1、沉积岩石学一、沉积岩的形成与演化1. 沉积岩：在地壳表层条件下，由母岩的风化产物、火山碎屑、有机物质及宇宙物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运作用、沉积作用及沉积后作用形成的一类岩石。2. 沉积岩石学：研究沉积岩的物质成分、结构构造、分类和形成以及沉积分布规律的一门学科3. 沉积岩的分类：主要由母岩风化产物组成的沉积岩，是最主要的类型。可以根据母岩风化产物的类型（碎屑物质或溶解物质）及其搬运沉积作用的不同（机械和化学的）再划分为二类：碎屑岩、化学岩和生物化学岩。碎屑岩可根据其主要的结构特征（粒度）划分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩。化学岩及生物化学岩可根据其主要成分特征，进一步划分为碳酸盐岩、硫酸
2、盐岩、卤化物岩、硅岩及其它化学岩。 主要由火山碎屑物质和深部卤水组成的沉积岩，不能根据其岩性特征进一步细分。 主要由生物遗体组成的沉积岩，即生物岩或有机岩，根据其是否可燃再划分为可燃生物岩和非可燃生物岩 主要由宇宙物质来源的陨石组成的沉积岩，可称为陨石岩以上分类系统简述：碎屑岩：砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩主要由母岩风化物组成的沉积岩化学岩及生物化学岩：碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩、其它化学岩沉积岩主要由火山碎屑物质组成的沉积岩：火山碎屑岩主要由生物遗体组成的沉积岩：可燃生物岩、非可燃生物岩4. 风化作用：地壳表层岩石的一系列破坏作用物理风化作用：岩石主要发生机械破碎，而化学成分不改变的风
3、化作用 主要因素：温度变化、晶体生长、重力作用、生物的生活活动、水、冰及风的破坏作用 总趋势：使母岩崩解，产生碎屑物质，包括岩石碎屑和矿物碎屑等化学风化作用：在氧、水和溶于水的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，使其分解而产生新矿物的过程 总趋势：形成粘土物质和化学沉淀物质（其溶液及胶体溶液物质）5. 造岩矿物的风化及其产物 石英是岩石中的主要造岩矿物。石英在风化作用中稳定性极高，几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用 长石的风化稳定性次于石英。在长石类矿物中，钾长石的稳定性较高，多钠的酸性斜长石次之，中性斜长石又次之，多钙的基性斜长石最低。因此，在沉积岩中钾长石多于斜
4、长石，钾长石逐步转变为水白云母、高岭石、蛋白石和铝土矿。斜长石常形成一些在风化带中相对稳定的新矿物，如蒙脱石、蛋白石、方解石等。 在云母类中，白云母的抗风化能力较强。白云母在风化过程中，主要是析出钾和加入水，先变为水云母，最后可变为高岭石。 黑云母的抗风化能力比白云母差很多，黑云母遭受风化后，钾、镁等成分首先析出，同时加入水，常转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等 橄榄石、辉石、角闪石等铁镁硅酸矿物的抗风化能力比石英、长石、云母都低很多，其中以橄榄石最易风化，辉石次之，角闪石又次之 各种粘土矿物（蒙脱石、高岭石、水云母等），本来就是在风化条件下或沉积环境中形成的，在风化带中相当稳定 各种碳酸盐矿物（如
5、方解石、白云母等），风化稳定性甚小，很易溶于水转移 各种硫酸盐矿物（如石膏、硬石膏）、硫化物矿物（如黄铁矿）、卤化物矿物（如石盐）等，它们的风化稳定性最低，最易溶于水，多呈真溶液流走6 . 母岩风化的四个阶段 破碎阶段(I) 饱和硅铝阶段(II) 酸性硅铝阶段(III) 铝铁土阶段(IV)（沉积物重力流：是密度流，相对密度可1.0 2.0，是由大小不一的碎屑物质与流体形成的高密度混合体，其要以悬移载荷方式搬运）7. 母岩风化产物的类型： 碎屑残留物质 新生成的矿物 溶解物质8. 作为碎屑物质搬运和沉积的流体，自然界中存在两种基本类型：牵引流和沉积物重力流泥石流、颗粒流、液化沉积物流、浊流9.
