岩石学-No.12-3(第三节 粉砂岩)
《岩石学》第12章 陆源碎屑岩
岩屑、石英、长石 砂粒，粘土基质
三、常见岩石类型
岩屑杂砂岩： 形成环境：强烈剥蚀和快速堆积条件。 常见于冲积扇和冲泛平原中。
长石砂岩、岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩、 岩屑砂岩是构造活动带的常见产物。
第三节、粉砂岩
• 粒度在0.063-0.004mm的碎屑含量大 于50%的陆源碎屑岩。 • 形成环境：常产于河漫滩、潮坪、 三角洲、泻湖、沼泽及海、湖的较 深水带。
2、陆源碎屑岩的基本组成：
（1）碎屑颗粒
（2）填隙物： 基质
（3）孔隙
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。
第二节、砂岩
• 粒度在2-0.063mm的碎屑含量大于 50%的陆源碎屑岩称为砂岩（砂） • 约占沉积岩总量的1/3，次于泥岩占 第二位
一、一般特征
• 1、组成：
石英、长石、岩屑 • 碎屑颗粒： 片状矿物（白云母和黑云母） 重矿物
• 填隙物： 胶结物：以碳酸盐矿物、次生加大的石英 以及铁质较为常见，偶见磷质胶结物。 基质：各种粘土矿物及粒度小于0.03mm的 碎屑颗粒：如细小的石英，长石等；
二、分类及常见岩石类型
黄土（未固结的多孔粉砂岩）：
浅黄色、棕黄色、褐色或者红色的土状沉积物。 组成：粉砂和泥质
矿物成分： 石英 ：＞50%、长石 碳酸盐：结晶方解石、隐晶方解石和少量白云石 20-30%，次生化学沉淀物 粘土矿物：为蒙脱石和白云母，10-20% 重矿物：5%
第12讲陆源碎屑岩各论粉砂岩与粘土岩
两层四面体夹一层八 面体层
顶部四面体片 中间八面体片 底部四面体片 层间交换性阳离子
蒙脱石/胶岭石/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
质纯白色/灰白色，含杂质呈黄色、桃红色、灰
绿色等。致密块状呈蜡状光泽，疏松土状光 泽暗淡。硬度1～2,相对密度2～3。 常与未变化的火山玻璃一同产出
在铝氧八面体中，Mg2+、Fe3+等可置换Al3+。
第四节 粘土岩
二、粘土岩的物质成分 （一）粘土矿物
（1）高岭石族 高岭石★★★、地开石★、珍珠陶土★
1：1型双层结构单元层由一层Si-O四面体和一层Al-(O-OH)八面体组成
四 面 体 片 八 面 体 片
高岭石
单个晶体：六边鳞片状、书页状。 集合体：蠕虫状、手风琴状；
★★
★
第四节 粘土岩
3.研究意义
分布最广，约占沉积岩总体积的55～60%。 沉积岩成因、沉积环境分析（吸附的微量元素可判断古环境和古气候） 重要的石油地质意义 重要的生油母质；良好盖层；泥岩裂缝油气藏
工业用途
可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等 经济意义 富集稀有元素和稀土元素，形成工业矿床黑色页岩和碳质页
第三节 粉砂岩
（二） 根据碎屑成分 单成分粉砂岩 石英为主 复成分粉砂岩 除石英外，还有较多云母、长石或其它碎屑
（三） 根据胶结物成分
铁质粉砂岩 钙质粉砂岩
山东莱阳上侏罗统白云质粉砂岩
实例分析
Calcareous siltstone, Cambrian Fucoid beds, Loch Assynt
岩石学三大岩代表性岩石
岩石学代表性岩石火成岩超基性岩类:侵入岩:纯橄榄岩:颜色：深绿、黄绿、褐绿色。
