沉积岩石学考研资料.pdf

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1、沉积岩的基本概念沉积岩艮组成岩石圈的三大类（岩浆岩、变质岩、沉积岩）岩石之一。它是在地壳表层或地表不太深的地方，在常温常压条件下，由国 岩（岩浆岩、变质岩、先成的沉积岩）的风化产物I、I生物来源的物厕、I火山物质I、I宇宙物质I等原始物质，经过搬运作用、沉积作用以及成岩作用I所形成的一类岩石沉积岩的一般特征1、沉积岩的化学成分对比I岩浆岩园沉积岩I的化学成分可以看出:虽然总体化学成分相近似，由于两者形成条件的不同，在化学成分上仍然存在很大的差别：（1）,Fe2O3和FeO的含量在岩浆岩和沉积岩中铁的总量接近岩浆岩中FeO含量多于Fe2O3 地下深处缺氧 亚铁沉积岩中Fe2O3含量多于FeO 地

2、表自由氧充足 高价铁（2）、K20和Na2O的含量在岩浆岩中钠含量比钾高，在沉积岩中钾总量比钠高因为：沉积岩中富钾的白云母、绢云母相对稳定岩浆岩风化后生成的胶体分散物（粘土矿物）易吸附钾，导致沉积岩中钾的含量相对增高岩浆岩风化后，其中的钠以氧化物、硫酸盐等可溶性盐的形式流失，使沉积岩中钠的含量相对减少（3）、A1203的含量岩浆岩中铝多以铝硅酸盐的形式出现沉积岩中铝通常剩余而游离，是沉积岩的主要化学成分之一大多数沉积岩中A12O3K2O+Na2O+CaO（判别变质原岩有用）（4）、H20和C02的含量沉积岩形成于地表条件下，富含H20和C02岩浆岩形成于地壳下部高温、高压的环境,H20和C02

3、含量很低2、沉积岩的矿物成分（1）高温矿物少见无橄榄石、辉石、角闪石形成于岩浆结晶早期高温（2）低温矿物富集富石英、钾长石、钠长石，形成于岩浆结晶晚期低温（岩浆岩主要造岩矿物在高温、高压条件形成，稳定地壳下部）（3）自生矿物各种盐类、氧化物、氢氧化物、粘土矿物、碳酸盐矿物（形成于地表常温常压环境，稳定于地表条件）3、沉积岩的结构构造沉积岩的结构 要比岩浆岩更为多样碎屑结构、粒 屑（颗粒）结构，机械作用形成生物结构：等是沉积岩所特有的结构；晶 粒（结晶）结构：虽然岩浆岩也有类似结构，但它们形成的热力学条件迥然不同。沉 积 岩 的 构 造成层构造、层内构造以及层面构造层理构造：沉积岩最基本构造特征

4、，在岩浆岩中除少数情况（层状火成岩）外很少见到层面构造：波痕、泥裂、雨痕、雹痕、印模、晶痕化学成因的构造：缝合线、叠锥、结核、叠层构造等构造都是沉积岩所特有的生物成因的构造：生物礁所特有由于沉积岩是在地表或接近地表的压力条件下形成，因此具有各种各样空隙，而结晶岩一般缺乏孔隙（曾允孚等，1986）形成沉积岩的物质基础沉积物的四种来源1、陆源物质一母岩风化的产物2、生物源物质一生物残骸和有机物质3、深源物质一火山碎屑和深部卤水4、宇宙源物质一陨石风化作用|的概念:地壳表层岩石（母岩）在大气、水、生物、冰川等地质营力的作用下，使得岩石松散、破碎、分解的地质作用。其产物为各种岩石碎屑、矿物碎屑、生物碎

5、屑和溶解物质风化作用方式：物理风化、化学风化、生物风化。1 ）|物 理 风 化 主栗发生机械破碎，而化学成分不改变的风化.作用主要影响因素：温度变化、晶体生长、重力作用、生物的生活活动（人类活动）、水、冰及风的破坏作用物理风化总趋势：使母岩崩解，产生不同尺度岩石碎屑和矿物碎屑。2）他 学 风 化 在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程。主要影响因素：水、二氧化碳、有机酸等。化学风化总趋势：不仅使母岩破碎，而且使其矿物成分和化学成分发生本质的改变，同时在表生条件下形成粘土物质、各种氧化物和化学沉淀物质如：各种粘土矿物，赤铁矿、褐铁矿、铝

6、土矿、煤 石（SiO2）等氧化物及碳酸盐矿物等。3）|生 物 风 化 在岩石圈的上部、大气圈的下部和水圈的全部，几乎到处都有生物存在。因此生物，特别是微生物在风化作用中能起到巨大的作用。生物对岩石的破坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，也有间接的作用。主要影响因素：细菌、02、C02,有机酸生物风化途径：氧化还原反应、吸附作用、络合物作用风化作用的产物：a 碎屑物质：母岩机械破碎的产物，主要指矿物碎屑和岩石碎屑b 不溶残积物：母岩分解过程新生成的不溶物质，如粘土和氧化物等c 溶解物质：以溶解状态被带走的成分。帏屑物质|是构阂陆源碎屑岩|的主要成分。|溶解物质|是构成

