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学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)

 jzpjzl 2014-06-20

          岩屑是母岩岩石的碎块,是保持着母岩结构的矿物集合体。因此,岩屑是提供沉积物来源区的岩石类型的直接标志。

       但是由于各类岩石的成分、结构、风化稳定度等存在着显著差别,所以在风化、搬运过程中,各类岩屑的含量变化极大。

        实际上不是各类母岩都能形成岩屑。首先,岩屑含量明显地取决于粒级,即岩屑的含量随粒级的增大而增加。砾岩中岩屑的含量最大,而砂岩中只存在有细粒结构及隐晶结构的岩屑。粗粒结构的岩石碎块,如果其单晶颗粒比砂的粒度还大的,是肯定不会作为岩屑出现在砂岩中的。另外,各类岩屑的丰度还取决于母岩性质。细粒或隐晶结构的岩石,如燧石岩、中酸性喷出岩等岩石的碎屑分布最广;而易受化学分解的石灰岩,除非在母岩区附近有快速堆积和埋藏的条件,否则很难形成岩屑。同时,岩屑的含量还与砂岩的成熟度有关,结构成熟度高的砂岩,岩屑含量也相对较少;而岩屑砂岩常表现为很差的结构成熟度。

        在砂岩薄片鉴定过程中,对砂岩中岩石碎屑的认识也是相对较难的。因为受岩石碎屑粒度的限制,无法完整的观察岩石的结构,加上一些泥质含量高的岩石碎屑在成岩期间遭到强烈的挤压变形,变得面目全非,甚至很难与填隙物区别开来。因此,便需要岩矿鉴定人员对砂岩以外的其他类型岩石学的显微镜下特征比较熟悉,并掌握一定的砂岩的成岩作用研究能力。

       砂岩的主要岩屑类型可分火成岩、变质岩、沉积岩。其中火成岩中包括细粒的花岗岩、喷发岩、隐晶岩、凝灰岩等;变质岩中又分高级变质岩、石英岩、片岩、千枚岩、板岩、变质砂岩等;沉积岩中又分泥岩、粉砂岩、白云岩和灰岩等。除了这些典型的岩石碎屑而外,还有部分片状矿物如云母、绿泥石等也算岩石碎屑的一部分。还有部分不常见的岩石碎屑,如细晶岩、脉石英、细粒石英岩等。

         火成岩屑,也包括火山岩屑在内,在有些砂岩中含量是很高的,有些情况下它们可以是某些砂岩的主要组分或唯一组分。火山碎屑可以来源于较老火山岩的出露区,或者由沉积环境内或附近的火山活动同时形成。在砂岩中见到的火成岩岩屑以中性及酸性喷出岩岩屑居多,常见斑状结构、隐晶结构、霏细结构、球粒结构等火成岩特有的结构。

        识别变质岩屑,要从成分、结构、构造等各方面寻找特征。

        由石英-长石质组成的变质岩岩屑多来自变质程度较高的变质岩母岩,它们有时与花岗岩岩屑相似,但变质岩岩屑中的石英多具定向伸长状外形,如果含有片状或针状矿物,定向构造会表现的更加突出。偶尔在变质岩岩屑中会见到特征的变质矿物如石榴子、矽线石等,可以作为识别的依据。一些变质岩岩屑中常含多晶石英,这些多晶石英颗粒内的石英晶体大小不一,常具双粒度,这是由于变质岩的重结晶作用不是一次完成的,其中的小晶体发育可能较晚。变质石英岩岩屑是变质成因的多晶石英碎屑,晶粒定向可能不明显,常具花岗变晶结构,但石英晶粒外形极不规则,彼此镶嵌接触,石英多显波状消光或带状消光。

        对那些变质程度较浅变质岩屑如泥质板岩、千枚岩、片岩和变质砂岩岩屑的识别,相对比较容易:

        泥质板岩的原岩多大是柔性的泥质岩、凝灰岩等,受到构造应力作用发生变质之后,形成板状构造,在显微镜下,泥质板岩中新生的变质矿物数量很少,有一些细小的云母类矿物和浅绿色绿泥石小片及黄褐色雏晶黑云母小片,有时可以有一些以石英为主的粉砂质。有时在泥质板岩中会有一些铁质和黑色的炭质组分,也有少量隐晶质的碳酸盐矿物。但在泥质板岩中还是以尚未变质的隐晶质粘土矿物较多,致使其结构大多为变余泥质结构或变余粉砂泥质结构。

