沉积岩石学.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流沉积岩石学.精品文档. V 沉 积 岩 沉积物来源  沉积物搬运  沉积物沉积  沉积岩分类  陆源碎屑岩      碎屑岩的结构      砾岩和角砾岩      砂岩      粉砂岩      标本陈列  粘土岩      粘土岩的结构构造      粘土岩的分类      主要岩石类型      标本陈列  火山碎屑岩      火山碎屑组分特征      主要岩石类型      标本陈列  碳酸盐岩      碳酸盐岩的结构构造      碳酸盐岩的分类      主要岩石类型      白云岩的成因      标本陈列  其它沉积岩      硅质岩      铝质岩      铁质岩      锰质岩      磷块岩      蒸发岩      标本陈列n 白浪茫茫与海连，平沙浩浩四无边。暮去朝来淘不住，遂令东海变桑田。”白居易的诗形象地描写了沧桑之变。“沧海变桑田”的例证是自然界沉积作用的最好说明。自然界中存在的岩石，在阳光雨水的长期作用下，必然发生风化分解，直至变成砂粒和泥土，这些风化产物通过流水、风和冰川等沉积介质搬运到山麓、沙漠、湖滨、河岸、三角洲和海滩等适当的场所沉积下来，最终形成沉积岩。n “高山石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变。”含古生物化石是沉积岩的特点之一。古代的生物死亡以后，其遗体被埋藏在沉积物中保存下来逐渐固结成岩，就形成了化石；沉积岩都是层状产出的，具有明显的成层构造。许多沉积岩的层面和层内都保存了其形成时风、流水、海浪作用形成的层理、波痕、泥裂和生物遗迹等；含有典型的沉积物质。自生矿物是在沉积作用过程中，母岩风化分解的化学物质沉积而成的盐类矿物、碳酸盐矿物以及粘土矿物。如粘土矿物、有机质、碳酸盐矿物等都是在沉积环境中形成的新矿物。n 沉积岩是在地壳表层条件下，由风化作用、生物作用和某种火山作用所形成的产物经过搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的岩石。它是地壳表层分布最广的岩石。沉积岩中蕴藏有大量的矿产资源。据统计，世界资源总储量的80%是沉积成因的。此外，研究沉积岩还具有重大的理论意义，因为沉积岩在地质历史中延续时间长，它是研究地球的发展和演变、生命起源和进化的宝贵资料。一、 沉积物的来源u 各类岩石经风化作用的破碎而形成碎屑。大块的岩石由于温度的变化、晶体生长、重力作用、植物u 生长、流水、冰川及风的破坏作用而崩解，形成大小不同的碎屑。构成沉积岩形成的主要物质来源。除了母岩风化作用的产物外，生物遗体也是沉积岩的主要造岩组分。生物通过新陈代谢，在其生命过程中不断从周围介质中吸取成分，分泌出碳酸钙、二氧化硅、磷酸钙等矿物质骨骼。当生物死亡后，这些骨骼可直接堆积成岩。煤则是植物遗体在生物化学作用下，发生分解形成泥炭，然后被埋藏，在地质因素影响下发生泥炭化作用而形成的。u 火山活动为沉积作用所提供的主要物质是火山碎屑物。1883年印度尼西亚克拉卡托岛的火山爆发中，火山灰云升至80km高空，飘至几千公里之外。两千多公里外的船上记录了喷发三天后落于甲板上的火山灰尘，细小的火山灰尘布满大气圈上部达一个月之久。在我国的许多地方志中都记载了这次爆发飘来的火山灰在大气中悬浮所引起的异常天象。u 地下水的活动也会源源不断地将地下物质带入地表。据统计，世界上河流每年携带49亿吨溶解物质进入海洋，其中大部分溶解物质来源于地下水。近年来，人们还发现能携带大量矿物质的热卤水。1961年在美国加里福尼亚南部的萨尔顿湖附近，在地下1600m深处发现温度高达摄氏360度的地下热水,每月可沉积富含金属的水垢2-3吨，其沉积速度相当快。u 陨石是小天体进入地球轨道后经过大气层烧蚀后的残体。大部分物质在烧蚀过程中呈细尘状弥散于大气之中。它们和一些其它宇宙质点最终都要进入地表，有人估计，每年约有五百万吨陨尘落到地表。近年来在海相沉积物中也发现了为量不少的宇宙尘埃，很多地层中也有类似物被发现，这些细小的宇宙物质落入地表的现象是很普遍的。