6、牛顿流体：凡服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体，否则称为非牛顿流体10. 雷诺数（Re）：表示惯性力和粘滞力之间关系的一个数值11. 佛罗德数（Fr）：表示惯性力和重力之间关系的一个数值12. 牵引搬运或牵引作用：指能使碎屑物质作底负载运动的各种作用的总称。牵引流搬运方式：悬移载荷，推移载荷重力流搬运方式：悬移载荷（沉积物重力流是密度流，相对密度可达1.5 2.0，是由大小不一的碎屑物质与流体形成的高密度混合体）13. 流水搬运碎屑物质的方式（即碎屑载荷的形式）主要有两种：推移搬运（滚动搬运、推移载荷）、悬浮搬运（悬移搬运、悬浮载荷） 碎屑物质在流水中的搬运和沉积，流速和颗粒大小之间的关系：
7、（尤尔斯特隆图解）流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需要的流速称为开始搬运流速。开始搬运流速应大于继续搬运流速。1）颗粒开始搬运流速要比继续搬运流速大得多，这是因为始动流速不仅要克服颗粒本身的重力，还要克服颗粒间的吸附力才能流动。2）0.05-2mm颗粒所需的始动流速最小，而且始动流速与沉积临界流速相差也不大。说明砂粒质点在流水中搬运时很活跃，容易搬运，也易沉积，故常呈跳跃式前进3）大于2mm的颗粒，其搬运与沉积的两条曲线更接近，但两者的流速值也都随着粒径的增大而增大。故砾石不能被长距离搬运，并多沿河底呈滚动式前进4）小于0.05mm的颗粒，两个流速相差很大，因为粉砂和粘土物质一经搬运，
8、就长期悬浮于水体之中不易沉积下来，而且沉积后又不易呈分散质点再搬运，即使水速发生急剧改变，也只是冲刷成粉砂质或泥质碎块继续搬运，故在海洋和湖泊的波浪带的沉积物中冲刷的“泥砾”是常见的。 碎屑物质在流水搬运过程中的变化：不稳定成分逐渐变少，粒度逐渐变小，圆度逐渐变好 碎屑物质在流水搬运及沉积作用过程中的分异作用：1）粒度的分异：粒度大的难以搬运，而当其处于搬运状态时，当流速稍有减小，就会下沉；粒度小的易于搬运，而当其处于搬运状态时，比粒度大的难以沉积。搬运的时间和距离越长，这种分异作用就越明显，即从上游到下游，出现了粒度由大到小、分选由差到好的顺序分布，出现了砾、砂、粉砂、粘土的分别集中顺序。2
9、）相对密度分异：密度大的难于搬运易于沉积，而密度小的易于搬运难以沉积，故从上游到下游，相对密度大的碎屑含量逐渐减少，相对密度小的碎屑含量逐渐增多的现象3）碎屑物质形状分异：粒状碎屑不如片状碎屑搬运的远4）成分分异：不同成分的碎屑，在粒度、相对密度、形状上都有所不同，粒度、相对密度、形状上的分异必然会反映在成分上的分异14. 引起海洋中碎屑物质搬运和沉积的主要营力是波浪和潮汐，其次是海流，引起湖泊中碎屑物质搬运和沉积的主要营力是湖浪和湖流 浪底（浪基面）：波浪作用的下限，即波浪能够影响的最大深度 海底碎屑运动的三种状态：1） 在远岸的深水地区，既作往返运动，也作向海方向的运动2） 在近岸的浅水地
10、区，既作往返运动，也作向岸方向运动3） 在二者之间，只作往返运动，即“中立带” 憩流期：在涨潮转落潮或落潮转涨潮、海平面处于暂时平衡状态时，潮流流速接近或等于零，称为憩流期 湖浪对碎屑物质的搬运和沉积作用主要表现在滨岸浅水地带，细的悬浮物质可被搬运到深水区 湖震：风成湖流和低气压引起的湖水表面大规模的波浪状振荡15. 风是碎屑物质在空气中搬运和沉积的主要营力 风的搬运和沉积作用的特点： 风的密度比水得多，因此搬运能力也比水小；在同样的速度下，风的搬运能力约为流水的1/300，风只能搬运较细粒的碎屑物质，如砂以下的颗粒，只有在特大的风暴时，才能搬运砂和砾石 由于风的搬运能力有限，因此对搬运物质的
11、选择性较强，故风成沉积物的粒度分选性较好由于空气的密度较小，所以碎屑物质在搬运过程中，相互的碰撞和磨蚀，以及它们与地表的碰撞都比较强烈。所以较粗的风成沉积物（如砂和砾石）的圆度都较好，具强烈摩擦所致的“霜面” 跳跃颗粒一般小于0.5mm，尤其细砂（0.10.3mmmmmmmmm）跳动的最为活跃，蠕动颗粒一般在0.52到3.3mm，更大的则原地不动，小于0.10.02mm的颗粒可悬浮搬运 风成搬运的最大特点是碎屑成了弓形弹道轨迹跳跃前进，风速越大，碎屑弹跳得就越高 空气中的悬移载荷可作长距离搬运（如沙尘暴），在距来源地很远的陆地或海洋中沉积下来。推移载荷多半在来源土（如沙漠或海滩）堆积下来，最主
