中国石油大学沉积岩重点整理一霖.docx
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中国石油大学沉积岩重点整理一霖
蒸发岩
蒸发序列：
1）碳酸盐、石膏沉积阶段：
海水盐度稍高方解石→石膏
2）石盐沉积阶段：
海水盐度达26%石盐
3）石盐、硫酸钠、镁盐沉积阶段：
海水盐度31～32%泻利盐
4）钾、镁盐沉积阶段：
海水盐度33～34%钾石盐
5）光卤石沉积阶段：
海水盐度35%光卤石
6）水氯镁石沉积阶段：
海水盐度>35%水氯镁石
沉积岩：
是在地壳表层的条件下，由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分，经搬运作用、沉积作用以及沉积后作用而形成的一类岩石
风化作用：
是地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素的作用下，发生机械破碎和化学变化的一种作用
（1）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化作用，称为物理风化作用
其结果是母岩崩解，产生碎屑物质－岩石碎屑和矿物碎屑
（2）化学风化作用：
在氧、水和溶于水中的各种酸的作用下，母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化，分解而产生新矿物的过程称为化学风化作用
溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用、氧化作用
化学风化作用不仅使母岩破碎，而且使其矿物成分和化学成分发生本质的改变。
产物包括粘土物质和化学沉淀物质（真溶液及胶体溶液物质）
（3）生物风化作用：
生物的生命活动及其分解或分泌物质对岩石、矿物的破坏作用称为生物风化作用
生物对岩石的破坏方式既有机械作用，又有化学作用和生物化学作用；既有直接的作用，又有间接的作用
产物：
岩石碎屑、矿物碎屑，粘土物质、化学沉淀物质（真溶液和胶体物质）
矿物、岩石的风化作用：
1、石英：
主要的造岩矿物，在风化作用中稳定性极高，它几乎不发生化学溶解作用，一般只发生机械破碎作用。
石英是碎屑岩中的主要矿物成分
2、长石：
稳定性次于石英
风化稳定性由高到低的顺序是：
钾长石、多钠的酸性斜长石、中性斜长石、多钙的基性斜长石（钾长石（正长石>微斜长石）>斜长石（钠长石>>钙长石）
3、云母：
白云母抗风化能力较强，黑云母的抗风化能力比白云母差得多
4、各种粘土矿物（如高岭石、蒙脱石、水云母等）稳定
5、橄榄石、辉石、角闪石等铁镁硅酸盐矿物抗风化能力低，稳定性由高到低：
角闪石、辉石（链状）、橄榄石（岛状）
6、各种碳酸盐矿物（方解石、白云石等）稳定性差，极易溶于水
7、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），稳定性最低，最易溶于水
8、岩浆岩及变质岩中的一些次要矿物或副矿物
风化稳定性的差别很大，如锆石、石榴石、磁铁矿、红柱石、蓝晶石等较稳定，为沉积岩中常见，被称为重矿物
风化壳：
由风化残留物质组成的地表岩石的表层部分，叫风化壳或风化带
流体力学：
（1）牛顿流体：
服从内摩擦定律——牵引流：
符合牛顿流体定律的流体。
其搬运机制是流体动能拖曳牵引沉积物一起运动，如河流、风流和波浪流等。
（2）非牛顿流体：
不服从内摩擦定律——沉积物重力流：
在重力作用下发生流动的、弥散有大量沉积物的高密度流体。
Re＝惯性力/粘滞力
Re<1时，流动呈层流型，只能滚动搬运。
Re为1~40时，临界流
Re>40时，出现“卡门涡街”，叫做紊流，出现悬浮搬运。
Fr=惯性力/重力
Fr<1缓流,水深流缓下部流动体制，低流态
Fr=1临界流，过渡流态
Fr>1急流,水浅流急上部流动体制，高流态
流水搬运方式：