二、 沉积物的搬运u 地表母岩风化后形成的碎屑物质、粘土物质与溶解物质除少量残留原地，绝大部分被搬运到新的场所沉积下来。搬运风化产物的主要营力是流水、风、冰川、重力以及生物等，其中最重要的是流水的搬运作用。物质搬运的方式决定于风化产物的性质。碎屑物质、粘土物质通常是以机械方式搬运；而溶解物质则以胶体溶液和真溶液方式进行搬运。u 在潮湿地区风的地质作用不明显，但在干旱的沙漠地区，它是主要的地质营力，起着侵蚀、搬运和堆积作用。风的搬运与流水搬运不同，风只能搬运碎屑物质而不能搬运溶解物质。风的搬运能力较流水要低，在同一速度下，它的搬运能力仅及水的1300。风所搬运的多半是砂以及细小的质点，只有在狂风时才能搬运砾石，可见风搬运的碎屑物分选性特别好。u 在高山地区和两极地带搬运碎屑物质的主要地质营力是冰川。冰川搬运碎屑物质的特点是将沿途刨蚀下来的碎石、泥沙冻结在冰中，随冰川的流动而运动，待冰川融化后就沉积下来成为冰川沉积物。冰川沉积物有冰碛和冰水沉积两大类，冰碛物是冰川直接沉积的产物，是未经分选、磨圆度很差、不发育任何层理的泥砾混杂物。冰川的搬运能力很大，它能将粒径和比重很大的物质带走。冰川在搬运过程中要发生磨蚀，并能在基岩和砾石的磨光面上产生特殊的冰擦痕丁字痕。冰川融化后，冰融水将冰碛物搬运后再沉积下来的是冰水沉积。冰水沉积具有定的分选和磨圆，砾石的排列有方向性并略显层理。三、 沉积物的沉积u 碎屑物质在搬运过程中由于水流速度的减小，当碎屑颗粒的沉降速度大于平均流速的一定值时，颗粒就会发生沉积。影响碎屑颗粒沉速的因素很多，主要有颗粒的形状、比重、介质的含盐度、含沙量等。u 母岩风化产物中的溶解物质可以呈胶体溶液或真溶液方式搬运。Al2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2等难溶于水，常以胶体溶液的方式搬运；Ca、Mg、Na等元素组成的氯化物与硫酸盐，由于其溶解度较大则呈真溶液搬运。铁和锰在氧化条件下形成高价氧化物或氢氧化物沉淀，如赤铁矿、软锰矿等；在还原条件形成低价化合物沉淀，如黄铁矿、菱铁矿、菱锰矿。在还原介质中，Fe、Mn易于溶解和搬运，而不易沉淀。Eh值对铁、锰矿物的沉淀形式也有重要影响，如铁矿物，在强氧化条件下形成赤铁矿、针铁矿等；弱氧化至弱还原时则形成海绿石；弱还原时可形成鲕绿泥石、鳞绿泥石；还原时则形成菱铁矿；强还原时形成黄铁矿沉积。u 沉积环境的温度与压力对碳酸盐及盐类矿物的沉积有特殊影响。如Ca、Mg的硫酸盐及K、Na的碳酸盐、氯化物等，都是在气候炎热干燥，蒸发作用强烈的水盆地中才能沉积。水中的CO2含量与温度、压力有密切的关系，因而温暖浅海可以沉淀大量CaCO3，而深海则很少。此外，我们常常在温泉的出口附近见到大量的石灰华沉淀，就是因为地下水溢出地表，压力降低引起CO2的逸出，导致CaCO3的沉淀。石灰岩溶洞中的石笋和石钟乳的形成也是这个道理。u 生物在其生命活动过程中，也会引起周围介质物理化学条件的变化，从而影响物质的溶解与沉淀。例如藻类生物在光合作用过程中可以吸收CO2，导致CaCO3沉淀。细菌的作用也很重要，它会影响沉积物及水体中NH3、CO2、H2S及其它气体的含量，从而影响物质的沉淀。四、 沉积岩的分类u 沉积岩分类的依据是岩石的成因、成分、结构、构造等。由于它的多样性，一般是以沉积物的来源作为基本类型的划分准则，而以沉积作用方式、成分、结构、成岩作用强度等作为进一步划分的依据。应该特别强调，各类沉积岩都有各自的成因特征，成分上差别也较大。所以，沉积岩的分类着重于各大类岩石的划分，如砂岩的分类、碳酸盐岩的分类等。五、陆源碎屑岩“今夜不知宿何处，平沙万里绝人烟”,这是描述沙漠的诗句。在广阔无边的海滩上，晶莹的砂粒闪烁着亮光，你是否想过，坚硬的砂岩就是由这些松散的沙子组成的。这些沙子被泥土、钙质或其它物质胶结起来，就形成了各种各样的碎屑岩。陆源碎屑岩是母岩机械破碎的产物经搬运、沉积和成岩作用所形成的由碎屑颗粒和填隙物所组成的岩石。碎屑岩的物质组成有两部分，一类是陆源碎屑和填隙物中的杂基。另一类是胶结物，它们是在沉积、成岩阶段以溶液沉淀的方式而形成的。 陆源碎屑矿物中以石英最常见。