沉积岩复习资料总结

1.1 沉积岩

沉积岩定义：在地壳表层的条件下（形成环境），由母岩的风化产物，火山物质，生物来源物质，宇宙物质等沉积岩的原始物质成分（物质基础），经过搬运作用，沉积作用以及沉积后作用（形成作用）而形成的一类岩石（结果）。（是组成地球岩石圈的三类岩石之一）

一．“沉积岩”的形成环境

地壳表层条件：是指岩石圈下部，岩石圈上部，水圈和生物圈的全部。

A.温度：常温（沉积物转变为沉积岩，温度一般小于200度）。

B.压力：常压（绝大部分为0.1—100MPa）。

C.水和大气的作用：水是风化的主要营力。

D.生物和生物化学作用：部分沉积岩既可以是直接由生物遗体形成，也可以由生物和生物化学作用间接参与形成。

二．沉积岩的物质基础

（1）母岩的破坏（风化）产物——陆源物质

A.物理风化和机械破坏生成的碎屑物质

B.化学分解生成的粘土物质

（2）其他物质

A.地表水和浅水溶液中的化学沉淀物质

B.火山喷出的碎屑物质

C.生物物质（珊瑚）

D.宇宙物质（陨石）

三．“沉积岩”的形成作用

（风化作用）

原始物质————>沉积物————>沉积盆地————>沉积岩

（搬运作用）（沉积作用）（沉积后作用）

1.2 沉积岩的基本特征及研究意义

一．沉积岩的基本特征

（一）沉积岩矿物成分与岩浆岩区别

①高温矿物罕见；

②低温矿物富集；

③特有的自生矿物。

（二）沉积岩与岩浆岩化学成分特征

①铁含量大致相当，但其三氧化二铁高于氧化铁

②碱金属含量远远低于岩浆岩

③富含二氧化碳和水

④存在大量有机质

（三）机构，构造特征

1.结构

沉积岩的结构取决于岩石的形成方式

由陆源碎屑岩形成的岩石具有“碎屑结构”；由陆源粘土组成的岩石具有“泥状结构”；由盆内碎屑组成的岩石具有“粒屑结构”；由生物作用形成的岩石具有“生物结构”。

2.构造

沉积岩的最大特点是具有成层构造（层内构造和层面构造）。

二．沉积岩的分布

1.就体积而言，沉积岩约占岩石圈体积的5%，岩浆岩和变质岩占95%。

2.就面积而言，地球表面75%陆地面积，100%海底面积均被沉积物（岩）覆盖。

3.就厚度而言，沉积岩分布变化极大。

三．沉积岩的研究意义

1.世界资源总储量的75%-85%属于沉积和沉积变质成因；

2.煤,石油和天然气大部分形成和储存于沉积岩中；

3.是重要的工业原料和建筑材料。

2.11 风化作用的概念与类型

一．风化作用的概念

风化作用：由于温度变化，水以及各种酸的溶蚀作用，生物作用以及各种地质营力的剥蚀作用等因素共同影响，使地壳表层的岩石处于不稳定状态，逐渐遭受破坏，转变为风化产物的过程。

母鸭：供给沉积岩原始物质成分的岩石。是早于该沉积岩而存在的岩浆，变质和较老的沉积岩。

母岩区（陆源区/物源区）：母岩分布的地区。

二．风化作用的类型

按其性质可以分为：物理风化作用，化学风化作用和生物风化作用。

1.物理风化作用：岩石主要发生机械破碎，而化学成分不改变的风化作用。（影响因素：温度变化，重力作用，水以及风的破坏，生物活动等）。

2.化学风化作用：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，时期凤姐而产生新矿物的过程。（其结果，矿物成分和化学成分发生本质改变）