滚动搬运、跳跃搬运、悬浮搬运
机械沉积作用：
处于搬运状态的碎屑物质，在一定的条件下，主要是当流水的动力不足以克服碎屑的重力时，碎屑物质就会沉积下来
机械沉积分异作用：
指碎屑物质在流水（或风）的搬运过程中，按其物理性质（粒度、密度、圆度、球度、成分等）呈现分别集中的现象，其中以粒度分异最明显
化学沉积分异作用：
溶解物质由于化学活泼性或溶解度的差异，以及受所处环境pH和Eh的影响，将按一定的顺序依次从溶液中沉淀出来的现象。
第三章：
碎屑岩：
主要由母岩风化作用所形成的碎屑物质经过机械搬运、沉积作用及沉积后作用形成的一类岩石，陆源碎屑岩
碎屑岩包括：
碎屑颗粒：
由母岩物理风化破碎而成的碎屑
填隙物：
杂基：
细小的碎屑，与碎屑颗粒同时沉积
胶结物：
化学沉淀物质，成岩期的产物
孔隙
矿物碎屑：
石英、长石、岩屑、云母、重矿物
常见的胶结物类型:
（1）硅质胶结物：
蛋白石、玉髓、石英
（2）碳酸盐胶结物：
方解石类、白云石类、菱铁矿等
（3）铁质胶结物：
赤铁矿、褐铁矿
（4）其它胶结物：
粘土矿物、石膏、硬石膏、黄铁矿、磁铁矿、磷酸盐类矿物等
成分成熟度：
碎屑物质成分上被改造趋向于最终产物的程度，亦称“化学成熟度”或“矿物成熟度”
重矿物——ZTR指数：
锆石Zircon＋电气石Tourmaline＋金红石Rutile在重矿物中所占的比例
碎屑岩的结构：
是指构成碎屑岩的矿物和岩石碎屑的大小、形状、填隙物的结构以及不同组分的空间组合关系。
粒度分级（书54）、三级命名原则（书55）
球度：
是一个定量参数，用它来度量一个颗粒接近球体的程度。
圆度：
指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度（棱角状、次棱角状、半（次）圆状、圆状）（书57）
胶结物结构：
（1）隐晶结构
（2）粒状结构（3）栉壳状结构（4）嵌晶结构（5）自生加大结构
胶结类型：
（会画图，书63）
（1）基底胶结：
填隙物（杂基）含量较多，碎屑颗粒在杂基中互不接触呈漂浮状，填隙物主要为原杂基（或正杂基）；杂基支撑，形成于沉积同生期；代表高密度流快速堆积的特征（杂基支撑）
（2）孔隙胶结：
最常见的颗粒支撑结构，碎屑颗粒构成支架状，颗粒之间多呈点状接触，胶结物充填在孔隙中；反映稳定强水流的沉积特征（颗粒支撑）
（3）接触胶结：
颗粒之间呈点接触或线接触，胶结物含量少，分布于碎屑颗粒相互接触的地方，孔隙中无胶结物；干旱气候条件下，因毛细管作用，溶液沿颗粒间细缝流动并沉淀而成；或者由原来的孔隙式胶结物经地下水淋滤溶蚀改造而成（颗粒支撑）
（4）镶嵌胶结：
在成岩期的压固作用下，特别是当压溶作用明显时，砂质沉积物中的碎屑颗粒会更紧密地接触，颗粒之间由点接触发展为线接触、凹凸接触，甚至形成缝合线接触。
（颗粒支撑）
支撑结构：
（1）杂基支撑：
杂基含量高，颗粒互不接触，在杂基中呈漂浮状。
（2）颗粒支撑：
碎屑颗粒含量占绝对优势，颗粒之间相互接触
颗粒接触方式：
点接触、线接触、凹凸接触、缝合接触
结构成熟度：
沉积物在风化、搬运及沉积作用改造下接近终极结构特征的程度。
（颗粒磨圆成球状，分选性好，粘土杂基小）
高：
杂基小于5%；中等：
杂基5-15%；低：
杂基大于15%
粒度分析方法：
直方图；频率曲线；累积曲线；概率值累积曲线
第六章：
砾岩和角砾岩
1、砾岩：
粒径大于2mm的碎屑含量大于30%的碎屑岩
结构特征：
颗粒粗大，分选、磨圆较差，两种支撑类型
构造特征：
均质层理、大型斜层理、递变层理、叠瓦状构造
2、砾石的分类
（1）按砾石圆度分：
砾岩—圆状和次圆状砾石含量>50%的碎屑岩
角砾岩—棱角和次棱角状砾石含量>50%的碎屑岩
（2）按砾石大小分：
•细砾岩：
砾石直径为2～l0mm；
•中砾岩：
砾石直径为l～l0cm；
•粗砾岩：
砾石直径为1～10dm；
•巨砾岩：
砾石直径>lm。
（3）按砾石成分分：
