Tipos de rocas comunes de rocas clásticas terrígenas
1. Conglomerado (brecha)
El conglomerado y la brecha se denominan colectivamente rocas clásticas gruesas. Conglomerado se refiere a rocas que contienen más del 50% de gravas redondas y subredondeadas (clastos con tamaño de partícula >> 2 mm) (Figura 9-5a); brecha se refiere a rocas que contienen más del 50% de gravas angulares y subangulosas (Figura 9). -5b). El conglomerado y la brecha se pueden dividir según el tamaño, la composición y el origen de la grava.
Figura 9-5 Conglomerado y Brecha
Según el tamaño de la grava, las rocas clásticas gruesas se pueden dividir en: conglomerado o brecha (diámetro de grava > 256 mm), conglomerado grueso o brecha (diámetro de grava 64 ~ 256 mm), conglomerado medio o brecha (diámetro de grava 4 ~ 64 mm) y conglomerado fino o brecha (diámetro de grava 2 ~ 4 mm).
Según la composición de la grava, las rocas clásticas gruesas se pueden subdividir en grava monocomponente o de brecha (las gravas superiores al 75% son de la misma composición, como la grava cuarcítica) y grava multicomponente o brecha. Roca (cualquier contenido de grava es inferior a 75).
Según su origen, las rocas clásticas gruesas se pueden dividir en brecha de deslizamiento de tierra, brecha de inundación, brecha fluvial, brecha de lago, brecha costera y brecha de roca de turbidita (abanico submarino), brecha de morrena y brecha kárstica.
Las rocas clásticas gruesas se pueden dividir en conglomerados basales según sus capas de ocurrencia (situadas en el fondo de la secuencia, en contacto discordante o pseudoconformable con los estratos subyacentes, con buena clasificación de gravas y buena redondez, alta madurez , que representa el producto discontinuo de la erosión a largo plazo) y conglomerado entre capas (ubicado en estratos sedimentarios continuos, sin discontinuidad sedimentaria arriba y abajo, la litología puede ser la misma y generalmente se deposita por erosión de roca local).
Las rocas clásticas gruesas comunes incluyen los siguientes tipos:
La grava de conglomerado de cuarcita se compone principalmente de cuarcita, pedernal y grava en forma de vetas. El grado de grava es de grava media a fina. ordenados, redondeados y sostenidos por partículas. Los cementos comunes incluyen calcita, calcita y hematita.
La grava de conglomerado volcánico es principalmente roca volcánica o toba volcánica, de composición única o compleja, grado de grava medio y clasificación y molienda media. La matriz sedimentaria de calidad arenosa (base de arena) o la matriz mixta de lodo y arena a menudo se distribuye entre las gravas. La composición de la matriz de arena es similar a la de la grava, pero contiene principalmente monocristales de feldespato y feldespato. El cemento suele ser arcilloso, calcáreo o ferroso.
La brecha de piedra caliza o grava de conglomerado es principalmente piedra caliza o piedra caliza completa. El tamaño de las partículas varía mucho. Puede ser grava gruesa, grava media o grava fina. Es en su mayoría angular-subredonda, de fina a fina. Clasificándose de pobre a pobre, en su mayoría contienen base de lodo o base mixta de lodo y arena, a veces cementadas con calcita.
Las gravas conglomeradas compuestas tienen una composición compleja y comúnmente se mezclan con rocas magmáticas, rocas sedimentarias y rocas metamórficas. La proporción entre grava estable y grava inestable es incierta, pero la grava inestable tiende a ser más abundante, medianamente redondeada y mal seleccionada. Base de barro o base mixta, la composición de la base mixta también es muy compleja. Hay poco cemento químico y a veces cemento estacional.
Sin una explicación sólida, la composición mineral y la estructura (y a veces la textura) dentro de una grava no son fundamentalmente diferentes de la roca madre que la proporcionó. Las antiguas capas de grava suelen ser acuíferos importantes. El cemento de los conglomerados suele contener minerales preciosos como oro, platino y diamantes. El estudio de los conglomerados también puede ayudarnos a comprender los antecedentes geológicos de la formación de los conglomerados. Casi todos los conglomerados gruesos se formaron después de una orogenia a gran escala. La composición, estructura, disposición y forma del conglomerado pueden reflejar la composición de la roca madre, la tasa de erosión y deposición, la distancia de transporte y la dirección del flujo de agua.
