沉積巖的基本概念

沉積巖是組成巖石圈的三大類 (巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖)巖石之一。它是在地殼表層或地

表不太深的地方，在常溫常壓條件下，由母巖（巖漿巖、變質(zhì)巖、先成的沉積巖）的風(fēng)化

產(chǎn)物、生物來(lái)源的物質(zhì)、火山物質(zhì)、宇宙物質(zhì)等原始物質(zhì)，經(jīng)過(guò)搬運(yùn)作用、沉積作用以及

成巖作用所形成的一類巖石。

沉積巖的一般特征

1、沉積巖的化學(xué)成分

對(duì)比巖漿巖和沉積巖的化學(xué)成分可以看出：雖然總體化學(xué)成分相近似，由于兩者形成條件的

不同，在化學(xué)成分上仍然存在很大的差別：

（1）、Fe2O3 和FeO 的含量

在巖漿巖和沉積巖中鐵的總量接近

巖漿巖中FeO 含量多于Fe2O3

地下深處缺氧

亞鐵

沉積巖中Fe2O3 含量多于FeO

地表自由氧充足

高價(jià)鐵

（2）、K2O 和Na2O 的含量

在巖漿巖中鈉含量比鉀高，在沉積巖中鉀總量比鈉高

因?yàn)椋撼练e巖中富鉀的白云母、絹云母相對(duì)穩(wěn)定

巖漿巖風(fēng)化后生成的膠體分散物（粘土礦物）易吸附鉀，導(dǎo)致沉積巖中鉀的含量相對(duì)增高

巖漿巖風(fēng)化后，其中的鈉以氧化物、硫酸鹽等可溶性鹽的形式流失，使沉積巖中鈉的含量相

對(duì)減少

（3）、Al2O3 的含量

巖漿巖中鋁多以鋁硅酸鹽的形式出現(xiàn)

沉積巖中鋁通常剩余而游離，是沉積巖的主要化學(xué)成分之一

大多數(shù)沉積巖中Al2O3>K2O+Na2O+CaO (判別變質(zhì)原巖有用)

（4）、H2O 和CO2 的含量

沉積巖形成于地表?xiàng)l件下，富含H2O 和CO2

巖漿巖形成于地殼下部高溫、高壓的環(huán)境,H2O 和CO2 含量很低

2、沉積巖的礦物成分

（1）高溫礦物少見(jiàn)

無(wú)橄欖石、輝石、角閃石形成于巖漿結(jié)晶早期高溫

（2）低溫礦物富集

富石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石,形成于巖漿結(jié)晶晚期低溫

（巖漿巖主要造巖礦物在高溫、高壓條件形成，穩(wěn)定地殼下部）

（3）自生礦物

各種鹽類、氧化物、氫氧化物、粘土礦物、碳酸鹽礦物

（形成于地表常溫常壓環(huán)境，穩(wěn)定于地表?xiàng)l件）

3、沉積巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

沉積巖的結(jié)構(gòu)

要比巖漿巖更為多樣

碎屑結(jié)構(gòu)、粒屑（顆粒）結(jié)構(gòu)，機(jī)械作用形成

生物結(jié)構(gòu)：等是沉積巖所特有的結(jié)構(gòu)；

晶粒（結(jié)晶）結(jié)構(gòu)：雖然巖漿巖也有類似結(jié)構(gòu)，但它們形成的熱力學(xué)條件迥然不同。

沉積巖的構(gòu)造

成層構(gòu)造、層內(nèi)構(gòu)造以及層面構(gòu)造

層理構(gòu)造：沉積巖最基本構(gòu)造特征，在巖漿巖中除少數(shù)情況（層狀火成巖）外很少見(jiàn)到

層面構(gòu)造：波痕、泥裂、雨痕、雹痕、印模、晶痕

化學(xué)成因的構(gòu)造：縫合線、疊錐、結(jié)核、疊層構(gòu)造等構(gòu)造都是沉積巖所特有的

生物成因的構(gòu)造：生物礁所特有

由于沉積巖是在地表或接近地表的壓力條件下形成，因此具有各種各樣空隙,而結(jié)晶巖一般

缺乏孔隙(曾允孚等，1986）

形成沉積巖的物質(zhì)基礎(chǔ)——沉積物的四種來(lái)源

1、陸源物質(zhì)—母巖風(fēng)化的產(chǎn)物

2、生物源物質(zhì)—生物殘骸和有機(jī)物質(zhì)

3、深源物質(zhì)—火山碎屑和深部鹵水

4、宇宙源物質(zhì)—隕石

風(fēng)化作用的概念：

地殼表層巖石（母巖）在大氣、水、生物、冰川等地質(zhì)營(yíng)力的作用下，使得巖石松散、破

碎、分解的地質(zhì)作用。其產(chǎn)物為各種巖石碎屑、礦物碎屑、生物碎屑和溶解物質(zhì)

風(fēng)化作用方式：物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、生物風(fēng)化。

1）物理風(fēng)化：主要發(fā)生機(jī)械破碎，而化學(xué)成分不改變的風(fēng)化.

作用主要影響因素：溫度變化、晶體生長(zhǎng)、重力作用、生物的生活活動(dòng)（人類活動(dòng)）、水、

冰及風(fēng)的破壞作用

物理風(fēng)化總趨勢(shì)：使母巖崩解，產(chǎn)生不同尺度巖石碎屑和礦物碎屑。

2）化學(xué)風(fēng)化：在氧、水和溶于水中的各種酸的作用下，母巖遭受氧化、水解和溶濾等化學(xué)

變化，使其分解而產(chǎn)生新礦物的過(guò)程。

主要影響因素：水、二氧化碳、有機(jī)酸等。

化學(xué)風(fēng)化總趨勢(shì)：不僅使母巖破碎，而且使其礦物成分和化學(xué)成分發(fā)生本質(zhì)的改變，同時(shí)在

表生條件下形成粘土物質(zhì)、各種氧化物和化學(xué)沉淀物質(zhì)如：各種粘土礦物,赤鐵礦、褐鐵礦、

鋁土礦、煫石（SiO2)等氧化物及碳酸鹽礦物等。

3）生物風(fēng)化：在巖石圈的上部、大氣圈的下部和水圈的全部,幾乎到處都有生物存在。因此

生物，特別是微生物在風(fēng)化作用中能起到巨大的作用。生物對(duì)巖石的破壞方式既有機(jī)械作用，

又有化學(xué)作用和生物化學(xué)作用；既有直接的作用，也有間接的作用。

主要影響因素：細(xì)菌、O2、CO2、有機(jī)酸

生物風(fēng)化途徑：氧化還原反應(yīng)、吸附作用、絡(luò)合物作用

風(fēng)化作用的產(chǎn)物：

a 碎屑物質(zhì)：母巖機(jī)械破碎的產(chǎn)物，主要指礦物碎屑和巖石碎屑

b 不溶殘積物：母巖分解過(guò)程新生成的不溶物質(zhì),如粘土和氧化物等

c 溶解物質(zhì)：以溶解狀態(tài)被帶走的成分。

碎屑物質(zhì)是構(gòu)成陸源碎屑巖的主要成分。溶解物質(zhì)是構(gòu)成內(nèi)源沉積巖的主要物質(zhì)成分

沉積物的搬運(yùn)與沉積作用

沉積物發(fā)生的搬運(yùn)和沉積的地質(zhì)營(yíng)力：主要是流動(dòng)水和風(fēng)為主，其次是冰川、重力和生物。

由于沉積物性質(zhì)的差異，常見(jiàn)的搬運(yùn)方式有：

1、機(jī)械搬運(yùn)和沉積、2、化學(xué)搬運(yùn)和沉積、3、生物搬運(yùn)和沉積

一 機(jī)械搬運(yùn)和沉積

搬運(yùn)對(duì)象：陸源碎屑顆粒

搬運(yùn)介質(zhì)：牽引流（水流和波浪，空氣）；重力流(gravity flow)：濁流（turbidites flow）

泥石流(debris flow)、顆粒流(grain flow)、液化沉積物流(fluidized sediment flow）；

冰川、風(fēng)

1、流水的機(jī)械搬運(yùn)和沉積作用

搬運(yùn)方式：推移搬運(yùn)（或滾動(dòng)搬運(yùn)）—推移載荷

懸浮搬運(yùn)—懸浮載荷

跳躍搬運(yùn)—介于上述二者之間

機(jī)械搬運(yùn)和沉積作用：流水把處于靜止?fàn)顟B(tài)的碎屑物質(zhì)開始搬運(yùn)走所需要的流速叫做開始搬

運(yùn)流速，開始搬運(yùn)流速要大于繼續(xù)搬運(yùn)業(yè)已處于搬運(yùn)狀態(tài)的碎屑物質(zhì)所需的流速，即繼續(xù)搬

運(yùn)流速。一般來(lái)說(shuō)，開始搬運(yùn)流速要大于繼續(xù)搬運(yùn)流速。

2、空氣的搬運(yùn)與沉積作用

1）只能搬運(yùn)碎屑顆粒

2）搬運(yùn)能力小，以跳躍搬運(yùn)形式為主

3）受地形和地物影響大

3、冰川的搬運(yùn)與沉積作用

流動(dòng)方式：塑性流動(dòng)和滑動(dòng)

搬運(yùn)能力巨大；

搬運(yùn)對(duì)象：碎屑顆粒

沉積位置：雪線以下——冰漬物，經(jīng)流水改造，形成冰水沉積

4、碎屑顆粒在機(jī)械搬運(yùn)過(guò)程中的變化

1）物質(zhì)成分上的變化：隨著搬運(yùn)距離的增加，由于化學(xué)分解、機(jī)械破碎和磨蝕作用,不穩(wěn)定

組分相對(duì)減少,穩(wěn)定組分相對(duì)增加

2）粒度和分選型的變化：隨著搬運(yùn)距離的增加，一般粒度越來(lái)越細(xì)，分選越來(lái)越好

3）顆粒形狀的變化: 隨著搬運(yùn)距離的增加，由于磨蝕作用，顆粒的園度和球度越來(lái)越好。

二、化學(xué)搬運(yùn)和沉積

搬運(yùn)對(duì)象：溶解于水的化學(xué)物質(zhì)

溶解物質(zhì)在自然界中存在的方式：膠體和真溶液

1)膠體的搬運(yùn)與沉積作用

膠體的特點(diǎn)：顆粒細(xì)小、擴(kuò)散能力弱、表面帶電荷、具有吸附性

使膠體凝聚和沉積的因素：帶有相反電荷的膠體相遇、加入電解質(zhì)、加熱蒸發(fā)、射線照射

由于膠體自身的特點(diǎn)，當(dāng)其處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，就是膠體的搬運(yùn)狀態(tài)；當(dāng)條件發(fā)生變化，膠體

失去穩(wěn)定性時(shí)，膠體發(fā)生凝絮作用，即沉積作用。

2）真溶液的搬運(yùn)與沉積作用

可溶物質(zhì)的溶解與沉淀作用主要取決于溶解度；溶液中的某種物質(zhì)濃度達(dá)到過(guò)飽和，則發(fā)生

沉淀作用（沉積）；反之，則發(fā)生溶解作用（搬運(yùn)）。

影響真溶液搬運(yùn)與沉積的因素：

介質(zhì)的酸堿度：介質(zhì)的氧化還原電位、溫度和壓力、溶液中的CO2 含量、離子吸附作用

三、生物的搬運(yùn)和沉積

生物的搬運(yùn)作用：既可是物理方式也可是化學(xué)方式

生物的沉積作用：生物遺體的直接堆積：

生物的間接沉積作用：化學(xué)方式、生物物理方式（捕獲和粘結(jié)、障積作用）

搬運(yùn)的成分：碎屑顆粒、溶解物質(zhì)

沉積分異作用

沉積物在搬運(yùn)沉積過(guò)程中會(huì)按照顆粒大小、形狀、比重、礦物成分和化學(xué)成分在地表依次

有規(guī)律的沉積下來(lái)，這種現(xiàn)象稱為沉積分異作用。

機(jī)械沉積分異作用

按粒度：礫巖、砂巖、粘土巖；

按比重：金19.3、黃鐵礦5、鉻鐵礦4.5、石英2.65、石墨2.16、琥珀1.07；

化學(xué)沉積分異作用

熔解物質(zhì)達(dá)到過(guò)飽和時(shí)按溶解度由小到大依次沉積（氧化物、磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、鹵

