陆源碎屑岩的野外观察与描述

实习三 陆源碎屑岩的观察与描述~

一、实习目的
（1）学习对陆源碎屑岩的观察（肉眼与镜下鉴定）与描述方法。
（2）掌握陆源碎屑岩的粒度分类和成分分类，学会正确命名。
（3）认识几种主要岩石类型，并初步分析其形成条件。
二、实习的内容
鉴定和描述砾岩（复成分砾岩、单成分砾岩）和角砾岩、砂岩及粉砂岩的标本和薄片，重点鉴定和描述砂岩。
三、陆源碎屑岩观察和描述
（1）颜色。
（2）结构：主要为碎屑结构，重点描述碎屑颗粒的结构（粒度、形状和表面特征）。
（3）碎屑颗粒的成分及含量。
（4）胶结物成分及结构特征和含量。
（5）杂基成分、结构和含量。
（6）胶结类型和支撑关系。
（7）构造特征：层理和层面构造类型及规模等。
（8）成岩后生变化。
（9）命名：颜色+粒度+特征矿物+成分名称。
四、标本和薄片描述内容和要求
标本描述是野外工作取得的第一手资料，因此要重视手标本的描述，薄片鉴定是标本鉴定的继续和补充。
（一）手标本描述要求
1.岩石的颜色
沉积岩的颜色反映其组成成分和形成环境，因此应认真描述新鲜面的原生色，有意义的次生色也应描述；岩石的颜色往往不是单一的颜色，描述时主要颜色放后，次要颜色放前，如紫红色、灰白色、灰绿色等。
2.观察碎屑颗粒的结构
如粒度、形状、表面特征。
（1）目估各粒级占碎屑总量的百分含量（即将碎屑颗粒总含量视为100），按粒度结构分类原则给予结构名称并确定分选性。
（2）观察碎屑颗粒的磨圆程度，分主次描述，如主要为次棱角状的，个别为圆状。如果是介于二者之间的，则描述为次圆状—次棱角状。
此外，球度和形态及表面特征明显的、有意义的也应描述。
3.观察和描述碎屑颗粒成分
（1）岩屑的种类及其含量
如果是砾岩或角砾岩，则需在野外直接进行砾石中岩屑成分及其含量统计，并采集磨制薄片的标本。如砂岩因颗粒太小不能分辨岩屑种类时，即目估岩屑总含量待磨制薄片后再详细鉴定。
（2）主要碎屑矿物的特征及含量
对主要碎屑矿物应描述肉眼鉴定特征并目估百分含量，为正确定名提供矿物含量的依据。
常见碎屑矿物主要有石英、长石、云母等，其特征如下：
石英碎屑：无色、透明、粒状，无解理，具油脂光泽，摩氏硬度为7，大于小刀。
长石碎屑：肉红色或灰白色，粒状或长板状，均有磨蚀，解理发育，解理面为玻璃光泽，有时可见卡式双晶或聚片双晶，摩氏硬度为6，大于小刀。
云母碎屑：常见有白云母、黑云母。
目估百分含量时，把碎屑看成百分之百，然后目估每种碎屑所占百分含量；目估百分含量时，要选择成分分布均匀的部位或有代表性的部位。
（3）重矿物种类和含量
重矿物一般含量少，颗粒小。只有大者肉眼可见，尽量鉴定。常见的重矿物有绿帘石、电气石、锆石、磷灰石、辉石、角闪石等。可根据颜色和晶形鉴定。
（4）沉积特征矿物及含量
常见特征的沉积矿物有海绿石、黄铁矿等。
海绿石 绿色、橄榄绿色、黄绿色，粒状，星散分布或成层分布。
黄铁矿 亮黄色，金属光泽，粒状或立方体晶体，星散分布或成层分布。
对碎屑成分的鉴定，主要是鉴定岩屑、石英、长石碎屑的特征及含量，以便对碎屑岩进行分类命名。
砾岩和角砾岩按碎屑成分的单一和复杂程度分为单成分砾石岩（角砾岩）与复成分砾岩（角砾岩）。
砂岩则根据岩屑（除硅质岩和花岗质岩屑以外的不稳定岩屑）、石英（包括硅质岩屑）、长石（包括花岗质岩屑）的含量，按砂岩三角形分类表进行分类。
4.观察和描述胶结物成分、结构和含量
胶结物常见种类有钙质、铁质、硅质等，手标本鉴定特征如下：
硅质 灰白色或乳白色，致密而坚硬，遇盐酸不起泡。
钙质 灰白色或乳白色，硬度小，结晶粗大的可见解理面。滴冷稀盐酸起泡剧烈为方解石；如滴酸不起泡而粉末起泡或热酸起泡者则为白云石。常可见连生结构和粒状结构。
磷质 灰色或灰黑色，致密坚硬，密度大。准确鉴定需磨制薄片或做点磷试验。
5.观察和描述杂基的成分和含量
杂基多为粘土和细粉砂，标本上可见比较疏松而碎屑颗粒突出。如粘土重结晶则比较硬。要认真估计含量，含量小于15%者为净砂岩，含量大于15%者为杂砂岩。
6.观察和描述胶结类型和支撑关系
首先观察碎屑颗粒是否彼此接触，确定是杂基支撑还是颗粒支撑或是基底胶结。如是颗粒支撑则观察孔隙中是否充填有胶结物或杂基；如颗粒间孔隙均充填则为孔隙胶结；如孔隙未被充填或部分充填者则为接触胶结或孔隙-接触胶结。
7.观察和描述构造特征
观察可见到的层理、层面或其他构造类型和特征。
8.观察和描述成岩后生变化
应注意观察交代溶蚀现象、重结晶程度、细脉成分及穿切关系以及新生矿物等。
9.定名
在以上观察的基础上综合定名，原则如下：
砾岩（角砾岩）定名原则：

