净砂岩:在镜下鉴别出杂基，并根据杂基的含量确定该样品是杂砂岩还是净砂岩。划分标准是杂基含量>15%为杂砂岩，否则为净砂岩。
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砂岩属于什么岩，砂岩石有哪些特点？
石材有着自然的纹理，在目前装修材料中比较受人们的喜欢，那么砂岩属于什么岩？ 砂岩是一种沉积岩,是由石粒经过水冲蚀沉淀于河床上,经千百年的堆积变得坚固而成.后因地球地壳运动,而形成今日的矿山.
粉砂岩和细砂岩怎么区分
细砂岩为灰白—灰绿色，变质细砂状结构，致密块状构造。 而粉砂岩的颜色多种多样，随混入物的成分不同而变。粉砂岩主要由粉砂碎屑组成的沉积岩是粉砂岩。由粒径为0.0625～0.0039毫米（mm...
砂岩的用途
砂岩的用途是比较多的，砂岩可以做砂岩浮雕、砂岩板材，圆雕，而这些都可以用于家居装饰，也可以做砂岩喷泉、艺术花盆、罗马柱、砂岩灯饰等
砂岩属于什么岩，砂岩石有哪些特点的呢？
1.砂岩 砂岩主要由矿物和岩石颗粒（颗粒大小为0.06-2mm）组成的并含有60%以上二氧化硅的一类沉积岩。其拥有硅土，氧化铁，碳酸盐或粘土凝结而成的一种多空隙结构。 分类： 商业上主要分为蓝灰砂岩，...
黄砂岩，哪里有卖黄砂岩
黄砂岩是一种天然的石材，原岩沉积型石粉砂岩，岩体完整、纹理独特，主要石材品种基底呈浅黄色、深黄色和紫色，形成流线状条纹。纹理变化多样、图案清晰、颜色淡雅，似黄河浊浪、波涛翻滚；又如千年古树、圈圈年轮；...
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砂岩浮雕是零放射性石材，对人体无伤害。大理石、花岗石都存在微量放射性，长期生活在其中对人身会有潜移默化的伤害。从装饰风格来说，砂岩浮雕创造一种暖色调的风格，显素雅、温馨，又不失华贵大气。在耐用性
上，砂岩浮雕则绝对可以比拟大理石、花岗石，它不会风化，不会变色。许多在一二百年前，用砂岩浮雕建成的建筑至今风采依旧，风韵犹存。 现有 :白砂岩浮雕、黄砂岩浮雕、木纹砂及山水纹砂四个品种。
砂岩浮雕又称砂粒岩，砂岩浮雕由矿质矽土颗粒凝聚结晶所构成。砂岩浮雕矽土由碳酸钙与氧化铁加混合物凝聚形成耐久及富于强度，有的地区的砂岩浮雕其硬度甚至超过花岗岩，故施工较为费时。砂岩浮雕由于其颗粒粗扩，尤其强率坚硬，适宜选作大型户外石雕作品。
（一）粗碎屑岩——砾岩和角砾岩
1概述
粒度大于2mm的碎屑含量在50%以上，并为其他物质所胶结的岩石，称为粗碎屑岩。粗碎屑岩中以岩屑为主，亦含少量矿屑，被化学沉淀物质所胶结，碎屑颗粒间的孔隙常被砂质及粘土质等物质所充填。
粗碎屑物质一般搬运不远，故母岩性质对粗碎屑岩中的岩屑成分影响甚大；特别是角砾岩，其大部分角砾的成分取决于母岩的成分。砾岩中的砾石，因经过短途搬运，产生分选和渗合作用，成分可较为多样化。
2粗碎屑岩的划分
（1）根据砾石圆度划分
砾岩：岩石中碎屑的磨圆度50%以上为圆状和次圆状的称为砾岩。砾岩是碎屑物质经过搬运磨圆或沉积物再搬运再沉积的产物。
角砾岩：岩石中碎屑50%以上为棱角状和次棱角状的称为角砾岩。角砾岩是碎屑未经搬运或短距离搬运或某种介质搬运后快速堆积的产物。角砾岩除沉积成因之外，还可以由构造作用（断层角砾岩）、火山作用（火山角砾岩）等形成。
（2）根据砾石大小分（表8-2）
表8-2 按砾石大小划分的砾岩（角砾岩）分类表
（3）根据砾石成分划分
1）单成分砾岩（角砾岩）：砾石成分主要为一种，含量在75%以上。常见的砾石成分是石英、燧石、石英岩、硅质岩等性质稳定的岩屑和矿屑。填隙物常与砾石成分相同，胶结物常见的有碳酸盐质、硅质和铁质。典型的单成分砾岩分布在地形平坦的滨岸地带。由于碎屑经过长距离的搬运，并受到海浪的反复冲刷磨蚀而成。例如石英质砾岩，它不仅成分单一，而且圆度也很高。自然界中常可在局部见到单成分的角砾岩，这些角砾岩成分可以是很软和易溶的岩石，如石灰岩、泥岩等。这种岩石是由于母岩迅速被机械破碎，角砾就地堆积或被搬运不远就堆积下来而成的，如洞穴角砾岩、滨海陡岸角砾岩等。
2）复成分砾岩：砾石成分十分复杂，各种岩石的砾石都可能出现，但其含量均不超过50%。复成分砾岩的砾石常分选不好、圆度不高。这种砾岩多沿山麓呈带状分布，代表巨大古老山脉中的母岩迅速被破坏、迅速堆积的产物。复成分砾岩的命名可根据其中主要砾石成分来命名，如安山-流纹砾岩、石英岩-花岗岩砾岩等。
（4）根据砾岩（角砾岩）在地质剖面的位置分
1）底砾岩：分布于侵蚀面上，位于海侵层位的最底部。岩石的特点是：成分较简单，以坚硬稳定的砾石为主；圆度高；分选好；厚度一般不大，但层位稳定。在地质剖面中底砾岩的出现，代表着一个长期的沉积间断之后，另一个新的沉积时期的开始。
2）层间砾岩：是整合地夹于其他地层之中的砾岩。在沉积过程中由于沉积环境的局部变化，如流水对盆地底部的冲刷、波浪的冲击，盆地底部或沿岸发生山崩地滑等原因，均可形成层间砾岩。层间砾岩的特点是：砾石圆度差，砾石成分多为不稳定的岩屑，但与下伏基岩一致；充填物、杂基及胶结物的成分均较复杂，是近源堆积的产物。
3）层内砾岩：指沉积物尚处于半固结状态时，经破碎和再沉积而成的砾石沉积物，再经成岩作用而成的砾岩。该成因的砾石属内碎屑，它不能代表沉积间断，故又称为同生砾岩。其成分取决于下伏岩层的岩性，成分单一，搬运距离短，磨损轻微。常见的层内砾岩有竹叶状灰岩和泥砾岩，如我国华北寒武系中的竹叶状灰岩。
（5）根据砾岩（角砾岩）的成因分
砾岩（角砾岩）的成因分类，也称为综合分类。分类的具体指导思想是以具有成因意义的砾岩特征作为分类基础，既便于分析成因，又便于实际工作。不少学者作了许多砾岩的综合分类及有益的尝试。1975年裴蒂庄首先对砾岩进行了综合分类；1986年曾允孚等在总结前人成果的基础上，提出了砾岩的综合分类方案（表8-3）。
表8-3 砾岩综合分类
①指粗碎屑中所含者。
（据曾允孚，1986）
3主要的砾岩和角砾岩的岩石学特点及类型
砾石的粒度、成分、形状特征以及杂基和胶结物的多少及其性质，在砾岩和角砾岩中变化很大。物质来源、搬运及沉积的条件以及成岩后生变化等条件，都对砾岩的面貌有很大影响。可以说砾岩和角砾岩是对生成条件反应最为灵敏的一类岩石。
自然界中单成分的砾岩比复成分的砾岩少。经过长距离搬运或长时期的改造后，可能只剩下最稳定的石英岩岩屑而形成石英岩砾岩。但是单成分的砾岩也不仅仅是石英质的，如川西侏罗纪莲花口砾岩中石灰岩砾石占90%以上。此外还有主要由泥岩砾石组成的单成分砾岩，它们可以是冰川成因的，或者是干旱气候带的冲积扇以及海底地滑成因的。一些后生的砾岩和岩溶角砾岩、断层角砾岩也常为单成分的。
典型的单成分正砾岩就是石英岩质砾岩，它的砾石来自石英脉、某些石英岩和燧石（如来自石灰岩中的结核）。因此，这种砾岩不会形成巨大的沉积体，常为石英砾岩薄层、透镜状体或巨大交错层砂岩中的夹层；砾石的粒度也不大，一般仅数厘米，通常磨圆度较好，多为经多次改造过了的多旋回性的再沉积物。这种砾岩常作为底砾岩而存在于海进层序的底部（或近底部处），具明显大陆成因的特征。如四川第四系的江北砾岩为典型石英岩质砾岩，它是河相成因的。根据世界各国对此类砾岩的研究报导来看，可以是河流成因，或海滩、浪成的，但大多数是河成的。
尽管石英岩质砾岩具有很高的成分成熟度和结构成熟度，但与它共生的砂岩却不具有较高的成熟度，通常是岩屑砂岩。
岩屑砾岩（不稳定的砾岩占10%以上，即裴蒂庄分类中的正砾岩中的岩屑砾岩）是最常见的一种砾岩。一般厚度很大，呈楔状体产于盆地边缘（或老山边缘），它可产于沉积建造的底部，或建造内一定的层位中。砾石一般粗大，粒径数厘米至数十厘米，大多数在10～20cm之间，分选性较差或很差。岩屑砾岩通常以复成分为多。我国一些造山带见此种砾岩，例如华北燕山的九龙山系砾岩（侏罗纪），祁连山北坡的老君山砾岩（晚古生代）等。此外，我国许多中生代红色盆地的红层中亦常产此种砾岩。但要指出的是，巨大的砾岩层系往往不只是由正砾岩组成，它还包括副砾岩。
花岗质的岩屑砾岩很像长石砂岩，只是粒度粗大，也常与长石砂岩共生，多呈透镜体产出。它是花岗岩结晶基底上的快速侵蚀堆积产物，说明该区当时主要为上升区。我国北方震旦系底部长城统中有与长石砂岩共生的此种砾岩产出。
另一种岩屑砾岩是石灰岩砾岩，它的产出要求特殊的地质条件，所以不很常见。我国四川西北部龙门山山前带侏罗系莲花口砾岩属此种类型。巨大的石灰岩砾石来自附近的二叠、三叠系碳酸盐岩层，砾石之间极少杂基充填物质，呈典型的颗粒支撑结构。它是作为山前冲积扇的沉积物而产出的，在安县一带厚度数百米，局部近千米。海成的内碎屑灰岩砾岩也可具有正砾岩的岩性特点，它的生成与潮汐带有关，这将在碳酸盐岩类内详述。
副砾岩类指的是杂基物质含量＞15%的砾岩和角砾岩。当杂基含量增多时可过渡为砾质泥岩。但习惯上，人们往往把含砾石只占岩石20%～30%的岩石也算作砾岩，而不作为泥岩来描述，这是因为砾岩所具有的特殊地质意义之故。事实上，副砾岩这个名词本身就意味着它不是以正常的砾岩形成方式沉积的，这类砾岩中常含有泥岩砾石，它们常常是巨大的泥质漂砾，因此许多人把这种砾岩归类于冰碛物中。但是自然界中这类砾岩并不一定都是冰川成因的，因此，有些人用“类冰碛岩”来表示非冰川成因的这类砾岩。