结构构造：全自形或他形粒状结构，块状构造矿物组成：几乎全部（90～100％）由橄榄石组成，间或有少量（<10％）的辉石和角闪石。
副矿物多为铬铁矿、尖晶石和磁铁矿。
其它：新鲜的纯橄岩少见，通常遭受不同程度的蛇纹石化，若部分蛇纹石化，称蛇纹石化纯橄榄岩；若全部蛇纹石化，则叫蛇纹岩。
橄榄岩:结构：具细粒－粗粒结构，常呈包含结构和海绵陨铁结构(明显它形的金属矿物，胶结了自形较高的橄榄石和辉石)。
矿物组成：主要由橄榄石（40～90％）和辉石构成，含少量角闪石、黑云母或斜长石。
副矿物常为铬铁矿、磁铁矿。
其它特点：如果岩石中角闪石较多，则可形成角闪橄榄岩。
橄榄岩也易遭受次生变化，其中橄榄石变为蛇纹石，辉石和角闪石变为绿泥石等。
辉石岩:颜色：浅褐色、暗黑色或灰绿色。
结构：全自形粒状结构，也可有包含结构或海绵陨铁结构。
矿物组成：主要由辉石组成，可含少量橄榄石、角闪石及磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿等。
角闪石岩:颜色：黑色或墨绿色。
矿物组成：主要由角闪石组成（>90%），有时含少量辉石、橄榄石和磁铁矿。
其它：常呈脉状产出，穿插于其他超基性岩体中。
喷出岩:苦橄岩:颜色：呈淡绿色至黑色。
结构构造：隐晶质结构、块状构造，有时具气孔或杏仁构造。
矿物组成：主要由橄榄石（50～70％）和辉石（<40％）组成，可含少量基性斜长石、普通角闪石。
副矿物有钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等。
产状：往往产出于玄武岩的底部或与超基性侵入岩伴生金伯利岩:颜色：多呈黑、暗绿、绿、灰等，而以绿色常见结构构造：常见斑状结构和角砾状构造。
矿物成分：在斑状结构中斑晶成分主要是橄榄石、金云母。
在角砾状构造中，角砾成分十分复杂，有早期形成的金伯利岩、橄榄岩、辉石岩破碎而成的岩块，也有来自围岩的岩块，角砾之间的胶结物为金伯利岩浆物质。
蛇绿岩:大洋岩石圈向大陆消减时，洋壳下的上地幔随洋壳物质一起俯冲、拼贴到大陆边缘的构造岩片，因此常与岩壳物质相共生，总称为蛇绿岩或蛇绿岩套。
岩石学三大岩代表性岩石
岩石学代表性岩石火成岩超基性岩类:侵入岩:纯橄榄岩:颜色：深绿、黄绿、褐绿色。
结构构造：全自形或他形粒状结构，块状构造矿物组成：几乎全部（90～100％）由橄榄石组成，间或有少量（<10％）的辉石和角闪石。
副矿物多为铬铁矿、尖晶石和磁铁矿。
其它：新鲜的纯橄岩少见，通常遭受不同程度的蛇纹石化，若部分蛇纹石化，称蛇纹石化纯橄榄岩；若全部蛇纹石化，则叫蛇纹岩。
橄榄岩:结构：具细粒－粗粒结构，常呈包含结构和海绵陨铁结构(明显它形的金属矿物，胶结了自形较高的橄榄石和辉石)。
矿物组成：主要由橄榄石（40～90％）和辉石构成，含少量角闪石、黑云母或斜长石。
副矿物常为铬铁矿、磁铁矿。
其它特点：如果岩石中角闪石较多，则可形成角闪橄榄岩。
橄榄岩也易遭受次生变化，其中橄榄石变为蛇纹石，辉石和角闪石变为绿泥石等。
辉石岩:颜色：浅褐色、暗黑色或灰绿色。
结构：全自形粒状结构，也可有包含结构或海绵陨铁结构。
矿物组成：主要由辉石组成，可含少量橄榄石、角闪石及磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿等。
角闪石岩:颜色：黑色或墨绿色。
矿物组成：主要由角闪石组成（>90%），有时含少量辉石、橄榄石和磁铁矿。