岩石学实习指导

例：褐色细砾复成分角砾岩。
砂岩定名原则：

岩石学实习指导

例：肉红色含细砾中粗粒长石（杂）砂岩。
粉砂岩定名原则同砂岩。
例：紫红色细砂质粘土质粉砂岩。
（二）薄片观察和描述要求
1.碎屑颗粒结构的详细观察和描述
（1）在显微镜下用目镜微尺测量颗粒大小和统计各粒级的百分含量，进一步补充或纠正标本鉴定的误差。
（2）观察颗粒磨圆程度，按圆度四级分类，分主次描述，例如多数颗粒为次圆状—次棱角状，个别为圆状。观察是否有二次被搬运的颗粒，如是否具有再生残余边的石英或长石颗粒。
2.碎屑颗粒成分的详细观察和描述
（1）岩屑
主要分布在砾岩、岩屑砂岩中，在薄片中要正确鉴定岩屑类型，主要根据其中的矿物组合和结构确定岩屑名称。
（2）石英碎屑
主要分布在砂岩和粉砂岩中。石英碎屑在薄片中为无色、透明，无解理，正低突起，干涉色一级灰白，最高一级黄。一轴晶正光性。除以上鉴定特征外，特别要注意观察石英的消光特征和包裹体特征。
a.岩浆岩来源的石英
来自中酸性岩浆岩的石英常含有锆石、磷灰石、电气石、黑云母、独居石、金红石包裹体，有的含有气态和液体包裹体。少数具弱的波状消光现象。
来自火山岩的石英常为单晶，具有裂纹和熔蚀现象，无波状消光和包裹体。
来自石英脉的石英为单晶或具粗粒的多晶，多晶石英中颗粒之间为鸡冠状镶嵌，并具块状消光，具有较多的气体和液体包裹体。
b.变质岩来源的石英
来自片岩和片麻岩及混合岩中的石英，常为多晶和单晶的石英，它们具有明显的波状消光，常含有电气石、矽线石、蓝晶石等变质矿物包裹体，但无气体和液体包裹体，多晶石英中的石英晶体常有拉长和定向排列或有交代现象。
c.沉积岩来源的石英
来自沉积岩的石英是经多次搬运、磨蚀再沉积的，因此外形圆滑，有时可保留再生边。但要注意与被溶蚀颗粒的区别。
分别统计不同来源的石英含量及其总含量。
（3）长石碎屑
主要在粗—中粒砂岩中，常见长石类碎屑，主要是钾长石、正长石和微斜长石，其次为酸性斜长石。中、基性斜长石少见。
薄片中长石无色、透明，具两组解理，低突起，正长石和钠长石均低于树胶，为负低突起，表面比较脏。根据以上特点可与石英区别。各种长石之间的区别主要是根据双晶特征。
正长石：具卡式双晶或无双晶，有时可见条纹结构。
微斜长石：具有明显的格子双晶。
酸性斜长石：具有明显的聚片双晶，可测定消光角确定An牌号，一般酸性斜长石聚片双晶比较窄。
长石主要来自花岗岩、花岗片麻岩和混合花岗岩。
长石易风化成高岭土，可以根据风化程度，确定来源区风化程度或搬运距离的远近，如果有明显的两种风化程度的长石，说明有两个来源区。
应分别统计各长石类型的含量和总含量。
（4）云母碎屑
常见白云母和黑云母碎屑。
白云母在薄片中为无色，具闪突起，片状，一组解理完全，最高干涉色达二级末，近平行消光。
黑云母在薄片中为深褐色或浅红褐色，有时为浅绿褐色，具很强的吸收性，解理平行下偏光方向吸收性最强，片状，一组解理完全，干涉色为二级。由于水化常降低双折射率。
（5）重矿物
重矿物种类很多，不同组合可反应来源区的母岩性质。
应统计各重矿物含量及总含量。
（6）特征矿物
常见特征矿物有海绿石、黄铁矿等。它们具有指示环境意义，其光学特征如下：
海绿石 为浅绿、黄绿、橄榄绿色，具明显的多色性，而呈细小鳞片状集合体者多色性不明显。正中低突起，最高干涉色可达二级，但由于本身颜色影响，多数仍为绿色。
黄铁矿 不透明的立方体或呈褐色小方块。
3.胶结物成分、结构观察描述
常见胶结物成分，结构特征如下：
硅质 无色透明，低突起，干涉色一级灰。结构特征有隐晶质、显晶粒状、丛生和再生结构等。
钙质 无色透明，具闪突起，干涉色为高级白，发育菱形解理，具聚片双晶。结构特征有显晶粒状、丛生、连生结构。
铁质 不透明，呈暗红色。
磷质 无色或呈浅黄色，突起中等，多为胶体非晶质，不显光性，有的重结晶具一级灰干涉色。结构为非晶质、隐晶质，薄膜结构等。
4.杂基成分、结构、含量描述
观察杂基成分为粘土和细粉砂的特征。注意观察是否重结晶成大颗粒，并确定是原杂基或正杂基等。统计含量，含量大于15%为杂砂岩。
5.胶结类型，支撑关系
镜下进一步观察鉴定，其内容同实习二。
6.构造特征观察
观察微细构造，如纹层理和复合层理特征等。
7.成岩、后生变化观察
观察交代溶蚀、重结晶、细脉穿插等现象。
8.定名
原则同手标本，只是无颜色一项。
五、形成条件分析
在岩石标本和薄片鉴定的基础上，分析该岩石物质来源、搬运沉积条件以及成岩后生变化等形成条件。
