第4章 碎屑岩的结构 鲜本忠2010(6)
合集下载
沉积岩与沉积相
中国石油大学本科必修课
沉积岩与沉积相
鲜本忠(副教授) 中国石油大学资源与信息学院 E-mail: xianbzh@
第二篇 碎屑岩及火山碎屑岩
第三章 碎屑岩成分 第四章 碎屑岩的结构及粒度分析 第五章 碎屑岩的构造和颜色 第六章 砾岩和角砾岩 第七章 砂岩及粉砂岩 第八章 粘土岩 第九章 碎屑沉积物的沉积后作用 第十章 火山碎屑岩
斜长石,方解石交代,中原油田 下第三系,200(+)
微斜长石,加大 LD-22-1
3、重矿物（Heavy Mineral）
• 指碎屑岩中比重大于2.86的矿物。在岩石中含量很少， 一般<1%，主要分布在0.25～0.05mm的粒级范围内（细 砂—粗粉砂岩） 根据风化稳定性 • 稳定重矿物 锆石、金红石、电气石、石榴石、榍石、磁 铁矿等 • 不稳定重矿物 重晶石、磷灰石、绿帘石、黄铁矿等
•
各类岩石的轻重矿物组合
母岩 花岗岩 花岗闪长岩 安山岩和玄武 岩 橄榄岩和辉长 岩 变质岩 重矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 沉积岩 重矿物 轻矿物 尖晶石 蓝晶石 矿物组合（包括部分岩屑） 锆石 榍石 正长石 辉石 安山岩或玄武岩岩屑 铬铁矿 十字石 基性岩岩屑 磷灰石 微斜长石 角闪石 中性和基性斜长石 橄榄石 基性斜长石 硅线石 紫苏辉石 蛇纹石 石榴石 黑云母 酸性斜长石 轻矿物 石英
碎屑岩的成分 碎屑成分 (颗粒) 填隙物成分
（Interstitial Material）
矿物碎屑 （Mineral Clastics） 岩石碎屑（岩屑）（Rock Fragments） 杂基 （Matrix） 胶结物 （Cement）
孔隙（ Pore）
碎屑
孔隙
胶结物
沉积岩与沉积相
鲜本忠(副教授) 中国石油大学资源与信息学院 E-mail: xianbzh@
第二篇 碎屑岩及火山碎屑岩
第三章 碎屑岩成分 第四章 碎屑岩的结构及粒度分析 第五章 碎屑岩的构造和颜色 第六章 砾岩和角砾岩 第七章 砂岩及粉砂岩 第八章 粘土岩 第九章 碎屑沉积物的沉积后作用 第十章 火山碎屑岩
斜长石,方解石交代,中原油田 下第三系,200(+)
微斜长石,加大 LD-22-1
3、重矿物（Heavy Mineral）
• 指碎屑岩中比重大于2.86的矿物。在岩石中含量很少， 一般<1%，主要分布在0.25～0.05mm的粒级范围内（细 砂—粗粉砂岩） 根据风化稳定性 • 稳定重矿物 锆石、金红石、电气石、石榴石、榍石、磁 铁矿等 • 不稳定重矿物 重晶石、磷灰石、绿帘石、黄铁矿等
•
各类岩石的轻重矿物组合
母岩 花岗岩 花岗闪长岩 安山岩和玄武 岩 橄榄岩和辉长 岩 变质岩 重矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 沉积岩 重矿物 轻矿物 尖晶石 蓝晶石 矿物组合（包括部分岩屑） 锆石 榍石 正长石 辉石 安山岩或玄武岩岩屑 铬铁矿 十字石 基性岩岩屑 磷灰石 微斜长石 角闪石 中性和基性斜长石 橄榄石 基性斜长石 硅线石 紫苏辉石 蛇纹石 石榴石 黑云母 酸性斜长石 轻矿物 石英
碎屑岩的成分 碎屑成分 (颗粒) 填隙物成分
（Interstitial Material）
矿物碎屑 （Mineral Clastics） 岩石碎屑（岩屑）（Rock Fragments） 杂基 （Matrix） 胶结物 （Cement）
孔隙（ Pore）
碎屑
孔隙
胶结物
沉积学与层序地层学4(陆源碎屑岩)剖析
2.杂基成分：高岭石、水云母、蒙脱石等 粘土矿物，亦见灰泥、云泥以及一些细粉砂级 碎：绢云母、绿泥石、石英、长石等。
3.不同碎屑岩中，杂基含量不同。杂基含 量高是不成熟砂岩的特征。
（二）胶结物（Cement）
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。
胶结物成分主要有： 硅质（石英、玉髓、蛋白石） 碳酸盐（方解石、白云石） 铁质（赤铁矿、褐铁矿等） 硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物
燧石：稳定，抗风化能 力较强
⑦粘土岩岩屑
在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有 一定关系。
三、填隙物成分（Interstitial minerals） 碎屑碎屑颗粒间的填隙物包括：杂基和胶结物
（一）杂基（Matrix）
1. 杂 基 是 碎 屑 岩 中 的 细 小 的 机 械 成 因 组 分 ， 其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。
石英具有油 脂光泽，但只在 新鲜断口上表现 得明显。Biblioteka 在结晶岩中，深成中酸性岩浆岩、石英一
长石质片麻岩及片岩含有大量石英，这是碎屑 石英的主要来源。
不同来源的石英具有不同的特点。通过石
