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沉積巖分類定名檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-31 03:35:44 更新時(shí)間：2025-07-30 03:35:44

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

沉積巖分類定名檢測：揭示地球歷史的物質(zhì)篇章

沉積巖，作為地球表面分布最廣的巖石類型之一，是地殼表層巖石風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積和固結(jié)成巖作用的產(chǎn)物。它們像一本厚重的史書，記錄著地質(zhì)歷史時(shí)期地球表面的環(huán)境變遷、古氣候特征和古生物演化等重要信息。準(zhǔn)確地對(duì)沉積巖進(jìn)行分類和定名，不僅是巖石學(xué)研究的基礎(chǔ)，更是油氣勘探、礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)、工程地質(zhì)勘察、環(huán)境地質(zhì)評(píng)估等眾多領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

沉積巖的分類定名并非簡單的命名，而是一個(gè)系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)鑒定過程。其核心依據(jù)在于巖石的物質(zhì)組成（成分）和結(jié)構(gòu)構(gòu)造兩大要素。物質(zhì)組成指巖石所含的礦物、巖石碎屑、生物碎屑及化學(xué)沉淀物等的類型和相對(duì)含量；結(jié)構(gòu)構(gòu)造則反映巖石顆粒的大小、形狀、分選、磨圓度、排列方式以及層理、層面特征等沉積時(shí)和成巖后的物理狀態(tài)。只有通過對(duì)這些關(guān)鍵特征進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測分析，才能將其歸入礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖、碳酸鹽巖（石灰?guī)r、白云巖等）、蒸發(fā)巖或其他特殊類型沉積巖的正確類別，并賦予其準(zhǔn)確、規(guī)范的巖石名稱。

沉積巖分類定名檢測的核心目標(biāo)就是獲取這些決定巖石類型的特征參數(shù)。這是一項(xiàng)綜合運(yùn)用多種地質(zhì)觀測和分析技術(shù)的工作，涉及從宏觀到微觀、從野外到室內(nèi)的多層次、多尺度檢測。

核心檢測項(xiàng)目

沉積巖分類定名檢測通常聚焦于以下核心項(xiàng)目：

1. 物質(zhì)成分（礦物與碎屑組成）檢測：這是定名的基礎(chǔ)。需要鑒定：

碎屑成分：石英、長石、巖屑（巖漿巖、變質(zhì)巖、沉積巖碎屑）、云母等陸源碎屑礦物的種類、含量及特征。
填隙物成分：膠結(jié)物（硅質(zhì)、鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、泥質(zhì)等）和雜基（細(xì)粒泥質(zhì)）的類型、含量及結(jié)晶程度。
自生礦物：成巖作用過程中新生成的礦物（如海綠石、黃鐵礦、自生石英、自生長石、各種粘土礦物等）。
生物碎屑與化石：碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖等中生物碎屑（如有孔蟲、介形蟲、藻類、腕足、珊瑚等）的種類、含量、保存狀態(tài)。
化學(xué)沉淀物：蒸發(fā)巖中的石膏、石鹽、鉀鹽等，以及某些化學(xué)巖中的燧石、磷塊巖等。

2. 結(jié)構(gòu)特征檢測：主要關(guān)注顆粒本身的屬性和顆粒之間的關(guān)系：

碎屑粒度與分選性：精確測量碎屑顆粒的大小（礫、砂、粉砂、泥的粒徑范圍及比例），評(píng)估顆粒大小的均勻程度（分選性）。這是碎屑巖分類（礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖）的首要依據(jù)。
碎屑磨圓度與球度：觀察描述顆粒棱角的磨損程度（磨圓度）和接近球體的程度（球度）。
支撐類型與膠結(jié)類型：判斷巖石是顆粒支撐還是雜基支撐；觀察膠結(jié)物在顆粒間的分布方式（基底式、孔隙式、接觸式、鑲嵌式等）。
生物結(jié)構(gòu)：對(duì)碳酸鹽巖等尤為重要，包括生物種類、含量、排列方式（如礁灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r）、生物格架等。
晶粒結(jié)構(gòu)：化學(xué)巖和部分強(qiáng)烈重結(jié)晶的碳酸鹽巖（如結(jié)晶灰?guī)r、白云巖）中晶體的大小、形狀和相互關(guān)系。

3. 構(gòu)造特征檢測：主要是在巖石露頭、手標(biāo)本或巖心上觀察：

層理類型：水平層理、交錯(cuò)層理、波狀層理、粒序?qū)永淼取?/li>
層面構(gòu)造：波痕、泥裂、雨痕、沖刷面等。
結(jié)核、縫合線等：成巖過程中形成的特殊構(gòu)造。

