沉积岩按成因及组成成分,可以分为两类,即碎屑岩类、化学岩和生物化学1岩类(表4-5)。
另外,还有一些在特殊条件下形成的沉积岩,暂称之为特殊沉2积岩类。
3一、碎屑岩类4根据碎屑物质的来源,又分为沉积碎屑岩和火山碎屑岩两个亚类。
5(一)沉积碎屑岩亚类6这一类岩石是由母岩风化和剥蚀作用的碎屑物质所形成的岩石,又称陆源碎7屑岩。
除小部分在原地沉积外,大部分都经过搬运、沉积等过程。
根据组成碎8屑岩的碎屑颗粒大小,本类岩石又可分为:9砾岩类——碎屑直径在2mm以上。
10砂岩类——碎屑直径在2—0.05mm之间。
11粉砂岩类——碎屑直径在0.05—0.005mm之间。
12粘土岩类——碎屑直径小于0.005mm。
13上述各碎屑岩类的相应粒级,碎屑含量必须占碎屑总量的50%以上,如砾岩14中大于2mm的砾石碎屑含量应占一半以上;如果其中含有25—50%的砂,则可15称为砂质砾岩;如果其中含有5—25%的砂,则可称为含砂砾岩。
其余岩类命名16原则,依此类推。
171.砾岩类凡直径在2mm以上的碎屑(含量大于50%)组成的岩石都属此类。
18砾岩中砾的成分一般是比较坚硬的岩石碎屑。
根据碎屑的磨圆程度可分为角砾19岩和砾岩两类。
20(1)角砾岩组成角砾岩的砾带有棱角,分选情况一般不好,或未经分选,多21为搬运距离很近或未经搬运堆积而成。
根据成因,它们可能是由山崩重力堆积22而成;由海浪冲击海岸而成;由母岩风化在原地残积而成;或者由冰川搬运的23冰碛堆积而成(称冰碛岩);也可能因断层作用而成(称断层角砾岩,碎屑多24呈尖棱状)。
25(2)砾岩组成砾岩的砾多为次圆状或圆状。
根据成因,砾岩可能是在海滨潮26间带由海浪反复冲刷磨蚀堆积而成,分选和磨圆度都比较好,成分比较单纯;27也可能是由河流短距离搬运而成,分选和磨圆度较差,砾石成分也比较复杂。
28砾岩中一般少有化石,或含贝壳等生物碎屑化石。
292.砂岩类由2—0.05mm的碎屑(含量大于50%)胶结而成的岩石统称砂岩。
30砂岩的矿物成分通常以石英颗粒为主,其次为长石、白云母、粘土矿物以及各31种岩屑。
根据粒级大小,砂岩可以分为:32粗粒砂岩(2—0.5mm)33中粒砂岩(0.5—0.25mm)34细粒砂岩(<O.25mm)35根据矿物成分,砂岩可分为:36(1)石英砂岩砂岩中石英颗粒含量占90%以上,称石英砂岩。
砂粒纯净,SiO2 37含量可达95%以上,磨圆度高,分选性好。
岩石常为白、黄白、灰白、粉红等38色。
这种砂岩是原岩经过长期破坏冲刷分选而成。
39(2)长石砂岩砂岩主由石英和长石颗粒组成,而长石颗粒含量一般在25%以40上。
通常为粗粒或中粒,常呈淡红、米黄等色,碎屑多为棱角或次棱角状,胶41结物多为碳酸盐或铁质。
此种砂岩多为花岗岩类岩石经风化残积而成,或在构42造上升地区强烈风化、迅速堆积而成。
43砂岩可以作为建筑材料,纯净石英砂岩可用为玻璃工业原料;胶结不好的砂44岩可形成含水层或含油层。
453.粉砂岩类由0.05—0.005mm的碎屑胶结而成的岩石称粉砂岩。
矿物成分比46较复杂,以石英为主,次为长石,并有较多的云母和粘土类矿物,显微镜下观47察多具棱角。
胶结物以铁质、钙质、粘土质为主。
48(1)粉砂岩岩石质地致密、颜色多样,随胶结物和混入物而变异。
具轻微砂49感,或具贝壳状断口。
湖成粉砂岩常具水平薄层理,河成粉砂岩或具细斜层理,50海成粉砂岩常具复杂的层理。
粉砂岩多是细颗粒悬浮物质在水动力微弱条件下,51缓慢沉积而成。
其沉积环境为河漫滩、三角洲、潟湖、沼泽或海湖的较深水部52位。
53(2)黄土是一种未充分胶结或半固结的粘土粉砂岩。