化物）

沉積成巖作用是泛指沉積物形成以后，到沉積巖的風(fēng)化作用和變質(zhì)作用以前這一演化

階段的所有變化或作用，包括成巖作用和后生作用。有人也稱為沉積期后作用。

沉積巖的成巖作用階段

1.同生作用(syngenesis)：沉積后至埋藏前沉積物與水之間的一系列作用（溶解、水合、

解,Ph,Eh, O2，CO2 逸度改變）。

2.成巖作用(diagenesis): 埋藏后至巖石固結(jié)，即，由沉積物到沉積巖的過(guò)程中的一系列

變化，包括壓實(shí)和膠結(jié)作用。

3.后生作用(anadiagenesis):固結(jié)后至變質(zhì)前，包括交代、重結(jié)晶、次生加大、壓溶。

4.表生作用(epidiagenesis):潛水面以下、低溫壓下，與地下水的作用，包括溶蝕、充填、

交代。

常見(jiàn)成巖作用現(xiàn)象

1．壓實(shí)作用(compaction):靜壓力下沉積物排氣、排水、體積縮小、孔隙度降低、密度增

加。

2.膠結(jié)作用(cementation):孔隙水過(guò)飽和沉淀出礦物質(zhì)（膠結(jié)物cement),將沉積物粘結(jié)成

巖石。

3.壓溶作用(pressure-solution):壓力下沉積物顆粒間或沉積巖內(nèi)部發(fā)生溶解。如，縫合

線構(gòu)造

4.重結(jié)晶作用(recrystallization):通過(guò)溶解－再沉淀或固體擴(kuò)散，使得細(xì)小晶粒集結(jié)成

粗大晶粒。如，蛋白石（非晶質(zhì)）－玉髓（隱晶質(zhì)）－石英（顯晶質(zhì)）

5.交代作用(replacement):外來(lái)組分取代原組分。如，白云石化，SiO2 與CaCO3 相互交代。

6.自生礦物的形成(authigenic mineral)：海綠石，鮞綠泥石，沸石類，粘土礦物，方解

石、菱鐵礦、草莓狀黃鐵礦，自生石英和自生長(zhǎng)石（再生加大邊）

影響成巖作用因素

1、自由能

2、PH 值和EH 值

3、溫度的影響

4、壓力的影響

5、生物對(duì)成巖作用的影響

6、時(shí)間因素

陸源碎屑巖

陸源碎屑巖是指由母巖經(jīng)物理風(fēng)化作用所形成的碎屑顆粒物質(zhì)，經(jīng)過(guò)機(jī)械的搬運(yùn)和沉積，并

進(jìn)一步壓實(shí)和膠結(jié)而形成的沉積巖類。

陸源碎屑巖的基本組成：

1）碎屑顆粒是碎屑巖的主要組成部分，占整個(gè)巖石的50%以上，并決定巖石的基本性質(zhì)。

2）填隙物：雜基由機(jī)械沉積作用形成的細(xì)粒物質(zhì)，充填在碎屑顆粒間。膠結(jié)物是對(duì)顆粒起

膠結(jié)作用的化學(xué)沉淀物。

3）孔隙是指巖石中未被固體物質(zhì)所占據(jù)的部分，孔隙可以是原生的，也可以是后期形成的。

1、碎屑顆粒的成分

1) 礦物碎屑成分

A 石英碎屑：是分布最廣的碎屑礦物，在砂巖和粉砂巖中的平均含量達(dá)66.8%。主要來(lái)源于

花崗巖、片麻巖、片巖和先期形成的沉積巖，并常應(yīng)用石英的各種特征來(lái)確定母巖的性質(zhì)。

B 長(zhǎng)石碎屑：在砂巖中含量為10-15%，以鉀長(zhǎng)石（微斜長(zhǎng)石）為主，其次為酸性斜長(zhǎng)石，

中基性斜長(zhǎng)石較少。長(zhǎng)石主要來(lái)源于花崗巖和花崗片麻巖。根據(jù)長(zhǎng)石的特點(diǎn)可推斷母巖、古

氣候和古構(gòu)造。

C、云母和綠泥石碎屑：以白云母為主，常分布于細(xì)砂巖和粉砂巖的層面上，常與細(xì)粒的石

英和長(zhǎng)石共生。綠泥石都是成巖作用的產(chǎn)物，常以填隙物的形式出現(xiàn)。

D、重礦物碎屑：是次要成分，通常含量不超過(guò)1%，比重大于2.86，常見(jiàn)的重礦物有：來(lái)自

花崗巖的鋯石、獨(dú)居石、金紅石、磷灰石；來(lái)自基性巖的尖晶石、鉻鐵礦、鈦鐵礦；來(lái)自變

質(zhì)巖的石榴子石、十字石、藍(lán)晶石、電氣石等。

2) 巖石碎屑成分

簡(jiǎn)稱為巖屑，是碎屑巖中的重要組分。其成分可以是火成巖、變質(zhì)巖和沉積巖。其含量和粒

度有關(guān)，泥巖中完全沒(méi)有巖屑，砂巖中平均含量為10-15%，多者可達(dá)95-100%，少則完全沒(méi)

有。巖屑可直接提供母巖的特征，反映沉積環(huán)境、沉積搬運(yùn)的特征

2、填隙物成分

填隙物分為雜基和膠結(jié)物，二者成因不同，但成分上可以相同，也可不同。

1)雜基：各種粘土礦物，如：高嶺石、水云母、蒙脫石和綠泥石等，還包括各種細(xì)粉砂

碎屑，是機(jī)械搬運(yùn)的產(chǎn)物。

2)膠結(jié)物：碎屑顆粒之間孔隙內(nèi)的各種化學(xué)物質(zhì)，常見(jiàn)的有：碳酸巖礦物、硅質(zhì)礦物和

少量鐵質(zhì)礦物，多形成于成巖作用時(shí)期。還有一些自生礦物。如：海綠石、沸石、磷酸巖礦

物、硫酸巖礦物、硫化物、各種自生重礦物，還有自生的粘土礦物等

3、成分成熟度

碎屑巖的成分成熟度是指碎屑沉積組分在其風(fēng)化、搬運(yùn)沉積作用的改造下接近最穩(wěn)定的終極

產(chǎn)物的程度。

石英抗風(fēng)化能力強(qiáng)，在搬運(yùn)和沉積過(guò)程中蝕變很小，是最穩(wěn)定的組分；

長(zhǎng)石的穩(wěn)定性較石英低；

巖屑除硅質(zhì)巖屑外，一般穩(wěn)定性都不高。

成分成熟度一般表示為：石英與石英、長(zhǎng)石和巖屑之和的比值。隨著成分成熟度的增高，不

穩(wěn)定組分相對(duì)減少，穩(wěn)定組分相對(duì)增加。

陸源碎屑巖的結(jié)構(gòu)類型

1、碎屑結(jié)構(gòu)

碎屑顆粒本身的特征：碎屑顆粒的大小、形狀和顆粒表面特征

填隙物的特征：

顆粒與填隙物之間的關(guān)系：膠結(jié)類型或支撐關(guān)系

顆粒間接觸關(guān)系

2、泥狀結(jié)構(gòu)：泥巖所特有的結(jié)構(gòu)

1、碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)

顆粒大?。褐杆樾碱w粒的絕對(duì)大小，也稱為粒度。它以顆粒的直徑來(lái)計(jì)量。

粒度的分級(jí)方案有：自然粒級(jí)：自然數(shù)的大小

對(duì)數(shù)粒級(jí)：對(duì)顆粒的直徑取對(duì)數(shù)

Φ 粒級(jí)：Φ=-log2d（d 為粒徑）

碎屑顆粒的分選（分選性）：碎屑顆粒大小的均勻程度叫分選或分選性。

分選性分為三級(jí)：

分選好：主要粒級(jí)含量大于75%；

分選中等：主要粒級(jí)含量50-75%；

分選差：各種粒級(jí)含量都小于50%

研究碎屑顆粒粒度分布情況的方法稱為粒度分析，用這種方法可以準(zhǔn)確的計(jì)算分選系數(shù)或用

標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示分選程度。

顆粒的形態(tài)：包括顆粒的圓度和球度

圓度：顆粒棱角磨蝕的程度，棱角狀、次棱角狀、次圓狀、圓狀（在鏡下或標(biāo)本上觀察）

球度：顆粒度按近于球體的程度，受A、B、C 三軸大小的控制分為：圓球體、扁球體、橢球

體、長(zhǎng)扁球體

顆粒的表面特征：

碎屑顆粒的表面是不光滑的，由于溶蝕作用、碰撞作用、刻滑風(fēng)蝕等作用，在碎顆粒表面留

下一定的痕跡。

2、填隙物的結(jié)構(gòu)

填隙物按成因分：

雜基：<0.003mm 的細(xì)粒物質(zhì)，是隨粗碎屑顆粒一起搬運(yùn)而來(lái)充填在碎屑顆?？紫吨虚g。由

機(jī)械作用形成。

膠結(jié)物：由化學(xué)結(jié)晶作用形成充填在碎屑顆粒孔隙中的化學(xué)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)特征與本身的結(jié)晶

程度、晶粒大小和分布的均勻性有密切的關(guān)系

雜基的結(jié)構(gòu)：雜基是同粗碎屑一同沉積的細(xì)粒物質(zhì)。成分主要是細(xì)粉砂和粘土，有時(shí)有少量

的碳酸鹽灰泥和鐵質(zhì)。雜基可以反映介質(zhì)的流動(dòng)特點(diǎn)和分選特征，是碎屑巖中一個(gè)重要的參

數(shù)。

膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)：

按膠結(jié)物的結(jié)晶程度和晶體的排列組合關(guān)系分為：

非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：蛋白石、磷酸鹽、鐵質(zhì)等

隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：粒度極細(xì)，只有在顯微鏡下才能分出光性，如玉髓、隱晶質(zhì)的磷酸鹽

顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：明顯的晶粒結(jié)構(gòu)

對(duì)顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)晶體的排列方式可進(jìn)一步劃分為：

晶粒結(jié)構(gòu)：膠結(jié)物呈粒狀晶體，它形鑲嵌，排列無(wú)定向

嵌晶結(jié)構(gòu)（連生結(jié)構(gòu)）：膠結(jié)物結(jié)晶形成粗大晶體，將一個(gè)或數(shù)個(gè)碎屑顆粒內(nèi)部。

櫛狀結(jié)構(gòu)（叢生結(jié)構(gòu)）：膠結(jié)物呈纖維狀或短柱狀垂直碎屑顆粒表面生長(zhǎng)；當(dāng)膠結(jié)物圍繞碎

屑顆粒呈帶狀分布時(shí)則稱為帶狀膠結(jié)。

再生（次生加大）結(jié)構(gòu)：硅質(zhì)膠結(jié)物沿碎屑石英顆粒邊緣呈次生加大邊，而且二者光性方位

一致。

3、膠結(jié)類型（支撐類型）

膠結(jié)類型 ：碎屑顆粒與填隙物之間的互相關(guān)系結(jié)合方式－膠結(jié)類型或支撐類型。

按填隙物的含量及與顆粒的關(guān)系分為：

A、基底膠結(jié)（雜基支撐）：雜基含量高，顆粒含量少，孤立地分散于雜基中。顆粒不互相

接觸－凝塊式膠結(jié)。

B、孔隙膠結(jié)（顆粒支撐）：碎屑顆粒多，填隙物少，而見(jiàn)多為膠結(jié)物。膠結(jié)物有原生的也

可是次生的（顆粒與顆粒接觸）

C、接觸膠結(jié)（顆粒支撐）：是孔隙式膠結(jié)的一種特殊方式，膠結(jié)物少，僅存在于顆粒與顆

粒的接觸處，多數(shù)是膠結(jié)物或雜基被淋濾所至。

D、溶蝕膠結(jié)：由于膠結(jié)物溶蝕交代了碎屑顆粒，顆粒的邊緣呈灣港狀。

4、碎屑顆粒間的接觸關(guān)系

受顆粒形狀的影響，以點(diǎn)接觸和線接觸為常見(jiàn)。

在壓實(shí)和壓溶作用下，碎屑顆粒排列的越來(lái)越緊密，顆粒間的接觸由點(diǎn)接觸逐漸演化為線接

觸（在空間上為面接觸），直至變?yōu)榭p合線狀接觸，還常見(jiàn)有雜基充填。

泥狀結(jié)構(gòu)是由<0.0039mm 的碎屑顆粒和粘土礦物組成的結(jié)構(gòu)類型，是泥巖特有的。

特點(diǎn)：粒度極細(xì)，粘土礦物定向排列，多具水平層理，手觸有滑感，貝殼狀斷口。

但自然界中，純粹的泥狀結(jié)構(gòu)不多，常有數(shù)量不等的粉砂混入，形成過(guò)渡結(jié)構(gòu)類型。

陸源碎屑巖的構(gòu)造

常見(jiàn)的構(gòu)造：各種層理構(gòu)造、層面構(gòu)造、同生變性構(gòu)造、蟲孔和蟲跡構(gòu)造等。

陸源碎屑巖的分類

按碎屑顆粒的大小，分為：

1、粗碎屑巖——礫巖（角礫巖）

2、中碎屑巖——砂巖

3、細(xì)碎屑巖——粉砂巖

4、泥巖

陸源碎屑巖是指由母巖風(fēng)化作用所形成的碎屑顆粒物質(zhì)，經(jīng)機(jī)械搬運(yùn)和沉積作用，并進(jìn)一步

壓實(shí)和膠結(jié)作用所形成的沉積巖類。

組成碎屑巖的三個(gè)部分：碎屑顆粒、填隙物(雜基、膠結(jié)物)和孔隙。

粗碎屑巖—礫巖和角礫巖

一、定義、命名原則

粒度>2mm 的陸源碎屑顆粒組成的沉積巖，據(jù)碎屑顆粒的磨圓程度分為礫巖或角礫巖，松散

的沉積物稱為礫或角礫。礫級(jí)碎屑（直徑大于2mm）含量大于30%者為礫巖類。

其中：礫級(jí)含量 大于50%，為礫巖；

礫級(jí)含量在30—50%，砂(泥)質(zhì)礫巖

礫級(jí)含量在5—30%，礫質(zhì)砂巖或礫質(zhì)泥巖

礫級(jí)含量< 5%，含礫砂巖或含礫泥巖

二、成分特征

1、顆粒成分特征：以巖屑為主，少量的礦物碎屑。成分明顯受母巖性質(zhì)控制。不含

重礦物，粗碎屑的成分復(fù)雜多樣?；瘜W(xué)成份少見(jiàn)。

2、填隙物成分：以細(xì)碎屑雜基為主，顆粒粒徑<2mm，巖屑或礦物碎屑都有，化學(xué)膠

結(jié)物少見(jiàn)。

三、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征

1、顆粒結(jié)構(gòu)：碎屑顆粒粗大，分選不好，磨圓可好可差，礫石表面常有一些特殊的痕跡，

如冰川擦痕，沙漠漆等

2、填隙物結(jié)構(gòu)：有細(xì)碎屑雜基，也有化學(xué)膠結(jié)物，但量少

3、膠結(jié)類型：多為基底式膠結(jié)，也有孔隙膠結(jié)

4、構(gòu)造：礫石有定向排列，可推斷與水流向。常發(fā)育大型交錯(cuò)層理和粒序?qū)永怼?/p>

四、粗碎屑巖的分類

分類原則：粒度、形狀、成因、地理位置等，理想的分類是成因分類但很難做到，常用多級(jí)

分類

1、 按圓度：

礫巖：圓狀或次圓狀>50%（占碎屑含量）；角礫巖：次棱角狀或棱角狀>50%

礫巖是長(zhǎng)期搬運(yùn)的正常沉積物，而角礫巖的成因則多種:構(gòu)造作用、火山作用、溶解作用

2、按礫石的大小：巨礫>256mm、粗礫 256-64mm、中礫 64-4mm、細(xì)礫

4-2mm

當(dāng)?shù)[石分選差時(shí)，可用混積法命名。

3、按成分：?jiǎn)纬煞值[巖：?jiǎn)我怀煞执笥?5%；復(fù)成分礫巖：每種成分小于50

4、按礫巖在剖面中的位置：層間礫巖：整合地產(chǎn)于巖層中間

底礫巖：分布于侵蝕面上

5、按成因：河成礫巖、海成礫巖、冰川角礫巖、崩積角礫巖、巖溶角礫巖、構(gòu)造角礫巖

等

五、主要成因類型及實(shí)例

1、濱岸礫巖

主要是在波浪作用的淀岸地帶，由河流搬運(yùn)來(lái)的礫石沿海岸長(zhǎng)期改造而成，其特點(diǎn)是礫石成

分較單一，以穩(wěn)定組分為主。

2、河成礫巖

常見(jiàn)于山區(qū)河流，多位于河床沉積的底部，礫石成分復(fù)雜，由于搬運(yùn)不遠(yuǎn)，故不穩(wěn)定組分仍

然存在。

3、洪積礫巖

由山區(qū)洪流在流出山間峽谷進(jìn)入平原時(shí)，流速驟減，致使帶出的碎屑物質(zhì)快速堆積而成。

4、冰川角礫巖

由冰川作用形成，成分復(fù)雜，常見(jiàn)新鮮的不穩(wěn)定組分，分選極不好，大的礫石和泥砂混雜。

5、滑塌角礫巖

在地形陡峻地區(qū)的邊界地帶，常常由于某種地質(zhì)營(yíng)力作用發(fā)生崩塌，或沿斜坡發(fā)生地滑，從

而形成滑塌角礫巖。

6、巖溶角礫巖

其形成下伏物質(zhì)（如膏鹽層）被溶解而移去以及上覆地層的坍塌作用有關(guān)，尤其是石灰?guī)r的

坍塌。

中碎屑巖—砂巖

定義：粒度在2-0.0063mm 碎屑占50%以上的陸源碎屑巖稱為砂巖。

一、砂巖的成分特征

1、碎屑顆粒成分：

Q——石英，

F——長(zhǎng)石，

R——巖屑，

三者的成分特征取決于母巖的成分和沉積物的改造歷史。

云母和綠泥石碎屑：量少

重礦物碎屑：量少，有指示物源的作用

成分成熟度＝Q/（F+R）：指碎屑沉積組分在其風(fēng)化、搬運(yùn)和沉積作用的改造下

接近最穩(wěn)定的終極產(chǎn)物的程度。F/R 反映物源特征 , R 反映氣候和風(fēng)化作用的

特點(diǎn)。

2、填隙物的成分：

雜基：粘土和小于0.03mm 的細(xì)碎屑顆粒；

膠結(jié)物：鐵質(zhì)、鈣質(zhì)和硅質(zhì)為常見(jiàn)。

二、砂巖的結(jié)構(gòu)特征

具典型的陸源碎屑結(jié)構(gòu)