单成分砾岩和角砾岩：
砾石成分单一，同种成分的砾石占75%以上。
复成分砾岩和角砾岩：
成分复杂，各种类型的砾石都不超过50%。
海（湖）滨岸砾岩：
成分比较简单
洪积扇与河流：
成分比较复杂
（4）按砾岩在剖面中的位置分类：
A、底砾岩
Ø特征：
砾石多来自原地，成分比较简单、稳定，磨圆度高，分选好，杂基含量少，一般为化学胶结
Ø位于不整合面之上，通常为海侵开始阶段的产物，代表一个大的地质时代的开始
B、层间砾岩
Ø特征：
砾石异地搬运而来，砾石成分中，可有不稳定的组分，填隙物（基质）成分也比较复杂，磨圆度也较差
Ø整合地夹于其他岩层之间，并不代表有侵蚀间断，与下伏地层是连续沉积的
Ø代表小的沉积环境的变化，作为沉积旋回的底部可作为分层标志
C、层内砾岩
Ø指岩层尚处在半固结状态时，经侵蚀破碎和再沉积而成的砾岩
Ø特征：
砾石来自原地，砾石成分单一，未经搬运或搬运距离很短，磨圆一般较差。
Ø在碳酸盐岩沉积环境和河流沉积中常见
3、砾岩的成因分类及主要类型：
（1）滨岸砾岩
Ø形成于波浪作用强的滨海或滨湖地带，成分成熟度和结构成熟度都高，具定向构造，砾岩成层性好，分布稳定。
砾石两种成因：
（1）由海浪（湖浪）侵蚀海（湖）岸形成
（2）由河流搬运而来
结构：
砾石磨圆好、分选好、杂基少、胶结物多。
构造：
若有扁平砾石，其最大扁平面应向深水（海）方向倾斜、倾角较小；砾石长轴方向应平行海岸线
（2）河成砾岩
河水流速减小使砾石堆积而成
◆常见于山区河流，多位于河床沉积的底部。
◆成分复杂，为复成分砾岩；
◆结构成熟度中-低
◆砾石对称性差，具定向构造，长轴大部分与水流垂直，近岸处与岸边平行。
◆呈透镜状，带状分布，伴随冲刷面构造。
（3）洪积砾岩
由山区洪水流出山口，流速骤减使碎屑物快速堆积而成
•洪水成因，具阵发性；
•成分多为复成分的，也可为单成分的；
•砾石粗大，结构成熟度差（分选很差，磨圆度低）
•切割—充填构造很常见，在剖面上呈透镜状或楔状体，通常厚度巨大，有的可达几千米。
（4）冰川角砾岩
高山冰山滚落下来，温度升高，露出砾岩
•砾石杂乱排列，具擦痕
•分选极差，磨圆极差
•成分复杂，具较多细粒填隙物。
（5）滑塌角砾岩
Ø浊流在深海、深湖环境中形成的砾岩
Ø常具递变构造，表现为杂基支撑（甚至泥质支撑砾岩），也有颗粒支撑等。
Ø在地形陡峻地区，由于崩塌或滑动，从而形成滑塌角砾岩。
Ø此类砾岩的特点是棱角状角砾和磨圆砾石可同时存在——水下滑动时携带来的半固结底部沉积物很容易磨圆。
Ø分选性很差
Ø常呈透镜状岩体产出，如三角洲前缘滑塌浊积砾岩。
Ø分布很局限，却有特殊地质意义。
（6）岩溶角砾岩
◆又称洞穴角砾岩，形成与下伏物质（如膏盐层）被溶解以及上覆地层的坍塌作用有关，尤其是石灰岩的坍塌。
◆因有大量碳酸盐岩细粒杂基而导致碎屑与杂基之间的区分不清楚。
◆厚度变化很大，由几厘米到十米或者更厚。
角砾岩层顶、底界特别是底界很明显。
第七章：
砂岩及粉砂岩
一、石英砂岩类
1、成分：
石英大于50%（75%），长石和岩屑的含量皆小于25％；成分成熟度高
2、结构：
杂基含量少，结构成熟度高
3、构造：
波痕、交错层理常见
4、颜色：
大多为灰白色（取决于胶结物的颜色）
5、成因：
①构造条件：
相对稳定地区（地台区，海洋环境）
②搬运距离：
长期、长距离
③沉积速率：
缓慢沉积、多次再沉积（母岩：
花岗岩，砂岩）
二、长石砂岩类：
（我国储集岩大多属此类）
1、成分：
长石＞25％，石英＜75％，岩屑＜25％；成分成熟度低
组分特征：
①长石：
长石含量较高（25％-100％）
②岩屑：
因陆源区的母岩类型而异
③含大的云母碎屑，含量高达10%以上
④重矿物:
比石英砂岩类中含量高，可达1％以上
⑤杂基：
含有少量粘土杂基
⑥胶结物：
常为钙质，铁质，硅质较少。
⑦化学成分：
富含Al2O3及K2O
2、构造：
多种层理。
3、结构：