12、要的堆积形式是沙丘16. 冰碛物的基本特征冰碛物是一种由砾、砂、粉砂和粘土组成的混杂堆积，结构疏松，粒度差别悬殊，由几微米到几米，分选性比泥石流、冲积扇沉积物还差。冰碛物中的砾石磨圆度较差，颗粒形态各呈棱角状和半棱角状，在砾石表面还常留下磨光面、钉头形擦痕、压坑和压裂等冰蚀作用痕迹。一般缺乏层理构造，砾石排列有时略具定向性，漂砾长轴与冰川流向基本一致，扁平面倾向上游。17. 溶解物质的搬运和沉积作用的控制因素 引起胶体质点搬运和沉积的主要因素是同种电荷胶体质点之间的相互排斥力。假如胶体质点的电荷在某种因素的影响下中和了，它们之间的排斥力就会消失，则它们就会凝聚为大的质点，在重力的作用下迅速下沉
13、，成为胶体沉积物。 真溶液物质搬运及沉积作用的主要控制因素是溶解度，即溶解度越大，越易溶解，越难沉积，溶解度越小，越易沉积，难于搬运。18、生物的搬运和沉积作用有两种方式：一种是生物通过新陈代谢作用，另一种是由于生物作用而引起周围介质条件的改变，从而影响某些物质的搬运和沉积。19. 化学分异作用（化学沉积分异作用）：原来共存于溶液中的各种成分，在其搬运和沉积作用的过程中，由于物理化学条件的变化就逐渐地发生沉积作用，并逐渐地分离开来（氧化磷酸盐、硅酸盐碳酸盐硫酸盐及卤化物）20. 机械沉积分异作用与化学沉积分异作用的关系：这是自然界中两种既有葂而又并存的沉积分异作用，是沉积物（岩）形成和分布的基
14、本原理。一般说来，机械沉积作用分异作用进行的较早，化学沉积分异作用进行的较晚。机械沉积分异作用的砂和粉砂阶段，与化学沉积分异作用的铁的氧化物（既开始阶段）相当，机械沉积分异的最后阶段（即粘土沉积阶段），大致与化学沉积分异作用的碳酸盐阶段相当，当化学沉积分异作用进行到硫酸盐及卤化物阶段时，机械沉积分异作用已基本结束了，故在蒸发岩中很少有碎屑混入物。意义：这两种沉积分异作用的结果，就形成了各种类型的碎屑沉积岩和化学沉积岩及相应的各种沉积矿产，分异作用进行得越彻底，各种沉积矿产在成分上和结构上的成熟就越高，从而越易形成各种沉积矿产。相反，如果分异作用由于各种因素干扰进行得不彻底，就会大量出现各种类型
15、的混合沉积岩和过渡类型的沉积岩，这对沉积矿产的生成是不利的。二、碎屑岩1. 碎屑岩：由碎屑成分和填隙物成分（包括杂基和胶结物）组成2. 碎屑成分： 石英：a来源于深成岩浆岩的石英,b来源于变质岩的石英，c来源于喷出岩及热液岩石的石英,d再旋回石英 长石 重矿物 岩屑 盆内碎屑3. 成分成熟度：指以碎屑岩中最稳定组分的相对含量来标志其成分的成熟程度。在重矿物中，锆石、电气石，金红石是最稳定的，这三种矿物在透明重矿物中所占比例称为“ZTR”指数，也是判别成分成熟度的标志。4. 填隙物成分： 杂基：碎屑岩中细小的机械成因组分，其粒级以泥为主，也可包括一些细粉砂。杂基的成分最常见的是高岭石、水云母、蒙
16、脱石等粘土矿物，有时可见灰泥和云泥。各种细粉砂级碎屑，如绢云母、绿泥石、石英、长石及隐晶结构的岩石碎屑等也属于杂基范围。 胶结物：碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙的自生矿物。胶结方式：硅质胶结、铁质胶结、钙质胶结5. 碎屑岩的结构：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 粒度：碎屑颗粒的大小粒级划分（mm）：巨砾1000巨砂12砾粗砾1000100 砂粗砂10.5中砾10010中砂0.50.25细砾102细砂0.250.1粉砂粗粉砂0.10.05粘土（泥）0.005细粉砂0.050.005 球度：度量一个颗粒近于球体的程度（圆球体、椭球体、扁球体、长扁球体） 圆度：指碎屑颗粒
17、原始棱角被磨平的程度（棱角状、次棱角状、次圆状、圆状） 杂基： 原杂基：代表原始沉积状态的杂基，原杂基经成岩作用明显重结晶后转变为正杂基 似杂基：a 淀杂基：在成岩作用过程中，从孔隙水中析出的粘土矿物胶结物b 外杂基：碎屑沉积物堆积后，在成岩后生期充填于其粒间孔隙中的外来杂基物质c 假杂基：软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物 结构成熟度：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 胶结物： 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6. 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.。 基底胶结：填隙物含量较多，碎屑颗粒
