理論授課教案

④F J Pettijohn, 1963，Data of geochemistry, chemical composition of sandstones excluding carbonate and volcanic sands, U. S. Geol , Sur, prof, paper440-S, p. 21。

複習思考題：

①試述碎屑岩的碎屑物質、非碎屑物質的主要類型和特征及研究意義？

②碎屑岩中來自不同母岩的石英各有什麼特點？

③在砂岩薄片中岩屑的識别标志。

④試述碎屑岩中碎屑顆粒、雜基、化學膠結物的含義；并從①在岩石中分布狀況和所起的作用，②搬運方式，③沉積方式及其控制因素，④沉積時水動力狀況，⑤形成階段等五個方面比較它們特點。

教學内容提要：

一、概述

1. 按照成因，碎屑岩的組成部分包括: 陸源碎屑物質、化學沉澱物質。

2. 按産出形式，碎屑岩的基本組成部分包括：碎屑顆粒（礦物碎屑和岩石碎屑）、填隙物（雜基和膠結物）、孔隙。

二、碎屑成分（重點）

（一）礦物碎屑

1. 石英

石英抗風化能力很強,既抗磨又難分解,具油脂光澤，不同來源的石英特點不同。

2. 長石

長石在碎屑岩中的含量少于石英，主要來于花崗岩和花崗片麻岩。

3.雲母

4.重礦物

密度大于2.86的礦物稱為重礦物，它們在岩石中含量少，一般不超過1%，其分布的粒度受重礦物的晶形大小，相對密度及硬度的控制，可分為穩定重礦物及不穩定重礦物兩類。

（二）岩屑

1. 花崗岩岩屑

花崗岩是地殼上分布最廣泛的一類岩漿岩，主要出現在礫岩中，具有花崗結構。

2. 噴出岩岩屑

噴出岩岩屑在砂岩中含量比較豐富，常見的是中、酸性噴出岩岩屑。

3. 片麻岩、片岩岩屑

4. 脈石英岩屑

5.石英砂岩岩屑

石英砂岩岩屑以具有碎屑結構為特點，沉積石英岩岩屑最常見為自生加大膠結。

6.燧石

燧石的化學性質穩定，結構緻密，因此是屬抗風化能力較強的一類岩屑。

碎屑岩中顆粒大小與碎屑成分之間的關系

三、填隙物成分（重點）

（一）雜基

1. 概念

雜基是碎屑岩中細小的械機成因組分，其粒級以泥為主，可包括一些細粉砂。

2. 成分

雜基的成分最常見的是高嶺石、水雲母、蒙脫石等粘土礦物，有時見有灰泥和雲泥。

3. 研究意義

雜基的含量高低表明沉積環境中水動力條件的強弱，反映搬運介質的流動特性，和碎屑組分的分選性，因而也是碎屑岩結構成熟度的重要标志，這正是我們認識雜基重要性的意義所在。

4. 雜基的識别标志

主要是依據結構來識别雜基。

（二）膠結物

1. 概念：膠結物是碎屑岩中以化學沉澱方式形成于粒間孔隙中的自生礦物。

2. 矽質膠結物：主要是石英、玉髓和蛋白石。

3. 碳酸鹽膠結物：主要為方解石和白雲石。

4. 其它類型的膠結物：赤鐵礦、褐鐵礦、硬石膏、石膏、黃鐵礦、海綠石、綠泥石。

四、化學成分（簡介）

第二節碎屑岩的結構

（Textures of clasticrocks）

學時：4學時（其中理論教學2學時、實驗2學時）

基本内容：

①基本概念：粒度、球度、圓度、雜基、原雜基、正雜基、澱雜基、外雜基、假雜基、膠結物、非晶質結構、隐晶質結構、顯晶粒狀結構、嵌晶粒狀結構、自生加大結構、膠結類型、基底膠結、孔隙膠結、接觸膠結、鑲嵌膠結、平均粒徑、中值、标準偏差、偏度、尖度、C-M圖

②碎屑岩的基本結構組分及其含義、粒級的劃分方案、粒度的分類及命名、f值的定義及換算、膠結物的結構分類、碎屑岩的支撐性質及膠結類型、粒度分析資料的整理及其應用

重點與難點：粒度的概念及劃分方案、雜基的概念及其分類、膠結物的概念及其結構分類、碎屑岩的支撐性質及膠結類型、粒度分析資料的應用

教學思路：①在前一章的基礎上，從結構上介紹碎屑岩的組分；②分别講解碎屑顆粒和填隙物（雜基、膠結物）的結構特征，對粒級的劃分和命名要重點講解；③通過大量圖片來講解碎屑岩的支撐性質及膠結類型；④簡要介紹對派生結構組分—孔隙；⑤對粒度分析的過程進行簡要介紹，重點講解粒度分析資料的處理與應用。

主要參考書:

①馮增昭主編《沉積岩石學》上冊第五章，石油工業出版社，1993.