4. 顏色檢測：描述巖石新鮮面和風(fēng)化面的顏色，顏色常能反映其成分（如含鐵礦物多呈紅色）和沉積環(huán)境（還原環(huán)境多呈灰黑色）。

5. 物理性質(zhì)檢測：如硬度、斷口、密度（有時(shí)需測量）等輔助特征。

關(guān)鍵檢測儀器

完成上述檢測項(xiàng)目，需要依賴一系列專業(yè)的地質(zhì)儀器：

1. 偏光顯微鏡 (Polarizing Microscope)：這是沉積巖薄片鑒定的核心設(shè)備。用于在透射偏光下詳細(xì)觀察和鑒定巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)特征（粒度、分選、磨圓、膠結(jié)類型、生物結(jié)構(gòu)、微晶結(jié)構(gòu)等），并進(jìn)行礦物和碎屑的定量統(tǒng)計(jì)（點(diǎn)計(jì)數(shù)法）。配備顯微照相系統(tǒng)可記錄鏡下特征。

2. 實(shí)體顯微鏡 (Stereo Microscope / Binocular Microscope)：主要用于觀察巖石手標(biāo)本、疏松砂樣的宏觀結(jié)構(gòu)、礦物顆粒形態(tài)、顏色、生物碎屑等，是薄片觀察前的重要步驟。

3. X射線衍射儀 (X-Ray Diffractometer, XRD)：主要用于精確鑒定巖石（尤其是粘土巖、泥巖及巖石中的粘土礦物組分）的礦物組成，特別是細(xì)粒級(jí)和粘土礦物的種類及相對(duì)含量。對(duì)研究成巖作用、儲(chǔ)層敏感性等至關(guān)重要。

4. 掃描電子顯微鏡 (Scanning Electron Microscope, SEM)：提供巖石、礦物顆粒表面和內(nèi)部的超高分辨率（可至納米級(jí)）形貌圖像，結(jié)合能譜儀 (EDS) 可進(jìn)行微區(qū)成分分析。特別適用于觀察微細(xì)結(jié)構(gòu)、孔隙特征、膠結(jié)物形貌、自生礦物生長等。

5. 粒度分析儀：包括篩析法（用于砂級(jí)及以上顆粒）、沉降法（如吸管法、比重計(jì)法，用于粉砂和粘土）、激光衍射粒度儀（應(yīng)用最廣，快速高效，覆蓋泥至砂甚至小礫范圍）。用于精確測定碎屑巖的粒度分布參數(shù)，是碎屑巖分類定名（尤其是砂巖分類）的定量基礎(chǔ)。

6. 巖石切片機(jī)、磨片機(jī)：用于制備供顯微鏡觀察的標(biāo)準(zhǔn)巖石薄片（厚度約0.03mm）。

7. 常規(guī)地質(zhì)裝備：地質(zhì)錘、放大鏡、稀鹽酸（測試碳酸鹽巖反應(yīng)）、手標(biāo)本描述工具、數(shù)碼相機(jī)（記錄野外露頭和手標(biāo)本特征）等。

主要檢測方法

沉積巖分類定名檢測是一個(gè)多步驟、多方法結(jié)合的過程：

1. 野外宏觀觀察：在露頭或鉆井巖心上，系統(tǒng)觀察描述巖石的顏色、層理、層面構(gòu)造、厚度、產(chǎn)狀、所含化石、巖性組合及橫向變化等宏觀特征，初步判斷巖石類型和沉積環(huán)境。

2. 手標(biāo)本觀察與描述：采集代表性樣品，在室內(nèi)借助實(shí)體顯微鏡、放大鏡、稀鹽酸等工具，詳細(xì)描述巖石的顏色、成分（肉眼可辨礦物/碎屑）、結(jié)構(gòu)（粒度估計(jì)、分選磨圓初步判斷）、構(gòu)造、斷口、硬度、密度、遇酸反應(yīng)等。

3. 薄片鑒定：這是最核心、最常用的室內(nèi)檢測方法。

制備巖石標(biāo)準(zhǔn)薄片。
在偏光顯微鏡下系統(tǒng)觀察：使用單偏光、正交偏光和錐光系統(tǒng)，逐一鑒定礦物和碎屑成分，精確測量碎屑粒度（通常使用目鏡微尺或圖像分析軟件），評(píng)估分選性、磨圓度，詳細(xì)描述膠結(jié)物類型、膠結(jié)方式、孔隙特征、生物結(jié)構(gòu)、重結(jié)晶現(xiàn)象、成巖變化等。
進(jìn)行礦物和碎屑的定量統(tǒng)計(jì)（常用點(diǎn)計(jì)數(shù)法，統(tǒng)計(jì)數(shù)百個(gè)點(diǎn)）。
拍攝鏡下典型特征照片。
根據(jù)鑒定和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，結(jié)合分類方案進(jìn)行初步定名。

4. 粒度分析：對(duì)于碎屑巖（尤其是砂巖