[转帖]岩石博物馆-沉积岩 [复制链接]

·沉积岩

·浊积岩(turbidite)

·碎屑岩(clastic rock)

·泥灰岩(marl)

·硅藻土(diatomite)

·滑积岩(olistostroms)

·平流岩(contourite)

·风暴岩(tempestite)

·蒸发岩(evaporites)

·锰质岩(manganese rocks)

·铁质岩(ferruginous rocks)

·粉砂岩(siltstone)

·砾岩(conglomerate)

·硅质岩(siliceous rocks)

·磷质岩(phosphatic rocks)

·铝质岩(aluminous rocks)

·石灰岩(limestone)

·砂岩(sandstone)

·油页岩(oil shale)

·泥质岩(argillaceous rocks)

浊积岩(turbidite)

图片:20071022033232300.jpg

浊积岩(turbidite)图片

浊流沉积形成的各类沉积岩的统称。常见的有硬砂岩质浊积岩、碎屑灰岩质浊积岩，还有多种浊流成因的岩石类型。典型浊积岩的特征如下：①较粗砂级浊积岩常有粒级递变层理。这种层理特征为由下向上变细，但各部分分选都不好，都有极细的充填物质。由水流逐渐减弱形成的向上变细的层理称分选层理，以各部分分选均好，底部较粗粒部分没有极细粒成分，可以区别于浊流型的递变层理。②浊积砂岩及粉砂岩层段，不发育大、中型交错层理和不保存波痕。但可有波纹交错层理，常发育变形层理。主要反映密度较高和沉积较迅速。③浊积岩层的底面上常发育各种突出形状的底面铸模。最突出的特征为槽模。浊流头部富粗物质，流速大，有较强的侵蚀力，常在流经底部泥质表面时形成一系列有方向性的各种伸长形态的冲槽，而短时间即被砂级等浊积物充填，因而在砂岩层等底面形成这种铸模，而且其细而低的一端指向上游。还常见由于迅速而整体沉积的浊积砂在底部软泥上的不均匀荷重而形成不规则的荷重模，有些砂还深陷软泥中形成泥岩层中的荷重囊。还有浊流底部携带的硬物体在稍硬化的泥底上拖曳或跳跃形成各种零星的铸模，如沟模、跳槽等。④浊积砂岩的岩石类型多系暗色富粘土基质的硬砂岩，显示深水性、浑浊和迅速沉积的特征。⑤浊积岩中的粗碎屑一般不形成砾岩；因富泥、砂，仅形成含砾泥岩、含砾砂岩，有时还有含砾灰岩等。

广义的浊流沉积体系和浊积岩还包括一些滑塌沉积和伴生的一些其他沉积物重力流沉积。还命名有滑塌浊积岩或滑动浊积岩等。还有浅水区风暴浪形成的浪成浊积岩，但现在往往归入风暴岩中。这些所谓的浊积岩或浊流沉积体系中的其他沉积物重力流沉积等均分布不广，岩性上往往有各自的沉积特征或有部分典型浊积岩的特征。但其粗碎屑一般也较少形成真正的砾岩，而多为砾岩质泥岩、砾状灰岩，以及含砾泥岩、含砾砂岩、含砾灰岩等。

A.H.鲍马根据复理石中极其发育而且分布范围广的典型浊积岩层的研究，把浊积岩单元分为5个段,通常称为鲍马层序或鲍马序列：Ta为正粒级递变段，由较粗的含砾砂岩或碎屑灰岩等组成，向上略细的正递变层理发育，还常发育各种底面铸模，以槽模为特征；Tb为下部中粒质平行纹层段，系高流态下的平层底形形成，表示浊流已具牵引流性质；Tc为水流波纹纹层段，后改称变形纹层段；Td为上部细粒质平行纹层段，纹层由清到不清楚，反映流速变缓；Te为泥质段，上部可能为泥灰质。实际上很少见到完整的鲍马层序。对此，鲍马以浊流依次呈圆锥状沉积来解释,近基浊积岩常发育完整序列,远基浊积岩下部层序依次缺失。此外，高密度流一般为阵发性的，前一次浊流沉积的上部可被后一次浊流的侵蚀作用所剥蚀。因而，鲍马又区分3种情况:缺失底部的序列、削蚀顶部的序列、底部缺失和顶部削蚀联合序列。

