沉积岩的胶结作用与胶结物、胶结类型/区别/鉴定

本文参考自《沉积岩岩石学》,千炳松,梅冥相主编.2016、《沉积岩工作方法》,王剑,谭富文主编,2015、其他相关网络参考资料等。旨在分享沉积岩的胶结作用、常见胶结物和胶结类型的识别鉴定特征。

1.胶结作用和胶结物

胶结作用( cementation ) :是指从孔隙溶液中沉淀出矿物质( 即胶结物将松散的沉积物黏结成坚硬岩石的过程。基本上是化学和生物化学作用, 它是沉积物转变成沉积岩的最主要的一种作用, 在某些碎屑岩和粒屑内源岩中尤为重要。

我们平常说的沉积岩的成岩作用就包括:风化→剥蚀→搬运→堆积→固结成岩,其中的固结成岩作用就指的是松散沉积物转变为固结岩石的过程,这个过程就包括胶结作用、压实作用、压溶作用、生物黏结作用以及重结晶作用等。

简单点说就是:原始沉积物颗粒是分散的,胶结物充当桥梁的作用将它们紧密结合到一起。这样,沙子变成了砂岩,砾石变成了砾岩或角砾岩。

沉积岩的胶结作用与胶结物/区别/鉴定

2.常见胶结物类型及鉴别特征

常见的胶结物有钙质胶结(碳酸盐岩矿物如方解石、白云石等)、硅质胶结(石英、玉髓等)、铁质胶结(赤铁矿、褐铁矿等)、泥质胶结(高岭石、水云母、绿泥石等)。

关于岩石手标本,可以到此处搜索查看:http://www.nimrf.net.cn/yk/tindex?category=3

2.1 总体鉴别特征

整理鉴别特征如下:

胶结物成分颜色岩石固结程度胶结物成分硬度加稀盐酸
钙质灰白中等<小刀剧烈起泡
硅质灰白致密坚硬>小刀无反应
铁质褐红、褐致密坚硬≈小刀无反应
泥质灰白松软<小刀无反应

2.2 钙质胶结-易溶解

灰色-浅灰-灰白色,小刀容易刻动,刮下来的粉末为白色,加稀盐酸剧烈起泡;贝壳状断口

沉积岩的胶结作用与胶结物/区别/鉴定

(钙质中细砾岩-国家岩矿化石标本库 )

2.3 硅质胶结-强度高:

灰白色,小刀刻不动,锤击粉末为白色,稀盐酸不起泡;断口光亮;

野外硅质胶结、钙质胶结、铁质胶结、泥质胶结区别

2.4 铁质胶结-易氧化:

一般为暗红色,小刀能刻动,刻下来的粉末仍然是暗红色,稀盐酸不起泡;断口粗糙

沉积岩的胶结作用与胶结物/区别/鉴定

(铁质胶结砂砾岩 )

沉积岩的胶结作用与胶结物/区别/鉴定

(铁质胶结含泥质细砂岩 )

2.5 泥质胶结-易软化:

如泥土或粘土,胶结层的岩石一般硬度小,易碎,手指甲就能刻动,刻下来粉末颜色灰色-黄色;断面为土状

沉积岩的胶结作用与胶结物/区别/鉴定

3.常见胶结类型

胶结物或基质与颗粒之间的相互关系称为胶结类型或支撑性质。它主要取决于颗粒与胶结物或基质的相对含戳和颗粒之间的相互关系, 而不同胶结类型的出现又和岩石的形成条件密切相关。

常见的胶结类型有以下三种:

基底式胶结: 基质的含械多, 颗粒孤立地散布于基质中, 彼此不相接触或很少接触, 基质和颗粒是同时沉积的。
孔隙式胶结: 颗粒紧密相接, 胶给物充填于粒间孔隙中, 胶结物含量少。
接触式胶结: 胶结物含量极少, 颗粒互相接触, 胶结物仅存在于颗粒的接触处。粒间孔隙内大部分地方无胶结物充填。

沉积岩的胶结作用与胶结物/区别/鉴定

4.胶结物的结构

胶结物可以按其结晶程度晶粒的相对大小绝对大小分布的均一性以及胶结物本身的组构特征等进行描述。胶结物结构及其成分有以下几种:

(1)非晶质胶结:常见的有蛋白石、磷酸盐、铁质等;

(2)隐晶质胶结:如玉髓、隐晶磷酸盐矿物等;

(3)微晶质胶结:如微晶碳酸盐矿物等;

(4)结晶粒状胶结:如碳酸盐、硅酸盐矿物等;

(5)栉壳状或丛生状胶结:如碳酸盐矿物等;

(6)连生胶结:如碳酸盐、硫酸盐矿物等,其特征是胶结物晶粒大于碎屑颗粒,使碎屑嵌于胶结物晶粒之中;

(7)带状、薄膜状胶结:如硅质、磷质、粘土矿物等

(8)再生(次生加大)胶结:如石英、长石或方解石等;

(9)凝块状胶结:如铁质等。

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