除单晶石英外，常见由几颗石英或许多微粒石英组成的多晶石英；长石类矿物中微斜长石常见，斜长石中钠长石远远超过钙长石；云母类碎屑一般以白云母为主；重矿物中常见者是火成岩和变质岩中的副矿物，如锆石、金红石等；岩石碎屑是母岩破碎形成的岩石碎块，保存了母岩的结构特征；若岩层中出现大量火山岩屑，标志着某一时期陆源区曾有过火山活动。 陆源碎屑岩与许多矿产有关，如煤炭、石油、天然气、地下水和许多层控矿床。碎屑岩本身就是一种矿产，具有重要的经济价值。纯净的石英砂岩是制造硅砖、普通玻璃和光学玻璃的重要原料；海绿石砂是农业肥料；砂岩中伴生的重矿物如锆石、独居石、金红石等也具有开采价值。砂岩还是很好的建筑材料和研磨材料；碎屑岩还具有良好的孔隙和渗透性能，为流体矿藏的富集提供储集空间；由碎屑岩所形成的许多奇山怪石，已经成为游览的胜地。 5、1碎屑岩的结构碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的结构、杂基和胶结物的结构、孔隙的结构以及碎屑颗粒与填隙物之间的关系。碎屑颗粒的粒度大小的划分标准为：>2mm为砾；20.0625mm为砂；0.06250.0039mm为粉砂；<0.0039mm者称为泥；碎屑颗粒的形态包括碎屑颗粒的圆度、形状和球度。杂基在碎屑岩中作为填隙物出现。最常见的杂基是从水介质中沉积下来的细粒碎屑物质，称原杂基。胶结物是碎屑颗粒间的化学沉淀物，在碎屑颗粒间起填隙及胶结作用。碎屑颗粒与填隙物之间的关系称为胶结类型。基底胶结：碎屑颗粒彼此不相接触呈飘浮状或游离状分散在填隙物内。它通常是高密度流(如浊流、泥石流)快速堆积的产物。孔隙胶结：大部分碎屑颗粒相互接触，填隙物常是成岩期析出的化学沉淀胶结物。这种结构表明碎屑颗粒的沉积早于填隙物，如河流的边滩、滨海波浪带的海滩等。接触胶结：填隙物分布于碎屑颗粒彼此接触处。干旱气候带的砂层中溶液沿毛细管上升，在碎屑颗粒的接触点沉淀析出而成。碎屑岩的孔隙系指尚未被固体物质占据的空间，沉积期形成的原生孔隙称粒间孔。成岩过程中生物化石、碎屑颗粒溶解形成的孔隙称为粒内孔或铸模孔，属于次生孔隙。沉积物收缩或碎屑破裂出现的裂隙归人次生孔范畴；孔隙的规模和形态与其成因有一定的关系。碎屑岩的孔隙或裂隙是石油、天然气、地下水、层控矿床的储集场所。孔隙度、孔隙类型、孔隙的连贯性及孔道和喉道等均影响着它们的储集和运移。5、2砾岩和角砾岩空格由粒径2mm的碎屑颗粒组成的岩石称为砾岩(或角砾岩)。砾岩可以作为建筑材料，如制造混凝土及用作铁路道碴。古砾石层往往是重要的储水层。砾岩的胶结物中常含有金、铂、金刚石等贵重矿产。研究砾岩还可以了解砾岩生成时的地质背景，巨厚的砾岩几乎都形成于大规模的造山运动之后，砾岩的成分、结构、砾石的排列方位以及砾岩体的形态可反映母岩的成分、剥蚀和沉积速度、搬运距离、水流方向等。砾岩 圆状、次圆状的砾石含量50的岩石;角砾岩 棱角状和次棱角状砾石含量50的岩石。巨砾岩 砾石直径256mm;粗砾岩 砾石直径为64256mm;中砾岩 砾石直径为464mm;细砾岩 砾石直径为24mm。底砾岩因位于层序底部而得名。与下伏岩层呈不整合或假整合接触，砾石分选性好、圆度好、成熟度高，代表长期侵蚀间断的产物；层间砾岩因位于连续沉积的地层内部而得名，其上下无沉积间断，岩性可以相同。通常是当地岩石边冲刷、边沉积形成。滨岸砾岩主要形成于滨海地区和滨湖地区，它是由河流携入的砾石或沿岸岩石崩塌下来的碎块经波浪和河流反复改造而成；山区河流与平原河流形成的砾岩称为河成砾岩，多由岩屑砾岩构成。砾石的平均粒径比海相砾石大，但砾石分选性差；冰碛岩组成以粉砂和泥级碎屑为主，砾级碎屑含量般占530%，分选差，粒径大小不一。冰碛岩的重要特征是砾石形状奇特，形成所谓五角砾石或熨斗状砾石，表面有丁字形擦痕；岩溶角砾岩由碳酸盐的溶洞顶壁崩落堆积而成，特点是角砾大小相差悬珠、棱角清晰，多为石灰岩碎块。填隙物为碳酸盐粉屑、红粘土，孔隙中常有方解石结晶。 5、3 砂岩    砂是一种粒状物质，矿物和岩石碎屑是它的组分。沉积学家们通常将砂划分为粗砂：粒径20.5mm；中砂：粒径0.50.25mm；细砂：粒径0.250.0625mm。由这样的砂形成的岩石就是砂岩。砂岩根据杂基含量分为两大类，即杂基少于15%的净砂岩和杂基含量多于15%的杂砂岩。