一种具有层纹（通常是水平层理或带状层理）的副砾岩即含砾泥岩。此类岩石中泥质岩具水平层纹，其中含有砾石；水平层纹常随砾石而有下凹的形状，它是由于砾石的“滴落”而造成的，故此砾石又称“滴石”。据研究，具有带状层理的泥岩常为冰川成因，砾石大小的“滴石”可能是由于河流或海（湖）岸冰块携带而来。另一种可能的成因是火山灰组成带状层理的细粒沉积物中含有类似冰携“滴石”状的砾石。具有纹理的副砾岩或砾质泥岩常与冰碛岩共生。
无纹理的副砾岩即通常所说的冰碛岩，它本是1887年伍德沃德（Woodward）用来描述一种“含有棱角状和圆状石块（石块上大都具有抛光现象和条纹构造）的不成层的硬结粘土”，以后才被人们用来指冰碛成因的沉积物。它们的特点是砾石成分复杂，结构成熟度低，分选极差。
类冰碛岩是指非冰川成因的砾质泥岩，即副砾岩。在这类砾岩中，泥质的含量变化很大，多者可占岩石的80%，最大的砾石可达漂砾级。这类沉积有的规模较大，曾被认为是海底泥流的沉积，常与深海浊积岩共生。它在浊积岩中呈厚层状、薄层状或透镜状体，也有的是因滑塌作用形成。小规模分布的这种岩石还可能是大陆泥石流成因，也有近岸浅水成因的。
4砾岩和角砾岩的主要成因类型
常见的成因类型有：海成或湖成砾岩（角砾岩），河成砾岩（角砾岩），冰川角砾岩，山崩滑坡角砾岩，残积角砾岩，喀斯特（洞穴）角砾岩，成岩或后生角砾岩。
（1）滨岸砾岩
主要产在滨海地区，其次是滨湖地区。由河流供给的砾石或沿岸岩石崩塌下来的角砾经波浪和海流反复作用而成，其特点是砾石成分单一（如果母岩区成分复杂，砾石成分也不一定简单），多以稳定成分的砾石（石英、石英岩、燧石）为主；砾石的分选性好，磨圆度高，往往是一种粒级占绝对优势（图8-13B）。砾石平均粒径一般小于25cm；砾石的对称性好；砾石长轴（a轴）多数平行海岸线方向，最大扁平面（即由a轴和b轴组成的面）向着海方向倾斜，倾角一般7°～8°，不超过13°，砾石倾斜方向与斜层理的细层总倾向一致（图8-14），因为这种排列方向在击岸浪的冲击下最为稳定。由于海平面的升降及波浪和底流随深度迅速减弱，整个砾岩层常呈薄层透镜体产出。它与石英砂岩共生，有时含有海生生物化石，这种砾岩当处在海侵层位的最底部时，就是底砾岩。
图8-13 砾岩粒度成分直方图
A—河成砾岩（据J奥丁）；B—滨岸砾岩（据温德华）；C—冰积砾砂岩（据J奥丁）；D—山崩滑坡角砾岩（据温德华）
图8-14 河流、三角洲及滨海中砾石定向排列的基本类型
如在海岸附近，由于山崩地滑的作用，或因海浪冲击岸边陡崖崩塌下来的砾石，在重力作用下滚到水盆地较深处，在层间保存下来，形成滑塌砾岩-角砾岩。如粗屑留在滨海深处，继续受到海浪作用的改造，则成为滨岸砾岩。
从沿岸陡崖崩落下来的固结岩石，主要为角砾状，而在滚落时携带的半固结状的水底沉积物则易成磨圆的砾石。因此，近岸砾岩-角砾岩的特点是棱角状和磨圆状的粗碎屑同时存在，并且分选性不好，大小极不一致，大的角砾可达几米。岩体呈透镜状，在窄长的地带可以是厚的，但不会既广布又很厚。可含有海生化石。
（2）河成砾岩
指山间河流和平原河流形成的砾岩，包括暂时水流形成的洪积砾岩或扇积砾岩，以山区河流为主。它们沿山麓成带状分布，与砂岩一起形成巨厚层，有的厚度可达千米以上，长度达十千米以上，属于毗邻山脉剧烈上升后遭受快速剥蚀的产物。
河成砾岩的砾石成分复杂，属于典型的复成分砾岩。由于搬运距离不远，不稳定成分遭到的破坏作用较弱。各种侵入岩、喷出岩、变质岩、沉积岩组成的粗碎屑均可出现。还可以有长石、石英、暗色矿物，及各种岩屑的砂级混入物。填隙物常为粘土杂基，分选性差，一般是双众数的（如图8-13A），最大砾石直径常超过岩石粒径中值（Md）的7～8倍。磨圆度不一，砾石对称性差。砾石的最大平面向源倾斜，呈叠瓦状排列（图8-14）；在稳定河流中，长轴与水流方向垂直，最大扁平面（ab面）的倾斜方向一般与水流方向相反，倾角随水流速度而变化，但在近岸处多与岸边平行。在急流河流中倾角可达15°～30°，而倾斜方向与斜层理的细层倾斜方向相反。
整个河成砾岩的横断面常呈大小不等的透镜体，底界面是一个不平坦的冲刷面，切割了不同的岩层。砾岩的岩性横向变化大，在平原河流及三角洲分流河道中可见泥砾岩。
（3）冰川砾岩-角砾岩
组分复杂，常见新鲜的不稳定组分。分选性很差，大的砾石常与泥砂混杂在一起，常无层理呈块状，往往与冰川粘土共生。砾石表面可见“丁字形”擦痕及磨光面。大的砾石（角砾）形状奇特，形成五角碎屑或熨斗状碎屑，其表面的“丁字形”擦痕的方向与冰川流向一致，砾石扁平面排列无一定规则。
（4）残积角砾岩
系母岩风化后的碎块就地堆积而成。其特点是碎屑棱角尖锐，毫无分选性，而最特征的是成分单一，并且沿剖面往下逐渐过渡到下伏的母岩。
（5）喀斯特角砾岩（洞穴角砾岩）
在地下水活动的石灰岩地区由溶洞顶壁垮塌堆积而成。其特点是角砾为石灰岩，胶结物仍是碳酸盐或风化的红土物质。
（6）成岩及后生角砾岩
成岩阶段，由于胶体物质的脱水收缩，使岩石破碎成角砾，再胶结可成角砾岩。在后生阶段，由于细脉的穿插而使岩石具角砾状外貌，这实际上是一种假角砾岩。在四川中三叠统含盐段中，由于含盐层的塑性变形或溶解，使围岩白云岩发生破碎，崩解而形成角砾岩。一般又称为盐溶角砾岩，是找寻盐矿的标志。这种角砾岩实属次生角砾岩的一种类型，它们的分布面积及深度都有限。
沃克（1975）提出了鉴别砾岩成因类型的四个重要标志，即支撑性及分选性、组构、层理和粒序性。他所列出的砾岩成因类型及特征如图8-15所示。
5砾岩和角砾岩的研究方法及地质意义
对粗碎屑岩的研究，主要在野外进行，特别要注意研究以下几个方面：
1）砾级碎屑成分，要统计各种成分砾石的含量，最好按粒级分别统计，将统计结果绘制成直方图或圆形图，并找出砾石成分在剖面上的变化规律。
图8-15 砾岩的主要类型及特征
（据Walker，1975）
a（p）a（i）代表砾石长轴A平行水流，长轴呈叠瓦状排列；a（t）b（i）代表砾石长轴垂直水流，中轴B呈叠瓦状排列
2）粒度和分选性，最简便的办法是在露头上无选择地测量100个以上的砾石长轴，统计分析并求出砾石a轴的平均值和分选系数。如有平面上的资料，还要找出它们在平面上的变化规律，作出等值线图。
3）砾石的圆度、球度、形状，以及表面特征的观察。
4）填隙物的成分和结构特点，以及它们和砾石的相对含量，对填隙物的研究还应该在显微镜下进行。
5）沉积构造的研究，如层理构造、粒序性、砾石的排列性质和排列方向，并对砾石的排列方向进行测量、统计作图。
6）砾岩岩体的产状、接触关系、底面特征的观察。
砾岩在时间和空间上的分布都很广泛，自前寒武纪到现代的各个地质历史时期，以及在各种构造条件下，都或多或少地存在着砾质沉积。在古代，角砾岩要比砾岩少，厚度不大，分布也局限；在古代的砾岩中，最发育的还是山麓地区的河成砾岩，如我国河西走廊的上泥盆统老君山砾岩，其厚度达1000～2000 m。另外，地台型的底砾岩有时分布很广，其面积可达几百平方千米。
对砾岩的研究具有很大的理论意义，由于砾岩常形成于构造运动期后，大面积的出现与侵蚀面相伴生，在地层上常作为沉积间断和地层对比的依据。砾岩，尤其是角砾岩的形成是地壳运动的标志，对于了解地质发展史、地壳运动状况、古气候状况和冰川的存在都是极有用的。此外，砾石的分布还有助于了解古海（湖）岸线的位置、古河床的分布及古流向，以及陆源区母岩的特征等。
砾岩中常存有重要的金属和非金属矿产，如金、铂、金刚石等贵重砂矿和铜矿、铀矿等。例如，四川会理大铜厂的含铜砾岩、南非维特沃斯兰德（Witwatersrand）的含铀、金砾岩。砾岩常常是重要的含水层，是寻找水资源的有利对象，此外砾岩还可以是石油和天然气的储集层。砾岩本身还是建筑材料和铺路材料，砾石也是混凝土的拌料。可见研究砾岩还具有很大的经济意义。
（二）中碎屑岩——砂岩
1概述
凡碎屑颗粒的大小在2～005mm之间，并且含量在50%以上的碎屑岩称为砂岩。砂岩主要由砂粒、杂基和胶结物三部分组成，有时可混入一定数量的砾石和粉砂。砂粒主要为陆源碎屑，其中以石英为主，其次为长石和各种岩石碎屑及少量的重矿物。上述三种碎屑组分的量比，不仅能反映陆源区母岩的性质，并且是砂岩按成分分类的主要依据。
砂岩是机械沉积作用的产物，故各种层理构造及层面构造都比较发育，特别是斜层理或交错层理较其他沉积岩类更为常见。
砂岩分布很广，在沉积岩中，仅次于粘土岩而居第二，约占沉积岩总量的1/3。
2砂岩的分类
砂岩的分类方法很多，但主要是据碎屑的粒度和矿物成分进行分类。
1）据碎屑粒度分类：通常划分为三类，即粗粒砂岩（粒径2～05mm）、中粒砂岩（粒径05～025mm）、细粒砂岩（粒径025～005mm）。
2）按砂岩成分-成因分类：目前，我国砂岩成分-成因分类都强调了杂基的成因意义，首先根据杂基含量（15%为界）区分出净砂岩和杂砂岩。然后以石英、长石、岩屑为端元进行三角图形分类，曾允孚等的分类（图8-16（a）），用杂基含量来反映结构成熟度和搬运沉积介质的流动特征；用石英端元（Q）的含量或Q/（F+R）反映砂岩的成分成熟度；用长石（F）/岩屑（R）来反映物源、大地构造状况和气候、风化特点。信荃麟等的分类（图8-16（b）），用杂基含量反映机械分异作用的好坏和流动因素；用石英的含量反映磨蚀历史及矿物成分成熟度；用长石和岩屑的含量来反映母岩区岩石组合基本特征。这两个分类的主要区别是：①前者石英砂岩石英含量下界为95%，后者为90%；②前者石英端元包括石英、燧石、石英岩和其他硅质岩岩屑，后者石英端元只包括石英；③三角形内部分区，前者划分为7个区，后者划分为8个区。