其它：常呈脉状产出，穿插于其他超基性岩体中。
喷出岩:苦橄岩:颜色：呈淡绿色至黑色。
结构构造：隐晶质结构、块状构造，有时具气孔或杏仁构造。
矿物组成：主要由橄榄石（50～70％）和辉石（<40％）组成，可含少量基性斜长石、普通角闪石。
副矿物有钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等。
产状：往往产出于玄武岩的底部或与超基性侵入岩伴生金伯利岩:颜色：多呈黑、暗绿、绿、灰等，而以绿色常见结构构造：常见斑状结构和角砾状构造。
矿物成分：在斑状结构中斑晶成分主要是橄榄石、金云母。
在角砾状构造中，角砾成分十分复杂，有早期形成的金伯利岩、橄榄岩、辉石岩破碎而成的岩块，也有来自围岩的岩块，角砾之间的胶结物为金伯利岩浆物质。
蛇绿岩:大洋岩石圈向大陆消减时，洋壳下的上地幔随洋壳物质一起俯冲、拼贴到大陆边缘的构造岩片，因此常与岩壳物质相共生，总称为蛇绿岩或蛇绿岩套。
石灰岩
一、成分分类
1．石灰岩与白云岩过渡类型的划分 2．石灰岩与粘土岩过渡类型的划分
3．石灰岩与砂岩过渡类型的划分
1．石灰岩与白云岩过渡类型的划分
根据碳酸盐岩中方解石和白云石的相对含量，可首先把碳酸盐岩划分为石灰 岩和白云岩两大类；其次，在此两大类中还可划分出一系列的过渡类型，见表12
－1。
表12－1中的岩石类型是以 95％，75％，50％，25％，5％为界限划分的，也 可以用90％，75％，50％，25％，10％为界限划分。表中最后一栏的CaO与MgO 的比值，是与该类岩石的方解石和白云石的相对含量相对应的，所以也可以直接 利用它来判断岩石类型。这种分类方案是以室内的矿物鉴定和化学分析为依据的。 在野外工作阶段，不可能具备这些室内分析的数据，所以不可能划分得这么细。 故在野外工作中，通常把石灰岩—白云岩系列划分为以下四个类型，即： 1）（纯）石灰岩：方解石大于75％； 2）白云质石灰岩：方解石占75％～50％，白云石占25％～50％； 3）灰质白云岩：白云石占75％～50％，方解石占25％～50％； 4)（纯）白云岩：白云石大于75％。 就是说，在野外工作中，用75％，50％，25％三个界限就可以进行岩石划分 了。
2．石灰岩与粘土岩过渡类型的划分
碳酸盐岩常含有一定量的粘土矿物，因此，在碳酸盐岩和粘土岩之 间，也存在着一系列的过渡类型岩石，见表12－2。 同样，白云岩－粘土岩系列的岩石类型也可按表 12－2类推，即纯白 云岩、含泥的白云岩、泥质白云岩、白云质粘土岩、含白云的粘土岩、 纯粘土岩等。 表12－2的岩石类型也是以室内测试资料为依据的。在野外工作阶段， 以75％，50％，25％为界限，划分出（纯）白云岩、粘土质白云岩、白 云质粘土岩、（较纯）粘土岩等四个类型就可以了。
[整理版]砂岩和粉砂岩的描述
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实验五砂岩和粉砂岩的描述(2学时)一、实验目的与要求1.学习砂岩和粉砂岩标本的观察及描述方法。
2.掌握砂岩及粉砂岩的粒度分类及成分分类，学会正确命名，初步分析其形成条件。
二、实验内容观察和描述各种砂岩及粉砂岩标本。
三、实验指导(一)砂岩和粉砂岩观察及描述的一般程序1.岩石的颜色2.岩石的结构3.岩石的成分4.岩石的沉积构造特征5.成岩后生变化6.命名7.岩石成因(二)砂岩和粉砂岩手标本的观察描述内容及方法1.岩石的颜色：砂岩和粉砂岩的颜色反映其组成成分和形成环境，必须认真描述新鲜面的原生色，有意义的次生色也应描述。