（1）根据碎屑成分分析来源区母岩性质、风化强度、气候和构造情况，以及物源区数目，如碎屑成分主要为火山岩屑，说明物源区为火山岩地区；如果碎屑成分主要是矿物碎屑，则根据矿物组合和特征来分析母岩类型。
（2）根据碎屑物质的粒度大小、分选性、磨圆程度、表面特征，分析搬运介质性质、搬运介质量、搬运距离和时间、沉积速度及沉积区气候和构造条件；另外注意是否有沉积再搬运的特征，即具有两种以上截然不同的磨圆程度和具磨蚀的再生边的碎屑。
（3）根据胶结物、杂基成分和结构、胶结类型，分析沉积时的物理化学条件，以及成岩后生作用强度。如具硅质再生结构可说明当时沉积时簸选能力较强，杂基不能沉积，而水溶液中含有大量硅质且是在酸性环境下，因此硅质沉积于碎屑颗粒之间，呈颗粒支撑孔隙胶结，又经成岩后生作用形成再生结构。
六、砂岩的观察和描述实例
手标本描述（标本号×××）
岩石为肉红色，具砂状碎屑结构，碎屑颗粒大小不一，最大为4～2 mm，约占20%，其次主要为粗—中粒（2～0.25 mm），分选中等，碎屑磨圆程度为次圆状—次棱角状。
碎屑颗粒成分主要为石英和长石碎屑，其次有石英岩屑和花岗岩屑和少量白云母。
石英 为无色透明，油脂光泽，硬度大于小刀。含量60%～65%。
长石 为肉红色，以钾长石为主，比较新鲜，解理清楚，为玻璃光泽。含量30%～20%。
白云母 为白色片状，具珍珠光泽。含量3%。
粘土杂基 含量约占15%～20%。
胶结物 有硅质、铁质，胶结较致密。为颗粒支撑，孔隙胶结。
定名：肉红色含细砾中粗粒长石杂砂岩
薄片描述（薄片号×××）
岩石主要由石英、长石碎屑组成，碎屑颗粒大小不一。最大为2～4 mm，含量约10%。一般为1～0.5 mm，含量约占55%；0.5～0.25 mm含量约占30%；其他粒级占5%。为含砾中粗粒结构，分选中等，磨圆度以次棱角状为主，有些呈次圆状。
碎屑成分主要为石英、长石，少量花岗岩屑和硅质岩屑及白云母。
石英 无色透明，无解理，有的是均匀消光，有的具波状消光，有的具次生加大边。含量60%～65%。
长石 无色透明具解理，有具卡式双晶和不具双晶的正长石，以及具格子双晶的微斜长石，还有少量呈聚片双晶的斜长石。长石大部分新鲜，少部分风化成高岭土，被铁染成土红色，并见有再生边。长石总含量30%～35%。
石英岩屑 由细粒石英组成，具波状消光。含量少。
花岗岩屑 由长石、石英组成。含量少。
白云母 长条状，一组解理清楚，弯曲状。含量少。
杂基 为粘土，大部分已重结晶，有的呈小云母片，有的围绕长石呈再生边。含量15%～20%。
胶结物 为硅质，具再生结构，并含少量铁质，胶结物呈褐色。胶结物含量较少，约20%。
胶结类型 为颗粒支撑的孔隙胶结。
定名：含细砾中粗粒长石杂砂岩。
形成条件初步分析：
该岩石碎屑成分主要为石英和钾长石及少量斜长石，并见石英碎屑有均匀消光和波状消光，还见有石英岩屑和白云母碎屑，说明来源区母岩为花岗质岩石，花岗岩和混合花岗岩以及变质岩。根据长石风化程度有两种，说明物源区可能不止一处，强烈高岭土化的长石可能来源区较远或来自经强烈风化的母岩。但总的来看来源区母岩以机械风化为主，化学风化较弱，因此有较多长石供给沉积区。
碎屑颗粒具有一定磨圆，大部分为次圆状—次棱角状，分选中等，为中粗砂岩；另外有一部分长石比较新鲜，说明碎屑物质经过一定距离搬运，遭受磨蚀和分选，但磨圆度、分选性均较差，因此搬运距离较短或时间较短，此外也说明是快速沉积和快速掩埋的，因而得以保存较多稳定性差的长石，表明物源区和沉积区是气候比较干燥、构造比较活动的地区。
七、实习报告
选1～2块岩石手标本及薄片进行鉴定并提交鉴定报告。参照实例编制鉴定报告，报告内容一定要文字清楚，简明扼要，定名准确。
复习题
（1）何谓单成分砾岩、复成分砾岩、底砾岩、层间砾岩、洞穴角砾岩?
（2）海（湖）成砾岩有几种?试述其特征。河成、洪积、冰川、残积砾岩的特点如何?
（3）砂岩分类应解决哪些问题?
（4）比较长石砂岩和石英砂岩在成分和结构方面的差异。
（5）石英砂岩具有哪些特征?石英砂岩形成于什么样的环境条件下?
（6）长石砂岩中常见的长石类型有哪些?它们在显微镜下的主要光学特征有哪些?
（7）观察和总结各类长石的次生变化特点。
（8）砂岩和砾岩中的岩屑有哪些不同?为什么会有这些不同?
（9）岩屑砂岩中有哪些具有成因意义的特征?试作具体分析。
（10）何谓净砂岩、杂砂岩和硬砂岩?
（11）何谓杂基、假杂基?它们在显微镜下有哪些识别标志?
（12）试述杂砂岩的一般特征及其成因。
（13）总结对比石英砂岩类、长石砂岩类和岩屑杂砂岩类在物质成分、结构、构造、沉积环境、形成条件（母岩、气候、大地构造、搬运和沉积作用）等方面的特征及差异性。

