野外地質工作方法與創(chuàng)新思維3(馬志紅)_第1頁
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文檔簡介

1、野外地質工作與創(chuàng)新思維,馬志紅,2010年6月,—獻給未來的地球科學家!,(三),(五)主要地質體(巖石)的野外觀察,二、火山巖野外觀察與研究火山巖形成的特殊性: 條件特殊—巖漿噴出地表; 作用復雜—溢流、噴發(fā); 產物多樣—熔巖、火山碎屑巖及其過渡類型。巖漿在地表冷凝結晶—熔巖;火山噴出碎屑(集塊、角礫、凝灰)—火山碎屑巖;火山口再次被充填—次火山巖;火山碎屑物落入沉積盆地—火山沉積巖;,火山作用

2、是一種重要的地質作用:火山活動帶及其強度與地殼活動帶有緊密的聯系,同時火山作用又是一種重要的成礦作用。所以火山巖區(qū)的地質調查要比沉積巖區(qū)、侵入巖區(qū)復雜和困難得多。1,火山巖分類命名火山巖分為火山熔巖和火山碎屑巖兩大類:(1)火山熔巖的分類: 采用定量礦物分類法即以暗色礦物含量和副長石的含量分三大類:①暗色礦物含量大于90%為超基性巖類,如苦橄巖,黃 長 巖等;②巖石中出現副長石者為堿性巖類,如堿玄巖,響巖;③常見

3、的熔巖其暗色礦物含量小于90%,又不出現副長 石,可根據石英含量,長石種屬及含量分為9類;,(2)火山熔巖命名 由于熔巖結構的特點(細晶、隱晶—玻璃和斑狀),熔巖的命名:顏色、斑晶成分為命名的基礎,有時顏色成為主要命名的條件:①色率高,為黑色、紫黑、紫色,斑晶為斜長石、輝 石、橄欖石(常伊丁石化),常具氣孔杏仁構造,柱狀節(jié)理常見—玄武巖;②色率中高,灰黑色、紫灰、紫色、灰色,斑晶常為斜長石,暗化角閃石—安山巖;③色

4、率低,灰白、灰黃,斑晶為石英鉀長石,常見流紋構造,有時具球粒、巖泡—流紋巖;④不具斑狀結構或當斑晶礦物不清時,色率很高可暫叫暗色熔巖或中基性熔巖;,⑤玻璃巖:全由火山玻璃組成,按光澤和顏色分為: 松脂巖:松脂光澤,黃-黃綠色; 珍珠巖:珍珠光澤,一般為黑色; 黑曜巖:玻璃光澤,黑色; 浮巖:氣孔特別發(fā)育,呈白、淺灰、淺黃、 黑等顏色;淺色為酸性浮巖,深色為中

5、 基性浮巖。⑥色率中等,灰—肉紅色,堿性長石(透長石)為斑晶,具有明顯的流動構造(大魚領著小魚跑)—粗面巖;⑦細碧—角斑巖系:海底火山噴發(fā)的產物,由基性到酸性形成一套組合巖石,礦物為鈉長石,綠泥石,綠簾石為主,具各種巖漿結構,獨具特色的枕狀構造。 在這類巖石發(fā)育區(qū),又有先后侵入的基性、超基性巖體及其脈巖構成一套噴發(fā)侵入雜巖,稱奧菲奧雜巖或蛇綠巖套。,,(3)火山碎屑巖命名,火山碎屑巖是指火山作用形成的各種碎屑物組成

6、的巖石,同時也包括混入了一定量熔巖物質和正常沉積物組成的巖石。1,火山碎屑物的形態(tài)和種類 由火山作用產生的各種碎屑,其物質來源主要是巖漿噴出后的凝固(晶屑、玻屑)或半凝固(火山彈和塑性巖屑)等。另外還包括火山通道的圍巖及早先凝固的熔巖殼(同源物)及地殼深部的巖石碎塊(異源物)。①巖屑:一般分為三種 剛性巖屑:主要是火山通道的圍巖、早先結晶的熔巖及深部的巖石碎塊,成分復雜,形態(tài)不同的棱角狀,粒度大小不一。大則可達數米,是