两者进一步的细分则用三角图，其三个端元所代表的碎屑物质组分为：Q(石英)端元、F(长石)端元和R（岩屑）端元。根据各种组分含量的不同将砂岩划分为：1.石英砂岩;2.长石石英砂岩;3.岩屑石英砂岩;4.长石砂岩;5.岩屑长石砂岩;6.长石岩屑砂岩;7.岩屑砂岩。石英砂岩：碎屑物质中90以上为单晶石英，有少数燧石和硅质岩屑等。重矿物很少。胶结物常为硅质，次生加大胶结现象普遍。石英砂岩富集石英，一般在构造稳定、地形起伏不大、温暖潮湿气候条件下，由富含石英的母岩(花岗岩、花岗片麻岩、变质石英岩等)，遭受强烈的化学风化，并经过长距离搬运在滨海或浅海地区沉积而成。长石砂岩：主要由碎屑石英和长石组成，有的长石含量可很高。长石砂岩中的长石多为正长石、微斜长石和酸性斜长石。颜色常为红色或黄色。其形成很大程度上取决于母岩成分，首先要有富含长石的母岩，如花岗岩、花岗片麻岩。另外还需要有利的古构造、古地理和古气候条件。在构造运动强烈的地区，地形起伏也大，花岗岩基底隆起遭受强烈侵蚀，侵蚀产物迅速堆积，而形成很厚的长石砂岩。岩屑砂岩：以石英和岩屑为主的砂岩。岩屑砂岩中岩屑成分多种多样，随母岩而异。长石以斜长石为常见，也有钾长石，还可出现不稳定的基性斜长石。岩屑砂岩颜色较深，为灰、灰绿、灰黑色，浅色者少见。岩屑砂岩多形成于强烈构造隆起区附近的构陷带或拗陷盆地中，由母岩迅速剥蚀、快速堆积而成。岩屑砂岩可以是陆相的或海相的。杂砂岩：分选不好、泥砂混杂的砂岩。一般含石英较少，且多呈棱角状。含有不同比例的长石和岩屑，常含少量云母。长石主要是斜长石，岩屑多种。富含杂基是杂砂岩的基本特征，颗粒越细，杂基含量越高。杂基成分以绿泥石、水云母常见。杂砂岩的形成条件与长石砂岩或岩屑砂岩类似，即快速侵蚀、搬运和沉积形成的，但杂砂岩可在不同的气候条件下形成。典型的杂砂岩常堆积在急速沉降的浊积岩或复理式建造中。5、4 粉砂岩    粉砂碎屑的粒径大小在0.06250.0039mm。比粉砂更细者称为泥。主要由粉砂碎屑组成的沉积岩是粉砂岩。粉砂岩的碎屑组分一般比较简单，以石英为主，长石和岩屑少见，有时含较多的白云母。填隙物有钙质、铁质及粘土质等。粉砂岩中常具有薄的水平层理，沉积物含水时易受液化产生变形层理及其它滑动构造。粉砂岩按粒度分为：粗粉砂岩（0.06250.0312mm）和细粉砂岩（0.0312一0.0039mm）；按混入物成分分为：泥质粉砂岩、铁质粉砂岩、钙质粉砂岩等。粉砂岩的颜色多种多样，随混入物的成分不同而变。粉砂岩是在经过了长距离搬运、水动力条件比较安静、沉积速度缓慢的环境下形成的。在横向上和纵向上可渐变成砂岩或粘土岩，并构成韵律性层理。从沉积环境看，粉砂岩多分布于河漫滩、三角洲、泻湖、沼泽和海湖的较深水部位。我国是世界上黄土最发育地区，厚度之大居世界之首。黄土呈浅黄色或棕黄色，是具有一系列特殊性质的半固结粉砂岩。其特点是质地均匀，以手搓之易成粉末，并含有多量的奇形怪状的钙质结核。黄土中的矿物成分以石英为主，也含有长石、碳酸盐和粘土矿物。混入物以钙质为主。陆源碎屑岩标本名称：角砾岩英文名称:标本名称：石灰岩角砾岩英文名称:标本名称：黄土英文名称:标本名称：冰碛漂砾英文名称:标本名称：冰碛漂砾英文名称:标本名称：冰碛漂砾英文名称:标本名称：石灰岩砾岩英文名称:标本名称：磨拉石英文名称:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10    1/10 六、粘土岩粘土岩是一种主要由粒径0.0039mm的细颗粒物质组成的并含有大量粘土矿物的沉积岩。疏松未固结者称为粘土，固结成岩者称为泥岩和页岩。大多数粘土岩是母岩风化产物中的细碎屑物质呈悬浮状态被搬运到沉积场所，以机械方式沉积而成的。部分粘土岩是铝硅酸盐矿物分解的产物在原地堆积而成或在水盆地中通过胶体凝聚作用形成的，成分较纯，常常具有一定的工业价值。粘土矿物是粘土岩中最主要的矿物成分。粘土矿物很细小，它们的结晶大小一般不超过12微米。粘土矿物种类繁多，粘土岩中分布最广的是高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、凹凸棒石等。 粘土岩的化学成分取决于它的矿物成分和粘土矿物中吸附离子的成分。其主要化学组分是SiO2、Al2O3及铁的氧化物等。