图8-16 国内代表性的砂岩分类
笔者认为，曾允孚等和信荃麟等的分类都是比较成熟的分类。建议采用信荃麟等（1982）的分类方案。但必须说明的是长石砂岩（杂砂岩）与岩屑质长石砂岩（杂砂岩）的分界是石英端元与长石含量为75%、岩屑含量为25%的点之间的连线，即长石与岩屑含量比为3：1。长石质岩屑砂岩（杂砂岩）与岩屑砂岩（杂砂岩）之间的界线是石英端元与岩屑含量为75%、长石含量为25%的点之间的连线，即岩屑与长石含量比值为3：1。
3砂岩的主要类型
依据信荃麟等（1982）的分类方案，首先按杂基含量把砂岩分成两大类，即砂岩类（杂基小于15%）、杂砂岩类（杂基大于15%），前者又可分为石英砂岩类、长石砂岩类和岩屑砂岩类三类，每个大类具有独自的特征，根据其自身特征，每一大类砂岩可作进一步类型划分（表8-4）。
表8-4 砂岩成分分类表
注：当基质含量＞15%时，岩石名称相应改称石英杂砂岩、长石杂砂岩、岩屑杂砂岩等。（据信荃麟，1982）
图8-17 白云质石英砂岩
（单偏光，d=19mm）
石英碎屑圆度高，分选较好，杂基为泥晶白云石，杂基支撑，基底式胶结
（1）石英砂岩
颜色浅，常为浅黄、灰白色，碎屑矿物以石英为主，含量在80%以上，其次可含少量的正长石、微斜长石和酸性斜长石及少量的岩屑。石英砂粒的圆度高、分选好；粒度以中—细粒为最常见。胶结物常见的有硅质、碳酸盐质或铁质（图8-17）。
石英砂岩常呈不厚的稳定层状，波痕及交错层理发育。除含钙质石英砂岩有时含少量钙质生物介壳外，一般不含化石。
石英砂岩是在地壳比较稳定，地形平坦，气候潮湿，母岩经过较彻底的化学风化，碎屑物质经过长距离的搬运，至海、湖滨岸和浅水区沉积，有的甚至经过多次沉积旋回而形成的。如我国北方震旦系长城统石英砂岩、宣化庞家堡震旦系串岭沟组的铁质石英砂岩等。
在硅质胶结的石英砂岩中，根据胶结物结构的性质常又分为以下几种。
1）硅质石英砂岩：碎屑石英未发生次生加大现象，胶结物为蛋白石或玉髓。
2）石英岩状砂岩：部分石英碎屑发生次生加大现象。
3）沉积石英岩（正石英岩）：硅质胶结物全部发生重结晶而成次生石英，颗粒与胶结物界线不清，形成似镶嵌状结构，特征与变质岩的石英岩极为相似。
（2）长石砂岩
肉红色或粉红色；主要碎屑组分为石英＜75%和长石＞25%。长石以正长石和微斜长石为主。碎屑圆度差、分选性中等，常为粗粒结构。长石砂岩中除石英和长石碎屑外，有时还可含＜10%的岩屑；重矿物含量亦可超过1%，常见的有锆石、电气石、金红石、独居石、磷灰石等。胶结物常为碳酸盐质及氧化铁，常含有＜15%的粘土质杂基，并常围绕长石碎屑再生长大（图8-18）。
长石砂岩主要形成于以花岗岩或花岗片麻岩为母岩、地形起伏大的山区，母岩经受强烈的物理风化并迅速发生堆积而形成。一般分布在山前坳陷和边缘坳陷等地区，多属于湖泊、河流及山麓洪（冲）积沉积，如四川侏罗系的长石砂岩。
（3）岩屑砂岩
灰绿、灰黑色，碎屑颗粒中石英含量＜75%，岩屑＞25%，成分随母岩而异，长石＜10%，并以酸性斜长石为主；重矿物含量在1%以上，种类较复杂，常见有辉石、角闪石等。碎屑的分选和磨圆度均差，颗粒呈棱角状。胶结物为硅质或碳酸盐质，常呈基底式胶结。粘土杂基也较多，并常转变为绿泥石和绢云母，有时并有交代碎屑的现象（图8-19）。
图8-18 长石砂岩
（单偏光，d=14mm）
碎屑成分以石英、长石为主，长石最高含量可达50%以上，填隙物为粘土及铁质，粘土围绕长石使长石形成次生加大，具有良好的晶形
图8-19 长石岩屑砂岩
（单偏光，d=35mm）
碎屑成分除石英外，有各种长石和岩屑，长石以斜长石为多，岩屑成分有喷出岩、粉砂岩、石英岩、粘土岩等，填隙物为粘土及少量的碳酸盐，孔隙胶结
岩屑砂岩主要形成于地壳运动剧烈时期，如地槽强烈下陷阶段。由于岩石遭受剧烈的风化剥蚀，碎屑物质只经短距离搬运，便快速堆积下来。多分布于构造隆起区附近的断陷带或坳陷盆地中。
（4）杂砂岩类
指杂基含量大于15%、分选极差、泥砂混杂的砂岩（图8-20）。在分类上与净砂岩并列，为另一大类砂岩，其进一步分类命名与净砂岩（砂岩）相同。
杂砂岩也有人称之为瓦克岩、硬砂岩。按照多数人的理解，瓦克岩是与杂砂岩近似的概念，硬砂岩则与岩屑砂岩的概念相近似。为避免人为的概念混乱，笔者赞同把瓦克岩、硬砂岩的术语废弃。
图8-20 岩屑杂砂岩
（据信荃麟，1982）
（正交光，×80）
北京西山，侏罗系九龙山组
杂砂岩一般富含石英，有不同比例的长石和岩屑，常含少量的黑、白云母碎屑。
石英有单晶石英、多晶石英。长石主要是斜长石和钾长石。岩屑主要是泥、页岩、粉砂岩、板岩、千枚岩和云母片岩岩屑，酸性火山岩岩屑也较为常见，安山岩岩屑极少。
杂砂岩杂基含量高（大于1500），而胶结物极少，自生矿物主要是碳酸盐，一般呈斑点状产出，通常交代杂基和颗粒。
杂砂岩呈暗灰色，一般是坚硬、固结良好的砂岩。常见递变层理和底面铸模构造。
由于杂砂岩是含有大量杂基、泥砂的砂岩，通常是泥砂混杂搬运的重力流沉积的产物，最常见于浊流沉积物中。
4砂岩的研究方法及意义
对于砂岩（包括粉砂岩）的研究，不仅要在野外进行详细观察描述，而且还必须做大量的室内工作。
在室内工作中，薄片鉴定是最基本的手段之一，可用来详细研究砂岩成分、结构以及成岩、后生变化，以便正确地予以命名和进行成因分析。其他常用手段还有机械分析、重矿物分析及形态分析等。为了确定砂岩的储集性能，可用专门方法测定砂岩的孔隙度和渗透率，利用扫描电镜、阴极发光及X射线衍射等现代化手段，再结合压汞分析，可以进一步研究砂岩孔隙结构、胶结物的类型和数量，进而阐明环境的特点及其对储集性能的影响。
野外工作和实验室分析的结合，可对地层的划分和对比，以及古地理、古构造、古气候、古代沉积环境等方面的研究，提供重要的依据。
砂岩的研究具有极为重要的实际意义。砂岩是最重要的油气储集层，据统计世界上半数以上的油气资源储集在砂岩中。另外，砂岩中常有铜、铁、铅、锌、铀等多种层控金属矿床；砂岩是良好的含水层，是寻找地下水资源的有利场所；固结良好的砂岩可作建筑石材，松散的砂可作水泥拌料，纯净的石英砂和石英砂岩是硅酸盐工业和玻璃工业的原料。某些砂和砂岩中常常富集有重要矿产，如金、铂、锆石、独居石、锡石、金红石等矿物，可构成重要的砂矿。
从上述可以看出，砂岩的研究不论是在地质理论方面，还是在国民经济建设方面，都具有十分重要的意义。
（三）细碎屑岩——粉砂岩
粉砂岩是由粒度在005～0005mm、含量在50%以上的碎屑质点组成的碎屑岩。粉砂岩中常混入砂和粘土，性质介于砂岩与粘土岩之间。
粉砂岩的碎屑组分以石英为主，长石次之，岩屑少见，有时含较多的白云母片。重矿物含量较高，可达2%～3%以上，常见的为锆石。碎屑的磨圆度差，常呈棱角状，填隙物为粘土质、碳酸盐质、氧化铁质等。
粉砂岩按粒度可细分为粗粉砂岩（碎屑粒度005～003mm）和细粉砂岩（碎屑粒度003～0005mm）两类。
粉砂岩因颗粒细小，肉眼难以识别其矿物成分和形态特征，野外鉴定时可根据其粗糙的外貌和断口，以及用手搓捻其粉末有粉砂质点感觉与粘土岩相区别。此外，需着重观察岩石的颜色、层理等性质。
粉砂岩是碎屑经过了长距离搬运后，在比较安静的水动力条件、沉速比较缓慢的环境下形成的。在横向上分布于砂岩和粘土岩的过渡地带，在纵向上逐渐变成砂岩、粘土岩。它常具极薄的水平层理、波状层理及波状斜层理。
粉砂岩分布很广，我国很多杂色岩层、红层均为粉砂岩层。例如我国南方中生代—新生代的红层；北方广泛分布的黄土及黄土状岩石，也是一种半固结的粘土质粉砂岩。其中粉砂含量一般为40%～60%；其次为粘土，一般在30%左右（华北黄土中粘土含量可达40%）；再其次为砂粒，含量在10%左右，粒径一般＜025mm。碎屑成分以石英、长石为主，此外还有电气石、锆石、石榴子石等。我国北方的黄土一般认为是风成的，而其他地区（如成都平原、苏北、南京附近）的黄土则认为以水成为主。
1、形态：海成石灰岩区域性的稳定层状，也可与净砂岩互层。湖成石灰岩规模一般不大，以条带状出现。
2、颜色：灰白、灰、灰黑或紫红等色。
3、成分：方解石>50%。其它成分常在50%以下，黏土矿物、石英粉砂、铁质微粒、海绿石、有机质等。
4、沉积构造：灰岩常见泥裂、生物痕迹、生物扰动、结核、缝合线等，特别是虫孔、生物扰动、硅质（燧石）结核和缝合线，可见水平层理，多见块状层理，常见叠层构造和鸟眼构造。
5、结构：泥晶结构、各种颗粒结构、生物骨架结构、粘结结构或障积结构等。
6、石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，不溶于水，易溶于饱和硫酸，能和各种强酸发生反应并形成相应的钙盐，同时放出CO2。
砂岩和石灰岩的区别：
1、外观不同：石灰岩为灰色调 浅灰深灰黑灰，砂岩颜色较丰富，主要以调为主，也有红褐色、灰绿色、灰等，有时也有灰色调的砂岩。