英中所含包裹体及波状消光现象，结合颗粒大 小及形状等特征，有助于判断石英的来源。
来自深成岩浆岩的石英：来自中酸性深 成岩的石英，常含有细小的液体、气体包裹体， 或含锆石、磷灰石、电气石、独居石等岩浆岩 副矿物包裹体。矿物包裹体颗粒细小，自形程 度高，排列无一定方位。尘状气、液包裹体使 石英颗粒呈云雾状。
过去认为岩浆 岩中的石英很少见 到波状消光，但更 多观察表明：较老 的岩浆岩中的石英 常常也表现有明显 的波状消光。
来自变质岩的石英：片麻岩和片岩风化崩 解后，会产生大量的单晶及多晶石英。变质石 英表面常见裂纹，不含气液包裹体。大多数的 石英晶粒都具有波状消光。
3.不同碎屑岩中，杂基含量不同。杂基含 量高是不成熟砂岩的特征。
（二）胶结物（Cement）
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。
胶结物成分主要有： 硅质（石英、玉髓、蛋白石） 碳酸盐（方解石、白云石） 铁质（赤铁矿、褐铁矿等） 硬石膏、石膏、黄铁矿 粘土矿物
燧石：稳定，抗风化能 力较强
⑦粘土岩岩屑
在碎屑岩中，碎屑成分与粒度分布具有 一定关系。
三、填隙物成分（Interstitial minerals） 碎屑碎屑颗粒间的填隙物包括：杂基和胶结物
（一）杂基（Matrix）
1. 杂 基 是 碎 屑 岩 中 的 细 小 的 机 械 成 因 组 分 ， 其粒级以泥级为主，可包括一些细粉砂。
石英具有油 脂光泽，但只在 新鲜断口上表现 得明显。Biblioteka 在结晶岩中，深成中酸性岩浆岩、石英一
长石质片麻岩及片岩含有大量石英，这是碎屑 石英的主要来源。
不同来源的石英具有不同的特点。通过石
英中所含包裹体及波状消光现象，结合颗粒大 小及形状等特征，有助于判断石英的来源。
来自深成岩浆岩的石英：来自中酸性深 成岩的石英，常含有细小的液体、气体包裹体， 或含锆石、磷灰石、电气石、独居石等岩浆岩 副矿物包裹体。矿物包裹体颗粒细小，自形程 度高，排列无一定方位。尘状气、液包裹体使 石英颗粒呈云雾状。
过去认为岩浆 岩中的石英很少见 到波状消光，但更 多观察表明：较老 的岩浆岩中的石英 常常也表现有明显 的波状消光。
来自变质岩的石英：片麻岩和片岩风化崩 解后，会产生大量的单晶及多晶石英。变质石 英表面常见裂纹，不含气液包裹体。大多数的 石英晶粒都具有波状消光。
第4章 陆源碎屑岩-3(朱锐)
在 波 浪 作 用 的 山区河流,河床 山区洪流流出 由 冰 川 作 用 形 地 形 陡 峻 地 区 下伏物质(如膏 滨岸地带,由河 沉 积 的 底 部 滞 山间峡谷进入 成的冰碛岩 成 因 流 搬 运 来 的 砾 留沉积 石沿海(湖)岸 长期改造而成 平原时,流速 骤减,致使带 出的碎屑物质 快速堆积而成 砾石成分 较单一,以稳定 复杂,有不稳定 组分为主 组分 低 较差 复杂 低 很差
） ）
长石砂岩 河北唐山，中、上元古界长域系底部 。正交偏光×80
岩屑质长石砂岩 山东下第三系沙河街组。单偏光×65
（b ）
1 1 1 4 16 64 （c ） 1
1 256
80
滨湖砾石
80
滨湖砾石
80
冰碛物
60 40
60
60 40
40 20
20
20
256 64 16 4
1
1 1 1 1 4 16 64 256
256 64 16 4
1
1 1 1 1 4 16 64 256
256 64 16 4
1
（d ）
（e ）
1 1 1 1 4 16 64 256 （f ）
根据砾石的成分分类(Classification by composition of gravels)
单成分砾岩和角砾岩（oligomictic conglomerates and breccias）
砾石成分较单一，同一种成分的砾石占75%以上，且多半是稳
定性较高的岩屑或矿物碎屑
一般分布于地形平缓的滨岸地带
砾石成分较复杂，磨圆度差，基质成分复杂。通常是当地岩石边冲刷、边沉积的破坏产物
层内砾岩: 半固结-破碎-再沉积，泥砾
碎屑岩
碎屑岩岩石机械风化后形成的岩石碎屑和矿物碎屑，经搬运、沉积、压实、胶结而成的岩石，称为碎屑岩。
基本简介碎屑岩是由于机械破碎的岩石残余物，经过搬运、沉积、压实、胶结，最后形成的新岩石。
又称陆源碎屑岩。
碎屑岩中碎屑含量达50%以上，除此之外，还含有基质与胶结物。
基质和胶结物胶结了碎屑，形成碎屑结构。
按碎屑颗粒大小可分为砾岩、砂岩、粉砂岩等。
碎屑岩按物质来源分类按物质来源可分为陆源碎屑岩和火山碎屑岩两类。
火山碎屑岩按碎屑粒径又分为集块岩（>64毫米）、火山角砾岩（ 64～2毫米）和凝灰岩（256毫米)、粗砾岩（256～64毫米）、中砾岩（64～4毫米）、细砾岩（4～2毫米）。
砂岩按砂粒大小可细分为巨粒砂岩（2～1毫米），粗粒砂岩（1～0.5毫米）、中粒砂岩（0.5～0.25毫米）、细粒砂岩（0.25～0.1毫米）、微粒砂岩（ 0.1～0.0625毫米）。
粉砂岩按粒度可分为粗粉砂岩（ 0.0625 ～0.0312毫米），细粉砂岩（ 0.0312～0.0039毫米）。