3.生物风化作用：由于地壳表层生物尤其为微生物对岩石的破坏作用，导致促进了化学风化作用的进行的过程。

2.12 风化作用的产物

一.造岩矿物的风化产物

1.石英

石英是碎屑沉积岩中最主要的造岩矿物且其在风化作用中稳定性极高，一般只发生机械破碎作用，几乎不发生化学溶解作用。

2.长石

长石风华稳定性仅此与石英。但其中钾长石稳定性强于斜长石，造成沉积岩中钾长石多余斜长石。

3.云母

在云母类中，白云母抗风化能力较强。

黑云母抗风化能力比白云母差的多。

4.铁镁硅酸盐矿物

铁镁硅酸盐矿物稳定性比石英，长石，云母低得多，其中橄榄石最易风化，辉石次之，角闪石又次之。

5.粘土矿物

各类粘土矿物形成于地表条件下，在风化带中很稳定，但在湿热气候条件下，经过长期风化也会分解为氧化硅和氧化铝。

6.碳酸盐矿物

碳酸盐矿物（方解石和白云石）稳定性很差，易溶于水并被迁移，在碎屑岩中很少存在。

7.硫酸盐矿物，硫化物矿物，卤化物矿物

石膏，硬石膏，黄铁矿，石盐风华稳定最低，最易溶于水中。

8.岩浆岩及变质岩中的一些次要矿物或副矿物

风华稳定性差别很大。（其中石榴石，锆英石，刚玉，电气石，磁铁矿，蓝晶石，独居石，红柱石等风化稳定性较大，常成为沉积岩中的重矿物【比重>2.86】）

二．岩石的风化矿物

1.花岗岩的岩浆岩及变质岩——分布最广，最有代表性

石英——砂砾；

钾长石——溶解物质及粘土；

斜长石——溶解物质及粘土；

白云母——云母碎片；

黑云母——粘土，溶解物质。

2.中性和碱性侵入岩——同花岗质岩石类；

3.基性和超基性侵入岩——易溶元素转移流失；在原地生成蛇纹石，滑石，绿泥石等；

4.说山岩及火山碎屑岩——含玻璃质或火山之，风华速度快；

5.沉积岩——风化作用简单，但差异性大。

蒸发岩（卤化物和硫酸盐矿物组成）最易风化；

碳酸盐次之；

粘土岩，石英砂岩，硅岩等最难风化。

2.13 母岩风化的阶段性及产物类型

一．母岩风化的阶段性

在风化过程中，由于母岩化学性质及其稳定不同，导致不同元素或化合物从母岩风化转移的能力也不同，致使母岩的风化呈现明显的阶段性。

波雷诺夫以玄武岩为例，将其接经验的疯化过程分为四个阶段即机械破碎阶段，饱和硅铝阶段，酸性硅铝阶段，硅铝土阶段。

1.机械破坏阶段

物理峰坏作用为主，岩石机械破碎成小块，风化作用产物为岩屑和矿物碎屑。

2.饱和硅铝阶段

A.化学风化开始，氯化物和硫酸盐全部溶解。

B.在氧气和水的共同作用下，辉石和斜长石的给硅酸盐和硅酸盐矿物

开始分解，游离出碱金属和碱土金属。

C.析出的阳离子，使溶液呈碱性或中性，并使一部分二氧化硅转入溶

液。

D.形成少量粘土矿物。

E.碳酸钙开始堆积。

3.酸性硅铝阶段

A.几乎全部碱性金属例子被带走；

B.二氧化硅进一步进入溶液，介质有中/碱性转为酸性；

C.形成不含碱金属离子的高岭石等粘土矿物。

4.硅铝土阶段

A.酸性盐矿物彻底分解，全部可移动元素都被带走；

B.铁和铝的氧化物和小部分二氧化硅，呈胶体状态在酸性介质中聚集，

在原地开始聚集。

总结：

1.上述四个阶段是一个理想的，完整的母岩风化过程，并不是所有结晶岩能进行到底。

2.风化作用能否进行到最后的硅铝土阶段，取决于母岩岩性，气候，地形，地壳运动强度，风化时间长短，尤其是气候极为重要。

二．母岩风化产物的类型

1.碎屑残留物质：主要为母岩的岩屑和矿物碎屑。

2.新生成的矿物：主要指风化作用过程中新生成的一些矿物，也被称为“化

学风华矿物”。

3.溶解物质：主要是指母岩在化学疯化过程被溶解的那些成分。

2.2.1~

3.2

2.2.1碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用

搬运介质：水，大气，冰川

搬运方式：物理，化学，生物

搬运动力：流水，波浪，潮汐，风，重力

碎屑颗粒在牵引流中的受力：1有效重力，2粘结力，3水平推移力，4垂直上举力

当水平推移力和垂直上举力大于有效重力和粘结力时，碎屑颗粒发生搬运。

搬运方式：1较粗的颗粒：滚动，跳跃搬运——推移（床沙）载荷

2较细的颗粒：悬浮搬运——悬移载荷

机械沉积作用:斯托克斯公式（静水或层流条件下）表明颗粒半径越大，密度越高，越容易沉积

尤尔斯特隆图解：

砾级（d>2mm）:难搬易沉，短距离搬运，滚动搬运。

砂级（0.01

粉砂和泥级（d<0.01mm）：难搬难沉，悬浮搬运，泥砾发育

影响颗粒搬运和沉积的决定因素是粒径和流速。

碎屑物质在流水搬运过程中的变化：1.矿物成分中不稳定组分减少，稳定组分增加。2.颗粒变细，分选变好。3.颗粒圆度和球度变好。

2.3.1溶解物质的搬运和沉积作用

Al、Fe、Mn、Si等的氧化物难溶于水，一般呈胶体溶液被搬运，胶体粒子很小，在1～100微米之间，当胶体溶液失去稳定时，胶体质点就会发生凝聚

作用，在溶液中集中成絮凝状、团块状的块体。

在重力作用影响下这些胶体物质的块体就会沉

淀下来。

Ca、Mg、Na等的氧化物由于其溶解度大，故成

真溶液被搬运。真溶液中物质的搬运与沉积，

主要决定于物质的溶解度，溶解度大的物质不

容易沉淀，溶解度小的首先沉淀；而物质的溶

解度又受介质的pH值、Eh值、温度、压力和

CO2含量等一系列因素的影响。

生物的搬运与沉积作用：生物通过

自己的生命活动，直接或间接地对

化学元素、有机或无机的各种成矿物质进行分解与化合，分散与聚集，以及迁移等作用，并在多种适宜的水体中沉淀，形成有关的岩石或矿床。

2.3.2沉积分异作用

机械分异作用：受物理原理支配，主要见于碎屑物质沉积过程。按粒度，密度，形状，成分等发生有序沉积的现象。

粒度分异：粒度由大变小，分选由差变好。

密度分异：按密度大小依次沉积

形状分异：片状矿物易于搬运；搬运越远，圆度和球度越高

矿物成分分异：稳定矿物含量增加

化学分异作用：受化学原理支配，主要见于溶解物质沉积过程。受矿物溶解度的影响，其次是外界条件。

3.1碎屑颗粒的成分

矿物碎屑：

1.轻矿物，比重<

2.86，石英，长石等。2.重矿物，比重>2.86，角闪石，辉石等。石英：

1.来自深成岩浆岩的石英，单晶、多晶石英均有，但以单晶为主，一般具波状消光但不明显，具矿物包裹体；

2.来自变质岩的石英（片麻岩、片岩），拉长的条状，以多晶为主，具有波状消光，不含气、液包裹体；

3.来自喷出岩的石英，有裂纹和溶蚀现象，具有港湾状边缘，不具波状消光，不含包裹体，表面光洁如水；来自岩浆期后热液石英脉的石英，单晶或多晶石英，具气液包裹体，可显微弱波状消光；