一、目的要求
(1)学会识别沉积岩的层理构造及其他构造的基本方法。
(2)学会用肉眼和显微镜观察碎屑结构(粒度、圆度、成熟度、胶结物、胶结类型)。
(3)掌握肉眼观察和描述陆源碎屑岩的方法，及各种碎屑岩类型的鉴定特征。
(4)学会识别火山碎屑物质，掌握火山集块岩、火山角砾岩、火山凝灰岩的特征。
二、实验内容
(一)观察岩石标本(或结合野外实习)描述沉积岩的构造类型
水平层理细层平直并与层面平行。
波状层理细层呈波状起伏。
斜层理细层与层系界面斜交。
交错层理相邻层系相互交错，各层系中的细层倾斜方向多变。
波痕风、水流和波浪在沉积物表面留下的波状痕迹。
泥裂未固结的沉积物被晒干脱水收缩，形成张开裂缝，后又为上覆沉积物充填。
叠层构造、缝合线、结核
(二)陆源碎屑岩的肉眼观察和描述
1.肉眼观察和描述以下岩石标本
砾岩(粗、细)、角砾岩;粗粒砂岩、中粒石英砂岩、细砂岩;长石砂岩、长石石英砂岩、岩屑砂岩;粗粉砂岩、细粉砂岩;海绿石砂岩、铁质砂岩。粘土岩、含粉砂粘土岩、泥岩、钙质页岩、硅质页岩、铁质页岩、黑色页岩、炭质页岩、油页岩等。
(1)测量碎屑粒度，以区分各种碎屑岩类型。粒径大于2mm，粗碎屑岩(砾岩、角砾岩);粒径2～0.05mm，中碎屑岩(砂岩类);粒径0.05～0.005mm，细碎屑岩(粉砂岩类);粒径小于0.005mm，页岩、粘土岩。
(2)观察标本中碎屑颗粒的特点，鉴定碎屑磨圆度(棱角状、次棱角状、次圆状、圆状)。
(3)观察胶结物的颜色、硬度，以及胶结物与稀盐酸反应情况，鉴别胶结物的成分:硅质胶结物一般呈白色，致密状，硬度大于小刀，加HCl不起泡;铁质胶结物一般呈紫红色;碳酸盐质胶结物(钙质胶结)一般呈浅灰—浅绿色，加HCl起泡;海绿石质胶结物一般呈暗绿色、风化后使岩石带有绿色斑痕。
(4)观察碎屑与胶结物的分布状态，确定胶结类型:基底式、孔隙式、接触式胶结。
(5)观察页岩、粘土岩的层理发育情况，以及浸水变化情况，以鉴别岩石类型。
页岩:页理构造发育。致密块状。浸水后不变软，不膨胀。
泥岩:没有明显的层理。致密或疏松土状，浸水后稍微变软，不膨胀，可塑性差。
粘土岩:疏松土状，浸水后变软，常吸水膨胀、可塑性强。
2.描述举例
(1)砾岩
浅灰色，砾状结构，胶结紧密，岩石呈块状构造。其中砾石占80%，胶结物占20%。砾石大小不一，粒径30～5mm，一般大小为10～15mm(占75%)。砾石呈圆至次圆状，断面多呈椭圆形。砾石成分以白云岩或石灰岩为主，此外还有硅质岩及较少量的喷出岩，胶结物呈浅灰—浅绿色，加HCI起泡，可知含钙质较多。胶结类型属基底式。
(2)含砾石英砂岩