7、|内源沉积岩|的主要物质成分沉积物的搬运与沉积作用沉积物发生的搬运和沉积的地质营力：主要是流动水和风为主，其次是冰川、重力和生物。由于沉积物性质的差异，常见的搬运方式有：1、|机械搬运和:;词、2、1匕学搬运和;词、3、|生物搬运和而病一机械搬运和沉积搬运对象：陆源碎屑颗粒搬运介质：牵引流（水流和波浪，空气）；重力流（gravity flow）:浊 流（turbidites flow）泥石流（debris flow）.颗粒流（grain flow）、液化沉积物流（fluidized sediment flow）;冰川、风1、流水的机械搬运和沉积作用搬运方式：傩移搬运!（或滚动搬运）推移载荷悬浮

8、搬运!一悬浮载荷跳跃搬运，介于上述二者之间机械搬运和沉积作用：流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需要的流速叫做开始搬运流速，开始搬运流速要大于继续搬运业已处于搬运状态的碎屑物质所需的流速，即继续搬运流速。一般来说，开始搬运流速要大于继续搬运流速。2、空气的搬运与沉积作用1）只能搬运碎屑颗粒2）搬运能力小，以跳跃搬运形式为主3）受地形和地物影响大3、冰川的搬运与沉积作用流动方式：塑性流动和滑动搬运能力巨大；搬运对象：碎屑颗粒沉积位置：雪线以下冰渍物，经流水改造，形成冰水沉积4、碎屑颗粒在机械搬运过程中的变化1）物质成分上的变化：随着搬运距离的增加，由于化学分解、机械破碎和磨蚀作用，不稳定组

9、分相对减少，稳定组分相对增加2）粒度和分选型的变化：随着搬运距离的增加，一般粒度越来越细，分选越来越好3）颗粒形状的变化：随着搬运距离的增加，由于磨蚀作用，颗粒的园度和球度越来越好。二、化学搬运和沉积搬运对象：溶解于水的化学物质溶解物质在自然界中存在的方式：胶体和真溶液1）胶体的搬运与沉积作用胶体的特点：颗粒细小、扩散能力弱、表面带电荷、具有吸附性使胶体凝聚和沉积的因素：带有相反电荷的胶体相遇、加入电解质、加热蒸发、射线照射由于胶体自身的特点，当其处于稳定状态时,就圜 胶 体 的 搬 运 状 态 当条件发生变化，胶体失去稳定性时，胶体发生凝絮作用，即|沉积作用2）真溶液的搬运与沉积作用可溶物质

10、的溶解与沉淀作用主要取决于溶解度；溶液中的某种物质浓度达到过饱和，则发生沉淀作用（沉积）；反之，则发生溶解作用（搬 运）。影响真溶液搬运与沉积的因素：介质的酸碱度：介质的氧化还原电位、温度和压力、溶液中的C02含量、离子吸附作用三、生物的搬运和沉积生物的搬运作用：既可是物理方式也可是化学方式生物的沉积作用：生物遗体的直接堆积：生物的间接沉积作用：化学方式、生物物理方式(捕获和粘结、障积作用)搬运的成分：碎屑颗粒、溶解物质沉积分异作用沉积物在搬运沉积过程中会按照颗粒大小、形状、比重、矿物成分和化学成分在地表依次有规律的沉积下来，这种现象称为I沉积分异作用I。机械沉积分异祚河按粒度：砾岩、砂岩、粘

11、土岩；按比重：金19.3、黄铁矿5、络铁矿4.5、石 英2.65、石 墨2.16、琥 珀1.07;化学沉积分异而熔解物质达到过饱和时按溶解度由小到大依次沉积(氧化物、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、卤化物)沉积成岩作用是泛指沉积物形成以后，到沉积岩的风化作用|和|变质何以前这一演化阶段的所有变化或作用，包括成岩作用和后生作用。有人也称为沉积期后作用沉积岩的成岩作用阶段1.同生作用(syngenesis 沉积后至埋藏前沉积物与水之间的一系列作用(溶解、水合、解,Ph,Eh,02,C02逸度改变).2.成岩作用(diagenesis):埋藏后至岩石固结,即，由沉积物到沉积岩的过程中的一系列变化，包括压实和

12、胶结作用。3.后生作用(anadiagenesis):固结后至变质前，包括交代、重结晶、次生加大、压溶。4.表生作用(epidiagenesis):潜水面以下、低温压下，与地下水的作用，包括溶蚀、充填、交代。常见成岩作用现象L压实作用(compaction):静压力下沉积物排气、排水、体积缩小、乳隙度降低、密度增加。2.胶结作用(cementation):孔隙水过饱和沉淀出矿物质(胶结物cement),将沉积物粘结成岩石。3.压溶作用(pressure-solution):压力下沉积物颗粒间或沉积岩内部发生溶解。如，缝合线构造4.重结晶作用(re c ry s ta lliz a tio n)

13、通过溶解一再沉淀或固体扩散,使得细小晶粒集结成粗大晶粒。如，蛋白石(非晶 质)-玉 髓(隐 晶 质)-石 英(显 晶 质)5.交代作用(replacement):外来组分取代原组分。如，白云石化，Si02与CaC03相互交代。6.自生矿物的形成(authigenicmineral):海绿石，毓绿泥石，沸石类，粘土矿物，方解石、菱铁矿、草莓状黄铁矿,自生石英和自生长石(再生加大边)影响成岩作用因素1、自由能2、PH值和EH值3、温度的影响4、压力的影响5、生物对成岩作用的影响6、时间因素陆源碎屑岩I陆源碎屑岩I是指由母岩经物理风化作用所形成的碎屑颗粒物质，经过机械的搬运和沉积，并进一步压实和胶结