7、組成集塊巖和角礫巖的主要成分。,塑性巖屑:又稱塑性玻璃質巖屑或漿屑?;鹕阶饔弥邪肽虪顟B(tài)的物質,迅速堆積的產物,形態(tài)為扁豆狀,透鏡狀,焰舌狀等,是組成熔結集塊巖、熔結角礫巖、熔結凝灰?guī)r的主要成分。 火山彈及火山礫:它是由火山噴發(fā)將半凝固狀態(tài)的熔巖團塊噴至空中旋轉而形成。呈紡錘狀、梨狀、麻花狀,邊緣有一層玻璃質淬火邊,由于氧化,常呈紅色、紅褐色。②玻屑 剛性玻屑—快速冷凝形成火山玻璃再破碎成為各種形態(tài)的碎屑,如雞骨狀、弓狀

8、、楔狀、撕裂狀等,為組成凝灰?guī)r、凝灰質沉積巖的主要成分; 塑性玻屑—半凝固的玻璃質,變形、壓扁、拉長、呈蚯蚓狀、焰舌狀、餅狀等是組成熔結凝灰?guī)r的組要成分;③晶屑 早形成的礦物碎屑,多呈棱角狀,是凝灰熔巖、凝灰?guī)r的常見成分之一。,2,火山碎屑巖的分類及命名原則 目前對分類命名認識不統(tǒng)一。 首先按碎屑物含量分大類,其次按成巖作用方式分亞類,進一步按碎屑物粒級及含量劃分屬種。,分類依據:①火山碎屑物的含量,由于

9、火山碎屑巖介于熔巖和沉積巖之間,向兩端存在一系列過渡變種,根據火山巖碎屑物的含量及沉積物或熔巖物質的相對含量,將該類巖石分為六大類:火山物質>90%才叫火山碎屑巖;火山物質90—50%為過渡型—火山碎屑巖為基本名稱;火山物質<50%熔巖、沉積巖為基本名稱,火山碎屑為 定語。②成巖作用方式:也帶有過渡類型的特點,向熔巖過渡的火山碎屑巖,其碎屑物被巖漿膠結,向沉積巖過渡的火上碎屑巖被粘土質、化學沉積或火山灰(包括火山灰

10、分解產物,蒙脫石、綠泥石、沸石等)膠結;正常火山碎屑巖的成巖作用方式比較復雜,根據火山碎屑物降落時處于熾熱狀態(tài)還是冷卻狀態(tài)分為熔結和壓緊,水化學膠結成巖兩種(一般不具膠結物)。,,③火山碎屑物粒度和相應粒級的含量 火山碎屑物一般分選很差,大小混雜,但粒度大小本身也能反映成因特點,粒度大搬運近分布于火山口周圍,粒度小,搬運遠。所以按碎屑物粒度分類具有一定的實際意義。粒度大于64mm的火山碎屑物大于1/2以上者,呈集塊級;在2-64

11、mm之間的火山碎屑占1/2以上者,為角礫級;小于2mm的火山碎屑占以上者為凝灰級。命名原則:①向熔巖過渡的火山碎屑巖,每一種巖石均以火山碎屑物質相應粒級含量大于1/2時命名。在巖石名稱之前加上膠結物成分,如安山質熔巖角礫巖。②正常火山碎屑巖:A、壓緊和水化學膠結的火山碎屑巖,一般所稱集塊巖,火山角礫巖,系指巖石中集塊級、角礫級大于1/2,命名時可將巖石成分加入巖石名稱之前,如流紋質集塊巖,流紋質角礫巖。 如果碎屑物中含

12、有地殼深部或火山巖區(qū)以外的物質時,巖石名稱之前應加上“異源”二字。,,凝灰?guī)r的命名:除反映巖石命名外,某一形態(tài)的火山碎屑物達一定含量時亦應加上巖石名稱中,如安山質晶屑巖屑凝灰?guī)r。 當凝灰?guī)r中含有少量角礫(1/2),加上巖石成分命名,如流紋質熔結集塊巖。 熔結凝灰?guī)r,塑性玻屑(含量>1/2 )如有剛性玻屑>1/2時參加命名:有兩種以上,少前多后的原則,如流紋質晶屑,巖屑熔結凝灰?guī)r。 此外根據熔結程度在巖石之前加:強

13、熔結、熔結、弱熔結字樣。,③向沉積巖過渡的火山碎屑巖。 巖石名稱均以某一粒度碎屑物含量大于1/2命名,碎屑物為50-90%(沉積火山碎屑巖類)時,巖石名稱前加“沉”字,說明含有一定量的沉積物;當正常沉積物達50-90%(火山碎屑沉積巖類)時,巖性按沉積巖巖石命名與沉積巖相同,但名稱前加“凝灰質”三個字。以說明含有一定量的火山碎屑物,其中碎屑物粒度按正常沉積巖粒度劃分:>2mm為凝灰質礫巖;2-0.1mm為砂;0.1-0.01m