18、在其中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为原杂基（或由之转变成的正杂基），这种胶结类型一般代表高密度流速快堆积的特征。基底胶结实际上是杂基支撑结构，形成于沉积同生期。 孔隙胶结：碎屑颗粒构成支架状，颗粒之间多呈点状接触。胶结物含量少，只充填在碎屑颗粒之间的孔隙中，是成岩期或后生期的化学沉淀产物。 接触胶结：亦称为颗粒支撑结构，颗粒呈点接触或线接触，胶结物含量很少，分布于颗粒接触的地方。它可能是干旱气候带的砂层，因毛细管作用，溶液沿颗粒间细缝流动并沉淀形成的；或者是原来的孔隙式胶结经地下水淋滤改造而成的。 镶嵌胶结：颗粒之间由点接触发展为线接触、凹凸接触，甚至形成缝合状接触。7. 支撑结构：杂基支撑结
19、构、颗粒支撑结构在杂基支撑结构中，杂基含量高，颗粒在杂基中呈漂浮状。在颗粒支撑结构中，颗粒之间接触性质有点接触、线接触、凹凸接触和缝合接触。从成因上看，从点接触到缝合接触反映了沉积物在埋藏过程中经受压固、压溶等成岩作用的强度和进程，缝合接触就是成岩程度很深的特征。8. 沉积岩的构造：沉积岩的各个组成部分之间的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积后通过物理作用、化学作用和生物作用形成的。原生构造：层理、波痕同生变形构造：负荷构造、包卷层理成岩后：缝合线、叠锥 层理：岩石性质沿垂向变化的一种构造，它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变或渐变表现出来 水平层理和平行层理：水平层理：纹层呈直线状
20、互相平行，并且平行于层面，这种层理是在比较稳定的水动力条件下，物质以悬浮物或溶液中沉淀形成，水平层理分布广泛，多在细粒的粉砂和泥质物中出现。平行层理：由平行而又几乎水平的纹层状砂和粉砂组成，纹层厚由12mm至12mm，它是在较强水动力条件下流动水作用的产物，而非静水沉积。平行层理一般出现在急流及高能量环境中，常与大型交错层理或冲洗层理共生，具良好的含油气性。 波状层理：纹层呈对称或不对称的波状，但其总的方向平行于层面。这种层理主要是由沉积介质的波浪震荡运动造成的，其次是单向水流的前进运动造成的，前者主要形成对称形态的波状层理，后者形成不对称波状层理，同时叠覆层的相位错开。 交错层理：由一系列斜
21、交于层系界面的纹层组成，斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。这种层理是由沉积介质（水流及风）的流动造成的。当介质具有一定流速时，底床上可以产生一系列的砂波，这种砂波顺流移动的结果，在陡坡加积作用一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系。基本类型包括板状交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理、其它流水型交错层理（爬升波纹交错层理、羽状交错层理）、浪成波纹交错层理、冲洗交错层理或砂纹交错层理、丘状交错层理或风暴交错层理、风成交错层理 压扁层理和透镜状层理：这是砂、泥沉积中的一种复合型层理，有时称潮汐层理。它是由压扁层理、波状层理、透镜状层理组合而成，在形态上很像小型波状层理。这种复合型层理的形成，说
22、明沉积环境有砂、泥供应，而且水流活动期和水流停滞期交替出现。水流活动时期，砂呈砂波状被搬运沉积，而泥保持悬浮状态，水流停滞时间，因水动力条件的差异而分离出悬浮物质，并沉积于波谷或全面覆盖波状起伏的砂层之上。下一沉积旋回开始时，波脊被蚀去，新的砂质以砂波形式沉积掩埋，并保存了波谷夹有泥质压扁体的先前的砂层。水动力条件较弱时，前期沉积的波纹受到部分或轻微侵蚀，新的砂质则沉积在薄的泥层之上，由此可见，当水流或波浪作用较强，而停滞水作用相对将要时，砂质的沉积和保存比较有利，形成压扁层理。当水流和波浪作用较弱，停滞水作用的影响占主导地位时，砂质供应不足，泥质沉积和保存有利，则形成透镜状层理。 递变层理（