14、而形成的沉积岩类。陆源碎屑岩的基本组成：1 ）弊屑颗粒|是碎屑岩的主要组成部分,占整个岩石的50%以上，并决定岩石的基本性质.2）|填 隙 物 应由机械沉积作用形成的细粒物质，充填在碎屑颗粒间。帔结捌是对颗粒起胶结作用的化学沉淀物.3）逛 是指岩石中未被固体物质所占据的部分，孔隙可以是原生的，也可以是后期形成的。1、碎屑颗粒的成分1）矿物碎屑成分A石英碎屑：是分布最广的碎屑矿物，在砂岩和粉砂岩中的平均含量达66.8%。主要来源于花岗岩、片麻岩、片岩和先期形成的沉积岩，并常应用石英的各种特征来确定母岩的性质.B长石碎屑：在砂岩中含量为10-15%,以钾长石（微斜长石）为主，其次为酸性斜长石，中基

15、性斜长石较少。长石主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。根据长石的特点可推断母岩、古气候和古构造。C、云母和绿泥石碎屑：以白云母为主，常分布于细砂岩和粉砂岩的层面上，常与细粒的石英和长石共生.绿泥石都是成岩作用的产物，常以填隙物的形式出现.D、重矿物碎屑：是次要成分，通常含量不超过1%,比重大于2.86,常见的重矿物有：来自花岗岩的错石、独居石、金红石、磷灰石；来自基性岩的尖晶石、错铁矿、钛铁矿；来自变质岩的石榴子石、十字石、蓝晶石、电气石等。2）岩石碎屑成分简称为岩屑，是碎屑岩中的重要组分。其成分可以是火成岩、变质岩和沉积岩。其含量和粒度有关，泥岩中完全没有岩屑，砂岩中平均含量为10-15%,多者可

16、达95-100%,少则完全没有。岩屑可直接提供母岩的特征，反映沉积环境、沉积搬运的特征2、填隙物成分填隙物分为杂基和胶结物，二者成因不同，但成分上可以相同，也可不同。1）杂基:各种粘土矿物，如：高岭石、水云母、蒙脱石和绿泥石等，还包括各种细粉砂碎屑，是机械搬运的产物。2）胶结物:碎屑颗粒之间孔隙内的各种化学物质，常见的有：碳酸岩矿物、硅质矿物和少量铁质矿物，多形成于成岩作用时期。还有一些自生矿物。如：海绿石、沸石、磷酸岩矿物、硫酸岩矿物、硫化物、各种自生重矿物，还有自生的粘土矿物等3、成分成熟度碎屑岩的成分成熟度是指碎屑沉积组分在其风化、搬运沉积作用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。石英抗风

17、化能力强，在搬运和沉积过程中蚀变很小，是最稳定的组分；长石的稳定性较石英低；岩屑除硅质岩屑外，一般稳定性都不高。成分成熟度一般表示为：石英与石英、长石和岩屑之和的比值。随着成分成熟度的增高，不稳定组分相对减少，稳定组分相对增加。陆源碎屑岩的结构类型1、碎屑结构碎屑颗粒本身的特征：碎屑颗粒的大小、形状和颗粒表面特征填隙物的特征：颗粒与填隙物之间的关系：胶结类型或支撑关系颗粒间接触关系2、泥状结构：泥岩所特有的结构1、碎屑颗粒的结构颗粒大小：指碎屑颗粒的绝对大小，也称为粒度。它以颗粒的直径来计量。粒度的分级方案有：自然粒级：自然数的大小对数粒级：对颗粒的直径取对数粒级：=-Iog2d（d为粒径）碎

18、屑颗粒的分选（分选性力 碎屑颗粒大小的均匀程度叫|分选或分选性.分选性分为三级：分选好：主要粒级含量大于75%;分选中等：主要粒级含量50-75%;分选差：各种粒级含量都小于50%研究碎屑颗粒粒度分布情况的方法称为粒度分析，用这种方法可以准确的计算分选系数或用标准偏差来表示分选程度。颗粒的形态：包括颗粒的同周和原国函:颗粒棱角磨蚀的程度，棱角状、次棱角状、次圆状、圆 状（在镜下或标本上观察）逮：颗粒度按近于球体的程度，受A、B、C三轴大小的控制分为：圆球体、扁球体、椭球体、长扁球体颗粒的表面特征：碎屑颗粒的表面是不光滑的，由于溶蚀作用、碰撞作用、刻滑风蚀等作用，在碎颗粒表面留下一定的痕迹。2、

19、填隙物的结构填隙物按成因分：国国：0.003mm的细粒物质，是随粗碎屑颗粒一起搬运而来充填在碎屑颗粒孔隙中间。由机械作用形成.胶 结 物 由化学结晶作用形成充填在碎屑颗粒孔隙中的化学物质，其结构特征与本身的结晶程度、晶粒大小和分布的均匀性有密切的关系杂 基 的 结 构 杂基是同粗碎屑一同沉积的细粒物质。成分主要是细粉砂和粘土，有时有少量的碳酸盐灰泥和铁质。杂基可以反映介质的流动特点和分选特征，是碎屑岩中一个重要的参数。胶结物的瓦而按胶结物的结晶程度和晶体的排列组合关系分为：非晶质结构卜蛋白石、磷酸盐、铁质等隐晶质结构:粒度极细，只有在显微镜下才能分出光性，如玉髓、隐晶质的磷酸盐显品质结构：明显