1950年后数年中，学者们曾认为在造山带分布广的砂岩、页岩互层的复理石中只有砂岩属浊积岩，而页岩为远洋、半远洋沉积，但后来逐渐证明浊积岩序列中的细粒层同样是浊流成因，属流的尾部。有些研究者着眼广义的浊流沉积体系，建立广义的以典型浊流沉积为主的序列。

典型的浊积岩层常在侧向上异常稳定，分布面积可达1万至10万平方公里以上在活动带累积厚度很大，可达数百至万米，有些被称作复理石。虽然因富泥质、分选差,或还受些变质而储集性欠佳，但因多频繁互层,在油田中常形成较好的生储盖组合，在美国已有成数十亿桶石油产自浊积岩储层。浊积岩及现代浊流沉积中还有储量巨大的深海性矿产资源远景。

碎屑岩(clastic rock)

图片:20071022033232300.jpg

碎屑岩(clastic rock)图片

由母岩经物理崩解作用形成的碎屑岩物质，通过机械搬运、沉积，成岩作用而形成的岩石。全称陆源碎屑岩。如将泥质岩划归这类岩石，则其总量约占全部沉积岩的65～89％。陆源碎屑岩包括4种基本组成部分:碎屑（颗粒）、杂基、胶结物和孔隙。杂基和胶结物又合称为填隙物。它们之间的组合关系，反映了沉积物形成时的流体的类型、沉积物的形成过程，以及沉积环境的某些特征。

本类岩石按碎屑粒度可划分为砾岩（角砾岩）、砂岩、粉砂岩和泥质岩。这些岩石在物质组成、结构、构造，以及岩石组合和岩体特征诸方面均有明显差导。深入研究这些内容对恢复古环境具有重要意义。此外，许多矿产资源,如 煤、石油、天然气、地下水、砂矿床、层控矿床，以及若干非金属矿床，都与陆源碎屑岩密切相关。

泥灰岩(marl)

图片:20071022033232300.jpg

泥灰岩(marl)图片

通常指由粉砂及泥级碳酸盐与粘土矿物混合组成的一种松、软、易碎的较新的沉积岩。常呈灰、黄、绿等色，也有深色的。按重量碳酸盐成分占30～70％，矿物主要为方解石，白云石、文石少见，菱铁矿更少。粘土矿物有伊利石，蒙脱石、高岭石不常见。副组分有石英、海绿石、长石、磷灰石族、铁矿物、有机质等。有时全无陆源碎屑。显微镜下可见方解石，为碎屑状。海相的常有有孔虫壳及颗石碎片。细密，宏观上一般不显层理，成岩后可呈次贝壳状断口。

分布广泛的海相泥灰岩常含原地生成的化石和微体化石的残体，说明其沉积于安静海盆，有些还远离大河入海口。与三角洲有关的从其中生物来看，水深不大。湖相的属安静浅水环境产物。

硅藻土(diatomite)

图片:20071022033232300.jpg

硅藻土(diatomite)图片

以蛋白石为主要矿物组分的硅质生物沉积岩。主要由硅藻的遗骸组成。硅藻在生长繁衍的过程中，吸取水中胶态的二氧化硅,形成由蛋白石构成的硅藻壳,而硅藻土即由80～90％甚至90％以上的硅藻壳组成。此外，含有大量的粘土矿物铁的氧化物和炭有机质等。硅藻土的外形为块状或页岩状，颜色有白色、灰绿色、暗绿色及蓝灰色等，硅藻含量越大、杂质越少，则颜色愈白，质愈轻，其比重一般为0.4～0.9。

由于硅藻体具有很多的壳体孔洞，使硅藻土具多孔质构造，孔隙度达90～92％，吸水性强。硅藻颗粒细小约为0.001～0.5mm，使硅藻土细腻、润滑。硅藻土不溶于HC1、H2SO4和HNO3,但溶于HF和KOH。

滑积岩(olistostroms)

滑塌堆积形成的沉积岩。或称滑积岩层。以泥质沉积物为主，含不均一的分散硬石块，小者如卵石，大者为达数立方公里的巨型岩块。这类岩层一般是泥质或灰泥质沉积岩层占优势的层系。它是一种混杂堆积，是在重力作用为主的影响下或某种构造作用力的牵动下，产生大规模滑移，破裂，崩塌，破碎，以及带动泥质物形成的半塑性流动等形成的。以富泥质、碎石和巨型滑动块及崩塌块为特征。有人把深海里连续的搬运和沉积过程中的滑塌沉积物并入泥石流沉积物，即滑塌岩块可被泥石流携带而搬运，即泥石岩这个新术语包括泥石流沉积和滑积岩，巨型的滑动块和崩塌岩块往往分布在泥石流沉积之中或偏上部聚集。以前也有人认为野复理石由泥石流沉积形成，可能有这种泥石岩或滑积岩。