粘土岩的颜色取决于粘土矿物的成分、杂质矿物的成分、有机质及所含色素的颜色。单一成分的高岭石粘土、水云母粘土等，常呈白色、浅灰色，浅黄色等；某些粘土岩中含细分散状的铁的氧化物和氢氧化物，则呈红色、紫色、棕色、黄色或玫瑰色等；含锰的氧化物时则呈褐色或黑色；含分散状有机质和硫化铁时呈灰色或黑色；若粘土岩中含有较多的海绿石、绿泥石、孔雀石、蓝铜矿时，则呈绿色或蓝色。粘土岩是分布最广的沉积岩，约占沉积岩总量的6070%。粘土岩具有独特的物理性质，如可塑性、耐火性、烧结性、膨胀性、吸附性等等，因而在工农业方面有着广泛的用途。近年来，在黑色页岩和碳质页岩中还发现含有稀有元素和稀土元素，构成具有工业价值的矿床。粘土岩是重要的生油岩和油气藏的盖层，研究粘土岩具有重要的经济意义。6、1 粘土岩的结构构造按粘土、粉砂和砂的相对含量，粘土岩的结构划分为泥质结构、粉砂泥质结构和砂泥质结构。按粘土矿物集合体的形状，粘土岩的结构划分为：生物泥质结构：含有植物碎片的称植物泥质结构；若含有微体动物化石如介形虫、有孔虫、放射虫等，称动物泥质结构。蠕虫状结构：主要见于高岭石泥岩中，岩石中含有高岭石重结晶形成的粗大蠕虫状晶体，直径达23mm，长可达20mm。鲕状及豆状结构：此种结构是在沉积过程中粘土质点围绕某个核心凝聚而成的。2mm者称鲕粒，2mm者叫豆粒。同生泥屑结构：同生成因的粘土质碎屑再沉积被粘土或其它化学物质胶结而形成。如砾泥屑结构、砂泥屑结构、粉砂泥屑结构等。残余结构：主要与风化残余和热液蚀变成因有关。如残余火山碎屑结构、残余斑状结构等。粘土岩的构造分为宏观构造和显微构造。宏观构造如层理、波痕、泥裂、雨痕、虫迹、结核等。常见的显微构造有：显微鳞片构造、毡状构造和显微定向构造。6、2 粘土岩的分类按固结作用强度、页理和劈理的发育程度将粘土岩分为粘土、泥岩和页岩，然后再按结构或矿物成分细分。高岭石粘土简称高岭土(kaolin)，是一种以高岭石族矿物为主要成分、质地纯净的细粒粘土，首先发现于我国江西景德镇附近的高岭村而得名。17121722年间，法国传教土殷弘绪(原名Le.P.dEntrecolles)曾两次将景德镇制瓷实况报告法国政府，称高岭村粘土为“高岭土”，1867年约翰逊和布莱克(S.W.JohnsonJ.M.Blake)首次把组成高岭土的粘土矿物称为高岭石(kaolinite)，从而成为第一个以中国地名命名的矿物学名词。高岭土外观呈白、浅灰等色，含杂质时呈黄、灰、黑色等。致密块状或疏松土状，有滑腻感，硬度小于指甲。比重2.42.6。干燥后粘舌，有吸水性。耐火度可达1770-1790。可塑性低，粘结性小，具良好的绝缘性和化学稳定性。纯净的高岭土煅烧后色白，白度可达8090%。主要用于陶瓷、造纸、橡胶工业，也可供作搪瓷、塑料、油漆等工业部门使用。蒙脱石粘土又称膨润土、膨土岩、斑脱岩，是一种以蒙脱石为主要矿物成分的细粒粘土。膨润土的外观一般呈白色、粉红色、浅灰色、淡黄色，当被杂质污染时可呈灰绿色、紫棕色及其他较深的颜色。疏松土状者光泽暗淡，致密块状者呈蜡状光泽。硬度12，性柔软。块状或土状，有滑感。比重23。吸水后体积膨胀，最大吸水量为其体积的815倍。具高可塑性和良好的粘结性，在水溶液中呈悬浮和胶凝状，还具有阳离子交换的特性。膨润土是重要的工业矿物原料之一，在钢铁工业中，供作球团矿的粘结剂；铸造工业中，用于铸造型砂的粘结剂；化学工业中，可用来制造活性白上作为油脂的脱色剂；地质钻探中，它是优质的泥浆原料；陶瓷工业中，在陶瓷坯料中加入35%的膨润土后，可以显著增加坯泥的可塑性与干坯强度。此外，农业、医药、油漆等方面，膨润土也有其用途。海泡石粘土是一种以海泡石为主要成分的粘土。外观呈黄褐、深灰、灰白等色，土块状，质软而轻，硬度12，比重2.42.65，具有粘性和可塑性，手触之有滑感。加水后能调成糊状，干后用锤击之可留下锤痕。主要用途是用作吸收剂，用来净化、脱色和精制油、脂肪、蜡、树脂、啤酒、水等。另一重要用途是制作抗盐耐高温钻井泥浆，用于含盐地层和海上石油钻探。凹凸棒石粘土是一种以凹凸棒石为主要成分的粘土。它的外貌与般粘土无异，尤其是与蒙脱石粘土极为类似，而且两者常常共生。其野外鉴定标志是外观为土状，呈青灰、灰白、鸭蛋青色，土质细腻、有滑感，湿时具粘性和可塑性，干后质轻、收缩小。