岩石的颜色往往不是单一的颜色，描述时主要颜色放后，次要色放前，如紫红色、灰白色、黄灰色等。
2.岩石的结构(1)观察碎屑颗粒的结构，如粒度、形状、表面特征。
①目估各粒级占碎屑总量的百分含量(即将碎屑颗粒总含量视为100)，按粒度结构分类命名原则给予结构命名并确定分选性。
②观察碎屑颗粒的磨圆程度，分主次描述，如主要为次棱角状的，个别为圆状。
如果介于二者之间的，则描述为次圆状－次棱角状。
另外球度、形态及表面特征明显的、有意义的也应描述。
(2)观察和描述填隙物的结构杂基多为细粉砂和粘土，尤其是粉砂岩中粘土含量就更多些，标本上可见比较疏松而碎屑颗粒突出。
如果粘土重结晶则较硬，对砂岩而言，尤其要认真估计含量，因杂基含量<15%者为净砂岩，>15%者为杂砂岩。
胶结物的结构用肉眼则不易识别，需在显微镜下观察。
(3)观察和描述胶结类型。
3.岩石成分(1)观察和描述碎屑颗粒成分①岩屑的种类及其含量。
对于砂岩，当因颗粒小于能分辨岩屑种类时，即目估岩屑总含量，待磨薄片后详细鉴定。
②主要碎屑矿物的特征及含量对主要碎屑矿物应描述肉眼鉴定特征并目估百分含量，为正确定名提供矿物量的依据。
常见碎屑矿物主要有石英、长石、云母等，其特征如下：石英碎屑：无色、透明、粒状、无解理，具油脂光泽，硬度=7，大于小刀。
长石碎屑：肉红色或灰白色，粒状或长板状，但均有磨蚀，解理发育，解理面为玻璃光泽，有时可见卡氏双晶或聚片双晶，硬度=6，大于小刀。
三大岩石粒度划分--岩石学
一、沉积岩粒度划分1.砾(角砾)岩的一般特征：砾岩、角砾岩和沉积混杂岩合称为粗碎屑岩, 它是沉积岩中最粗的一类岩石，是母岩物理风化提供的最粗级碎屑而且一般搬运距离不远，故研究砾岩的成分可以有助于追溯物源。
由砾石(>2.0 mm)成分大于3０％而组成的岩石称为粗碎屑岩。
按主要砾石大小划分巨砾岩（Boulder conglomerate ）：主要砾石粒径超过250mm粗砾岩（Cobble conglomerate）：主要砾石粒径250-50mm中砾岩（Pebble conglomerate）：主要砾石粒径50-5mm细砾岩（Granule conglomerate）：主要砾石粒径5-2mm2、砂岩陆源碎屑中, 0.05-2mm的碎屑颗粒含量达50%以上的岩石称为砂岩.砂岩类型主要砂粒粒径mm单位φ单位极粗砂岩 2.0—1.0 －1—0粗砂岩 1.0—0.5 0—1中砂岩0.5—0.25 1—2细砂岩0.25—0.10 2—3极细砂岩0.10—0.05 3—43、粉砂岩粉砂级陆源碎屑含量超过50%的沉积岩称粉砂岩粒度0.05-0.01 0.01-0.005岩石类型粗粉砂岩细粉砂岩主要粒级粗粉砂级细粉砂级岩石类型石英粉砂岩长石粉砂岩石英：长石100∶0---- 75∶25-----0∶100岩石类型粉砂岩云母粉砂岩云母含量＜5% ＞5%岩石类型粉砂岩含泥粉砂岩泥质粉砂岩泥质含量0 5% 25% 50%4、泥级质点（主要指粘土矿物）含量超过50%的沉积岩称泥质岩。
二、变质岩粒度划分1、按主要变晶粒度，变晶结构分为绝对粒度：粗粒（coarse grained，＞2mm）中粒（medium grained，2-1mm）细粒（fine grained，1-0.1mm)微粒（micrograined，＜0.1mm2．变质岩的分类和命名基本原则：变质岩岩相学分类是在Best（1982）和Raymond（1995）的分类基础上拟定的。
