1、第四章 碎屑巖的結(jié)構(gòu)及粒度分析第一節(jié) 碎屑顆粒的結(jié)構(gòu) 一、碎屑顆粒的粒度 二、碎屑顆粒形狀和球度 三、碎屑顆粒圓度及顆粒表面結(jié)構(gòu) 四、填隙物結(jié)構(gòu)第二節(jié) 膠結(jié)類型及顆粒支撐性質(zhì) 一、膠結(jié)類型 二、支撐結(jié)構(gòu)第三節(jié) 粒度分析 一、粒度參數(shù)和粒度資料圖解 二、粒度分析在區(qū)分沉積環(huán)境中的應(yīng)用碎屑巖的結(jié)構(gòu) 定義指碎屑巖內(nèi)各結(jié)構(gòu)組分的特點(diǎn)和相互關(guān)系。碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)雜基和膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)孔隙的結(jié)構(gòu)碎屑顆粒與雜基和膠結(jié)物之間的關(guān)系。研究意義鑒別描述、分類命名沉積巖的依據(jù)，沉積巖成因分析的重要標(biāo)志。 第一節(jié) 碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)一、碎屑顆粒的粒度1、概念: 碎屑顆粒的大小，是碎屑巖最主要的結(jié)構(gòu)特征(圖)。圖圖4-1 顆粒最

2、大投影面的外切矩形顆粒最大投影面的外切矩形第四章第四章 碎屑巖的結(jié)構(gòu)及粒度分析碎屑巖的結(jié)構(gòu)及粒度分析第一節(jié)第一節(jié) 碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)一、一、碎屑顆粒的粒度碎屑顆粒的粒度線性值直觀測量A. 確定顆粒的最大投影面； 大、中、小三個(gè)直徑A. 對(duì)最大投影面做外切矩形，矩形的長邊為顆粒的最大直徑dL，矩形的短邊為顆粒的中間直徑dI；B. 做垂直于最大投影面并通過顆粒的最長截線，截線長度就是顆粒的最短直徑ds。 2、粒級(jí)劃分粒級(jí)的劃分(表) 3種方法2的幾何級(jí)數(shù)值，十進(jìn)制，值1)十進(jìn)制1mm 礫20.1mm 砂0.10.01mm 粉砂2mm 20.0625mm 0.06250.0039mm 0.

3、0039mm 8 礫 砂 粉砂 粘土（泥） 十十 進(jìn)進(jìn) 制制2 的的 幾幾 何何 級(jí)級(jí) 數(shù)數(shù) 制制顆粒直徑顆粒直徑,mm粒粒 級(jí)級(jí) 劃劃 分分顆粒直徑顆粒直徑,mm1000巨礫巨礫礫礫 巨礫巨礫25610001000100100粗礫粗礫中礫中礫25625664641001001010中礫中礫礫石礫石64644 410102 2細(xì)礫細(xì)礫卵石卵石4 42 21 12 2巨砂巨砂砂砂極粗砂極粗砂粗砂粗砂中砂中砂細(xì)砂細(xì)砂極細(xì)砂極細(xì)砂2 21 11 10.50.50.50.50.250.250.250.250.1250.1250.1250.1250.06250.06251 10.50.5粗砂粗砂0.50

4、.50.250.25中砂中砂0.250.250.010.01細(xì)砂細(xì)砂0.10.10.050.05粗粉砂粗粉砂粉砂粉砂粗粉砂粗粉砂中粉砂中粉砂細(xì)粉砂細(xì)粉砂極細(xì)粉砂極細(xì)粉砂0.06250.06250.03120.03120.03120.03120.01560.01560.01560.00780.00780.00780.00390.00390.050.050.0050.005細(xì)粉砂細(xì)粉砂0.0050.005粉砂粉砂(泥泥)0.00390.0039表表41 常用的碎屑顆粒粒度分級(jí)表常用的碎屑顆粒粒度分級(jí)表一、碎屑顆粒的粒度一、碎屑顆粒的粒度粒度分類命名的具體原則：50% 巖5025% 質(zhì)2510% 含