14、m凝灰質粉砂巖。,(3)次火山巖的命名 次火山巖在外貌上與火山巖相識,多具斑狀結構,但在產狀上又與侵入巖相同,與圍巖呈侵入接觸,巖性特征介于火山巖與淺成侵入巖之間,所以次火山巖的命名一般仍采用淺成侵入巖的名稱。3,火山巖的野外觀察: 野外工作期間,對于巖石的觀察(鑒定)主要是從顏色、礦物成分及結構構造方面入手。(1)顏色 火山巖由于礦物成分,次生變化及結晶程度,常表現為不同顏色。從化學成分上看,由基性—酸性,顏色

15、一般由深—淺,如果巖石遭受蝕變,基性巖—淺綠,酸性巖灰白-白色。結晶程度不同,顏色有所差異,較致密的巖石比結晶好的巖石顏色要深。,(2)礦物成分 火山巖由于形成于地表條件的影響,巖石多呈斑狀結構或碎屑結構,基質及細小火山灰成分往往不易辨認,因此斑晶和基質成分有助于巖石鑒定與定名。橄欖石:黃綠色,粒狀,解理不發(fā)育,常被棕紅色伊丁石取 代,產于超基性—基性巖中。輝石:呈綠色—黑色,短柱狀,產于基性—

16、超基性巖中。角閃石:褐色或綠色—暗綠,呈粒狀,邊緣常出現褐色氧化 鐵暗邊,常見于中性巖。斜長石:除超基性巖外,各類火山巖中均可見到。在沒有暗 色礦物的情況下,野外巖石定名主要是按照斜長石 的晶形、顏色、次生變化等特征。,基性斜長石:多為針狀,晶體長寬比大于 4:1,常被黝簾石取 代呈淺綠色。

17、 中性斜長石:為柱狀,晶體長寬比2.5-4:1之間,環(huán)帶構造發(fā) 育為主要特征,常被絹云母或綠簾石,綠泥石交 代,顯弱絲絹光澤; 酸性斜長石:為寬板狀晶體,晶體長寬比1.5-2.5:1,常被粘 土礦物或絹云母交代,使礦物呈瓷質光澤。 而鈉長石,即使在古老變質的火山

18、巖中,亦多為淺紅或無色透明。 鉀長石:多出現于酸性或堿性巖中,卡式雙晶常見,風化 后 沿解理或裂隙被鐵質充填,正長石肉紅色,透長石為無 色透明。 白榴石:高溫低壓礦物,完好的四角三八面體(等軸晶系), 常被鉀長石,霞石等交代成假白榴石,產于SiO2不飽和 的堿性巖中。,(3)結構構

19、造1,主要結構:肉眼可見結構①輝綠(粗玄及拉玄)結構:基性巖特有的結構;斜長石微晶構成格架: 中間是輝石—輝綠結構; 中間幾粒輝石及磁鐵礦—粗玄結構; 中間玻璃質—拉玄結構。②交織結構:中性巖常見,微晶定向排列;③粗面結構:堿長石定向(粗面巖);④球粒結構:酸性熔巖常見,長英質礦物呈纖維圍繞中心放射狀生長;⑤斑狀結構;⑥熔結凝灰質結構:熔結凝灰質結構由塑性玻屑、巖屑組成,變形后呈蚯蚓狀,火焰狀,滴狀。,2

20、,火山巖的構造①層狀構造—火山巖的最大特點之一;②氣孔和杏仁構造;③熔渣構造;④枕狀構造;⑤石泡構造;⑥珍珠構造;⑦流紋、流線、流面構造;⑧斑雜構造—熔結火山碎屑巖常見。,3,火山作用的綜合觀察(1)火山巖相的劃分與研究:火山巖可劃分四個巖相;,①火山頸相 火山頸一般是指火山噴發(fā)的通道,它的上部即為火山口。凡是充填于火山通道中的各種巖石都可以歸納為火山頸相?!强梢允墙Y晶程度不同的各種熔巖,熔巖角礫巖或爆發(fā)成因