20、的晶粒结构对显晶质结构，根据晶体的排列方式可进一步划分为:晶粒结构：胶结物呈粒状晶体,它形镶嵌，排列无定向嵌晶结构（连生结构）胶结物结晶形成粗大晶体，将一个或数个碎屑颗粒内部。栉状结构（丛生结构，胶结物呈纤维状或短柱状垂直碎屑颗粒表面生长；当胶结物围绕碎屑颗粒呈带状分布时则称为带状胶结I。再 生（次生加大）结构硅质胶结物沿碎屑石英颗粒边缘呈次生加大边，而且二者光性方位一致。3、胶 结 类 型（支撑类型）胶结类型|：碎屑颗粒与填隙物之间的互相关系结合方式-胶结类型或支撑类型。按填隙物的含量及与颗粒的关系分为：A、1基底胶结（杂 基 支 撑 杂基含量高，颗粒含量少，孤立地分散于杂基中。颗粒不互相接

21、触-凝块式胶结。B、|孔隙胶结（颗粒支撑力碎屑颗粒多，填隙物少，而见多为胶结物。胶结物有原生的也可是次生的（颗粒与颗粒接触）C、膜 触 胶 结（颗粒支撑力是孔隙式胶结的一种特殊方式，胶结物少，仅存在于颗粒与颗粒的接触处，多数是胶结物或杂基被淋滤所至。D、|溶蚀胶结由于胶结物溶蚀交代了碎屑颗粒，颗粒的边缘呈湾港状。4、碎屑颗粒间的接触关系受颗粒形状的影响，以点接触和线接触为常见。在压实和压溶作用下，碎屑颗粒排列的越来越紧密，颗粒间的接触由点接触逐渐演化为线接触（在空间上为面接触）,直至变为缝合线状接触，还常见有杂基充填。泥状结构是由 0.0039mm的碎屑颗粒和粘土矿物组成的结构类型，是泥岩特有

22、的。特点：粒度极细，粘土矿物定向排列，多具水平层理，手触有滑感，贝壳状断口。但自然界中，纯粹的泥状结构不多，常有数量不等的粉砂混入，形成过渡结构类型。陆源碎屑岩的构造常见的构造：各种层理构造、层面构造、同生变性构造、虫孔和虫迹构造等.陆源碎屑岩的分类按碎屑颗粒的大小，分为：1、粗碎屑岩-砾 岩（角砾岩）2、中碎屑岩-愀 岩|3、细碎屑岩-粉砂岩|4、泥岩陆源碎屑岩|是指由母岩风化作用所形成的碎屑颗粒物质,经机械搬运和沉积作用，并进一步压实和胶结作用所形成的沉积岩类。组成碎屑岩的三个部分：碎屑颗粒|填隙物（杂基、胶结物）|和|孔隙粗碎屑岩一砾岩和角砾岩一、定义、命名原则粒度 2mm的陆源碎屑颗粒

23、组成的沉积岩，据碎屑颗粒的磨圆程度分为卜乐岩或角砾岩松散的沉积物称为除或角砾。砾级碎屑（直 径 大 于2m m）含量大于30%者为卜 乐 岩 类其中：砾级含量 大于50%,为砾岩；砾级含量在30-50%,砂（泥）质砾岩砾级含量在5-30%,砾质砂岩或砾质泥岩砾级含量 5%,含砾砂岩或含砾泥岩二、成分特征1、颗粒成分特征：以岩屑为主，少量的矿物碎屑。成分明显受母岩性质控制。不含重矿物，粗碎屑的成分复杂多样。化学成份少见。2、填隙物成分:以细碎屑杂基为主，颗粒粒径 2mm,岩屑或矿物碎屑都有，化学胶结物少见。三、结构、构造特征1、颗粒结构：碎屑颗粒粗大，分选不好，磨圆可好可差，砾石表面常有一些特殊

24、的痕迹，如冰川擦痕，沙漠漆等2、填隙物结构：有细碎屑杂基，也有化学胶结物，但量少3、胶结类型：多为基底式胶结，也有孔隙胶结4、构造：砾石有定向排列，可推断与水流向。常发育大型交错层理和粒序层理。四、粗碎屑岩的分类分类原则：粒度、形状、成因、地理位置等，理想的分类是成因分类但很难做到，常用多级分类1、按圆度：砾岩：圆状或次圆状 50%（占碎屑含量）；角砾岩：次棱角状或棱角状 50%砾岩是长期搬运的正常沉积物，而角砾岩的成因则多种：构造作用、火山作用、溶解作用2、按砾石的大小：巨砾 256m m、粗 砾256-64mm、中 砾64-4mm细砾 4-2mm当砾石分选差时，可用混积法命名。3、按成分：

25、单成分砾岩：单一成分大于75%;复成分砾岩：每种成分小于504、按砾岩在剖面中的位置：层间砾岩：整合地产于岩层中间底砾岩：分布于侵蚀面上5、按成因：河成砾岩、海成砾岩、冰川角砾岩、崩积甭砾岩、岩溶角砾岩、构造角砾岩等五、主要成因类型及实例1、滨岸砾岩主要是在波浪作用的淀岸地带，由河流搬运来的砾石沿海岸长期改造而成，其特点是砾石成分较单一，以稳定组分为主。2、河成砾岩常见于山区河流，多位于河床沉积的底部，砾石成分复杂，由于搬运不远，故不稳定组分仍然存在。3、洪积砾岩由山区洪流在流出山间峡谷进入平原时，流速骤减，致使带出的碎屑物质快速堆积而成。4、冰川角砾岩由冰川作用形成，成分复杂，常见新鲜的不稳