碎屑岩主要由碎屑物质和胶结物质两部分组成。
碎屑物碎屑岩碎屑物质又可分为岩屑和矿物碎屑两类。
岩屑成分复杂，各类岩石都有。
矿物碎屑主要是石英、长石、云母和少量的重矿物。
胶结物主要是化学沉积形成的矿物，它们充填在碎屑之间起胶结作用，主要有硅质矿物、硫酸盐矿物、碳酸盐矿物、磷酸盐矿物及硅酸盐矿物。
碎屑岩的孔隙是储存地下水及油、气的对象，研究碎屑岩对寻找地下水及油气矿床有实际意义。
矿物成分碎屑岩的矿物成分以石英和长石为主，它们对储层物性的影响不同。
一般说来，石英砂岩比长石砂岩储集物性好。
碎屑岩成分原因一长石的亲水性和亲油性比石英强，当被油或水润湿时，长石表面所形成的液体薄膜比石英表面厚，在一般情况下这些液体薄膜不能移动。
这样，它在一定程度上减少了孔隙的流动截面积，导致渗透率变小。
原因二长石和石英的抗风化能力不同。
石英抗风化能力强，颗粒表面光滑，油气容易通过；长石不耐风化，颗粒表面常有次生高岭土和绢云母，它们一方面对油气有吸附作用，另一方面吸水膨胀堵塞原来的孔隙和喉道。
沉积岩石学4-1
石英、长石、（云母） 、重矿物
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
1．石英(Quarts)
(1)石英是碎屑岩中分布最广 的一种矿物.砂岩及粉砂岩中 平均含量达66.8％，在砾岩中 含量较少，粘土岩中含量更少。
(2)肉眼观察石英碎屑多呈碎 屑粒状，无色透明，玻璃光泽， 断口油脂光泽，硬度为7,无解 理；显微镜下无色，洁净光亮 无风化产物，粒状，无解理， 正低突起，一级灰白干涉色， 一轴晶正光性。
第二节 碎屑岩的成分
（四） 成分成熟度(compositional maturity) 碎屑岩的成分成熟度：指碎屑沉积组分在其风化、搬 运、沉积作用的改造下，成分上趋向于最稳定的终极 产物的程度。
重矿物中，锆石(Zircon)、电气石(Tourmaline)、
金红石(Rutile)是最稳定的，这三种矿物在透明重矿
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
来自沉积岩的石英－再旋回石英 呈浑圆状或带自生加大边是再旋回石英的特征。 来自石英砂岩的再旋回石英具自生加大边，可以是单 晶石英，也可以是多晶石英。另外，在碎屑颗粒中所
有圆度很高的颗粒，应看做是再旋回的产物。
由于多晶石英的晶间界线相对比较弱，按热力学
特点看，波状消光石英的稳定性又较差，因此它们在
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
(4)重矿物的类型及标型特征、重矿物的组合以及轻重矿物 的组合可有效的指示母岩的类型与性质。
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
(5)依据重矿及其组合在平面的变化趋势和规律可有效的确定物 源方向的碎屑的搬运方向。
第四章 陆源碎屑岩
第二节 碎屑岩的成分
第四章 陆源碎屑岩
(4)在肉眼下长石多为板柱状、短柱状、粒状， 无色-浅褐黄色，玻璃光泽，二组正交或近于正交的 完全解理，硬度6左右；镜下粒状，无色或因风化产 物而显灰-浅褐黄色，表面较脏，二组解理完全，双 晶常见，负低突起，一组灰干涉色。各种类长石可据 双晶、突起、风化产物不同相区别。
沉积学 陆源碎屑岩各论_粉砂岩与粘土岩
• 1) 粗粉砂岩 • 2) 细粉砂岩 0.1～0.05mm 0.05～0.01mm
– 很像砂岩，不仅与砂岩共生，也常发育各种交错层理，而且可 作为油气储层。 – 具有粘土岩特性，常与泥质岩或泥晶灰岩共生，可能成为生油 层。
• 若粉砂岩中混有较多的砂和粘土，按三级命名法命名。
沉积学_陆源碎屑岩各论
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
• 2. 按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划 分
– 1) 非晶质结构 – 2) 隐晶质结构★★★ – 3) 显微晶质结构 – 4) 粗晶结构
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（二）粘土岩的构造
– 1 宏观构造
• • • • • 无波痕 暴露成因构造 水平层理小于1cm者称页理。小于1mm者为纹理 生物扰动构造、生物遗迹 同生变形构造泥火山、水下滑动等
（一）非渗透性
(二) 吸附性 (三) 吸水膨胀性 (四) 基它性质
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
– 1. 根据颗粒的相对含量划分
• 1) 粘土结构/泥质结构 粘土>90%。
• 2) 含粉砂粘土结构 粘土>75%，粉砂10～25%；
• 3) 粉砂质粘土结构 粘土=75～50%，粉砂25～50%
沉积学_陆源碎屑岩各论
一、粘土岩的物质成分
（一）粘土矿物
• （2）蒙脱石族
