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为了能够直观地看出砂岩的具体岩石类型,我们往往会采用已经通过岩石薄片鉴定得出来的石英、长石和岩屑的含量进行砂岩三角分类投点。
三角型分类方案是砂岩目前应用最广泛的分类方案,三角投点图的三个端点是石英(Q)、长石(F)和岩屑(L)。该三角形被分成许多区,每种不同的矿物碎屑颗粒含量定义出不同的岩石名称。
众所周知,石英是碎屑岩中出现最多的矿物,也是地质学者最熟悉的一种矿物。石英可分为单晶石英和多晶石英(图1)。单晶石英是指由单个石英晶体构成的颗粒,多晶石英是指由多个石英晶体构成的集合体。严格地讲,多晶石英其实是一种岩石碎屑,可以来源于硅质岩(燧石、玉髓等)、花岗岩、片麻岩、片岩、变质石英岩、脉石英及石英砂岩(包括沉积石英岩)等。多晶石英的晶间界线相对比较软弱,按热力学特点看,波状消光石英的稳定性又较差,因此它们在再旋回作用过程中将陆续被淘汰,最终再旋回石英应是单晶的非波状消光石英。
图1 典型的单晶石英和多晶石英(照片来自于李云和胡作维2024年主编的《沉积岩薄片鉴定及图册》)
在砂岩鉴定表格中,长石一般分为钾长石和斜长石来进行含量统计,或者直接统计长石总量(如长庆油田砂岩鉴定模板)。在显微镜中,具有清晰鉴定特征、能够准确识别出来的长石通常有斜长石(具聚片双晶)、微斜长石(具格子双晶)和条纹长石,长石是花岗质母岩的标志(图2),常来自于花岗岩、花岗片麻岩。
图2 常见的长石类型及可能代表长石来源的花岗质母源
(照片来自于李云和胡作维2024年主编的《沉积岩薄片鉴定及图册》)
岩屑则可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩和火山碎屑岩岩屑,常常还包括云母和绿泥石碎屑(图3)。
图3 常见的岩屑类型
(照片来自于李云和胡作维2024年主编的《沉积岩薄片鉴定及图册》)
然而,在进行碎屑组分含量统计及砂岩类型三角投点的实践过程中,采用哪种三角图型分类、碎屑组分的归类往往使人产生疑惑,相应地甚至会得到错误的分类。因为在不同地质单位或高等院校中,使用的砂岩分类方案也不尽相同,我们根据所使用教材或标准进行了统计(表1)。
表1 不同地质单位或地质院校砂岩三角分类一览表
(引自李云和胡作维2024年主编的《沉积岩薄片鉴定及图册》)
除了三角形形状不同之外,其中差别最为明显的是Q端元组分的类型。有的Q端元仅包含单晶石英和燧石(国家能源局,2016),有的Q端元仅包括单晶石英(如西南石油大学、中国石油大学(华东)、中国石油大学(北京)、东北石油大学、长江大学、中国地质大学(武汉)等院校),有的Q端元除单晶石英外还包含石英岩和其他硅质岩岩屑等更多组分(如成都理工大学)。
长石单元略有不同。成都理工大学三角形分类方案中长石还包括花岗岩和花岗片麻岩岩屑,其它单位单指长石。
采用何种分类方案,这更多地取决于具体研究单位以及研究的内容和目的。当以成分特征为重点时,将石英岩等纳入Q端元会更合理些;而当以物源特征为重点时,则不纳入石英岩和其他硅质岩岩屑等会更加合理。
那么,下面这组砂岩是什么具体的类型呢(图4)?让我们选择不同的分类方案来命名一下吧!
图4 砂岩显微照片
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GMT+8, 2024-11-22 18:16
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