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系。其中,粒度是最主要的结构特点,据此可对碎屑岩进行划分。据粒度 的分类是碎屑岩的基本分类,同时,碳酸盐岩等的粒级分类与之相同,必须掌握之。
表2-1 粒径(mm) 碎屑岩中的碎屑 砾(石) 极粗砂 粗砂 中砂 细砂 极细砂 粗粉砂 粉 砂 细粉砂 泥(粘土) 细粉屑 泥屑 砂 粒级的划分级命名 碳酸盐岩中的内碎屑 砾屑 极粗砂屑 粗砂屑 砂 中砂屑 屑 细砂屑 极细砂屑 粗粉屑 粉 屑 细粉晶 泥晶 细晶 极细晶 粗粉晶 粉 晶 中晶 砂 晶 碳酸盐岩中的晶粒 砾晶 极粗晶 粗晶 2 0 1 0 0 5 0.5 c or 0.25 0.1 0.05 0.01 0.005 对于砾级的岩石,可直接度量其粒径,而砂岩中颗粒较细,不便于直接度量,因此如
何划分粗、中、细砂岩,对初学者并不容易,此时可借助于其他方面的特征及观察的难易 划分。
粗砂岩:肉眼能较清楚地将碎屑与填隙物分开,碎屑的特点如成分、光泽、形态、磨 圆度能清楚地观
察出来;
中砂岩:肉眼只能勉强地看出碎屑,借助于放大镜可清楚地将碎屑与填隙物分开,碎 屑的特点须仔细
观察才能搞清;
细砂岩:肉眼基本上不能看出碎屑,但砂感明显,借助于放大镜才能看出,但碎屑与 填隙物界限及碎
屑本身的特点不易清楚地观察,水湿后能较好地观察。
粉砂岩和泥岩的粒径极小,肉眼、放大镜皆不易观察,二者常形成过渡类型。此时主 要靠其他特征帮
助鉴定。如粉砂岩、泥质粉砂岩砂感明显,手掂之比泥岩重。泥岩无砂感, 粉砂质泥岩有砂感;还有其他如硬度、断口、可塑性、吸水性和膨胀性及被水泡软的程度 等特征加以判断。
分选性是指碎屑粒度大小的均一程度,在手标本上只能大致判断。若岩石中颗粒大小
均匀,某一粒级含量在 90%以上,谓之分选很好。若主要粒级在
75?90%间的谓之分选好,
50%称
主要粒级在50?75%间的谓之分选中等,若大小悬殊,没有一种粒级的含量能超过 之为分选差。对于砾岩、砂岩应做分选性特征的描述。
颗粒的形态还包括磨圆度和球度,在中砂岩以上的碎屑岩中应做此项观察,球度则更
多地在粗砂岩、砾岩中加以描述。
颗粒与填隙物之间的关系可大致地划分为颗粒支撑与基质支撑两类。基质支撑为较大 的碎屑颗粒互不
接触,散布在细的碎屑如粉砂及泥中。其形成往往与密度流有关,而颗粒 支撑为牵引流的成因。
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3、碎屑岩的成分及百分含量 碎屑岩类的成分由两部分组成一一碎屑物质和填隙物。碎屑物质是
矿物碎屑(碎屑石 英、长石、云母等)和岩石碎屑(岩屑) 。
根据碎屑岩的粒度,应尽可能地鉴定矿物碎屑的成分并分别估计百分含量。粗碎屑岩 应尽可能地鉴定
碎屑成分并分别估汁百分含量。在粒度比较细的碎屑岩中,粗略地估计以 某种矿物碎屑为主就可以了,按实际情况来确定。而在中碎屑岩中,除分别估计矿物碎屑 外,对于岩屑能区分是硅质岩屑还是非硅质岩屑就可以了。
现将三种碎屑类型特征介绍如下:
石英 :浅灰、烟灰、白色及无色,半透明 -- 透明,无解理,断口面油脂光泽,硬度大 于小刀。 长石 :新鲜的斜长石呈灰白色,钾长石为肉红色,短柱状或板柱状的形态,截面近矩 形,可见解理,解理面具玻璃光泽;风化面呈土状,多为灰白色,但其形态仍为柱状。
岩屑 :粗碎屑岩中的砾石可以根据颜色、结构、构造、成分来确定岩石碎屑名称。对 砂岩中的岩屑则难以确定。 首先根据颜色、 硬度、 对稀盐酸的反应可以区分开硅质岩屑 英岩屑、燧石岩等硅质岩屑) 、泥质及碳酸盐岩。而对某些喷出岩则要结合颜色大致区别开 基性及中酸性。
胶结物的成分也可以通过对稀盐酸的反应、硬度、颜色等确定是钙质、粘土质或硅质 等。据成分可对碎屑岩时行进一步的分类和命名。
砾岩:单成分砾岩与复成分砾岩。 砂岩:砂岩碎屑成分三端元分类(见教材) 粉砂岩和泥岩:在手标本上一般不能进行成分分类。
4、沉积构造 该项内容的观察与描述主要是在野外的岩层上进行,在手标本上,只能看到一些规模
很小的沉积构造现象。粗、中碎屑岩多数为块状层理。沉积构造所包含的内容有:
(1)层与层的厚度分级
