第二章

陸源碎屑巖總論碎屑巖又叫陸源碎屑巖，是指母巖風(fēng)化作用所形成的碎屑物質(zhì)經(jīng)過機(jī)械搬運(yùn)沉積（少量化學(xué)搬運(yùn)沉積）和沉積后作用所形成的巖石。巖石（包括碎屑巖）的沉積特征描述包括四個方面，即成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和顏色。1第一節(jié)

碎屑巖的物質(zhì)成分碎屑巖包含四種基本組成部分：碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物和孔隙。碎屑顆粒簡稱顆粒:是碎屑巖最主要的組成部分，占整個巖石的50％以上，并決定了碎屑巖的基本特征。填隙物包括雜基和膠結(jié)物?？紫?巖石中未被充填部分，儲集油氣的空間。2砂巖的紅色鑄體薄片3粉砂巖的掃描電鏡砂巖的紅色鑄體薄片4一、碎屑顆粒碎屑顆粒主要是由母巖物理風(fēng)化作用過程中機(jī)械破碎而成的礦物碎屑和巖石碎屑組成。（一）礦物碎屑目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的碎屑礦物約有160種，最常見的約20種。但在一種碎屑巖中，其主要碎屑礦物通常不過3至5種。5（一）礦物碎屑碎屑礦物按輕礦物:重礦物:可分為和兩類:＜2.86，主要為石英、長石；＞2.86，主要為巖漿巖中的付礦物（榍石、鋁英石）、部分鐵鎂礦物（如輝石、角門石）以及變質(zhì)巖中的變質(zhì)礦物（如石榴石、紅柱石），此外，重礦物中還包括沉積和成巖過程中形成的大于2.86的自生礦物（如黃鐵礦、重晶石），但它們屬于化學(xué)成因物質(zhì)范疇。6石英碎屑巖中分布最廣一種礦物.砂巖及粉砂巖中平均含量達(dá)66.8％，在礫巖中含量較少，在粘土巖中則含量更少。石英具油脂光澤，但只在新鮮斷口上表現(xiàn)的明顯。硬度為7,無解理.在結(jié)晶巖中，深成中酸性巖漿巖、石英一長石質(zhì)片麻巖及片巖

的石英，是碎屑石英的主要來源。不同來源的石英往往特點不同:

體、波狀消光現(xiàn)象等。單晶石英是指顆粒由單個石英晶體構(gòu)成，而多晶石英指的是顆粒為多個石英晶體的集合體。7砂巖中的自生礦物黃鐵礦？8石英砂巖中石英砂粒，掃描電鏡1mm

（毫米）=

10-3m 1?(微米)

=

10-6m9自生石英膠結(jié)物晶形完好，莓狀黃鐵礦？掃描電鏡

。10砂巖中的自生石英晶形完好。掃描電鏡11，砂巖中石英、巖屑和12掃描電鏡長石顆粒。砂巖掃描電鏡，孔隙發(fā)育。13石英砂巖顆粒，普通薄片，正光偏光14石英砂巖中石英顆粒的縫合接觸和凹凸接觸，普通薄片，正交偏光。15石英顆粒，表面光滑，色一級灰黃。16長石在碎屑巖中長石的含量少于石英。據(jù)統(tǒng)計，砂巖中長石的平均含量為10～15％，遠(yuǎn)比石英含量為少。長石很容易水解；從物理性質(zhì)上看，它的解理和雙晶都很發(fā)育，易于破碎。因此在風(fēng)化和搬運(yùn)的過程中，長石逐漸地被淘汰。在有些砂巖中長石的含量可以相當(dāng)高。例如我國某些陸相沉積的儲油巖層中，長石的含量可達(dá)到50％。17長石主要來源于花崗巖和花崗片麻巖。一般認(rèn)為，在碎屑巖中鉀長石多于斜長石，在鉀長石中正長石略多于微斜長石，在斜長石中鈉長石遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鈣長石。在沉積巖中,長石顆粒易被溶解和轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)變?yōu)楦邘X石和絹云母18微斜長石的格子雙晶，正交偏光19砂巖中的長石顆粒，解理和溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，掃描電鏡20長石砂巖，顆粒有石英和長石，長石可見解理，且表面高嶺而變得混濁。紅色鑄體薄片。21長石顆粒，解理和雙晶發(fā)育，高嶺石和絹云母化明顯。22云母和綠泥石在云母類的礦物碎屬中以白云母居多，因為抗化學(xué)風(fēng)化的能力要比黑云母和綠泥石都強(qiáng)得多，常分布于細(xì)砂巖和粉砂巖的層面上。綠泥石成為碎屑礦物出現(xiàn)的不多，因其穩(wěn)定性并不比黑云母高，故很多綠泥石都是成巖后生作用的產(chǎn)物，常成為填隙物產(chǎn)出。234．重礦物碎屑巖中>2.86的礦物稱重礦物。它們在巖石中含量很少，一般不超過10％，其分布的粒度受重礦物的晶形大小、及硬度的控制。重礦物是在