将它投入水中，嘶嘶发响，并崩散成碎块，但不膨胀。凹凸棒石粘土的性能和海泡石粘土一样，具有热稳定性、抗盐性、吸附性及较高的脱色能力，因而在工业中有着广泛的用途，如油脂脱色、制造抗盐耐高温泥浆、配制涂料等。6、3 粘土岩的主要岩石类型钙质泥岩和页岩 岩石中含有碳酸钙，分布很广。常见于大陆和海陆过渡环境的红色岩系中，浅海和泻湖沉积的钙泥质岩系中也很常见。如我国北方下寒武统馒头组、南方三叠系青龙群中的页岩，大部分为钙质页岩。铁质泥岩和页岩 岩石中含有铁矿物，铁质矿物作为色素使岩石带色。红色铁质泥岩和页岩一般与砂岩共生，构成所谓“红层”，在我国中、新生代地层中分布很广。呈红色主要是由于沉积物在陆相干旱、半干旱气候条件的氧化环境下，被三价铁渲染的结果。硅质泥岩和页岩 页岩中SiO2平均值约58%，而硅质岩中的SiO2可达85%以上。在富含高岭石的硅质泥岩、页岩中，常保存有硅藻、海绵和放射虫化石，所以一般认为这种岩石中硅质的来源与生物有关，有的也可能和海底喷发的火山灰有关。炭质页岩 这种页岩中含有大量呈细分散状均匀分布于岩石中的炭化有机质，黑色、能染手。但灰分30，一般很难作燃料。常含大量植物化石，是湖泊、沼泽环境下的产物，出现于煤系中，常形成煤层的顶板与底板。黑色页岩 岩石中含有较多的有机质或细分散状的硫化铁而呈黑色。外貌与炭质页岩相似，其区别在于不染手。黑色页岩一般形成于缺氧、富含H2S的较闭塞海湾和湖泊的较深水地区。如我国北方白垩系中的黑色页岩中含有丰富的有机质和介形虫、孢粉等微体古生物，是重要的生油岩系。油页岩 是含有一定数量干酪根(10)的页岩。颜色有浅黄、黄褐、暗棕、棕黑、黑色等，一般说来，含有机质愈多，其颜色也愈深。其特点是比一般的页岩轻，而且有弹性，用小刀刮之，往往可成刨花状的薄片。易燃，并发出沥青味及流出油珠。油页岩属于页岩的范畴，但具有腐泥煤的特征，也有人把它叫做“高灰分的腐妮煤”。油页岩主要是在闭塞海湾或湖沼环境中由低等植物如藻类及浮游生物的遗体死亡后，在隔绝空气的还原条件下形成的，常与生油岩系或含煤岩系共生。粘土岩标本名称：粘土英文名称:标本名称：页岩英文名称:标本名称：黑色页岩英文名称:标本名称：钙质泥岩英文名称:标本名称：粘土英文名称:标本名称：油页岩英文名称:标本名称：油页岩英文名称:标本名称：页岩英文名称:1 2 3 4 5    1/5 七、火山碎屑岩一般来说，如果火山喷出来的岩浆富含二氧化硅的酸性岩浆，其粘度大不易畅通无阻地流溢出来,因而就会有相当多的气态物质聚集在火山通道里。有的岩浆向上侵入时，遇到地下水也会产生大量气体。当气体压力大到足以顶开上面所覆盖物质的时候，就会发生极其猛烈的爆炸。含有大量气体的岩浆喷出地表，火山碎屑数量多，抛出高度大、散落的距离远。粒度小的火山灰可以喷射到 20000米以上高空。这些火山碎屑落到地面以后，有的聚集在火山附近，有的随风飘流落在世界各地。这些火山碎屑经过地表的各种地质作用，最终形成火山碎屑岩。火山活动既可发育在陆壳上，亦可形成于水下洋壳，因此火山碎屑岩有陆相沉积，也有海相沉积。许多有用矿产与火山碎屑岩有关，如铁、锰、钾、硼、硫、铀矿床以及铜、铅、锌等金属硫化物矿床。在非金属矿床方面，它和沸石矿、膨润土矿、高岭土矿、叶腊石矿等关系密切，富玻璃质的酸性凝灰岩还是很好的制造水泥的材料，并可作为人造膨胀珍珠岩的原料。火山碎屑岩由于多孔，亦是良好的油、气、水的储集层。7、1 火山碎屑岩的组分特征岩屑构成火山基底或火山管道的岩石在火山爆发时爆裂而成。因具刚性，常呈棱角状。火山弹从火山口抛出时是炽热的岩浆团，在空中飞行时往往发生不同程度的冷却、固结，并伴随着旋转、扭曲，然后落地而成。其外形有纺锤状、椭球状、麻花状、梨状、饼状、牛粪状等，火山弹内部具气孔，呈同心层分布。火山渣及浮岩块多孔的熔浆团被抛到空中迅速冷却，或变成固体，坠落时撞击地面，被碎裂成大大小小的碎块而成。晶屑来源有两种：一种是地下熔浆中早期析出的斑晶，火山喷发时被崩碎而成；另一种是火山喷发时，火山基底或管道中的粗粒结晶质岩石被崩碎形成的捕虏晶。常见的晶屑有石英、钾长石、酸性斜长石和黑云母。玻屑：地下熔浆上升到地表附近时，熔于其内部的挥发分，骤然形成泡沫状岩浆，而后气孔壁被炸裂破碎冷凝而成。