4.再旋回石英，单晶石英为主，很少有波状消光；

长石：

长石的含量少于石英，在砾岩和粉砂岩中长石矿物碎屑含量较少。主要来源于花岗岩和花岗片麻岩。地壳运动比较剧烈, 地形高差大, 气候干燥, 物理风化作用为主, 搬运距离近以及堆积迅速等条件, 是长石大量出现的有利因素。

1.微斜长石，颗粒表面极光洁，网格双晶清晰可见，常呈圆粒状；

2.正长石常见高岭石化，使表面呈云雾状，颗粒轮廓模糊不清；

3.酸性斜长石常具有清晰的钠长石双晶；

4.斜长石常被绢云母或碳酸盐矿物所交代，表面呈云雾状，轮廓模糊；

5.再旋回长石的特征是微斜长石、正长石或斜长石具有自生加大边，与原长石碎屑的光性方位不同，不同时消光。

在碎屑岩中, 钾长石(正长石>微斜长石)>斜长石(钠长石>>钙长石)。

云母：

1.白云母，含量较多，其抗风化能力强，但机械稳定性差，易破碎成片；

2. 黑云母（重矿物）化学稳定性差，易分解成绿泥石和磁铁矿；

重矿物：

含量较低（<1%），但对恢复母岩区有重要意义，根据重矿物的风化稳定性可将其划分为稳定和不稳定的两类。

岩石碎屑：

(1)、碎屑岩的粒度砾岩中岩屑含量高，砂岩中岩屑含量低；

(2)、母岩抗风化的能力强则容易成为岩屑，弱则难以成为岩屑；

(3)、岩屑大量出现反映了一种特殊的地质条件；

成分成熟度：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。碎屑岩的成分成熟度反映碎屑组分所经历的地质

作用的时间、距离和强度，它们在很大程度上

受气候和大地构造条件的制约。有铁镁矿物存

在，标志着碎屑岩处于不成熟期；铁镁矿物基

本上消失，而有大量长石碎屑，标志着碎屑岩

处于次成熟期；长石碎屑也没有或很少，表明

碎屑岩处于成熟期。

3.2填隙物的成分

杂基：碎屑岩中充填于碎屑颗粒之

间的、细小的机械成因组分，其粒

级以泥为主，可包括一些细粉砂。

不同碎屑岩中杂基含量不同，结构是鉴别杂基的重要标志。

胶结物：是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物，大多数是成岩-后生期的沉淀产物。

1.硅质胶结物：石英、玉髓和蛋白石；

2.碳酸盐胶结物：方解石、白云石；

3.铁质胶结物：赤铁矿、褐铁矿；

4.其他胶结物：硬石膏、石膏、黄铁矿以及高岭石、水云母、蒙脱石、海绿石、绿泥石等粘土矿物；

碎屑岩的结构

一、碎屑颗粒的结构

碎屑岩的结构是指构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状、填隙物的结构以及不同组分的空间组合方式，总称碎屑结构。