– 蒙脱石★★拜来石★★、绿脱石★、皂石★
• 2：1型三层结构单元两层四面体夹一层八面体层
– 蒙脱石/高岭石/微晶高岭石
• 细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚
• 加水膨胀或呈浆糊状
– 很像砂岩，不仅与砂岩共生，也常发育各种交错层理，而且可 作为油气储层。 – 具有粘土岩特性，常与泥质岩或泥晶灰岩共生，可能成为生油 层。
• 若粉砂岩中混有较多的砂和粘土，按三级命名法命名。
沉积学_陆源碎屑岩各论
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
• 2. 按粘土矿物的结晶程度和晶体形态划 分
– 1) 非晶质结构 – 2) 隐晶质结构★★★ – 3) 显微晶质结构 – 4) 粗晶结构
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（二）粘土岩的构造
– 1 宏观构造
• • • • • 无波痕 暴露成因构造 水平层理小于1cm者称页理。小于1mm者为纹理 生物扰动构造、生物遗迹 同生变形构造泥火山、水下滑动等
（一）非渗透性
(二) 吸附性 (三) 吸水膨胀性 (四) 基它性质
沉积学_陆源碎屑岩各论
三、粘土岩的结构构造和颜色
（一）粘土岩的结构
– 1. 根据颗粒的相对含量划分
• 1) 粘土结构/泥质结构 粘土>90%。
• 2) 含粉砂粘土结构 粘土>75%，粉砂10～25%；
• 3) 粉砂质粘土结构 粘土=75～50%，粉砂25～50%
沉积学_陆源碎屑岩各论
一、粘土岩的物质成分
（一）粘土矿物
• （2）蒙脱石族
– 蒙脱石★★拜来石★★、绿脱石★、皂石★
• 2：1型三层结构单元两层四面体夹一层八面体层
– 蒙脱石/高岭石/微晶高岭石
• 细鳞片状、鹅毛状、棉絮状，轮廓不清楚
• 加水膨胀或呈浆糊状
矿物岩石课件：陆源碎屑结构
杂基支撑的砾岩
四、胶结类型
②孔隙胶结是指碎屑颗粒之间多呈点状接触，填隙物常为成岩期析出 的化学沉淀胶结物。是最常见的颗粒支撑结构，反映稳定强水流的沉积特 征。
铁白云石呈孔隙式胶结
四、胶结类型
③接触胶结是指颗粒之间呈点接触或线接 触，胶结物含量少，分布于碎屑颗粒相互接触 的地方，孔隙中无胶结物。
由干旱气候条件下的砂层，因毛细管作用， 溶液沿颗粒间细缝流动并沉淀而成。
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩的结构组分包括： 碎屑颗粒 杂基（基质） 胶结物 孔隙
陆源碎屑结构
碎屑颗粒是母岩机械破碎形成的。按照组成成分可分为岩屑、长石 碎屑和石英碎屑。 杂基是与碎屑颗粒同时沉积下来，并充填在碎屑颗粒之间的细小机 械混入物。 胶结物由碎屑颗粒间孔隙水中的某些物质沉淀形成的对碎屑颗粒和 杂基起到胶结作用的化学物质，按照成分类型可分为硅质胶结、钙质胶 结、铁质胶结和泥质胶结等。
二、碎屑颗粒的形态
球度是指碎屑颗粒三维空间形状接近于球体的程度。 在悬浮搬运组分中，球度小的片状颗粒最容易被漂走。 在滚动搬运中，只有球度大的颗粒才最易沿床底滚动。
二、碎屑颗粒的形态
磨圆度好颗粒的表面特征
碎屑颗粒的表面特征是指碎屑颗 粒表面在外力作用下所留下来的各种 痕迹，可反映岩石的沉积、成岩环境。
矿物岩石
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构：即陆源碎屑岩的结构。
碎屑结构
泥质结构 生物结构 残余结构 晶粒结构
沉积岩的主要结构类型 陆源碎屑结构 粒屑结构 泥状结构 泥晶结构
生物骨架结构、生物化石 交代残余结构、重结晶残余结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩是指由母岩机械破碎的碎屑物质，经过机械搬运和沉积， 并进一步压实和胶结而形成的一类沉积岩。
四、胶结类型
②孔隙胶结是指碎屑颗粒之间多呈点状接触，填隙物常为成岩期析出 的化学沉淀胶结物。是最常见的颗粒支撑结构，反映稳定强水流的沉积特 征。
铁白云石呈孔隙式胶结
四、胶结类型
③接触胶结是指颗粒之间呈点接触或线接 触，胶结物含量少，分布于碎屑颗粒相互接触 的地方，孔隙中无胶结物。
由干旱气候条件下的砂层，因毛细管作用， 溶液沿颗粒间细缝流动并沉淀而成。
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩的结构组分包括： 碎屑颗粒 杂基（基质） 胶结物 孔隙
陆源碎屑结构
碎屑颗粒是母岩机械破碎形成的。按照组成成分可分为岩屑、长石 碎屑和石英碎屑。 杂基是与碎屑颗粒同时沉积下来，并充填在碎屑颗粒之间的细小机 械混入物。 胶结物由碎屑颗粒间孔隙水中的某些物质沉淀形成的对碎屑颗粒和 杂基起到胶结作用的化学物质，按照成分类型可分为硅质胶结、钙质胶 结、铁质胶结和泥质胶结等。
二、碎屑颗粒的形态
球度是指碎屑颗粒三维空间形状接近于球体的程度。 在悬浮搬运组分中，球度小的片状颗粒最容易被漂走。 在滚动搬运中，只有球度大的颗粒才最易沿床底滚动。