21、的火山角礫巖,集塊巖等。有熔漿一次充填形成的稱為第一巖頸;多次充填的為復合巖頸。 在平面上一般面積不大,通常呈圓形或橢圓形,裂隙式噴發(fā)為長條形。由熔巖充填的火山頸相一般與圍巖呈侵入接觸,由爆發(fā)成因的角礫巖,集塊巖充填的火山頸相,一般稱角礫巖筒。②次火山相 次火山相是指熔融巖漿侵入到接近地表,與火山巖具有同源同時(或稍晚),空間分布有一定聯系的巖墻。,③噴發(fā)相 噴發(fā)相的巖石主要為各種熔巖和正?;鹕剿樾紟r(包括熔結

22、火山碎屑巖),其產狀與沉積成因的巖石有某些相似。 由于巖漿成分的變化,噴發(fā)性質和噴發(fā)強度的不同,其形成的巖石不同,可劃分為兩個亞相:A、爆發(fā)亞相 爆發(fā)亞相的形成是由于巖漿中含有大量的氣體(主要是水蒸氣),造成對圍巖巨大的壓力(100-300個大氣壓),因而產生巖漿爆炸,形成各種粒級不同的火山碎屑物質的堆積。 爆發(fā)成因的火山物質按照粒度不同,常有規(guī)律的分布在距火山口不同距離的地段上。在火山口附近多為粒級較大的火山

23、巖塊堆積,距離火山口越遠粒度變細。有些火山灰可飛揚降落在幾千公里以外的地區(qū)。 爆發(fā)亞相的巖石主要為各種粒級不同的正?;鹕剿樾紟r,其中包括熔結凝灰?guī)r?;鹕綇検亲畛R姷漠a物。,B、噴溢亞相 形成噴溢亞相的巖石主要為各種熔巖、熔巖角礫巖及凝灰熔巖。④噴發(fā)—沉積相 劃分噴發(fā)沉積相的主要標志是以沉積巖和火山碎屑沉積巖為主,其中夾有少量的火山碎屑巖甚至薄層熔巖。 一般噴發(fā)沉積—沉積相距火山口較遠,代表火山作用寧靜期

24、。噴發(fā)沉積相,巖層沿走向伸展較遠,巖性厚度也較穩(wěn)定。因此在一定范圍內,往往可作為地層對比的標志。,(2)火山巖層的劃分:“層”是火山巖中最常見的單位;①根據巖石成分分層 巖石成分的不同和變化,在某種程度上取決于巖漿分異程度。根據各層巖石成分的不同分層,對于研究巖漿演化規(guī)律具有重要意義。②根據結構構造不同分層 A、中酸性巖的頂底有時形成厚度不等的玻璃外殼(冷凝邊),頂面較厚,底面較薄,玻璃質外殼的顏色較其內部較暗。在

25、安山巖,英安巖中呈綠色,流紋巖中呈灰紫—褐色,偶爾出現黑曜巖、松脂巖的邊。 B、基性熔巖常常在表層形成蜂巢狀或熔渣狀的玻璃—隱晶質的粗糙表面(熔渣狀外殼)。在酸性熔巖的頂部則常常形成厚達數十厘米的石泡構造帶。,C、由于迅速冷卻收縮,頂面及邊緣常形成張裂 隙,裂隙寬度由外向內變小至尖滅。其中有的可以充填上覆熔巖物質或充填有硅質,碳酸鹽沉積物等。底部則往往含有下伏巖石的沒蝕變的包體或形成熔巖角礫巖。D、在中基性熔巖中,氣孔及杏仁

26、體的形態(tài)及分布往往有一定規(guī)律,層頂氣孔及杏仁體較層底大而多,扁平的氣孔通常與頂、底面接近平行,而管狀氣孔一般是向下分支。因此氣孔的形態(tài)和分布特征可以判斷頂、底面的關系。,E、柱狀節(jié)理的出現總是代表一次噴溢的巖流,可作為分層的標志。F、巖漿噴溢地表后,由于流動形成各種表層構造,一般能指示巖流的頂面,如繩狀、凹凸表面、擠壓脊、球莖狀或條狀小瘤等等。③根據層面構造和接觸關系分層A、巖漿噴發(fā)至地表后,其表面與空氣氧化大量低價鐵(FeO)氧

27、化呈三價鐵(Fe2O3),因此出現紅色的氧化殼頂面(紅頂)—基性巖分層的重要依據。B、兩次噴發(fā)時間間隔較長,早期形成的熔巖已冷凝,后來的熔巖對下伏巖石往往有烘烤和輕微變質。C、如果熔巖流噴出地表后經過很長時間的風化侵蝕,往往形成凹凸不平或波狀侵蝕面,據此可將相同成分的熔巖分開。,(3)利用火山巖構造確定產狀A、熔巖的某些原生節(jié)理,一般指示其產狀 柱狀節(jié)理:五邊或六邊柱體,總是垂直熔巖層面。B、流紋構造以及氣孔等定向排列