包括三方面内容：1. 碎屑颗粒本身的特点2. 填隙物的特点3. 碎屑颗粒与填隙物间的关系（胶结类型或支撑类型）

A、碎屑颗粒的粒度

粒度：是指碎屑颗粒的大小，一般以颗粒直径计量。

中国主要采用十进制，是为了表明碎屑大小与水动力条件之间的关

系的自然粒级标准。

国际上应用较广的是伍登

-温特华斯的方案，可以称之为2的几何级数制。它是以lmm为中心，乘以2或除以2来进行分级。

Ф值：φ=-log2D, D=2的n次方，log2D=n，所以φ=-n

Ф值优点：整数、正数(粗砂以下)、作图方便

B、碎屑颗粒的分选性、圆度、球度、形状与表面结构

1、分选性：碎屑岩中颗粒大小的均匀程度

分级：极好、好、中、差、极差

分选好：主要粒级颗粒含量大于75%，颗粒大小较均匀者；

分选中等：主要粒级颗粒含量在50-75%；

分选差：没有一种粒级含量超过50%，大小混杂

碎屑岩命名：

a、砾级碎屑＞30%，称砾状结构，岩石命名为砾(角砾)岩。

砂级碎屑＞50%，称砂状结构，岩石命名砂岩。

粉砂级碎屑＞50%，称粉砂状结构，岩石命名粉砂岩。

粘土级碎屑＞50%，称泥状结构，岩石命名粘土岩(泥质岩)。

b、三级命名法：

含量大于或等于50％的粒级定岩石的主名，即基本名；

含量介于50～25％的粒级以形容词“XX质”的形式写在主名之前；

含量在 25～10％的粒级作次要形容词，以“含XX”的形式写在最前面；

2、圆度：碎屑颗粒的棱和角被磨蚀圆化的程度，称为圆度。它与颗粒的形状无关，只是棱角尖锐程度的函数。实际工作中主要用估计确定圆度。

3、球度：球度是一个定量参数，用它来度量一个颗粒近于球体的程度。

4、形状：颗粒形状由颗粒中三轴A、B、C三轴长度确定，分为：圆球体，椭球体，扁球体，长扁球体。

5、表面结构：碎屑颗粒表面的形态特征，主要观察颗粒表面的磨光度及表面微起伏。

a、磨光面与毛玻璃化

b、微起伏：擦痕、刻划痕、撞痕、凹坑。

C、杂基和胶结物的结构

a、杂基是碎屑岩中与粗碎屑一起沉积下来的细粒填隙组分，粒度一般小于

0.03mm（砂岩中），是机械沉积产物而不是化学沉淀组分。

原杂基：原始沉积物，主要是未结晶的粘土质点，其间有较多的石英，长石和云母的细粒砂级碎屑，具有泥状结构，一般未经较强的成岩后生变化，与碎屑颗粒间亦无交代作用。

正杂基：原杂基经成岩作用明显重晶后转变为正杂基。正杂基在含量和分布上继承了原杂基的特点。因发生了重结晶作用，粘土物质表现为显微鳞片结构，与碎屑颗粒的边缘可发生交代作用。由于正杂基是重结晶的粘土物质，其矿物成分一般都可以鉴别，常见的是高岭石质、水云母质、

绿泥石质和蒙脱石质。

似杂基：

淀杂基：是在成岩作用过程中从孔隙水中析出的粘土矿物胶结物。

外杂基：指碎屑沉积物堆积后，在成岩期充填于其粒间孔隙中的外来杂基物质假杂基：是软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物。

胶结物结构：

（1）非晶质及微晶质结构胶结物为非晶质或微晶质，它们在偏光显微镜下为均质体性质，或具微弱光性。

（2）结晶粒状结构主要是碳酸盐和硅酸盐胶结物呈近等轴的结晶粒状，晶粒之间镶嵌，大小一般都小于碎屑颗粒。

（3）薄膜状结构又称带状结构,胶结物围绕碎屑颗粒呈薄膜状(带状)分布。常见于绿泥石、胶磷矿质胶结物中。

（4）丛生结构及栉壳结构胶结物呈纤维状晶体，垂直碎屑颗粒表面生长，构成丛生结构。当垂直于颗粒表面生长的胶结物为较粗的柱状晶体时，即为栉壳状结构。碳酸盐和硅酸盐矿物常具此结构。

（5）嵌晶结构胶结物晶体粗大，可将多个碎屑颗粒包围其中。粗大晶体是经成后、后生阶段重结晶作用形成的。方解石、石膏、沸石等胶结物易形成此种结构。（6）再生式结构(自生加大)硅质胶结物围绕石英碎屑颗粒共轴生长，形成光性一致的自生加，大边，称为再生式胶结。除自生石英外，还有长石、方解石自生加大现象。

二、颗粒支撑性质和胶结类型

支撑结构：

杂基支撑结构：杂基含量高，颗粒在杂基中呈漂浮状。

颗粒支撑：杂技含量低，颗粒与颗粒之间相互接触，包括点接触，线解除，凹凸接触，缝合接触。

过渡支撑

胶结类型：

基地式胶结：填隙物含量较多，颗粒之间不相互接触，呈漂浮状，填隙物主要为原杂基，高密度流快速堆积的特征。

孔隙式胶结：碎屑颗粒紧密接触搭成骨架，胶结物充填于粒间孔隙之中。

接触式胶结：颗粒彼此接触，胶结物含量很少，仅分布于碎屑颗粒接触的地方，孔隙比较发育。此类型可能是干旱气候带的砂层的特征。

镶嵌式胶结：成岩期在明显的压实作用下，颗粒间形成凹凸接触，甚至伴随产生压溶作用。颗粒间呈缝合状紧密镶嵌，看起来似乎没有胶结物。

三、孔隙结构和结构成熟度

结构成熟度是指碎屑沉积物在其风化、搬运和沉积作用改造下接近终极结构特征的程度。

孔隙是碎屑岩中未被固体物质占据的部分。孔隙内可充以气体或液体，也可同时存在气液两相。孔隙按成因可分为两大类，即原生孔隙和次生孔隙。前者是沉积物沉积时保存下来的孔隙；后者是沉积后由于各种变化和作用而产生的孔隙。

一般来说，碎屑粒度愈均匀，即分选性好，磨圆度高，孔隙愈发育

5.2碎屑岩沉积构造：变形构造

概念:是指在沉积作用的同时或在沉积物固结成岩之前处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造。

一、负载构造(负荷构造、载荷构造、重荷构造)

1、概念:是指覆盖泥质岩之上的砂层底面上的瘤状突起。

2、特征:负载构造形状很不规则,一般不对称,排列杂乱,大小不一,从几毫米到几分米

3、成因:由于下伏的含水塑性软泥承受了不均匀的负载,使上覆砂质物陷入下伏泥质物中而产生。

二、球枕构造(假结核)

1、概念:这种构造是指砂岩层断开并陷入泥岩中形成的许多紧密或稀疏排列的椭球状或枕状块体。

2、特征:大小可从直径几厘米至1米,甚至几米。一般不具内部构造。如果砂岩具有纹层,则多已变形,常随砂球或砂枕外形向下弯曲而呈槽状。

3、成因:砂层断裂陷入下伏泥质岩中形成。不限于任何特殊的环境。

三、包卷层理(卷曲层理、旋圈层理、揉皱层理、扭曲层理)

