碎屑岩由碎屑成分共29页文档
3 陆源碎屑岩总论(成分结构)
锆石、电气石、金红石、 重晶石、磷灰石、绿帘石、 锆石、电气石、金红石、石榴 山石、 石、刚玉、锡石、白钛矿、板 帘石、阳起石、符山石、红柱 钛矿、磁铁矿、榍石、十字石、 钛矿、磁铁矿、榍石、十字石、 、硅线石、黄铁矿、普通角 石 硅线石、黄铁矿、 蓝晶石、 蓝晶石、独居石 闪石、透辉石、普通辉石、 闪石、透辉石、普通辉石、斜 方辉石、橄榄石 方辉石、
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第二节
碎屑岩的结构
碎屑岩结构是组成岩石的颗粒大小、 碎屑岩结构是组成岩石的颗粒大小 、 形状 及基组合方式。具体包括碎屑颗粒的结构 碎屑颗粒的结构、 及基组合方式。具体包括碎屑颗粒的结构、填 隙物的结构、碎屑与填隙物之间关系等三部分 隙物的结构、碎屑与填隙物之间关系等三部分 内容。 内容。
一、碎屑颗粒的结构
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砂岩的红色铸体薄片
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砂岩的红色铸体薄片
粉砂岩的扫描电镜照片
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一、碎屑颗粒
碎屑颗粒主要是由母岩物理风化作用过程 中机械破碎而成的矿物碎屑和岩石碎屑组成。
（一）矿物碎屑
目前已经发现的碎屑矿物约有160种 目前已经发现的碎屑矿物约有160种，最常 160 见的约20 20种 但在一种碎屑岩中， 见的约20种。但在一种碎屑岩中，其主要碎 屑矿物通常不过3 屑矿物通常不过3至5种。
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（一）矿物碎屑
碎屑矿物按比重可分为和两类: 碎屑矿物按比重可分为和两类: 轻矿物:比重＜ 86，主要为石英 长石； 石英、 轻矿物 : 比重 ＜ 2.86 ， 主要为 石英 、 长石 ； 重矿物:比重＞ 2.86， 主要为岩浆岩中的 重矿物 : 比重 ＞ 86 ， 付矿物（榍石、铝英石） 部分铁镁矿物（ 付矿物（榍石、铝英石）、部分铁镁矿物（如 辉石、角门石）以及变质岩中的变质矿物（如 辉石、角门石）以及变质岩中的变质矿物（ 石榴石、红柱石） 此外， 石榴石、红柱石），此外，重矿物中还包括沉 积和成岩过程中形成的比重大于2 86的自生矿 积和成岩过程中形成的比重大于2.86的自生矿 如黄铁矿、重晶石） 物（如黄铁矿、重晶石），但它们属于化学成 因物质范畴。 因物质范畴。
碎屑岩的组成
碎屑岩的组成
碎屑岩是一种由碎屑颗粒组成的岩石，包括沉积岩和变质岩。
沉积岩是由于物理和化学作用而导致的碎屑颗粒沉积在地表形成的岩石，如砂岩、泥岩、石灰岩等。
变质岩是由于地壳内部高温和高压的作用而形成的岩石，如片岩、麻粒岩、石英岩等。
碎屑颗粒可以来自岩石的风化和侵蚀，也可以是由生物残骸形成的。
沉积岩的碎屑颗粒大小不同，可以分为砂粒、粉砂和泥粒。
变质岩中的碎屑颗粒则经过高温和高压的作用，产生了变化，形状也会发生改变。
除了碎屑颗粒外，碎屑岩的组成中还包括胶结物和空隙。
胶结物指的是在碎屑颗粒之间填充的物质，如石英、钙质和黏土等。
空隙则是指碎屑颗粒之间的间隙和孔隙。
空隙的大小和数量对岩石的物理特性和渗透能力具有重要影响。
总的来说，碎屑岩的组成是由碎屑颗粒、胶结物和空隙组成的，这些因素共同决定了碎屑岩的性质和用途。
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碎屑岩的成分