砂岩和粉砂岩的描述
砂岩和粉砂岩的描述实验五砂岩和粉砂岩的描述(2学时)一、实验目的与要求1. 学习砂岩和粉砂岩标本的观察及描述方法。
2.掌握砂岩及粉砂岩的粒度分类及成分分类，学会正确命名，初步分析其形成条件。
二、实验内容观察和描述各种砂岩及粉砂岩标本。
三、实验指导(一)砂岩和粉砂岩观察及描述的一般程序1. 岩石的颜色2. 岩石的结构3. 岩石的成分4. 岩石的沉积构造特征5. 成岩后生变化6. 命名7. 岩石成因(二)砂岩和粉砂岩手标本的观察描述内容及方法1. 岩石的颜色:砂岩和粉砂岩的颜色反映其组成成分和形成环境，必须认真描述新鲜面的原生色，有意义的次生色也应描述。
岩石的颜色往往不是单一的颜色，描述时主要颜色放后，次要色放前，如紫红色、灰白色、黄灰色等。
2.岩石的结构(1)观察碎屑颗粒的结构，如粒度、形状、表面特征。
?目估各粒级占碎屑总量的百分含量(即将碎屑颗粒总含量视为100)，按粒度结构分类命名原则给予结构命名并确定分选性。
?观察碎屑颗粒的磨圆程度，分主次描述，如主要为次棱角状的，个别为圆状。
如果介于二者之间的，则描述为次圆状,次棱角状。
另外球度、形态及表面特征明显的、有意义的也应描述。
(2)观察和描述填隙物的结构杂基多为细粉砂和粘土，尤其是粉砂岩中粘土含量就更多些，标本上可见比较疏松而碎屑颗粒突出。
如果粘土重结晶则较硬，对砂岩而言，尤其要认真估计含量，因杂基含量<15%者为净砂岩，>15%者为杂砂岩。
胶结物的结构用肉眼则不易识别，需在显微镜下观察。
(3)观察和描述胶结类型。
3.岩石成分(1)观察和描述碎屑颗粒成分? 岩屑的种类及其含量。
对于砂岩，当因颗粒小于能分辨岩屑种类时，即目估岩屑总含量，待磨薄片后详细鉴定。
? 主要碎屑矿物的特征及含量对主要碎屑矿物应描述肉眼鉴定特征并目估百分含量，为正确定名提供矿物量的依据。
常见碎屑矿物主要有石英、长石、云母等，其特征如下:石英碎屑:无色、透明、粒状、无解理，具油脂光泽，硬度=7，大于小刀。
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第三节粉砂岩
大于50%砾石(0.004-0.063mm)碎屑组成陆源沉积岩岩石称为粉砂岩。
粉砂岩
一、一般特征
1、化学成分与碎屑成分
◆粉砂岩的化学成分：介于砂和泥之间，与泥质岩相比，富硅而贫铝和钾；与成分成熟度高的砂岩相比，则含硅较少。
◆碎屑组分：以石英为主，常含较多的云母、黏土矿物及绿泥石，也可含有一定数量的长石，但碎屑一般少见。
重矿物含量较高，可达2%-3%以上。
粉砂岩一般碎屑颗粒较细，磨圆度较差，颗粒多为棱角状、次棱角状
分选性较好，但有时也有砂屑混入物。
填隙物多为黏土基质，也有钙质和铁质的胶结物。
2、结构
3、构造
常见水平层理，有时因生物扰动作用而呈块状，也常见波状层理及小型斜层理。
二、粉砂岩的分类
粉砂石的粒度
一般按照:
石英与不稳定碎屑的含量
基质含量
（1）按粉砂石的粒度分类
☐粗粉砂岩：粒径0.03-0.063mm。
☐细粉砂岩：粒径0.004-0.03mm。
（2）按照石英与不稳定碎屑的含量分类◆单成分粉砂岩：以石英为主。
◆复成分粉砂岩：含较多的长石和云母。
三、常见的岩石类型
1、黄土
黄土是一种未固结的粉砂沉积。
主要由粉砂和泥质组成。
它是一种浅黄色、褐色或红色的土状沉
积物。