1、概念:在一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象。

2、特征:常限于一个层内连续分布,并显示出小型开阔向斜和紧密背斜的复杂现象。这些褶曲常常是顺水流方向倒转,且褶曲轴大致平行,不伴随断裂和角砾化现象。

3、成因:液化层的层间流动引起原生层理的弯曲。

4、分布:见于软薄层(2-25cm)粗粉砂层或细粉砂层及硅质、碳酸盐质层中。浊流沉积中较为常见,如鲍玛序列的“C"段。潮间滩地、泛滥平原也很丰富。

四、滑塌构造:

1、概念:指斜坡上未固结的软沉积物在重力作用下发生滑动而形成的变形构造。

2、特征:沉积层内发生变形、揉皱,伴随的小型断裂,岩石破碎、岩性混杂,呈角砾状外貌等。

3、成因:滑塌构造一般伴随快速沉积而产生。它是水下滑坡的良好标志。多分布在潮间滩地的水道内与河道中的点砂坝,三角洲前缘以及海底峡谷前缘等。

五、碟状构造(泄水构造)

1、概念:碟状构造系由模糊的形如蝶状的上凹纹层组成、直径一般为几厘米,它们在横向上断续分布,垂向上互相重叠,其下部可见泄水通道或泄水管构造。

2、成因:一般认为,碟状构造的形成与沉积物中孔隙水的向上泄出引起颗粒重新排列有关。主要岀现在迅速沉积并饱含孔隙水的砂岩中,尤其是重力流环境。

5.3层面构造

5.3.1碎屑岩沉积构造：顶层面构造

顶层面构造—波痕

(一)概念

1、波痕:是由风、水流或波浪等介质的运动,在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。是非粘性的砂粒所特有的沉积构造。常见于砂岩、粉砂岩和某些碳酸盐岩的层面上。

2、波痕要素:波长(L)、波高(H)、波痕指数L/H;

3、波痕种类:按成因分类：浪成波痕、流水波痕、风成波痕、干涉波痕。（二)类型

1.浪成波痕

一般由产生波浪的动荡水流形成,波峰尖锐,波谷圆滑,形状对称,不对称指数近

于1,波痕指数一般为4~13,多数为6-7。

2.流水波痕

由定向流动的水流形成,波峰波谷均较圆滑,呈不对称状,不对称指数大于2(或

2.5),波痕指数大于5,大都为8-15。

3.风成波痕

由定向风形成,常见于沙漠及海、湖滨岸的沙丘沉积中极不对称状,波痕指数变化范围10-70,一般在15-20以上,波峰波谷都较圆滑开阔,但常常谷宽峰窄。

4、干涉波痕

除简单的波痕形态外,还常见到两组或两组以上的复合形态。

5.3.2碎屑岩沉积构造：底层面构造

底层面构造一底模

1、槽模:是分布在底面上的一种半圆锥形突起构造。是定向的浊流在未固结的软泥表面侵蚀冲刷的凹槽被砂质充填而成。

2、沟模:是砂质岩层底面上一些稍微突起的直线形的平行脊状构造。是由下伏泥质岩层面上的细沟被砂质物充填而成。

3、梭模、刷模、锥模

梭模:砂质层底面上以较规则的间距分布的呈近似棱形的短小脊状体。由跳动搬运的物体沿流向前进过程中,间断地撞击底床所造成

刷模:砂质层底面上微呈新月形的短小脊状体。成因类似梭模。

锥模:砂质底面上呈扁长的半圆锥形或三角形的短小脊状体。

5.4碎屑岩沉积构造：化学成因构造

定义:是指在成岩作用过程中和其以后由化学作用所形成的构造。大多是沉淀和溶解二种作用的结果。

一、晶体印痕

1、概念:在松软沉积物表面上可形成盐类和冰等物质的结晶体,这些晶体后来由于溶融、溶解作用等而消失,从而在层面上留下特殊的晶体印痕。这些晶体可被后来其他物质交代,

或晶痕为其它沉积物充填,从而形成晶体假像。

2、常见类型

石盐晶体:盐度髙,干燥炎热环境,海、非海相均可。

冰晶印痕:针状,气候温和与寒冷地带的湖岸、河漫滩及潮间滩地。

二、结核:

1 概念:结核是岩石中自生矿物的集合体。表现在成分、结构、颜色等方面与围岩有显著差别的不规则团块。

2、特征:结核的形状通常为球状、椭球状、饼状或不规则状。有时也常见管状的。结核的大小不一。

3、成因:主要是在未固结的沉积物中呈溶液状态的分散物质,重新分配和集中并逐渐增长而成。

4、结核成分:结核的成分常见的有碳酸盐(菱铁矿,铁白云石、白云石和方解石等)、硫化铁(黄铁矿、白铁矿)、硫酸盐(石膏、重晶石等)、硅质(蛋白石、玉髓等)、磷酸盐及锰质的等。结核成分常与一定的岩性和形成条件有关。

5、结构:结核的内部可以是均质的、同心圆状或放射状等;有时可见围岩层理的

残留构造。

6、产状:结核在围岩中可以单独存在,也可呈串珠状成群产出,甚至平行层面分布。

7、按其成因分类:同生、成岩和后生三类结核

·同生结核:同沉积作用形成,胶体物质围绕某些质点凝聚,或呈凝块状析出。结核不切穿层理,层理绕过结核呈弯曲状。

·成岩结核:成岩阶段物质重新分配的产物。可以切穿层理;又可见层理围绕结核弯曲

·后生结核:形成于沉积物固结以后,常沿裂隙带和层理分布,故它切穿层理而无层理弯曲现象。

5.5碎屑岩沉积构造：生物成因构造

定义:生物在沉积物内部或表层活动时,常把原来的沉积构造加以破坏或变形,而留下它们活动的痕迹,这些构造称为生物成因构造。

一、痕迹化石:由生物活动产生于沉积物表面或内部并具有一定形态的各种痕迹。如潜穴(虫孔)、足迹、爬迹等。

分类:痕迹化石的形态主要受动物习性的控制。

停息痕迹;