28、 平直的流紋、扁平呈條形的氣孔和杏仁體、捕擄體、 斑晶等定向排列,如果呈流面狀,一般指示層面。C、熔結凝灰?guī)r中的塑性玻璃質巖屑(火焰石)一般具 有餅狀定向或似流動構造,據此可確定其產狀。D、不同熔巖層的差異性風化,造成特殊地形,宏觀上 可判斷其產狀。,4,火山巖體的綜合研究 A、噴發(fā)韻律的劃分; B、噴發(fā)旋回的劃分; C、火山機構的研究及火山類型的確定; D、火山作用形成的礦產(火山作用與礦

29、產)。,三、沉積巖的野外觀察與研究,沉積巖野外研究往往是和地層研究同時進行。充分收集巖石的物質成分、結構、構造、化石、各種包體和縱相上的韻律形式,接觸關系,水平方向上的變化和過渡關系等資料,保證滿足沉積巖石學研究的需要。 沉積巖的野外觀察與研究,重要的問題是:沉積巖的構造與碎屑巖。1,沉積巖的構造研究 沉積巖的構造是指由于成分、結構、顏色的不均一性引起的宏觀特征,必須在野外觀察。,常見的構造見下表:,沉積巖的構造是重

30、要的成因標志。尤其是原生構造及其縱橫序列,是沉積相分析的重要資料。 (1)層理: 層理是最常見的一種沉積構造,它通過成分、 結構和顏色在垂向上的突變和漸變,使巖石顯 示層狀特征。 層或巖層是沉積巖系或沉積地層的基本組成單位,它具有均一的成分、結構、顏色和內部構造,上下以層面與相鄰層分開,空間上有一定穩(wěn)定性。是在較大區(qū)域內沉積環(huán)境基本一致條件下形成的巖石地質體。

31、 層間界限有時是突變的,有時是漸變的。前者代表沉積上的不連續(xù)性,而后者代表沉積作用方式的逐漸變化。,A、層的厚度:是重要的觀察內容,也是沉積過程穩(wěn)定程度的間接指標。 塊狀層:>2m; 厚層:2-0.5m; 中厚層:0.5-0.1m; 薄層:0.1-0.01m;  微薄層: 1000; 似層狀的:延伸長度/厚度 1000—50; 透鏡狀的:延伸長度/

32、厚度 50-5;,C、層理的內部構造層理是沉積環(huán)境的反映,它的內部構造為:細層:是層理的最基本單位,在巖性上是均勻的,厚度小,是在一定的條件下同時沉積的。層系:是由許多成分、結構、厚度與產狀上相似的同種類型的細層組成的,形成于相同的沉積環(huán)境,各層系間有明顯的分界面。如斜層理是由若干傾向相同的細層組成的層系。層系組:幾個成因相同的層系,可合并為層系組,各層系組之間有明顯的分層界面。如交錯層中不同方向傾斜的層系可以構成一個層系組。

33、層理的形態(tài)能反映沉積介質運動的性質;層系或細層的厚度則反映沉積介質運動的強度;,D、層理的基本類型,①水平層理 特點是細層呈直線狀互相平行且都與層面一致。 表現形式多樣,有顏色(冰川);有礦物成分不同;有的粒度不同,也有片狀礦物定向排列所至。 水平層理在泥質巖與細、粉砂巖中極為常見:是靜水或微弱水流中緩慢沉積作用的標志。 砂質沉積中也可見到水平層理,這種水平層理在巖石序列占一定位置,與斜層理、疊瓦式波狀層理共生,其成

34、因是在較大水流速和較快的沉積速度下形成的。因此研究水平層理的成因時,必須將各種特征及其在沉積序列中的位置具體分析。,②波狀層理: 特點是細層呈波狀起伏,但總方向平行層面。 層系界面往往呈波狀。一般為波浪振動的產物,也可以是在單向前進運動的沉積介質中形成,在海濱或湖濱淺水帶及河漫灘等環(huán)境中形成。③斜層理: 是由一系列斜交層系的細層組成。細層多互相重疊,交錯,切割,它是在流動介質作用下形成的,細層傾斜方向,反映介質運動方