23、粒序层理）：递变层理是具有粒度递变的一种特殊的层理。第一类递变层理是颗粒向上逐渐变细，但下部不含细粒物质，它可能是由于水流速度或强度逐渐减低而沉积的结果。第二类是细粒物质全层均有分布，即以细粒物质作为基础，粗粒物质向上逐渐减少和变细，它可能是由于悬浮体含有各种大小不等的颗粒，在流速减低时因重力分异而整体堆积的结果，前者属于牵引流成因，后者属于重力成因。 韵律层理：这种层理是在成分、结构、颜色方面不同的薄层作有规律的重复出现形成的。重复性韵律的原因是物质搬运或产生方式有规律的交替变化造成的。 潮汐环境中形成的韵律层理，实质上是一种砂、泥薄层相间的交替纹层，其砂层是在涨潮和落潮的水流活动时期沉积、
24、泥层是在高潮和低潮的滞流阶段沉积的，两者交替变换构成韵律。 季节变化所产生的韵律层理，实质上是由暗色层和淡色层交替组成的。冰川纹泥是季节韵律层理的一个重要类型。纹泥是冰融水在冰川湖中沉积的，每一套韵律层由颗粒较粗（粗至细粉砂）的淡色层和颗粒较细（细粉砂和粘土）的暗色层组成。淡色层以清晰界面开始，向上递变为暗色层。夏季冰迅速溶解，释放出大量碎屑物质，形成淡色层，冬季没有新的物质来源，悬浮细粒物质沉积下来，形成暗色层，每年重复，形成韵律。 均质层理（块状层理）：这是一种呈现大致均质外貌，不具备任何纹层构造的层理。块状层理既可以是悬浮物质非常快速地沉积而成，如常见的洪水沉积，也可以是密度很高、毫无分
25、选的沉积物沉积而成，如某些沉积物重力流沉积。由于生物的强烈搅动作用，使沉积物原生层完全混合破坏也可以形成均质层理。9. 层面构造：在岩层表面呈现的各种不平坦的沉积构造的痕迹。 波痕：由风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面形成的一种波状起伏的层面构造波长L、波高H、波痕指数L/H不对称度RSL（l1/l2：缓坡水平投影距离/陡坡水平投影距离）a 浪成波痕：一般由产生波浪的动荡水流形成，常见于海湖浅水地带b 流水波痕：由定向流动的水流形成，见于河流和存在有底流的海湖近岸地带c 风成波痕：由定向风形成，常见于沙漠及海、湖滨岸的砂丘地带d 其它波痕：除简单的波痕形态外，还常见到两组或两组以上的复合
26、形态。 剥离线理构造：一种原生流水线构造，主要出现在具有平行层理砂岩中，沿层面剥开出现大致平行的线状沟或脊，镜下可见长形颗粒定向排列，常代表古流向，它是由砂粒在平坦底床上作连续迁移时所留下的痕迹。 泥裂：沉积物露出水面因曝晒干涸所发生的收缩裂缝 雨痕和冰雹痕：是指雨滴降落在松软沉积物表面时所形成的小型撞击凹穴。底层面构造 底模 槽模：分布在底面上的一种半圆锥形突起构造。是定向的浊流在尚未固结的软泥表面侵蚀冲刷的凹槽被砂质充填而成，形态特点略呈对称状、伸长状。 沟模：砂质岩层底面上一些稍微突起的直线形的平行脊状构造。是由下伏泥质岩层面上的细沟被砂质物充填而成。10. 变形构造（同生变形构造）：指
27、在沉积作用的同时或在沉积物固结成岩之前处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造。 负载构造（负荷构造、重荷模）：指覆盖在泥质岩之上的砂层底面上的瘤状突起。与槽模区别：形状极不规则，缺少明显的上游与下游的末端。 球枕构造：指砂岩层断开并陷入泥岩中形成的许多紧密或稀疏排列的球状或枕状块体。 包卷层理（卷曲层理、揉皱层理）：指在一个岩层中发生的纹层盘回或扭曲的现象。沉积物的液化作用，即液化层的层间流动引起原生层理的弯曲，是包卷层理形成的一个重要因素。 滑塌构造：指斜坡上未固结的软沉积构造在重力作用下发生滑动和滑塌而形成的变形构造。各种类型的不规则的扭曲层理也属于滑塌构造，一般伴随快速沉积而产生。 碟状
28、构造：由模糊的形如蝶状的上凹纹层组成。在横向上断续分布，垂向上互相重叠。11. 化学成因构造：指在成岩过程中及其以后由化学作用所形成的构造。 晶体印痕：如果条件适宜，这些晶体后来由于溶融、溶解作用等而消失，从而在层面上留下特殊的晶体印痕。 结核：结核是岩石中自生矿物的集合体。这种矿物集合体表现为在结构、成分、颜色等方面与围岩有显著差别的不规则团块。它主要是由在未固结的沉积物中呈溶液状态的分散物质重新分配和集中并逐渐增长而成。12. 生物成因构造：除了由于生物的死亡、埋藏和保存而留下它们的遗体而形成化石之外，生物在沉积物内部或表层活动时，常把原来的沉积构造加以破坏或变形，而留下它们活动的痕迹，这