粒度较粗（中-粗砂），分选性和磨圆度变化较大，填隙物为粘土杂基或胶结物（常为钙质，铁质，硅质较少）。
4、颜色：
红色、灰白色
5、成因：
取决于母岩、古构造、古气候及古地形
①母岩：
花岗岩、花岗片麻岩等
②构造条件：
构造活动强烈地区（活动大陆边缘）
③地形：
高差较大，搬运距离短-中，近源快速堆积
④气候条件：
干旱、寒冷
三、岩屑砂岩类
1、成分：
岩屑＞25％，长石＜25％，石英＜75％
2、构造：
多种层理。
3、结构：
分选、磨圆差，结构成熟度低。
填隙物为杂基或胶结物
4、颜色：
多呈浅灰色、灰绿色、灰黑色
5、成因：
与长石砂岩基本类似：
——强烈的物理风化和近源快速堆积
石灰岩岩屑：
高差大，气候干燥
燧石：
构造稳定，地形平缓，长距离搬运，风化彻底
四、杂砂岩类：
杂基>15%的砂岩
主要有：
长石杂砂岩、岩屑杂砂岩、岩屑质长石杂砂岩、长石质岩屑杂砂岩。
1、成分：
岩屑多样，成分成熟度低
2、结构：
结构成熟度低，磨圆差、分选性差，填隙物粘土杂基，颗粒或杂基支撑
3、构造：
具递变层理，底面印模
4、颜色：
暗灰色，黑色
5、成因：
需快速侵蚀、搬运及沉积，但杂砂岩的来源区更富于变化，含较多的石英、长石、低级变质岩屑、火山岩屑等
构造条件：
构造活动强烈地区（火山岛弧）
地形：
高差较大。
重力流和快速沉降
五、粉砂岩类
1、成分：
以石英为主，长石较少，岩屑极少或不存在，较多白云母，粘土基质、重矿物多
2、结构：
分选一般较好，磨圆差（悬浮搬运）。
填隙物为杂基或胶结物
3、构造：
交错层理较少，常见水平，波状层理，同生变形构造发育，重荷，变形层理（包卷层理），潜穴等
4、颜色：
多样，灰色、红色等
5、成因：
长距离搬运，在稳定的水动力条件下缓慢沉降形成的，一般分选好，磨圆差。
分布广泛，在砂、泥过渡地带分布。
如海、湖较深处、河漫滩、三角洲、泻湖、沼泽等。
第九章：
碎屑沉积物的沉积后作用
1、碎屑沉积物的沉积后作用（碎屑岩成岩作用）：
指碎屑沉积物沉积后转变为沉积岩，直至变质作用以前或因构造运动重新抬升到地表受风化以前，所发生的一切作用。
第十三章：
白云岩
1、白云岩：
主要是由白云石所组成的沉积碳酸盐岩。
原生白云岩:
由从水中直接沉淀出来的白云石组成
次生白云岩:
由白云石交代石灰岩而形成
2、次生白云岩形成机理
（1）毛细管浓缩白云化/蒸发泵白云化—准同生白云化作用
形成机理：
•现代热带地区的潮上带
•蒸发作用强烈
•毛细管作用
•粒间水含盐度增高
•石膏沉淀，使粒间水或表层积水的Mg/Ca比率提高-20:
1
•高镁粒间水沉淀，白云石化，交代文石
识别特征：
•
（1）颜色浅：
浅灰、灰黄
•
（2）岩性细：
泥晶、粉晶
•（3）鸟眼、泥裂、水平层理、叠层石常见
•（4）泥质含量高：
通常在10%以上
•（5）石膏结核或假晶常见
•（6）碳氧同位素数值高
（2）回流渗透白云化作用
形成机理：
潮上带形成的高镁粒间水在重力作用下向下回流渗透，当其流经下伏的碳酸钙沉积物或石灰岩时，将使它们发生白云石化
识别特征：
（1）颜色：
多样，与原岩有关
（2）岩性较粗：
多为粉晶以上
（3）晶体多自形，污浊，雾心亮边
（4）常见残余结构，如豹皮灰岩、云斑灰岩（白云石呈斑块状分布）
（5）与准同生白云岩或蒸发岩伴生
（6）碳氧同位素数值高
（3）混合白云化作用
即大气水（淡水）与海水混合的白云化作用的机理。
识别特征：
（1）颜色：
多样，与原岩有关
（2）岩性较粗：
多为粉晶以上
（3）晶体多自形，污浊，雾心亮边
（4）常见残余结构，如豹皮灰岩、云斑灰岩（白云石呈斑块状分布）
（5）与不整合面伴生，缺乏蒸发环境标志
（6）碳氧同位素数值低
（4）埋藏白云化作用
形成机理：
地下深处较高温度和压力下，有适当的Mg2+、Ca2+、CO32-来源时，发生的白云化作用。
离子来源有三种：
（1）粘土岩压实排出来的残留于孔隙中的海水