3、铁质胶结：赤铁矿、褐铁矿。
砂岩中的氧化铁物质，一部分是与碎屑颗 粒同时从溶液中沉淀出来的原始孔隙充填物 （即沉积～同生阶段生成的）。另一部分铁质 是含铁矿物在成岩作用过程中不断被孔隙水分 解，从而将氧化铁释放出来。
（一） 矿物碎屑：
目前已发现的碎屑矿物约有160多种、最常见 的约20种。但在一种碎屑岩中，其主要碎屑矿物通 常不过3～5种。
1、 石英：
石英抗风化能力很强，既抗磨又难分解，同时 在大部分岩浆岩和变质岩中石英含量又高，因此， 石英是碎屑岩中分布最广的一种碎屑矿物，尤其 在较细的碎屑岩（砂岩及粉砂岩）中含量相当高 （平均含量可达66.8%）。
石英在沉积岩中，一般呈不规则粒状，完整晶 形极少见，灰白或烟灰色、常因胶结物的浸染光 泽不明显。
（1）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，或含一些岩浆岩副矿物包裹体，很浑
浊。常表现明显的波状消光 。
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
（三）盆内碎屑：
盆内碎屑是指在盆地内生成的碎屑，不是陆地搬 运来的（但其物质成分可以是陆源的）。相对于陆源 碎屑而言，盆内碎屑又称为内源碎屑。
盆内碎屑主要是：碳酸盐鲕粒、化石碎屑、泥质 内碎屑、球粒、内碎屑等。
（四）碎屑岩中颗粒大小与碎屑成分之间的相互关系：
二、化学沉淀物质：胶结物和自生矿物。
（一）自生矿物：指在同生、成岩、后生阶段生 成的矿物。
自生矿物的特点：自生矿物可形成于不同的阶段、 不同的介质环境。但其共同特点是：成分一般较单一、 结晶颗粒较小，清洁透明、晶形完好。
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》第三章 碎屑岩的成分
表3—8 化学成分与粒度的关系（引自裴蒂庄，1975）
组成 SiO2 TiO2
AL2O3 氧化铁 MgO
CaO Na2O K2O
细砂 71.15 0.50 10.16 3.72 1.66 3.65 0.86 2.20
粉砂 61.24 0.85 13.30 3.94 3.31 5.11 1.32 2.33
镇川1井，h8，黑云母受压变形 100倍
3、重矿物
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
电气石、锆英石、金红石、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
长石砂岩中，砾岩、粉砂岩中含量较少。
（2）来源：主要来自花岗岩、花岗片麻岩 （3）长石大量出现的有利因素：
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，快速堆积。
（4）稳定性：钾长石>钠长石>钙长石；正长石>微 斜长石。
长石
斜长石,白云石胶结,细砂岩,东濮,100(+)
锆石,石榴石,角闪石
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
沉积岩
重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物 重矿物 轻矿物
重矿物
轻矿物
矿物组合（包括部分岩屑） 锆石 金红石 榍石 磷灰石 黑云母 石英 正长石 微斜长石 酸性斜长石
辉石 角闪石 安山岩或玄武岩岩屑 中性和基性斜长石
碎屑岩的成分可以用其所含的矿物成分表示，也可用化学成 分表示。
沉积岩石学
（一）碎屑岩的成分1、碎屑岩由碎屑成分和填隙物成分（杂基、胶结物）组成。