26、定组分，分选极不好，大的砾石和泥砂混杂。5、滑塌角砾岩在地形陡峻地区的边界地带，常常由于某种地质营力作用发生崩塌，或沿斜坡发生地滑，从而形成滑塌角砾岩。6、岩溶角砾岩其形成下伏物质（如膏盐层）被溶解而移去以及上覆地层的坍塌作用有关，尤其是石灰岩的坍塌。中碎屑岩一砂岩定义：粒度在2-0.0063mm碎屑占50%以上的陆源碎屑岩称为|砂岩一、砂岩的成分特征1、碎屑颗粒成分：Q-石英，F-长石，R-岩屑，三者的成分特征取决于母岩的成分和沉积物的改造历史.云母和绿泥石碎屑:量少重 矿 物 碎 屑 量少，有指示物源的作用成分成熟度=Q/（F+R1指碎屑沉积组分在其风化、搬运和沉积作用的改造下接近最稳定的

27、终极产物的程度。F/R反映物源特征，R反映气候和风化作用的特点。2、填隙物的成分：杂基：粘土和小于0.03mm的细碎屑颗粒；胶结物：铁质、钙质和硅质为常见。二、砂岩的结构特征 具典型的陆源碎屑结构三、砂岩的构造特征 发育各种层理、层面、同生变形构造和虫孔等砂岩的分类三端元四组分分类首先根据展画的含量，将砂岩分为两大类，|杂砂岩|（杂基 15%）和|净砂岩|（杂基 15%）;其次，根据砂岩的三种碎屑主要成分，按三角形图解进行成分划分；口 石 英）端圮:石英、玉燧、石英岩和其他硅质岩屑;|F（长石）端田:长石、花岗岩和花岗片麻岩类岩屑;|R （岩 屑）端了:除 去 花岗质和硅质岩屑之外的其他岩屑,

28、以及碎屑云母和绿泥石。成因意义：Q端元反映砂岩的成分成熟度，F/R值反映物质来源和大地构造状况，F端元在一定程度上反映气候和风化作用的特点。砂岩的名称及成分特征7、岩屑砂岩：Q 25%,F/R FeCO3、MgCO3B.氧化物表示：CaO（43%）、MgO（8%）,CO 2（42%）及 Si02（5.2%）,其它氧化物（3%）:FeO、Fe2O3、K20、Na2O、H20C 微量元素:Sr.Ba,Rb,Ni,Zn,2.同位素：A.180/160:区分海陆相、古海水盐度、水温变化、海陆变迁B.13C/12C和14c:区分海陆相、古海水盐度、水温变化、海陆变迁，14c定年。海相：重同位素含量高3、

29、矿物成分：碳酸盐矿物：方解石（三方晶系）和文石（与方解石同质二相，斜方晶系）、白云石、菱铁矿、菱镒矿、菱锌矿、铁白云石 Ca（Mg,Fe）（CO3）2陆源碎屑混入物：粘土矿物、石英、长石及微量重矿物。当陆源碎屑混入物50%则过渡为粘土岩或粉砂岩/砂岩。非碳酸盐自生矿物：石膏Ca（SO4）2H2O、硬石膏Ca（S04）,重晶石Ba（SO4）、天青石Sr（S04）、K,Na,M g卤化物、及蛋白石、自生石英、黄 铁 矿（FeS2,等轴晶系）、白铁矿（FeS2,斜方晶系，同质多相）、海绿石（K,Fe,M g的铝硅酸盐矿物）、毓绿泥石（Fe,M g的铝硅酸盐矿物）、磷酸.盐矿物和有机质。碳酸盐岩最主要

30、的矿物成分是碳酸盐矿物，有少量的陆源混入物和自生非碳酸盐矿物。一、碳酸盐岩结构分类1、I粒 屑 结 构 经波浪或流水搬运、沉积而成的碳酸盐岩；是由颗粒（内碎屑、生物碎屑、包粒、团粒、团块）和填隙物、孔隙构成。2、生物骨架结构:由原地固着生长的生物骨架构成。3、性 晶 结 /重 结 晶 结 构 有化学或生物化学作用而成。4、优生结构|：交代作用和重结晶作用形成。碳酸盐岩的结构既可以是机械成因的，又可以是化学、生物化学成因的，与碎屑岩的结构相比，碳酸盐岩的结构要复杂。二、碳酸盐岩结构特征分述1、粒屑结构:由颗粒和填隙物组成。颗粒类型包括：内 碎 屑（无内部结构的碳酸盐岩软泥颗寂7生 物 碎 屑（骨

31、 粒）粒和豆粒团 粒（不具有内部结构的粪团粒）团 块（颗粒集合体）核形石|注意：碎屑结构闻粒屑结构|的异同粒屑类型之内碎屑由盆地内部弱固结的碳酸盐沉积物经岸流、潮汐或波浪作用破碎、搬运、沉积的碎屑。内碎屑按直径大小分为：砾屑：2mm 砂屑：20.06mm 粉屑：0.06mm0.03mm 微屑：0.03mm0.004mm 泥屑：0.004微屑和泥屑充填于颗粒之间时称为|泥晶基阑。内碎屑之-如 粒（豆粒）由梭心|和|同心纹层|构成的球体或椭球体。惭粒|直径在20.2mm之间，大 于2mm称为豆粒斯粒的分类：真第；假如；复颠；薄皮斯；变形如：变晶如：粒屑之-生物碎屑（骨屑）破碎的生物骨骼碎屑。骨骼的