新鲜面灰白色，风化面浅黄色，粗砾砂状结构，岩石呈块状构造。碎屑成分以石英(85%)、长石(＜10%)为主，含少量炭质页岩及岩屑，石英抗风化能力强，表现为明显凸起。碎屑物磨圆度较差，为次棱角状;分选性差，大小不一致，硅质和钙质胶结。呈孔隙式胶结。
(3)紫褐色中粒铁质砂岩
暗紫褐色、颜色分布不均匀。中粒砂状结构，岩石呈块状构造。碎屑含量占整个岩石85%左右，胶结物约占15%。碎屑物粒径在0.15～2mm，分选性好，大小比较一致。胶结物为氧化铁，分布不均匀，局部铁质聚集成团块，呈接触—孔隙式胶结。
(4)含粉砂粘土
深黄色带有褐色的斑点，断口不平滑，手摸之有粗糙感;在水中易泡软，加盐酸微弱起泡。粘土中含有云母、黄铁矿颗粒和植物化石碎片。
(5)红色页岩
砖红色，泥质结构，页理构造，由于岩石受到轻微变质，使其页理不甚明显。断口呈贝壳状。岩石主要由含铁的粘土矿物组成。
(三)火山碎屑岩的肉眼观察和描述
1.肉眼观察和描述以下岩石标本
熔结角砾岩具熔结角砾结构，假流动构造。
集块岩具集块结构，斑杂构造。
火山角砾岩颜色常为紫红色、灰绿色等。火山角砾结构，斑杂构造。多为火山岩岩屑、棱角状，在火山岩岩屑中时常可见矿物晶体组成的斑晶。在手标本要注意区分沉积角砾和火山角砾。
凝灰岩(晶屑凝灰岩、熔结凝灰岩)常为紫红、灰绿色等，有时颜色分布不均匀。具典型的凝灰结构，晶屑呈棱角状，破碎及溶蚀现象明显，晶面有较多的撕裂纹。
2.描述举例
(1)火山角砾岩
褐红色至紫红色，火山角砾结构，块状构造。岩石中火山碎屑占90%以上，其中以粒径在10～5mm的熔岩角砾为主(约占75%)，此外含少量的长石和石英晶屑和玻屑。火山角砾外形不规则，呈尖棱状。胶结物主要为褐红色细小的火山灰、火山尘所组成。岩石次生变化不明显。
(2)流纹质晶屑玻屑凝灰岩
肉眼观察:白—灰白色、凝灰结构、块状构造。主要成分为极细小的火山灰，其中分布有含量约在7%的石英及长石晶屑。岩石具有粗糙感，有粘舌现象。镜下观察:主要成分为玻璃碎屑、呈楔状，局部去玻化成石英、长石的微晶集合体。在玻屑中星散分布有酸性斜长石及少量透长石和石英的碎屑。长石和石英碎屑边缘有溶蚀现象。
三、实验报告及作业
1.观察描述典型的沉积构造标本。
2.肉眼观察描述如下标本:角砾岩、长石砂岩、岩屑砂岩、海绿石砂岩、粉砂岩;泥岩、钙质页岩、集块岩、火山角砾岩、凝灰岩。
四、思考题
1.水平层理、波状层理、大型交错层理各代表什么沉积环境?
2.基底式胶结、孔隙式胶结、接触式胶结的砂岩，哪一种岩石透水性最好?
3.石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩中的碎屑成分有何不同?
4.粘土岩遇水为什么会膨胀?火山碎屑岩与陆源碎屑岩有何异同?