②曾允孚、夏文傑主編《沉積岩石學》第六章，地質出版社，1986.

③何幼斌編《Sedimentary Petrology》（英文輔助教材）第三章，江漢石油學院，2003.

複習思考題：

①碎屑岩有哪四種基本結構組分？試述每種結構組分的含義。

②碎屑岩的碎屑顆粒結構包括哪些内容？對它們的研究各具什麼意義？

③碎屑岩如何按顆粒分類命名？其對應的岩石結構名稱是什麼？

④碎屑岩的雜基可分哪幾種？每種雜基的識别标志是什麼？何種雜基才能反映沉積時流體的粘度和密度？

⑤在碎屑中常見的膠結物成分有哪些？它的最大含量界限是多少？常見的膠結物結構類型有哪些？請舉出相應的膠結物成分。并用圖表示。

⑥何謂碎屑岩的結構成熟度？它主要取決于哪些因素？結構成熟度與礦物成熟度有何差别？

⑦何謂碎屑岩的膠結類型？它可分哪四種？試繪圖表示。并簡述它們的各自特點、成因及環境意義。

⑧何謂粒度分析？對它的研究有何意義？

⑨如何用粒度分析資料通過圖算法以福克和沃德的公式求各粒度參數？它們的地質意義是什麼？

⑩何謂C-M圖？牽引流和重力流(以濁流為例)的典型C—M圖有何顯著差别？

教學内容提要：

一、碎屑顆粒的結構

（一）粒度（重點）

1．粒度的概念：粒度是指碎屑顆粒的大小，是碎屑顆粒最主要的結構特征。

2．粒級的劃分：

十進制		2的幾何級數制
顆粒的直徑，mm	粒級劃分			顆粒的直徑，mm
＞1000 1000-100 100-10 10-1	巨礫粗礫中礫細礫	礫	巨礫中礫礫石卵石	＞256 256-64 64-4 4-2
1-0. 5 0.5-0.25 0.25-0.1	粗砂中砂細砂	砂	極粗砂粗砂中砂細砂極細砂	2-1 1-0.5 0.5-0.15 0.25-0.125 0.125-0.0625
0.1-0. 05 0.05-0.01	粗粉砂細粉砂	粉砂	粗粉砂中粉砂細粉砂極細粉砂	0.0625-0.0312 0.0312-0.0156 0.0156-0.0078 0.0078-0.0039
＜0.01		粘土（泥）		＜0.0039