35、向。,④遞變層理:,遞變層理是由下而上粒度由粗變細逐漸遞變的層理類型。它們在剖面上經常重復出現,形成很大的厚度,使地層呈現韻律性的粒度變化,因而也稱韻律層理。 有兩種類型:一種是所有巖石組分都顯示粒度遞變,巖石下部不含細?;|;另一種僅碎屑組分顯示粒度遞變,巖石自上而下均含未分異的細?;|。前者是水流強度逐漸減弱的產物,后者的分選系數自下而上逐漸增高,是混濁水流的沉積物。 遞變層理常常具有清晰的底界面,由粗粒砂遞變?yōu)槟噘|沉積。

36、 遞變層理在巖屑雜砂巖中最常見,是復理石沉積的特征之一。,遞變層理的成因: 屬于停滯水體中砂泥依次沉積的產物,屬深水沉積?!卣饠_亂了斜坡上的不穩(wěn)定的砂和泥,使之運動到較 深的靜水中是遞變層理形成的基本原理。—這種濁流發(fā)生于大陸斜坡(因重力或地震),由于大 量懸浮物密度較高而有強大的搬運力,它攜帶著大量 粗細混雜的沉積物,運動到深海地區(qū),在靜水中按級 序下沉,即形成以遞變層理為特征的巨厚沉積巖。,

37、(2)層面構造: 包括波痕、泥裂、雨痕、雹痕、晶痕、流痕及印模等。,(3)變形構造A、包卷層理,—是變形層理的一種,原生層理經變形后呈復雜的褶皺狀,一般連續(xù),無斷裂或角礫化現象,厚度穩(wěn)定,上下層面均平整。—是濁積巖中最常見,但在潮坪帶及河漫灘和點沙壩中也有發(fā)育。B、滑坡構造,是斜坡上未固結的沉積物超越安定角時,在重力作用下發(fā)生運動而形成的變形構造。常局限在一定的層位中,表現為原生層理的強烈揉皺、變形、斷錯、角礫化乃至不同巖性

38、的混雜。常見濁積巖及三角洲、生物礁及海底峽谷的前緣沉積。C、碎屑巖脈:飽含水和松散的砂或粉砂,有時含礫,在差異壓力作用下能變得活躍,像沸騰一樣,可稱為活動砂,因而發(fā)生運動,能注入到附近沉積層的裂隙中,形成碎屑巖脈或碎屑巖墻、巖床等。 在野外不常見:一般較小,在5cm以內!,(4)化學成因的構造 大部分是成巖或后生階段形成的,形成方式是凝集作用的產物。如結核和晶簇,有的是溶解作用的產物,如縫合線和溶孔溶洞,有的是溶解-凝集

39、作用的產物:如疊錐和龜背石。A、結核:是一種成分、結構和顏色與圍巖迥然不同的礦物集合 體。按成分因可分為同生結核與原生結核。 它可見零星出現,也可以呈串珠狀出現。富含有用元素的結 核大量集中時,可形成礦床。 研究結核對闡明沉積、成巖、或后生階段的物質運動有意義。 除結核本身觀察外(成分、大小、形態(tài)、排列)還要注意從 縱向上、橫向上的定量研究結核的成分、形態(tài)、數量及成因 類型。B、縫合線C、

40、疊錐與龜背石,(5)生物成因的構造A、疊層構造B、蟲跡與蟲孔,2,沉積物的顏色 顏色是一種重要的直觀標志。在巖相分析和巖 石地層學工作中也有很大的現實意義:顏色—是成分的反映,也反映氣候介質等特征。 沉積巖的顏色,按沉因可分為原生色和次生色二種,原生色又可分為繼承色和自生色。A、繼承色,決定于碎屑礦物的顏色,長石砂巖—肉紅色;純石英砂巖—白色B、自生色:取決于自生礦物或原生混入礦物的顏色。如泥巖含Fe2

41、+呈灰綠色,含Fe3+呈紅色或褐色。泥質巖、化學巖及部分碎屑巖中常見自生色;C、次生色,是后生作用階段或風化過程中,原生組分發(fā)生次生變化而造成的顏色,如含Fe2+的泥巖氧化后變紅色或褐色。,研究沉積物顏色時,首先要區(qū)分:原生色、次生色。原生色在一定層位和相當大的變化范圍內是穩(wěn)定的;而次生色呈斑點狀延續(xù)不遠或沿裂隙分布,有時明顯受巖石物性控制,經常切穿層理。 大部分自生色和次生色都是有染色物質和色素造成的。 常見色素物質有鐵

