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沉积岩石学

段阶划分表碎用屑岩成作岩早成岩晚成岩早成岩阶段晚成岩阶段碎屑物质的搬运与沉积1、按介质性和搬运机理的不同有多种机械搬运沉积类型,流(河)水、海水的搬运与沉积是最常见的牵引流类型,局部地区有风及冰的机械搬运和沉积;2、沉积物重力流是最重要的机械搬运和沉积类型,其与牵引流的区别在于:定义不同机理不同;流动状态不同;搬运沉积物的方式不同;形成条件和影响因素不同;分布范围不同;沉积过程和沉积特征不同等等方面。

3、碎屑物质在流水中搬运沉积的特征是:因受力的差异碎屑物质以二种载荷四种方式进行搬运;搬运与沉积常交替进行,并同时伴有风化,随搬运距离增加碎屑的粒度渐细、圆度渐高、球度渐好、稳定组分含量渐高;沉积时机械分异作用明显,致使碎屑物质按粒度由大至小、比重由大至小、形态由板片至圆的顺序依次沉积,特殊情况下可有掺合作用发生;4、碎屑物质在海洋中受波浪、潮汐、风暴浪及海流(在湖泊中受波浪和湖流的)的搬运与沉积;a)波浪主要是风的吹扬作用产生的一种往复流;在近岸地带水流系统复杂,一般可分解为垂直岸线的和平行岸线的流动;主要搬运沉积浪基面以上的浅水区的碎屑;总体上粗屑之字形向陆搬运沉积,细屑向海方向搬运沉积;周期短,能量大,冲洗作用强,搬运距离短路程长,碎屑沉积物的成熟度很高;b)潮汐是天体运动的引潮力产生的全球海面的升降变化并产生潮流,在近岸带为近垂直岸线的往复流,有涨潮、停潮、退潮和平潮之分,一般能量较波浪弱、影响的范围较波浪宽广,常形成砂泥交替沉积;c)风暴浪是一种事件性搬运沉积作用,以波长特长、浪基面很大、侵蚀搬运能力强、具有沉积物重力流的特色,可在陆棚及滨岸带形成特殊的沉积。

5、风的搬运与沉积作用的基本特征是:密度小,同速度的搬运能力为流水的1/300;碎屑在风中主要以跳跃和蠕动的形式(床砂载荷)搬运沉积;碎屑在风中碰撞磨蚀强烈,分选好,多以砂丘形式沉积。

6、冰的是特殊的搬运沉积类型,侵蚀作用和搬运能力极强;沉积作用主要发生在冰川消融区,冰碛物分选极差、碎屑大小混杂、不稳定组分含很高、呈岗垅状;冰水沉积和冰湖沉积物是冰碛物受流水改造的产物,粒度较细,有明显的不同程度的分选与磨圆,有各种流水成因的层理。

7、沉积作用有正常与事件之分,二者发生的条件、沉积特征各异,在同一沉积环境(盆地)内二者常交替发生和沉积。

碎屑岩的构造1、岩石的矿物成分、结构、颜色等性质在垂向层面的方向上明显变化的一种层状构造,称为层理。

层理是陆源碎屑岩也是沉积岩区别于其它岩石最重要的特征之一。

层理可分为纹层、层系、层系组和岩层等单位。

常见有水平和平行层理、波状层理、交错层理、压扁及透镜状层理、递变层理、韵律层理及块状层理等。

2、层理(及波痕)主要是流水推动床砂铸成各种底形并被埋藏保存而成。

水流强度、佛劳德数的大小、水深、碎屑粒度、悬浮物的多少等因素都对底形均有不同程度的影响,致使底形形态多样复杂,继而形成多种多样的层理。

相应依据层理的类型及其特征可推断水流性质及环境条件。

3、各种层面构造、变形构造、化学成因构造、生物成因构造,均各具特色,均是在一定的环境条件下形成,研究这些构造即可从不同的侧面了解沉积岩形成的环境条件,确定其沉积相类型。