3．碎屑岩的粒度分類及命名：三級命名法則

（二）球度

球度是用來衡量一個顆粒接近于球體的程度，顆粒的三個軸愈接近相等，其球度愈高。

（三）形狀

顆粒的形狀是由顆粒中A、B、C三個軸的相對大小決定的。可分為圓球體、橢球體、扁球體、長扁球體。

（四）圓度

圓度是指碎屑顆粒的原始棱角被磨圓的程度，它是碎屑的重要結構特征之一。

顆粒形狀分類

碎屑顆粒的圓度分級

（五）顆粒的表面結構

一般表顯為磨光程度及表面刻蝕痕迹兩個方面。

二、填隙物的結構（重點）

（一）雜基

雜基是碎屑岩中與粗碎屑岩一起沉積下來的細粒填隙組分，粒度一般小于0.03mm，它們是械機沉積産物而不是化學沉澱組分，可分為原雜基、正雜基、假雜基。

（二）膠結物

膠結物是化學成因物質，其特點是由晶體大小、晶體生長方式及重結晶程度等決定的。可分為：

非晶質及隐晶質結構

顯晶粒狀結構

嵌晶結構

自生加大結構

膠結物的結構類型

三、膠結類型及顆粒支撐性質

（一）膠結類型概念

（二）膠結類型分類（重點）

1. 基底膠結：

2．孔隙膠結：

3．接觸膠結：

4．鑲嵌膠結：

四種膠結類型素描圖

（三）碎屑顆粒支撐類型

主要分為兩類，即雜基支撐結構和顆粒支撐結構。

四、碎屑岩的孔隙結構

五、粒度分析

（一）粒度分析方法的選擇

1. 篩析

2. 沉降分析

3. 薄片粒度分析

（二）粒度資料圖解

1. 直方圖和頻率曲線

2. 累積曲線

3. 概率值累積曲線

（三）粒度參數（重點講解計算與應用）

1. 平均粒徑和中值

2. 标準偏差和分選系數

3. 偏度

4. 峰度(尖度)

（四）粒度分析在區分沉積環境中的應用（重點）

1. 粒度判别函數及成因圖解

2. 用概率累積曲線區分沉積環境

3. C-M圖解

4. 結構參數散點圖解

第三節礫岩和角礫岩

(Conglomerates and Brecias)

學時：2學時（其中理論教學1學時、實驗1學時）

基本内容：

基本概念：礫岩、角礫岩、粗碎屑岩、單成分礫岩、複成分礫岩、底礫岩、層間礫岩、濱岸礫岩、河成礫岩、洪積礫岩、冰川角礫岩、滑塌角礫岩、岩溶角礫岩。

‚基本原理：礫岩和角礫岩的各種分類方案、礫岩和角礫岩的主要成因類型及其特征、礫岩和角礫岩的形成條件及其特征、礫岩和角礫岩的研究意義和研究方法。

重點：礫岩和角礫岩的基本概念、礫岩和角礫岩的主要成因類型及其特征

教學思路：從本章開始介紹碎屑岩的主要岩石類型，本章為粗碎屑岩——礫岩和角礫岩。首先介紹礫岩和角礫岩的概念及宏觀特征，然後介紹礫岩和角礫岩的分類、不同類型礫岩的特征及形成條件，最後簡要介紹礫岩和角礫岩的研究意義和研究方法。

主要參考書:

①馮增昭主編《沉積岩石學》上冊第六章，石油工業出版社，1993.

②曾允孚、夏文傑主編《沉積岩石學》第六章，地質出版社，1986.

③何幼斌編《Sedimentary Petrology》（英文輔助教材）第五章，江漢石油學院，2003.