爬行痕迹;

觅食痕迹;

摄食构造;

穴居构造。

二、生物扰动构造

1、概念:在自然界大量存在的是不具有确定形态的生物搅动现象,它们可以借助发育良好的层理被破坏识别出来,通常称为生物搅动构造。

2、特征:斑点构造一般是生物扰动的良好标志。

三、植物根茎痕

1、概念:植物根呈炭化残余或枝叉状矿化痕迹出现在陆相地层中,陆相的可靠标志。

2、产状:煤系地层中特别常见。亦常被铁、钙的碳酸盐所交代。植物根印痕对识别淡水和微咸水环境是有价值的。

6.1 砾岩的一般特征

砾岩的定义：主要有粒径大于2mm，含量大于30%，粗大的碎屑颗粒组成的粗碎屑岩。

一．成分特征

●碎屑组分以岩屑为主——最能反映母岩性质；

●杂基通常为细粒的砂，粉砂和粘土物质；

●胶结物常是方解石，二氧化硅，氢氧化铁等。

二．沉积构造特征

●大型写层理和递变层理，有时不易识别；

●块状层理；

●叠瓦状构造：砾石排列常具有较强的规律性，扁形砾石的最大扁平面常向源

区方向倾斜；强烈的水动力作用下，只有叠瓦状排列最稳定。

三．结构特征

●颗粒粗，填隙物粗。

●结构成熟度可高可低，一般较低

四．颜色

●多样，常带继承色，但易遭受氧化，呈红色：砾石——继承色；填隙物—自

生色。

6.2 砾岩的分类

一，按砾石圆度的分类

●砾岩：圆状和次园状砾石含量大于50%；

●角砾岩：棱角状和次棱角状砾石大于50%。

二．按砾石大小分类

●细砾岩：砾石直径2——10mm；

●中砾岩：砾石直径10——100mm；

●粗砾岩：砾石直径100——1000mm；

●巨砾岩：砾石直径>1000mm。

三．根据砾石成分的分类

●单成分砾岩：砾岩成分单一，同种成分的砾岩占75%以上；

●复成分砾岩：砾石成分复杂，各种类型的砾石不超过50%。

四．根据砾岩在剖面中的位置分类

●底砾岩：

分布于海底层序的最底部，与下伏岩石呈不整合或假整合；

代表了一定历史时期的沉积间断，分不稳定；

底砾岩一般成分较简单，稳定性高的坚硬砾石较多，结构成熟度高。

●层内砾岩

半固结沉积物在同生期经破碎和在沉积所形成的砾石沉积物，再经过成岩作用而成的砾岩——同生砾岩（内碎屑砾岩，泥岩砾岩）

五．按成因分类

●沉积成因：滨岸砾岩；河成砾岩；洪积砾岩；浊基砾岩；风暴砾岩；滑塌角

砾岩；冰川角砾岩。

●非沉积成因：断层角砾岩；岩溶角砾岩。

1.滨岸砾岩：成分单一，成熟度高。浅色为主，力度集中，磨圆度好，分选性

好。最大扁平面向深水方面倾斜，倾角较小。

2.河成砾岩：常见于山区河流和平原河流；陈芬成熟度较低，砾石较复杂，不

稳定；分选性较差；历史最大扁平面向源区倾斜叠瓦状；透镜状产出，底部具冲刷面。

3.洪积砾岩：山区洪流在流出山间峡谷进入平原时，流速骤减致使所携带碎屑

物质快速沉积而成。

特点：砾石粗大；填隙物多为红色；厚度大；多成透镜体。

4.深水砾岩：形成于深水沉积环境；成分复杂，结构复杂；充填物多为暗色。

5.冰川砾岩和角砾岩：粉砂和泥碎屑含量多；成分复杂；成熟度极差；层里不

清楚，呈块状；论证冰川期的主要证据。

6.滑塌角砾岩：在地性陡峻地区的边界地带，因为崩塌或沿斜坡滑动形成。

特点：分选性很差，磨圆度不等；厚度变化很大，常呈透镜状产出。

7.岩溶角砾岩：形成与下伏物质被溶解以及上覆地层的坍塌作用有关；常见石灰岩溶洞的坍塌作用。

7.1.1——7.2

砂岩：主要由砂级（2~0.1mm）（>50%）的陆源碎屑颗粒组成的碎屑岩。

砂岩的分类：

1.粒度分类：巨砂岩—粒径2～1mm φ-1~0

粗砂岩—粒径1～0.5mm φ0~1

中砂岩—粒径0.5～0.25mm φ1~2

细砂岩—粒径0.25～0.1mm φ2~3

2.杂基含量分类：净砂岩—杂基低于15%，简称砂岩

杂砂岩—杂基高于15%，也称瓦克岩

砂岩四组分分类：①按基质含量将砂岩为

砂岩: 基质含量＜15%的、分选性好的纯

净砂岩杂砂岩: 基质含量＞15%的、分选

性差的杂砂岩②在砂岩和杂砂岩中，按照

三角图解中三个端元组分石英(Q)、长石

(F)及岩屑(R)的相对含量划分类型。

砂岩的主要类型：（一）石英砂岩类：石

英砂岩类中碎屑石英的含量占砂级碎屑

总量的50%以上，长石和岩屑的含量均小