4、碎屑岩(及沉积岩)的颜色是其最醒目、最直观的特征之一。

颜色可分为原生色(继承色和自生色)与次生色二类三种。

颜色的形成与其含色素类型和数量有关。

颜色也具有重要的环境意义。

黑色、暗灰色一般是还原环境的标志;红、黄、棕色一般是氧化环境的标志;绿色一般是弱氧化至弱还原环境的标志。

砾岩和角砾岩1、砾石级碎屑含量>30%(或>50%)的碎屑岩称砾岩(或角砾岩),又称粗碎屑岩。

基本特征:成分复杂,岩屑为主,不稳定组分多,杂基多砂级矿物屑,多钙质、泥质、硅质和铁质胶结;一般粒径粗、球度和圆度低、分选差,成分及结构成熟度均低;多大型斜层理、递变层理及块状层理,扁平砾石多迎流迭瓦排列;在洪积扇中形成巨厚砾岩层,在其它岩系中多为薄层、透镜体产出。

2、砾岩常按成分、圆度、粒度、剖面中的位置及成因进行分类,同一砾岩在不同分类系统中名称各异;3、常见砾岩有滨岸砾岩、河成砾岩、洪积砾岩、冰水砾岩、滑塌角砾岩、岩溶角砾岩,在物质成分、结构构造、产状与分布等方面均各有特色,并依此相互区别。

粘土岩1、粘土岩是以粘土矿物及泥级陆源碎屑为主要成分的沉积岩,常含有机质,并常有少量硅质、碳酸盐质等自生矿物。

2、粘土矿物的相似性表现为:均由硅(铝)氧四面体层和铝氧(氢氧)八面体层叠置而成;相邻的(四面体和八面体) 以有氧离子连接,结合力强,一般电价平衡,称其为结构单元层;四面体和八面体中类质同象普遍;均发育{001}极完全解理,硬度低。

普遍含结构水,同时含层间水、吸附水;是典型的外生矿物,晶体一般极其细小(微米级大小),详细研究常须用热分析、X射线衍射分析及电子显微镜研究。

3、粘土岩多为粘土结构、含粉砂(砂)粘土结构、粉砂(砂)质粘土结构;多水平层理、块状层理、滑动构造、生物搅动构造;颜色为红、绿、黑。

4、沉积后变化主要表现为压实、脱水和矿物相的转化。

粘土岩的成岩作用变化研究对于油气生成和油气运移研究具有重要参考意义。

碎屑岩成岩作用1、沉积后作用的类型有:压实压溶作用;胶结作用;交代作用;重结晶和矿物相的转化作用和溶解作用等五大类型,2、沉积后作用有二个完全不同的效果:压实压溶、胶结、交代、重结晶和矿物相转化总体上是缩小充填孔隙使松散沉积物变为更为稳定的固结的岩石并降低渗透率;溶解作用、机械破碎及某些交代作用可形成次生孔隙。

