层状构造,可通过矿物成分、颜色、粒度、形状、排列或填集方式的突变或渐变而显现出来平行层理和水平层理的区别(按层内组分和结构的性质划分)水平层理 细粒
6、沉积物的层理类型,纹层彼此平行,呈水平状。是低能或静水环境的标志之一.见于湖泊、河滩、潮坪、泻湖、浅海、半深海、浊流等环境。平行层理 强水流条件,相互平行的、水平的、由中粗砂、砾石组成的层理。识别标志: (图示请参考书本以及它们的简单描述 )水平层理和平行层理的区别 水平层理平行层理共同特点纹层呈直线状,并且平行于层面水动力条件低能净水, 岩性细粒(粉砂岩,泥岩,夹岩)软粗粒(中,细砂岩)环境深水或沼泽,泻湖等浅水滨浅水:湖岸,海滩,浊积岩其它层理通过粒度变化,重矿物富集或有机质含量不同而显现纹层厚12mm,常与大型交错层理共生波痕(概念);分类 概念: 由于风、水流或波浪等介质的运动,在非粘
7、性沉积物(主要是松散砂)表面形成的一种波状起伏的层面构造,也称波纹或沙纹主要类型 (按成因)波痕大致分为:A. 浪成波痕B. 流水波痕C. 风成波痕D. 孤立波痕E. 干涉波痕和改造波痕同生变形构造;暴露成因构造;化学成因构造;生物成因构造同生变形构造: 也称变形构造,是沉积物沉积的同时或在沉积物固结成岩之前还处于富含孔隙水的塑性状态下发生的变形所形成的构造。暴露成因构造:沉积物(岩)中有些层面构造是因沉积物露出水面(或在水面附近)处在大气中,表面逐渐干涸收缩或受到撞击而成的,称为暴露成因构造。化学成因构造 定义: 成岩过程中和成岩作用以后由化学作用所形成的构造 成因 :化学沉淀和溶解两种作用
8、的结果 常见类型 晶体印痕与假晶 结核 生物成因构造:生物在沉积物内部或表面活动时,把原来的沉积构造加以破坏和变形,而留下的它们活动的痕迹,称为生物成因构造。第二节 碎屑岩的颜色 类型及(环境意义)碎屑岩的颜色可分为三类 一、继承色 主要取决于碎屑颗粒的颜色,即继承的母岩的颜色。 二、自生色 沉积和早期成岩过程中自生矿物的颜色。 三、次生色次生色不能作为相标志 原生色(继承色和自生色)可以作为沉积相的标志颜色成因: 岩石的颜色岩石的成分染色物质(色素)第六章 陆源碎屑岩各论 砾岩(概述、分类、主要成因类型) 概念:主要由大于2mm(50%)的碎屑颗粒组成的岩石。 分类:依据五大分类方案1、根据
9、砾石圆度分类:砾岩、角砾岩2、根据砾石的大小分类:巨、粗、中、细砾岩3、根据砾石的成分分类:单成分、复成分4、根据砾岩在剖面中的位置分类:底砾岩、层间砾岩、层内砾岩5、成因分类:类型多,不统一主要成因类型:(一)滨岸砾岩(二)河成砾岩(三)洪积砾岩(四)冰川砾岩和角砾岩(冰碛岩)(五)滑塌角砾岩(六)岩溶角砾岩(七)残积角砾岩(砾石级风化壳) 砂岩 1概述(定义、一般特征、研究意义)定义:主要由砂级(20.1mm)(50%)的陆源碎屑颗粒组成的中碎屑岩。一般特征:1.成分特征:成分复杂 2.结构特征:砂岩的粒度、分选性、圆度等均与形成环境有关而变化较大,成熟度可高可低,杂基支撑、颗粒支撑均可出
10、现。 3.构造特征:各种层理、波痕、生物成因构造均有,复杂多样。与环境有关 4.颜色特征:各种颜色均可出现 5.岩石分布特征:分布远比砾岩广,约占沉积岩13左右,仅次于粘土岩研究意义:砂岩中孔隙发育,一般均是良好的储水层和油层、气层。(据统计,世界上半数以上的油气资源储集在砂岩中。我国绝大部分油气都是储集在砂岩中。2分类:分类原则、依据、分类方法 分类原则:分类原则和依据实用性、科学性1)反映母岩性质2)反映搬运和磨蚀的历史(时间)3)反映介质的物理条件分类方法(1)按杂基含量将砂岩分为两大类p 杂基15%杂砂岩(相当于瓦克砂岩、硬砂岩)(2)以含量10(90)、25(75)、50为界p Q5