陆源碎屑岩是母岩机械破碎的碎屑物质，经搬运、沉积、压实和胶结作用而成的岩石。陆源碎屑岩是煤系地层中最常见的岩石类型。

1. 陆源碎屑岩的物质成分及肉眼鉴定特征

陆源碎屑岩主要由碎屑物质和填隙物质两部分组成。碎屑物质是碎屑岩的主要组分，含量应大于50%; 填隙物是充填碎屑孔隙的次要组分，按其成因可分为胶结物和杂基两种。

( 1) 碎屑物质

碎屑岩中最常见的碎屑物质是石英、长石和各种岩屑; 此外，还有少量云母和重矿物。

石英 是碎屑岩中分布最广的矿物碎屑，在砂岩和粉砂岩中的平均含量可达 67%。碎屑石英主要来源于花岗岩、片麻岩和某些沉积岩。石英碎屑常呈灰白色、烟灰色，也可呈淡黄或黄褐色等，透明或半透明，硬度大于小刀。由于受到搬运过程中的磨蚀作用，光泽常变的较暗淡，仅在较大碎屑颗粒的断口上，才能看到较典型的贝壳状断口和油脂光泽。有时石英颗粒表面被填隙物污染，会出现较深的色调。如铁质胶结的石英砂岩，石英颗粒和整个岩石均呈紫褐色，因而给准确鉴定石英碎屑的含量带来一定难度。

长石 在碎屑岩中的含量仅次于石英，砂岩中长石的平均含量约为 1. 0% ～15%。碎屑岩中以钾长石最常见，次为酸性斜长石，基性斜长石较少见。长石碎屑多呈肉红色、灰白色或黄褐色，由于长石易于风化 ( 高岭石化、绢云母化) ，其硬度常变低，可被小刀刻动，光泽也较暗淡，或呈土状光泽。肉眼鉴定时，一般根据光泽、硬度、断面上有无解理等特征与石英相区分; 根据碎屑的形态或轮廓，可与泥质填隙物相区别。

岩屑 是指母岩经机械破碎形成的保留原岩成分和结构特征的岩石碎块。岩屑的种类多样，但其含量与碎屑岩的粒度有关，粒度越粗，岩屑的含量越高，岩屑的种类也越复杂。在砂岩中，主要出现细结构的岩屑，如隐晶质或半晶质的喷出岩岩屑、细粒的板岩岩屑、千枚岩岩屑、硅质岩或粉砂岩岩屑等。

云母 碎屑岩中的云母主要为白云母。白云母一般呈细小鳞片状集中分布在细砂岩或粉砂岩的层面上，颜色较浅，但具较强的丝绢光泽，在阳光下闪闪发亮。野外鉴定时需注意，不要因其集中分布在层面上而将含量估计过高。

( 2) 填隙物质

填隙物是指充填于碎屑孔隙中的物质。按成因，填隙物质可分为胶结物和杂基两类。两者在成分上可以相同，也可以不同。在肉眼条件下难以区分时，可笼统称为填隙物或广义的胶结物。

杂基的成分主要是各种粘土矿物和各种极细粒的碎屑物质。胶结物的种类较多，常见的有硅质、钙质、铁质、磷质、海绿石质等。现将常见填隙物的肉眼鉴定特征简述如下:

硅质胶结物 主要矿物成分是蛋白石、玉髓和石英。肉眼观察颜色较浅，灰白色、致密状，硬度大于小刀，有时碎屑颗粒 ( 石英) 与胶结物( 自生石英) 之间界线难以分辨。岩石胶结坚固，锤击不易破碎，断裂面常切穿碎屑颗粒。以纯石英砂岩硅质胶结者最为常见。

钙质胶结物 矿物成分主要为方解石，颜色多呈白色或灰白色，硬度小于小刀，当其结晶较好时，可见菱形解理，滴稀盐酸剧烈起泡。如滴稀盐酸不起泡，当刮成粉末后起泡者则为白云质。

铁质胶结物 矿物成分主要为赤铁矿，颜色常呈紫、红、褐等色，胶结坚固紧密，密度较大。风化后变为褐铁矿，风化后颜色变浅呈褐黄色，硬度也变小。

海绿石质 绿色，致密状或颗粒状，硬度小于小刀，风化后变为褐铁矿，在岩石中呈褐色斑点或斑块。

粘土杂基 以粘土矿物为主，常含少量细粉砂。颜色常呈褐色或黄褐色，含有机质时颜色较深，岩石一般较疏松粗糙，土状光泽，硬度小于小刀，易刻成粉末，遇水常变软，锤击易破碎。

2. 碎屑岩结构的野外划分

碎屑岩的结构包括碎屑颗粒的特点 ( 颗粒大小、圆度、球度、形状、分选性等) 、填隙物的特点，以及碎屑颗粒与填隙物之间的关系 ( 胶结类型) 三个方面的内容。野外观察时，主要是确定碎屑颗粒的大小、分选性、磨圆度、球度和胶结类型等。