29、些构造称为生物成因构造。 生物遗迹构造：指由生物活动而产生于沉积物表面或内部并具有一定形态的各种痕迹，包括生物生存期间的运动、居住、觅食和摄食等行为遗留下的痕迹，因而又称为痕迹化石或遗迹化石。 生物扰动构造：底栖生物的活动使沉积物层理遭到破坏，同时产生新的构造面貌，称为生物扰动构造。 植物根茎痕迹：植物根呈炭化残余或枝叉状矿化痕迹出现在陆相地史中，它们在煤系中特别常见，是陆相的可靠标志。13. 砾岩的成因分类： 滨岸砾岩：主要形成于海或湖的滨岸地带，砾石成分单一，以稳定组分为主，分选性好，往往以一个粒级占绝对优势，在直方图上显示为一个突出的主峰；磨圆度极好，扁平对称的砾石常见，粗砾很少，砾石的
30、最大扁平面向着深水方向倾斜，倾角不大，一般为78，不超过13。砾石长轴大致与海（湖）岸平行。滨岸砾岩中有时含滨海的生物化石碎片，但很少含有完整化石。在海侵过程中，这种砾岩常是底砾岩开始部分。砾岩体成层性好，横向分布稳定，呈席状延伸。 河成砾岩：常见于山区河流中，多位于河床沉积的底部。砾石成分复杂，由于搬运不远，故不稳定组分仍然存在，常可出现由各种岩石成分组分的砾石，杂基中具大量石英、长石、暗色矿物等砂级碎屑和泥质混入物，分选较差，砾石对称性差，砾石最大扁平面向源倾斜，呈叠瓦状排列，倾角较大，一般1530，长轴大部分与水流方向垂直，但近岸处多与岸边平行。河床砾岩化石少见，但有时可见大的硅化木，一
31、般多呈透镜体出现，其底部可见冲刷现象，有侵蚀切割。下伏岩层的痕迹，呈不平坦的冲刷面。洪积砾岩：砾石较粗大，含较多的中砾级甚至粗砾级砾石，分选很差，直方图上常显不出特征峰值，磨圆度也低，杂基成分常与砾石成分相似，并多具泥质，胶结物多为钙质、铁质，岩体多呈透镜状或楔状体，在靠近山麓的岩体一侧，切割-充填构造很常见，沿剖面向上，砾石成分常伴有规律的变化。 冰川角砂岩：成分复杂，常可见新鲜的不稳定组分，分选极不好，大的砾石和泥砂混杂，直方图上呈现多峰，有时砂泥含量甚多，砾石含量不超过50%，与滨海（湖）砾岩相比具较多的细粒填隙物，砾石多呈棱角状，有些碎屑常见几个磨平面，从而使角砾岩形状极为特征。冰川角
32、砾岩的层理不清，常呈块状；砾石排列极为紊乱，最大扁平面的倾角很大，甚至直立。 滑塌角砾岩：棱角状角砾和磨圆砾可同时存在，这是由于陡崖崩落下来已固结的岩屑多呈角砾状，而当发生水下滑动时携带来的半固结底部沉积物很容易成为磨圆砾石。此种角砾岩分选性很差，砾石大小极不一致，由很小的到直径可达几米的都有，厚度变化大，常呈透镜状岩体产出。 岩溶角砾岩：角砾通常为板状碎片及各种大小的石灰岩块，杂基仍是碳酸盐质的或是风化的红土物质。角砾呈高度棱角状，毫无分选，成分单一，岩溶角砾岩一般因有大量碳酸盐岩细砾杂基导致碎屑与杂基之间的区分不清楚，这种角砾岩厚度变化很大，由几厘米到十米或更厚，角砾岩层顶、底界特别是底界
33、很明显。14. 砂岩的分类： 克里宁分类：（P100，图7-1）三端元：a 石英+硅质岩屑，代表岩石成熟度，即该组分含量越大，岩石成熟度越高，则其搬运史越长b 长石+高岭石，代表母岩性质c 云母+绿泥石，表示构造变动的程度，当构造变动大时，母岩风化剥蚀得快，碎屑物质快速掩埋，因此其中的不稳定组分（如云母、绿泥石等）尚能较多地保存 福克分类：（P100，图7-2）三端元：a 石英+硅质岩（Q）表示沉积来源b 长石+火山岩屑（F），表示火成来源c 云母+变质岩屑（M），表示变质来源 建议砂岩分类：P102，图7-4原则是要考虑三个主要问题：来源区的母岩性质；搬运和磨蚀历史，即岩石成熟度；沉积时的介
34、质物理条件，即流动因素。依据：选择砂岩中的石英、长石、岩屑和粘土基质四种组分。首先按基质含量将砂岩分为砂岩和杂砂岩两大类：前者为基质含量小于15%的、分选好的纯净砂岩；后者为基质含量大于15%的、分选差的混杂砂岩。在砂岩和杂砂岩中，按照三角形图解中三个端元组分 -石英（Q）、长石（F）及岩屑（R）的相对含量划分类型。如长石大于25%、长石大于岩屑的为长石砂岩（杂砂岩）类，岩屑大于25%、岩屑大于长石的为岩屑砂岩（杂砂岩）类，长石和岩屑含量都小于25%的为石英砂岩（杂砂岩）类。15. 石英砂岩类特征及成因分析：石英砂岩类最突出特征是石英碎屑占90%以上，石英大都为单晶石英，几乎均含包裹体，大部分