二、碎屑颗粒的形态
磨圆度好颗粒的表面特征
碎屑颗粒的表面特征是指碎屑颗 粒表面在外力作用下所留下来的各种 痕迹，可反映岩石的沉积、成岩环境。
矿物岩石
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑结构：即陆源碎屑岩的结构。
碎屑结构
泥质结构 生物结构 残余结构 晶粒结构
沉积岩的主要结构类型 陆源碎屑结构 粒屑结构 泥状结构 泥晶结构
生物骨架结构、生物化石 交代残余结构、重结晶残余结构
陆源碎屑结构
陆源碎屑岩是指由母岩机械破碎的碎屑物质，经过机械搬运和沉积， 并进一步压实和胶结而形成的一类沉积岩。
陆源碎屑岩的构造5
陆源碎屑岩的成分
1、碎屑颗粒的成分
1) 矿物碎屑成分
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：来自花岗岩的锆石、独居石、金 红石、磷灰石；来自基性岩的尖晶石、铬铁矿、钛铁矿；来 自变质岩的石榴子石、十字石、蓝晶石、电气石等。
陆源碎屑岩的成分
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
。
陆源碎屑岩的成分
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%，多者可达95100%，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
碎屑岩中颗粒大小ห้องสมุดไป่ตู้碎屑成分之间的关系
陆源碎屑岩的基本组成
陆源碎屑岩的成分
碎屑颗粒成分：碎屑成分主要来源于陆
源区母岩机械风化作用。 常见的碎屑颗粒为：矿物碎屑 岩石碎屑
填隙物成分：杂基
胶结物
陆源碎屑岩的成分
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
在国际上应用较广的是伍登-温特华斯（UddenWentworth）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。我国生产实 际中应用较广泛的是十进制。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
– 研究意义
鉴别描述、分类命名沉积岩的依据 沉积岩成因分析的重要标志
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
第一节
碎屑颗粒的结构
一、碎屑颗粒的粒度 二、碎屑颗粒的形状和球度 （一）碎屑颗粒的球度 （二）碎屑颗粒的形状
五、孔隙结构 ——孔隙是碎屑岩的重要结构组分之一 可分为： 1、原生孔隙——主要是粒间孔隙； 2、次生孔隙——是沉积物沉积以后，特别
是在固结成岩之后，岩石组分发生溶蚀作用形成 的孔隙。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
常见的碎屑颗粒粒度分级
>2mm 2～0.1mm 0.1～0.01mm <0.01mm
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
砾 砂 粉砂 粘土（泥）
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
一、粒度
（1）粒级划分 砾(>2mm):细砾2-10mm, 中砾10-100mm, 粗砾100-1000,mm 巨砾>1000mm 砂(0.1-2mm):细砂0.1-0.25mm, 中砂0.25-0.5mm, 粗砂0.5-1mm, 巨砂1-2mm 粉砂(0.01-0.1):细粉砂0.01-0.05mm, 粗粉砂0.05-0.1mm 泥(<0.01mm)
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
四、填隙物的结构
1、杂基分类
原杂基：杂基。原始沉积状态，泥质结构，与颗粒界线清楚。 正杂基：经成岩作用明显重结晶后的原杂基。
淀杂基：成岩作用过程中，从孔隙水析出的粘土矿物胶结物。
晶体干净，透明度好。常在颗粒周围呈栉壳状或薄膜状分
0.5~0.25 0.25~0.1 0.1~0.05
粗
中 细
砂
砂 砂 砂
粗
中 细
砂
砂 砂
1~0.5
0.5~0.25 0.25~0.125 0.125~0.0625 0.0625~0.0312
极细砂 粗粉砂 粗粉砂 粉 砂
0.05~0.01
细粉砂
中粉砂
细粉砂 极细粉砂
0.0312~0.0156
0.0165~0.0078 0.0078~0.0039
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
（1）非晶质及隐晶质结构 非晶质结构
• 蛋白石、铁质 、磷酸盐矿物 常形成非晶质 结构
隐晶质结构
• 玉髓、隐晶质 磷酸盐、碳酸 盐等
（2）显晶质结构
粒状
胶结物呈结晶粒状分布于碎屑颗粒之间，碳酸盐胶 结物常具这样的结构。