2、触感不同：砂岩为碎屑岩类，外观粗糙，手摸其表面有明显颗粒质感，仔细观察可以看到是明显由砂粒组成，石灰岩为碳酸盐岩多数情况下手感细腻，没有明显的颗粒感，观察不到砂粒。
3、硬度不同：砂岩的硬度可以较高、也可以很低，风化较厉害的砂岩是可以剥离出砂粒的灰岩硬度低，金属制品可以轻易刻划出痕迹，并且石灰岩的风化主要是化学溶蚀作用。
一、教学目的
(1)初步认识石炭-二叠系各组地层岩石组合、岩性特征与分层标志。
(2)了解耐火黏土矿、煤矿所在层位。
(3)观察描述碎屑岩的主要岩石类型。
(4)认识下侏罗统北票组与下二叠统石千峰组之间的角度不整合接触关系。
(5)绘制地质路线信手剖面图(参考图4-1)。
二、教学安排与教学内容
No1
位于养鸡厂附近的旧采坑。
(1)观察中石炭统本溪组与下奥陶统马家沟组之间平行不整合接触关系和本溪组底部的G层耐火黏土。
提示:研究区耐火黏土赋存于本溪组、太原组、山西组和下石盒子组，共计8层。在本区以G层和山西组顶部的B层为最好，可供工业开采利用地段主要在半壁店和欢喜岭一带。本次所观察的旧采坑位置即为G层黏土矿的层位，在其周围现在也可以找到残留的矿石。矿石呈铅灰色豆状或鲕状构造，密度较大，用手搓后有滑腻感。
(2)带队教师向学生介绍，自中石炭世开始，本区的沉积环境(沉积相)已由原来的海相过渡到海陆交互相，到二叠纪完全进入陆相。沉积相的变化可通过岩石的沉积特征、生物特征等综合判别和划分。
带队教师要指导学生注意在本溪组和太原组中的砂页岩中采集植物化石;在泥灰岩透镜体中注意寻找海相化石，前人曾在泥灰岩中发现的海相化石有:、珊瑚、腕足类和双壳类。
(3)观察本溪组的岩性特征。实习区内小王山剖面可作为本区标准剖面。下部为铁质砂岩或褐铁矿(山西式铁矿)，上部为细砂岩、纹层状泥质粉砂岩-粉砂质泥岩及页岩，夹3～5层灰岩、泥灰岩透镜体，含G层耐火黏土，厚82m。本组平行不整合于马家沟组之上。粉砂岩及页岩中含植物化石:带科达、栉羊齿未定种、近大脉羊齿、深裂齿叶、楔叶未定种、轮叶未定种等。
No2
位于四方台西南约100m处的小路北侧。
(1)观察描述岩屑长石砂岩(太原组底层)，分析该岩石形成球状风化的原因。
提示:对碎屑岩的描述，详见本书第五章基本工作方法部分，在这里仅提示在野外如何鉴别胶结物的成分。
硅质胶结:胶结坚硬，小刀难以刻划。
钙质胶结:加稀盐酸起泡，但白云质胶结物不起泡，或只有粉末起泡。
泥质胶结:胶结松软，小刀可刻划。
铁质胶结:岩石呈红色，硬度、密度均较大。
海绿石胶结:绿色，风化后有褐色斑痕。
(2)向学生介绍煤矿所在的层位。柳江盆地为一含煤盆地，主要含煤岩系为上石炭统太原组、下二叠统山西组和下侏罗统北票组煤系地层。石炭、二叠系共含煤6层。由上而下编号，其中煤1—煤4属二叠系，煤5、煤6为石炭系。煤5、煤3层位稳定，沿途观察所见的采煤坑开采的就是太原组的煤5和山西组的煤3。煤层在地表常以煤线出露，这是一种标志，指示深部可能有较好的煤层产出。
(3)注意观察太原组、山西组的岩性特征。太原组建组于山西太原西山附近，由太原系(泛指华北含煤岩系以下地层)演化而来。由两个沉积韵律组成:下韵律底部为青灰色含铁质细粒长石岩屑砂岩，风化后成黄褐色，具大型球状风化。向上过渡为青灰色页岩夹D层黏土或泥灰岩透镜体。上韵律底部为薄层细粒长石岩屑砂岩，具小型球状风化。向上为青灰色夹泥灰岩透镜体。太原组厚51m。山西组由维里士等于1907年创名于太原西山，后来刘鸿允更名为山西组。岩性由灰色、灰黑色中细粒长石岩屑砂岩、粉砂岩、炭质页岩及黏土岩构成两个沉积韵律。第一个韵律含煤层，第二个韵律的顶部含铝土矿(相当B层耐火黏土)。山西组厚近62m。
No3
位于175高地北东300m小路拐弯处。
(1)观察描述含砾粗粒岩屑长石砂岩(下石盒子组底层)。
(2)观察下石盒子组、上石盒子组、石千峰组岩性特征。
下石盒子组创名于太原西山，由瑞典地质学家那琳命名的“石盒子系”演化而来。岩性主要为灰色中粒长石岩屑杂砂岩、细粒岩屑杂砂岩、泥质粉砂岩、黏土质粉砂岩构成三个沉积韵律。二、三韵律顶部分别是A2和A3层黏土。下石盒子组厚115m，整合于山西组之上，属湖泊相沉积。粉砂岩中产植物化石:带科达、多脉带羊齿、中芦木未定种等。
上石盒子组组名来源同上，为“石盒子系”上部。上石盒子组分布较局限，发育较好的剖面在欢喜岭，厚72m，整合于下石盒子组之上。岩性为灰白色中厚层含砾粗粒长石净砂岩夹紫色细粒砂岩及粉砂岩，由1～2个沉积韵律构成。第一个韵律底部是在A1层黏土之上的灰白色含砾粗砾长石净砂岩，具大型斜层理。
石千峰组由那琳1922年创建于太原西山石千峰，原称“石千峰系”。是一套河流相紫色岩层，包括含砾砂岩和砾岩、粗粒-中细粒净砂岩和杂砂岩、粉砂岩和泥岩。石千峰组的底部是紫红色含砾粗粒岩屑长石杂砂岩。石千峰组厚150m，与下伏上石盒子组为整合接触。
提示:“净砂岩”和“杂砂岩”的区分主要是通过放大镜或显微镜仔细观察岩石颗粒之间的填隙物，前者填隙物主要为胶结物，黏土杂基含量一般小于15%;后者填隙物主要为黏土杂基。
No4
位于瓦家山东北冲沟附近。
观察下侏罗统北票组与上二叠统石千峰组角度不整合接触关系;观察描述北票组的底砾岩。
北票组可与杨志坚(1950)命名的华北地区下花园组(J1x)对比，为侏罗系底部地层，层序完整，分布较广泛，黑山窑后村至大岭一带可作为北票组的标准剖面，分上、中、下三段。下段岩性由、灰白色含砾粗粒长石石英砂岩、黑色炭质页岩、粉砂岩、含煤线组成四个沉积韵律，厚1618m;中段以砾岩及含砾粗砂岩为主，夹少量粉砂岩和页岩，厚278m，分界标志为北票组的底砾岩;上段以灰粗砾岩夹含砾粗粒长石杂砂岩、粉砂岩、黑色炭质页岩为主，含煤线，厚215m，底部具粗砾岩，与下段分界明显。根据岩性和生物化石特征分析，北票组属湖泊、河流及沼泽相沉积，水体来源于西北方向。具体剖面特征见本章第五节。
提示:角度不整合无论在平面还是剖面上，都表现为不整合面上下两套地层产状不同，并且其间有地层缺失。上覆地层底面的地质界线(不整合线)切割下伏不同时代老地层的地质界线，不整合面上具有风化壳，且常具有底砾岩。
对底砾岩的观察，应注意描述岩石的颜色，砾石的成分、大小、磨圆程度、分选性和排列方式，充填物和胶结物的成分，胶结类型等，并分析当时水体的运动方向。
带队教师根据此点所见到的现象，指导学生详细观察描述，并作角度不整合接触关系素描图。
三、回顾与思考
(1)小结主要碎屑岩类型及其特征。
(2)总结岩性变化规律，分析海陆过渡环境的沉积特征。
(3)注意观察不整合面上下岩性的差异。
二氧化硅含量95%以上的岩石只存在于沉积岩和变质岩中。
沉积岩中有两种，一是它生沉积岩中的各类石英砂岩，如石英粗砂、细砂、粉砂岩，石英净砂岩等；另一是自生沉积岩中的硅质岩有可能达到含量95%以上，主要矿物成分包括自生石英、玉髓和蛋白石。
变质岩中的则包括区域变质作用形成的变质石英岩以及气液变质作用形成的硅化岩。变质石英岩与沉积岩的区别是具有粒状变晶结构，原岩为石英净砂岩、硅质胶结石英砂岩或硅质岩；硅化岩中则有石英化岩、玉髓化岩（不包括蛋白石化岩）有可能达到95%以上，他们具有特定的鉴别特征，这里不再赘述。
石英含量如此高的岩石范围毕竟是很小的。
在不同的地质历史时期，形成的沉积岩类型、成分、结构构造、体积都有一定的变化（图19－2）。概括起来，有以下几个特点：
图19－2 地质历史时期的沉积岩类型分布（据Ronov，1983）
（1）条带状含铁建造（banded ironstone formation，BIF），即碧玉铁质岩或磁铁石英岩，最早出现在376亿年前的太古宙，与绿岩带（greenstone belt）共生。到元古宙早期沉积数量最丰，以后逐渐减少，元古宙后消失，整个显生宙均未再出现。另一类含铁建造属于鲕绿泥石－针铁矿－菱铁矿型，是在显生宙才出现的，但分布比较局限。
（2）最古老的红层，见于距今25亿年前的绿岩带内，此后至距今18亿年期间甚为少见，直到元古宙晚期和显生宙才又显著增多。
（3）显生宙时，沉积岩中的碳酸盐岩数量可接近25％，而元古宙时形成的碳酸盐岩仅占5％左右，太古宙时更少。在碳酸盐岩的成分上，镁钙比值随时间的推移而降低，反映出显生宙以前白云岩较多。含铁的白云岩在太古宙地层内常见，含铁量也随时间推移而趋于减少。浅水内沉积的泥晶灰岩与生物灰岩开始出现于寒武纪，晚侏罗世的远洋灰岩与联合古陆的解体和大陆漂移有关。
（4）距今23亿～20亿年的古元古代，大陆上开始出现锰矿。元古宙晚期硬石膏与石膏见于北美洲及大洋洲，显生宙内的蒸发岩在所有沉积岩内体积可占5％。距今20亿年古元古代开始出现碳质页岩与煤、石墨，但直到晚泥盆世陆生植物繁盛之前，煤都较少见。
（5）太古宙的绿岩带内已有杂砂岩及浊积岩出现，古元古代地层已有典型的长石砂岩。其后，这些不成熟的沉积岩逐渐被成熟的砂岩和石英岩所替代。
除以上几点总体的变化趋势外，以下简要介绍几类常见的沉积岩在地史时期的演化特征：