複習思考題：

①試述礫岩和角礫岩的五種分類方案及命名原則。

②試述底礫岩和層間礫岩的特點、成因及環境意義。

③試總結濱岸礫岩、河成礫岩、洪積礫岩、冰川角礫岩、滑塌角礫岩和岩溶角礫岩的異同點。

教學内容提要：

一、一般特征

(一) 基本概念（重點）

礫岩和角礫岩合稱粗碎屑岩,習慣上常常把＞2mm的碎屑岩稱為粗碎屑岩。

(二) 基本特征

1）主要由礫岩和角礫岩組成

2）作為填隙物的基質總是存在的

3）常見大型斜層理及遞變層理

4）一般搬運距離比較近

雲南上二疊統礫岩

二、礫岩和角礫岩的分類

（一）根據礫石圓度的分類

可分為礫岩、角礫岩。

（二）根據礫石大小的分類

細礫岩、中礫岩、粗礫岩、巨礫岩。

（三）根據礫石的成分分類

單成分礫岩和角礫岩、複成分礫岩和角礫岩。

（四）根據礫岩在剖面中的位置的分類

底礫岩、層間礫岩、層内礫岩。

（五）成因分類

濱岸礫岩、河成礫岩、洪積礫岩、冰川角礫岩、滑塌角礫岩及岩溶角礫岩。

各種成因礫石的機械組分直方圖

三、主要成因類型及實例（重點）

（一）濱岸礫岩

主要是在波浪作用的濱岸地帶，由河流搬運來的礫石沿海岸長期改造而成，其特點是礫石成分較單一，以穩定組分為主。

（二）河成礫岩

常見于山區河流，多位于河床沉積的底部，礫石成分複雜，由于搬運不遠，故不穩定組分仍然存在。

（三）洪積礫岩

由山區洪流在流出山間峽谷進入平原時，流速驟減，緻使帶出的碎屑物質快速堆積而成。

（四）冰川角礫岩

由冰川作用形成，成分複雜，常見新鮮的不穩定組分，分選極不好，大的礫石和泥砂混雜。

（五）滑塌角礫岩

在地形陡峻地區的邊界地帶，常常由于某種地質營力作用發生崩塌，或沿斜坡發生地滑，從而形成滑塌角礫岩。

（六）岩溶角礫岩

其形成下伏物質（如膏鹽層）被溶解而移去以及上覆地層的坍塌作用有關，尤其是石灰岩的坍塌。

六種不同成因礫岩的特征比較

	濱岸礫岩	河成礫岩	洪積礫岩	冰川角礫岩	滑塌角礫岩	岩溶角礫岩
成因	在波浪作用的濱岸地帶,由河流搬運來的礫石沿海(湖)岸長期改造而成	山區河流,河床沉積的底部滞留沉積	山區洪流流出山間峽谷進入平原時,流速驟減,緻使帶出的碎屑物質快速堆積而成	由冰川作用形成的冰碛岩	地形陡峻地區的邊界地帶或斜坡,由于重力等作用發生崩塌或地滑而形成的角礫岩	下伏物質(如膏鹽層)被溶解而移去、上覆地層的坍塌作用而形成的
礫石成分	較單一,以穩定組分為主	複雜,有不穩定組分	複雜	複雜,常可見新鮮不穩定組分	複雜	單一
成分成熟度	高	低	低	低	低	低
分選性	好	較差	很差	極差	很差	毫無分選
磨圓度	極好	中等-好	差	多呈棱角狀,礫石表面常可見丁字形擦痕	棱角狀與磨圓礫石可同時存在	高度棱角狀
填隙物	雜基少,膠結物多	雜基較多	雜基多	雜基多	雜基多	雜基多
結構成熟度	高	較低	低	低	低	低
沉積構造	礫石扁平面向海(湖)傾斜,長軸平行海(湖)岸	可見交錯層理,礫石疊瓦狀排列,最大扁平面向源傾斜	礫石扁平面向海傾斜,底部常可見沖刷-充填構造	層理不清,呈塊狀	滑塌構造
生物化石	濱海礫岩中常含不完整海相生物化石	少見,可見大的矽化木化石	少見	少見	少見	無
産狀	成層性好,層位穩定,呈席狀延伸或呈透鏡狀,常分布于海侵層序的底部	成層性差,常呈透鏡狀産出,分布于河流沉積層序的底部	厚度大,可達數千米以上,呈透鏡狀		分布局限,厚度變化大,呈透鏡狀	分布廣泛,在地層上有固定層位,一般在地層深處被石膏層所取代
形成環境	濱海、濱湖	河床底部	構造活動性強的山區山麓洪積扇	受冰川作用的地區	地形陡峻的地區或斜坡(陸上或水下)	地下水活動的石灰岩地區或膏鹽層發育區

四、研究方法和意義

（一）研究方法

1．野外研究

2．室内研究

（二）研究意義

1．常作為沉積間斷的标志和劃分地層的依據。

2．有助于了解地質發展曆史，如地殼運動情況、古氣候條件、冰川的存在等。

3．在古地理研究中具有重要的作用。

4．礫岩本身就是礦石。

5．未膠結或中等膠結的礫岩常常是含水層，也可以含油、氣。

第四節砂岩及粉砂岩

(Sandstones and siltstones)

學時：9學時（其中理論教學4學時、實驗5學時）

基本内容：

砂岩的一般特征，砂岩的分類，各類砂岩（石英砂岩、長石砂岩、岩屑砂岩、雜砂岩）的特點及其形成環境，粉砂岩的一般特征及粉砂岩的成因，通過砂岩資料研究物源區構造背景。

重點與難點：①砂岩的分類，②石英砂岩、長石砂岩、岩屑砂岩、雜砂岩的主要特征及其形成條件。

教學思路：首先介紹砂岩的概念及其基本特征，然後重點講解砂岩的分類，并且較詳細地介紹石英砂岩、長石砂岩、岩屑砂岩、雜砂岩的主要特征及其形成條件，最後簡要介紹粉砂岩的一般特征及粉砂岩的成因、砂岩的研究方法及其與油氣的關系。

主要參考書:

①馮增昭主編《沉積岩石學》上冊第七章，石油工業出版社，1993.