于25%。通常认为石英砂岩的出现标志着

稳定的大地构造环境，基准面的夷平作用

以及长期的风化作用。古代石英砂岩的产

状证实了这一点，如在克拉通地区，或者来自克拉通物源的砂岩，一般都是石英砂岩。

①石英砂岩：石英碎屑占90%以上，仅含少量长石（主要是微斜长石、正长石和钠长石）、岩屑（可能只包括少量磨蚀好的燧石和石英岩等，是寻找来源区的重要线索）和重矿物。石英大都为单晶石英，磨圆度和分选性较好，成分成熟度和结构成熟度好，胶结物多为硅质，杂基很少或没有，常为明显的颗粒支撑。石英砂岩颜色一般较浅，为黄白色或浅灰白色，当有铁质胶结物时则为浅褐红色。②长石质石英砂岩：石英的含量在75～90%之间，长石的含量多于岩屑，一般为5～25%，常见钾长石和酸性斜长石，而岩屑＜15%。重矿物除稳定组分外，一般尚含有稳定性差的组分，如十字石、蓝晶石等。

③岩屑质石英砂岩：石英的含量在75～90%之间，岩屑的含量多于长石，一般为5～25%，而长石＜15%。岩屑多为抵抗风化能力较强的石英岩、燧石和硅质岩等岩屑，重矿物也相应增加了稳定组分。

④长石岩屑质石英砂岩：向长石砂岩和岩屑砂岩的过渡类型，其中石英含量已显著减少，为50～75%，长石和岩屑含量有所增加，但均不超过25%，成分较复杂。一般常与长石质石英砂岩和岩屑质石英砂岩共生。

（二）长石砂岩类：长石砂岩类主要由石英和长石组成。长石砂岩常形成于山间坳陷、边缘坳陷地区的河、湖环境中，海成者很少见。长石砂岩中杂基含量超过15%时为长石杂砂岩，它们的形成条件大致相同，也极为常见。

①长石砂岩：长石砂岩中石英含量<75%，长石含量＞25%，岩屑含量＜25%，重矿物含量有时可达1%。长石以钾长石和酸性斜长石为常见，在较细粒的长石砂岩中可含较多的云母。长石砂岩以粒度较粗者常见，分选性和磨圆度变化很大，由分选差的棱角状的到分选好磨圆度高的均可出现。胶结物主要为钙质，有时为铁质，而硅质较少，常含粘土杂基，并常重结晶为云母、绿泥石，或经次生变化形成次生加大的长石或自生长石晶粒。长石砂岩的化学成分特点类似于花岗岩，富含Al2O3和K2O。长石砂岩常呈灰色、灰白色、淡黄色、灰绿色或肉红色。

②岩屑质长石砂岩：长石砂岩随着其中岩屑含量的增加，则逐渐向岩屑砂岩过渡。石英含量＜65%，岩屑含量介于10～50%之间，长石含量(25～75%)，大于岩屑，称为岩屑质长石砂岩。

（三）岩屑砂岩类：岩屑砂岩类主要由石英和岩屑组成，分布较广，成分及结构成熟度均低，需要有强烈剥蚀和快速堆积的构造条件。

①岩屑砂岩：含有丰富的岩屑。在其碎屑含量中，岩屑＞25%，长石＜25%，石英含量在75%以下，并含有少量的重矿物。在自然界中岩屑杂砂岩要比岩屑砂岩更为常见。胶结物常为氧化硅和碳酸盐，常含有粘土杂基。颗粒的分选性和磨圆度一般都不好。岩石的颜色以灰色、灰绿色和灰黑色者居多。在地层中常与粉砂岩、泥岩组成韵律层，在岩性上则常与长石砂岩或长石杂砂岩过渡。

②长石质岩屑砂岩：岩屑砂岩中随着长石含量的增加，则逐渐向长石砂岩过渡。当石英含量＜65%，长石含量增加到介于10～50%之间，其中岩屑含量(25～75%)仍大于长石时，则称作长石质岩屑砂岩。

（四）杂砂岩类：粘土杂基大于15%，分选不好，砂泥混杂的砂岩。成分成熟度低，富含石英，结构成熟度低，磨圆度和分选性不好，反映物源区快速侵蚀，搬运，沉积的环境。分类原则同（净）砂岩。

7.3粉砂岩

1、主要由0.1~0.005mm粒级（含量大于50%）的碎屑颗粒组成的细粒碎屑岩称粉砂岩。矿物组分以石英为主，含白云母、长石、岩屑及重矿物。

2、分类和主要类型

a、粒度：粗粉砂岩（粒径0.1~0。05mm）

细粉砂岩（粒径0.05~0.005mm）

b、胶结物成分：铁质粉砂岩

钙质粉砂岩

c、碎屑成分中石英和不稳定组分的含量

单成分粉砂岩：以石英为主

复成分粉砂岩：除石英外，含有较多长石、云母或其他碎屑物。

3、成因：粉砂岩经过较长距离搬运，在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成。

4、分布：粉砂岩分布极为广泛，几乎在所有砂-泥质岩系中，都有粉砂层或夹层。一般出现在砂岩向泥岩过度的水流缓慢地带。多产于海、湖底部较深处；另外，在河漫滩、三角洲、泻湖、沼泽地区较为常见。