◎砂岩：大多数太古宙长石质净砂岩或长石砂岩中斜长石的含量远高于碱性长石。与之相反，显生宙的砂岩中碱性长石的含量要高于斜长石。大多数古－中太古代的砂岩为富含泥基的岩屑杂砂岩，它们多以厚层的浊流沉积出现，成分成熟度和结构成熟都极不成熟。从碎屑成分来看，纯橄岩和橄榄岩等超基性岩岩屑的含量要远高于长英质岩屑。碎屑矿物颗粒中，橄榄石、辉石和斜长石含量丰富，石英和碱性长石少见。这些颗粒主要为棱角状、分选性差，没有很强的搬运和磨蚀作用。这些特征与该时期广泛分布的花岗质陆壳周期性为浅海所覆盖这一沉积环境相符合。尽管部分陆源物质明显来源于花岗岩和麻粒岩，但总体来说该时期硅铝质陆壳较薄且出露范围有限。这一时期主要的母岩剥蚀区为超基性、基性岩浆岛弧和部分暴露的下地壳甚至地幔物质。剥蚀下来的碎屑物质经过快速的、短距离的搬运，直接沉积于海沟、弧前和弧后盆地。由于没有宽缓而稳定的浅海陆架存在，因此碎屑物质的沉积改造作用不明显。同时，该时期地表缺乏植被，大气也处于酸性还原状态，增强了地表风化和剥蚀作用。从太古宙末期到元古宙早期，由碱性长石和富含石英的硅质岩屑组成的长石砂岩含量开始增高，来源于花岗岩和流纹岩的碎屑成分也逐渐增高。在元古宙，陆壳更趋于花岗质，并且开始变得稳定，成分成熟度和结构成熟度都比较成熟的石英砂岩开始大量的出现，它们的碎屑颗粒有相当一部分来源于遭受风化剥蚀的早期砂岩。早古生代砂岩主要是成分和结构成熟度都极成熟的石英净砂岩。它们基本上由99％的极圆状、分选好的石英颗粒组成，表明它们经受了长期的强烈风化和搬运作用。在某些特殊情况下，热带区的化学风化作用也可以形成石英砂岩，但这种化学成因的石英砂岩中石英颗粒多为棱角状，分选差，要形成极成熟的石英砂岩，必须经过多期次的旋回作用。早古生代之后，这些极成熟的石英砂岩开始逐渐消失了。
◎ 碳酸盐岩：石灰岩的矿物组成指示了显生宙期间海水化学组成的微妙变化。这些变化与地质历史时期长时间尺度的冰期与暖期的交替变化直接相关。冰期与暖期的交替，控制了海平面高度、海水温度、海水化学组成的变化。在显生宙大部分时期，地球处于温暖、富CO2的环境，海平面较高，陆架为浅海所覆盖，石灰岩广泛发育。而在冰期（如晚古生代－三叠纪、渐新世－现今）石灰岩只发育于开阔海盆地，主要以钙质浮游生物软泥的形式出现。显生宙石灰岩的形成速率比较稳定，但是其主要的形成地点因暖期和冰期的交替而相应的在浅海与深海之间变化。前寒武纪的石灰岩沉积较少见，一方面是由于该时期缺乏宽阔而稳定的浅水台地，另一方面更是由于生物的演化而导致。叠层石的研究表明，能够分泌钙质的蓝藻细菌最早出现在35亿年前，但受到海水化学组成和浅水台地的制约，它们直到元古宙才开始繁盛。石灰岩的大量出现，似乎与寒武纪生物大爆发直接相关。寒武纪生物大爆发之后，带壳生物开始大量涌现，生物体分泌钙质的能力得到显著提高，使巨厚层石灰岩的形成成为可能。白云岩的形成则在一定程度上受大气成分的影响。大气含较低CO2时有利于钙的沉淀，含较高CO2时有利于钙和镁的同时沉淀，即有利于形成白云岩。白云岩含量丰富的时期，往往对应于温暖期，早期形成的石灰岩也容易被白云岩化。碳酸盐矿物的沉积作用也明显的受到气候影响。在冰期（如晚中生代、晚古生代）海洋的化学组成更有利于文石的沉淀；而在暖期（如早－中古生代、晚新生代）更有利于方解石的沉淀。这种 “文石海”（aragonite sea）与“方解石海”（calcite sea）之间的转换，在很大程度上是由于海洋中镁钙的比例变化而导致的。碳酸盐岩中的生物颗粒类型由碳酸盐岩形成期的主要钙质生物组合所决定，因此在地质历史时期存在着明显的变化。如在古生代，海百合、腕足、三叶虫、苔藓虫生物碎屑组成的石灰岩非常常见，但经历了二叠纪－三叠纪生物灭绝事件之后，这些生物大量灭亡，其后在石灰岩中的含量大大降低。又如，菊石灰岩只见于晚古生代和中生代，钙质微型浮游生物和有孔虫组成的灰岩只有在白垩纪之后的地层中才出现，新生代灰岩主要是由双壳、腹足、钙藻及海胆等生物碎屑组成，这些都是由于钙质生物的演化所决定的。
◎泥质岩：太古宙及元古宙泥质岩中铁元素主要为还原态，铁的氧化物出现在新元古代及其后的地层中。在新元古代后的泥岩中，有机碳和碳酸盐含量显著增高，这是由于生物开始逐渐繁盛，由于生物的固碳作用，碳元素越来越容易进入到沉积物中。大多数前寒武和古生代的泥质岩主要由伊利石粘土矿物组成，但这可能主要是由成岩作用引起的，因为伊利石是在埋藏和成岩作用过程中最稳定的粘土矿物，蒙脱石和高岭石都容易在成岩过程中转变为伊利石。在新生代之前的地层中，蒙脱石矿物为主的泥岩，如胶岭土，非常少见，这也是由于蒙脱石的晶体结构和化学组成容易在成岩过程中遭受显著改造。在中古生代之前的地层中，高岭石矿物也较少见，可能是由于在此之前缺乏陆生植物，无法提供高岭石的形成条件而导致的。黑色页岩则往往与气候的温暖期相对应，通常是在主要海侵期的初始阶段形成于缺乏沉积物供给的深水还原条件下。
◎其他类沉积岩：铁质岩和蒸发岩可以用来指示地质历史时期大气的演化。在18亿年前广泛发育的层状铁质岩，主要指示了大气中非常低的氧含量。当层状铁质岩从地层中消失之后，沉积物中的铁主要是以氧化物的形式存在，偶尔也以鲕粒状铁质岩产出。铁质岩的形成与热带土壤风化和缺乏其他类型沉积物供给有关，并且主要形成于气候温暖期。蒸发岩在距今12亿年左右开始大量出现，尤其以石膏含量最高。蒸发岩只有在宽阔稳定的大陆能够周期性为蒸发作用强烈的浅层海水所覆盖的情况下才可能形成。大气的组成也可影响到蒸发岩的形成。在还原条件下，硫主要以黄铁矿沉淀出来，而有些硫酸盐矿物，如石膏，只有在大气为氧化条件下时才能形成。石膏岩与铁质岩一样，对于大气的演化都是比较敏感的。
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，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。
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，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，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（2～025 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1～05 mm，含量约占55%；05～025 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、陆源碎屑岩的成分
陆源碎屑岩主要由碎屑和填隙物组成。碎屑是其主要组成部分，它决定着碎屑岩形成时的基本特征（如母岩性质、搬运条件、沉积环境和成岩后生作用等），因此，碎屑在岩石中的含量必须大于50%。而填隙物是碎屑岩中不可缺少的次要组成部分，其含量少于50%，填隙物的数量虽然相对碎屑较少，但对研究碎屑岩的搬运条件、成岩后生变化及成岩历史同样具有极为重要的意义。
（一）碎屑成分
碎屑成分主要是来源于陆源区母岩机械破碎的产物，它包括了岩浆岩、变质岩及早先形成的沉积岩的矿物碎屑和岩石碎屑。但由于各种矿物和岩石的稳定程度不同、风化作用强度不同，再加上搬运和沉积作用的改造，它们在碎屑岩中的丰度不大一样。最常见的碎屑物质有：
1石英碎屑
石英是碎屑岩中出现最多的矿物，且多集中于砂岩和粉砂岩中。其平均含量达668%。由于石英碎屑可来源于花岗岩、片麻岩、片岩及早先形成的沉积岩（主要是碎屑岩），因此常利用石英的各种特点，如包裹体、消光性质、颗粒形态及复晶性质等来确定来源区母岩的性质（表2-1）。
表2-1 母岩性质与石英碎屑的关系
2长石碎屑
是碎屑岩中含量仅次于石英的另一重要组分，在砂岩中的长石平均含量可达10%～15%，在个别岩石中可高达60%。长石碎屑中常见的是钾长石，尤其是微斜长石更为多见，其次是酸性斜长石，而中性和基性斜长石则较少。长石碎屑主要来自花岗岩和花岗片麻岩，一般认为碎屑岩中长石的含量受气候条件、地壳运动强度及母岩性质多种因素的影响，因此，对长石含量、长石类型及其他特征的研究，有助于追溯母岩性质和母源区，推断古气候、古构造等状况。
3云母碎屑
碎屑岩中常见的有白云母和黑云母碎屑，以白云母居多，且多分布于细砂岩和粉砂岩的层面上。
4重矿物碎屑
是碎屑岩的次要碎屑组分，其含量一般不超过1%，多分布于较细的砂岩中。重矿物的含量虽低，但多数性质稳定，种类较多，故常利用重矿物组合类型及标型特征来划分对比地层和追溯母岩性质，在勘探实践中可用以指导找矿。
5岩石碎屑
简称岩屑，是碎屑岩的重要组分，它是由母岩机械破碎形成的岩石屑（块）。岩屑保留了母岩的物质组分和结构特征。岩屑的成分可以是火成岩，也可以是变质岩或沉积岩，所以岩屑是判断母岩性质最直接和最可靠的标志。碎屑岩中岩屑的数量和种类与粒度有关，故岩屑大量出现在砾岩中，特别像粗粒的花岗岩岩屑只能出现在砾岩中；砂岩中的岩屑则是具细粒、细晶、隐晶结构的母岩类型，如火山岩中的玄武岩、安山岩、霏细岩等；变质岩中的千枚岩、板岩、石英岩及片岩等；沉积岩中的泥质岩、粉砂岩、燧石及泥晶、微晶灰岩；粉砂岩中的岩屑数量和种类则很少，有时可含有内源沉积的颗粒或火山碎屑物。
母岩类型与碎屑矿物的组合特征如下：
◎ 再旋回沉积物：重晶石、海绿石、石英（特别是具磨蚀次生加大边的石英）、燧石、石英岩岩屑（沉积石英岩）、白钛石、金红石、圆化的电气石、圆化的锆石。
