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1、第三章第三章 碎屑岩的成分碎屑岩的成分 第一节第一节 概述概述第二节第二节 碎屑成分碎屑成分第三节第三节 填隙物成分填隙物成分第四节第四节 化学成分化学成分第三章第三章 碎屑岩的成分碎屑岩的成分 第一节第一节 概述概述 陆源碎屑岩陆源碎屑岩简称简称碎屑岩碎屑岩，指的是主要由，指的是主要由陆源碎屑物质（含量大于陆源碎屑物质（含量大于50%50%）组成的）组成的沉积岩。沉积岩。第一节第一节 概述概述 按照按照成因成因，碎屑岩的组成部分包括，碎屑岩的组成部分包括:陆陆源碎屑物质源碎屑物质、化学沉淀物质化学沉淀物质。碎屑岩碎屑岩陆源碎屑物质陆源碎屑物质化学沉淀物质化学沉淀物质碎屑碎屑颗粒颗粒杂杂 基基
2、胶结物胶结物矿物碎屑矿物碎屑岩岩 屑屑 按照按照产出形式产出形式，碎屑岩的基本组成部分，碎屑岩的基本组成部分(结构组分结构组分)包括：包括：碎屑颗粒碎屑颗粒（矿物碎屑和岩石碎屑）、（矿物碎屑和岩石碎屑）、填隙物填隙物（杂基和胶结物）、（杂基和胶结物）、孔隙孔隙。碎屑岩的碎屑岩的基本组成基本组成(结构组分结构组分)碎屑颗粒碎屑颗粒填隙物填隙物杂杂 基基胶结物胶结物矿物碎屑矿物碎屑岩岩 屑屑孔孔 隙隙第一节第一节 概述概述碎屑碎屑颗粒颗粒填隙物填隙物 碎屑岩中的矿物碎屑岩中的矿物碎屑岩中碎屑岩中的的 矿矿 物物陆源碎屑陆源碎屑矿物矿物 自生矿物自生矿物 在后生阶段生成在后生阶段生成的矿物的矿物 他
3、生矿物，亦称他生矿物，亦称继承矿物继承矿物 在沉积、成岩阶在沉积、成岩阶段生成的矿物段生成的矿物 后生矿物后生矿物 第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述第二节第二节 碎屑成分碎屑成分第三节第三节 填隙物成分填隙物成分第四节第四节 化学成分化学成分第三章第三章 碎屑岩的成分碎屑岩的成分 第二节第二节 碎屑成分碎屑成分 碎屑碎屑包括：矿物碎屑、岩石碎屑（岩屑）包括：矿物碎屑、岩石碎屑（岩屑）一、矿物碎屑一、矿物碎屑(Mineral(Mineral clasticsclastics)沉积岩中已发现的碎屑矿物约有沉积岩中已发现的碎屑矿物约有160160种，最常种，最常见的约有见的约有2020种
4、。在一种碎屑岩石中，其主要的种。在一种碎屑岩石中，其主要的碎屑矿物通常不过碎屑矿物通常不过3 35 5种。种。按照相对密度，碎屑矿物可分为：按照相对密度，碎屑矿物可分为：轻矿物轻矿物：2.86，榍石、锆石等，榍石、锆石等 1 1、石英、石英(Quartz)(Quartz)石英抗风化能力强，既抗磨又难分解，同时石英抗风化能力强，既抗磨又难分解，同时在大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高。所在大部分岩浆岩和变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。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（石英主要出现在砂岩及粉砂岩中（平均含平均含量量66.8%），在
5、砾岩中含量较少，在粘土岩中），在砾岩中含量较少，在粘土岩中则更少。则更少。1 1、石英、石英(Quartz)(Quartz)来来源源 来自深层岩浆岩的石英来自深层岩浆岩的石英 来自变质岩的石英来自变质岩的石英 来自喷出岩及热液岩石的来自喷出岩及热液岩石的石英石英 再旋回石英再旋回石英呈浑圆状或呈浑圆状或带自生加大边带自生加大边2 2、长石、长石(Feldspar)(Feldspar)在碎屑岩中在碎屑岩中,长石的含量长石的含量少于石英。砂岩少于石英。砂岩中长石的中长石的平均含量为平均含量为101015%15%，长石主要分布，长石主要分布于巨、粗砂岩中于巨、粗砂岩中,有时见于中粒砂岩中有时见于中粒
6、砂岩中,在在砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。长石主要来源长石主要来源于于花岗岩花岗岩和和花岗片麻岩花岗片麻岩。地壳。地壳运动比较剧烈运动比较剧烈,地形高差大地形高差大,气候干燥气候干燥,物理物理风化作用为主风化作用为主,搬运距离近以及堆积迅速等条搬运距离近以及堆积迅速等条件件,是长石大量出现的有利因素。是长石大量出现的有利因素。在碎屑岩中在碎屑岩中,钾长石钾长石(正长石正长石微斜长石微斜长石)斜长石斜长石(钠长石钠长石钙长石钙长石)。2 2、长石、长石(Feldspar)(Feldspar)在长石中，最新鲜的是在长石中，最新鲜的是微斜长石微斜长石，其颗粒
