工学碎屑岩的结构及粒度分析.pptx

第四章第四章 思考题思考题 碎屑岩有哪四种基本结构组分碎屑岩有哪四种基本结构组分?每种组分每种组分的含义的含义?碎屑颗粒、杂基、胶结物三种结构组分碎屑颗粒、杂基、胶结物三种结构组分在搬运方式、沉积特点、水动力条件、颗粒接在搬运方式、沉积特点、水动力条件、颗粒接触关系及粒间填隙物上有何差异触关系及粒间填隙物上有何差异?何谓何谓 粒度粒度?列出其表达式。列出其表达式。何谓结构成熟度何谓结构成熟度?它取决于哪些因素它取决于哪些因素?第四章第四章 碎屑岩的结构碎屑岩的结构Textures of clastic rocks 碎屑岩的结构碎屑岩的结构是指构成碎屑岩的矿物及岩是指构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状以及空间组合方式。石碎屑的大小、形状以及空间组合方式。碎屑岩的碎屑岩的结构组分结构组分碎屑颗粒碎屑颗粒填填 隙隙 物物孔隙孔隙（派生组分）（派生组分）矿物碎屑矿物碎屑岩石碎屑岩石碎屑杂杂 基基胶胶 结结 物物第一节第一节 碎屑颗粒的结构碎屑颗粒的结构 Textures of clastic grains 碎屑颗粒的结构特征一般包括：粒度、球碎屑颗粒的结构特征一般包括：粒度、球度、形状、圆度、颗粒的表面特征。度、形状、圆度、颗粒的表面特征。一、粒度一、粒度（Grain size）1粒度的概念粒度的概念 粒度粒度是指碎屑颗粒的大小。是指碎屑颗粒的大小。粒度是碎屑颗粒的最主要的结构特征，直粒度是碎屑颗粒的最主要的结构特征，直接决定着岩石的类型和性质，是碎屑岩分类命接决定着岩石的类型和性质，是碎屑岩分类命名的重要依据。名的重要依据。表示粒度，可用线性值和体积值表示粒度，可用线性值和体积值 体积值体积值可用标准直径（可用标准直径（dn）表示，代表）表示，代表着与颗粒同体积的球体直径。着与颗粒同体积的球体直径。线性值线性值直观度量出来的线性直径，颗粒直观度量出来的线性直径，颗粒的长、中、短直径的长、中、短直径:dL(A)、dI(B)、dS(C)。最最大大投投影影面面2粒级的划分粒级的划分 (1)伍登伍登温特华斯（温特华斯（Udden-Wentworth）的划分方案，）的划分方案，2的几何级数制的几何级数制。它。它是以是以1mm为中心，乘以为中心，乘以2或除以或除以2来进行分级的。来进行分级的。(2)十进制十进制划分方案，在我国应用较广泛。划分方案，在我国应用较广泛。(3)中国石油天然气集团公司标准中国石油天然气集团公司标准石油石油行业碎屑颗粒粒度分级标准。行业碎屑颗粒粒度分级标准。(4)克鲁宾（克鲁宾（Krumbein,1934）将伍登）将伍登温温特华斯的粒级划分转化为特华斯的粒级划分转化为值，值，=-log2D 值优点值优点：整数、正数：整数、正数(粗砂及以下粗砂及以下)、作图方便、作图方便 3碎屑岩的粒度分类及命名碎屑岩的粒度分类及命名 例例某碎屑岩中中砂占某碎屑岩中中砂占55%，粗砂占，粗砂占30%，砾石占砾石占10%，其，其它占它占5%，命名为：，命名为：(1)三级命名法三级命名法：50%的粒级定为岩石的主名，即基本名；的粒级定为岩石的主名，即基本名；介于介于5025%之间的粒级以形容词之间的粒级以形容词“质质”的的形式写在基本名之前；形式写在基本名之前；2510%的粒级作次要形容词，以的粒级作次要形容词，以“含含”的形式的形式写在最前面；写在最前面；含量小于含量小于10%的粒级一般不反映在岩石的名称中的粒级一般不反映在岩石的名称中含砾粗砂质中砂岩含砾粗砂质中砂岩 (2)复合命名：复合命名：若碎屑岩的粒度分选较差，若碎屑岩的粒度分选较差，所含粒级较多，没有含量所含粒级较多，没有含量50%的粒级，而含的粒级，而含量介于量介于5025%的粒级又不止一个，进行复合的粒级又不止一个，进行复合命名，以命名，以“岩岩”的形式表示，含量较的形式表示，含量较多的写在后面。