5、 10% 不參與命名 3.碎屑巖的粒度分類和命名（2）、 復(fù)合命名法沒有一個(gè)粒級(jí)50%，在5025%的粒級(jí)不只一個(gè)。以含量為5025%的粒級(jí)進(jìn)行復(fù)合命名“巖” ，含量較多的寫在后面。 （3）、 合并命名法沒有50%的粒級(jí)5025%的粒級(jí)也沒有或只有一個(gè)將巖石全部粒度組分合并為礫、砂和粉砂三大級(jí)按前兩條原則命名 第一節(jié) 碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)二、碎屑顆粒的形狀和球度1、球度 球度是一個(gè)定量參數(shù)，用它來度量一個(gè)顆粒接近球體的程度。 最大投影球度法：用與顆粒體積相同的球體的橫切面積與該球粒的最大投影面積的比值。 顆粒的三個(gè)軸愈接近相等，則球度愈高；反之，則低。32ABC球度第一節(jié) 碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)2、形狀（圖

6、） 由顆粒中的A、B、C三個(gè)軸的相對(duì)大小決定四種形狀： 圓球體：BA23、CB23 橢球體：BA23、CB23 扁球體：BA23、CB23 長扁球體：BA23、CB23圖圖4-2 顆粒形狀分類顆粒形狀分類短軸短軸 /中軸中軸(C/B)二、碎屑顆粒形狀和球度二、碎屑顆粒形狀和球度第一節(jié) 碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)三、碎屑顆粒的圓度及顆粒表面結(jié)構(gòu)1、圓度（圖） 指碎屑顆粒的原始棱角被磨圓的程度。 圓度數(shù)值在（0-1）之間，數(shù)值愈大，則圓度愈高。（1）福克圓度標(biāo)度（圖）。（0-6）：（0-1）尖棱角狀 （1-2）棱角狀 （2-3）次棱角狀 （3-4）次圓狀 （4-5）圓狀 （5-6）滾圓狀（）手標(biāo)本描述分四級(jí)：

7、 棱角狀 、次棱角狀、半（次）圓狀、圓狀 Rnr/圓度圖圖4-3 顆粒最大投影顆粒最大投影面上圓度的測量面上圓度的測量圓度圓度=(/n)/R隅角的內(nèi)切圓半徑隅角的內(nèi)切圓半徑n隅角數(shù)隅角數(shù)R顆粒的最大內(nèi)切圓半徑顆粒的最大內(nèi)切圓半徑三、碎屑顆粒圓度三、碎屑顆粒圓度及顆粒表面結(jié)構(gòu)及顆粒表面結(jié)構(gòu)圖圖4-4 圓度的形狀和分級(jí)圓度的形狀和分級(jí)（據(jù)鮑爾斯，（據(jù)鮑爾斯，1953）注：同一方框的顆粒圓度相似，但球度不同。注：同一方框的顆粒圓度相似，但球度不同。三、碎屑顆粒圓度及顆粒表面結(jié)構(gòu)三、碎屑顆粒圓度及顆粒表面結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 碎屑顆粒的結(jié)構(gòu)2、顆粒的表面結(jié)構(gòu) 是碎屑顆粒表面的形態(tài)特征，一般主要指表面的磨光程度

8、及表面刻蝕痕跡。碳酸鹽巖溶解作用侵蝕洼坑，微喀斯特坑，貝殼狀斷口海灘，高能近岸帶，槽”型坑“碰撞點(diǎn)新月型撞痕，擊痕，麻冰川擦痕碰撞，麻點(diǎn)刻蝕痕砂河流石英砂，海灘石英水磨光面結(jié)果溶解與沉淀交替進(jìn)行的化學(xué)作用砂丘風(fēng)霜雨V四、填隙物的結(jié)構(gòu)：1、雜基 指分布于碎屑顆粒之間的，以的，粒徑一般小于0.03mm的，細(xì)小的。（1）原雜基：代表原始沉積狀態(tài)的雜基。（2）正雜基：原雜基經(jīng)成巖作用明顯重結(jié)晶后轉(zhuǎn)變?yōu)檎s基。 原雜基和正雜基都可作為沉積環(huán)境的標(biāo)志。（3）似雜基：與雜基成因上完全不同，但與雜基極為相似的細(xì)粒組分淀雜基：在成巖作用過程中，從孔隙水中析出的粘土礦物膠結(jié)物。外雜基：碎屑沉積物堆積后，在成巖后生