( 1) 碎屑颗粒的大小及粒级划分

碎屑颗粒的大小称为粒度，一般用颗粒的视长径来计量。

目前常用的粒级划分有两种: 一种是自然粒级标准; 另一种是粒级标准 ( 表 3-10) 。

表 3-10 碎屑颗粒粒级划分表

自然界单一粒级的碎屑岩很少见，大部分是由几个不同粒级的碎屑组成，各粒级的含量不同，岩石的粒级名称也不相同。粒度分类命名原则如下:

◎ 三级命名原则。以粒级含量 50%、25%、10% 三个界线为依据，确定岩石的粒级名称。含量大于 50%的粒级作为岩石的基本名称，如中粒砂岩; 含量 25% ～50% 的粒级，以 “× × 质”的形式写在基本名称之前 ( “质”字常省略) ，如粉砂质细砂岩; 含量10%～ 25% 的粒级，以 “含 × × ” 写在岩石名称的最前面，如含砾粗砂岩、含粗砂粉砂质细砂岩; 含量小于 10%的粒级不参加命名。

该三级命名原则，也适用于碳酸盐岩、泥质岩的成分分类。

◎ 若岩石中没有一个粒级的含量大于 50%，但含量 25% ～50% 的粒级有两个时，则以这两个粒级的名称复合命名，以 “× × ― × × 岩”的形式表示，含量多者在后，少者在前，其他含量更少的粒级仍按三级命名原则处理，如含粗砂的中―细粒砂岩。当岩石中有三种粒级均小于 50%，且都大于 25%时，可命名为不等粒砂岩。

◎ 若岩石以两个粒级为主要组分，且两者含量多少用肉眼难以区分时，仍采用复合命名法，但两粒度名称之间不加 “—”，如砂砾岩等。

◎ 在使用上述原则时，作为基本名称的主要粒级，可细分，如砂可细分为粗砂、中砂、细砂等; 作为次要名称的粒级组分，则只分为砾、砂、粉砂等，不再进一步细分。

( 2) 圆度

圆度是指碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度。圆度的研究对象主要是中、粗碎屑岩，在野外粗碎屑岩可划分成极圆状、圆状、次圆状、次棱角状和棱角状等五个圆度级别，中碎屑岩只划分为好 ( 圆状) 、中 ( 次圆状或次棱角状) 、差 ( 棱角状) 等三个级别，而粉砂岩一般不做圆度的划分和描述。

( 3) 分选性

分选性是指相同粒级的碎屑颗粒相对集中的程度，一般用同一粒级碎屑含量占全部碎屑总量的百分比来衡量。野外观察时通常划分为三个等级。即当同一粒级的碎屑占全部碎屑的 75%以上时，称分选性好; 当同一粒级的碎屑占全部碎屑的 50% ～75% 时，称分选性中等; 当没有一个粒级的碎屑达到全部碎屑的 50%时，称分选性差。

3. 粗碎屑岩的野外观察描述

主要由 2mm 以上的碎屑颗粒组成的岩石称粗碎屑岩，又称砾岩。

砾岩的碎屑物质以岩屑为主，各种成分和结构的岩屑均可在砾岩中出现，在较细的砾岩中也可有较多的长石和石英碎屑。砾岩的孔隙多被砂质或杂基充填，有时也可有化学胶结物充填。砾岩的粒度变化范围很大，分选性常较差。砾岩的磨圆度通常较好，只有在特殊环境条件下形成的砾岩才呈明显的角砾状。砾岩的层理一般发育不好，有时可出现厚度很大的交错层理和粒序层理。砾岩中的砾石常呈叠瓦状排列。

( 1) 粗碎屑岩的分类命名

目前对粗碎屑岩的分类还不够统一和规范，特别是对砾石量的下限，有人规定为50% ，也有人规定为 30% 。由于粗碎屑岩在野外十分醒目，又具有较特殊的地质意义和成因，在沉积岩中的分布也较少，因此可将粗碎屑岩的砾石含量下限定为 30%比较合适。

粗碎屑岩根据砾石的磨圆度，可分为砾岩和角砾岩; 根据砾石成分的复杂程度，可分为单成分砾岩 ( 又可按所含砾石的成分进一步命名) 和复成分砾岩; 根据砾岩在地层剖面中的位置，可分为底砾岩和层间砾岩; 此外，还可按照砾岩的成因，可分为河成砾岩、滨岸砾岩、岩溶角砾岩和滑塌角砾岩等等。

粗碎屑岩的野外定名应综合考虑砾石的成分、结构、构造等多种因素。各因素在岩石名称中的顺序依次为: 颜色、岩层厚度、粒度、填隙物成分和主要砾石成分，如灰白色中厚层细粒硅质石英岩质砾岩。