35、石英碎屑常磨得很圆，表面光泽暗淡呈雾状，大小均一，分选良好，缺少泥质。由于应力作用造成的波状消光，也是单晶石英的一种特征，砂岩在成分结构上的成熟度很高，表明它是接近理论上砂岩演化的终极产物，重矿物含量极少。长石主要是微斜长石、正长石和钠长石。岩屑可能只包括少量磨蚀好的燧石和石英岩等。胶结物大多为硅质，次为钙质、铁质及海绿石。氧化硅是最常见的胶结物，常由石英、蛋白石和玉髓组成，碳酸盐胶结物以方解石较常见。石英砂岩的颜色大部分灰白色，有些略带浅红、浅黄、浅绿等，少数为较深色调，其颜色主要取决于胶结物的颜色。波痕和交错层理是石英砂岩的特征构造，产状一般为厚度不大的稳定层状。随着长石和岩屑含量的增加，
36、石英含量相对减少，石英砂岩过渡为长石质石英砂岩或岩屑质石英砂岩。成因：纯净的石英砂岩具有高成分成熟度和结构成熟度，主要来自花岗岩彻底风化产物，多形成于有障壁和无障壁的滨 - 浅海砂质海岸沉积环境。在河流或湖泊环境也可形成长石石英砂岩、岩屑石英砂岩等。16. 长石砂岩类特征及成因分析：长石砂岩类包括长石砂岩和岩屑质长石砂岩，长石砂岩主要由石英和长石组成，石英含量小于75%，长石含量大于25%，岩屑含量小于25%。石英颗粒一般不规则，且磨圆度差。长石含量较高是本类砂岩的特点，为25-100%。长石中钾长石类或酸性斜长石类均可为主要的长石，基性长石少见。长石砂岩中一般含有大量的云母碎屑，白云母和黑云
37、母两者都常见，含量可高达10%以上，重矿物一般比石英砂岩的含量高，成分复杂，砂岩中含少量粘土基质，总是很细而污浊，常被氧化铁和有机物污染。岩屑在长石砂岩中通常作为附属成分。胶结物常为钙质，有时为铁质，硅质较少。较古老的长石砂岩可显出石英和长石的次生加大现象。长石砂岩的化学成分与其在花岗岩质母岩极其相似，富含Al3O2和K2O。长石砂岩随其中岩屑含量的增加，逐渐向岩屑砂岩过渡。成因：长石砂岩的形成很大程度上取决于母岩成分，首先要有富含长石的母岩，如花岗岩、花岗片麻岩等，这是长石砂岩形成的物质条件。另外，还需要有利于母岩崩解的条件，主要是构造条件和气候条件。在构造运动较强烈地区，形成高差较大的地形
38、起伏，花岗质基底隆起，相邻地带发生沉陷，从而使母岩遭受剧烈侵蚀，快速堆积。由于风化时间短暂，主要是物理风化使其机械破碎，抵抗风化能力较弱的长石得以保存下来，在邻近母岩的沉降带形成局部很厚的长石砂岩体。17. 岩屑砂岩灰特征及成因分析：岩屑砂岩类包括岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩。岩屑含量大于25%，长石含量小于25%，石英含量在75%以下。石英一般也是岩屑砂岩的主要成分，其磨圆度通常比长石砂岩及杂砂岩中的石英要圆些。长石含量一般较少，当含有较多长石时，常可见各种斜长石、正长石、条纹长石和微斜长石等。碎屑云母常是值得注意的组分，可有黑云母和白云母，云母片一般平行层理面富集，常由于压实作用则变形，在相邻
39、石英颗粒之间成弯曲状甚至破裂。常见的重矿物有锆石、电气石、角闪石、绿帘石、柘榴石等。常有碳酸盐和氧化硅胶结物。岩屑砂岩中Al3O2和K2O的含量比较高，这反映了岩屑的泥质性质；Na2O和MgO含量一般较低，有的MgO含量较高是由于有白云母碎屑的缘故。岩屑砂岩一般为浅灰色，灰绿色及灰黑色也常见；分选性及磨圆度均不好。随长石含量的增加，岩屑砂岩逐渐向长石砂岩过渡。成因：岩屑砂岩分布也较广，估计占全部砂岩的1/5-1/4. 岩屑砂岩的形成条件与长石砂岩基本类似，需要有利于不稳定物质产生和沉积的条件。只有在这种条件下，强烈的物理风化和近源快速堆积，才可使大量母岩的崩解产物得以保存。随着远离母岩区，不稳
40、定组分分解破坏，稳定组分相对增加，而常过渡为岩屑石英砂岩。18. 杂砂岩类特征及成因分析：杂砂岩一般富含石英，有不同比例的长石和岩屑，通常含少量云母碎屑。石英一般有棱角，常有显著的波状消光，通常构成碎屑部分半数左右。长石主要是斜长石，钾长石少见。岩屑主要是泥页岩、粉砂岩、板岩、千枚岩和云母片岩。碎屑云母，如白云母和黑云母以及绿泥石化的黑云母常见。在许多杂砂岩中，还有方解石、铁白云石等碳酸盐矿物。杂砂岩富含基质，总化学成分在世界各地都很相似，一般富含SiO2、FeO、Fe2O3、MgO和Na2O，杂砂岩呈暗灰色或黑色，一般是坚硬的、固结良好的砂岩，常具递变层理和底面印模构造，一般与泥岩或板岩呈韵