7、表面极，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。见高岭石化，使表面呈云雾状，颗粒轮廓模糊不清。酸性斜长石酸性斜长石常具有清晰的钠长石双晶。斜长石常被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，轮廓绢云母或碳酸盐矿物所交代，表面呈云雾状，轮廓模糊。模糊。2 2、长石、长石(Feldspar)(Feldspar)再旋回长石再旋回长石的特征是微斜长石、正长石或斜的特征是微斜长石、正长石或斜长石具有自生加大边。长石具有自生加大边。2 2、长石、长石(Feldspar)
8、(Feldspar)3 3、云母、云母(Mica)(Mica)在碎屑岩中，白云母在碎屑岩中，白云母黑云母。黑云母。4 4、重矿物、重矿物(Heavy mineral)(Heavy mineral)在碎屑岩中含量极少，一般不超过在碎屑岩中含量极少，一般不超过1%1%，在粒级为，在粒级为0.250.250.05mm0.05mm的范围重矿物含量最高。的范围重矿物含量最高。按重矿物的风化稳定性可分为按重矿物的风化稳定性可分为:稳定的重矿物稳定的重矿物和和不不稳定的重矿物稳定的重矿物。不同类型的母岩其矿物组分不同不同类型的母岩其矿物组分不同,经风化破坏后经风化破坏后会产生不同的重矿物组合会产生不同的重矿
9、物组合,因此因此,利用重矿物解释母利用重矿物解释母岩是非常有用的。岩是非常有用的。二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)岩屑岩屑是母岩岩石的碎块是母岩岩石的碎块,是保持着母岩结是保持着母岩结构的矿物集合体。构的矿物集合体。岩屑的含量决定于粒度、母岩成分及成熟岩屑的含量决定于粒度、母岩成分及成熟度等因素。度等因素。所以所以,岩屑是提供沉积物来源区的岩石类岩屑是提供沉积物来源区的岩石类型的直接标志。型的直接标志。在砂岩的碎屑中，在砂岩的碎屑中，岩屑的平均含量为岩屑的平均含量为101015%15%，常见的岩屑类型有，常见的岩屑类型有:花岗岩岩屑花岗岩岩屑:花
10、岗岩是地壳上分布最广的花岗岩是地壳上分布最广的一类岩浆岩一类岩浆岩,沉积碎屑岩的主要母岩。沉积碎屑岩的主要母岩。二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)喷出岩岩屑喷出岩岩屑:在砂岩中较丰富在砂岩中较丰富酸性酸性中性中性安山岩安山岩基性基性玄武岩玄武岩碱性碱性粗面岩粗面岩二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)片麻岩、片岩岩屑片麻岩、片岩岩屑:易形成大量多晶石英易形成大量多晶石英 片岩岩屑片岩岩屑千枚岩千枚岩岩屑岩屑二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)花岗片麻岩岩屑花岗片麻
11、岩岩屑脉石英岩屑脉石英岩屑 二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)石英砂岩岩屑石英砂岩岩屑:较少或很少较少或很少 二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)燧石燧石:稳定稳定,抗风化能力较强抗风化能力较强 二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)粘土岩岩屑粘土岩岩屑 二、岩屑二、岩屑(Rock fragments)(Rock fragments)在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有一定关系。一定关系。二、岩屑二、岩屑(Rock fragment
