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零基礎-石材知識大全3(下)-砂岩

2021-02-19

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四十五、砂岩簡介

砂岩(sandstone)是一種沉積岩,主要由砂粒膠結而成的,其中砂里粒含量要大於50%。決大部分砂岩是由石英或長石組成的,石英和長石是組成地殼最常見的成分。砂岩的顏色和沙子一樣,可以是任何顏色,最常見的是棕色、黃色、紅色、灰色和白色。地球上常見由砂岩相成的懸崖峭壁。

四十六、砂岩的形成

砂岩是由碎屑沉積形成的,和生物沉積形成的如煤,以及化學沉積形成的如石膏、碧玉不同,碎屑可以是其他岩石的或某些礦物晶體的,膠結這些碎屑的物質可以是方解石、黏土或矽土,碎屑的粒徑在0.1—2毫米之間,如果碎屑粒徑過小會形成片岩或頁岩,過大會形成礫岩或角礫岩。

含氧化鐵條紋的砂岩砂岩的形成分為兩個階段,首先砂粒一層層地沉積,可能是水或大氣搬運造成的;然後在壓力的作用下,被從上面淋濾下的碳酸鈣或矽質膠結到一起,其中含有的鐵、矽、錳等元素會造成砂岩不同的顏色。由於沉積環境的差別,使得各種砂岩有不同的節理、粒徑、顏色和性質,主要有陸相沉積和海相沉積兩大類。

四十七、砂岩的構造

除生物成因構造外,幾乎所有沉積岩構造都能在砂岩中出現。層內構造和層間構造是判斷搬運沉積物的運動流體的類型和強度的最明顯標誌,如交錯層理是古流標誌之一,不同類型的粒序層理是判斷牽引流和濁流的標誌之一。

四十八、砂岩的分類

砂岩按砂粒的直徑劃分為:巨粒砂岩(2—1mm)、粗粒砂岩(1—0.5mm)、中粒砂岩(0.5—0.25mm)、細粒砂岩(0.25—0.125mm)、微粒砂岩(0.125—0.0625mm),以上各種砂岩中,相應粒級含量應在50%以上。

按岩石(礦物)類型分類:石英砂岩(石英和各種矽質岩屑的含量占砂級岩屑總量的95%以上)和石英雜砂岩、長石砂岩(碎屑成分主要是石英和長石,其中石英含量低於75%、長石超過18.75%)和長石雜砂岩、岩屑砂岩(碎屑中石英含量低於75%,岩屑含量一般大於18.755,岩屑/長石比值大於3)和岩屑雜砂岩。

四十九、砂岩的主要類型

砂岩的主要類型有石英砂岩、長石砂岩和岩屑砂岩。

1)石英砂岩:石英及矽質岩屑的含量占砂級碎屑總量95%以上,僅含少量或不含長石、岩屑和重礦物。碎屑顆粒常以單晶石英為主,磨圓度和分選性都比較好,成分成熟度和結構成熟度都是最高的。雜基少,顆粒支撐。當雜基> 15%時則稱石英雜砂岩。石英砂岩主要形成於穩定的大地構造環境,地形準平原化,母岩經長期風化,剝蝕的產物大多在海洋(如海灘)環境下,受到波浪和水流強烈簸選和反覆磨蝕緩慢沉積而形成的。它常與碳酸鹽沉積共生,組成石英砂岩-造海碳酸鹽建造,如華北地台北半部的上前寒武系。

2)長石砂岩:長石碎屑含量占砂級碎屑總量25%以上。其中石英含量 <75%,可含較多的雲母和重礦物。膠結物主要為鈣質和鐵質,常含粘土雜基。當雜基>15%,則屬長石雜砂岩。碎屑顆粒一般分選、圓度中等。長石砂岩常呈淺黃、肉粉或綠灰等色。長石砂岩按其形成條件可分為3,即構造長石砂岩、基底長石砂岩和氣候長石砂岩。長石砂岩一般是在構造運動比較強烈的地區,母岩是花崗岩或花崗片麻岩,氣候乾燥寒冷,以物理風化為主,在強烈侵蝕和快速堆積條件下形成的。大多為大陸沉積,海成的較少。常堆積于山前或山間盆地中。曾發現許多長石砂岩形成於大陸裂谷中。河北唐山震旦系產有長石砂岩,其中長石可超過50%

3)岩屑砂岩:岩屑含量占砂級碎屑總量25%以上。其中石英含量<75%,並可含少量長石(<10%),重礦物含量較高,而且種類複雜。膠結物常為矽質和碳酸鹽質,常含雜質。當雜基> 15%時,則屬岩屑雜砂岩。碎屑顆粒的磨圓度和分選性由中等到差。常呈淺灰、灰綠至深灰色。岩屑成分與來源區母岩性質關係密切,並可按岩屑成分進一步劃分岩石類型。岩屑砂岩是一種成分成熟度和結構成熟度均較低的砂岩,主要形成於構造變動強烈地帶的山前或山間坳陷中。

五十、砂岩的成份

化學成分

砂岩的化學成分變化極大,它決定於碎屑和填隙物的成分。砂岩化學成分以SiO2Al2O3為主,而且SiO2/Al2O3比值是區別成熟的和未成熟砂岩的標誌。

碎屑成分

石英是砂岩的主要礦物碎屑,它在地表條件下最穩定,是大多數砂岩的主要組分,常用作母岩的指示物。砂岩中長石含量僅次於石英,有的超過石英。一般認為,長石碎屑的含量受氣候、地殼運動的強度和母岩性質的影響。岩屑是判斷母岩的直接標誌。在砂岩中多半是火山岩屑或顆粒較細、成分較為穩定的沉積岩屑和變質岩屑。

砂岩中比重大於2.87的一套礦物,稱為重礦物,其含量一般不及1%。根據重礦物的標型特徵和重礦物組合(再結合輕礦物組合),對恢復母岩類型、進行地層對比,以及追溯陸源區都是有意義的。

填隙物

包括化學膠結物和碎屑雜基。膠結物中占絕對優勢的是矽質和碳酸鹽質。矽質膠結物一般為次生加大石英,較少見的為玉髓和蛋白石。在碳酸鹽膠結物中以方解石較常見,白雲石和菱鐵礦少見。在較古老的砂岩中矽質膠結物較普遍,而中生代及以後的較年輕的砂岩中,常以碳酸鹽膠結物為多。一般認為,這是由於這兩種膠結物穩定性不同,或者碳酸鹽膠結物易被溶淋掉造成的。

 

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