( 2) 粗碎屑岩野外观察描述的内容

砾岩的颜色。

◎ 确定砾石的成分。注意砾石成分在平面和剖面上的变化规律，描述各种砾石的鉴定特征，统计各种砾石成分的百分含量。

◎ 观察并测量砾石的粒度，可以无选择地测量 100 个以上砾石的视长轴或测量一定范围内所有砾石的视长轴，求出平均粒径。确定砾岩的分选性，或根据测量的砾石计算出分选系数。注意观察砾石粒度在剖面和平面上的变化规律。

◎ 观察并确定砾石的磨圆度、球度和形状。

◎ 确定填隙物的成分、含量、充填方式等。

◎ 观察砾岩层的沉积构造特征，如有无层理和粒序性变化，砾石的排列是否有方向性，测量砾石长轴的延伸方向和砾石最大扁平面的倾斜方向。

◎ 测量砾岩层的厚度、产状，注意观察砾岩层与下伏岩层的接触关系、底面特征等。

4. 中碎屑岩的野外观察描述

主要由 2 ～0. 05mm 的碎屑物质组成的岩石称中碎屑岩，即砂岩。

( 1) 砂岩的一般特征

砂岩的碎屑组分主要有石英、长石和各种岩屑。石英是砂岩的主要组分，一般含量较高，长石和岩屑属不稳定组分，一般含量较少。由砂岩粒度较细，所含的岩屑多为隐晶质或微晶质结构。砂岩的填隙物常为硅质、铁质或钙质等化学胶结物。在分选性差、成分复杂的砂岩中，则常以粘土杂基充填为主。

砂岩的粒度、分选性和磨圆度变化较大，层理构造和层面构造较为发育，常见交错层理、粒序层理等。

( 2) 砂岩的分类和命名

砂岩的分类 目前普遍采用砂岩成分―成因分类，又称四端元分类 ( 表 3-11) 。这种分类方案将组成砂岩的成分归纳出以下四种具有成因意义的端元组分:

M ( 杂基) 端元: 指小于 0. 03mm 的粉砂质、粘土质机械混入物

Q ( 石英) 端元: 包括石英、燧石，以及石英岩及其他硅质岩屑

F ( 长石) 端元: 包括各种长石

R ( 岩屑) 端元: 包括各种岩屑

表 3-11 砂岩分类表

首先根据杂基的含量，将砂岩分为杂基含量小于 15% 的净砂岩 ( 简称砂岩) 和杂基含量大于 15%的杂砂岩两大类型，再按石英 ( Q) 、长石 ( F) 和岩屑 ( R) 三者的相对含量各划分出七种类型。

砂岩的命名 以成分―成因分类名称作为砂岩的基本名称。详细命名采用: 颜色 + 岩层厚度 + 粒度 + 胶结物成分 + 基本名称的方法命名，如灰白色中厚层细粒钙质长石石英砂岩。

砂岩野外观察描述的内容 ①观察描述砂岩的颜色; ②观察砂岩的结构特征，确定结构类型，目估碎屑颗粒的粒度大小及变化范围，描述其分选性、磨圆度及胶结类型; ③观察砂岩的岩层厚度，宏观沉积构造类型，如层理类型、波痕、底模、生物扰动构造、痕迹化石等，详细描述其特征; ④鉴定碎屑物质和填隙物成分，目估含量，并描述它们的肉眼鉴定特征; ⑤观察岩石的纵横向变化及其与上、下岩层间的接触关系; ⑥其他特征，如风化特点、次生变化类型、地形地貌特征等; ⑦综合定名。

5. 细碎屑岩的野外观察描述

主要由 0. 05 ～0. 005mm 的碎屑物质组成的岩石称细碎屑岩，即粉砂岩。

粉砂岩的特点是: 粒度细、碎屑物质成分较简单，以石英为主，长石和岩屑较少见，常有较多的白云母碎片沿层理面分布。碎屑颗粒磨圆差，多为棱角状，分选较好。填隙物以泥质较常见，常见泥质岩过渡，其次为钙质和铁质胶结物。粉砂岩中常发育纹层较细的水平层理或微波状层理，岩层厚度一般较薄。

粉砂岩野外观察描述的内容与砂岩基本相同。由于其粒度细、碎屑成分及粒度难以准确鉴定。因此对粉砂岩应注意观察颜色、混入物成分及含量，以及白云母碎片的分布特征、岩石的断口及层理特征，是否有生物碎片等。

粉砂岩在野外一般不再划分详细类型，可直接根据颜色、填隙物成分等单因素直接命名，如紫红色粉砂岩、钙质粉砂岩等。此外，也可综合各单因素特征进行命名，命名采用:颜色 +填隙物成分 +碎屑成分 +粒度 +粉砂岩的顺序进行，如紫红色钙质石英细粉砂岩。

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