黄灰色或棕色,粉砂含54量一般为40—60%,其次为粘土,并多含有10%以下的砂粒。
矿物成分以石英55和长石为主,此外还有白云母、角闪石、辉石等。
黄土中含有这些易于分解而56未分解的矿物,说明黄土的形成与干燥气候有关。
胶结物以粘土及CaCO3为主,57多钙是黄土的重要特征之一。
一般没有层理,但发育有直立节理,常形成峭壁。
58黄土在我国分布很广,堆积很厚,形成晋、陕、甘等省黄土高原,还有些地区59分布有冲积或洪积黄土。
604.粘土岩类由直径小于0.005mm的微细颗粒(含量大于50%)组成的岩石。
61矿物成分以粘土矿物为主,如高岭石、水云母、蒙脱石等,结晶微小62(0.001—0.002mm),多呈片状、板状、纤维状等。
粘土矿物主要来源于母岩63的风化产物,即陆源碎屑粘土矿物;还有一部分来源于沉积或成岩过程中的自64生粘土矿物。
此外还含有粉砂级的陆源碎屑如石英、长石、白云母等颗粒。
除65此,在沉积和成岩过程中还形成一些胶体和化学沉积物(如铁、锰、铝的氧化66物,碳酸盐、硫酸盐、硅质矿物、硫化物、有机质等)。
从宏观看多具致密均67一、质地较软的泥质结构。
粘土岩是介于碎屑岩和化学岩之间的过渡岩石,在68沉积岩中分布最广。
69(1)页岩为粘土岩类中固结较强的岩石,具薄层状页理构造,页理主要是鳞70片状粘土矿物层层累积、平行排列并压紧而成。
常含石英、长石、白云母等细71小碎屑。
致密,不透水。
可有各种颜色,含有机质者呈黑色,含氧化铁者呈红72色,含绿泥石、海绿石等呈绿色。
性软,抵抗风化能力弱,在地形上常表现为73低山低谷。
74(2)泥岩是一种厚层状、致密、页理不发育的粘土岩。
75(3)粘土主要由粘土矿物组成、固结程度较差的粘土岩。
细腻质软,颜色浅76淡为主。
分布较多的为高岭石粘土,简称高岭土,具吸水性(粘舌)、可塑性77(加水成泥)、吸收性(从溶液中吸收各种矿物质及有机质的性质)、耐火性78(熔点:<1350°—1770℃)、烧结性(煅烧后变硬)等一系列特点,是陶瓷79工业、耐火材料工业的重要原料。
还有一种粘土叫膨润土,主由蒙脱石(胶岭80石)组成,蒙脱石是粘土矿物的一种,为含水层状结构的硅酸盐矿物,化学组81成为(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2[Si4O10](OH)2·nH2O,吸水后体积可膨82胀10—30倍,广泛用于铸模、陶瓷、钻探、纺织工业等方面。
此外还有漂白土,83与膨润土相似,但含钙较多,含钠较少,吸水性和膨胀性较差,而具强吸附力,84可吸收大量色素、胶状物、各种杂质等,在炼制石油和植物油工业中,可作脱85色剂和漂白剂。
86(二)火山碎屑岩亚类87主要是火山喷发碎屑由空中坠落就地沉积或经一定距离的流水冲刷搬运沉积88而成。
从物质来源看它与火山活动有关,但从成岩过程来看又从属于沉积岩的89形成规律。
有些火山碎屑岩的组成以各种火山碎屑为主;还有些火山碎屑岩中90夹有很多熔岩,同时火山碎屑为熔岩所胶结;另有一些是由火山碎屑和正常碎91屑(砾、砂、粉砂、泥等)混合堆积而成,其中夹有砂、页岩等,并常含有化92石。
由此可见,火山碎屑岩与熔岩之间,火山碎屑岩与正常碎屑岩之间,包含93许多过渡岩石,根据火山碎屑粒度大体可以分为:941.火山集块岩是主要由粗火山碎屑(大于64mm)如熔岩碎块等(占50%以上),95固结而成的岩石。
熔岩碎块带棱角或经搬运磨圆,填充物和基质为熔岩、火山96灰、泥砂、钙质、硅质等。
分选性一般不好,层理不清,常形成厚层和块状层。
97根据岩石中熔岩碎块的成分,可以命名为安山集块岩、流纹集块岩等。