（2）粘土矿物的转化
（3）热水溶液
识别特征：
（1）晶粒较粗；
（2）Fe含量较高，阴极发光暗；
（3）氧同位素数值低。
（5）调整白云化作用
（6）热液白云化作用
1、简述长石砂岩特征及成因
答：
1、成分：
长石＞25％，石英＜75％，岩屑＜25％；成分成熟度低
组分特征：
①长石：
长石含量较高（25％-100％）
②岩屑：
因陆源区的母岩类型而异
③含大的云母碎屑，含量高达10%以上
④重矿物:
比石英砂岩类中含量高，可达1％以上
⑤杂基：
含有少量粘土杂基
⑥胶结物：
常为钙质，铁质，硅质较少。
⑦化学成分：
富含Al2O3及K2O
2、构造：
多种层理。
3、结构：
粒度较粗（中-粗砂），分选性和磨圆度变化较大，填隙物为粘土杂基或胶结物（常为钙质，铁质，硅质较少）。
4、颜色：
红色、灰白色
5、成因：
取决于母岩、古构造、古气候及古地形
①母岩：
花岗岩、花岗片麻岩等
②构造条件：
构造活动强烈地区（活动大陆边缘）
③地形：
高差较大，搬运距离短-中，近源快速堆积
④气候条件：
干旱、寒冷
2、简述石英砂岩的特征及成因
答：
1、成分：
石英大于50%（75%），长石和岩屑的含量皆小于25％；成分成熟度高
2、结构：
杂基含量少，结构成熟度高
3、构造：
波痕、交错层理常见
4、颜色：
大多为灰白色（取决于胶结物的颜色）
5、成因：
①构造条件：
相对稳定地区（地台区，海洋环境）
②搬运距离：
长期、长距离
③沉积速率：
缓慢沉积、多次再沉积（母岩：
花岗岩，砂岩）
3、论述碎屑岩成岩作用类型、特征及其对孔隙度和渗透度的影响。
答：
（1）压实作用（物理成岩作用）：
指沉积物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。
压实作用在沉积物埋藏的早期阶段表现得比较明显
压实作用的表现形式：
1）颗粒接触方式:
点接触线接触凹凸接触
2）颗粒破裂：
刚性颗粒易发生，产生微裂隙。
3）颗粒变形：
塑性颗粒易发生，形成假杂基。
4）软性颗粒弯曲：
云母等。
（2）压溶作用：
是一种物理－化学成岩作用。
随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的压力增大，颗粒接触处的溶解度增高，发生晶格变形和溶解作用。
压溶作用的表现
微观：
凹凸接触和缝合接触。
在砾岩中，常见砾石呈凹凸状接触，形成压入坑构造；在砂岩中，常见相邻石英颗粒呈缝合状接触。
宏观：
缝合线
（3）胶结作用：
指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。
胶结作用是沉积物转变成沉积岩的重要作用，也是使沉积层中孔隙度和渗透率降低的主要原因
可分为钙质胶结、硅质胶结、泥质胶结、铁质胶结以及硫酸盐胶结等。
（4）交代作用：
指一种矿物代替另一种矿物的现象。
交代作用是在靠近固体颗粒表面的溶液膜中进行的。
常见交代作用特征：
氧化硅与方解石的相互交代作用、方解石交代长石、方解石交代粘土矿物、粘土矿物与长石的交代作用、各种粘土矿物之间的交代作用
（5）重结晶作用：
一般情况下，当一种矿物转变为另一种更稳定的矿物相时，只发生晶格和形状及大小的变化，而没有发生化学成分的变化。
碳酸盐胶结物的重结晶作用特征：
出现连晶、嵌晶、晶格弯曲和波状消光及弱的二轴晶等性质。
重结晶的重要标志：
保留在重结晶体内的包裹物或残留物。
多形转变的结果可产生晶间孔，可作为天然气的储集空间。
（6）溶解作用
砂岩中的任何碎屑颗粒、杂基，胶结物和交代矿物（后两者统称为自生矿物），包括最稳定的石英和硅质胶结物，在一定的成岩环境中都可以不同程度地发生溶解作用。
溶解作用的结果形成了砂岩中的次生孔隙。
次生孔隙是世界上许多储集层的主要储集空间
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