布。
似 杂 基
外杂基：碎屑沉积物堆积后，成岩后生期充填于粒间孔隙中的 外来杂基物质。分布不均、污浊、透明度差。出现在碎屑
颗粒分选较好、原生孔隙发育处。
假杂基：软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物。常能同
时看到局部被压碎的软颗粒。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
镶嵌式胶结,石英砂岩
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
2种支撑类型、4种胶结类型、5种颗粒接触关系
•结构成熟度－碎屑沉积物经风化、搬运 和沉积作用的改造，使之接近终极结构 特征的程度。 •标志
粘土杂基 分选 高：杂基小于5%
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
二、碎屑颗粒的形状和球度
1、球度 球度是一个定量参数，用它来度量一个颗粒接近 球体的程度。 最大投影球度法：用与颗粒体积相同的球体的横 切面积与该球粒的最大投影面积的比值。
球度 C2
3
AB A、B、C分别表示颗粒的大、中、小三个轴的长度 颗粒的三个轴愈接近相等，则球度愈高；反之， 则低。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
2、形状
由颗粒中的A、B、C三个轴 的相对大小决定 四种形状： 圆球体：B／A＞2／3、C ／B＞2／3 椭球体：B／A＜2／3、C ／B＞2／3 扁球体：B／A＞2／3、C ／B＜2／3 长扁球体：B／A＜2／3 、C／B＜2／3
常用的碎屑颗粒粒度分级表
十 进 制 颗粒直径（毫米） >1000 1000~100 100~10 10~2 1~2 巨 粗 中 细 巨 砾 砾 砾 砾 砂 砾 粒 级 划 分 巨 中 砾 卵 砾 砾 石 石 2的几何级数制 颗粒直径（毫米） >256 256~64 64~4 4~2 2~1
极粗砂
1~0.5
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
思考题
1. 什么是碎屑岩的结构？
2. 什么是碎屑颗粒的粒度、球度、圆度、分选？
3. 碎屑岩的粒度分类方法——三级命名法？
4. 杂基可以分为几种？有何研究意义？
5. 胶结物的结构有哪些类型？
6. 常见的两种支撑方式和四种胶结类型分别是什
么？
如何描述碎屑岩结构特征？
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
基底式胶结,岩屑粉砂岩,东濮
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
孔隙式胶结,石英砂岩
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
<0.01
粘土（泥）
<0.0039
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
碎屑岩的粒度分类和命名
（1）三级命名法
• • • • ≥50% 50%～25% 25%～10% <10% ××岩 ××质+基本名 含×× ＋基本名 不参与命名
三、碎屑颗粒的圆度及碎屑颗粒的表面结构
（一）碎屑颗粒的圆度 （二）碎屑颗粒的表面结构 四、填隙物的结构
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
第一节
碎屑颗粒的结构
一、碎屑颗粒的粒度：就是碎屑颗粒的大小，
是碎屑岩最主要的结构特征
本科必修课
沉积岩与沉积相
鲜本忠 副教授
联系方式：E-mail: xianbzh@;
中国石油大学（北京）地球科学学院
Hale Waihona Puke 第四章 碎屑岩的结构及粒度分析
第一节 碎屑颗粒的结构 第二节 胶结类型及颗粒支撑性质
第三节 粒度分析
第四章
碎屑岩的结构及粒度分析
结构∶组成整体的各部分的搭配和安排 经济结构 建筑结构 碎屑岩的结构（Texture）
第二节 支撑方式与胶结类型
•杂基支撑结构－杂基含量较多，碎屑呈“游离状”分布于杂 基之中。
•颗粒支撑结构－杂基含量较少，使碎屑颗粒彼此相接触。
杂基支撑结构
颗粒支撑结构
第二节 支撑方式与胶结类型
• 在碎屑岩中，胶结物或填隙物的分布状况及其 与碎屑颗粒的接触关系称为胶结类型 • 决定碎屑岩胶结类型的因素，一是碎屑颗粒与胶 结物或填隙物的相对含量，二是碎屑颗粒之间的
指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系
碎屑岩 的结构
碎屑颗粒的结构 杂基和胶结物的结构 孔隙的结构 碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
第一节
碎屑颗粒的结构
碎屑颗粒的结构特征一般包括：