        千枚岩岩屑:实际上是指绢云母千枚岩的碎屑,与泥质板岩的主要区别是,千枚岩中的粘土矿物已经全部重结晶形成绢云母、雏晶黑云母和数量较少的绿泥石等片状矿物,它们在岩石中的含量在50%以上,千枚岩中的矿物粒径一般小于0.1mm,在显微镜下绢云母呈细小片状定向排列,具显微鳞片变晶结构或显微粒状鳞片变晶结构,有时能看到石英、长石的粉砂和细小砂粒,形成变余粉砂质结构,有的原岩为火山凝灰岩,其中的长石、石英晶屑仍保留在岩石中,形成变余晶屑结构。由于细小的绢云母、绿泥石等片状矿物连续定向排列,而形成特征的千枚状构造。

        片岩屑:具片状构造的岩屑均为片岩屑,最为典型的便是云母片岩。片岩与千枚岩的主要区别是,片岩中的矿物粒径大于0.1mm,具片状构造,千枚岩中绢云母已被白云母或黑云母替代,可出现变质程度较高的变质矿物,岩石中含的片状矿物含量大于30%,粒状矿物以石英、长石为主,也可出现一些在泥质变质岩中的特征变质矿物的变斑晶。在片岩屑中可见从原岩中残留下来的片状变晶结构、片状粒状或粒状片状变晶结构、斑状变晶结构等。

         变质砂岩岩屑:岩屑中可见变余砂状结构和变余粉砂结构,其中长石、石英和岩屑等砂粒的轮廓仍清晰可见,但填隙物经变质作用发生重结晶后形成绢云母、绿泥石、蓝线石、帘石、透闪石等,杂基经重结晶后粒径变大,矿物定向排列明显,变质砂岩中的长石、石英砂粒有时呈椭圆状或长轴与呈定向分布,与基质一致。

          此外,还有很多变质火成岩岩屑。如由酸性火成岩、中性火成岩以及它们的浅成岩、火山熔岩、火山碎屑岩等经中低级变质作用之后,均可形成具变余组构的变质火成岩。

         沉积岩屑的识别相对简单多了。在砂岩中能出现的沉积岩屑有泥岩、粉砂岩、白云岩和灰岩等。泥岩屑和泥板岩屑有些相似,但泥岩屑中不会出现新生成的矿物;粉砂岩屑中的填隙物与碎屑颗粒之间的界线清晰,不会有重结晶的新矿物出现;而白云岩屑多以晶粒小于砂岩粒径的晶粒状白云岩屑为主;灰岩屑中偶尔还可以保留原岩的结构特征,甚至可见部分残留的生物化石碎片。

         关于岩屑的理解可以参考张阴本“对《岩石薄片鉴定  砂岩》标准中几项条文的理解”一文。文中明确指出,岩屑是母岩经机械破碎形成的岩石碎块,是一个复合矿物的集合体或复合颗粒的复合体,是单矿物的对应物。岩屑往往由两种以上的矿物或两种以上的单矿物组成一个集合颗粒。因此,它不是风化作用的最终产物,而是一种暂时性的粒屑。砂岩中的岩屑可以是多种多样的,但分布常有一定范围。因此,岩屑是砂岩中重要的碎屑组分,它是追索母岩性质的直接标志。

        关于砂岩中的盆屑,在张阴本的文章中也做了详细的解释。盆屑是沉积盆地以内的碎屑,和盆地以外来的陆源碎屑——“陆屑”相互对应。它是由于沉积物在固结和半固结可塑性状态下,由于水动力的冲刷掀动而破碎的碎块,经磨蚀作用而形成的颗粒,它同样是一种复合颗粒。很多鉴定人员对盆屑的归属无法安置,也就是说不知道它的分类位置。盆屑也应该属于“岩屑”性质。

        但我个人认为,在砂岩薄片鉴定时,还是要将“盆屑”的岩屑与“陆屑”的岩屑区别对待,将含量进行单独统计,然后在描述栏加以描述,当盆屑的含量很高时,甚至可以在岩石定名时作为前缀加以突出,但在三角图分类命名中不入定名行列。其原因与对砂岩中的砾石处理相类似。因为它的粒径往往比一般陆屑的粒径大好几倍,通常在有限的岩石薄片中,即使半个盆屑也要占去岩石薄片面积的一半以上,如果用它定量,就会完全失去岩石本来的面貌。

        对那些蚀变强烈而无法辨认的碎屑,当含量超过1%时可单独放入“蚀变碎屑”栏,当蚀变岩屑的类型有多种时,可以对蚀变岩屑进行分类统计,如“泥化碎屑”、“钙化碎屑”、“硅化碎屑”等等。这样做至少可将它“保留”在陆源组分中,不改变碎屑与填隙物之间的比例。定名时可根据蚀变残余物的大致特征进行灵活处理。

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
       花岗细晶岩岩屑,是一种与花岗岩有成因联系的浅成相岩脉,具全晶质细粒结构,主要由浅色矿物组成(正交偏光)

 