2. Arenisca
La arenisca, también conocida como roca clástica media, se refiere a rocas sedimentarias que contienen más del 50% de clastos terrígenos arenosos. Las areniscas representan aproximadamente el 25% de las formaciones sedimentarias continentales y son una de las rocas sedimentarias más importantes y estudiadas. El entorno de depósito de la arenisca es mucho más amplio que el de la roca clástica gruesa. Se deposita principalmente en ríos, desiertos, lagos y otros entornos terrestres, entornos de deltas de transición río-mar, entornos de mar poco profundo a mar profundo y se mezcla con clástico grueso. Rocas, limolitas, lutitas y carbonatos forman varias secuencias verticales.
La piedra arenisca tiene una gran importancia económica. Este y las rocas carbonatadas son los dos yacimientos de petróleo y gas más importantes. La arenisca es también un enorme depósito subterráneo de agua dulce, y la arena de cuarzo pura o arenisca estacional también es una materia prima barata para la industria del vidrio.
(1) Características generales de la arenisca
La arenisca se produce principalmente en capas estables y la forma de los cuerpos de arena puede ser en forma de lámina, en forma de montículo, llena de canales o en forma de abanico. Las estructuras sedimentarias de arenisca son extremadamente ricas, especialmente varios estratos y estructuras onduladas están muy desarrolladas. A excepción de algunas partículas autigénicas de calcita (principalmente bioclastos, clastos internos y ooides) en arenisca que se generan o pasan de piedra caliza, los componentes sedimentarios en arenisca son principalmente clastos terrígenos arenosos y matriz sedimentaria. Los clastos monocristalinos son los clastos terrígenos (granos de arena) más comunes y algunas areniscas también pueden contener considerables recortes de perforación. Los restos monocristalinos están compuestos principalmente de feldespato y feldespato, con una pequeña cantidad de mica y minerales pesados. Los restos de roca incluyen principalmente pedernal, roca extrusiva ácida, esquisto de grano fino, gneis, etc. , y en ocasiones rocas volcánicas neutras o incluso básicas o tobas volcánicas y rocas arcillosas. La matriz de la arenisca es principalmente arcilla y contiene desechos finos de calidad arenosa, que se denomina matriz de lodo o matriz miscelánea. Algunas areniscas asociadas con rocas carbonatadas también pueden contener una matriz de micrita carbonatada.
La diagénesis de la arenisca es principalmente cementación. Los cementos comunes incluyen calcita, hematita, glauconita y yeso. Los cementos especiales incluyen siderita, clorita, barita y zeolita. También son comunes las areniscas cementadas por una matriz sedimentaria.
(2) Clasificación y denominación de la arenisca
Según el propósito y el alcance de la investigación, se pueden adoptar diferentes esquemas de clasificación y denominación de la arenisca.
Figura 9-6 Clasificación de la composición de la arenisca
Según el tamaño de las partículas de los granos de arena principales, la arenisca se puede dividir en: arenisca muy gruesa (el tamaño del grano de arena principal es 2,0 ~ 1,0 mm); arenisca gruesa (principalmente el tamaño del grano de arena es de 2,0 ~ 1,0 mm) El tamaño de las partículas de arena es de 1,0 ~ 0,5 mm (el tamaño de las partículas de arena principal es de 0,5 ~ 0,25 mm); 0,1 mm); arenisca muy fina (el tamaño de las partículas de arena principal es de 0,1 ~ 0,05 mm).
Según el contenido de impurezas, la arenisca se puede dividir en arenisca limpia (poco o ningún contenido de impurezas) y arenisca gris (que contiene más de 15 impurezas). La grauvaca también se llama arenisca dura y roca loca.
Según la composición de los granos de arena, el feldespato monocristalino, el feldespato monocristalino y todos los restos de roca se seleccionan como componentes finales. La arenisca se puede dividir en siete tipos: arenisca estacional, arenisca feldespática y feldespática. arenisca, arenisca feldespática, arenisca feldespática, arenisca lítica, arenisca feldespática y arenisca lítica feldespática (Figura 9-6).
(3) Los principales tipos de rocas areniscas
Los materiales clásticos de arenisca con una relación de respuesta superior a 90 son monocristales y contienen una pequeña cantidad de pedernal y fragmentos de roca silícea. Muy pocos minerales pesados. El cemento suele ser silíceo y también es común la cementación secundaria. El tipo de cementación es principalmente cementación poros (Figura 9-7a) y a veces cementación en mosaico (Figura 9-7b). Las areniscas ricas en areniscas se depositan generalmente en zonas costeras o marinas poco profundas a partir de la roca madre rica en areniscas (granito, gneis granítico, cuarcita metamórfica, etc.) después de una intensa meteorización química. ) en condiciones de estructura estable, relieve del terreno moderado y clima cálido y húmedo.