多的写在后面。(3)若碎屑岩的粒度分选更差，粒度含量均若碎屑岩的粒度分选更差，粒度含量均25%50%没有或者只有一个没有或者只有一个，则应将此岩石，则应将此岩石的全部粒度组分分别合并为砾、砂和粉砂三大的全部粒度组分分别合并为砾、砂和粉砂三大级别，然后按前两条原则命名。级别，然后按前两条原则命名。中砂占中砂占55%55%，粗砂占，粗砂占30%30%，砾石占，砾石占10%10%，其它占，其它占5%5%命名：命名：中砂中砂3636，细砂，细砂4848，粉砂，粉砂1616命名：命名：细砾细砾15%15%，中砾，中砾2020，粗砂，粗砂28%28%，中砂，中砂2424，粗粉，粗粉砂砂13%13%命名：命名：颗粒的分选性颗粒的分选性 碎屑岩中颗粒大小均匀的程度称为分选性或分选程度。分为好、中、差。主要粒级75%，好；50%75，中等；2/3，C/B2/3 椭球体椭球体：B/A2/3 扁球体扁球体：B/A2/3，C/B2/3 长扁球体长扁球体：B/A2/3,C/B5)。对于更粗的碎屑岩，对于更粗的碎屑岩，如砾岩，杂基也相对变粗，如砾岩，杂基也相对变粗，除泥以外，还可以包括粉除泥以外，还可以包括粉砂甚至砂级颗粒。砂甚至砂级颗粒。杂基支撑的砂岩杂基支撑的砂岩 (2)地质意义：杂基的含量和性质可以反地质意义：杂基的含量和性质可以反映映搬运介质的流动特性搬运介质的流动特性，反映碎屑组分的，反映碎屑组分的分选分选性性，也是，也是水动力强度水动力强度的重要标志，是碎屑岩结的重要标志，是碎屑岩结构成熟度的重要标志。构成熟度的重要标志。(3)杂基成分杂基成分：多为粘土矿物，有时见有灰：多为粘土矿物，有时见有灰泥、云泥及一些细粉砂碎屑颗粒。泥、云泥及一些细粉砂碎屑颗粒。杂基成分为粘土和灰泥杂基成分为粘土和灰泥 (4)杂基的类型杂基的类型 原杂基原杂基代表原始沉积状态的杂基，泥代表原始沉积状态的杂基，泥质结构，未重结晶的粘土质点。质结构，未重结晶的粘土质点。正杂基正杂基原杂基经成岩作用明显重结晶原杂基经成岩作用明显重结晶的产物，粘土矿物的产物，粘土矿物显微鳞片结构显微鳞片结构 似杂基似杂基碎屑岩中一些与杂基结构极为相碎屑岩中一些与杂基结构极为相似的细粒组分，在成因上与杂基完全不同。包似的细粒组分，在成因上与杂基完全不同。包括下面三种。括下面三种。淀杂基淀杂基在成岩作在成岩作用过程中，由孔隙水中用过程中，由孔隙水中析出的粘土矿物胶结物析出的粘土矿物胶结物 外杂基外杂基碎屑沉积物堆积后，在成岩后生碎屑沉积物堆积后，在成岩后生期充填于其粒间孔隙中的外来杂基物质。期充填于其粒间孔隙中的外来杂基物质。假杂基假杂基软碎屑经压实碎形成的类似杂基软碎屑经压实碎形成的类似杂基的填隙物。的填隙物。压扁和压碎的假杂基压扁和压碎的假杂基呈束状体呈束状体的假杂基的假杂基假塑性流动假塑性流动构造构造假杂基分布假杂基分布不均匀不均匀二、胶结物二、胶结物（Cement）胶结物胶结物是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于是碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙中的自生矿物。粒间孔隙中的自生矿物。胶结物胶结物是化学成因的物质，其结构与化学是化学成因的物质，其结构与化学岩类似，其特点是由晶粒大小、晶体生长方式岩类似，其特点是由晶粒大小、晶体生长方式及重结晶程度等决定的。