41、律互层，磨圆度和分选性均不好，颗粒一般呈尖锐棱角状。成因：杂砂岩的形成条件与长石砂岩类似，即需要侵蚀、搬运及沉积的快速进行，这可使物质不发生完全的化学风化。和长石砂岩一样，杂砂岩可在不同气候条件下形成，既可以形成于湿热条件，也可以形成于干旱的或寒冷的气候条件。19. 压实作用（物理成岩作用）：沉积物沉积后在其上覆水层或沉积层的重荷下，或在构造形变应力的作用下，发生水分排出、孔隙度降低，体积缩小的作用。20. 压溶作用：沉积物随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常孔隙流体压力时（达22.5倍），颗粒接触处的溶解度增高，将发生晶格变形和溶解作用。
42、21. 胶结作用：从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散的沉积物固结起来的作用。P12822. 交代作用：指一种矿物代替另一种矿物的现象，实质是体系的化学平衡及平衡转移问题。标志： 矿物假象 幻影构造 交叉切割现象 残留的矿物包体23. 溶解作用：岩石中矿物遇水后不同程度的被溶解。如风化矿物遇水,其中钾(k+)或钠(Na+)成为可溶性的碳酸盐或氯化物水溶液。次生孔隙：沉积岩形成后，因淋滤、溶蚀、交代、溶解及重结晶等作用在岩石中形成的孔隙和缝洞。三、碳酸盐岩1. 碳酸盐岩的矿物成分：碳酸盐岩主要由方解石和白云石两种碳酸盐矿物组成。以方解石为主的是石灰岩，以白云石为主的是白云岩。在方解石矿物体
43、系中，除方解石外，还有高镁方解石、低镁方解石、文石（霰石）等矿物。其中，高镁方解石最不稳定，文石次之，低镁方解石较稳定。在白云石矿物体系中，除白云石外，还有原白云石。2. 碳酸盐的构造组分：颗粒、泥、胶结物、生物格架、晶粒 颗粒：按其是否在沉积盆地中形成，可分为内颗粒（盆内颗粒）和外颗粒（盆外颗粒）两类。内颗粒是主要的，外颗粒是次要的。内颗粒：a 内碎屑：内碎屑主要是在沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的各种碳酸盐沉积物，受波浪、潮汐水流、风暴流、重力流等的作用，破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的。b 鲕粒：具有核心和同心层结构的球状颗粒（正常鲕、表皮鲕、复鲕、椭形鲕、放射鲕、单晶鲕及多晶鲕、负鲕
44、）c 藻粒：与藻类有成因联系的颗粒（藻鲕、藻灰结核、藻团块）d 球粒与糞球粒：e 葡萄石、团块、豆粒f 生物颗粒 泥：与颗粒相对应的另一种结构组分，是指泥级的碳酸盐质点，它与粘土岩或粘土质砂岩中的粘土是相当的。泥与颗粒的界限，0.005mm。灰泥 方解石成分的泥云泥 白云石成分的泥灰泥成因：a 化学沉淀作用生成的灰泥b 机械破碎、磨蚀作用生成的灰泥c 生物作用生成的灰泥云泥成因很复杂 胶结物：指沉淀于颗粒之间的结晶方解石或其它矿物。 详见P158 晶粒：P159 生物格架：主要是指原地生长的群体生物（如珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等），以其坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架3. 石灰岩的分类： 福克的
45、石灰岩分类方案：三端元：a 异化颗粒，相当于通常所说的颗粒。异化颗粒即内颗粒，指在沉积盆地或沉积环境内形成的碳酸盐颗粒。这种颗粒可以是化学沉积作用形成的，也可以是机械破碎作用形成的，也可以是生物作用形成的，或是这些作用的综合产物。b 微晶方解石泥或简称微晶，相当通常所说的灰泥或泥晶c 亮晶方解石胶结物或简称为亮晶石灰岩三种类型：亮晶异化石灰岩、微晶异化石灰岩、微晶石灰岩该方案优点：把碎屑岩的结构观点系统土引入碳酸盐岩分类方案中。他首先提出异化颗粒和异常化学岩的观点，异常化学岩与碎屑相似，也由颗粒（异化颗粒）、充填物（微晶方解石泥）、胶结物（亮晶方解石胶结物）组成，其除了是化学沉淀成因的以外，还受水动力条件控制，他还创建了一整套全新的石灰岩结构分类和术语系统，如内碎屑亮晶石灰岩。缺点：1. 福克分类基本上是三端元分类，但在这三个端元中，只有异化颗粒和微晶方解