Figura 9-7 Arenisca
La arenisca antigua espática se compone principalmente de clastos y feldespato, y el contenido de clastos feldespáticos supera el 25. Los feldespatos en la arenisca feldespática son principalmente ortoclasa, microclina y plagioclasa ácida (Figura 9-7c y D). El color suele ser rojo o amarillo. Su formación depende en gran medida de la composición de la roca madre. En primer lugar, debe existir una roca madre rica en feldespato, como granito, gneis granítico, etc. Además, también se requieren condiciones paleoestructurales, paleogeográficas y paleoclimáticas favorables. En áreas con fuertes movimientos tectónicos, el terreno es muy ondulado y el levantamiento del basamento de granito está sujeto a una fuerte erosión. Los productos de la erosión se acumulan rápidamente para formar gruesas capas de arenisca feldespática.
La arenisca clástica está compuesta principalmente por areniscas clásticas y clastos, con un contenido clástico superior al 25. La composición de los desechos líticos en la arenisca lítica es diversa y varía según la roca madre. Los desechos líticos silíceos son más comunes (Figura 9-7e). La arenisca clástica es oscura, gris, gris verdosa, gris negruzca y la arenisca de color claro es rara. La arenisca clástica se forma principalmente en cinturones estructurales o cuencas de depresión cerca de áreas de fuerte levantamiento estructural, y se forma por una rápida erosión y acumulación de roca madre. Las areniscas clásticas pueden ser continentales o marinas.
La grauvaca es una arenisca mal seleccionada mezclada con barro y arena. En general, contiene especies menos fértiles y mayoritariamente angulosas. Contiene proporciones variables de feldespato y fragmentos de roca, a menudo con pequeñas cantidades de mica.
El feldespato es principalmente plagioclasa, y existen muchos tipos de fragmentos de roca. La matriz rica es la característica básica de la grauvaca (Figura 9-7f), y los componentes de la matriz son comunes en la clorita y la hidrómica. Las condiciones de formación de la arenisca compuesta son similares a las de la arenisca feldespática o arenisca lítica, es decir, se forman por rápida erosión, transporte y sedimentación, pero la arenisca compuesta se puede formar bajo diferentes condiciones climáticas. Las típicas areniscas complejas suelen depositarse en formaciones de turbidita o flysch de rápida sedimentación.
3. Limolita
Compuesto principalmente por restos de limo (tamaño de partícula 0,0625~0,0039 mm). La composición clástica de la limolita es relativamente simple, principalmente estacional y, a veces, contiene más moscovita. Los materiales para calafatear incluyen calcio, hierro y arcilla. La limolita a menudo tiene un lecho horizontal delgado y, cuando el sedimento contiene agua, es fácil de licuar y producir estructuras deslizantes como el lecho de deformación.
Según el tamaño de las partículas del limo, la limolita se puede dividir en limolita gruesa (tamaño de partícula 0,0625 ~ 0,0312 mm) y limolita fina (tamaño de partícula 0,0312 ~ 0,0039 mm).
Según la composición de la mezcla, la limolita se puede dividir en limolita arcillosa, limolita ferruginosa y limolita calcárea.
Según la composición de los clastos, la limolita se puede dividir en limolita moscovita, limolita de cuarzo y limolita feldespática. La limolita de cuarzo es más común (Figura 9-8).
Figura 9-8 Limolita
El color de la limolita varía dependiendo de la composición de la mezcla. La limolita se formó en un entorno de transporte a larga distancia, condiciones hidrodinámicas tranquilas y tasas de sedimentación lentas. Puede transformarse gradualmente en arenisca o arcilla arcillosa lateral y verticalmente, formando lechos rítmicos. Desde la perspectiva del entorno de depósito, la limolita se distribuye principalmente en aguas más profundas, como llanuras aluviales, deltas, lagunas, pantanos y lagos marinos.
China es la región con el loess más desarrollado del mundo, y su espesor ocupa el primer lugar a nivel mundial. El loess es de color amarillo claro o marrón y es limolita semiconsolidada con una serie de propiedades especiales. Se caracteriza por una textura uniforme, fácil de pulverizar cuando se frota con la mano y contiene una gran cantidad de nódulos de calcio de formas extrañas. La composición mineral del loess es principalmente estacional, pero también contiene minerales de feldespato, carbonato y arcilla. La mezcla es principalmente calcio.