——粒度（grain size） ——球度（Sphericity） ——圆度（Roundness） ——形状（Shape） ——以及颗粒的表面特征
带状/薄膜状
胶结物围绕颗粒呈带状/薄膜状分布
栉壳状
胶结物呈纤维状或细柱状垂直碎屑表面生长
凝块状或斑点状
• 胶结物在岩石不均匀分布
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
（3）嵌晶结构 胶结物的结晶颗粒较粗大， 晶粒间呈镶嵌结构，每一个 晶粒中都可含多个碎屑颗粒 。方解石、石膏、沸石等易 在成岩晚期阶段形成这种结 构 （4）次生加大结构 自生石英胶结物围绕碎屑石 英颗粒边缘呈次生加大边， 两者光性方位大体一致。有 时碎屑长石和方解石也可出 现自生加大结构。多出现于 硅质胶结砂岩
中轴/长轴（B/A）
短轴 /中轴(C/B)
三、碎屑颗粒的圆度
在国际上应用较广的是伍登-温特华斯（UddenWentworth）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。我国生产实 际中应用较广泛的是十进制。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
– 研究意义
鉴别描述、分类命名沉积岩的依据 沉积岩成因分析的重要标志
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
第一节
碎屑颗粒的结构
一、碎屑颗粒的粒度 二、碎屑颗粒的形状和球度 （一）碎屑颗粒的球度 （二）碎屑颗粒的形状
五、孔隙结构 ——孔隙是碎屑岩的重要结构组分之一 可分为： 1、原生孔隙——主要是粒间孔隙； 2、次生孔隙——是沉积物沉积以后，特别
是在固结成岩之后，岩石组分发生溶蚀作用形成 的孔隙。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
常见的碎屑颗粒粒度分级
>2mm 2～0.1mm 0.1～0.01mm <0.01mm
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
砾 砂 粉砂 粘土（泥）
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
一、粒度
（1）粒级划分 砾(>2mm):细砾2-10mm, 中砾10-100mm, 粗砾100-1000,mm 巨砾>1000mm 砂(0.1-2mm):细砂0.1-0.25mm, 中砂0.25-0.5mm, 粗砂0.5-1mm, 巨砂1-2mm 粉砂(0.01-0.1):细粉砂0.01-0.05mm, 粗粉砂0.05-0.1mm 泥(<0.01mm)
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
四、填隙物的结构
1、杂基分类
原杂基：杂基。原始沉积状态，泥质结构，与颗粒界线清楚。 正杂基：经成岩作用明显重结晶后的原杂基。
淀杂基：成岩作用过程中，从孔隙水析出的粘土矿物胶结物。
晶体干净，透明度好。常在颗粒周围呈栉壳状或薄膜状分
0.5~0.25 0.25~0.1 0.1~0.05
粗
中 细
砂
砂 砂 砂
粗
中 细
砂
砂 砂
1~0.5
0.5~0.25 0.25~0.125 0.125~0.0625 0.0625~0.0312
极细砂 粗粉砂 粗粉砂 粉 砂
0.05~0.01
细粉砂
中粉砂
细粉砂 极细粉砂
0.0312~0.0156
0.0165~0.0078 0.0078~0.0039
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
（1）非晶质及隐晶质结构 非晶质结构
• 蛋白石、铁质 、磷酸盐矿物 常形成非晶质 结构
隐晶质结构
• 玉髓、隐晶质 磷酸盐、碳酸 盐等
（2）显晶质结构
粒状
胶结物呈结晶粒状分布于碎屑颗粒之间，碳酸盐胶 结物常具这样的结构。
布。
似 杂 基
外杂基：碎屑沉积物堆积后，成岩后生期充填于粒间孔隙中的 外来杂基物质。分布不均、污浊、透明度差。出现在碎屑
颗粒分选较好、原生孔隙发育处。
假杂基：软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物。常能同
时看到局部被压碎的软颗粒。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
镶嵌式胶结,石英砂岩
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
2种支撑类型、4种胶结类型、5种颗粒接触关系
•结构成熟度－碎屑沉积物经风化、搬运 和沉积作用的改造，使之接近终极结构 特征的程度。 •标志
粘土杂基 分选 高：杂基小于5%
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
二、碎屑颗粒的形状和球度