◎ 低级变质岩：板岩及千枚岩岩屑、黑云母及白云母，一般不含长石、白钛石、石英及石英岩岩屑（变质石英岩类型）、电气石（小的淡棕色自形晶、具碳质包体）。
◎ 高级变质岩：石榴子石、角闪石、阳起石、蓝晶石、矽线石、红柱石、十字石、石英（变质变种）、白云母及黑云母、长石（酸性斜长石）、绿帘石、黝帘石、磁铁矿。
◎ 酸性岩浆岩：磷灰石、黑云母、角闪石、独居石、白云母、榍石、锆石（自形晶）、石英（火成的变种）、微斜长石、电气石（小的粉红色自形晶）。
◎ 基性岩浆岩：锐钛矿、辉石、板钛矿、紫苏辉石、钛铁石及磁铁矿、铬铁矿、白钛石、橄榄石、金红石、斜长石（中性）、蛇纹石。
◎ 伟晶岩：萤石、电气石（蓝电气石）、石榴子石、独居石、白云母、黄玉、钠长石、微斜长石。
（二）填隙物成分
填隙物包括杂基和胶结物两类。
1杂基
杂基是指与碎屑同时沉积的、粒度小于001mm的机械破碎物质，其类型包括起填隙作用的黏土、细粉砂或灰泥等，但不包括孔隙水沉淀的自生矿物。
2胶结物
胶结物是指存在于碎屑颗粒间孔隙内的化学沉淀物质。胶结物成分较复杂，有碳酸盐质矿物、硅质矿物、磷质矿物、铁质矿物和黏土矿物等。
（三）自生矿物
自生矿物是在沉积期后新生成的矿物，如石英、长石、黏土、海绿石、黄铁矿等。对研究沉积环境和成岩作用特征成岩流体性质都具有重要意义。
二、陆源碎屑岩的结构
碎屑岩的结构，总称为碎屑结构。它包括碎屑颗粒的结构、填隙物的结构，以及碎屑与填隙物间的关系（胶结类型和支撑类型）。
（一）碎屑颗粒的结构
碎屑颗粒的结构是指碎屑颗粒的大小（粒度）、圆度、球度、形状和颗粒的表面特征。
1碎屑颗粒的粒度划分及鉴定
（1）粒度划分
粒度是指颗粒的大小，其划分标准有自然粒级标准和φ值粒级标准。自然粒级标准主要是根据碎屑颗粒的水力学行为来划分的；φ值粒级标准则是克鲁宾（1934）根据伍登-温德华的粒级标准经对数变换来的，即。详细划分见表2-2。
表2-2 碎屑颗粒粒级划分标准比较表
（2）粒度的确定
对于大于2mm的砾石，其颗粒的直径可用尺子或卡尺直接测量。对于圆球形或接近圆球的颗粒一般取其直径作为颗粒的大小。对于长形或不规则的碎屑，则往往测其长轴和短轴，或长轴、中轴或短轴的直径来表示其大小。
若为扁圆形砾石则取其扁圆的直径。在测量的基础上注意用肉眼目估碎屑的大小。对于砂级碎屑可用已知粒级的砂（砂样管）进行对比确定其碎屑的粒度。在显微镜下确定碎屑的粒度一般用带微尺的目镜，利用目镜微尺的格值测定其碎屑的视域直径。另外也可测出不同放大倍数下的视域直径（参见表0-1）来确定碎屑的大小（一般是指碎屑的长视直径）如5×10倍的视域直径为2mm，在直径上有10颗碎屑，则碎屑的粒度约为02mm。
（3）分选性
碎屑岩中碎屑颗粒大小的均匀程度称分选性或分选程度。分选性可粗略分为三级：
◎ 分选好：碎屑中主要粒级成分的含量>75%；
◎ 分选中等：碎屑中主要粒成的含量为75%～50%；
◎ 分选差：碎屑中各粒级的含量均
2碎屑颗粒的形态
碎屑颗粒的形态包括颗粒的圆度、球度和形状三个方面。
（1）圆度
指碎屑的棱角被磨蚀圆化的程度。一般分为四级：
◎ 棱角状态；
◎ 次棱角状；
◎ 次圆状；
◎ 圆状。
碎屑的圆度一般主要与搬运距离、搬运条件（介质性质及搬运方式）有关，还与碎屑的粒度、碎屑的性质有关（还应注意物源区气候条件）。碎屑磨圆的好坏一般也可分为三级。
◎ 磨圆好：碎屑多为圆及次圆状；
◎ 磨圆中等：碎屑多为次圆状及次棱角状；
◎ 磨圆差：碎屑多为次棱角状及棱角状。
（2）球度
指碎屑颗粒接近于球体的程度。球度一般用A、B、C三轴长度来确定，三轴长度近于相等，则球度高。球度取决于矿物本身的结晶习性和搬运距离。
球度和圆度是两个不同的概念，球度高的颗粒，圆度不一定好，相反磨圆很好的扁平砾石，球度也可以很差。
（3）颗粒的形状
根据碎屑的圆度和球度及三个轴之间的关系，颗粒的形状可以有四种：
◎ 圆球体；
◎ 扁圆体；
◎ 椭球体；
◎ 长扁圆体。
碎屑颗粒的形状与颗粒本身的性质（大小、晶形、硬度、解理、密度等）、搬运介质、搬运方式、搬运距离和时间的长短有关。因此，对砾级颗粒形状的观察十分重要，描述时应综合描述。对砂级的碎屑来说描述圆度的意义更大，而对粉砂级碎屑来说描述圆度意义并不大。
3碎屑颗粒的表面特征
在碎屑颗粒的表面常有各种磨光面、毛玻璃化、擦痕和刻蚀痕迹等，称为颗粒的表面特征。其成因主要与机械磨蚀作用和化学的溶蚀、沉淀作用有关。颗粒的表面特征用肉眼只能在粗碎屑上观察。而对于砂岩中的碎屑表面特征则常常在扫描电镜（SEM）下进行观察。碎屑颗粒表面的某些特征有助分析其搬运和沉积的历史，恢复形成时的环境，但应注意成岩后生作用对碎屑颗粒表面特征的影响。
（二）填隙物结构
填隙物结构包括胶结物结构和杂基结构。
1胶结物结构
胶结物结构指充填于碎屑之间孔隙内的胶结物的结晶程度、晶粒大小、排列方式及分布的均匀性等。常见的胶结物结构类型有：
◎ 非晶质结构；
◎ 隐晶质结构；
◎ 显晶质结构。
显晶质结构又可根据晶体的排列方式（即组构特征）进一步分为：
◎ 粒状结构：胶结物呈镶嵌粒状他形晶体，晶粒小于碎屑，无一定排列方向。
◎ 带状（薄膜状）结构：胶结物围绕碎屑颗粒分布，呈薄膜状，切面呈带状包绕颗粒。
◎ 栉壳状（丛生）结构：胶结物呈纤维状或细柱状晶体垂直碎屑颗粒表面生长。主要发生在成岩早期阶段。
◎ 再生（次生加大）结构：胶结物沿碎屑边缘结晶，其成分与碎屑的成分相同，其光性方位与碎屑的光性方位一致，胶结物的这种结构称为再生结构或次生加大结构。如石英的次生加大结构，长石和方解石也可形成次生加大结构。这种结构一般发生在成岩晚期及后生期阶段。
◎ 连生（嵌晶）结构：因胶结物重结晶作用，使充填孔隙的细小晶体加大为颗粒镶嵌的粗大晶体，或由海百合茎次生加大或孔隙水沉淀结晶矿物（石膏、方解石等）充填孔隙形成的粗大晶体连生胶结作用，将碎屑颗粒包含在大晶体中。这种结构一般是成岩后生阶段的产物。
2杂基结构
杂基是与碎屑颗粒同时机械沉积的起填隙作用的细屑物质，理论上为粒度
杂基是原始机械沉积物，其研究的意义在于杂基可以反映搬运时流体介质的性质和流动特点，其含量与沉积环境流体的动力条件成明显的正相关性。因此，杂基的含量可作为判别分选性和结构成熟度的标志。在实际工作中，必须区分原始机械沉积的杂基和由孔隙水沉淀形成的黏土矿物，后者也被称作为淀杂基或淀黏土，实际上是胶结物；也要区分与外来黏土物质的差别，后者又被称之为外杂基，系外部流体，如地表径流从地表渗入沉积物内部时，将外部的细粒沉积物带入前期的沉积体内形成的外杂基；同时也要注意由泥质岩屑受挤压变形形成的类似杂基的填隙物，此类型被称之为假杂基。由于上述几类填隙物在成分上虽然与杂基相似，但它们均非沉积成因的，因而被统称为似杂基，它们不能反映搬运沉积介质的流动特点和能量条件，但与成岩后生作用和成岩演化历史密切相关。
碎屑岩的结构特点常用结构成熟度来表示。结构成熟度是指碎屑沉积物在其风化、搬运和沉积作用的改造下接近于终极结构特征的程度。结构成熟度的高低应反映在碎屑的分选性、磨圆度以及黏土杂基的含量上。例如，分选好、磨圆好、无杂基，则说明结构成熟度高，反之，则结构成熟度低。
（三）支撑类型及胶结类型
1支撑类型
碎屑岩按碎屑颗粒与杂基含量的多少及碎屑与碎屑之间，碎屑与杂基之间的支撑关系，可划分为杂基支撑和颗粒支撑2种主要支撑类型。
◎ 杂基支撑：杂基含量较高，碎屑颗粒彼此不接触而呈漂浮状分散在杂基之中，由杂基支撑着碎屑颗粒。这种关系一般反映了快速堆积的密度流沉积特点，其胶结类型为基底式胶结。
◎ 颗粒支撑：碎屑颗粒之间彼此直接接触，相互支撑，反映了稳定水流沉积作用和波浪淘洗作用的特点。
2胶结类型
◎ 孔隙式胶结：在碎屑颗粒之间的孔隙内充满填隙物。其填隙物多为化学胶结物，也可以是黏土杂基，或二者同时存在。
◎ 接触式胶结：胶结物较少，一般只在颗粒接触点存在，在孔隙内则很少有或没有胶结物。这种胶结类型可以是原生的也可以是由于溶蚀淋滤作用次生形成。这种类型孔隙性较好。
◎ 基底式胶结：在碎屑颗粒之间充满填隙物，填隙物仅为黏土杂基而不含化学胶结物，碎屑颗粒往往呈“漂浮状”分布在黏土杂基中，因此，此类型基本不发育有孔隙。
三、陆源碎屑岩的观察与描述内容
（一）手标本的观察与描述内容
观察与描述的内容一般包括：岩石的颜色（注意区分原生色和次生色）；结构特征（重点是碎屑本身的粒度及分选性、磨圆度、颗粒形状及表面特征等）；构造特征（通常是在野外露头上观察到的）；碎屑成分、特征及含量；填隙物类型、成分、特征及含量；支撑类型及胶结类型；进行初步命名。
（二）薄片的镜下观察与描述内容
一般应依次观察与描述：结构类型及结构特征（包括粒度结构名称、颗粒大小及含量、分选性、磨圆度等）；构造特征（主要描述原生沉积构造，如各种层理构造、生物构造等）；碎屑成分、特征及含量，按碎屑成分类型（Q、F、R及重矿物）的顺序依次描述其特征，估计出这些碎屑成分在岩石中的或在碎屑中的相对含量；填隙物和自生矿物的成分及含量，包括：①杂基的成分、特征及含量；②支撑方式和胶结类型；③胶结物的成分、特征及含量；④重矿物的成分、特征及含量；⑤自生矿物的成分、特征、含量及产出方式；支撑类型及胶结类型；成岩后生变化；进行初步成因分析，最后进行综合命名。