0.25～0.05mm的粒級范圍內(nèi)含量最高。穩(wěn)定的重礦物不穩(wěn)定的重礦物鋯石、電氣石、金紅石、石榴石、剛玉、錫石、白鈦礦、板鈦礦、磁鐵礦、榍石、石藍(lán)晶石、獨居石重晶石、磷灰石、綠簾石、黝簾石、陽起石、符山石、紅柱、石、硅線石、黃鐵礦、普通角閃石、透輝石、普通輝石、斜方輝石、橄欖石24（二）巖石碎屑巖屑是母巖巖石的碎塊，是保持著母巖結(jié)構(gòu)的礦物集合體，簡稱巖屑或巖塊。碎屑巖的一種重要組分，直接提供有關(guān)母巖的特征；由于巖屑抵抗風(fēng)化的能力較弱，故其大量出現(xiàn)反映了一種特殊的地質(zhì)條件，如干燥的氣候條件，快速的剝蝕和堆積環(huán)境，離母巖近，而搬運(yùn)不遠(yuǎn)等等。由于各類巖石的成分、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化穩(wěn)定度等存在顯著差別，所以在風(fēng)化、搬運(yùn)過程中，各類巖屑含量變化很大。巖屑的含量和種類決定于粒度、母巖成分及成熟度等因素。255.半晶質(zhì)的酸性噴出巖巖屑，6.千枚巖巖屑和白云母片，7.板巖巖屑,

8.淺變質(zhì)粉砂巖。

2627酸鹽礦物（石膏，硬石膏）。二、填隙物填隙物包括雜基和膠結(jié)物。雜基與“基質(zhì)”基本同義，是指與碎屑顆粒一起機(jī)械沉積下來的較細(xì)粒物質(zhì)，主要是粘土物質(zhì)，還有細(xì)粉砂、碳酸鹽灰泥和云泥等。膠結(jié)物是指碎屑顆粒之間孔隙內(nèi)和各種化學(xué)沉淀物質(zhì)即自生礦物，它們形成于成巖作用階段。常見的膠結(jié)物有碳酸鹽礦物（方解石，白云石，菱鐵礦）、硅質(zhì)礦物（石英、玉髓和蛋白石）和部分鐵質(zhì)礦物。其它填隙物還有海綠石、沸石、磷酸鹽礦物、硫28三、孔隙孔隙可以充填大量的氣體、液體（烴類氣體、CO2、水、石油、礦液）。原生孔隙，主要是粒間孔隙，即碎屑顆粒原始格架

間的孔隙。原生的孔隙度和滲透率與碎屑顆粒的粒度、分選性、球度、圓度、填集性有關(guān)。次生孔隙絕大多數(shù)都是形成于成巖中期及后生期，一般是巖石組分發(fā)生溶解作用的結(jié)果。如碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物礦物都比較容易發(fā)生溶解。此外，巖石的破碎和收縮也可以產(chǎn)生次生孔隙。第二節(jié)

碎屑巖的結(jié)構(gòu)碎屑巖結(jié)構(gòu)是組成巖石的顆粒大小、形狀及基組合方式。具體包括碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)、填隙物的結(jié)構(gòu)、碎屑與填隙物之間關(guān)系等三部分內(nèi)容。一、碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)碎屑顆粒本身的結(jié)構(gòu)特征，一般包括粒度、球度、形狀、圓度以及顆粒的表面特征。29（一）粒度碎屑顆粒的大小，是碎屑顆粒最主要的結(jié)構(gòu)特征。碎屑顆粒的大小直接決定著巖石的類型和性質(zhì)，因此它是碎屑巖分類命名的重要依據(jù)。粒級劃分>2mm………………..礫

2—0.05mm………….砂0.05—0.005mm….粉砂<0.005mm…………..泥3031粒級的劃分（1）2的幾何級數(shù)制——在國際上應(yīng)用較廣的是伍登-溫特華斯的方案。（2）十進(jìn)制。32Φ

=-log2D,

D—顆粒直徑，以mm為單位33常用的粒度分類命名的具體原則：三級命名法含量大于或等于50％的粒級定巖石的主名，即基本名；含量介于50～25％的粒級以形容詞“XX質(zhì)”的形式寫在主名之前;含量在25

～

10

％的粒級作次要形容詞，以

“含XX”的形式寫在最前面；含量小于l0％的粒級一般不反映在巖石的名稱中。如粉砂質(zhì)細(xì)砂巖，含礫粗砂巖，含泥粉砂質(zhì)細(xì)砂巖（2）假如碎屑巖的粒度分選較差，所含粒級較多，但沒有一個粒級的含量是大于或等于50％，而含量在

50～25％的粒級又不止一個。這時則以含量為50～25％的粒級進(jìn)行復(fù)合命名，以“XX-XX巖”的形式表示，含量較多的寫在后面。其它含量少的粒級仍按第一條原則處理。如：中-粗砂巖，粉-細(xì)-中砂巖；含礫的粗-細(xì)-中砂巖（不等粒砂巖）34（3）若碎屑巖的粒度分選更差，不但沒有含量大于50％的粒級，而且含量為50～25％的粒級也沒有或者只有一個。則應(yīng)將此巖石的全部粒度組分分別合并為礫、砂和粉砂三大級，然后按前兩條原則命名。2535010××質(zhì)含××基本巖石名稱50