4. Mudstone
Las rocas sedimentarias con partículas fangosas (diámetro de partícula < < 0,0039 mm) superiores a 50 se denominan lutitas, y las lutitas sueltas y no consolidadas se denominan lutitas que se solidifican en roca. se llama lutita y esquisto. La cantidad total de lutitas y limolitas (roca clástica fina) representa aproximadamente del 60 al 70% de la cantidad total de rocas sedimentarias, y son las rocas sedimentarias más ampliamente distribuidas. La arcilla (lutita, lutita) tiene propiedades físicas únicas, como plasticidad, resistencia al fuego, sinterización, expansión, adsorción, etc., y se usa ampliamente en la industria y la agricultura.
(1) Características generales de las rocas fangosas
Las rocas fangosas se depositan en su mayoría mecánicamente y los materiales clásticos finos de los productos de erosión de la roca madre se transportan al sitio de deposición en forma suspendida. manera. . Los minerales arcillosos son los componentes minerales más importantes de las rocas arcillosas. Los minerales arcillosos son muy finos y el tamaño de sus cristales generalmente no excede de 1 a 2 μm. Hay muchos tipos de minerales arcillosos, entre los cuales la caolinita, la hidromica, la montmorillonita, la clorita y la atapulgita son los más ampliamente distribuidos.
La composición química de las rocas arcillosas es principalmente sílice, alúmina y óxido de hierro. El color de la roca arcillosa depende de la composición de los minerales arcillosos, las impurezas minerales, la materia orgánica y el color de los pigmentos contenidos. La arcilla caolinita de un solo componente (lutita y lutita) y la arcilla hidromica (lutita y lutita) suelen ser de color blanco, gris claro y amarillo claro. Algunas arcillas (lutitas y lutitas) contienen óxidos e hidróxidos de hierro finamente dispersos, mientras que otras arcillas son de color rojo, morado, marrón, amarillo o rosa. Los óxidos que contienen manganeso son marrones o negros; cuando contienen materia orgánica dispersa y sulfuro de hierro, son grises o negros; si la arcilla (lutita, esquisto) contiene más glauconita, clorita, malaquita y zafiro, es verde o azul. La mayoría de las rocas arcillosas tienen capas relativamente estables, a menudo intercaladas con arenisca y limolita.
(2) Clasificación y denominación de las lutitas
Según su fuerza de consolidación, las lutitas se dividen en arcilla no consolidada, lutitas consolidadas y lutitas. La lutita no tiene foliación, mientras que la lutita sí la tiene (Figura 9-9a). Según la composición y las propiedades minerales, la argilita (arcilla) se puede dividir en arcilla caolinita, arcilla esmectita, arcilla sepiolita y arcilla atapulgita.
(3) La estructura de la roca fangosa
Según el contenido relativo de arcilla, limo y arena, se puede dividir en estructura fangosa, estructura fangosa limosa y estructura fangosa arenosa. .
Según la forma de los agregados minerales arcillosos, se pueden dividir en estructura tipo gusano, estructura ooide y estructura tipo frijol. Las estructuras en forma de gusano existen principalmente en la lutita de caolinita. La roca contiene cristales gruesos en forma de gusano formados por la recristalización de caolinita (Figura 9-9b), con un diámetro de 2 ~ 3 mm y una longitud de 20 mm. Las estructuras similares son Una estructura formada por la aglomeración de partículas de arcilla alrededor de un núcleo durante la deposición. Las que tienen un tamaño de partícula inferior a 2 mm se denominan partículas ooides y las que tienen un tamaño de partícula superior a 2 mm se denominan partículas de frijol.
Figura 9-9 Lutolita
(4) Principales tipos de rocas de lutolita
El carbonato de calcio se distribuye ampliamente en lutolita calcárea y lutita.
La lutita y el esquisto de hierro contienen minerales de hierro. Dado que los sedimentos se forman con hierro férrico en el ambiente oxidante de las condiciones climáticas áridas y semiáridas continentales, forman la llamada "capa roja".
El contenido de sílice de las lutitas y lutitas silíceas puede alcanzar más del 85%. Dado que las diatomeas, las esponjas y los fósiles de radiolarios a menudo se conservan en lutitas y esquistos silíceos, generalmente se cree que la fuente de materiales silíceos está relacionada con la biología, o también puede estar relacionada con la ceniza volcánica que surgió del fondo marino.
