沉积岩与沉积相_陈世悦_第五章陆源碎屑岩各论

砾岩属粗碎屑岩，主要由粗大的碎屑颗粒——砾石组成。这就决定了它的一系列特征。（一）组分特征

首先，它的绝大部分碎屑是岩屑而不是矿物碎屑。

其次，砾岩碎屑颗粒粗大，多数大于2mm（>50%），最大可达数米，甚至数十米。

再者，与砂岩相比，砾岩杂基的粒度上限提高，通常为细粒的砂、粉砂和粘土物质，它们与粗碎屑同时或大致同时沉积下来。胶结物常是从真溶液中沉淀出的一些化学物质，如方解石、二氧化硅、氢氧化铁等。

（二）构造特征

砾岩常见大型斜层理和递变层理。有时由于层理不明显而呈块状，使得层面难以分辨，需要借助与其互层的其它岩石才能确定。另外，砾石排列常有较强的规律性，扁形砾石的最大扁平面常向源区方向倾斜，彼此重叠，呈叠瓦状构造。这是因为在强烈的水流冲击下，砾石只有呈叠瓦状排列状态才最稳定。

（三）产状

砾岩在上磨拉石建造（molasse formation）（一种以陆源碎屑为主的巨厚岩系，具有不规则的交互层。碎屑物质分布也不均匀，基本上是由砂层、砂岩、砾岩和粘土岩组成。为海陆混合沉积体系，其下部以海洋成因的粘土物质占优势；向上沉积物变粗，并过渡为以砂岩为主；

其上部是以陆相沉积为主的粗碎屑岩，如粗砂岩、砾岩等。它是在地槽发展的最后阶段，在急剧发展的隆起山麓附近的深陷盆地中，即山间坳陷和边缘坳陷中形成的）和沉积—火山岩建造中是最为特征的岩石，可以组成厚度极大的砾岩岩系。除此以外，还常以夹层、薄层透镜体以及其它多种局部堆积的形式存在于其它岩系中。

（四）研究意义

1.岩石学意义

由于粗碎屑岩的性质主要取决于母岩的性质，而且一般搬运距离不远，故研究砾岩的成分有助于追溯物源。在这种研究中所揭示的某些岩石学特征，有时是研究其它岩石类型时极难甚至是不可能得到的。因此，可以说砾岩是推断陆源区位置和性质的最可靠的直接资料。

2.实际意义

研究砾岩，还因为它有很大的实际意义。砾岩可以作为油、气、水的储集岩。我国的克拉玛依油田和渤海湾盆地及二连盆地的有些油（气）层都发现了砾岩油藏。

主要由砂级（2～0.1mm）（>50%）的陆源碎屑颗粒组成的中碎屑岩，称为砂岩。

砂岩的碎屑成分较为复杂，一般比重小的砂级颗粒最大，而比重大于2.86的重矿物通常<1%。

砂级碎屑组分以石英为主，其次是长石和各种岩屑，另外还含云母和绿泥石等碎屑矿物。

在砂岩中，成熟度是一个很有用的概念，它是指砂岩中碎屑组分在风化、搬运、沉积作用

的改造下在成分和结构上接近最稳定的终极产物的程度。一般说来，不成熟的砂岩是靠近物源区堆积的，含有很多不稳定碎屑，如岩屑、长石和铁镁矿物。高成熟的砂岩是经过长距离搬运，遭受改造的产物，几乎全部由石英组成。因此，砂岩中存在的岩屑和碎屑矿物的种类和相对丰度，即成分成熟度，是物源区地质条件、风化程度和搬运距离的反映。

砂岩中碎屑颗粒的分选性，磨圆度及基质含量都影响其结构成熟度，它一般随再次搬运次数和搬运距离的增加而增高。砂岩的结构成熟度通常与其成分成熟度协调一致。

粉砂岩可按粒级的大小、粉砂的组分和胶结物的成分来划分。

（一）按颗粒大小

可以将粉砂岩划分为粗粉砂岩和细粉砂岩。前者的粒级范围是0.1～0.05mm；后者的是

0.05～0.01mm。

1.粗粉砂岩

从外貌和性质看，粗粉砂岩很像砂岩，不仅产状上与砂岩共生，也常发育各种交错层理，而且也可作为油气的储层。

2.细粉砂岩

细粉砂岩，尤其是富含粘土物质的细粉砂岩，多少具有粘土岩的特性，在产状上常与泥质岩或泥晶灰岩共生，可能成为生油层。

如果粉砂岩中混有较多的砂和粘土，也可按三级命名法命名，如含砂质粉砂岩，含砂泥质粉砂岩等。

（二）根据碎屑成分中石英和不稳定组分的含量

可将粉砂岩分为单成分粉砂岩和复成分粉砂岩。前者以石英为主，后者除了石英外，含有较多的云母、长石或其它碎屑。

（三）根据胶结物的成分对粉砂岩命名

如铁质粉砂岩和钙质粉砂岩等。山东莱阳上侏罗统有白云质粉砂岩。

（四）第四纪沉积中的黄土及黄土状岩石——一种特殊类型粉砂岩

它是一种浅黄色、棕黄色、褐色或红色的土状岩石，严格地讲还是一种半固结的多孔的粉砂。主要由粉砂和泥质组成。其中，粉砂大于50～60%，泥质为30～40%，砂粒小于0.25mm,

含量约为10%。矿物成分主要是石英、长石、碳酸盐和粘土矿物，其中石英大于50%。一般认为黄土是风成的，即认为粉砂由沙漠地区被吹扬搬运到他地堆积而成的。我国黄土主要分布在西北的黄土高原上，其次分布在华北平原和东北的南部。

粘土岩是指以粘土矿物为主（含量大于50%）的沉积岩。疏松或未固结成岩者称为粘土；固结成岩者称为粘土岩，又称泥质岩或泥状岩。可按有无页理（纹层厚度小于1cm的水平层理）分为泥岩和页岩。

粘土岩的粒度组分都很细小，主要是因为粘土矿物的粒径细小。粘土矿物的粒径一般

<0.005mm或0.0039mm，甚至在0.001mm以下。所以，就粒度组分而言，<0.005mm或<0.0039mm 的组分含量>50%的碎屑岩就是粘土岩。

粘土矿物成因：机械方式，由母岩风化而成；化学方式，自生粘土矿物。

粘土岩是分布最广的一类沉积岩，约占沉积岩总体积的55～60%，甚至可能更高，因此，粘土岩有很重要的地质意义。利用粘土岩中吸附的微量元素可判断古环境和古气候。粘土岩是重要的生油母质，我国许多大型油气田的生油岩多是暗色泥岩；若无裂缝，它的渗透性极差，可以作为油气储集层的良好盖层；近年来，泥岩裂缝油气藏也有发现。所以，对粘土岩进行研究不仅对沉积岩成因、沉积环境分析起作用，而且还具有重要的石油地质意义。

粘土岩具有一些独特的物理性质，如可塑性、耐火性、烧结性、吸水膨胀性、吸附性等，在工业上有很大用途。近年来，还在黑色页岩和碳质页岩中发现镍（Ni）、钼（Mo）、钒（V）、铅（Pb）、铂（Pt）、铈（Ce）、钇（Y）等稀有元素和稀土元素工业矿床，增强了粘土岩的经济意义。