②曾允孚、夏文傑主編《沉積岩石學》第六章，地質出版社，1986.

③何幼斌編《Sedimentary Petrology》（英文輔助教材）第五章，江漢石油學院，2003.

④F J 佩蒂莊，F E 波特，R 西弗著，1972，李漢瑜譯，1977，砂和砂岩，第五章，第六章。科學出版社。

⑤F J Pettijohn, Sedimentary rocks, p.195-259, Chapter 7. 1975.

複習思考題：

①試述克裡甯(1948)、福克(1954, 1968)和裴蒂莊(1975)的砂岩分類方案和所考慮的因素。并評述它們的優缺點。

②評述本教材中砂岩的分類原則、分類依據和分類方案。

③總結對比石英砂岩類、長石砂岩類、岩屑砂岩類、雜砂岩類在成分、結構、構造、沉積環境、形成條件(母岩、氣候、大地構造)等方面的特點。

④砂岩中長石含量多寡有何大地構造意義？

⑤在各種現代沉積環境中，極少見到石英含量占95%以上的純淨砂，但在古代形成的沉積岩中石英含量占95%以上者屢見不鮮，試解釋這一現象。

⑥試述雜砂岩的沉積條件。濁流沉積中主要是砂屑岩還是雜砂岩？

⑦試對粉砂岩的一般特征作出成因方面的解釋。

教學内容提要：

一、砂岩的一般特征

（一）砂岩的定義

主要由砂（2-0.1mm的陸源碎屑顆粒），稱砂岩。在砂岩中，砂的含量應＞50% 。

（二）砂岩的特點

1．成分以石英為主，其次是長石和各種岩屑。

2．砂岩有砂粒碎屑、基質及膠結物三部分組成。

3．化學成分極不一緻，主要取決于碎屑組分和膠結物成分。

4．砂岩成熟度高低差别較大。

二、砂岩的分類

（一）砂岩分類的現狀（簡介）

1．三組分體系（簡介）

主要介紹克裡甯（1948）的分類和福克的分類

克裡甯的砂岩分類方案（1948）

福克的砂岩分類方案

2．四組分體系

主要介紹Gilbert(1955)的砂岩分類和Pettjohn(1975)的分類

Gilbert(1955)的砂岩分類方案

Pettjohn(1975)的砂岩分類方案

（二）本教材的分類（重點）

教材中的砂岩分類方案

1．分類的原則和依據

第一，首先必須選擇在客觀上能免鑒定而又最能聯系岩石成因的特征作為分類的依據；

第二，應當考慮分類方案既适用于野外工作，又适用于室内研究。

2．本教材的砂岩分類

三、石英砂岩類

（一）主要類型

1．石英砂岩（本節重點）

最突出的特點是石英碎屑占90%以上，含有少量長石和燧石等岩屑，重礦物含量極少，石英大多為單晶石英，大部分石英碎屑常磨得很圓，表面光澤暗淡呈霧狀，大小均一，分選良好，缺少泥質。

中-細粒石英砂岩，鑄體薄片，單偏光

2．長石質石英砂岩

3．岩屑質石英砂岩

4．長石岩屑質石英砂岩

（二）實例

（三）成因（本節重點）

石英砂岩是高度成熟度的砂岩，它是風化作用，分選作用和磨蝕作用持續較久和深化的終極産物。

四、長石砂岩類

（一）主要類型

1．長石砂岩（本節重點）

主要由石英和長石組成，石英含量＜75%，長石含量＞25%，岩屑含量＜25%，含有大的雲母碎屑是長石砂岩的特征，重礦物一般比石英砂岩類的含量高，含少量的粘土基質。

中粒長石砂岩，單偏光，×50

2．岩屑質長石砂岩

（二）實例

（三）成因（本節重點）

長石砂岩的形成在很大程度上取決于母岩成分，首先要有富含長石的母岩如花崗岩、花崗片麻岩等，這是長石砂岩形成的物質基礎。另外，還需要有利于母岩崩解的條件，主要是構造條件和氣候條件。