1、球度 球度是一个定量参数，用它来度量一个颗粒接近 球体的程度。 最大投影球度法：用与颗粒体积相同的球体的横 切面积与该球粒的最大投影面积的比值。
球度 C2
3
AB A、B、C分别表示颗粒的大、中、小三个轴的长度 颗粒的三个轴愈接近相等，则球度愈高；反之， 则低。
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
2、形状
由颗粒中的A、B、C三个轴 的相对大小决定 四种形状： 圆球体：B／A＞2／3、C ／B＞2／3 椭球体：B／A＜2／3、C ／B＞2／3 扁球体：B／A＞2／3、C ／B＜2／3 长扁球体：B／A＜2／3 、C／B＜2／3
常用的碎屑颗粒粒度分级表
十 进 制 颗粒直径（毫米） >1000 1000~100 100~10 10~2 1~2 巨 粗 中 细 巨 砾 砾 砾 砾 砂 砾 粒 级 划 分 巨 中 砾 卵 砾 砾 石 石 2的几何级数制 颗粒直径（毫米） >256 256~64 64~4 4~2 2~1
极粗砂
1~0.5
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
思考题
1. 什么是碎屑岩的结构？
2. 什么是碎屑颗粒的粒度、球度、圆度、分选？
3. 碎屑岩的粒度分类方法——三级命名法？
4. 杂基可以分为几种？有何研究意义？
5. 胶结物的结构有哪些类型？
6. 常见的两种支撑方式和四种胶结类型分别是什
么？
如何描述碎屑岩结构特征？
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
基底式胶结,岩屑粉砂岩,东濮
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
孔隙式胶结,石英砂岩
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies 中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
<0.01
粘土（泥）
<0.0039
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
碎屑岩的粒度分类和命名
（1）三级命名法
• • • • ≥50% 50%～25% 25%～10% <10% ××岩 ××质+基本名 含×× ＋基本名 不参与命名
三、碎屑颗粒的圆度及碎屑颗粒的表面结构
（一）碎屑颗粒的圆度 （二）碎屑颗粒的表面结构 四、填隙物的结构
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
第一节
碎屑颗粒的结构
一、碎屑颗粒的粒度：就是碎屑颗粒的大小，
是碎屑岩最主要的结构特征
本科必修课
沉积岩与沉积相
鲜本忠 副教授
联系方式：E-mail: xianbzh@;
中国石油大学（北京）地球科学学院
Hale Waihona Puke 第四章 碎屑岩的结构及粒度分析
第一节 碎屑颗粒的结构 第二节 胶结类型及颗粒支撑性质
第三节 粒度分析
第四章
碎屑岩的结构及粒度分析
结构∶组成整体的各部分的搭配和安排 经济结构 建筑结构 碎屑岩的结构（Texture）
第二节 支撑方式与胶结类型
•杂基支撑结构－杂基含量较多，碎屑呈“游离状”分布于杂 基之中。
•颗粒支撑结构－杂基含量较少，使碎屑颗粒彼此相接触。
杂基支撑结构
颗粒支撑结构
第二节 支撑方式与胶结类型
• 在碎屑岩中，胶结物或填隙物的分布状况及其 与碎屑颗粒的接触关系称为胶结类型 • 决定碎屑岩胶结类型的因素，一是碎屑颗粒与胶 结物或填隙物的相对含量，二是碎屑颗粒之间的
指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系
碎屑岩 的结构
碎屑颗粒的结构 杂基和胶结物的结构 孔隙的结构 碎屑颗粒与杂基和胶结物之间的关系
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
第一节
碎屑颗粒的结构
碎屑颗粒的结构特征一般包括：
——粒度（grain size） ——球度（Sphericity） ——圆度（Roundness） ——形状（Shape） ——以及颗粒的表面特征
带状/薄膜状
胶结物围绕颗粒呈带状/薄膜状分布
栉壳状
胶结物呈纤维状或细柱状垂直碎屑表面生长
凝块状或斑点状
• 胶结物在岩石不均匀分布
Sedimentary Rocks & Sedimentary Facies
中国石油大学（北京）地球科学学院 鲜本忠
（3）嵌晶结构 胶结物的结晶颗粒较粗大， 晶粒间呈镶嵌结构，每一个 晶粒中都可含多个碎屑颗粒 。方解石、石膏、沸石等易 在成岩晚期阶段形成这种结 构 （4）次生加大结构 自生石英胶结物围绕碎屑石 英颗粒边缘呈次生加大边， 两者光性方位大体一致。有 时碎屑长石和方解石也可出 现自生加大结构。多出现于 硅质胶结砂岩
中轴/长轴（B/A）
短轴 /中轴(C/B)
三、碎屑颗粒的圆度