9、期充填于其粒間孔隙中的外來雜基物質(zhì)假雜基：是軟碎屑經(jīng)壓實(shí)碎裂形成的類似雜基的填隙物四、填隙物的結(jié)構(gòu)：2、膠結(jié)物 膠結(jié)物結(jié)構(gòu)按晶粒大小、晶體生長方式及重結(jié)晶程度劃分： （1）、非晶質(zhì)及隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu) （2）、顯晶粒狀結(jié)構(gòu) （3）、嵌晶結(jié)構(gòu) （4）、自生加大結(jié)構(gòu) （1）、非晶質(zhì)及隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白石、鐵質(zhì)、磷酸鹽礦物常形成非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)玉髓、隱晶質(zhì)磷酸鹽、碳酸鹽等。 （2）、顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu) 粒狀膠結(jié)物呈結(jié)晶粒狀分布于碎屑顆粒之間，碳酸鹽膠結(jié)物常具這樣的結(jié)構(gòu)。 帶狀/薄膜狀膠結(jié)物圍繞顆粒呈帶狀/薄膜狀分布 櫛殼狀膠結(jié)物呈纖維狀或細(xì)柱狀垂直碎屑表面生長凝塊狀或斑點(diǎn)狀膠結(jié)物在巖石不均勻分布 （3）

10、、嵌晶結(jié)構(gòu) 膠結(jié)物的結(jié)晶顆粒較粗大，晶粒間呈鑲嵌結(jié)構(gòu)，每一個(gè)晶粒中都可含多個(gè)碎屑顆粒。方解石、石膏、沸石等易在成巖晚期階段形成這種結(jié)構(gòu)（4）、次生加大結(jié)構(gòu) 自生石英膠結(jié)物圍繞碎屑石英顆粒邊緣呈次生加大邊，兩者光性方位大體一致。有時(shí)碎屑長石和方解石也可出現(xiàn)自生加大結(jié)構(gòu)。多出現(xiàn)于硅質(zhì)膠結(jié)砂巖 第二節(jié) 膠結(jié)類型及顆粒支撐性質(zhì) 膠結(jié)類型：碎屑巖中碎屑顆粒和填隙物間的關(guān)系，與碎屑顆粒與填隙物的相對(duì)含量、顆粒間接觸關(guān)系有關(guān)一、膠結(jié)類型： 1、基底式膠結(jié) 2、孔隙式膠結(jié) 3、接觸式膠結(jié) 4、鑲嵌式膠結(jié)（無膠結(jié)物式膠結(jié)） （1）、基底膠結(jié)填隙物含量多，碎屑顆粒呈漂浮狀，雜基支撐，重力流；（2）孔隙膠結(jié)碎屑顆粒

11、構(gòu)成支架，顆粒支撐，點(diǎn)接觸，膠結(jié)物含量少，只充填在碎屑顆粒之間的孔隙中。（3）、接觸膠結(jié)顆粒之間點(diǎn)接觸或線接觸，膠結(jié)物含量很少，分布于碎屑顆粒相互接觸的地方。顆粒支撐。 （4）、鑲嵌膠結(jié)碎屑顆粒線、凹凸、縫合接觸，有時(shí)不能將碎屑與膠結(jié)物分開。顆粒支撐 二、支撐結(jié)構(gòu)按碎屑顆粒和雜基的相對(duì)含量 雜基支撐雜基含量高，顆粒互不接觸，在雜基中呈漂浮狀。 顆粒支撐碎屑顆粒含量占絕對(duì)優(yōu)勢，顆粒之間相互接觸華英參1井 3548.42m ，J1溶蝕縫 （）40華英參1井 3548.42m，J1顆粒內(nèi)溶蝕縫 （）40華英參1井 3367m ，J1-2 （一） 40強(qiáng)烈的溶蝕作用，形成溶蝕粒間孔圖圖4-7 膠結(jié)類型