42、質和有機質,一般說,含有機質顯黑色,含FeO顯綠色,含Fe2O3顯紅色。 巖石的顏色與有機質含量呈正相關。 沉積巖的顏色是良好的環(huán)境標志。 灰色或黑色是巖石含有機質等,有時還含有分散的硫化物(如菱鐵礦,白鐵礦)反映還原的環(huán)境; 紅色、紅紫色、黃棕色的巖石,含有高價鐵的氧化物或氫氧化物反映氧化或強氧化環(huán)境。,黃色常見于炎熱干燥的陸相沉積物中;而紅色常見于顏色潮濕的陸相或海相沉積物中;綠色一般與含Fe2+和含Fe2+

43、的硅酸鹽(如海綠石,鮞綠泥石)或與Fe2+/ Fe3+比有關代表弱氧化,弱還原條件。 描述巖石顏色時,要注意色調的深淺、濃淡、明暗!,3,礫巖(含粗碎屑巖)的觀察與研究 碎屑的成分、大小、圓度、球度、排列方式、膠結類型。d>2mm稱為礫,礫含量>50%稱為粗碎屑巖,包括礫巖和角礫巖。A、成分特征: 粗碎屑巖一般有礫(或角礫>2mm)、充填物(<2mm)、化學或膠體沉積的膠結物三部分組成,后二者統(tǒng)

44、稱為基質。 碎屑成分(礫石成分),粗碎屑成分通常是巖石碎屑:是研究重點,確定礫石成分、統(tǒng)計各種成分的含量,是研究成分成熟度及物源的重要條件,也是礫巖分類的基礎。B、結構特征: 粗碎屑巖粒度分布一般都具雙峰,礫石與充填物各自形成一個峰。多基底膠結。礫石常有定向排列,根據礫石排列可推測古水流方向。,C、構造特點: 常成塊狀構造,內部層理不發(fā)育,空間上穩(wěn)定成層者少見, 往往成透鏡狀尖滅。有時總向上由粗變細的粒度韻律。

45、D、粗碎屑巖的分類:,單成分礫巖: 礫石成分單一,主要為抗風化能力強的脈石英、石英巖或燧石,成分成熟度高,呈底礫巖或層間礫巖。復成分礫巖: 礫石成分復雜,常含侵入巖、噴出巖、沉積巖、變質巖。復成分礫巖一般厚度大,產于特殊環(huán)境,地質意義大。如花崗質礫巖是長石砂巖的粗屑代表,它們經常共生,都代表結晶基底的迅速侵蝕。而灰?guī)r礫巖則代表高差很大,迅速侵蝕和堆積的環(huán)境。 復成分礫巖的礫石,大小懸殊,大則可達數米,一

46、般以10—20cm者居多??臻g上最粗的部分往往是厚度最大的地方,沿下游的方向粒度很快減小,分選差,圓度變化大。 復成分礫巖以河成礫巖多,也見于湖、海沉積中,其形成的深度變化也很大,有的濁積礫巖可以形成于深海、半深海中。,冰磧巖: 一種特殊的基底型膠結的礫巖,基質含量高,按嚴格的巖石學定義,許多屬于礫質泥巖或含礫泥巖的范疇。如浮冰礫巖,基質具紋理,礫石為“落石”。,同生礫巖: 是有沉積同時或準同時破碎的礫石經再沉積

47、形成的礫巖。同生礫巖最大的特點是礫石成分與下伏巖層或基質成分一致,有時具有柔性變形(說明破碎作用發(fā)生在沉積物固結成巖之前),礫石成分單一。縱向上由下而上可見礫石由大變小,圓度增加。,角礫巖: 屬于未經搬運的原地堆積或稍經搬運近源堆積。成因復雜,有崩積角礫巖、濱岸角礫巖、溶巖角礫巖、成巖角礫巖和構造角礫巖。分不少,但對解決某些地質問題都極為重要,因注意在野外研究。,E、粗碎屑巖的地質意義: ①粗碎屑巖雖然在沉積巖中所占比例不大,

48、但分布廣泛,從前寒武紀至今各地質時代都有分布。 ②粗碎屑巖形成需要高差較大的地形條件,因而大量的粗碎屑巖都形成于大規(guī)模構造運動之后,產于構造活動較大的地區(qū)。如磨拉石建造中礫巖就占相當大的比例。 ③礫巖的出現有時還標志著沉積間斷或區(qū)域不整合的存在,對認識區(qū)域地質發(fā)展史極為重要。 ④礫巖中礫石的大小、分選、圓度、球度、排列、基質成分及其含量、礫巖體的幾何形態(tài)等都是重要的成因標志,因注意觀察與分析。瓦克爾(waIker