12、s)(Rock fragments)三、成分成熟度三、成分成熟度 成分成熟度成分成熟度是指以碎屑岩中最稳定组分的相是指以碎屑岩中最稳定组分的相对含量来标志其成分的成熟程度。对含量来标志其成分的成熟程度。在在砂岩砂岩研究中，常用石英（研究中，常用石英（Q Q）与长石（）与长石（F F）+岩岩屑（屑（R R）的比值表示）的比值表示成熟砂岩、未成熟砂岩；成熟砂岩、未成熟砂岩；在在重矿物重矿物中，锆石、金红石、电气石是最稳定的，中，锆石、金红石、电气石是最稳定的，其在重矿物中的比例（其在重矿物中的比例（“ZTR”ZTR”指数）判别成分成熟指数）判别成分成熟度。度。第一节第一节 概述概述第二节第二节 碎
13、屑成分碎屑成分第三节第三节 填隙物成分填隙物成分第四节第四节 化学成分化学成分第三章第三章 碎屑岩的成分碎屑岩的成分 碎屑颗粒间的填隙物包括碎屑颗粒间的填隙物包括:杂基杂基和和胶结物胶结物第三节第三节 填隙物成分填隙物成分一、杂基一、杂基(Matrix)(Matrix)杂基：杂基：碎屑岩中与碎屑颗粒同时沉积下来、充填在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。颗粒孔隙中的细粒填隙物质。碎屑岩中的细小的机械碎屑岩中的细小的机械成因组分。成因组分。其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。碎碎屑屑颗颗粒粒杂杂基基一、杂基一、杂基(Matrix)(
14、Matrix)不同碎屑岩中不同碎屑岩中,杂基含量不同。杂基含量高是不杂基含量不同。杂基含量高是不成熟砂岩的特征。成熟砂岩的特征。杂基成分杂基成分：高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物：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亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级碎屑:绢云母、绿绢云母、绿泥石、石英、长石等。泥石、石英、长石等。一、杂基一、杂基(Matrix)(Matrix)二、胶结物二、胶结物(Cement)(Cement)胶结物胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的间孔隙中的自生矿物自生矿物。胶结物成分主要有胶结物成分主要有:硅质硅质
15、(石英、玉髓、蛋白石石英、玉髓、蛋白石)碳酸盐碳酸盐(方解石、白云石方解石、白云石)铁质铁质(赤铁矿、褐铁矿等赤铁矿、褐铁矿等)硬石膏、石膏、黄铁矿硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物粘土矿物1 1、硅质胶结物（、硅质胶结物（Siliceous cementSiliceous cement）包括非晶质的包括非晶质的蛋白石蛋白石、隐晶质的、隐晶质的玉髓玉髓和结晶和结晶质的质的石英石英。重结晶转变重结晶转变:蛋白石蛋白石玉髓玉髓石英石英 1 1、硅质胶结物（、硅质胶结物（Siliceous cementSiliceous cement）a.a.砂岩中因自生加大而恢复的石英砂岩中因自生加大而恢复的石英颗粒
16、；颗粒；b.b.海绿石石英砂岩中的自生加大石海绿石石英砂岩中的自生加大石英英左图：左图：沉积石英岩在正交偏光镜间见颗粒缝合沉积石英岩在正交偏光镜间见颗粒缝合接触；接触；右图：右图：在阴极发光下揭示了碎屑颗粒的形状及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广泛发育的石英自生加大现象 硅质胶结物硅质胶结物是由砂岩的过饱和孔隙水中沉是由砂岩的过饱和孔隙水中沉淀出来的，孔隙水中溶解的淀出来的，孔隙水中溶解的SiOSiO2 2可以有不同的可以有不同的来源来源:海相沉积物孔隙水中的海相沉积物孔隙水中的,大量是由硅藻、放射大量是由硅藻、放射虫、硅质海绵以及其它非晶质氧化硅骨骼的溶解提供虫、硅质海绵以及其它非晶质氧化硅骨骼的溶解提供的。的。在强大压力下在强大压力下,石英颗石英颗 粒的局部溶解。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长石、粘土矿物等硅酸盐矿物以及火山玻璃等物质的分解。物质的分解。1 1、硅质胶结物（、硅质胶结物（Siliceous cementSiliceous cement）2 2、碳酸盐胶结物、碳酸盐胶结物(Carbonate cement)(Ca