滑积岩层的形成常与构造有关，故也常形成有关的层控矿床。中国滇西北兰坪县金顶铅锌矿含在滑积岩层中，还有脉状或层状天青石及含银、镉等十多种元素的各类矿物产出。

平流岩(contourite)

由平流沉积物或原有沉积物经改造而形成的沉积岩。又称等深岩。来自极地的冷流，流向赤道，又从海底返回，而沿海底斜坡下部的等高线成水平流动的一种底流，被称为等高线流，或译称平流。一般多砂、泥质平流岩和碳酸盐质等平流岩，常产于复理石等深水相层系中。与浊积岩相比，平流岩的特点为：①层较薄，一般厚度小于5厘米;②有向上变粗和变细的粒序和突变的底界和顶界；③普遍有平行纹理和往往呈单向的交错纹理，纹理由经淘积的重矿物或深水有孔虫壳而显示；④岩性为较细的砂、粉砂、粘土，分选好,粘土基质含量较低,常仅占0～5％。

一般泥质平流岩可能是平流长期搬运过程中沉积形成的，砂质平流岩则可能是由浊流等带入底流活动区的先成沉积产物，经平流部分或全部改造再沉积而成的。沙质平流岩中的长形石英颗粒常有定向，形成顺平流方向排列的组构，表明平流有牵引流性质。现代的泥质平流沉积物以粉砂和粘土为主，具薄层理，类似湖相层理，但较模糊。很多研究证实，海底平流广泛存在，有一些深海沉积物或属平流沉积或被平流改造，故平流对深海沉积有重大影响。鉴别深海沉积物中的平流沉积和远海相地层中的平流岩的研究工作日益受到重视，尤其从浊积岩层系中识别出平流岩，以正确认识复理石等深海性沉积地层有重要意义。

风暴岩(tempestite)

图片:20071022033232300.jpg

风暴岩(tempestite)图片

在风暴影响下在海洋和水盆地中形成的沉积岩。过去所称的浪成浊积岩实属风暴岩。风暴岩是一种密度流沉积，但常含很多风浪破坏下伏的正常天气沉积物所产生的撕裂片或内碎屑，还有被破坏的生物碎屑等。海洋中飓风等风暴可掀起涌浪，造成大片海面升高，海水流速增大，波浪传播加深；近岸的风暴潮常比正常高潮高出数米，潮差可比一般的大潮差大一倍多；波浪传播的深度常达几十米以上，远远超过好天气的正常浪基面的深度,甚至还导致近200米深的外陆棚的底流。风暴潮退潮可产生向海密度流，携有陆棚边缘的沉积物质，至潮下或陆棚上形成粒级递变层或在浅处形成发育丘状洼状等交错层理等的沉积层。

风暴作用特点为不但有高速流动，还有强的往复运动，方向时常改变，或有旋卷，而能量则在不太长时间内很快衰减。所以，风暴作用常将底部细物质簸出，常使风暴流形成密度流，在风暴衰减期迅速沉积。早期风暴作用对下伏沉积有侵蚀作用，形成侵蚀基底面，有冲蚀和侵蚀坑，形成充填构造。同时还可挖掘出浅埋藏物质，尤其生物体，使用底部物质混合，并形成混杂的生物组合。底部的大和重的个体生物在风暴作用中还可聚集成滞留层。常见的风暴岩如风暴介壳岩，含大部分破碎和少量完整的介壳，形成介壳灰岩，介壳砂岩，介壳粉砂岩等。多腕足类，双壳类，软体动物和海百合茎等化石，常具混杂的特征。组成的岩层厚几毫米到几厘米，或达十多米，常呈透镜状、口袋状。多位于侵蚀硬底上。常有寒武系的层内钙质砾岩，或称砾屑灰岩，竹叶状灰岩等。其刚性扁平内碎屑常呈杂乱状或涡卷状排列，无一定方位，表明受强烈振荡水流影响。

蒸发岩(evaporites)