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
    火成岩岩屑,可能为石英二长斑岩(正交偏光)

 

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)

      变质岩屑,原岩具片状粒状变晶结构,粒状矿物与石英、长石为主,并见绿帘石,片状矿物以云母(?)为主(左侧照片为正交偏光,右侧照片为单偏光)

 

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
      板岩岩屑,矿物粒径较细,呈隐晶状,具定向构造,由绢云母和以石英为主的隐晶状粒状矿物组成

(正交偏光)

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
     变质岩屑,具交代结构,石英颗粒中见残余的钾长石颗粒,钾长石与石英颗粒接触关系不规则,石英颗粒边缘干净的边(正交偏光) 


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
       变质岩屑----片岩,主要由石英和细小的鳞片状云母组成,具定向构造,石英颗粒大小不等,沿片理方向呈伸长状(正交偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
      左上方为喷出岩屑,可见斜长石构成的束状结构;右下方为变质岩屑,主要由长石和小粒石英组成,具交代结构、不等粒结构(正交偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
      变质石英岩,具粒状变晶结构,边界平直的石英粒呈镶嵌粒状的三边平衡结构(箭头处,正交偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)

       变质岩屑,岩石由长石、石英为主组成,帘石化明显,帘石具异常干涉色(正交偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
10       高级变质岩岩屑,可能为混合岩,具交代结构,由大的钾长石与个体大小不等的石英和斜长石组成,长石颗粒边缘呈不规则状,矿物颗粒之间接触关系复杂(正交偏光)
 

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
11        照片中央的两粒高变岩岩屑,均一长石为主组成,具交代结构(正交偏光)

 

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
12      两块变质岩屑,上部为片岩,下部为千枚岩(正交偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
13        变质岩岩屑,具交代结构,交代蠕虫结构,不等粒结构(正交偏光)

  

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14        变质岩屑,可能为变质石英砂岩,部分石英颗粒呈镶嵌粒状的三边平衡结构,并可见少量自生变质矿物

(正交偏光)


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15       变质岩屑,片岩屑(正交偏光)
学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
16        变质岩屑,具变晶结构(单偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)

17        板岩屑,绢云母呈极细的隐晶状定向分布,晶体界线难以分辨(正交偏光) 

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)

18        照片中央为喷发岩岩屑,具斑状结构,基质具隐晶结构(正交偏光)


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19       玄武岩岩屑,长条状长石小斑晶杂乱分布(正交偏光)


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20        玄武岩岩屑,在单偏光下,板条状斜长石斑晶呈束状、放射状分布,斜长石斑晶之间充填暗色矿物


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21        喷发岩岩屑,具斑状结构,斑晶以长石为主(正交偏光)


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22       照片中央喷发岩岩屑,具斑状结构,斑晶为板条状和雏晶状斜长石,因挤压作用而发生变形(单偏光)

 

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23        火成岩屑,安山岩岩屑,长条状斜长石微晶定向排列(正交偏光)

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24       火成岩屑,可能为喷出岩的基质部分,由长英质为主组成,具显微嵌晶结构(正交偏光)


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25        火成岩屑,照片中央呈隐晶纤维状放射状球粒可能为流纹岩中残留的球粒(单偏光)

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26        凝灰岩岩屑,隐约可见不规则的蚀变玻屑(单偏光)

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27        照片中央为泥岩屑,含少量细粉砂,岩石中基本未见变质矿物(单偏光)

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28        沉积岩屑,灰岩屑(正交偏光)


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29        盆屑,粒屑灰岩,盆屑的粒径往往远远大于正常的陆源碎屑(单偏光)

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30       盆屑,泥灰岩,里面发育收缩缝(已被方解石充填)(正交偏光)


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31       盆屑,含粉砂泥灰岩,粒径明显大于其他陆源碎屑(单偏光)

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32       沉积岩屑---白云岩屑(正交偏光)


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33        沉积岩屑 -----白云岩屑(单偏光)

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34        白云母片(正交偏光)

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35        白云母片(单偏光)

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
36        黑云母片,蚀变变形强烈(单偏光)

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37        照片中的片状矿物为黑云母(单偏光)
 

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38        照片中绿色片状矿物为碎屑绿泥石(单偏光) 


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39        碎屑绿泥石(单偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
40       被方解石全交代得到碎屑(正交偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
41        砂岩中的重矿物锆石(正交偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
42        砂岩中的重砂颗粒,电气石和榍石(单偏光)


学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
43        砂岩中的重矿物电气石,在单偏光下具蓝色(单偏光)

学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)
44        砂岩中的其他组分:炭化植物屑,局部可见网格状植物结构(单偏光)

       
学会砂岩薄片鉴定技术并不难(七)

45        砂岩中含化石碎片,为鱼骨化石(单偏光)

(未完持续)


  

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