8黏土岩

1、黏土岩是分布最广的沉积岩，占沉积岩总量的60%。

2、物质成分

a、粘土矿物：粘土矿物是细粒的(＜2×10-6m)、绝大部分为结晶、含水、具层状晶体结构的铝硅酸盐矿物。

b、陆源碎屑：石英、长石、重矿物等，

自生矿物：碳酸盐、硫酸盐等。

3、结构：

4、构造：

a、宏观构造（层理、页理、干裂、雨痕、虫孔、结核）

b、微观构造：显微鳞片构造：由极细小的、排列方向不规则的粘土矿物组成，常见于泥岩中。

显微毡状构造：由极细小的鳞片状、纤维状粘土矿物错综交织杂乱排列而成，在正交光下，纤体交错消光。

显微定向结构：由极细小的鳞片状或纤维状粘土矿物沿层面定向排列而成，正交光下同时消光，常形成于无粗粒物质的缓慢沉积的较安静环境中。

5、黏土岩的颜色

泥质岩因含氧化铁色素或游离碳而呈现各种颜色。泥质岩呈红色是因为含有细分散的氧化铁(一般是赤铁矿)，含有三价铁的化合物还呈现褐色或黄色。含有二价铁的化合物呈现灰绿色。淡绿色是因为含绿色层状硅酸盐矿物，大多数呈暗灰色和黑色的粘土岩是因为含有机碳。当含细分散的黄铁矿、白铁矿时，也可使岩石染成黑色。

6、分类命名

a、按混入物颗粒成分分类（混入成分含量5-25%者加“含”,25-50%者加“质”）

泥质岩

含粉砂泥质岩

粉砂质泥质岩

含砂泥质岩

砂质泥质岩

b、按粘土矿物成分分类

单矿物黏土岩：某单矿物粘土含量大于50%，以此种粘土矿物命名。

复矿物黏土岩：以两种或两种以上的粘土矿物为主，采用复合名称来命名。

c、按成岩后生作用强度分类

粘土沉积物由于含大量水分，粒度很细，比表面积大，粘土矿物能进行离子交换等性质，故在成岩后生阶段变化显著。主要表现在压实、脱水、重结晶作用及页理构造的形成和矿物成分转化等。根据成岩后生作用的强度，可分为粘土、泥岩、页岩。如重结晶矿物大于50%，已发生了深埋变质作用，则称为泥板岩、页板岩

7、黏土岩的成岩作用

9、1 碎屑沉积物的压实和压溶作用

压实作用：是指沉积物沉积后在上覆水层和沉积层的重荷下，或在构造变形的作用下，发生水分排出，孔隙度变低，体积缩小的作用。

压实作用标志/效应：

1、颗粒紧密排列

2、颗粒定向排列

3、岩石原始孔隙度、体积缩小

压溶作用：随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的压力增大，颗粒接触处的溶解度增高，发生晶格变形和溶解作用，砂质沉积物就进入了压溶阶段。

1、点状、线状、凹凸状、缝合状。

9.2碎屑沉积物的胶结作用

胶结作用：是指从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散的沉积物固结起来的作用。

胶结物的类型和胶结方式

（1）按时间：早期胶结；晚期胶结

（2）按成分呢：钙质；硅质；铁质；泥质；硫酸盐胶结等

主要发生在成岩作用时期，胶结物的生长方式——孔隙充填式。

1、二氧化硅胶结物——代表酸性孔隙水介质环境

2、碳酸盐胶结物——代表碱性成盐环境、

3、粘土矿物胶结物

4、长石胶结物

5、其他自生矿物的胶结物

9.3 碎屑沉积物的交代作用

一、概念

交代作用:指一种矿物代替另一种矿物的现象。交代作用是在靠近固体颗粒表面的溶液膜中进行的。

二、碎屑岩中常见的交代作用

1、氧化硅与方解石的相互交代作用

砂岩中方解石交代氧化硅或氧化硅交代方解石的现象都是常见的。影响因素:PH 值（pH<8 硅化作用；pH=8~9.8 两者均可沉淀；pH≥9.8方解石化）

2、方解石交代长石

1)方解石交代钾长石(常见),但方解石交代斜长石(少见)

2)交代形状:呈不规则的形状或沿长石解理、双晶方向进行交代。

3、方解石交代粘土矿物

1)在含粘土杂基的砂岩中,特别是在杂砂岩中,粘土矿物常被碳酸盐矿物交代。

2)碳酸盐矿物常是方解石,也可以是白云石和菱铁矿。

4、粘土矿物与长石的交代作用

1)长石高岭石化:对于保留下来的斜长石,有可能在埋藏深度不太大,c02分压较高和pH值较低(约等于5)的酸性环境中被粘土矿物交代,即发生高岭石化。

2)长石水解:斜长石被埋藏到较深处时,有可能与来自富含有机质的泥质层产出的酸性孔隙水接触。亦将变得不稳定,亦可发生高岭石化。

5、各种粘土矿物之间的交代作用

1)蒙脱石转化为伊利石

2)蒙脱石转化为绿泥石

3)高岭石转化为绿泥石(伊利石)

三、交代作用的标志

1.矿物假象

交代矿物具有被交代矿物的假象,矿物的原生成分虽已被交代,但其结晶习性得到完好的保存。

2.幻影构造

岩石受到强烈的交代作用,原生颗粒只留下模糊的轮廓,如硅化鲕粒、强白云化岩石中的生物骨壳等。其内部结构甚至其边缘已消失,但因其内部有包裹体存在,故显示出颗粒幻影。