三、砂巖的構(gòu)造特征

發(fā)育各種層理、層面、同生變形構(gòu)造和蟲孔等

砂巖的分類

三端元四組分分類

首先根據(jù)雜基的含量，將砂巖分為兩大類，雜砂巖（雜基>15%）和凈砂巖（雜基<15%）；

其次，根據(jù)砂巖的三種碎屑主要成分，按三角形圖解進(jìn)行成分劃分；

Q（石英）端元：石英、玉燧、石英巖和其他硅質(zhì)巖屑；

F（長(zhǎng)石）端元：長(zhǎng)石、花崗巖和花崗片麻巖類巖屑；

R（巖屑）端元：除去花崗質(zhì)和硅質(zhì)巖屑之外的其他巖屑，以及碎屑云母和綠泥石。

成因意義：Q 端元反映砂巖的成分成熟度，F(xiàn)/R 值反映物質(zhì)來(lái)源和大地構(gòu)造狀況，

F 端元在一定程度上反映氣候和風(fēng)化作用的特點(diǎn)。

砂巖的名稱及成分特征

1、石英砂巖：Q>95%, F+R<5%;

2、長(zhǎng)石石英砂巖：Q=75-95%， F+R<25%，F(xiàn) >R

3、巖屑石英砂巖：Q=75-95%， F+R<25%， R > F

4、長(zhǎng)石砂巖： Q < 75%， F >25%，F(xiàn)/R >3

5、巖屑長(zhǎng)石砂巖： Q < 75%， F/R =3-1

6、長(zhǎng)石巖屑砂巖： Q < 75%， F/R =1/3-1

7、巖屑砂巖： Q < 75%， R >25%， F/R < 1/3

常見(jiàn)的砂巖巖石類型及成

因

1、石英砂巖和石英雜砂巖

1）顏色：黃白色或淺灰白色、淺紅褐色；

2）成分：石英和各種硅質(zhì)巖屑的含量占砂級(jí)碎屑總量的95%以上，以單晶石英為主，僅含

少量的長(zhǎng)石、巖屑和重礦物。

3）結(jié)構(gòu)：磨圓度和分選性都比較好，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都最好；

4）填隙物成分和結(jié)構(gòu)：多為膠結(jié)物，成分為鈣質(zhì)或硅質(zhì)、鐵質(zhì)及海綠石，雜基很少。石英

次生加大邊。

5）構(gòu)造：交錯(cuò)層理、平行層理。

石英砂巖的形成環(huán)境與成因

高成熟度的石英砂巖是長(zhǎng)期風(fēng)化、分選和磨蝕的產(chǎn)物；主要產(chǎn)于海洋環(huán)境，含海相化石和

海綠石，與海相地層共生。

關(guān)于石英雜砂巖的成因，一般認(rèn)為是由于石英形成與高能的淺海環(huán)境，堆積于障壁后的低

能環(huán)境中形成的。

石英砂巖的出現(xiàn)標(biāo)志著穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境、基準(zhǔn)面的夷平和長(zhǎng)期的風(fēng)化。

2、長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石雜砂巖：

1）顏色：淡黃色、灰綠色、肉紅色等

2）碎屑顆粒成分：主要為石英和長(zhǎng)石，石英含量下于75%，長(zhǎng)石大于18.6%, 還有少量的巖

屑。

3）碎屑顆粒結(jié)構(gòu)：粒度為中粒和中粗粒，分選性和磨圓度變化較大；一般分選中等，次圓

到次棱角狀。

4）填隙物成分和結(jié)構(gòu)：雜基：主要為各種粘土礦物，重結(jié)晶形成長(zhǎng)石的次生加大邊；膠結(jié)

物：主要為鈣質(zhì)和鐵質(zhì)。

長(zhǎng)石砂巖的形成條件

母巖石含長(zhǎng)石豐富的花崗巖和花崗片麻巖類，在形成過(guò)程中以物理風(fēng)化為主，須有強(qiáng)烈的

侵蝕與快速堆積的條件，埋藏后的蝕變作用要弱。

長(zhǎng)石砂巖的成因：

A 構(gòu)造長(zhǎng)石砂巖：在構(gòu)造強(qiáng)烈活動(dòng)的地區(qū)，母巖風(fēng)化的碎屑快速搬運(yùn)和沉積而成，形成的長(zhǎng)

石砂巖分選和磨圓都差、雜基含量高，甚至形成長(zhǎng)石雜砂巖。

B 氣候長(zhǎng)石砂巖：在干燥和寒冷的氣候條件下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期搬運(yùn)的碎屑顆粒分選和磨圓都較好，

長(zhǎng)石表面新鮮、干凈，重礦物含量高。

C 基底長(zhǎng)石砂巖：位于花崗巖或花崗片麻巖的侵蝕面上，由長(zhǎng)期的侵蝕和風(fēng)化作用形成。

3、巖屑砂巖和巖屑雜砂巖：

1）顏色：灰色、灰綠色、灰黑色；

2）顆粒成分：以巖屑和石英為主，少量的長(zhǎng)石和黑云母；石英含量小于75%，巖屑含量一

般大于18.75%，巖屑與長(zhǎng)石之比大于3，自然界中巖屑雜砂巖更為常見(jiàn)。

3）顆粒結(jié)構(gòu)：碎屑顆粒分選磨園都不好；

4）填隙物成分和結(jié)構(gòu)：雜基為主，成分為粘土；膠結(jié)物少，成分為鈣質(zhì)、硅質(zhì)。

5）構(gòu)造：各種層理（粒序?qū)永恚?、槽模、溝模?/p>

成因：

需要強(qiáng)烈剝蝕、快速堆積的條件。

如：海相的濁積巖、強(qiáng)烈褶皺的侵蝕區(qū)附近的山前或山間盆地中。陸相沉積環(huán)境中山麓沖積、

洪積環(huán)境的沉積物等。

細(xì)碎屑巖—粉砂巖

定義：粒度在0.063-0.0039mm(4-8φ)的碎屑顆粒含量50%的一種陸源碎屑巖

粉砂巖的一般特征

1、成分特征：石英較多，含較多的云母，粘土礦物及綠泥石，也含有一定數(shù)量的長(zhǎng)石等。

重礦物含量較多。

填隙物有粘土雜基、鈣質(zhì)和鐵質(zhì)膠結(jié)物。

2、結(jié)構(gòu)：碎屑結(jié)構(gòu)及碎屑與泥狀結(jié)構(gòu)的過(guò)渡類型（碎屑顆粒棱角分明）

3、構(gòu)造特征：水平層理，波紋層理，蟲孔變形、同生變形構(gòu)造

特殊的粉砂巖－黃土

黃土是一種未固結(jié)的粉砂巖，淺黃色、棕黃色、褐色或紅色，呈土狀，是一種半固結(jié)的多孔

粉砂。

主要成分以石英含量最多>50%，還有長(zhǎng)石，結(jié)晶的Cc 礦物，少量的白云母20-30%，粘土礦

物 10-20%，重礦物 5%

成因：風(fēng)成的、冰積的、洪積的、沖積的

多數(shù)人認(rèn)為：河流洪積平原堆積的風(fēng)成粉砂。

常具水平層理：沙紋層理、包卷層理

我國(guó)黃土主要分布在西北地區(qū)、華北地區(qū)，及東北的南部和華東的北部。

粉砂巖分布與成因

河漫灘質(zhì)潮坪質(zhì)三角洲粉砂巖分布：河漫灘、潮坪、三角洲、瀉湖、沼澤及海、湖的淺水

部位。

粉砂巖是經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離搬運(yùn)，在穩(wěn)定的水動(dòng)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(zhì)巖系中，都有粉砂巖層或夾層。

泥巖（粘土巖）

定義：主要由粒度小于0.0039m 的細(xì)碎屑和粘土礦物組成的沉積巖類（分布最廣，占沉積巖

總量的55%以上），粘土礦物既可以是母巖風(fēng)化產(chǎn)物被搬運(yùn)沉積的，也可以是成巖作用過(guò)程

中生成的。

一、成分特征：

1、粘土礦物：高嶺石、蒙脫石、伊利石、綠泥石

2、碎屑顆粒：石英和長(zhǎng)石的碎屑、云母等

3、非粘土的自生礦物：碳酸鹽、鐵氧化物、氫氧化物、硫酸鹽、鹽巖

由粘土礦物的吸附作用，常含有特殊的元素

4、有機(jī)質(zhì)

二、結(jié)構(gòu)特征：

1、按粘土質(zhì)點(diǎn)、粉砂和砂的相對(duì)含量劃分：

泥狀結(jié)構(gòu)和與砂、粉砂的過(guò)渡結(jié)構(gòu)；

2、按結(jié)晶程度劃分：

非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)

隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：

顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：纖維狀、顯微鱗片狀、粒狀

粗晶結(jié)構(gòu)：蠕蟲狀、書頁(yè)狀

3、按粘土礦物集合體的形狀：團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、鮞粒（豆粒）結(jié)構(gòu)、同生泥屑結(jié)構(gòu)、生物泥狀結(jié)

構(gòu)

陸源碎屑巖—砂巖成巖作用

一、壓實(shí)與壓溶作用

二、膠結(jié)作用

三、交代作用

四、重結(jié)晶作用

五、溶解作用與次生孔隙

六、成巖作用共生順序分析

沉積期后作用是泛指沉積物形成之后，到沉積巖的風(fēng)化作用和變質(zhì)作用以前這一演化階段的

所有變化或作用，包括成巖作用和后生作用。

成巖作用的階段劃分

1.同生作用(syngenesis)：沉積后至埋藏前沉積物與水之間的一系列作用（溶解、水合、

解,Ph,Eh,O2，CO2 逸度改變）。

2.成巖作用(diagenesis): 埋藏后至巖石固結(jié)，即，由沉積物到沉積巖的過(guò)程中的一系列變

化，包括壓實(shí)和膠結(jié)作用。

3.后生作用(anadiagenesis):固結(jié)后至變質(zhì)前，包括交代、重結(jié)晶、次生加大、壓溶。

4.表生作用(epidiagenesis):潛水面以下、低溫壓下，與地下水的作用，包括溶蝕、充填、

交代。

常見(jiàn)成巖作用現(xiàn)象

1.壓實(shí)作用(compaction):靜壓力下沉積物排氣、排水、體積縮小、孔隙度降低、密度增加。

2.膠結(jié)作用(cementation):孔隙水過(guò)飽和沉淀出礦物質(zhì)（膠結(jié)物cement),將沉積物粘結(jié)成

巖石。

3.壓溶作用(pressure-solution):壓力下沉積物顆粒間或沉積巖內(nèi)部發(fā)生溶解。如，縫合線

構(gòu)造

4.重結(jié)晶作用(recrystallization):通過(guò)溶解－再沉淀或固體擴(kuò)散，使得細(xì)小晶粒集結(jié)成粗

大晶粒。如，蛋白石（非晶質(zhì)）－玉髓（隱晶質(zhì)）－石英（顯晶質(zhì)）

5.交代作用(replacement):外來(lái)組分取代原組分。如，白云石化，SiO2 與CaCO3 相互交代。

6.自生礦物的形成(authigenic mineral)：海綠石，鮞綠泥石，沸石類，粘土礦物，方解石、

菱鐵礦、草莓狀黃鐵礦，自生石英和自生長(zhǎng)石（再生加大邊）

一、壓實(shí)作用和壓溶作用

A 發(fā)生的時(shí)間：膠結(jié)作用之前——膠結(jié)過(guò)程中——膠結(jié)作用之后。

B

表現(xiàn)方式：早期：以壓實(shí)作用方式為主，顆粒之間的滑動(dòng)、重新排列和某些顆粒的碎裂變形。

晚期：壓溶作用方式為主，壓力集中在顆粒接觸點(diǎn)上。

1、壓實(shí)組構(gòu)

A

剛性顆粒：顆粒間的接觸關(guān)系為點(diǎn)接觸、線接觸、凹凸接觸和縫合線接觸，甚至發(fā)生碎裂。

B

塑性接觸：發(fā)生塑性變形，變形強(qiáng)烈時(shí)，形成假雜基。

C

片狀礦物：表現(xiàn)為彎曲和折斷現(xiàn)象

2、機(jī)械壓實(shí)作用向化學(xué)壓溶作用的轉(zhuǎn)化

影響因素：

水膜的影響：石英顆粒表面有很薄的水膜（幾個(gè)分子厚），在壓力點(diǎn)上由于水的作用和參與，

該處石英顆粒表面首先溶解形成H4SiO4 ，向周圍擴(kuò)散，在應(yīng)力小的部位沉淀形成石英次生

加大邊。

伊利石粘土的影響：砂質(zhì)顆粒之間常有伊利石粘土膜，粘土膜由粘土和水膜聚集而成。增強(qiáng)