49、,1975)將礫巖成因標志,分為幾組,并認為這些成因標志的組合對于確定礫巖的成因類型和環(huán)境分析均具有重要的現實意義。,F、粗碎屑巖的研究方法: ①礫石成分的觀察與測量:從露頭上統(tǒng)計100-150個礫石的巖石成分,計算出礫石成分的比例,根據測得的成分, 將礫巖分為:單成分礫巖,復成分礫巖; 可推斷古剝蝕區(qū)的位置和碎屑物質運移的大致方向,判斷 剝蝕區(qū)的風化強度等古地理情況;

50、 當礫石中有大量的含礦礫石存在,要注意確定礫石的搬運 方向; 礫石中存在某些特定的巖石成分是可作為地層對比的依據。 ②研究礫巖的填充物和膠結物成分; 礫巖的填充物一般是砂、粉砂和粘土。要查明填充物的粒度、礦物成分、結構確定礫與填充物的比例。膠結物有鈣質、鐵質和硅質。要查明其成分、數量及其沿走向和傾向的穩(wěn)定程度。,,,,,③測定礫石圓度: 圓度是指碎屑顆粒被磨蝕、圓化的程度。

51、碎屑顆粒圓度分四級: 棱角狀:碎屑顆粒沒被滾圓,其棱和角均顯著; 次棱角狀:輕微滾圓,但尚能見到直線性和角的輪廓; 次圓狀:滾圓較好,只保存原始輪廓的痕跡; 圓狀:棱角均被磨圓,并已失去原始碎屑的輪廓; 碎屑在搬運過程中被磨圓的程度,決定于碎屑的成分,原始形態(tài)和粒度以及搬運介質的性質、搬運距離和所磨蝕作用等外部條件。研究碎屑圓度的意

52、義: 可以判定沉積物搬運的距離。磨蝕時間久,搬運距離越長圓度越大; 多次再沉積的沉積物,海、湖、濱岸沉積物和風成沉積物的圓度好。冰川、河流、坡積、泥石流、濁流等沉積物圓度差。,,,碎屑顆粒分選性與圓度有密切關系:分選性好者圓度高; 碎屑巖圓度還受母巖巖性控制; 碎屑顆粒的圓度海取決于原來破碎時的粒度與形態(tài),碎屑越小圓度越差,原始破碎時形態(tài)近等軸的顆粒易于磨圓; 在野外露頭上進行圓度研究時,要注意采

53、集粒徑近似和同樣巖性的礫石,這樣可以在對比不同地點的礫石圓度變化時,得到準確的效果,并可能判斷其來源的方向和搬運距離。④測定礫石的球度: 球度是指碎屑顆粒三度空間的形態(tài)。球度大小取決于與a,b,c三軸的比例,確定球度的方向是測定礫石的長軸a、短軸b和最大扁平面c,然后計算礫石的等軸性指數(a+c)/c和礫石扁平度指數(a+b)/c。礫石球度分為四種類型: 球狀:三軸相等;

54、 長柱狀:a軸特長,b、c近于相等; 葉片狀:三軸不等 圓碟狀:a、b近于相等,c軸特短;,,,,,⑤測量礫石的粒度: 直接測量粒徑,將礫石分成若干粒級,了解各粒度的分布情況,即分選程度。 礫石的分選程度能說明搬運介質的速度和穩(wěn)定性,濱海礫巖分選極佳,河成礫巖分選差,洪積礫巖最差。⑥觀察礫石表面特征: 表面特征是指礫石表面由于外力作用而產生的一些痕跡、表面光

55、滑程度即特殊外形。根據表面特征可分析礫巖形成環(huán)境。如風成礫巖—風棱石,表面有風蝕形成的花紋(腦紋);冰川礫石有冰川擦痕;沙漠中的礫石,表面上有一層黑而發(fā)亮的薄膜,稱沙漠漆。⑦測量礫石的排列方式: 許多情況下,礫石排列具有一定的方向性,即礫石的長軸即扁平面的傾斜與流水和波浪作用之間具有一定的關系。,⑧觀察礫石層的接觸關系: 對于礫巖層與其相鄰的巖石關系進行研究,特別是對接觸面的研究,可提供解釋成因的重要線索。但要注意區(qū)分

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