32、组分指示水深、水温、盐度和水流特征等；骨骼的门类、生态类型、分选和磨园，可提供环境标志。粒屑之-团粒:不具内部结构的碳酸盐球状、椭球状的颗粒。一般认为是生物的粪便。粒屑之-团块:由几个碳酸盐颗粒被灰泥或藻类粘结在一起而形成一一也称为葡萄石。粒屑之-核形石：特殊形状的藻灰岩填隙物:泥晶方解石（泥晶基质）和亮晶方解石泥晶方解石：为 粒 度 为0.001 0.004mm（石化后的粒度为0.001-0.035mm）的泥晶方解石，机械作用形成；泥晶方解石常为泥晶结构。亮晶方解石：为粒度通常大于0.01mm的、干净透明的亮晶方解石，化学结晶作用形成。亮晶方解石常发育栉状结构、连生结构。注意：|粒屑结构的填

33、隙物|以及碎屑结构填隙物|的异同2、生物骨架结构原地生长的底栖固着生物通过生命活动，由生物骨架和伴生的生物化学组分构成的结构，也称生物结构。常见于礁灰岩中。3、结晶结构（化学结构）按照结晶程度可分为非晶质结构：非晶质结构见于一些化学或胶体化学成因的岩石类型中，如硅质岩、磷灰岩等。隐晶质结构：隐晶质结构由微晶矿物集合体组成显品质结构：显品质结构按照结晶颗粒的大小分为：粗晶(大于 2m巾)、中 晶(2-0.062mm).细晶(0.062-0.004mm)、微晶(0.004-0.001mm)。4、次生结构:为|交代结构|和盛 晶 结 构|矿物成分分类和结构成因分类50%为基本名50-25%x 乂质(

34、白云质灰岩)25-10%含 x x (含白云质灰岩)10%不参加命名碳酸盐岩的分类分类前应了解的四个基本概念：(1)(2)(3)(4)原地灰岩/白云岩:未经搬运的灰岩，指微晶灰岩和生物礁灰岩。异 地 灰 岩/白 相:经过搬运的灰岩，指粒屑灰岩。邈:原地机械沉积的、粒度2：1,则称为铝土矿。主要矿物成分：三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石次要矿物成分：各种粘土矿物、陆源碎屑、方解石和白云石等。结构：常见有泥结构、粉砂泥结构、稣粒及豆粒结构、内碎屑结构等。2、主要岩石类型（1）红土型铝质岩红土型铝质岩常为红色、棕色或黄色，少数为浅灰色或白色。主要矿物成分：三水铝石，个别为一水铝石。次要矿物成分：含铁

35、的矿物如针铁矿、含水针铁矿、赤铁矿、含水赤铁矿。粘土矿物见有高岭石、埃洛石和水铝英石，并见有残留矿物石英等。标准矿物成分为 A12O355-65%、Si022-10%、Fe2032-20%TIO21-3%,并含有 Ga、Nb.Ta 和 Cr 等元素。红土型铝质岩常具有次生淋滤作用造成的豆状、斯状、海绵状结构。红土化作用一般形成于热带和亚热带干湿交替的气候条件下。（2）沉积型铝质岩红土化作用形成的铝土物质经流水以碎屑或胶体溶液的方式搬运到海、湖边缘沉积下来变形成沉积型铝质岩。按沉积环境，沉积型铝质岩可分为海相沉积型铝质岩和陆相沉积型铝质岩。海相沉积型铝质岩主要沉积于海盆洋边缘地带的滨海和泻湖环境

36、中。岩体程层状，厚约数十米，延伸可达数公里。陆相沉积型铝质岩常沉积于湖泊和沼泽环境。岩体呈透镜状或似层状。铁质岩1、一般特征含铁量大于15%的沉积岩称为铁质岩。矿物成分：铁的氧化物（磁铁矿、赤铁矿、水赤铁矿、针铁矿和褐铁矿）、铁的硫化物（黄铁矿、白铁矿、水陨硫铁矿和磁黄铁矿）、含铁碳酸盐（菱铁矿、铁白云石、球菱铁矿）硅酸盐类（毓绿泥石、鳞绿泥石、黑硬绿泥石、海铝石、铁蛇纹石等）和磷酸盐类。化学成分：主要成分（Fe）、有用的混入成分（Mn、V、Ni、Co、Cr）、有害混入成分（S、P、As）、成渣的氧化物（Si02、A1203.CaO.MgO）和挥发成分（C02,H20）.结构类型：内碎屑结构、

37、如粒结构、豆粒结构、球粒结构和泥状结构等。构造：肾状构造（叠层构造）、层理、波痕及泥裂等2、主要类型（1）硫化铁质岩主要由黄铁矿和白铁矿组成。硫化铁矿物只是伴生组分，也可以成为黑色页岩和黑色灰岩的重要组分。（2）氧化铁质岩红色或褐红色，主要由赤铁矿及褐铁矿（常为针铁矿）组成，常呈如粒结构或豆粒状结构。（3）碳酸铁质岩主要由菱铁矿组成，常与燧石共生。此外，菱铁矿也可在石灰岩中呈编粒或其他形式产出，也可呈结核状在陆源碎屑岩中产出。（4）硅酸铁质岩深灰色或绿色，主要由葡绿泥石组成，常有赤铁矿或菱铁矿混入物，具斯粒结构。浊流的沉积物 浊积岩。浊流是沉积物重力流的一种.沉积相：一定沉积环境的物质表现。相

38、就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合，因此，相就是沉积物形成条件的物质表现。大陆环境冲积环境*:曲流河、网状河、冲积扇湖泊环境：沼泽环境冰川环境：坡积和残积环境：海陆过渡环境三角洲环境*河口海岸环境：有障壁海岸、无障壁海岸。海洋环境浅海陆棚环境*:次深海环境：深海环境：沉积环境的识别标志岩石学标志：1）岩石类型和矿物成分：指示沉积环境、物源区性质、构造状况和古气候条件；2）沉积岩的结构：指示水流性质-如杂基含量；3）沉积构造（如层理、层面构造）：指示介质动力条件和流体性质、提供古水流资料，解释沉积环境。古生物和古生态标志：确定沉积时的自然地理环境最有效，指示时沉积时的水深、盐度