五、岩屑砂岩類

（一）主要類型

1．岩屑砂岩：岩屑砂岩含有豐富的岩屑，在其碎屑含量中，岩屑＞25%，長石＜25%，石英含量在75%以下。

2．長石質岩屑砂岩

（二）實例

（三）成因（本節重點）

需要有利于不穩定物質産生和沉積的條件，隻有在這種條件下，強烈的物理風化和近源快速堆積，才可使大量母岩的崩解産物得以保存。

六、雜砂岩

（一）一般特征：

雜砂岩一般富含石英，有不同比例的長石和岩屑；

長石主要是斜長石、鉀長石少見；

岩屑主要是泥頁岩、粉尖岩、闆岩、千枚岩、雲母岩；

富含基質是雜砂岩的基本特征；

常呈暗灰色或黑色，一般是堅硬的固結良好的砂岩。

（二）主要類型和實例

（三）成因（本節重點）

典型的雜砂岩通常堆積在急速沉降的地槽中，并且主要是在較老層系的複理式建造中，因此目前不少認為大多數雜砂岩地是海相濁積岩。

七、粉砂岩

（一）一般特征

主要由0.1-0.01mm粒級（含量50%）的碎屑顆粒組成的細粒碎屑岩稱粉砂岩；

穩定組分較多，成為較單純，常以石英為主，長石較少；

重礦物含量比砂岩多；

粘土基質含量一般相當多，碳酸鹽膠結物較常見，鐵質和矽質較少；

磨圓度不高，和砂岩相比；

水平層理及波狀層理、交錯層理較少，多為小型的；

（二）分類及主要類型

1．據粒度分：

2．據碎屑成分分：

3．據膠結物成分分：

4．黃土：粉砂質沉積的典型代表之一，它是一種半固結泥質粉砂岩。

（三）成因

粉砂岩是經過較長距離搬運，在穩定的水動力條件下緩慢沉降形成的，分布極其廣泛，幾乎在所有的砂—泥質岩系中，都有粉砂岩層或夾層。

八、砂岩的油氣儲集性能（簡介）

九、砂岩的研究方法及意義（自學為主）

（一）砂岩的研究方法

1、野外研究

2、室内研究工作

（二）研究意義

第五節粘土岩(Clayrocks)

學時：2學時（其中理論教學1學時、實驗1學時）

基本内容：

粘土岩的一般特征，粘土岩的分類及其主要類型的特點，粘土沉積物的沉積後變化及其與油氣關系。

重點：①粘土岩的結構與構造，②粘土沉積物的沉積後變化及其與油氣關系。

難點：粘土礦物的結構

教學思路：從粘土岩的物理特性講起，然後介紹粘土岩的礦物成分（複習礦物學中學過的粘土礦物的結構），重點講解粘土岩的結構、構造與分類、以及粘土沉積物的沉積後變化及其與油氣關系，最後簡要介紹粘土岩的研究方法。

主要參考書:

①馮增昭主編《沉積岩石學》上冊第八章，石油工業出版社，1993.

②曾允孚、夏文傑主編《沉積岩石學》第七章，地質出版社，1986.

③馮增昭等主編《中國沉積學》第四章，石油工業出版社，1994.

④何幼斌編《Sedimentary Petrology》（英文輔助教材）第五章，江漢石油學院，2003.

⑤Grim, R. E. ,1986： Clay mineralogy, Mecrew Hill , New York .

⑥Shaw, H. F.,1980： Clay minerals in sediments and sedimentary rocks ,Develop-ments in petroleum geology-2.Applied Science Publishers.

複習思考題：

①地殼上分布最的一類沉積岩是哪一類？

②試述粘土岩的定義、一般特征及主要物理性質。

③試述粘土岩結構、構造及形成條件。

④粘土岩如何分類命名？手标本如何定名？

⑤粘土岩成岩作用與石油生成之間的關系如何？

⑥粘土岩的研究方法有哪些？簡述各種方法的原理和用途。

教學内容提要：

一、概述

(一) 粘土岩的定義

(二) 粘土岩是指粘土礦物含量＞50%的沉積岩。

(三) 粘土岩的分布

粘土岩是沉積岩中分布最廣泛的一類，約占沉積岩總量的60%，它是重要的生油母岩，我國許多大型油氣田的生油岩多是粘土岩，而且它的滲透性極差，可作為油氣儲集的良好的蓋層。