通常还需选择能代表岩石结构及成分组合的视域，进行素描或显微照相。
四、陆源碎屑的观察与描述要求
（一）陆源碎屑岩粒级划分和命名
陆源碎屑岩按其碎屑颗粒直径大小可划分为：
◎ 粗碎屑岩（砾岩和角砾岩）：碎屑粒径＞2mm；
◎ 中碎屑岩（砂岩）：
碎屑粒径2～01mm；
◎ 细碎屑岩（粉砂岩）：
碎屑粒径01～001mm。
每亚类碎屑岩其相对应的粒级成分和含量必须大于50%，但含砾石级碎屑的碎屑岩，砾石在30%以上即可称作砾岩类。自然界中每类碎屑岩的成分不会很单一，总会有其他粒级的碎屑混入，当其他粒径成分混入物含量小于5%时，不参与命名；但当其中含有具特殊地质意义的成分时，以“微含××质”来进行命名；如有5%～25%的其他粒级成分混入时，则以“含××”表示（如含粉砂砂岩）；若岩石中有25%～50%的其他粒级成分混入时，以“××质”表示（如粉砂质砂岩）。
（二）粗碎屑岩的观察与描述要求和实例
对于粗碎屑岩亚类岩石，许多特征可通过露头和手标本的观察与描述即能基本确定，所以应特别重视露头和手标本的观察与描述。
1手标本的观察与描述要求
（1）颜色
应尽可能指出总的颜色，观察时要特别注意新鲜面的颜色。新鲜面的颜色是岩石成分和其形成环境的反映。
（2）结构
是粗碎屑岩重点描述的内容之一。描述时应先指出岩石的总体结构，如砾状结构、角砾状结构。然后再进一步描述其结构特征。包括以下几个内容：
◎ 砾石大小：最大、最小，一般大小，并估计各种大小砾石的含量，说明和统计其分选性。
◎ 砾石圆度：说明砾石形状（扁圆体、圆球体、椭球体等）及磨圆的好坏和球度。
◎ 砾石表面特征：砾石表面光泽和光滑程度、有无刻划痕、压坑、擦痕和毛玻璃化等现象。
（3）砾石成分及含量
是粗碎屑岩重点描述的内容之一。研究砾石的成分具有重要地质意义，是判断母岩性质的最直接最可靠的标志。砾石成分多为岩石碎屑（单矿物碎屑极少），对砾石成分的鉴定就是对构成该砾石的某类岩石的鉴定。故鉴定时应从砾石的颜色、表面特征、“断口”特征（如贝壳状、平坦状、砂状等）、矿物组成及岩石物理性质入手。
常见的砾石成分基本特征如下：
◎ 石英岩及石英砂岩砾石：均由石英集合体组成，浅色，表面呈粗糙的砂状断口，具油脂光泽、硬度大。
◎ 脉石英砾石：浅色，表面光滑，由粗晶石英镶嵌组成，断口可见贝壳状、油脂光泽，硬度大。
◎ 燧石岩砾石：颜色较深，多为黑色和深灰色，表面光滑，断口致密状，呈隐晶结构，硬度大。
◎ 粉砂岩砾石：表面较光滑细致，断口呈粉砂状结构。
◎ 泥质岩砾石：多为黑色或紫红色，硬度低，土状光泽。
◎ 石灰岩砾石：浅色，硬度低，滴（稀）盐酸起泡剧烈。
◎ 千枚岩（片岩）砾石：灰黑色和深灰色，丝绢光泽，具定向结构。
◎ 火山岩砾石：颜色较特殊（浅灰绿色或暗紫红色），断口较粗糙，常见火山碎屑结构，可见长石或石英斑晶（或晶屑）。
此外，还应估计砾石的百分含量以及各种成分的砾石相对含量。
（4）填隙物成分及含量
填隙物包括杂基和化学胶结物。应分别描述。
（5）支撑类型和胶结类型
支撑类型有杂基支撑和颗粒支撑。确定支撑类型主要是观察碎屑颗粒是否彼此接触，若碎屑颗粒彼此接触则为颗粒支撑，其胶结类型为孔隙式胶结或接触式胶结；若碎屑颗粒彼此不接触，呈漂浮状则为杂基支撑，基底式胶结类型。
（6）构造
注意砾石的排列方式，特别是有无定向排列，有无叠瓦状，有无层理构造等。如有则加以详细描述。
（7）命名
根据砾岩和角砾岩分类，确定基本名称。再根据颜色、填隙物成分、粒度等综合命名。通常采用“颜色+胶结物+砾石成分+结构+基本名称”（如钙质胶结石灰岩质粗砾岩）。
2薄片的观察与描述要求
粗碎屑岩的薄片观察主要用来补充手标本观察的不足。薄片观察的重点是进一步确定砾石成分（表2-3，表2-4）和进一步研究填隙物类型、成分等特征，以及成岩后生变化等。
表2-3 沉积岩中常见岩屑的镜下特征
续表
表2-4 沉积岩中常见的岩屑结构和光性特征一览表
续表
续表
（据刘孟慧，1994）
3粗碎屑岩的观察与描述实例
（岩石编号：Sb12；层位：第四系江北砾岩；产地：重庆嘉陵江河滩）
岩石呈淡黄绿色，风化面为黄褐色。砾石的含量约占70%，砾级以下碎屑及填隙物占30%。具砾状结构和块状构造，砾石以定向排列为主，局部可见叠瓦状构造。砾石多为近圆球体或近椭球体，少数扁圆体，砾石的磨圆度属次圆状（平均圆度068）；砾石的大小不一，分布不均。最大的砾石为65mm×45mm，在测定的200个砾石中，砾径为2～4mm者占25%，4～16mm者约占45%，16～64mm者约占30%（以上均为砾石个数的百分含量），统计结果表明砾石的磨圆度较好而分选较差。砾石成分较复杂，以石英岩、石英砂岩、脉石英、燧石为主，含量95%以上，次为粉砂岩、板岩、泥质岩和石灰岩等，含量约5%。
各类砾石成分特征：石英岩砾石呈灰白色，风化面呈黄褐色，断面上观察由石英砂粒组成，具油脂光泽，含量25%左右。石英砂岩砾石为灰白色，具砂状结构，孔隙胶结，硅质胶结，含量约10%。脉石英砾石呈灰白色或黄白色，较透明，断口见粗大晶体呈镶嵌状，并可见贝壳状断口，油脂光泽，含量25%左右。燧石岩砾石呈黑色致密状隐晶结构，坚硬小刀刻画不动，表面光滑，具水平和微波状层理，含量5%左右。粉砂岩砾石多为黄绿色，表面光滑，断口具粉砂状结构，砾石圆度高，含量5%左右。
岩石中砂级碎屑含量20%左右，成分有石英碎屑及暗色岩屑、白云母等。
胶结物主要为方解石，滴盐酸剧烈起泡，含量10%左右。其次有少量铁质胶结物，含量1%左右。具有基底-孔隙式胶结，胶结紧密。部分砾岩因处于风化带，钙质被淋滤而为铁质充填胶结，使岩石呈黄褐色。
成因分析：据野外观察，该砾岩层位于现代河滩上，产状较简单，以石英质岩石为主，来源区较单一，砾石磨圆较好，杂基少，成熟度较高，搬运较远，属第四纪河床沉积物。由于该砾岩位于地下水面附近，含钙质地下水作用使之胶结，其上下砾石层均未胶结而呈松散沉积物。说明其胶结作用发生在近地表处，含CaCO3的地下水的蒸发、浓缩、沉淀方解石而使砂砾胶结。这是一种周期性干湿气候带的河滩砾石层，在近地表的同生成岩期胶结作用下固结成岩的河床砾岩层。
详细定名：黄绿色钙质石英岩质不等粒含砂砾岩
（三）砂岩的观察与描述要求和实例
1手标本的观察与描述要求
（1）颜色
包括新鲜面及风化面的颜色。新鲜面颜色是岩石成分及形成环境的反映。如石英砂岩，由于成分单一，故多为浅色。而岩屑砂岩，因组成成分复杂，岩屑成分增加，使岩石颜色变深而多为灰黑色、灰绿色等。当然对有意义的次生色也应描述。
（2）结构
砂岩具砂状结构，应尽量估计砂粒的大小，如粗粒、中粒、细粒或不等粒砂状结构；同时估计其相应的百分含量，确定其分选性。在估计粒度时，可用已知粒级的砂样管进行对比。用放大镜观察确定碎屑的磨圆情况，描述其磨圆度。磨圆程度一般分为磨圆，次圆、次棱角、棱角四个等级。
（3）构造
主要在野外观察，手标本上能见到的构造应加以描述，如小型交错层理构造、平行层理构造等。
（4）碎屑成分及含量
首先大致估计出碎屑在整个岩石中的含量，然后再按由高到低的顺序分别描述各碎屑成分的特征及其在碎屑中的含量。
砂级碎屑颗粒较小，要在手标本上鉴定其成分确有一定困难。但只要掌握几点具鉴定意义的特征是可能初步定出来的。
常见的碎屑特征：
◎ 石英：浅色，一般为灰白色，透明或半透明，表面因磨蚀而呈毛玻璃状，具贝壳状断口和油脂光泽，无解理，硬度大。
◎ 长石：肉红色或灰白色，新鲜者可见闪光的解理面，具玻璃光泽，硬度大于小刀。经风化蚀变的长石碎屑光泽暗淡，形似黏土，但仍具碎屑轮廓，以此可与黏土杂基区别。具解理和玻璃光泽可与石英区别。
◎ 云母：片状，白色珍珠光泽者为白云母，黑云母则为墨绿色或褐色片状。
◎ 岩屑：多为暗色颗粒。肉眼难以定出具体成分。
（5）填隙物成分及含量
◎ 杂基：要求区别杂基和胶结物。杂基在标本上一般为浅色，疏松无一定形态，充填于粒间孔隙内。其含量要认真估计，当杂基含量＜15%时，为净砂岩，当杂基含量＞15%时，则属于杂砂岩。
◎ 胶结物：应确定出胶结物的成分及相应的含量。常见的胶结物有碳酸盐质、硅质、铁质及磷质等。①碳酸盐质胶结物：白色或乳白色，硬度低，加稀盐酸（5%）起泡者为方解石，加稀盐酸不起泡，加浓盐酸起泡者为白云石。②硅质胶结物：浅色，岩石致密坚硬。③铁质胶结物：暗红色、褐色、断口致密。④磷质胶结物：暗褐色、灰黑色，断口致密，加浓硝酸后再加钼酸铵出现**沉淀物。⑤自生矿物：除胶结物外，对一些特殊的自生矿物如海绿石、黄铁矿等也应加以描述。
◎ 胶结类型：与粗碎屑岩相同，关键是确定支撑类型及碎屑与胶结物之间的关系。
（6）命名
根据碎屑成分及其含量在砂岩三角分类图中投点，确定其岩石的基本名称，然后再根据填隙物成分或特殊的自生矿物、颜色、结构等进行综合命名。格式通常是：颜色+填隙物（特殊自生矿物）+结构（粒度）+基本名称。
其中胶结物占岩石总量的10%以上时，以“××质”命名。如果为特殊物质组分时，含量小于5%也参加命名，如暗红色铁质中粒石英砂岩、绿色海绿石细粒石英砂岩等。
2薄片的观察描述及作图要求
（1）结构