12、膠結(jié)類型（a)基底膠結(jié)；（基底膠結(jié)；（b）孔隙膠結(jié)；（）孔隙膠結(jié)；（c）接觸膠結(jié)；（）接觸膠結(jié)；（d）鑲嵌膠結(jié)）鑲嵌膠結(jié)第二節(jié)第二節(jié) 膠結(jié)類型及顆粒支撐性質(zhì)膠結(jié)類型及顆粒支撐性質(zhì)一、膠結(jié)類型一、膠結(jié)類型鑲嵌式膠結(jié),石英砂巖嵌晶膠結(jié),鈣質(zhì)砂巖雜基支撐,泥質(zhì)粉砂巖基底式膠結(jié),巖屑粉砂巖,東濮孔隙式膠結(jié),石英砂巖第三節(jié) 粒度分析一、粒度分析方法的選擇1、篩析： 是對(duì)砂級(jí)顆粒進(jìn)行粒度分析最常用的方法，結(jié)果比較精確。適用于砂和弱膠結(jié)的巖石2、沉降分析： 適用于粉砂，粘土分析，目前也用于砂的分析移液管法：以斯托克沉降定律為分析依據(jù)沉降管法：直接觀察顆粒堆積速度 3、薄片粒度分析固結(jié)緊密的巖石（粒算法） 薄

13、片分析法分：點(diǎn)計(jì)法，線計(jì)法，帶計(jì)法等三種第三節(jié)第三節(jié) 粒度分析粒度分析篩析記錄表篩析記錄表顆粒直徑顆粒直徑重重 量量g g 重重 量量 百百 分分 比比 % % 累計(jì)重量累計(jì)重量 百百 分分 比比 % % mm mm1 10 02.122.120.530.530.530.531 10.750.750 00.40.47.727.721.931.9329.5129.512.462.460.750.750.600.600.40.40.720.7261.1861.1815.2915.2917.7517.750.600.600.500.500.720.721.01.049.1849.1812.2912.

14、2930.0430.040.500.500.430.431.01.01.21.235.5235.528.888.8843.2543.2538.9238.920.430.430.400.401.21.21.31.340.7240.7210.1810.1849.149.10.400.400.300.301.31.31.751.7583.0283.0220.7520.7569.8569.850.300.300.250.251.751.752.02.013.7513.753.443.4473.2973.290.250.250.200.202.02.02.322.3279.1879.1819.7919.

15、7926.2426.2493.0893.080.200.200.150.152.322.322.722.7223.7323.735.935.9399.0199.010.150.150.120.122.722.723.03.02.12.10.520.5299.5399.530.120.120.100.103.03.03.33.30.580.580.150.150.360.3699.6899.680.100.100.090.093.33.33.53.50.240.240.060.0699.7499.740.090.090.0750.0753.53.53.753.750.30.30.080.0899

16、.8299.820.0750.0750.060.063.753.754.04.00.80.80.070.0799.8999.890.060.064.04.00.820.820.210.21100.1100.1第三節(jié) 粒度分析二、粒度資料圖解 常用的粒度圖有： 直方圖、頻率曲線、累積曲線、概率值累積曲線三、粒度參數(shù)： 平均粒徑和中值 標(biāo)準(zhǔn)偏差和分選系數(shù) 偏度：正偏態(tài)、負(fù)偏態(tài) 峰度（尖度） 顆粒直徑顆粒直徑圖圖4-8 青島海灘某砂樣青島海灘某砂樣的粒度曲線的粒度曲線(a)直方圖；直方圖； (b)頻率曲線頻率曲線(c)累積曲線累積曲線圖圖4-11 常用的三種常用的三種粒度曲線粒度曲線1、頻率曲線；、

17、頻率曲線；2、累積曲線、累積曲線3、概率值累積曲線、概率值累積曲線第三節(jié) 粒度分析三、粒度參數(shù)：表4-6 幾種沉積類型的粒度特點(diǎn)沉積類型特點(diǎn)頻率曲線形態(tài) 偏度 峰度 分選 粒度河砂常見雙峰或多峰不對(duì)稱曲線變化大，正偏為主數(shù)值多低差中 粗 細(xì)海灘砂單峰對(duì)稱正態(tài)曲線為主多對(duì)稱，偶有負(fù)偏態(tài)中等至微尖好沙丘砂單峰曲線，微不對(duì)稱正偏態(tài)中等極好風(fēng)成坪地砂雙峰曲線、不對(duì)稱正偏態(tài)尖銳好名稱名稱特拉斯克特拉斯克福克和沃克福克和沃克中值中值Md=P50Md=50平均粒徑平均粒徑MZ=(P25+ P75)/2MZ=(16+50+84) /3分選分選SO=P25/P751=(84-16)/4+(95-5)/6.6偏度偏度SK=P25P75/ Md2SK1=(16+84 -250)/2(84-16)+ (5+95 -250) /2(95-5) 峰度峰度KG=(P25 - P75)/2(P90 P10)KG=(95-5)/