(2)层理 ①层理的基本类型的确定。②描述层理的基本内容为:层理类型;细层、 层系、层系组
的厚度;细层倾斜方向与倾斜角度;层理呈现的原因(如颜色、粒度的变化、 碳屑及云母的排列、泥纹层等) ;
( 3)结核 首先应当按照结核形成的阶段区分同生结核、成岩结核或后生结核;观察 与描述内容为
成分、形态、大小、数量、分布状况等。
( 4)层面构造 (5)变形构造
5、其他内容(在野外观察)
(1)岩层中所保存的动、植物化石 应当根据条件,尽可能地鉴定化石的门、纲、目、科和属,对标准化石应尽可能的鉴 定到种,这项工作在室内进行。观察描述沉积岩中动植物化石时,应把重点放在生物群的 特点、数量、保存完整程度,分布状况及化石的变化特点 ( 如炭化、硅化等 )。
( 2)岩层间的接触关系 可划分过渡接触、明显接触和冲刷接触三种类型。 描述冲刷接触时,必须阐明冲刷面的形态特征,冲刷面上高、低部分之间的高距,并 应当观察冲刷面上岩石底部是否有下伏岩石的砾
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石。
(3)沉积厚度及其横向变化情况 (4)岩石在剖面中的位置
6、碎屑岩的名称的确定
从砾岩至泥岩各有其定名方法,但一般的定名步骤为:
(1)首先根据粒度确定碎屑岩的类别,即基本名称(砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩,其 中砾岩和砂岩还可进一步划分) ;
(2)认真鉴别碎屑成分及其含量;
( 3)一般定名方法,粒度 +成分特征 +基本名称;
( 4)较典型的沉积构选、颜色、胶结物或杂质成分在一定情况下可参与定名。
(二)碎屑岩手标本描述实例
1、粗碎屑岩(砾岩和角砾岩)描述实例:
标本号: 1308 产地:北京西山 时代:中侏罗统九龙山组。
手标本观察:浅灰色,砾石含量75%最大粒径20mm最小粒径2mm一般粒径10--15mm, 中等分选
度,多属次圆 -- 次棱角状。
砾石成分以白云岩及灰岩为主, 还有硅质岩和少量喷出岩; 硅质岩砾石中以燧石为主, 有少量石英
岩及棕红色碧玉,喷出岩砾石呈灰色或浅紫色,可能为中性喷出岩。
填隙物含量约 25%,浅灰色,局部带浅绿色,滴酸剧烈起泡,多为钙质,含砂,粉砂 级碎屑物质。
基底式胶结。
岩石命名:中粒复成分砾岩
2、中碎屑岩(砂岩)描述实例
标本号: 1487 产地: 北京昌平 时代: 震旦系龙山组。
手标本观察:灰绿色,中粒砂状结构,碎屑粒度以0.2mm左右为主、分选及圆度均好。
碎屑物质含量 >90%,以石英为主,石英略带浅红色,可能由于表面染有氧化铁簿膜。 胶结物为硅质
和海绿石质,含量运 10%。可见微交错层理,由海绿石富集的薄层状而显示出 来。
岩石命名:中粒海绿石质石英砂岩
3、细碎屑岩(粉砂岩 )
粉砂岩成分,一般较砂岩简单,以石英组分为主,因粒度小,野外及手标本观察条件 下,常不进行成
分分类。
粉砂岩描述的内容和程度与砂岩相同,只是由于粒度小,很多内容无法观察。 细碎屑岩描述实例
标本号: 1576 产地: 山西霍县 时代: 二叠系
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手标本描述:
灰褐色,粗粉砂状结构,碎屑物质以石英为主。略显水平层理,沿层面有少量白云母 碎片,粘土质胶
结物。
岩石命名:粗粉砂岩
4、粘土岩
生产实践中,常可根据粘土岩中含有一定数量其它化学成因矿物而分别命名。例如: 钙质泥岩和钙质
页岩,炭质泥岩和炭质页岩,黑色泥岩和黑色页岩,硅质泥岩和硅质页岩, 铝质泥岩和铝质页岩等等。
泥岩是指页理不发育的粘土岩,页岩则是指页理发育的粘土岩。 野外对粘土岩的描述应根据具体情况
实事求是地进行,描述的内容和程序是:颜色, 物理性质(硬度、断口、滑腻程度、粘舌性,在水中浸泡而变软或变松散的难易程度,膨 胀性,可塑性等) ,结构和构造,生物化石(种类、数量、保存完整程度、分布等
物,与上下岩层的接触关等,沉积相条件,岩石命名。
粘土岩描述实例:
标本号: 2187 产地:河北宣化 时代:白垩系 手标本观察:
浅肉红色或白色,粘土结构,块状构造,断口粗糙,略具滑腻感。在水中很易泡软, 粘舌性能不高,