11、0%,F25%,R25%,FR: 长石砂岩类p R25%,RF: 岩屑砂岩类四组分:石英Q,长石F,岩屑R,杂基M三端元:石英Q,长石F,岩屑R 3主要类型及成因:类型: 成因石英砂岩:1长期、多旋回再沉积的产物 2滨岸(湖)、滩坝风成沉积环境长石砂岩:1母岩:富含长石的母岩,如花岗岩、花岗片麻岩等为源区,是物质基础 2风化类型与强度:温湿或热湿气候、强化学风化作用。 3搬运与分异:(纯)石英砂岩经由流水和波浪的长距离长时间的搬运改造,相当彻底的分异作用。 4沉积环境:(纯)石英砂岩主要见于滨海、滨湖、三角洲河口沙坝中;其它石英砂岩广布于河流、湖泊、海洋等多种环境之中。岩屑砂岩:岩屑砂岩形成的
12、成因复杂,与源区岩石类型、风化作用类型、搬运距离、分异作用程度、沉积后作用等多种因素有关。杂砂岩:1快速的侵蚀、搬运及沉积作用。2来源区富于变化粉砂岩(定义、一般特征、分类、成因)主要由0.1mm0.01mm粒级(含量大于50%)的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩一般特征1)石英、白云母及粘土矿物为主,长石较少,岩屑极少或不存在。多为稳定重矿物,含量可达23%。多为钾长石,次为酸性斜长石。2)填隙物常为粘土、钙质、铁质等。2.结构特征:分选性较好,磨圆性较差碎屑颗粒常呈棱角次棱角状。3.构造特征: 水平层理及波状层理 交错层理较少,多为小型 水平滑动形成的包卷层理等变形构造粉砂岩的分类 (一) 按颗粒
13、大小 1) 粗粉砂岩 0.10.05mm 2) 细粉砂岩 0.050.01mm (二) 根据碎屑成分 单成分粉砂岩:石英为主 复成分粉砂岩:除石英外,还有较多云母、长石或其它碎屑 (三) 根据胶结物成分 铁质粉砂岩 钙质粉砂岩粉砂岩成因1 经过较长距离搬运,在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成的或经风力沉积而成2 粉砂岩的分布极其广泛粘土岩(定义) 概述(成分、结构、构造、颜色、研究意义) 1.定义:主要由粘土矿物(含量大于50%)组成的沉积岩2.粘土岩的物质成分粘土类: (1)高岭石族 (2)蒙脱石族 (3)伊利石族/水云母族(4)绿泥石族 (5)混层粘土矿物非粘土类:陆源碎屑矿物3粘土岩的结构
14、(二)按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划分 1.非晶质结构 很少见,仅见于水铝英石质岩石中。 2.隐晶质结构 偏光镜下难以识别粘土矿物晶形 3.显微晶质结构 粘土矿物因重结晶而变大,偏光镜下可识别晶形 4.粗晶结构 粘土矿物因强烈重结晶而呈粗大晶体4粘土岩的构造(一)宏观构造 无波痕 暴露成因构造 水平层理 生物扰动构造、生物遗迹 同生变形构造 泥火山、水下滑动等 (二) 微观构造5粘土岩的颜色 粘土岩的颜色主要是原生色,能反映生成环境。6研究意义:分布最广,约占沉积岩总体积的5560%。沉积岩成因、沉积环境分析(吸附的微量元素可判断古环境和古气候)重要的石油地质意义:重要的生油母质;良好盖层;泥岩裂缝油气藏工业用途:可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等经济意义:富集稀有元素和稀土元素,形成工业矿床主要类型(泥岩和页岩)第七章 碎屑沉积物(岩)的沉积后作用 一、沉积后作用(成岩作用)的定义 沉积物沉积后转变为沉积岩直至变质作用以前或者因构造运动重新抬升到
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