39、和浊度；如遗体和遗迹化石。地球化学标志：岩石或生物介壳中的微量元素、同位素和有机地化资料解释沉积环境.沉积物重力流的概念和分类沉积物重力流|是指沉积物与流体的混合物在重力作用下形成的流动。它常被简称为沉积物流或重力流,也有称其为困沉积物重力流的分类水下沉积物重力流：碎 屑 流（泥石流）、颗粒流、液化沉积物流、浊流大气沉积物重力流：岩块崩塌流、热气地浪沉积、热 灰 云（发光云）水下沉积物重力流沉 积 物一般术语特殊术语沉积物支撑机理单 位.mm/t 据 G.V*Middleton 及 MAHaimptoD9 1973)水下沉积物重力流形成的基本条件足够的水深、足够的坡度、充沛的物源、一定的触发机

40、制。浊流和浊积岩的特征1、概念和分类：浊流:是沉积物重力流中研究历史最早的一种类型，是指主要由涡流（即紊流、湍流）的向上分力支撑的一种沉积物重力流。分类：A-按密度：高密度浊流：大于可悬浮搬运0.0 6 m m 的石英颗粒低密度浊流：小于1.l g/c m;B-按形成的持续性：阵发性浊流、稳定性浊流浊流和浊积岩的特征2、浊流的构成和形成机理浊流的构成：头部：头部后，呈舌状、向前和向上卷起，存在循环流动方使，密度高、流速快，粗大颗粒集中于头部，又极强的侵蚀能力；体部：位于头部之后，厚度均一，主要发生沉积作用；尾部：流速变缓、密度变低，沉积为主.3、浊流的形成和运动的阶段1）三角洲阶段：为浊流准备

41、丰富的物质基础2 ）滑动阶段：在外界机制的触发下，沉积物发生 液化”而开始流动，随着海水的加入，滑动加快3）流动阶段：由于沉积物与水体混合程度的差异，流体内部存在速度差，粗粒物质向头部集中；4）浊流阶段：坡度适合，沉积物与水完全混合形成悬浮状高密度流体，粗粒物质集中在头部.4、浊积岩的构造浊积岩是一种特殊环境下形成的一套沉积物组合。经典浊积岩，即低密度浊流沉积，其粒度较细，限于砂级；沉积构造规模较小，限于交错纹理。而高密度浊流沉积的粒度可达中砾级，沉积构造的规模也可以很大。浊积岩的沉积构造主要有：（1）底痕：冲蚀痕与工具痕槽模、沟模、锥模（2）底痕：准同生载荷构造重荷模、火焰构造（3）粒度递变

42、层理：分布递变、粗尾递变以上三类沉积构造在高、低密度浊流沉积中均可见到。浊积岩的沉积构造主要有：（4）包卷层理（5 ）交错纹理以上两种沉积构造主要见于低密度浊流沉积中。（6）中-大型交错层（7 ）逆行沙波交错层理以上两种沉积构造主要见于高密度浊流沉积中。5.浊积岩的其他特征：1-浊积岩中的砂岩是杂砂岩，杂基含量可达1 5 2 0%,成分成熟度和结构成熟度低。2-浅水生物和深水生物、浮游生物和底栖生物共存3-同生变形构造发育，没有暴露成因的构造和波痕等。6、浊积岩的相模式一一鲍玛层序A段一递变层理段或块状层理段：主要由砂岩组成，底部含砾，向上粒度变细，反映浊流能量逐渐减弱的过程.底面发育冲刷一充

43、填构造。A段厚度比其他岩相单元厚度大，为递变悬浮沉积的产物。B段一平行层理段（下部平行纹理段）：由细砂或中砂岩组成。与下伏A段为渐变关系。C段一一波状层理段（流水波状纹理段）:由细砂岩和粉砂岩组成。以发育小型波状层理为特征，有时见有包卷层理.与下伏B段呈突变接触。D段一一水平层理段（上部平行纹理段）:由泥质粉砂岩和粉砂质泥岩组成。具有清晰的水平层理。与下伏C段界线清晰。E段-泥岩段：由块状泥岩组成，与下伏D段呈过渡关系。有时顶部分布有页岩或泥灰岩。鲍玛层序的四个作用（1）是一个标准、（2）是描述指南和提纲、（3）是水动力学解释的基础、（4）是预测者。7、浊积岩的影成需要的条件：1）有良好的地形

44、、2）有充足的沉积物、3）有阵发机制。8、浊积岩的形成环境和条件浊积岩是浊流的沉积物，凡是有浊流的环境都有浊积岩.常见的环境有：湖泊、水库、三角洲前缘、大陆架及深海平原（深海盆地）用现代的观点，任何载满沉积物的水体都能形成浊积岩。其他水下沉积物重力流的特征1、碎屑流2 .颗 粒 流（g r a i n f l o w）沉积3 .流体化流（f l u i d i z e d f l o w）沉积和液化流（l i q u e f i e d f 1 o w ）沉积重力流沉积的综合相模式前面已将各类重力流沉积的层序模式分别作了介绍，这里则讨论在一个区域重力流沉积分布规律一一综合相模式。据已有研究，主