3、成岩阶段划分和各阶段自生矿物的出现及分布规律是储层影响因素研究的基础。

1、压实作用:沉积物在上覆沉积物重荷压力下,发生水分排出,孔隙度和体积减小的作用。

2、压溶作用:由于高压导致颗粒接触处的溶解度增高而发生的晶格变形和溶解作用称压溶作用。

3、胶结作用:从孔隙溶液中沉淀出的矿物质将松散沉积物粘结成坚硬岩石的过程。

4、固结作用:通过胶结作用、压实作用、压溶作用甚至重结晶作用将松散的沉积物固结成岩石的过程。

5、重结晶作用:矿物成分以溶解再沉积或固体扩散方式使细小晶粒集结成粗大晶粒过程。

6、矿物的多相转变:是一种较复杂的、广义的重结晶作用,表示矿物由一种结构转变为另一种结构,由不稳定状态向稳定状态转化,而成分不变的作用。

7、交代作用:沉积物或沉积岩中某种矿物被化学成分不同的另一种矿物所取代的现象。

8、溶解作用:固相物质进入溶液的同时形成次生孔隙的作用。

1、同生作用:指沉积物沉积下来后与沉积介质还保持着联系,沉积物表层与底层水之间发生的一系列反应。

2、成岩作用:指松散沉积物脱离沉积环境而被固结成岩石期间发生的作用。

3、后生作用:泛指沉积岩形成以后到风化作用与变质作用以前所发生的变化或作用。

1、成岩阶段划分:同生作用阶段、早成岩阶段、晚成岩阶段、表生成岩阶段。

1、原生孔隙:主要是碎屑颗粒之间的、未被溶蚀作用改造的孔隙,也包括层间孔及气孔。

2、次生孔隙:是指在沉积岩形成后,因淋滤、溶蚀、交代、溶解及重结晶等作用在岩石中形成的孔隙和缝洞。

碳酸盐岩1、碳酸盐岩的结构组分一般分为颗粒、泥、胶结物、晶粒和生物格架五类,不同的结构组分构成不同的碳酸盐岩。

碳酸盐岩结构组分包括了碎屑岩和岩浆岩的结构组分,并有自已特有的结构。

2、盆内颗粒类型多、结构复杂多样,成因多种但矿物成分相对较单一,并依此于盆外颗粒。

尤应掌握各颗粒的特征成因。

特别是内碎屑、鲕粒、粪球粒、生物碎屑的特征。

3、泥和胶结物与碎屑岩的杂基及胶结物相对应,有诸多类似之处,注意泥和胶结物的区别。

4、注意生物格架与生物碎屑的区别。

5、碳酸盐岩的构造类型多样,包括碎屑岩的全部构造,并有自已特有的构造,如叠层石构造、鸟眼构造、示底构造、缝合线构造等。

石灰岩1、碳酸盐岩按其矿物成分的不同,可分为灰岩类、白云岩类及其与粘土岩和砂岩过渡类型的岩石,成分分类一般可按三级命名原则进行细分和命名。

2、石灰岩按结构成分进行分类是碳酸盐岩类学的重大进步与发展,一般首先按主要结构组分的类型分为礁灰岩、晶粒石灰岩及具有粒屑结构(颗粒、灰泥和胶结物组成)的石灰岩三大类,后者分布最为广泛,常据灰泥与颗粒的比例及颗粒的类型进行细分命名,不同的分类系统的分类与命名略有差异,总体上基本遵循三级命名原则。

3、礁灰岩以具有生物骨架结构为特征,是生物礁环境中特有的岩石类型,具有特殊的环境意义;4、晶粒石灰岩主要由方解石的晶体组成,多是重结晶及交代作用的产物。

5、颗粒石灰岩分布极为广泛,其中颗粒与灰泥的比例,是沉积时水动力强弱的重要标志。

不同的颗粒类型及其结构特征直接与环境条件有关,也是极重要有环境条件的重要标志。

白云岩1、白云岩的分类与命名与其结构特征的不同而有较大差异:具粒屑结构和生物骨架结构者,按石灰岩的分类命名原则分类命名;具晶粒结构者按晶粒大小、形状、均一性分类命名;具交代结构者,当交代作用较弱时称白云化××岩,当作用强烈时称残余××白云岩。

2、白云岩(石)的成因机理相当复杂,有原生沉积成因;毛细管浓缩作用(准同生白云化作用);回流渗透白云化作用;混合水白云化作用;调整白云化作用;淡水白云石(化作用);埋藏白云化作用等多种类型。

注意其形成条件与特征。

成岩作用1、碳酸盐岩成岩作用的类型与陆源碎屑岩类似,同样主要有压实、压溶、胶结、交代、矿物相的转化与重结晶(合称新生变形作用)、溶解等作用类型。

2、碳酸盐岩成岩环境可以划分为五种基本类型:海水、大气淡水、混合水、埋藏、表生成岩环境;各成岩环境不仅发育特征性的成岩作用类型,而且具有各自的成岩标志。

3、根据岩石学、古温度、镜质体反射率、有机质成熟度等成岩标志,碳酸盐岩成岩阶段可划分为同生成岩、早成岩、晚成岩、表生成岩四个阶段。

杂记缝合线:沉积岩的一种构造现象。

常见于石灰岩、大理岩中,石英岩中也可见到。

在岩石剖面上呈锯齿状曲线,状如动物头盖骨中的接合缝,在平面上是起伏不平的面。

通常与岩层面大致平行,也可斜交或垂直。

其成因一般认为是在上覆岩层静压力下,岩石受到沿其各种缝隙、粒间空隙进入的地下水的不均匀溶解并相互挤压形成。

花岗片麻岩:指矿物成分与花岗相似(主要矿物成分为钾长石、石英、黑云母,可含少量角闪石),也叫黑云母钾长片麻岩,具有明显的片麻构造的变质岩浆岩。

可包括三种不同类型:①区域变质作用形成的碱性长石片麻岩;②混合岩化作用形成的花岗质混合片麻岩;③与造山运动同时在强应力作用下,由压力结晶作用形成的片麻状花岗岩。

白云母抗风化能力强,黑云母抗风化能力弱。

石英砂岩产于海洋环境,长石砂岩多为大陆沉积。

蒙脱石在碱性环境下形成,高岭石在酸性条件下形成。

蒙脱石在酸性条件下可以转变为高岭石。

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