较疏松,具裂隙。
岩石命名:斑脱岩(蒙脱石粘土岩)
) ;混入
(三)碎屑岩薄片观察、鉴定及描述的基本内容(以砂岩为主)
对砾岩来说,手标本观察能解决大部分问题,镜下观察仅补充不足(如对某种砾石成 分的确定、填隙
物的特征等) 。而对砂岩来讲在镜下对薄片的鉴定研究就重要的多,砂岩由 于粒度小,岩石性质方面许多数据和资料将由镜下的观察、测量、鉴定、分析来提供。
砂岩薄片的鉴定一般按照如下顺序进行:
1、估计碎屑物质与胶结物含量;
2、以格架碎屑物质为基础(把 Q、F、R 碎屑含量当 100%计),分别鉴定并描述各类矿 物碎屑与
岩石碎屑并估计其含量,注意碎屑的鉴定特征和次生变化,特别是成因方面的特 征描述;在含有可鉴别的重矿物时要把重矿物的类型鉴定出来;
3、分别鉴定并描述各胶结物的成分、含量、胶结类型;
4、显微结构:包括碎屑颗粒的最大,最小粒径,一般粒径,分选度,滚园度; 5、显微构造特点;
6、根据岩石成分、结构、构造特点进行成因方面的某些分析; 7、进行合理的岩石综合命名。
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碎屑岩镜下簿片鉴定的内容进一步叙述如下:
1、详细鉴定碎屑颗粒的成分
碎屑岩中主要碎屑颗粒在镜下的鉴定特征如下:
(1)石英 无色,透明,粒状,无解理,有时有裂纹,折光率略高于树胶,突起糙面不显著,表 面光滑,干涉色一级灰白,最高时可这一级淡黄,一轴晶
( 十) 。除此之外,常见波状消光
现象及气液包裹体或其它矿物的包裹体。根据消光性质、内部包体及颗粒形态等可帮助推 测石英的来源,如花岗岩来源、火山岩来源、变质岩来源、沉积岩来源(再旋回石英)等。
石英端元一般包括单晶和多晶石英,在有的分类中也可包括燧石、石英岩岩屑。
( 3) 长石 由于长石较石英容易风化或受到成岩作用的影响,应区分“新鲜的”和“具次生变化 的”(风化的或具交代现象的) ;在砂岩中,常见的长石是微斜长石、酸性斜长石,还有正 长石和条纹长石,和中基性斜长石很少见。根据光性特征应区分正长石、微斜长石(格子 状双晶)、透长石和(酸性)斜长石(聚片双晶) 、条纹长石(条纹结构) 。通常在砂岩中, 由于颗粒较小,正长石的卡式双晶常见不到,主要根据其折光率低于树胶、柱状形态、具 完全解理、颗粒表面常因风化而不清洁、微带浅棕色土状等特点与石英区别。
长石易风化或发生成岩变化,正长石和微斜长石常变化成高岭土,使长石表面呈浅棕 黄色土状;斜长石易变化形成绢云母或高岭土,绢云母的光性与白云母相似,呈极小的鳞 片状;长石变化后透明程度减低,其风化程度常分级表示。
(3) 岩石碎屑 (岩屑 )
在砂岩中可见到各种成分的岩石碎屑,在镜下要准确地鉴定出各种岩屑, 必须具有岩 浆岩、变质岩和各类沉积岩的镜下鉴定基础 ,并且碎屑岩中的岩屑是母岩经过风化搬运在 一定环境下沉积而成,是 物源区母岩类型组合的直接标志 ,但其本身的成分、结构、构造 等特征远没有母岩那样清楚, 因此是砂岩成分鉴定的一个 难点 ,所以鉴定时要十分仔细 (参 见教材相关内容和图) 。
(4)云母 在砂岩、粉砂岩中常见白云母碎片,黑云母较少见,但有时较富集。根据其极完解理、 较高折光率、二级彩色干涉色、颜色和多色性(指黑云母)等特点,就很容易与以上三种 碎屑区别开。
( 5)重矿物 在砂岩中常见的重矿物一般为较稳定—稳定的重矿物,如锆石、金红石、电气石、磷 灰石、石榴子石等,其他类型较少见。其主要鉴定特征如下:
锆石 :无色,正极高突起,无解理,彩色干涉色; 金红石 :淡粉色,正极高突起,可见解理,高级白干涉色;
电气石 :黄、蓝、绿等色调,多色性明显,无解理,可见裂理,彩色干涉色; 磷灰石 :无色,正中突起,一级灰干涉色,平行消光; 石榴子石 :无色,正极高突起,全消光; 其他重矿物的鉴定特征:略
( 5)其他类型的碎屑 如含煤地层的砂岩中,常见炭屑,形状多变,从无定形粒状到不规则条缕状以及透镜 状、纹层状等,黑色、褐红色多见,半透明—不透明,由沉积物中的植物碎屑炭化而成。
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