45、要有三种：扇模式；槽模式；坡角楔状体模式。1、海底扇模式海底扇模式是在对现代海洋浊积扇形态进行调查的基础上，结合古代地层中的岩相特征和层序研究逐步完善的。海底扇模式基本上也适用于湖底扇。2、海槽轴向搬运沉积模式在长形海槽盆地中，重力流进入盆地后沿轴向搬运和沉积。3、坡脚楔状体模式该模式主要适用于碳酸盐沉积区。由于碳酸岩台地前缘普遍发育向深水盆地过渡的斜坡带，而重力流的物源区又是沿碳酸盐台地边缘分布的线状物源，而非点状物源，故不形成海底扇而形成坡脚楔状体。由于斜坡坡度不同，其分布特征也不同。可分为：沟槽型；陡坡型；缓坡型.重力流沉积的鉴别标志1、浅水陆源碎屑沉积与深水页岩（或泥灰岩）共生或组成韵

46、律层。碎屑成分是陆源的、浅水的，可含浅水化石、植物屑 和 粒等，但无浅水沉积构造（如大型交错层理、浪或波痕、泥裂等）。2、浊积岩常具完整及不完整的鲍玛层序。3、有滑动及沉积物液化的证据（包卷层理、滑塌构造和重荷模等）。4、有高密度流动的侵蚀痕一底面印模构造。5、岩石颜色深，反映深水缺氧沉积环境。6,无浅水沉积构造。风暴岩在浪控陆棚地区，主要沉积物为分选好的细粒席状分布的砂岩。具有典型的浪成交错层理，与泥岩和粉砂岩不规则互层。当有风暴发生时，则内部夹杂薄层的一套特殊沉积物一一|风暴岩1、彳既念：风暴岩|是风暴潮的沉积产物。是由一个暂短的使海平面升高、流速增大波浪传播加深的一种强海流事件形成的。风

47、暴来临时，强海流掀起海底沉积物并冲向和侵蚀海岸,然后产生一个向海流动的密度流，即离岸流，在风暴减弱时，在风暴浪击面之上和正常浪击面之下，形成|风暴沉积2、风暴沉积的组成：1）粒序层或滞留层，有侵蚀底面2）平行层理层3）丘状交错层或浪成交错层理层4）泥岩或页岩层大陆沉积环境分类：冲积环境*、湖泊环境、沼泽环境、沙漠环境、冰川环境、一、冲积环境冲积环境以河流为主导作用。河流分类：网状河：河身不固定，有分叉聚合现象，河床平直，坡降大，发育心滩，分布在冲积扇、河流上游及三角洲平原上。蛇曲河：河身比较固定，河床弯曲，侧向迁移明显，坡降小，发育边滩，分部在河的下游。平直河：河道平直，少见。1、河流环境中的

48、地貌类型和河流相特点（1）河流的地貌单元河道：边滩、心滩河漫滩：是洪水期间河水满出河道所形成的，包括天然堤、决口扇、河 漫（洪泛）平原、河漫湖牛根湖：废弃的河道各种地貌单元都有相应的沉积物堆积，可划分为不同的亚相。（2）河流相的亚相划分及沉积物类型根据河流相的沉积特征，划分为三个亚相：河道亚相、河漫滩亚相、牛 朝 湖（废弃河道）亚相1）河道亚相河床滞留沉积：成分为陆源砾石，呈叠瓦状排列，垂向上位于河流沉积剖面的最底部，向上渐变为边滩或心滩。边滩沉积：蛇曲河和平直河所特有，垂向上位于河床滞留沉积之上，是河流迁移和弯曲过程中在河湾内侧形成的侧向加积物.沉积物以砂为主。发育交错层理和平行层理.心滩沉

49、积：网状河所特有。沉积物以砾石和粗砂为主。发育大型槽状交错层理。河道砾石的排列方式一叠瓦状2）河漫滩亚相天然堤沉积：洪水期河水漫出河岸时形成的。沉积物以粉砂和泥为主，发育水平层理和泥裂等。决口扇沉积：洪水期洪水冲破天然堤，在靠洪泛平原一侧的斜坡上形成的舌状沉积。以细砂和粉砂为主，局部可见交错层理和冲刷构造。河 漫 湖（洪泛盆地）：位于河漫滩的低洼处，以泥质和粉砂泥质沉积为主，可有植物碎片。3）牛 朝 湖（废弃河道）亚相：是由河流衰老或蛇曲河流截直作用而形成。沉积物特征：侧向加积的砂质沉积和垂向加积的泥质沉积。（3）河流沉积的垂向层序曲流河沉积的典型垂向层序：二元结构蛇曲河和网状河沉积特征对比网

50、状河蛇曲河沉积环境心滩为主，泛滥平原不发育 边滩、天然堤、决口扇、河漫滩剖面岩性组合“砂包泥”正旋回沉积“泥包砂”正旋回沉积沉积构造槽状交错层理为主，偶见块状和水平层理多样并构成特征的组合平面特征直的或稍弯曲的带状弯曲状、条带状（4）河流相的沉积层序1）垂向剖面向上粒度变细，平面呈带状分布；2）每个沉积旋回由两部分组成：下部沉积旋回 河道沉积，包括河道滞留沉积和边滩沉积；上部沉积旋回 河漫滩沉积：包括堤岸、决口扇和洪泛平原；蛇曲河上、下沉积旋回厚度值比近于1;网状河则小于1。3）旋回的底部是一冲刷面；（5）古代河流沉积的主要鉴别标志1.岩石类型及其组合、2.结构、3.沉积构造、4.生物化石、5