玻屑被抛到空中，由于体积小、冷却快，形成各种独特的弧面多角形形状如镰刀形、半月形、鸡骨状、海绵骨针状等形态。火山尘其粒径<0.01mm，是一种由很细小的晶屑、玻屑所组成的混合物，作为填隙物出现于凝灰岩中，极易脱玻化，转变为绢云母、蒙脱石族矿物。 7、2 主要岩石类型集块岩：64mm火山碎屑物占整个岩石体积的30%以上，被细小的碎屑固结而成的岩石。集块成分主要为熔岩碎块(岩屑)，部分为火山弹、火山渣。填隙物是角砾级和凝灰级的火山碎屑物，主要是岩屑、晶屑、玻屑及火山尘。集块岩一般堆积在火山口附近，分选性极差，不具层理，是识别和圈定火山口的主要标志之一。火山角砾岩：264mm之间的火山碎屑物占整个岩石体积的30%以上，被细小碎屑固结所形成的岩石。碎屑带棱角，分选差，无层理。火山角砾岩亦分布在离火山口不远的火山斜坡上，时间上往往在喷发旋回的开始阶段，集块岩堆积之后形成。凝灰岩：2mm的火山碎屑物组成，颜色多样，有时可见斑杂状的色环。外貌疏松、多孔、有粗糙感。碎屑成分主要为岩屑、晶屑、玻屑和火山尘。中基性凝灰岩，由于空中分选较好或水下爆发等原因，可具有较明显的层理，称之为层状凝灰岩。按玻屑、晶屑、岩屑的相对含量可将疑灰岩划分为即单屑凝灰岩和双屑、多屑凝灰岩。 火山碎屑岩标本名称：凝灰砂岩英文名称:标本名称：火山角砾岩英文名称:标本名称：晶屑凝灰岩英文名称:标本名称：晶屑凝灰岩英文名称:标本名称：玻屑凝灰岩英文名称:标本名称：晶屑凝灰岩英文名称:标本名称：玻屑凝灰岩英文名称:标本名称：沉凝灰岩英文名称:1 2 3 4 5    1/5 八、碳酸盐岩碳酸盐岩是由方解石、白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩。以方解石为主的岩石称为石灰岩，以白云石为主的岩石称为白云岩。它主要在海洋中形成，少数在陆地环境中形成。古代广阔海洋中形成的碳酸盐岩，约占地表沉积岩分布面积的20%。在地质历史中我国碳酸盐岩主要分布于震旦纪、寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪及部分侏罗纪、白垩纪和第三纪的海相地层中，其中以西南地区最为发育。碳酸盐岩是重要的储油岩。全世界50的石油和天然气储存于碳酸盐岩中。碳酸盐岩还常与许多固体沉积矿藏共生，如铁矿、铝土矿、锰矿、石膏、岩盐、钾盐、磷矿等，而且是许多金属层控矿床的储矿层，如汞、锑、铅、锌、铜、银、镍、钴、铀、钒等。碳酸盐岩本身还是一种很有价值的矿产，广泛用于建筑、化工、农业、医药、冶金等方面。 碳酸盐岩的主要化学成分是CaO、MgO、CO2。碳酸盐岩中含有的某些微量元素的比值可作为分析沉积环境的重要参数。碳酸盐沉积物和碳酸盐岩中的氧和碳的稳定同位素对判别碳酸盐岩沉积介质的性质具有一定的意义。 碳酸盐岩几乎只由稳定的低镁方解石和白云石组成。现代碳酸盐沉积物中还常常包含有：高镁方解石、文石、原白云石等。非碳酸盐的自生矿物常见的有：石膏、硬石膏、重晶石、天青石、岩盐、钾镁盐矿物等；常见的陆源碎屑矿物有：石英、长石碎屑、粘土矿物和少量重矿物。这些陆源碎屑矿物均不溶于盐酸，通常称之酸不溶物。8、1 结构构造碳酸盐岩的基本结构组分有：颗粒、微晶基质、亮晶胶结物和生物骨架。颗粒是一种在沉积盆地内由水动力作用、生物、生物化学、化学作用所控制的非正常化学沉淀的碳酸盐矿物的集合体。颗粒的类型有鲕粒、球粒、生物屑等。微晶基质在现代碳酸盐沉积物中称为灰泥。微晶为等轴粒状或不规则微粒状，直径1-4m，肉眼难辨认出颗粒。亮晶方解石胶结物为直径大于0.01mm的方解石晶体。显微镜下亮晶为干净透明的晶粒，它是化学沉淀形成的。常充填于颗粒的孔隙中，作为胶结物把颗粒胶结起来。生物骨架是原地生长的骨架生物如珊瑚、藻类、苔藓虫、海绵、层孔虫等的坚固骨骼组成的。碳酸盐岩的沉积构造决定于碳酸盐岩形成时的沉积作用方式。受机械作用控制所形成的碳酸盐岩，形成与碎屑岩类似的沉积构造。