及重结晶程度等决定的。在碎屑岩中，其含量在碎屑岩中，其含量50%，表现为孔隙充，表现为孔隙充填结构。常见的类型有：填结构。常见的类型有：(1)非晶质及隐晶质结构非晶质及隐晶质结构 蛋白石、磷酸盐矿物，在偏光显微镜下蛋白石、磷酸盐矿物，在偏光显微镜下表现为均质体性质。表现为均质体性质。(2)显晶粒状结构显晶粒状结构 胶结物呈结晶粒状分布碎屑颗粒之间。因胶结物呈结晶粒状分布碎屑颗粒之间。因晶粒较大，在手标上可以辩认。可以呈粒状、晶粒较大，在手标上可以辩认。可以呈粒状、纤维状胶结，也可以呈薄膜状、栉状胶结。纤维状胶结，也可以呈薄膜状、栉状胶结。(3)嵌晶结构嵌晶结构 胶结物结晶颗粒胶结物结晶颗粒较粗大，晶粒间呈镶较粗大，晶粒间呈镶嵌结构，每一个晶粒嵌结构，每一个晶粒中都可以包含有多个中都可以包含有多个碎屑颗粒。碎屑颗粒。(4)自生加大结构自生加大结构 多见于硅质胶结的石英砂岩中，硅质胶结多见于硅质胶结的石英砂岩中，硅质胶结物围绕碎屑石英颗粒生长，二者成分相同，而物围绕碎屑石英颗粒生长，二者成分相同，而且表现为完全一致的光性方位。且表现为完全一致的光性方位。良好的自生加大胶结物形成于成岩阶段或良好的自生加大胶结物形成于成岩阶段或后生阶段。后生阶段。海绿石石英砂岩海绿石石英砂岩沉积石英岩沉积石英岩第三节第三节 胶结类型及颗粒支撑性质胶结类型及颗粒支撑性质 Types of cementation and grain-supported characteristics（一）（一）概述概述 1、胶结类型胶结类型在碎屑岩中，胶结物或填在碎屑岩中，胶结物或填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系 胶结类型、接触方式与支撑类型第四节第四节 碎屑岩的孔隙结构碎屑岩的孔隙结构 Pore textures of clastic rocks 孔隙孔隙是碎屑岩（特别是砂岩）的重要结构是碎屑岩（特别是砂岩）的重要结构组成部分之一，其间可以充填大量的气体或液组成部分之一，其间可以充填大量的气体或液体。体。孔隙可以分为原生孔隙和次生孔隙两类孔隙可以分为原生孔隙和次生孔隙两类 原生孔隙原生孔隙主要是主要是粒间孔隙粒间孔隙，即碎屑颗粒原，即碎屑颗粒原始格架间的孔隙。原生的孔隙度和渗透率与碎始格架间的孔隙。原生的孔隙度和渗透率与碎屑颗粒的粒度、分选性、球度、圆度和填集性屑颗粒的粒度、分选性、球度、圆度和填集性有关。有关。次生孔隙次生孔隙绝大多数都是形成于绝大多数都是形成于成岩中期之成岩中期之后及后生期后及后生期，一般都是岩石组分发生，一般都是岩石组分发生溶解溶解作用作用的结果。也可以是由于岩石的破碎和收缩产生的结果。也可以是由于岩石的破碎和收缩产生的次生孔隙。的次生孔隙。第五节 结构成熟度（textural maturity）结构成熟度指碎屑物质结构上被改造趋向于最终产物的程度。等大 分选好 圆状 球形 无杂基第六节 粒度分析（Grain size analysis）1.1.粒度的表示方法粒度的表示方法2.2.碎屑岩的粒度分类和命名（重点）碎屑岩的粒度分类和命名（重点）3.3.球度与圆度的分级球度与圆度的分级4.4.杂基与胶结物的区别（重点）杂基与胶结物的区别（重点）5.5.杂基的分类、胶结物的结构分类杂基的分类、胶结物的结构分类6.6.胶结类型与支撑结构的分类和二者间的关系（重点）胶结类型与支撑结构的分类和二者间的关系（重点）7.7.结构成熟度的概念（重点）结构成熟度的概念（重点）8.8.粒度分析资料的应用（重点）粒度分析资料的应用（重点）本节要点：