此种岩98石质地较坚硬,堆积厚度从数百米可达数千米,我国东部在中生代中后期形成99大量火山碎屑岩,常形成高山。
1002.火山角砾岩是主要由粒径为2—64mm的熔岩碎块或角砾(含量50%以上)101固结而成的岩石,也常含其它岩石的角砾,多数具明显棱角,分选差,大小不102等。
填充物和基质为熔岩、火山灰或泥砂等,也可以是钙质、硅质等。
根据角103砾成分可命名为流纹角砾岩、安山角砾岩、玄武角砾岩等。
1043.凝灰岩是主要由粒径小于2mm的火山灰(岩屑、晶屑、玻屑)及火山碎屑105等(含量50%以上)固结而成的岩石。
分选差,碎屑多具棱角。
岩石外貌有粗106糙感,可具清楚的层理。
根据碎屑成分可分为玻屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、岩屑107凝灰岩、混合型凝灰岩等。
玻屑凝灰岩常保存于时代较新的火山碎屑岩中,经108过脱玻作用和蚀变作用可以形成膨润土或漂白土等。
凝灰岩可有黄、灰、白、109棕、紫等不同颜色。
有时凝灰岩中含有正常碎屑,而形成砂质凝灰岩、凝灰质110砂岩等。
111上述各类火山碎屑岩,多形成于火山口附近或其周围的有水盆地中。
在地层112剖面中火山碎屑岩可以反映地史发展过程中的火山活动情况和古地理环境。
113二、化学岩及生物化学岩类114这类岩石是岩石风化产物和剥蚀产物中的溶解物质和胶体物质通过化学作用115方式沉积而成的岩石和通过生物化学作用或生物生理活动使某种物质聚集而成116的岩石,前者属于化学岩,后者属于生物化学岩。
这类岩石大多是在海、湖盆117地中形成,有一小部分也可以在地下水的作用下形成。
成分常较单一,具有结118晶粒状结构、隐晶质结构、鲕状结构、豆状结构或具有生物结构、生物碎屑结119构等。
其中有许多岩石本身就是有重要意义的沉积矿产,如石盐、钾石盐、石120膏、芒硝、石灰石、白云石、铁矿、锰矿、铝土、磷矿、硅藻土等。
121根据化学沉积分异的一般顺序,简述主要岩类和岩石如下。
122(一)铝、铁、锰质岩类123是富含铝、铁、锰质矿物的化学或生物化学岩。
Al、Fe、Mn是溶液中活动性124较差的元素,往往以胶体形式在原地或海湖边缘沉积,但在深海盆Fe、Mn等也125有大量沉积。
1261.铝土岩又称铝矾土。
主要由三水铝石(Al[OH]3)、软水铝石和硬水铝127石(AlO[OH])等组成,故根据成分有一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石之128分。
常含有SiO2、Fe2O3等混入物。
铝土岩和粘土岩外貌和性质相似,一般称129Al2O3/SiO2>1者为铝质岩;≥2.6者称铝土矿;若<1者则称粘土岩。
和粘土130岩相比,铝土岩岩性致密,硬度和比重较大,没有可塑性。
致密块状、鲕状或131豆状结构。
因含杂质不同,颜色有白、灰、黄等。
成因不一,主要由铝硅酸盐132矿物(如长石等)化学风化分解后形成的氧化铝经搬运在海、湖盆中沉积而成,133也有一部分是残积而成。
是炼铝的主要原料。
我国河北、辽宁、山东、河南、134贵州、云南等省分布甚广。
1352.铁质岩为富含铁矿物的化学岩或生物化学岩。
主要矿物成分有赤铁矿、褐136铁矿、菱铁矿等。
常混入砂质、粘土、硅质等。
致密块状、鲕状、豆状或肾状137结构。
含铁在30%以上即可称为铁矿。
在地质时代的陆地表面,更主要是在浅138海边缘形成。
我国中、上元古界、泥盆系、石炭系等地层中常富含沉积型的铁139质岩(铁矿)。
1403.锰质岩为富含锰矿物的沉积岩,一般含锰20%以上即成锰矿。