El esquisto carbonáceo contiene una gran cantidad de fósiles vegetales y materia orgánica carbonizada. Es de color negro y puede manchar las manos. El contenido de cenizas supera los 30. Es producto de lagos y pantanos. Por lo general, en los estratos carboníferos, forma el techo y el suelo de la veta de carbón.
Las lutitas negras son negras porque contienen más materia orgánica o sulfuro de hierro finamente disperso. La apariencia es similar a la del esquisto carbonoso, pero la diferencia es que no se pega a las manos. Se forma en ambientes de bahías y lagos relativamente cerrados que son anóxicos y ricos en H2S.
La pizarra bituminosa contiene una determinada cantidad de kerógeno (>10). Los colores incluyen amarillo claro, amarillo-marrón, marrón oscuro, marrón-negro, negro, etc. Se caracteriza por ser más ligero e inflamable que el esquisto ordinario, y emite olor a asfalto y gotas de petróleo. La pizarra bituminosa pertenece a la categoría de pizarra, pero tiene las características de la saprolita. Algunas personas la llaman "saprolita con alto contenido de cenizas". Son las algas y el plancton que se forman en bahías cerradas, lagos y ambientes pantanosos en condiciones reductoras de aislamiento del aire. de los restos de organismos inferiores.
La arcilla caolinita se conoce como caolín. Es un tipo de arcilla de grano fino con mineral caolinita como componente principal y tiene una estructura pura. Fue descubierto por primera vez en Gaoling Village cerca de Jingdezhen, Jiangxi, China, y recibió su nombre del primer topónimo de China. La apariencia del caolín es blanca y gris claro, y cuando contiene impurezas es amarilla, gris y negra. Bultos densos o tierra suelta que tiene una sensación resbaladiza y es menos dura que una uña. La densidad relativa es 2,4 ~ 2,6. Es pegajoso después del secado y tiene una fuerte absorción de agua. El límite de resistencia al fuego alcanza 1770 ~ 1790 ℃. Baja plasticidad, baja adherencia, buen aislamiento y estabilidad química. El caolín puro se vuelve blanco después de la calcinación y la blancura puede alcanzar 80 ~ 90. Es una materia prima importante para la cerámica, la fabricación de papel, el caucho y otras industrias.
La arcilla esmectita también se llama bentonita, roca expandida y bentonita. Es una arcilla de grano fino con montmorillonita como principal componente mineral. La apariencia de la bentonita es generalmente blanca, rosada, gris claro o amarilla clara. Cuando está contaminada por impurezas, puede aparecer de color gris verdoso, marrón violeta y otros colores oscuros. Bloqueados o terrosos, resbaladizos. La tierra suelta tiene un brillo opaco, los terrones densos tienen un brillo ceroso. Dureza 1 ~ 2, suave. La densidad relativa es 2~3. El volumen se expande después de absorber agua y la absorción máxima de agua es de 8 a 15 veces su volumen. Tiene alta plasticidad, buena adherencia, se suspende y gelifica en solución acuosa y también tiene propiedades de intercambio catiónico. La bentonita es una de las materias primas minerales industriales importantes.
La arcilla sepiolita es un tipo de arcilla que tiene la sepiolita como componente principal. El aspecto es marrón amarillento, gris oscuro, blanquecino, etc. Calidad del suelo, suave y ligero, dureza 1 ~ 2, densidad relativa 2,4 ~ 2,65. Es pegajoso y pegajoso y se siente resbaladizo al tacto. Después de agregar agua, se puede convertir en una pasta y, después de secar, se puede martillar para dejar marcas de martillo. Se utiliza principalmente como adsorbente para purificar, decolorar y refinar aceites, grasas, ceras, resinas, cervezas, agua, etc. Otra aplicación importante es la fabricación de lodos de perforación resistentes a la sal y a las altas temperaturas para su uso en formaciones salinas y perforación petrolera en alta mar.
La arcilla atapulgita es un tipo de arcilla que tiene la atapulgita como componente principal.
Su apariencia es la misma que la de la arcilla ordinaria, especialmente muy similar a la arcilla montmorillonita, y las dos suelen ser una combinación natural. Su marca de identificación en el campo es que su apariencia es terrosa, gris azulada, blanquecina o azul huevo de pato. El suelo es liso y pegajoso, pegajoso y plástico cuando está mojado, liviano y se encoge poco después del secado. Ponlo en agua, silba y suena, se desmenuza, pero no se expande. La arcilla de atapulgita, como la arcilla de sepiolita, tiene estabilidad térmica, resistencia a las sales, adsorción y alta capacidad de decoloración, y se usa ampliamente en la industria.