常见沉积岩的观察与鉴定
一 目的要求
1.了解沉积岩的一般特征;
2.观察、熟悉主要的沉积构造(原生构造); 3.掌握碎屑岩、碳酸盐岩的鉴定特征。
二 主要沉积构造(原生构造)类型及观察内容
许多沉积构造可在野外大范围出露,应做宏观描述。室内手标本应注意观察较微细的构造部分。
1.层理:描述手标本上水平层理、小型交错层理的识别特征,注意观察小型交错层理中细层与层理的关系。
2.层面构造:包括波浪、雨痕、泥裂、生物痕迹等。注意观察泥痕和延伸方向;泥裂的“V”形特点,识别上层面与下层面。
3.缝合线:仔细观察灰岩中的缝合线,注意“面”与“线”的关系,了解缝合线的成因和意义。
结核:观察钙质结核,铁质结核,注意结核的物质成分及形态的差异。
三 碎屑岩的肉眼鉴定 (一)颜色
在一定程度上反映了岩石的组分和形成环境。如石英砂岩由于成分单一,颜色多为浅色;岩屑砂岩则因成分复杂,颜色多为灰绿、灰黑色等。另外,对次生(风化)色有时亦需描述。
(二)结构
若为砾状结构的岩石,可用尺子直接测量颗粒的大小、圆度、球度,目估各种粒径砾石的含量,以确定其分选性。对具砂状结构的岩石应尽量目估其颗粒大小,同时估计各粒级的百分含量以确定其分选性。在目估粒度时,可用已知粒级的砂粒管进行对比。用肉眼(包括放大镜)观察并确定碎屑的磨圆程度。对磨圆度的观察描述,一般对中砂和大于中砂粒级的岩石才具有意义。
颗粒直径 >2mm 砾状结构 2~0.25mm 粗砂结构 2~0.05mm 砂状结构 0.25~0.5mm 中砂结构 0.5~0.05mm 细砂结构 0.05~0.005mm 粉砂状结构 <0.005mm 泥质结构 分选性:肉眼描述时,目估同一粒级颗粒的含量,>75%为分选好;75~50%为分选中等;<50%为分选差。
磨圆度:肉眼或用放大镜观察颗粒的磨圆程度。
(三)构造
若手标本上能见到层面和层理构造则应尽量描述。若手标本上能见不到特殊的构造,则表明该岩石的岩层厚度较大,一般将其称为块状构造即可。
(四)成分
碎屑岩的成分主要描述碎屑颗粒和胶结物两部分的物质成分。
1.碎屑成分: 碎屑岩中的碎屑物质包括矿屑和岩屑二类。常见的矿屑有石英、长石和白云母。岩屑多出现在较粗的碎屑岩中,常见的岩屑为石英、砂岩、粉砂岩、燧石和中酸性岩浆岩等。在观察鉴定岩石时,要求鉴定出主要矿物和岩屑名称。 2. 胶结物成分: 常见的胶结物成分有钙质、硅质、铁质、泥质四种。主要区别如下表:
表5. 不同成分胶结物的区别 胶结物成分 钙质 硅质 铁质 泥质 颜色 灰白 灰白 褐红、褐 灰白 岩石固结程度 中等 致密坚硬 致密坚硬 松软 胶结物成分 <小刀 >小刀 ≈小刀 <小刀 加稀盐酸 剧烈起泡 无反应 无反应 无反应 (五) 碎屑岩的命名
碎屑岩主要是根据碎屑粒级确定岩石的基本名称(砾岩、砂岩、粉砂岩等),再根据岩石的颜色和成分(碎屑成分和胶结物成分)予以定名。即:颜色+(胶结物成分)+(次要碎屑成分)+主要碎屑成分+基本名称,如:黄褐色钙质石英粗砂岩,灰色长石石英细砂岩等。
四 碳酸盐岩的观察描述内容及注意事项 (一)颜色
碳酸盐类岩石一般为浅色,且以灰色、灰白色为主,但因混入物成分和含量不同,可呈现不同的颜色。如混入有机质者为深灰色或黑色;混入氢氧化铁者为紫色、褐红色等;含铁白云石者呈米黄色或褐色。据此,可大致推测其混入物的成分。描述颜色要以其总体色调为准。
(二)成分
碳酸盐类岩石的主要矿物成分是方解石和白云石。由此而将其划分为石灰岩(方解石>50%)和白云岩(白云石>50%)两大类,有时因含有较多的粘土矿物,可形成与泥质岩过渡的泥灰岩。因此,确定碳酸盐岩的矿物成分,对岩石的定名是很重要的。碳酸盐类岩石的矿物成分一般主要是根据与稀盐酸(5%)反应试验。 (1)加稀盐酸剧烈起泡并嘶嘶作响者,主要成分为方解石,应为石灰岩; (2)加稀盐酸微弱起泡或不起泡,主要为白云石组成,应为白云岩;
(3)加稀盐酸剧烈起泡后,留下泥质物质者,说明其主要成分除方解石外,还含有大量泥质(粘土矿物)成分,应为泥灰岩。
(三)结构和构造
碳酸盐岩中石灰岩类结构类型较复杂,可分为碎屑结构、生物碎屑结构和晶粒结构等三类。白云岩一般为晶粒结构。
碎屑结构:可见到明显的碎屑颗粒,如竹叶状内碎屑,鲕粒,核形石,生物碎片等。
生物结构:可见到大量生物骨架。
晶粒结构:方解石晶粒>1 mm为粗晶,1~0.25mm为中晶,0.25~0.05mm为细晶,<0.05mm为泥晶。
(四)碳酸盐岩定名
碳酸盐岩的基本名称以矿物成分确定,然后加上颜色、结构则为岩石的全称,即颜色+结构+基本名称,如灰色鲕状灰岩,浅灰色细晶灰岩,深灰色细晶白云岩等。
五 作业及思考题
1.绘图表示1~5号标本的沉积构造; 2.描述鉴定6~13号碎屑岩标本;
3.描述鉴定14~18号碳酸盐岩标本;
4.缝合线在野外判断厚层灰岩的层面时有何意义?
5.石英砂岩中石英的含量至少占多少?长石石英砂岩中长石的含量至少占多少? 6.如何区分石英砂岩与花岗岩?
7.鲕状灰岩的鲕粒与细晶灰岩中的方解石晶粒有何不同? 8.如何区分灰岩与白云岩?
表6. 沉积岩鉴定表
标本号 颜色 层理厚度 构 造 层理类型 层理构造 碎屑大小 结构 磨圆度 分选性 碎屑岩成分 碎屑岩成分及含量 胶结物成分 化学岩成分 岩石定名
实习五常见沉积岩的观察与鉴定
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