溶解和擴(kuò)散作用。

深度：壓溶作用隨深度增加而增強(qiáng)。

3、壓實(shí)作用的估計(jì)方法及其隨埋深的變化

（1）剛性顆粒的接觸強(qiáng)度

Taylor（1950）的研究表明：

在埋深900 米處，點(diǎn)接觸占52%；

在埋深2200 米處，點(diǎn)接觸減少為零；

在埋深1700 米處，縫合接觸為零；

在埋深2700 米處，縫合接觸占32%。

一般，隨深度增加，剛性顆粒的接觸強(qiáng)度增加。

（2）孔隙度

砂巖剛沉積時(shí)的孔隙度為40%；雖埋深增加，孔隙度變小。

（3）去膠結(jié)物孔隙度（ΦcΦiΦm）

去膠結(jié)物孔隙度：“將膠結(jié)物全部去掉之后得到的孔隙度”。即砂巖現(xiàn)有的孔隙度與膠結(jié)物所

占孔隙度之和。

Φi—砂質(zhì)沉積物的初始孔隙度，約40%；

Φm—去膠結(jié)物孔隙度；

Φc—經(jīng)壓實(shí)作用減少的孔隙度

Φc = Φi - Φm

當(dāng)Φc 為零或很小時(shí)，說(shuō)明壓實(shí)作用微弱或沒(méi)有發(fā)生；

當(dāng)Φc 為負(fù)值時(shí)，說(shuō)明砂巖遭受了強(qiáng)烈的交代作用。

二、膠結(jié)作用

1、常見(jiàn)的膠結(jié)物和膠結(jié)組構(gòu)

按結(jié)晶程度：

非晶質(zhì)膠結(jié)物：蛋白石、鐵質(zhì)等

隱晶質(zhì)膠結(jié)物：玉燧

顯晶質(zhì)膠結(jié)物：具明顯的結(jié)晶結(jié)構(gòu)

顯晶質(zhì)膠結(jié)物又分：

共軸生長(zhǎng)膠結(jié)（石英次生加大邊、長(zhǎng)石加大邊）

外延生長(zhǎng)膠結(jié)（粒狀結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、櫛狀結(jié)構(gòu)

2、碳酸鹽的膠結(jié)作用

（1）碳酸鹽膠結(jié)物的種類：

方解石、白云石、鐵白云石、文石，菱鐵礦、菱錳礦等。

多以顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)存在或櫛狀結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。

（2）來(lái)源：

文石、鎂方解石的溶解；

白云巖化作用；

生物活動(dòng)釋放的二氧化碳使碳酸鹽溶解；

火山活動(dòng)造成的碳酸鹽溶解；

壓溶作用形成的；

3、SiO2 的膠結(jié)作用

（1）SiO2 膠結(jié)物的種類：蛋白石、玉髓和石英

（2）SiO2 膠結(jié)物的沉淀機(jī)制

實(shí)驗(yàn)證明：SiO2 膠結(jié)物的沉淀作用是由垂直循環(huán)的地表水引起的。石英砂巖中的次生加大

石英是在較淺的埋藏條件下，碎屑顆粒沉積后強(qiáng)烈壓實(shí)前沉淀的。

（3）SiO2 膠結(jié)物的來(lái)源

A 海洋中硅質(zhì)生物體的溶解；

B 硅酸鹽礦物的轉(zhuǎn)化釋放出SiO2；

C 在深埋藏條件下，因高溫造成的部分石英的重溶；

D 壓溶作用。

三、交代作用

1、交代組構(gòu)：

交代假象：交代礦物具有被交代礦物的假象：

幻影構(gòu)造：強(qiáng)烈的交代作用使原生顆粒只保留模糊的輪廓；

交代切割：原生礦物顆粒被后期的礦物切割或溶蝕；

交代殘留：交代作用進(jìn)行不徹底；

例如：石灰?guī)r為SiO2 交代形成燧石結(jié)核或燧石層

2、常見(jiàn)的交代作用

（1）石英和方解石的相互交代作用

PH 值的影響：PH 值小于9 時(shí)，方解石溶解，石英沉淀，石英交代方解石——硅化；

PH 值大于9.8 時(shí)，石英溶解，方解石沉淀，方解石交代石英——碳酸鹽化。

溫度的影響：隨著溫度的升高，石英的溶解度增加，方解石的溶解度減小。

（2）方解石交代粘土

PH=8 時(shí)，溶液中富含Ca 離子，一些粘土礦物將變得不穩(wěn)定而被交代。

（3）SiO2 交代粘土礦物（硅化）

硅化在薄片中表現(xiàn)為玉髓或隱晶石英的小顆粒散布在粘土基質(zhì)中，它們可能是氧化硅在粘土

礦物之間的微細(xì)孔隙中沉淀形成的。

（4）粘土礦物交代石英

在富含粘土基質(zhì)的砂巖中，常見(jiàn)粘土礦物，尤其是伊利石溶蝕和交代石英顆?；蜷L(zhǎng)石顆粒的

現(xiàn)象。

四、重結(jié)晶作用

砂巖中的重結(jié)晶作用主要發(fā)育于基質(zhì)及膠結(jié)物中。

1）灰泥基質(zhì)的重結(jié)晶作用：

成巖早期重結(jié)晶為微晶方解石。成巖作用晚期，由細(xì)晶變成粗晶甚至形成嵌晶（連生）膠結(jié)

組構(gòu)。

2）硅質(zhì)膠結(jié)物的重結(jié)晶作用：

非晶質(zhì)蛋白石膠結(jié)物變成纖維狀或微晶的玉髓，然后進(jìn)一步變?yōu)榫з|(zhì)石英，成為石英顆粒的

次生加大邊或呈單獨(dú)的細(xì)小自形晶體。

3）粘土基質(zhì)的重結(jié)晶作用：

形成白云母或自生長(zhǎng)石（呈次生加大邊或單個(gè)的晶粒）；

隱晶質(zhì)高嶺石可重結(jié)晶為蠕蟲狀或鱗片高嶺石。

五、溶解作用與次生孔隙

砂巖中的任何碎屑顆粒、雜基、膠結(jié)物和交代礦物（后兩者統(tǒng)稱為自生礦物），包括最穩(wěn)定

的石英和硅質(zhì)膠結(jié)物，在一定的成巖環(huán)境中都可以不同程度地發(fā)生溶解作用。溶解作用的結(jié)

果形成了砂巖中的次生孔隙。

砂巖的孔隙性簡(jiǎn)介

原生孔隙：原生粒間孔、微孔隙。

次生孔隙：次生粒間孔、鑄膜孔、組分內(nèi)溶孔、超粒大孔隙、貼?？紫?、粒間晶間次生孔、

微裂隙孔。

六、成巖作用共生順序分析

多種膠結(jié)物存在時(shí)，判斷形成的先后順序的依據(jù)：先形成的膠結(jié)物往往沉淀于孔隙的外壁；

相鄰膠結(jié)物之間的關(guān)系。

內(nèi)源沉積巖—碳酸鹽巖

碳酸鹽巖主要由沉積的碳酸鹽礦物（方解石和白云石）組成，巖石類型有石灰?guī)r（方解石含

量大于50%）和白云石（白云石含量大50%）。

碳酸鹽巖主要形成于海相環(huán)境中，有少量的陸相沉積。

碳酸鹽巖的形成既可以是化學(xué)成因的，也可以是機(jī)械作用形成的。占沉積巖體積20%,在我

國(guó)沉積巖占全國(guó)總面積75%，其中55%為碳酸鹽。

一、碳酸鹽巖的成分特征

1、化學(xué)成分：

主要化學(xué)成分：CaO、 MgO、 CO2

次要化學(xué)成分：SiO2、 TiO2 、Al2O3、FeO、 Fe2O3、K2O、 Na2O、 H2O 等

石灰?guī)r的化學(xué)成分： CaO 占42.61%; MgO 占7.9%; CO2 占41.58%; SiO2 占5.91%,

(純)白云巖的化學(xué)成分：CaO 占30.4%; MgO 占21.8%; CO2 占47.8%;

極少量的微量元素：Sr、Ba、Rb、V、Ni 等，可作為判別環(huán)境的標(biāo)志

A.化學(xué)式表示：CaCO3、CaMg(CO3)2、FeCO3、MgCO3

B.氧化物表示：CaO（43%)、MgO(8%)、CO２(42%)及SiO2(5.2%),其它氧化物(3%):FeO、Fe2O3、

K2O、Na2O、H2O

C.微量元素：Sr、Ba, Rb, Ni, Zn,

２.同位素：

A. 18O/16O：區(qū)分海陸相、古海水鹽度、水溫變化、海陸變遷

B. 13C/12C 和14C

：區(qū)分海陸相、古海水鹽度、水溫變化、海陸變遷, 14C 定年。

海相：重同位素含量高

3、礦物成分：

碳酸鹽礦物：方解石（三方晶系）和文石（與方解石同質(zhì)二相，斜方晶系）、白云石、菱鐵

礦、菱錳礦、菱鋅礦、鐵白云石Ca(Mg,Fe)(CO3)2

陸源碎屑混入物：粘土礦物、石英、長(zhǎng)石及微量重礦物。當(dāng)陸源碎屑混入物>50%則過(guò)渡為粘

土巖或粉砂巖／砂巖。

非碳酸鹽自生礦物：石膏Ca(SO4)2H2O、硬石膏Ca(SO4)，重晶石Ba(SO4)、天青石Sr(SO4)、

K,Na,Mg 鹵化物、及蛋白石、自生石英、黃鐵礦（ FeS2 ,等軸晶系)、白鐵礦（ FeS2 ,斜

方晶系，同質(zhì)多相)、海綠石（K,Fe,Mg 的鋁硅酸鹽礦物）、鮞綠泥石（ Fe,Mg 的鋁硅酸鹽

礦物）、磷酸鹽礦物和有機(jī)質(zhì)。

碳酸鹽巖最主要的礦物成分是碳酸鹽礦物，有少量的陸源混入物和自生非碳酸

鹽礦物。

一、碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)分類

1、粒屑結(jié)構(gòu)：經(jīng)波浪或流水搬運(yùn)、沉積而成的碳酸鹽巖；是由顆粒（內(nèi)碎屑、生物碎屑、

包粒、團(tuán)粒、團(tuán)塊）和填隙物、孔隙構(gòu)成。

2、生物骨架結(jié)構(gòu)：由原地固著生長(zhǎng)的生物骨架構(gòu)成。

3、結(jié)晶結(jié)構(gòu)／重結(jié)晶結(jié)構(gòu)：有化學(xué)或生物化學(xué)作用而成。

4、次生結(jié)構(gòu)：交代作用和重結(jié)晶作用形成。

碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)既可以是機(jī)械成因的，又可以是化學(xué)、生物化學(xué)成因的，與碎

屑巖的結(jié)構(gòu)相比，碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜。

二、碳酸鹽巖結(jié)構(gòu)特征分述

1、粒屑結(jié)構(gòu)：由顆粒和填隙物組成。

顆粒類型包括：

內(nèi)碎屑（無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖軟泥顆粒）

生物碎屑（骨粒）

鮞粒和豆粒

團(tuán)粒（不具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的糞團(tuán)粒）

團(tuán)塊（顆粒集合體）

核形石

注意：碎屑結(jié)構(gòu)與粒屑結(jié)構(gòu)的異同

粒屑類型之——內(nèi)碎屑

由盆地內(nèi)部弱固結(jié)的碳酸鹽沉積物經(jīng)岸流、潮汐或波浪作用破碎、搬運(yùn)、沉積

的碎屑。

內(nèi)碎屑按直徑大小分為：

礫屑：＞2mm

砂屑：2—0.06mm

粉屑：0.06mm—0.03mm

微屑：0.03mm—0.004mm

泥屑：＜0.004

微屑和泥屑充填于顆粒之間時(shí)稱為泥晶基質(zhì)。

內(nèi)碎屑之——鮞粒（豆粒）

由核心和同心紋層構(gòu)成的球體或橢球體。鮞粒直徑在2—0.2mm 之間，大于2mm 稱為豆粒。

鮞粒的分類： 真鮞； 假鮞； 復(fù)鮞；薄皮鮞； 變形鮞： 變晶鮞：

粒屑之——生物碎屑（骨屑）

破碎的生物骨骼碎屑。骨骼的組分指示水深、水溫、鹽度和水流特征等；骨骼的門類、生態(tài)

類型、分選和磨園，可提供環(huán)境標(biāo)志。

粒屑之——團(tuán)粒: 不具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碳酸鹽球狀、橢球狀的顆粒。一般認(rèn)為是生物的糞

便。

粒屑之——團(tuán)塊：由幾個(gè)碳酸鹽顆粒被灰泥或藻類粘結(jié)在一起而形成——也稱為葡萄

石。

粒屑之——核形石：特殊形狀的藻灰?guī)r

填隙物：泥晶方解石（泥晶基質(zhì)）和亮晶方解石

泥晶方解石：為粒度為0.001—0.004mm（石化后的粒度為0.001-0.035mm）的泥晶方解石，

機(jī)械作用形成；泥晶方解石常為泥晶結(jié)構(gòu)。

亮晶方解石：為粒度通常大于0.01mm 的、干凈透明的亮晶方解石，化學(xué)結(jié)晶作用形成。 亮

晶方解石常發(fā)育櫛狀結(jié)構(gòu)、連生結(jié)構(gòu)。

注意：粒屑結(jié)構(gòu)的填隙物以及碎屑結(jié)構(gòu)填隙物的異同

2、生物骨架結(jié)構(gòu)

原地生長(zhǎng)的底棲固著生物通過(guò)生命活動(dòng)，由生物骨架和伴生的生物化學(xué)組分構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，也

稱生物結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)于礁灰?guī)r中。

3、結(jié)晶結(jié)構(gòu)（化學(xué)結(jié)構(gòu)）

按照結(jié)晶程度可分為

非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)于一些化學(xué)或膠體化學(xué)成因的巖石類型中，如硅質(zhì)巖、磷灰?guī)r等。

隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)由微晶礦物集合體組成

顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)：顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)按照結(jié)晶顆粒的大小分為：

粗晶（大于2mm）、中晶（2-0.062mm）、細(xì)晶(0.062-0.004mm)、微晶(0.004-0.001mm)。

4、次生結(jié)構(gòu):為交代結(jié)構(gòu)和重結(jié)晶結(jié)構(gòu)