二、粘土岩的主要物理特性（簡介）

包括非滲透性、吸附性、吸水膨脹性、可塑性、耐火性、燒結性、粘結性、幹縮性

三、粘土岩的物質成分

（一）粘土礦物（本節重點）

Si—O四面體及Al(Mg)—(O，OH)八面體結構示意圖

1. 高嶺石族：結構單元層為1：1型，即由一個矽氧四面體層和一個鋁氧八面體層組成。高嶺石的晶體一般都很細小，大約為0.01-0.001mm，重結晶後其晶體有時可增大至1mm以上，并呈蠕蟲狀和手風琴狀結晶。

自生高嶺石，SEM，×1200

2．埃洛石（多水高嶺石）族：埃洛石族有兩種主要礦物，即埃洛石和變埃洛石，埃洛石的晶體結構為1：1型，多呈白色緻密塊狀集合體，相對密度2.1-2.6，埃洛石的外形多呈棒狀和針狀體。

3．蒙脫石族：蒙脫石呈白色或灰白色，緻密塊狀者呈蠟狀光澤，疏松土狀者光澤暗淡，硬度1-2，相對密度2-3，蒙脫石呈細鱗片狀，鵝毛狀，絨狀等。

4．水雲母族：水雲母又稱伊利石，晶體結構屬2：1型，顯微鏡下，伊利石常具有彎曲的葉片狀輪廓，電子顯微鏡下，伊利石常呈邊界圓滑的鱗片狀或帶有尖角和直邊的片狀。

自生伊利石，SEM，×3300

5．綠泥石族

6．海泡石族

（二）非粘土礦物

1．陸源碎屑礦物：主要的是石英、長石、雲母及各種副礦物，石英多呈單晶出現，圓度差，邊緣較模糊。

2．化學沉積的自生礦物：主要有鐵、錳、鋁的氧化物及氫氧化物、含水氧化矽、碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽。

（三）有機物質

（四）粘土岩的化學成分

粘土岩的化學成分主要為SiO₂，AI₂O₃及H₂O，在一般粘土岩中，三者總量可達80%以上，其次為Fe₂O₃、FeO、MgO、CaO、Na₂O、K₂O等。

四、粘土岩的結構、構造和顔色

（一）粘土岩的結構

1．按顆粒的相對含量可分為：粘土結構、含粉砂粘土結構、粉砂質粘土結構。

2．按粘土礦物的結晶程度及晶體形态可分為：非晶質結構、隐晶質結構、顯晶質結構。

（二）粘土岩的構造（重點）

1．宏觀構造包括各種層理（如水平層理、塊狀層理）、各種層面構造（幹裂、雨痕、蟲迹、結核、晶體印痕）、水底滑動構造、攪混構造。

2．顯微構造包括顯微鱗片構造、顯微氈狀構造、顯微定向構造。

（三）粘土岩的顔色

粘土岩常見的顔色有紅、紫、褐黃、灰綠、灰黑、黑色等。

五、粘土岩的分類

六、粘土沉積物的沉積後變化（重點）

(一) 壓實作用

粘土物質沉積後，處于軟泥狀态，其原始孔隙度高達70-90%，孔隙中飽含着自由水，随埋藏深度的增加，在上覆水體和沉積物負荷的重壓下，粘土質點将重新排列，變形或破裂，孔隙水不斷排出，原始粘土沉積物孔隙度大大降低，體積縮小，最後被壓實固結成為粘土岩。

(二) 粘土礦物的轉化作用

高嶺石類的粘土礦物在埋藏成岩過程中的轉化趨勢是轉變為蒙脫石，伊利石或綠泥石；

蒙脫石随埋藏深度的增加，蒙脫石即向伊利石轉化。

伊利石和綠泥石的轉化。

混層粘土礦物的轉化。

(三) 粘土礦物的脫水作用

粘土沉積物被埋藏後，在上覆沉積負荷的重壓下，首先排出孔隙水，随着埋深的加大，可以排出吸附水，層間水以至結構水。

(四) 粘土沉積物沉積後作用與油氣生成的關系

七、粘土岩的研究方法（簡介）

（一）野外研究方法

（二）室内研究方法

上一條：第三章沉積岩的構造與顔色

下一條：第五章火山碎屑岩

教學資源

理論授課教案

第四章 陸源碎屑岩

第四章陸源碎屑岩