%

3

BC

/

A

2（二）球度球度是指碎屑顆粒接近球體的程度，通常是用克魯賓（1941）

公式來計算球度系數(shù)：A：為顆粒最大扁平面上的最大直徑；

B：為最大扁平面內(nèi)垂直A軸的最大直徑；C：是垂直最大扁平面的最大直徑；A、B、C三軸互相垂直，但不一定交于一點；最大球度值l，最小值則趨近于零。36（三）圓度圓度是指碎屑顆粒的原始棱角被磨圓的程度，它是碎屑的重要結(jié)構(gòu)特征之一。圓度在幾何上反映了顆粒最大投影面的影象中的隅角曲率；38（四）形狀顆粒形狀是由其A、B、C三個軸的相對大小決定的。根據(jù)其長度比例將顆粒分為四種形狀：圓球狀、橢球狀、扁球狀和長扁球狀。在實際應(yīng)用中常用的形狀術(shù)語是。粒狀：特征是顆粒各向等長，如石英。柱狀：特征是一向特長，柱面發(fā)育。當(dāng)其長／寬＞3時為長柱狀，如角門石；當(dāng)長／寬＜3時為短住狀，如磷灰石。板狀：顆粒二向較長、一向較短，形如板片，如長石。片狀：二向近等，一向極短，形如葉片，如云母。針狀：一向極長。另二向特短，形如細(xì)針。其它：如放射狀、纖維狀等。（五）分選碎屑巖中顆粒大小均勻的程度稱為分選性或分選程度。分選性好：當(dāng)主要粒級成分含量＞75％（指占碎屑總量的75％以上）或者顆粒大小接近相等時，分選中等：當(dāng)主要粒級成分含量為50％～75％時；分選差：沒有一種粒級成分能夠超過50％，或者顆粒大小相差很懸殊；39（六）顆粒的表面結(jié)構(gòu)表面結(jié)構(gòu)是碎屑顆粒表面的形態(tài)特征，一般主要觀察表面的磨光程度及表面刻蝕痕跡兩個方面。40二、填隙物的結(jié)構(gòu)（一）膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)膠結(jié)物在碎屑巖中的含量小于50％，常見的膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)有：非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：呈非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的膠結(jié)物如蛋白石、鐵質(zhì)等。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：如玉髓、隱晶質(zhì)磷酸鹽、碳酸鹽等。顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：常見如碳酸鹽等膠結(jié)物。41帶狀（薄膜狀）和櫛殼狀（叢生）結(jié)構(gòu)：膠結(jié)物環(huán)繞碎屑顆粒呈帶狀分布稱為帶狀膠結(jié)，如

果膠結(jié)物呈纖維狀或細(xì)柱狀垂直碎屑表面生長時，稱櫛殼狀膠結(jié)；再生（次生加大）結(jié)構(gòu)：常自生石英膠結(jié)物沿碎屑石英邊緣呈次生加大邊，兩者的光性方位是大體一致的。除石英外還有長石和方解石形成的次生加大結(jié)構(gòu)。426．嵌晶（連生）結(jié)構(gòu)：是指膠結(jié)物在重結(jié)晶時形成很大的晶體，或者是從孔隙水中結(jié)晶的粗大晶體，往往將一個或幾個碎屑顆粒包含在一個晶體之內(nèi)，嵌晶結(jié)構(gòu)是典型的后生階段產(chǎn)物。7、其它：凝塊狀或斑點狀結(jié)構(gòu)，由于膠結(jié)物在巖石中分布的不均勻性所造成的。4344（二）雜基的結(jié)構(gòu)雜基是指碎屑巖中與砂、礫一起機(jī)械沉積下來的，起填隙作用的細(xì)粒物質(zhì)，

粒度小于0.03mm；其成分常為＜0.03mm的細(xì)粉砂和粘土物質(zhì)，有時可見碳酸鹽灰泥和鐵質(zhì)成分的雜基，并常與粘土雜基混合出現(xiàn)。45雜基按成因可分為原雜基和正雜基兩種類型:原雜基:是原始沉積物，主要是未重結(jié)晶的粘土質(zhì)點，其間還常含有較多的石英、長石和云母的細(xì)粉砂級碎屑;正雜基:是經(jīng)過了成巖變化的明顯重結(jié)晶的原雜基。重結(jié)晶的粘土物質(zhì)多呈顯微鱗片結(jié)構(gòu);

雜基應(yīng)屬原始機(jī)械沉積產(chǎn)物;可以反映沉積介質(zhì)的流動特點;46三、膠結(jié)類型在碎屑巖中，碎屑顆粒和填隙物間的關(guān)系稱為膠結(jié)類型或支撐類型。它首先和碎屑顆粒與填隙物的相對含量有關(guān)，其次則和顆粒間的接觸關(guān)系有關(guān)。膠結(jié)類型有：48基底膠結(jié):填隙物含量較多，碎屑顆粒在其中互不接觸而呈漂浮狀;孔隙膠結(jié):碎