礦物成分分類和結(jié)構(gòu)成因分類

＞50％

為基本名

50－25％

××質(zhì)（白云質(zhì)灰?guī)r）

25－10％

含××（含白云質(zhì)灰?guī)r）

＜10％

不參加命名

碳酸鹽巖的分類

分類前應(yīng)了解的四個(gè)基本概念：

（1）原地灰?guī)r／白云巖：未經(jīng)搬運(yùn)的灰?guī)r，指微晶灰?guī)r和生物礁灰?guī)r。

（2）異地灰?guī)r／白云巖：經(jīng)過(guò)搬運(yùn)的灰?guī)r，指粒屑灰?guī)r。

（3）泥晶：原地機(jī)械沉積的、粒度＜0.0039mm 的灰泥。

（4）亮晶／淀晶：化學(xué)沉淀的、粒度＞0.0039mm 的、較為潔凈的方解石（膠結(jié)物）。

石灰?guī)r分類（Folk，1959）?？说姆诸悾?959 年

石灰?guī)r的結(jié)構(gòu)-成因分類

1、分類：

（1）微晶或泥晶灰?guī)r（正?；瘜W(xué)巖）：為化學(xué)—生物化學(xué)成因，形成于低能環(huán)境，具微晶

或泥晶結(jié)構(gòu)。

（2）顆粒石灰?guī)r或粒屑石灰?guī)r（異?；瘜W(xué)巖）：

是經(jīng)過(guò)波浪及流水作用或重力作用形成的巖石類型，具有典型的粒屑結(jié)構(gòu)特征。

（3）原地固著生物灰?guī)r：以生物作用為主形成的石灰?guī)r，具有典型的生物骨架結(jié)構(gòu)。

（4）重結(jié)晶石灰?guī)r：前三類巖石經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈重結(jié)晶作用而形成，具有各種化學(xué)結(jié)構(gòu)及殘余結(jié)

構(gòu)。

分類級(jí)序

（1）按成因類型分為：原地（微晶灰?guī)r和生物礁灰?guī)r）、異地（粒屑灰?guī)r）、重結(jié)晶、交

代四大類（灰?guī)r／白云巖）。

（2）異地灰?guī)r按泥晶或亮晶／顆粒比分為：泥晶或亮晶顆?；?guī)r、顆粒泥晶或亮晶灰?guī)r。

對(duì)顆?；?guī)r來(lái)說(shuō)，進(jìn)一步細(xì)分的原則為：

A

泥晶和亮晶的比值；

B

顆粒與泥晶的比值：

C

顆粒的類型。

白云巖的分類

按成因分為：原生白云巖：準(zhǔn)同生或同生的交代白云巖（交代證據(jù)不明顯）和原生沉淀的白

云巖。

次生白云巖：石灰?guī)r經(jīng)過(guò)成巖后期白云巖化形成的白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r。

由于白云巖的成因一直存在爭(zhēng)議，白云巖分類沒(méi)形成自己的獨(dú)立體系，并以石灰?guī)r的成分

成因分類為參考。

碳酸鹽巖的巖石類型

一、石灰?guī)r類

1、內(nèi)碎屑灰?guī)r：

（1）亮晶內(nèi)碎屑灰?guī)r

成因：高能、穩(wěn)定環(huán)境，如濱淺海；

特征：顆粒支撐、具波痕、交錯(cuò)層理

（2）泥晶內(nèi)碎屑灰?guī)r

成因：高能、不穩(wěn)定環(huán)境，如濁流；

特征－基質(zhì)支撐、具粒序?qū)永怼?/p>

內(nèi)碎屑：大到礫屑級(jí)，小到粉屑級(jí)。圓度因搬運(yùn)磨蝕程度而有所差別

填隙物：灰泥基質(zhì)，或亮晶膠結(jié)物或者兩者均有。

形成環(huán)境：高能淺灘環(huán)境，磨圓好、分選較好、亮晶方解石膠結(jié)，常伴生波痕和交錯(cuò)層理

以及沖刷充填構(gòu)造等。高能量環(huán)境形成內(nèi)碎屑，而沉積于低能環(huán)境時(shí)內(nèi)碎屑含量少并含有

大量的灰泥基質(zhì)的泥晶礫（砂）屑灰?guī)r和粉屑灰?guī)r。

2、生物碎屑灰?guī)r

（1）亮晶生物碎屑灰?guī)r

成因：高能、穩(wěn)定環(huán)境，如濱淺海；

特征：顆粒支撐、具波痕、交錯(cuò)層

（2）泥晶生物碎屑灰?guī)r

成因：低能、穩(wěn)定（靜水）環(huán)境，如潮下帶；

特征－基質(zhì)支撐、塊狀層理。

（3）生物碎屑種類

海百合莖、珊瑚、介形蟲、有孔蟲、藻類、層孔蟲、雙殼、腕足類等。

3、鮞粒灰?guī)r：

由鮞粒構(gòu)成，填隙物可以是灰泥基質(zhì)或亮晶膠結(jié)物。特征：顆粒支撐、具波痕、交錯(cuò)層理；

成因：溫暖淺水、中等攪動(dòng)；一般形成于溫暖的、中等能量的淺海環(huán)境，如臺(tái)地邊緣淺灘

（鮞灘）、潮汐協(xié)壩或潮汐三角洲等環(huán)境。

4、藻灰?guī)r：典型的生物－生物化學(xué)成因

5、生物礁灰?guī)r：

主要造礁生物：鈣藻、珊瑚、層孔蟲、海綿、苔蘚蟲

6、泥晶（微晶）灰?guī)r

泥晶（微晶）灰?guī)r中的顆粒含量較低，一般小于10%，還含有少量陸源碎屑。泥晶（微晶）

灰?guī)r外觀致密、均一。

水平層理或微波狀層理發(fā)育。

化學(xué)沉淀的微晶灰?guī)r一般為微晶結(jié)構(gòu)，呈穩(wěn)定的層狀分布，具有均勻塊狀或水平層理。具

水平紋理的化學(xué)成因的微晶灰?guī)r與發(fā)育水平層理的機(jī)械或生物成因的泥屑（晶）灰?guī)r難以

區(qū)分。

二、白云巖

1、（準(zhǔn)）同生白云巖：

海相／非海相，與蒸發(fā)巖（石膏、硬石膏、巖鹽）共生，微晶結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)紋層、鳥眼、干

裂。

2、交代白云巖

晶粒結(jié)構(gòu)，具交代殘余結(jié)構(gòu)

碳酸鹽巖的成巖作用

一、壓實(shí)作用包括化學(xué)壓實(shí)作用機(jī)械壓實(shí)作用

1、化學(xué)壓實(shí)作用及組構(gòu)

縫合線構(gòu)造是溶解壓實(shí)組構(gòu)的唯一表現(xiàn)形式。

縫合線往往由難溶的黏土礦物構(gòu)成，溶解的石灰?guī)r數(shù)量往往很大，是膠結(jié)物（CaCO3）的主

要物質(zhì)來(lái)源。

2、機(jī)械壓實(shí)作用及組構(gòu)

機(jī)械壓實(shí)作用主要表現(xiàn)為塑性變形和破裂兩種類型：

（1）塑性變形組構(gòu)

1）顆粒的凹凸接觸：一個(gè)顆粒變形后形成凹入坑，相鄰顆粒的一部分嵌入其中。

2）顆粒的線狀接觸：顆粒變形后以長(zhǎng)軸緊密接觸。

3）單個(gè)顆粒變形：如變形鮞粒，變形砂屑等。

（2）脆性破裂組構(gòu)

1）放射狀破裂：以由顆粒中心向四周輻射的微小破裂為特征。

2）斷裂：顆粒破裂成幾部分，但仍互相接近。

3）撕碎破裂：1 個(gè)顆粒被破碎成大致相等的兩部分，可見(jiàn)位移的跡象。

4）剝離：顆粒表面發(fā)生片狀剝離，偶見(jiàn)于變形鮞狀石灰?guī)r中。

二、膠結(jié)作用

膠結(jié)作用僅發(fā)生于粒屑灰?guī)r中 ，膠結(jié)作用與沉積作用可視為同步（何起祥，1978）。

膠結(jié)物主要為碳酸鹽類礦物，有四種主要類型，即方解石（低鎂方解石）、文石、鎂方解石

（高鎂方解石）和白云石。

1、常見(jiàn)的膠結(jié)組構(gòu)

（1）針狀：膠結(jié)作用早期，砂屑灰?guī)r被纖維狀文石晶體部分膠結(jié)，文石從碎屑顆粒的表面

向外生長(zhǎng)。

（2）粒狀：砂屑灰?guī)r中腕足類介殼碎屑及內(nèi)碎屑被等粒狀方解石膠結(jié)。

（3）等軸生長(zhǎng)：在砂屑灰?guī)r中海百合為干凈的方解石所環(huán)繞，形成共軸生長(zhǎng)邊。

（4）嵌晶：包含數(shù)個(gè)顆粒的粗晶或連片膠結(jié)物。

2、碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀作用

影響因素：溶解離子、結(jié)晶速度、底質(zhì)的礦物成分與晶體結(jié)構(gòu)

A、溶解離子

在碳酸鈣膠結(jié)物的沉淀環(huán)境中存在的溶解離子主要為：鎂離子和鈣離子。

碳酸鈣沉淀時(shí)受Mg/Ca 比值影響。 Mg/Ca 比值不同，形成的礦物及組構(gòu)也不同。

（1）對(duì)礦物成分的影響： 在富鎂離子的條件下，形成文石和高鎂方解石。正常情況下，形

成方解石。

（2）對(duì)組構(gòu)（礦物習(xí)性）的影響：鎂離子的側(cè)向“毒害”效應(yīng)（Folk,1974）

方解石晶體是由CO32-離子和Ca2＋離子層交替組成，結(jié)晶C 軸與離子交替層垂直。

對(duì)組構(gòu)（礦物習(xí)性）的影響分二種情況：

a）溶液中的Mg2＋進(jìn)入正在生長(zhǎng)的晶體頂端的Ca2＋層內(nèi)部占據(jù)了某一鈣離子的位置。當(dāng)晶

體繼續(xù)生長(zhǎng)，其上很快被1 個(gè)新的Ca2＋生長(zhǎng)層覆蓋。晶體沿著被掩埋的C 軸方向繼續(xù)生長(zhǎng)，

會(huì)把晶體構(gòu)造中的缺陷隱藏下來(lái)，以這種方式進(jìn)入方解石晶格的少數(shù)鎂離子對(duì)晶體的生長(zhǎng)并

無(wú)影響。

b）鎂離子進(jìn)入Ca2＋層裸露邊緣位置，由于鎂的離子半徑較小，當(dāng)晶體繼續(xù)生長(zhǎng)時(shí)，其上

下層的CO32-層將向Mg2＋方向收斂并把它包圍起來(lái)，導(dǎo)致晶體構(gòu)造發(fā)生變形。

當(dāng)晶體進(jìn)一步生長(zhǎng)時(shí)，離子半徑較大的Ca2＋再也不能進(jìn)入這一Ca2＋層。由于這一原因，

晶體的側(cè)向生長(zhǎng)受到了限制，但這時(shí)沿C 軸方向的生長(zhǎng)并受到鎂離子的毒害，因而生長(zhǎng)迅速。

這樣便形成了數(shù)微米寬的纖維狀或泥晶陡斜菱面體高鎂方解石

B、結(jié)晶速度

膠結(jié)物的結(jié)晶速度控制著晶體的大小和形態(tài)。結(jié)晶作用和成核作用速度緩慢，有利于較大晶

體如纖維晶和粒狀晶體的形成。結(jié)晶速度快，往往形成泥晶結(jié)構(gòu)。

在極度低鎂的環(huán)境中，如在淡水中，快速的沉淀作用使方解石形成六邊形的板狀晶體或矮胖

六方柱晶體。

膠結(jié)物的世代

充填孔隙的膠結(jié)物有世代關(guān)系。

早期膠結(jié)物一般垂直于粒屑的邊部生長(zhǎng)，具有櫛狀組構(gòu)特征。晚期膠結(jié)物多為具鑲嵌組構(gòu)

的粒狀方解石。

一般認(rèn)為早期方解石膠結(jié)物可能系海水成因的文石或高鎂方解石經(jīng)成巖變化而成，晚期的

膠結(jié)物可能為淡水（Lindholm，1974）或可能為深埋的地下水或原生水（Folk,1974）所形

成。

亮晶鮞?；?guī)r，具兩世代膠結(jié)作用，早期：纖狀等厚環(huán)邊膠結(jié)物，晚期：粒狀膠結(jié)物。

碳酸鈣膠結(jié)物的來(lái)源

（1）海水來(lái)源：沉積物中的孔隙水通過(guò)海水的補(bǔ)給，不斷形成碳酸鈣的沉淀。這是碳酸給

膠結(jié)物的主要來(lái)源。

（2）成巖過(guò)程中文石和高鎂方解石發(fā)生溶解，溶解的碳酸鈣可沉淀為低鎂方解石膠結(jié)物。

（3）化學(xué)壓實(shí)作用（壓溶作用）提供的碳酸鈣。

（4）地下水來(lái)源：地下水通過(guò)毛細(xì)管濃縮作用，向近地表處搬運(yùn)碳酸鈣溶液和濃縮以膠結(jié)

物形成沉淀下來(lái)。

（5）淡水將上覆沉積層中的碳酸鹽溶解后向下淋濾為下伏層位的沉積提供鈣質(zhì)膠結(jié)物。

三、溶解作用

1、溶解作用的條件及產(chǎn)物

（1）條件：

1）碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中孔隙水的性質(zhì)發(fā)生變化，就要引起碳酸巖礦物或質(zhì)點(diǎn)的溶解

作用。

2）為了保持長(zhǎng)期而穩(wěn)定的溶解過(guò)程，孔隙水既要不飽和又要有流動(dòng)性。這樣才能不僅使碳

酸鹽溶解，而且能將溶解的物質(zhì)帶走。

（2）產(chǎn)物：碳酸鹽巖或碳酸鹽沉積物的溶解一般屬于一致溶解的范疇，溶解作用的最終產(chǎn)

物是次生孔隙（溶解孔隙）

2、次生孔隙的類型

（1）晶間孔隙：主要見(jiàn)于次生白云巖中，由于菱形的白云石晶體的隨機(jī)生長(zhǎng)伴隨著粒間未

被交代部分的溶解作用而形成的。

（2）溶膜孔隙：溶膜孔隙是由于沉積物或巖石中原生組分的選擇性溶解而形成。這些原生

組分包括鮞粒、介殼和蒸發(fā)礦物等。

（3）孔洞和溶溝：這種孔隙是與原生結(jié)構(gòu)無(wú)任何關(guān)系的溶解作用造成的。

四、重結(jié)晶作用和礦物多相轉(zhuǎn)化

1、重結(jié)晶作用

單純的重結(jié)晶作用是指：在成巖過(guò)程中礦物的晶體形狀和大小發(fā)生變化，而主要礦物成分不

發(fā)生改變的作用。

一般將晶體趨于加大的現(xiàn)象稱為“進(jìn)變新生變形作用”，

一般將晶體趨于縮小的現(xiàn)象稱為“退變新生變形作用”。

這兩種作用的代表性產(chǎn)物分別為“微亮晶”和“泥微晶”。

2、礦物的多相轉(zhuǎn)化作用

現(xiàn)代淺海的碳酸鈣沉積物主要是由文石，高鎂方解石和低鎂方解石組成。

古代石灰?guī)r卻是由低鎂方解石組成的。

這一現(xiàn)象說(shuō)明，文石和高鎂方解石在成巖過(guò)程中都已轉(zhuǎn)變成為低鎂方解石。

文石向方解石轉(zhuǎn)化是通過(guò)晶體間的溶液薄膜進(jìn)行的，包括濕態(tài)的同質(zhì)多相轉(zhuǎn)變和濕態(tài)重結(jié)晶