根据显微镜下碎屑颗粒的粒度测量结果，确定粒度结构名称和分选性。薄片内一般采用目镜微尺测量，再根据视域直径估计其碎屑的大小。如测得碎屑粒度在05～025mm之间，则属于中砂级，描述为中粒砂状结构。如所测粒级，主要为粗砂级，次有中砂级，应定为中-粗粒砂状结构，一般为分选中等。若碎屑的粒级混杂，则为不等粒砂状结构，相应的分选差。同时观察并确定碎屑的磨圆程度。
（2）构造
显微镜下着重于薄片内细微构造的描述，如生物扰动构造，虫孔、微层理等。如薄片内显示的构造类型和特征不明显，则不必描述。
（3）碎屑成分及百分含量
常分以下几个步骤进行：①首先统计（或估计）碎屑与填隙物各占岩石中的含量。如碎屑总量85%，填隙物15%；②描述碎屑的结构特征，包括碎屑含量、粒度、分选性、磨圆度和支撑类型等；③鉴定碎屑成分（表2-5）、统计或估计各种碎屑在岩石中的含量；④观察有无内源碳酸盐颗粒（内碎屑、鲕粒、球粒、生物碎屑）及火山碎屑物的混入。
（4）填隙物和自生矿物的成分和含量
填隙物包括以下类型：
◎ 化学胶结物：在薄片观察中要求定出胶结物的成分、胶结物的结构特征及其在岩石中的含量，常见的胶结物有如下类型：
表2-5 砂岩中常见的碎屑成分的薄片鉴定特征
——碳酸盐质胶结物：物质组分一般以方解石为主，偶尔可见白云石，此两类碳酸盐矿物显微镜下都呈无色透明状，具解理、双晶和明显闪突起与高级白干涉色。
——硅质胶结物：有蛋白石、玉髓和石英3种类型。①蛋白石，显微镜下为无色的胶状体，可因混入物不同而带各种颜色，负低突起，均质性，全消光。②玉髓，显微镜下为纤维状或显微粒状集合体，无色正低突起，正交偏光下呈纤维状、球粒状或显微粒状集合体，Ⅰ级灰干涉色。③石英，无色、透明，正低突起，他形粒状或呈现为石英碎屑的次生加大边，加大边与碎屑石英消光位一致。
——铁质胶结物：红色、褐红色，不透明，呈不规则状分布于粒间的孔隙之中。
——磷质胶结物：多呈胶磷矿形式出现，为棕色或浅**，正中突起，显均质性及全消光。磷灰石超微粒晶体呈粒状或纤柱状，纤柱状磷灰石往往呈规则排列，显Ⅰ级深灰干涉色。
——硬石膏胶结物：是含盐系岩石中常有的特殊胶结物。无色透明，正中突起，两组解理近于直交，平行消光、Ⅱ级蓝绿干涉色。
◎ 杂基：尽可能区分出原杂基、正杂基、假杂基及其他类型的似杂基物质，确定各类杂基的含量和成分。确定原杂基及正杂基有助于判断搬运沉积环境，而似杂基（即淀杂基、外杂基、假杂基等）则不能反映搬运介质的性质及沉积环境，但有助于了解成岩后生变化特征及成岩演化历史。
◎ 自生矿物：要求定出自生矿物的成分、含量及分布。自生矿物的鉴定有助于了解成岩后生变化发生的阶段、成岩环境、成岩流体介质条件等。一些特殊的自生矿物如海绿石可以直接指示海相沉积环境，具有指相意义。
（5）支撑类型及胶结类型
观察与描述要求同粗碎屑岩。
（6）成岩后生变化
砂岩的成岩后生变化有以下几种主要类型：
◎ 胶结作用与固结作用：胶结作用是使碎屑物变成碎屑岩的最主要的一种作用。简单的胶结作用主要是从孔隙溶液中沉淀出矿物质，然而砂岩中常不止一种成分的胶结物，或不止一次胶结作用，其形成时间有先有后，观察时应该特别注意胶结物成分的变化、胶结物的结构及相互之间的关系。这些研究有助于了解砂岩的固结历史和成岩变化的序次。
◎ 压实及压溶作用：主要根据碎屑颗粒的填集程度——堆积的紧密程度，颗粒间的接触强度，即由点接触→线接触→凹凸接触→缝合线状接触的连续加强过程，以及胶结物的多少、颗粒是否变形（如云母片是否弯曲）及有无假杂基的存在等现象，用来确定压实作用的存在及强度。
◎ 重结晶作用：砂岩的重结晶作用主要发生在填隙物当中，如微晶方解石灰泥重结晶形成粒状方解石、硅质胶结物形成再生石英、黏土原杂基变成正杂基等。重结晶作用主要发生在成岩晚期及后生阶段。
◎ 交代作用及自生矿物的形成：交代作用的发生与外来物质的加入和孔隙水流体介质条件（pH、Eh）变化有关。在观察时应注意矿物间的交代共生关系，为砂岩的成岩后生变化历史提供依据。
（7）砂岩的孔隙结构特征
识别和描述孔隙的类型、成因、连通性和面孔率（薄片中可观察到的孔隙所占据的薄片平面含量），以便对砂岩的储集性能做出评价。
（8）砂岩的命名
砂岩的命名按如下几个步骤进行：
①首先根据杂基含量多少确定是杂砂岩还是净砂岩。
②其次根据碎屑成分及其含量在砂岩成分-成因三角分类图内投点，确定砂岩的基本名称。确定砂岩的基本名称按如下步骤进行：
（a）据前面统计（或估计）的各种碎屑在岩石中的百分含量，求出Q、F、R端元成分占碎屑总量的含量，以Q+F+R=100%，即：
图2-1 砂岩分类三角图
岩石学实验教程
（b）根据所求得的Q、F、R值在三角图（图2-1）内投点，确定岩石的基本名称。
（c）在确定砂岩的基本名称的基础上，再根据颜色、结构、填隙物或自生矿物对砂岩进行综合命名。即：颜色+填隙物（或自生矿物）+结构（粒度）+基本名称。
（9）砂岩成因分析
通过对砂岩标本及薄片的观察研究之后，对砂岩的特点加以总结，并在综合分析的基础上做出某些成因推断和提出一些问题，对砂岩成因进行初步分析。
成因的初步分析要求按以下几个方面和步骤进行：①从碎屑的成分特征，分析推断陆源区母岩的性质及大地构造状况；②从砂岩的成分成熟度和结构成熟度，分析推断风化作用、搬运沉积作用对碎屑的改造程度、搬运距离的远近、搬运沉积介质的性质及搬运方式，并推断沉积环境；③从化学胶结物的成分、结构、胶结类型、自生矿物种类、颗粒接触关系等，分析推断成岩作用强度、成岩环境及成岩演变历史；④根据碎屑及填隙物的成分、颜色等特征，推断古地理、古气候。
（10）作素描图或显微照相
对薄片中所观察到的现象，除进行描述外，通常应选择具有代表性的视域进行素描或照相，以表示岩石的成分、结构等特点；有时，需选择具有特殊意义的现象如成岩作用等做局部的图示说明。素描图或照片要求标明放大倍数、视域直径、所用偏光装置（可参考教材中的相关内容和图件）
3砂岩的观察与描述实例
（岩石编号：Sc116；产地：河北宣化；层位：长城系大红峪组）
（1）手标本观察与描述
灰白色，中-细粒砂状结构。碎屑在岩石中约占80%；碎屑的粒径为025～05mm的颗粒占80%，少数颗粒大于05mm或小于025mm，分选好。碎屑多为圆到次圆状，磨圆好。碎屑成分主要由石英组成。填隙物含量约为20%，其成分为白云石（白色、硬度低、滴稀盐酸不起泡），基底式胶结。
手标本定名：灰白色白云质中粒石英砂岩
（2）薄片观察与描述
岩石具细-中粒砂状结构，碎屑含量约占80%，其中粒径为025～05 mm者约占75%，01～025 mm者约占20%，小于01 mm者不到5%，分选较好。碎屑圆度多为圆一次圆状，磨圆好。
碎屑成分：①石英，以单晶石英为主，少量多晶石英，含量一般大于90%。石英碎屑中，经常可见含包裹体的石英，其包裹体成分有黑云母、电气石、磷灰石等。仅少数石英碎屑具波状消光。石英颗粒多具溶蚀现象，致使边缘不圆滑而呈港湾状。少数石英有不完整的次生加大现象。②长石，均已绢云母化或碳酸盐化，含量低，小于5%。③岩屑，主要为燧石岩岩屑，含量为5%左右。
填隙物：泥晶、微晶白云石杂基，含量约占20%。具有杂基支撑（白云石杂基），基底式胶结。
成岩后生变化：该岩石成岩后生变化可识别出3个主要的成岩演化阶段，各成岩演化阶段所发生的成岩作用方式有所不同。①同生期（或成岩早期），灰泥白云石化，生成泥晶、微晶白云石基质。②成岩早期，碳酸盐溶蚀交代石英或硅质岩屑，表现为石英及硅质岩屑边缘不完整或呈港湾状或仅有残余硅质物或呈碎屑假象，石英或硅质岩屑被溶蚀后形成的空间被碳酸盐矿物（主要为方解石）充填。③成岩中、晚期，部分石英碎屑边缘发生溶蚀和次生加大现象。在加大边与碎屑的边缘之间可见到碳酸盐包裹体，可能由硅质碎屑被溶蚀析出含有SiO2的溶液，SiO2局部围绕石英碎屑颗粒沉淀、生长形成次生加大边的同时，将碳酸盐矿物包裹所致。
岩石成因分析：①碎屑成分以石英为主，具较多碎屑石英，含云母、磷灰石等包裹体，推断其陆源区母岩性质为花岗岩；碎屑成分成熟度高，说明风化作用较强且经过长距离搬运改造。②碎屑成分成熟度高，以石英为主，且分选磨圆较好，说明属高能环境（可能为海滩）产物，后被搬运到能量较低的滩后环境，与较多灰泥同时沉积，使其呈杂基支撑。③沉积环境pH较高，温度、盐度均较高，气候干燥，使灰泥全部白云石化。④成岩期（及或后生期），由于孔隙溶液pH值较高，使硅质等碎屑受到溶蚀、交代。同时由于溶解出来的SiO2溶液发生迁移，造成局部酸性环境，使SiO2发生沉淀形成石英碎屑的次生加大边。
综合定名：灰白色白云质中粒石英杂砂岩
实际操作中，该岩石综合定名考虑了：①Q端元组分（石英和燧石岩岩屑）在碎屑中的含量＞95%，故在分类三角图内投点落在石英砂岩区；②因白云石基质含量为20%，含量已超过15%，属杂砂岩类；岩石投点及素描此处略。
（四）粉砂岩的观察与描述
粉砂岩的观察与描述内容及鉴定方法与砂岩相同。但由于粉砂岩粒度细小，在手标本上用肉眼辨认碎屑成分及胶结物成分是比较困难的，更需要依赖于显微镜下的薄片观察。薄片观察与描述内容和要求与砂岩基本相同，但在结构观察时应注意的是，由于粉砂岩粒度小，常呈悬浮状态搬运，碎屑间的摩擦较小，故多呈棱角状或次棱角状，所以碎屑磨圆度的意义不大。
对于粉砂岩的命名仍按砂岩的命名原则和方式进行，即：颜色+胶结物+结构+基本名称。
对于粉砂岩中的泥质物，不作为杂基处理，根据其含量多少分别进行命名。