图片:20071022033232300.jpg

蒸发岩(evaporites)图片

在封闭、半封闭的环境中，由于干旱炎热气候条件下强烈的蒸发作用而形成的化学沉积岩。又称盐岩。蒸发岩中最常见的盐类矿物有天然碱、苏打、芒硝、无水芒硝、钙芒硝、石膏、硬石膏、石盐、泻利盐、杂卤石、光卤石和钾石盐；有的盐湖中还有固体硼砂矿物或含硼、溴、碘的卤水。

蒸发岩一般具有结晶结构，有时可再结晶为数毫米甚至数厘米的巨晶结构。一般是层状构造，往往也呈角砾状、泥砾状的次生构造，并形成盐溶角砾岩。蒸发岩的形成是由于封闭条件下水体蒸发、金属离子和酸根富集的结果。把一盆海水放在阳光下自然蒸发，随着盐类矿化度的升高，会顺次结晶出方解石、白云石、石膏、硬石膏、石盐等蒸发盐类矿物。

蒸发岩的主要类型有石膏岩－硬石膏岩、钙芒硝泥岩、石盐岩、光卤石岩和钾石盐岩等。由于不同地区或不同成岩时代陆地水和海水的化学性质不同（如氯化物型、硫酸盐型和混合型等），产生了含不同盐类的矿物组合的现代盐湖和不同盐类组成的古代盐类矿床。中国青海柴达木盆地中的察尔盐湖，沉积了光卤石矿层，青海和西藏的一些盐湖中有硼矿沉积。内蒙古、新疆的一些现代盐湖中天然碱相当丰富。中国云南勐野井存在由钾石盐组成的固体钾盐矿层，但储量很小，在加拿大、前苏联和德国有很大储量的钾石盐矿床，是世界范围内的钾肥矿产供应地；泰国和老挝有古代的固体光卤石矿床；中国河南吴城发现了古代的固体天然碱矿床。盐湖或与固体盐层有关的地下卤水包括多种稀有元素，如硼、溴、碘、铯、锂等，都具有综合利用价值，西藏的盐湖中发现了含锂和铯的沉积矿物。

锰质岩(manganese rocks)

图片:20071022033232300.jpg

锰质岩(manganese rocks)图片

富含锰矿物的化学沉积岩。在其沉积过程中也受到生物化学作用的促进。原生的沉积锰质岩主要是碳酸锰质岩，次生的锰质岩是含氧化锰的锰质岩。沉积锰质岩主要由软锰矿、硬锰矿、褐锰矿、水锰矿、黑锰矿和菱锰矿等6种含锰矿物组成。此外,常与菱锰矿在一起的还有锰方解石。菱锰矿和锰方解石也可由氧化富集转变为氧化锰矿石。碳酸盐锰质岩具泥晶玉细晶结构，与赋存锰质岩的石灰岩的结构一致。次生锰质岩一般呈胶状结构。锰质岩在赋存岩层中具有条带状构造，透镜体构造，角砾状构造等。次生充填的氧化锰可成裂隙充填构造。锰质岩常在浅海和湖盆地中形成，在海洋近岸一侧的滨后湖盆中最为常见。这种沉积环境中常有藻类、浮游生物、钙质壳生物和其他微生物繁殖，促进了锰质的交代，形成锰方解石或菱锰矿。锰质岩的原生岩形成于水盆地弱还原的较深水部位；次生岩则是地表或近地表氧化带溶解碳酸盐后淋滤沉淀产生的。

氧化物型锰质岩有4种产状：①在浅海或海缘湖盆地内部,沉积于相对较远岸的一侧，成为含有软锰矿或褐锰矿的锰质页岩；②在原生碳酸盐锰质岩的风化带，由于风化、淋滤而形成次生的氧化锰矿，以混合锰矿物（硬锰矿）为主；③基性岩、超基性铁镁质的风化壳之上，呈皮壳状硬锰矿或锰土等松散沉积物；④分布于大洋深处的硅镁质洋壳表面的含锰结核，如太平洋洋底中局部可形成丰富的铁-锰结核层,每平方米内可包含几十千克这类铁-锰结核。锰质岩的主要类型有黑色页岩型锰质岩、硅质岩型锰质岩、泥晶灰岩型锰质岩、石灰岩、生物石灰岩型锰质岩和风化淋滤型锰土锰质岩。锰质岩是提取锰的原料。