2、碎屑岩的碎屑成分除陆源碎屑外还有岩石碎屑；岩石碎屑是以矿物集合体的形式出现的，它的成分反映着母岩的岩石类型。
3、碎屑矿物按密度可分为轻矿物和重矿物（>2.86）。
4、碎屑：是母岩岩石的碎块。
是保持着母岩结构的矿物集合体。
是提供沉积物来源区岩石类型的直接标志。
5、杂基：是碎屑岩中细小的机械成因组分。
以泥岩为主，次为细粉砂。
6、胶结物：充填于颗粒之间的起胶结作用的自生矿物。
7、按成熟度划分可将砂岩分为成熟砂岩和未成熟砂岩两类。
（二）碎屑岩的结构及粒度分析1、碎屑岩的结构：是指构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状及空间组合方式。
碎屑岩的结构组合包括碎屑颗粒和填隙物（杂基、胶结物）。
2、碎屑颗粒的结构特征一般包括粒度、球度、形状、圆度及颗粒的表面特征。
3、粒度分级（直径）：巨砾>1000mm 巨砂2－1mm 粉砂0.1－0.01mm粗砾1000－100mm 粗砂1－0.5mm 粘土<0.01mm中砾100－10mm 中砂0.5－0.25mm细砾10－2mm 细砂0.25－0.1mm4、球度：它是用来度量一个颗粒近于球体的程度。
是一个定量参数。
颗粒的形状是由ABC三个轴的相对大小决定的。
可分为四种形状：圆球体、椭球体、扁球体、长扁球体。
5、圆度：是指颗粒的原始棱角被磨圆的程度。
是碎屑的主要结构特征。
碎屑的圆度一方面取决于它在搬运过程中所受的磨蚀作用强度，另一方面也取决于碎屑本身的物理化学性质及其原始形状、粒度等。
碎屑的圆度划分为四个级别：棱角状、次棱角状、圆状、次圆状。
沉积产物不是化学沉淀组分。
从成分上看，杂基多为粘土矿物，有时为碳酸盐灰泥、云泥及一些细粉砂碎屑颗粒。
原始杂基和正杂基都可以作为沉积环境的标志。
8、结构成熟度：是指碎屑沉积物经风化、搬运和沉积作用的改造，使之接近终极结构特征的程度。
9、胶结物的结构类型：非晶质及隐晶质结构、显晶粒状结构、嵌晶结构、自生加大结构。
碎屑岩
是指一种矿物代替另一种矿物的现象，它的实质是被交代矿物的溶解和交代矿物的沉淀同时进行而导致替代 现象的发生。在地下深处由于孔隙水成分的改变，导致长石、火山岩屑、碳酸盐岩屑和方解石、硫酸盐等胶结物 的大量溶解，形成次生溶蚀孔隙，使储层孔隙度增大。这种次生溶蚀孔隙对改善储层物性的重要性近来受到愈来 愈多的重视。
孔隙和裂隙。岩石中未被固体物填充的空间叫做孔隙或裂隙，是地下水及油、气的储存所。孔隙可分为原生 孔隙和次生孔隙两类。
孔隙类型
次生孔隙
原生孔隙
混合孔隙
是指在沉积时期或在成岩过程中形成的孔隙。原生孔隙主要是粒间孔隙。所谓粒间孔隙是指碎屑颗粒支撑的 碎屑岩，在碎屑颗粒之间未被杂基充填，胶结物含量少而留下的原始孔隙。粒间孔隙在砂岩储层中最普遍，分布 比较稳定。具粒间孔隙的砂岩储集层其孔隙度为5%-40%，后者几乎是未固结的松散砂层。
岩石物理数值模拟、实验测试和测井技术的发展丰富了人们对储层性质的认识。通过多学科、多信息分析可 得不同尺度的响应特征。针对非均质碎屑岩，通过多信息融合技术进行孔隙结构分析并建立饱和度模型及流体识 别标准，实现定性-定量相结合的储层综合评价，进而提高解释符合率是测井解释家所的重点。
对碎屑岩成岩作用研究的意义在于，为深部油气勘探提供理论基础和科学依据。成岩作用对储层的影响表现 在二个方面：
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（<2毫米)、粗砾岩 （256～64毫米）、中砾岩（64～4毫米）、细砾岩（4～2毫米 ）。
陆源碎屑岩中，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 ）。
碎屑岩的物质成分