作用，其轉(zhuǎn)化過(guò)程可能是通過(guò)文石在極小的范圍內(nèi)溶解和立刻沉淀出方解石而完成的。在這

一轉(zhuǎn)化過(guò)程中還發(fā)生了微量元素鍶的丟失，這說(shuō)明文石向方解石轉(zhuǎn)化是一種濕態(tài)過(guò)程。

五、交代作用

碳酸鹽沉積物或碳酸鹽巖中的交代作用十分活躍，

常見(jiàn)的交代作用包括：白云巖（石）化、去白云巖（石）化、硅化、硫酸鹽化、菱鐵礦化和

黃鐵礦化等

1. 白云巖化作用：

按成因白云巖分為原生白云巖，次生白云巖。自然界以交代成因的次生白云巖為主。

（1）滲濾回流作用

利用該模式來(lái)解釋得克薩斯二疊紀(jì)白云巖的分布。

海岸瀉湖的強(qiáng)烈蒸發(fā)作用使海水濃縮；

石膏的沉淀，把Ca2＋從水中移走，增加了Mg2＋這濃度；

富Mg2＋的殘留鹵水比瀉湖之下沉積物中充填的正常海水要重，因而向下滲流；

富Mg2＋水體流經(jīng)先期沉淀的碳酸鹽沉積物，引起白云巖化作用。

（2）溶解—自白云巖化作用

這一模式主張含鎂的碳酸鹽沉積物在一定的條件下發(fā)生溶解，然后重新沉淀下

來(lái)，鎂離子和鈣離子結(jié)合形成白云石。

毫無(wú)疑問(wèn)，這一模式肯定能夠解釋某些白云巖的成因。然而正如Land 等人（1975）指出，

這是一種自我消耗，在鄰近組分未發(fā)生溶解的情況下，這種作用不可能為厚層碳酸鹽的白云

化提供大量的鎂離子。

（3）混合白云巖化作用

漢肖等（Hanshaw，1971）和Land（1973）提出了一個(gè)新的白云巖化機(jī)制，即大氣水（淡水）

與海水混合機(jī)制來(lái)解釋佛羅里達(dá)和牙買加第四紀(jì)灰?guī)r中的白云巖的成因。

按照該模式，正常海水與淡水混合形成半咸水，這種鹽水對(duì)于方解石不飽和，但

對(duì)于白云石飽和，白云石沉淀，方解石溶解。

（4）深埋白云巖化作用

Illing(1959)在研究加拿大西部晚泥盆世的礁體時(shí)，提出了地下水白云巖化模式。

他認(rèn)為，在埋藏過(guò)程中，礁體下部或礁體周圍的沉積物排除同生水。這些同生水

受蒙脫石轉(zhuǎn)變成伊利石的影響，因而含有高的Mg/Ca。當(dāng)這些同生水流經(jīng)礁體時(shí)，

便對(duì)礁體產(chǎn)生了白云巖化作用。

（5）蒸發(fā)泵吸作用

在炎熱的氣候條件下，由于強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用，潮上帶象泵一樣驅(qū)使海水通過(guò)沉

積物的孔隙，向陸地運(yùn)行，結(jié)果在朝上帶形成白云巖的薄殼。

白云巖化的重要結(jié)果是使巖石的孔隙度增大（13%），

可能對(duì)成油具有重要意義。

2、去白云巖化作用

方解石交代白云石的作用叫做去白云巖化作用。

（1）方解石晶體含有未交代完全的白云石殘余，形成特征的“嵌晶組構(gòu)”。

（2）方解石常呈白云石菱面體的假象存在。

（3）常常保存白云石的殘余組構(gòu)的痕跡

（4）增加體積13%，但仍然可以見(jiàn)到菱形溶孔。

去白云巖化作用發(fā)生的條件：

（1）在富含硫酸鹽的地下水作用下完成的；其反應(yīng)式：CaMg(CO3)2＋

CaSO4·2H2O→2CaCO3+MgSO4+2H2O

（2）是在近地表?xiàng)l件下發(fā)生的（解決膏鹽溶解問(wèn)題）。

（3）發(fā)生在不含石膏的地區(qū)；這時(shí)硫酸鹽離子可能是由黃鐵礦或其它硫化物的氧化而成。

3、石膏化和硬石膏化

石膏和硬石膏交代碳酸鹽礦物或組分的現(xiàn)象叫石膏化或硬石膏化。

該作用的發(fā)生可能與含硫酸鹽的孔隙水的活動(dòng)有關(guān)。

在地下，石膏為硬石膏交代。常見(jiàn)于干旱氣候。

4、去石膏化作用

硬石膏或石膏被碳酸鹽礦物交代的作用叫去石膏化作用

去石膏化常與地表淡水和細(xì)菌的作用有關(guān)?？赡芊磻?yīng)：

6CaSO4+4H2O+6CO2→6CaCO3+4H2S+11O2+2S

此外，在地表去白云石化時(shí)，也可伴有去石膏化作用。

5.硅化作用

當(dāng)pH 相對(duì)較低，且孔隙水為SiO2 所飽和時(shí)，碳酸鹽常常發(fā)生硅化。

CaCO3+H2O+CO2+H4SiO4

SiO2+Ca2++2HCO3-+2H2O

硅化作用具有明顯的選擇性。生物組分最易發(fā)生硅化，形成硅質(zhì)內(nèi)模。

其他常見(jiàn)的交代產(chǎn)物有硅質(zhì)結(jié)核和硅質(zhì)條帶。硅化產(chǎn)物常常保留原有的沉淀構(gòu)造（如細(xì)紋理

和生物的微構(gòu)造等）。

成巖環(huán)境及其特征

成巖環(huán)境：與成巖作用關(guān)系密切的環(huán)境稱之為成巖環(huán)境。

Longman(1982)將成巖環(huán)境劃分為兩大類：

1、近地表成巖環(huán)境：

海洋潛水帶

混合帶

淡水或大氣潛水帶

淡水或大氣滲流帶。

2、地下成巖環(huán)境，

1、海洋潛水帶

海洋潛水帶指溫暖淺海（水深<100m），其中的沉積物或巖石中的多余孔隙空間都為正常海

水所填充。

（1）活躍的海洋潛水帶：水運(yùn)動(dòng)與其他作用（如光合作用生物的呼吸，CO2 去氣，細(xì)菌活

動(dòng)等）伴生，導(dǎo)致膠結(jié)作用。膠結(jié)物主要為鎂方解石和文石。

（2）停滯的海洋潛水帶：水通過(guò)沉積物的運(yùn)動(dòng)相當(dāng)緩慢，膠結(jié)作用很少發(fā)生。。

2、混合帶

位于海洋潛水帶和淡水潛水帶之間。海水與淡水的混合可以形成一種對(duì)方解石稍微不飽和，

而對(duì)白云石過(guò)飽和的溶液。在水循環(huán)良好的混合帶環(huán)境中可以發(fā)生白云巖化

（Badiozamani,1973）。

3、淡水或大氣潛水帶

位于滲流帶和混合帶之間。所有的孔隙均為含有液碳酸鹽的大氣水充滿。潛水面的頂部以

海平面為界。

（1）未飽和帶：對(duì)CaCO3 不飽和大氣水進(jìn)入潛水帶，便開始（或繼續(xù)）溶解沉積物，產(chǎn)生

類似于滲流帶的晶洞或印?？紫丁?/p>

（2）活躍的飽和帶：水對(duì)于CaCO3 飽和，導(dǎo)致方解石廣泛的膠結(jié)作用。膠結(jié)物為粒狀方解

石。

（3）停滯帶：存在于大氣淡水潛水帶的較深部位和干旱氣候條件下。水循環(huán)緩慢，幾乎無(wú)

膠結(jié)作用發(fā)生。

4、淡水或大氣滲流帶

位于地表之下和潛水面之上的近地表帶。

孔隙空間既可以以空氣為主，也可以以水為主。

該帶的水通常是大氣水（雨水），對(duì)CaCO3 不飽和。

溶解是滲流帶的主要特征。

滲流帶達(dá)到飽和后，就可以通過(guò)蒸發(fā)作用或CO2 的去氣作用使方解石沉淀下來(lái)。

（1）溶解亞帶

任何形式的碳酸鈣都可以發(fā)生溶解。膠結(jié)作用主要發(fā)生于空氣與巖石界面處。

（2）沉淀亞帶

位于滲流帶的下部，以膠結(jié)作用為主。如果孔隙水以彎月?tīng)罘植加陬w粒之間，那么膠結(jié)物

將具有新月型的組構(gòu)特征。如果水以懸滴狀掛在于顆粒的下面，那么將形成懸掛型膠結(jié)物。

該亞帶的膠結(jié)物通常以細(xì)小等粒狀的方解石為主。

5、地下成巖環(huán)境

地下埋深的成巖環(huán)境中發(fā)生的主要成巖事件包括：

（1）沉積物的壓實(shí)作用和流體排出；（2）某些礦物和有機(jī)質(zhì)的熱成熟；（3）縫合作用；

（4）白云巖化作用，尤其是沿?cái)鄬雍徒妇墸唬?）鄰近縫合線的膠結(jié)作用；（6）裂隙作用；

（7）沿縫合線的白云巖化作用和新生變形作用；（8）次生孔隙的形成；（9）石油運(yùn)移

其它內(nèi)源沉積巖

其它內(nèi)源沉積巖是由化學(xué)作用、生物和生物化學(xué)作用所形成。

按物質(zhì)成分分為：硅質(zhì)巖、鋁質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖、錳質(zhì)巖、磷質(zhì)巖、蒸發(fā)鹽巖

硅質(zhì)巖

一、一般特征

1、概念：硅質(zhì)巖是指由化學(xué)作用、生物和生物化學(xué)作用以及某些火山作用形成的富含自生

硅質(zhì)礦物（＞70%）的巖石。

2、礦物成分：

主要成分：蛋白石、玉髓和自生石英

次要成分：粘土礦物、碳酸鹽礦物和氧化鐵等。

3、化學(xué)成分：

主要成分：SiO2 和H2O

次要成分：數(shù)量不等的Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO 等

二、主要巖石類型

生物和生物化學(xué)成因的：硅藻土、放射蟲巖、海綿巖、蛋白巖

非生物成因：碧玉巖、燧石巖、硅華等

1、硅藻土（或硅藻巖）

硅藻土呈灰白色或淺黃色，主要由硅藻（成分為蛋白石）的殼體組成，其含量可達(dá)70—90%，

可含有少量的放射蟲及海綿骨針。有時(shí)含有粘土礦物、碳酸鹽礦物、海綠石、碎屑石英和云

母等混入物。

硅藻土質(zhì)軟疏松多空，相對(duì)密度為0.4-0.9，孔隙度高，吸水性強(qiáng)，外貌似土狀。頁(yè)理發(fā)育，

薄如質(zhì)頁(yè)。

大部分硅藻土產(chǎn)于第三紀(jì)以來(lái)的海相或湖相地層中，少部分分布于白堊紀(jì)地層中。在沉積序

列上，多與泥巖、泥灰?guī)r共生，有時(shí)與火山巖共生。在年代較老的地層中，硅藻土一般轉(zhuǎn)變

為板狀硅藻土或蛋白土，最終漸變成燧石巖?，F(xiàn)代硅藻土主要分布在兩極及中緯度的海洋中。

2、海綿硅質(zhì)巖

淡灰綠色或黑色，主要由海綿骨針（礦物成分為蛋白石和玉髓）組成，有時(shí)含有少量放射蟲

及鈣質(zhì)生物，可混有少量粘土礦物、碳酸鹽礦物及海綠石等。

海綿巖一般為細(xì)粒，常見(jiàn)有堅(jiān)硬和疏松兩種類型。在堅(jiān)硬的海綿巖中，海綿骨針由不同比例

的蛋白石、玉髓和自生石英膠結(jié)而成，致密，不透水。純凈、疏松的海綿巖極少見(jiàn)，僅見(jiàn)于

個(gè)別地區(qū)的第三紀(jì)沉積中。

海綿巖多分布于新生代地層中。

3、放射蟲硅質(zhì)巖

多為深灰色以及紅色與黑色，主要由放射蟲的殼體組成，礦物成分為蛋白石，常含有硅藻、

海綿骨針。常為薄層狀，致密堅(jiān)硬。在較老的地層中放射蟲（蛋白石和玉髓）已重結(jié)晶為微

晶石英。

在現(xiàn)代海洋中，放射狀軟泥分布于低緯度地區(qū)的赤道附近，在太平洋和印度洋的赤道地區(qū)廣

泛分布，其放射蟲含量可達(dá)60-70%，并常混有粘土礦物和碳酸鹽礦物。

4、燧石（燧石巖）

呈灰色、灰黑色、黑色等深顏色，也有呈黃色、紅色和白色者。燧石主要由玉髓、蛋白石和

石英組成。年代愈新，蛋白石含量愈高。常含有粘土礦物、碳酸鹽及有機(jī)質(zhì)等混入物。也可

含有少量的放射蟲、海綿骨針及有孔蟲。

按照產(chǎn)狀，燧石可分為層狀燧石和結(jié)核狀燧石兩大類。

此外，硅質(zhì)巖和硅華。前者是一種含有氧化鐵（可超過(guò)5%）的層狀燧石巖；后者是形成于

溫泉泉口的化學(xué)成因的硅質(zhì)巖。

三、硅質(zhì)巖的成因

1、二氧化硅的來(lái)源

陸地上硅酸鹽和硅鋁酸巖的化學(xué)分解、火山作用、生物來(lái)源

2、二氧化硅沉淀方式

生物作用方式：硅質(zhì)生物的堆積、硅質(zhì)生物分解水中的鋁硅酸巖質(zhì)點(diǎn)、良好的保存方式

化學(xué)作用方式：化學(xué)沉淀作用

3、二氧化硅的形成階段

（1）原生沉積的：硅質(zhì)板巖 、層狀燧石

（2）成巖作用的產(chǎn)物：燧石結(jié)核，

證據(jù)：沿石灰?guī)r裂縫分布、結(jié)核形狀不規(guī)則、保存有碳酸鹽巖的殘余結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

4、二氧化硅形成的水深

千米以上的深水形成

鋁質(zhì)巖

1、一般特征

鋁質(zhì)巖是一種化學(xué)成分上富含Al2O3，并主要由氫氧化鋁礦物（含量大于50%）組成的巖石。

如果Al2O3 含量大于40%，Al2O3：SiO2＞2：1，則稱為鋁土礦。

主要礦物成分：三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石

次要礦物成分：各種粘土礦物、陸源碎屑、方解石和白云石等。

結(jié)構(gòu)：常見(jiàn)有泥結(jié)構(gòu)、粉砂泥結(jié)構(gòu)、鮞粒及豆粒結(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)等。