受生物作用和化学作用影响的碳酸盐岩具有特殊的构造类型，如叠层构造、生物扰动构造、鸟眼构造、示底构造等8、2 分类碳酸盐岩的成分分类 岩石名称 方解石含量（%） 白云石含量（%） 石灰岩含白云质灰岩白云质灰岩 100-9595-7575-50 0-55-2525-50 钙质白云岩含钙质白云岩白云岩 50-2525-55-0 50-7575-9595-100 石灰岩结构一成因分类颗粒含量 主要填隙物 颗   粒   石   灰   岩   类 固着生物灰岩 内碎屑生物屑鲕（豆）粒 团粒 团块 颗粒混合 大于50% 亮晶亮晶内碎屑灰岩 亮晶生物灰岩 亮晶鲕粒灰岩 亮晶团粒灰岩 亮晶团块灰岩 亮晶颗粒灰岩生物礁灰岩生物层灰岩生物丘灰岩 灰泥微晶内碎屑灰岩 微晶生物灰岩 微晶鲕粒灰岩 微晶团粒灰岩 微晶团块灰岩 微晶颗粒灰岩 50-25% 灰泥 内碎屑微晶灰岩 生物微晶灰岩 鲕粒微晶灰岩 团粒微晶灰岩 团块微晶灰岩 颗粒微晶灰岩 25-10% 灰泥含内碎屑微晶灰岩 含生物微晶灰岩 含鲕粒微晶灰岩 含团粒微晶灰岩 含团块微晶灰岩 含颗粒微晶灰岩 小于10% 灰泥 微晶或泥晶灰岩类 重结晶灰岩 具残余结构的巨晶、中晶、细晶灰岩 白云岩结构一成因分类表颗  粒  灰  岩  白  云  化 内碎屑白云岩 生物白云岩 原生类型 弱到中等 有结构残余 无结构残余 强烈变化 砾屑白云岩、砂屑白云岩、粉屑白云岩、泥屑白云岩 叠层石白云岩、层纹石白云岩、核形石白云岩、凝块石白云岩 内碎屑 白云化内碎屑灰岩 残余内碎屑灰质白云岩、白云岩 细晶白云岩 中晶白云岩粗晶白云岩巨晶白云岩不等晶白云岩 结核状白云岩、孔洞状白云岩、斑块状白云岩、角砾状白云岩 生物（屑） 白云化生物灰岩 残余生物灰质白云岩、白云岩 鲕（豆）粒 白云化鲕粒灰岩 残余鲕粒灰质白云岩、白云岩 团粒 白云化团粒灰岩 残余团粒灰质白云岩、白云岩 团块 白云化团块灰岩 残余团块灰质白云岩、白云岩 微晶 白云化微晶灰岩 微细晶灰质白云岩 固着生物灰岩白云化 白云化生物礁、生物层、生物丘灰岩 残余生物礁、生物层、生物丘灰质白云岩、白云岩 准同生白云岩 微晶、泥晶、极细晶灰岩 8、3 主要类型 颗粒灰岩主要由颗粒和颗粒间孔隙中所充填的物质组成，填隙物质通常为亮晶方解石晶粒或微晶基质。分别称为亮晶颗粒灰岩和微晶颗粒灰岩。结构与砂岩相似。颗粒可以是不同类型的碳酸盐颗粒，如内碎屑、鲕粒、团块、球粒和生物碎屑等。它们形成于不同的沉积环境中。石灰华呈钟乳石、石笋或晶簇状，形成于石灰岩溶洞中；泉华呈树枝状、丛状、疏松多孔，是石灰质的泉水在温泉出口附近由CaCO3围绕水草、藻类结晶沉淀而形成的。内部晶体多排列成巨大的栉壳状、放射状的大晶粒，有时夹含有机质的细晶微晶纹层，这是一种特殊类型的碳酸盐岩石。 由碳酸钙沉积物或石灰岩被白云石交代而成交代白云岩。在交代白云岩中或多或少地见到被交代物的残余结构，这是交代成因的证据。当白云石的交代作用很彻底，辨认它所交代的原岩结构特征及其形成环境是有困难的。除交代白云岩外，还有其它类型的白云岩，如“原生”白云岩和碎屑白云岩。 主要由4m的微晶方解石组成。微晶灰岩是在没有持续水流的平静环境中由灰泥沉积而成。在近岸潮坪带形成的微晶灰岩，常常伴有鸟眼、干裂等构造。当有陆源粘土物质沉积时易形成瘤状微晶灰岩和干裂破碎的微晶砾屑灰岩。远洋的深海微晶灰岩，矿物成分以低镁方解石为主，如白垩主要由颗石藻和少量微小的钙球组成。生物礁灰岩具有原地生物（如珊瑚）骨骼结构和群体生物生长所组成的骨架。在原地生物松散格架的阻挡和捕获作用下，大量灰泥陷落在生物格架之间可形成障积岩；由原地生物生长粘结捕获碳酸盐细小颗粒和灰泥常形成层状的粘结岩。如藻类或层孔虫粘结岩；原地生长生物的坚固骨架之间充填颗粒和灰泥，可形成典型生态礁的格架岩。  白垩是一种白色疏松的土状石灰岩，主要成分是生物泥晶方解石，可含有少量石英、长石等杂质。有人认为白垩是富含生物方解石软泥的原生堆积物，在成岩过程中不会出现文石转变为方解石的重结晶过程8、4 白云岩的成因白云岩的成因问题多年来一直是沉积学争论的重大问题之一。古代地层中所见的白云岩大多具有交代的证据，它们是经白云石化作用所形成的。白云石化作用的机制很复杂，并不是一种机理所能概括，学者们提出了许多白云岩化作用的机理来解释白云岩的成因。亚当斯等(1960)在研究美国二叠纪白云岩的成因时，提出了蒸发泻湖渗透回流作用形成交代白云岩的假说。后来迪菲耶斯等(1965)在研究加勒比海的博内尔岛的现代白云石形成时，也证实存在这种作用。亚当斯和罗德斯(196