2、主要巖石類型

（1）紅土型鋁質(zhì)巖

紅土型鋁質(zhì)巖常為紅色、棕色或黃色，少數(shù)為淺灰色或白色。

主要礦物成分：三水鋁石，個(gè)別為一水鋁石。

次要礦物成分：含鐵的礦物如針鐵礦、含水針鐵礦、赤鐵礦、含水赤鐵礦。粘土礦物見(jiàn)有高

嶺石、埃洛石和水鋁英石，并見(jiàn)有殘留礦物石英等。

標(biāo)準(zhǔn)礦物成分為Al2O355-65%、SiO22-10%、Fe2O32-20%、TiO21-3%，并含有Ga、Nb、Ta 和

Cr 等元素。

紅土型鋁質(zhì)巖常具有次生淋濾作用造成的豆?fàn)?、鮞狀、海綿狀結(jié)構(gòu)。

紅土化作用一般形成于熱帶和亞熱帶干濕交替的氣候條件下。

（2）沉積型鋁質(zhì)巖

紅土化作用形成的鋁土物質(zhì)經(jīng)流水以碎屑或膠體溶液的方式搬運(yùn)到海、湖邊緣沉積下來(lái)變形

成沉積型鋁質(zhì)巖。按沉積環(huán)境，沉積型鋁質(zhì)巖可分為海相沉積型鋁質(zhì)巖和陸相沉積型鋁質(zhì)巖。

海相沉積型鋁質(zhì)巖主要沉積于海盆洋邊緣地帶的濱海和瀉湖環(huán)境中。巖體程層狀，厚約數(shù)十

米，延伸可達(dá)數(shù)公里。

陸相沉積型鋁質(zhì)巖常沉積于湖泊和沼澤環(huán)境。巖體呈透鏡狀或似層狀。

鐵質(zhì)巖

1、一般特征

含鐵量大于15%的沉積巖稱為鐵質(zhì)巖。

礦物成分：鐵的氧化物（磁鐵礦、赤鐵礦、水赤鐵礦、針鐵礦和褐鐵礦）、鐵的硫化物（黃

鐵礦、白鐵礦、水隕硫鐵礦和磁黃鐵礦）、含鐵碳酸鹽（菱鐵礦、鐵白云石、球菱鐵礦）硅

酸鹽類（鮞綠泥石、鱗綠泥石、黑硬綠泥石、海鋁石、鐵蛇紋石等）和磷酸鹽類。

化學(xué)成分：主要成分（Fe）、有用的混入成分（Mn、V、Ni、Co、Cr）、有害混入成分（S、

P、As）、成渣的氧化物（SiO2、Al2O3、CaO、MgO）和揮發(fā)成分（CO2、H2O）。

結(jié)構(gòu)類型：內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)、鮞粒結(jié)構(gòu)、豆粒結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)和泥狀結(jié)構(gòu)等。

構(gòu)造：腎狀構(gòu)造（疊層構(gòu)造）、層理、波痕及泥裂等

2、主要類型

（1）硫化鐵質(zhì)巖

主要由黃鐵礦和白鐵礦組成。硫化鐵礦物只是伴生組分，也可以成為黑色頁(yè)巖和黑色灰?guī)r的

重要組分。

（2）氧化鐵質(zhì)巖

紅色或褐紅色，主要由赤鐵礦及褐鐵礦（常為針鐵礦）組成，常呈鮞粒結(jié)構(gòu)或豆粒狀結(jié)構(gòu)。

（3）碳酸鐵質(zhì)巖

主要由菱鐵礦組成，常與燧石共生。此外，菱鐵礦也可在石灰?guī)r中呈鮞?；蚱渌问疆a(chǎn)出，

也可呈結(jié)核狀在陸源碎屑巖中產(chǎn)出。

（4）硅酸鐵質(zhì)巖

深灰色或綠色，主要由鮞綠泥石組成，常有赤鐵礦或菱鐵礦混入物，具鮞粒結(jié)構(gòu)。

濁流的沉積物——濁積巖。濁流是沉積物重力流的一種.

沉積相：一定沉積環(huán)境的物質(zhì)表現(xiàn)。相就是能表明沉積條件的巖性特征和古生

物特征的有規(guī)律綜合，因此，相就是沉積物形成條件的物質(zhì)表現(xiàn)。

大陸環(huán)境

沖積環(huán)境**：曲流河、網(wǎng)狀河、沖積扇

湖泊環(huán)境：

沼澤環(huán)境

冰川環(huán)境：

坡積和殘積環(huán)境：

海陸過(guò)渡環(huán)境

三角洲環(huán)境**

河口

海岸環(huán)境：有障壁海岸、 無(wú)障壁海岸。

海洋環(huán)境

淺海陸棚環(huán)境**：

次深海環(huán)境：

深海環(huán)境：

沉積環(huán)境的識(shí)別標(biāo)志

巖石學(xué)標(biāo)志：

1）巖石類型和礦物成分：指示沉積環(huán)境、物源區(qū)性質(zhì)、

構(gòu)造狀況和古氣候條件；

2）沉積巖的結(jié)構(gòu)：指示水流性質(zhì)-如雜基含量；

3）沉積構(gòu)造（如層理、層面構(gòu)造）：指示介質(zhì)動(dòng)力條

件和流體性質(zhì)、 提供古水流資料，解釋沉積環(huán)境。

古生物和古生態(tài)標(biāo)志：

確定沉積時(shí)的自然地理環(huán)境最有效，指示時(shí)沉積時(shí)的水深、鹽度和濁度；如遺體和遺跡化

石。

地球化學(xué)標(biāo)志：

巖石或生物介殼中的微量元素、同位素和有機(jī)地化資料解釋沉積環(huán)境。

沉積物重力流的概念和分類

沉積物重力流是指沉積物與流體的混合物在重力作用下形成的流動(dòng)。它常被簡(jiǎn)稱為沉積物流

或重力流，也有稱其為塊體流。

沉積物重力流的分類

水下沉積物重力流： 碎屑流（泥石流）、顆粒流、液化沉積物流、濁流

大氣沉積物重力流：巖塊崩塌流、熱氣地浪沉積、熱灰云（發(fā)光云）

水下沉積物重力流

水下沉積物重力流形成的基本條件

足夠的水深、

足夠的坡度、

充沛的物源、

一定的觸發(fā)機(jī)制。

濁流和濁積巖的特征

1、概念和分類：

濁流：是沉積物重力流中研究歷史最早的一種類型，是指主要由渦流（即紊流、湍流）的向

上分力支撐的一種沉積

物重力流。

分類：A-按密度：

高密度濁流：大于1.1g/cm；可懸浮搬運(yùn) 0.06mm 的石英顆粒

低密度濁流：小于1.1g/cm；

B- 按形成的持續(xù)性：陣發(fā)性濁流、穩(wěn)定性濁流

濁流和濁積巖的特征

2、濁流的構(gòu)成和形成機(jī)理

濁流的構(gòu)成：

頭部：頭部后，呈舌狀、向前和向上卷起，存在循環(huán)流動(dòng)方使，密度高、流速快，粗大顆粒

集中于頭部，又極強(qiáng)的侵蝕能力；

體部：位于頭部之后，厚度均一，主要發(fā)生沉積作用；

尾部：流速變緩、密度變低，沉積為主。

3、濁流的形成和運(yùn)動(dòng)的階段

1）三角洲階段：為濁流準(zhǔn)備豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)

2）滑動(dòng)階段：在外界機(jī)制的觸發(fā)下，沉積物發(fā)生“液化”而開始流動(dòng)，隨著海水的加入，滑

動(dòng)加快

3）流動(dòng)階段：由于沉積物與水體混合程度的差異，流體內(nèi)部存在速度差，粗粒物質(zhì)向頭部

集中；

4）濁流階段：坡度適合，沉積物與水完全混合形成懸浮狀高密度流體，粗粒物質(zhì)集中在頭

部。

4、濁積巖的構(gòu)造

濁積巖是一種特殊環(huán)境下形成的一套沉積物組合。經(jīng)典濁積巖，即低密度濁流沉積，其粒度

較細(xì)，限于砂級(jí)；沉積構(gòu)造規(guī)模較小，限于交錯(cuò)紋理。而高密度濁流沉積的粒度可達(dá)中礫級(jí)，

沉積構(gòu)造的規(guī)模也可以很大。

濁積巖的沉積構(gòu)造主要有：

（1）底痕：沖蝕痕與工具痕

槽模、溝模、錐模

（2）底痕：準(zhǔn)同生載荷構(gòu)造

重荷模、火焰構(gòu)造

（3）粒度遞變層理：分布遞變、粗尾遞變

以上三類沉積構(gòu)造在高、低密度濁流沉積中均可見(jiàn)到。

濁積巖的沉積構(gòu)造主要有：

（4）包卷層理

（5）交錯(cuò)紋理

以上兩種沉積構(gòu)造主要見(jiàn)于低密度濁流沉積中。

（6）中-大型交錯(cuò)層

（7）逆行沙波交錯(cuò)層理

以上兩種沉積構(gòu)造主要見(jiàn)于高密度濁流沉積中。

5. 濁積巖的其他特征：

1- 濁積巖中的砂巖是雜砂巖，雜基含量可達(dá)15—20%, 成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度低。

2- 淺水生物和深水生物、浮游生物和底棲生物共存

3- 同生變形構(gòu)造發(fā)育，沒(méi)有暴露成因的構(gòu)造和波痕等。

6、濁積巖的相模式——鮑瑪層序

A 段—遞變層理段或塊狀層理段：

主要由砂巖組成，底部含礫，向上粒度變細(xì)，反映濁流能量逐漸減弱的過(guò)程。

底面發(fā)育沖刷—充填構(gòu)造。

A 段厚度比其他巖相單元厚度大，為遞變懸浮沉積的產(chǎn)物。

B 段—平行層理段（下部平行紋理段）：

由細(xì)砂或中砂巖組成。與下伏A 段為漸變關(guān)系。

C 段——波狀層理段（流水波狀紋理段）：

由細(xì)砂巖和粉砂巖組成。以發(fā)育小型波狀層理為特征，有時(shí)見(jiàn)有包卷層理。與下伏B 段呈

突變接觸。

D 段——水平層理段（上部平行紋理段）：

由泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖組成。具有清晰的水平層理。與下伏C 段界線清晰。

E 段——泥巖段：

由塊狀泥巖組成，與下伏D 段呈過(guò)渡關(guān)系。有時(shí)頂部分布有頁(yè)巖或泥灰?guī)r。

鮑瑪層序的四個(gè)作用

（1）是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、（2）是描述指南和提綱、（3）是水動(dòng)力學(xué)解釋的基礎(chǔ)、（4）是預(yù)測(cè)者。

7、 濁積巖的形成需要的條件：

1）有良好的地形、2）有充足的沉積物、3）有陣發(fā)機(jī)制。

8、濁積巖的形成環(huán)境和條件

濁積巖是濁流的沉積物，凡是有濁流的環(huán)境都有濁積巖。

常見(jiàn)的環(huán)境有：湖泊、水庫(kù)、三角洲前緣、大陸架及深海平原（深海盆地）

用現(xiàn)代的觀點(diǎn)，任何載滿沉積物的水體都能形成濁積巖。

其他水下沉積物重力流的特征

1、碎屑流

2. 顆粒流（grain flow）沉積

3. 流體化流（fluidized flow)沉積和液化流（liquefied flow）沉積

重力流沉積的綜合相模式

前面已將各類重力流沉積的層序模式分別作了介紹，這里則討論在一個(gè)區(qū)域重力流沉積分布

規(guī)律——綜合相模式。

據(jù)已有研究，主要有三種：①扇模式；②槽模式；③坡角楔狀體模式。

1、海底扇模式

海底扇模式是在對(duì)現(xiàn)代海洋濁積扇形態(tài)進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合古代地層中的巖相特征和層

序研究逐步完善的。

海底扇模式基本上也適用于湖底扇。

2、海槽軸向搬運(yùn)沉積模式

在長(zhǎng)形海槽盆地中，重力流進(jìn)入盆地后沿軸向搬運(yùn)和沉積。

3、坡腳楔狀體模式

該模式主要適用于碳酸鹽沉積區(qū)。由于碳酸巖臺(tái)地前緣普遍發(fā)育向深水盆地過(guò)渡的斜坡帶，

而重力流的物源區(qū)又是沿碳酸鹽臺(tái)地邊緣分布的線狀物源，而非點(diǎn)狀物源，故不形成海底扇

而形成坡腳楔狀體。

由于斜坡坡度不同，其分布特征也不同?？煞譃椋孩贉喜坌?；②陡坡型；③緩坡型。

重力流沉積的鑒別標(biāo)志

1、淺水陸源碎屑沉積與深水頁(yè)巖（或泥灰?guī)r）共生或組成韻律層。碎屑成分是

陸源的、淺水的，可含淺水化石、植物屑和鮞粒等，但無(wú)淺水沉積構(gòu)造（如大

型交錯(cuò)層理、浪或波痕、泥裂等）。

2、濁積巖常具完整及不完整的鮑瑪層序。

3、有滑動(dòng)及沉積物液化的證據(jù)（包卷層理、滑塌構(gòu)造和重荷模等）。

4、有高密度流動(dòng)的侵蝕痕—底面印模構(gòu)造。

5、巖石顏色深，反映深水缺氧沉積環(huán)境。

6、無(wú)淺水沉積構(gòu)造。

風(fēng)暴巖

在浪控陸棚地區(qū)，主要沉積物為分選好的細(xì)粒席狀分布的砂巖。具有典型的浪成交錯(cuò)層理，

與泥巖和粉砂巖不規(guī)則互層。當(dāng)有風(fēng)暴發(fā)生時(shí)，則內(nèi)部夾雜薄層的一套特殊沉積物——風(fēng)暴

巖。

1、概念：_______風(fēng)暴巖是風(fēng)暴潮的沉積產(chǎn)物。是由一個(gè)暫短的使海平面升高、流速增大波浪傳

播加深的一種強(qiáng)海流事件形成的。

風(fēng)暴來(lái)臨時(shí)，強(qiáng)海流掀起海底沉積物并沖向和侵蝕海岸，然后產(chǎn)生一個(gè)向海流動(dòng)的密度流，

即離岸流，在風(fēng)暴減弱時(shí)，在風(fēng)暴浪擊面之上和正常浪擊面之下，形成風(fēng)暴沉積。

2、風(fēng)暴沉積的組成：

1）粒序?qū)踊驕魧?，有侵蝕底面

2）平行層理層

3）丘狀交錯(cuò)層或浪成交錯(cuò)層理層

4）泥巖或頁(yè)巖層

大陸沉積環(huán)境

分類： 沖積環(huán)境**、湖泊環(huán)境、沼澤環(huán)境、沙漠環(huán)境、冰川環(huán)境、

一、沖積環(huán)境

沖積環(huán)境以河流為主導(dǎo)作用。

河流分類：

網(wǎng)狀河：河身不固定，有分叉聚合現(xiàn)象，河床平直，坡降大，發(fā)育心灘，分布在沖積扇、河

流上游及三角洲平原上。

蛇曲河：河身比較固定，河床彎曲，側(cè)向遷移明顯，坡降小，發(fā)育邊灘，分部在河的下游。

平直河：河道平直，少見(jiàn)。

1、河流環(huán)境中的地貌類型和河流相特點(diǎn)

（1）河流的地貌單元

河道：邊灘、心灘

河漫灘：是洪水期間河水滿出河道所形成的，包括天然堤、決口扇、河漫（洪泛）平原、河

漫湖

牛軛湖：廢棄的河道

各種地貌單元都有相應(yīng)的沉積物堆積，可劃分為不同的亞相。

（2）河流相的亞相劃分及沉積物類型

根據(jù)河流相的沉積特征，劃分為三個(gè)亞相：河道亞相、河漫灘亞相、牛軛湖（廢

棄河道）亞相

1）河道亞相

河床滯留沉積：成分為陸源礫石，呈疊瓦狀排列，垂向上位于河流沉積剖面的最底部，向上

漸變?yōu)檫厼┗蛐臑?/p>

邊灘沉積：蛇曲河和平直河所特有，垂向上位于河床滯留沉積之上，是河流遷移和彎曲過(guò)程

中在河灣內(nèi)側(cè)形成的側(cè)向加積物。沉積物以砂為主。發(fā)育交錯(cuò)層理和平行層理。

心灘沉積：網(wǎng)狀河所特有。沉積物以礫石和粗砂為主。發(fā)育大型槽狀交錯(cuò)層理。

河道礫石的排列方式—疊瓦狀

2）河漫灘亞相

天然堤沉積：洪水期河水漫出河岸時(shí)形成的。沉積物以粉砂和泥為主，發(fā)育水平層理和泥裂

等。

決口扇沉積：洪水期洪水沖破天然堤，在靠洪泛平原一側(cè)的斜坡上形成的舌狀沉積。以細(xì)砂

和粉砂為主，局部可見(jiàn)交錯(cuò)層理和沖刷構(gòu)造。

河漫湖（洪泛盆地）：位于河漫灘的低洼處，以泥質(zhì)和粉砂泥質(zhì)沉積為主，可有植物碎片。

3）牛軛湖（廢棄河道）亞相：

是由河流衰老或蛇曲河流截直作用而形成。

沉積物特征：側(cè)向加積的砂質(zhì)沉積和垂向加積的泥質(zhì)沉積。

（_______3）河流沉積的垂向?qū)有?/p>

曲流河沉積的典型垂向?qū)有颍憾Y(jié)構(gòu)

蛇曲河和網(wǎng)狀河沉積特征對(duì)比

網(wǎng)狀河

蛇曲河

沉積環(huán)境

心灘為主，泛濫平原不發(fā)育

邊灘、天然堤、決口扇、河漫灘

剖面巖性組合

“砂包泥”正旋回沉積

“泥包砂”正旋回沉積

槽狀交錯(cuò)層理為主，偶見(jiàn)塊

沉積構(gòu)造

狀和水平層理

多樣并構(gòu)成特征的組合

平面特征

直的或稍彎曲的帶狀

彎曲狀、條帶狀

（4）河流相的沉積層序

1）垂向剖面向上粒度變細(xì)，平面呈帶狀分布；

2）每個(gè)沉積旋回由兩部分組成：

下部沉積旋回——河道沉積，包括河道滯留沉積和邊灘沉積；

上部沉積旋回——河漫灘沉積：包括堤岸、決口扇和洪泛平原；

蛇曲河上、下沉積旋回厚度值比近于1；網(wǎng)狀河則小于1。

3）旋回的底部是一沖刷面；

（5）古代河流沉積的主要鑒別標(biāo)志

1．巖石類型及其組合、2．結(jié)構(gòu)、3．沉積構(gòu)造、4．生物化石、5．沉積層序、6．砂體形態(tài)

2、沖積扇相

（1）一般特征

形成：洪水將沉積物從山區(qū)帶出，在山口的山麓地帶因坡度減小堆積而成。

分布：干旱—半干旱氣候地區(qū)

形狀：平面扇為扇形；剖面：縱向?yàn)橄掳紶?，橫向?yàn)樯贤範(fàn)睢?/p>

扇體表面特征：扇頂有主河道，在扇中和扇緣則分支成網(wǎng)狀河；河道之間有樹枝狀淺水溝。

亞相劃分：扇根（扇頭、扇首）、扇中、扇緣（扇端）

（2）沖積扇相特征

1）沉積類型：

河道沉積：由砂礫組成，粒度粗分選差；成層性不好。

漫流沉積：攜帶沉積物的流水從沖積扇河床末端漫出，流速和水深驟減，使攜帶的沉積物成

席狀或片狀沉積而成。由粗碎屑組成，塊狀構(gòu)造，形態(tài)為透鏡狀。

篩狀沉積：當(dāng)物源物主要供給礫石而無(wú)其它粒級(jí)沉積物時(shí)，在沖積扇表面上形成的舌狀礫石

層。其分選好。孔隙發(fā)育，塊狀構(gòu)造。

泥石流沉積：發(fā)育在扇體的上部，由砂礫泥混雜組成，分選差，層粒不發(fā)育。

2）沉積亞相的劃分

扇根亞相：沖積扇頂部地帶，沉積坡度大，沉積類型為河道沉積和漫流沉積。

扇中亞相：沖積扇的中部，是沖積扇的主體，以分支河道和漫流沉積為主。

扇緣亞相：沖積扇的外緣，地形平緩，以漫流沉積為主。常為砂夾粉砂、粘土

組成。

（3）沖積扇的鑒定標(biāo)志

1）巖性特征：以礫巖、砂礫巖和砂巖為主，夾有粉砂巖和泥質(zhì)巖：

2）結(jié)構(gòu)特征：分選差;

3）構(gòu)造特征：河道沉積底部有沖刷面，沖蝕充填構(gòu)造常見(jiàn)；不規(guī)則的交錯(cuò)層理；

干裂、雨痕等；一般不具成層性

4)顏色:巖石多為紅色

5)沖積扇的古流向：呈輻射狀

湖泊沉積環(huán)境

1、湖泊環(huán)境的一般特征

水動(dòng)力特征：以波浪和湖流為主，基本沒(méi)有潮汐作用，受河流流水影響大。

物理化學(xué)條件：湖水可以是淡水，也可以是超鹽水，深湖處為還原環(huán)境。

生物學(xué)特征：陸相生物化石發(fā)育。

2．湖泊的分類

（1）按含鹽度分類：淡水湖和咸水湖

（2）按沉積物特征分類：陸源碎屑淡水湖和碳酸鹽-膏鹽湖

（3）按湖泊所處的地理位置分類：內(nèi)陸湖和近海湖

3．湖泊沉積相特征

按沉積物特征，將湖泊相沉積劃分為兩大類型：陸源碎屑淡水湖泊沉積、碳酸鹽—膏鹽湖泊

沉積：

（1）陸源碎屑淡水湖泊沉積：

1）陸源碎屑淡水湖泊相的亞相劃分：

湖泊三角洲亞相：位于河流入湖處

濱湖亞相：介于洪水湖面和枯水湖面之間

淺湖亞相：枯水面和浪擊面之間

深湖亞相：浪擊面以下

2）陸源碎屑淡水湖泊各亞相的沉積特征：

A 湖泊三角洲亞相：三層結(jié)構(gòu)

頂積層：河流沉積，砂質(zhì)為主；發(fā)育交錯(cuò)層理；

前積層：粉砂和砂質(zhì)粉砂為主，較多生物碎片，具有前積交錯(cuò)層理、粒序?qū)永怼⑸澳嗷?/p>

等。

底積層：粉砂和泥質(zhì)沉積為主，生物碎片多，富含有機(jī)質(zhì)，水平層理。

B 濱湖亞相：高能環(huán)境，沉積物以砂和粉砂為主，有少量礫石，分選磨園較好，有生物介殼，

大致中型交錯(cuò)層理、干裂、雨痕、蟲跡等。

C 淺湖亞相：低能環(huán)境，沉積物以粉砂和泥為主，夾細(xì)砂透鏡體，保存完整的化石，不規(guī)則

的水平層理和浪成波痕。

D 深湖亞相：多為水體安靜的還原環(huán)境，暗色泥質(zhì)沉積，富含有機(jī)質(zhì)，水平層理。

（2）碳酸鹽—膏鹽湖泊沉積

1）形成條件：

A-干旱半干旱的氣候區(qū)或溫暖地區(qū)，

B-內(nèi)陸湖，

C-缺乏陸源碎屑物質(zhì)供給，主要以碳酸鹽—膏鹽沉積為主。

2）溫暖地區(qū)的碳酸鹽湖泊相

當(dāng)周圍陸地為碳酸鹽巖時(shí)，湖內(nèi)可沉積碳酸鈣（藻類的活動(dòng)）—核形石，深湖處可出現(xiàn)泥灰

巖和有機(jī)質(zhì)。

3）干旱地區(qū)的碳酸鹽-膏鹽湖泊相

隨著湖水的濃縮，可依次沉積碳酸鹽、硫酸鹽、石膏和鉀鎂鹽。

三角洲的一般特征和分類

三角洲：是指河流與海洋或湖泊匯合處形成的錐形沉積體；是河流流水與海洋波浪和潮汐

共同作用的結(jié)果。

根據(jù)河流、波浪和潮汐三種作用的相對(duì)強(qiáng)度，可對(duì)三角洲進(jìn)行分類：

河控三角洲：鳥足狀

浪控三角洲：尖頭狀（喙?fàn)睿?/p>

潮控三角洲：易改造，難保存

三角洲的亞相劃分和特征

——以河控三角洲為例

1、三角洲亞相的劃分：三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲

2、三角洲亞相的沉積特征

1）三角洲平原亞相：

由河流入海發(fā)生分流所形成。

沉積物類型有：以砂和粉砂為主，也有向上變細(xì)的沉積層序

分流河道沉積

天然堤沉積

分流河道間沉積

2）三角洲前緣亞相：

A- 河水與海水作用最強(qiáng)烈的地區(qū)。

B- 沉積物類型有：分流河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩、席狀砂

C- 河流作用為主的三角洲前緣沉積中，席狀砂不發(fā)育，河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩發(fā)育，

隨分流河道向前推進(jìn)，砂壩呈長(zhǎng)條狀分布——指狀砂壩。波浪作用為主時(shí)，砂

壩不發(fā)育，被改造為席狀砂。

3）前三角洲亞相：處于正常浪擊面以下的海相沉積，以泥和粉砂質(zhì)泥為主，含

大量的有機(jī)物，水平層理和透鏡狀層理。是良好的生油層位。

3、古代三角洲的鑒別標(biāo)志

1）粒度：在河流向前推進(jìn)的條件下，形成粒度向上變粗的層序；

2）沉積構(gòu)造：具有河流流水、潮汐和波浪的共同作用，水平層理、大型交錯(cuò)層

理和變形層理；

3）化石：海相和陸相化石組合；

4）古水流：雙向性；

5）沉積物厚度：幾百至幾千米。

海洋環(huán)境的一般特征

1、海水的物理化學(xué)條件：具有較高的含鹽度（3.5%），溫度變化在-2—30 度 之間，含氧

量不均一；

2、海洋的生物特征：生物豐富，浮游生物、游泳生物和底棲生物；

3．海底地形與海水深度：

海岸環(huán)境：浪擊面以上

淺海環(huán)境：浪擊面至陸棚邊緣（水深小于200 米）

半深海環(huán)境：水深200—2500 米，相當(dāng)于大陸坡

深海環(huán)境：水深超夠2500 米

海洋陸源碎屑沉積環(huán)境

1、海岸沉積環(huán)境

（1）海岸沉積環(huán)境的一般特征

1）水動(dòng)力學(xué)條件：波浪和潮汐流為主，還有海流、沿岸流、表面徑流、河流和風(fēng)；

2）地球化學(xué)和生物環(huán)境：與廣海連通時(shí)，鹽度正常，可淡化或咸化；海陸相生物混生；

3）海岸環(huán)境分類：有障壁島海岸和無(wú)障壁島海岸；

（2）砂質(zhì)海岸地區(qū)沉積環(huán)境劃分

（3）海岸沉積環(huán)境的沉積特征

沉積物：以砂、砂礫巖為主，分選好，磨圓高，沉積構(gòu)造：發(fā)育平行層理、各

種交錯(cuò)層理和波痕，生物擾動(dòng)現(xiàn)象明顯。

2、淺海沉積環(huán)境

水動(dòng)力學(xué)條件：波浪和海流為主

海地地形：平坦，可有相對(duì)起伏，如砂壩和淺灘及溝谷；

沉積物：砂和粉砂為主，化學(xué)膠結(jié)，特征礦物海綠石沉積構(gòu)造：波痕、交錯(cuò)層理、蟲孔和蟲

跡等

3、半深海和深海沉積環(huán)境

水動(dòng)力學(xué)條件：緩慢流動(dòng)的深海洋流

沉積物：各種遠(yuǎn)洋沉積、等深流沉積和濁流沉積；

生物特征：浮游生物、底棲生物極少

海洋碳酸鹽沉積環(huán)境

1、海洋碳酸鹽沉積環(huán)境的特點(diǎn)

沉積環(huán)境： 溫暖、潔凈、透光的淺水環(huán)境

分布：南北緯30 度之間

碳酸鹽沉積物的成因：生物成因?yàn)橹鳎?/p>

2、海洋碳酸鹽沉積相模式

沉積碳酸鹽的淺海類型：

陸表海：分布面積廣，海水淺（30—200 米），海地平坦；

陸緣海：分布于大陸邊緣，占據(jù)大陸架位置，寬160—480km，水深200—500m，海底坡度大。

注意：古代碳酸鹽多形成于陸表海。

（1）陸表海沉積相模式

歐文沉積相模式（1965）：把陸表?；譃槿齻€(gè)能量帶

X 帶：位于浪擊面以下，粉屑和灰泥沉積，厚度小

Y 帶：波浪作用強(qiáng)烈，鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r和內(nèi)碎屑灰?guī)r

Z 帶：海水淺或暴露地表，白云巖、石膏或硬石膏和鹽類沉積

（2）拉波特沉積相模式（1967、1969）

在歐文的基礎(chǔ)上，四分?？紤]了陸源碎屑混入的情況__