Composición material de las rocas clásticas
(1) Materiales clásticos
1. Fragmentos minerales
Actualmente existen más de 160 tipos de minerales clásticos que se encuentran en las rocas clásticas, entre los que se encuentran los más comunes. Hay alrededor de 20 tipos de minerales clásticos, y los principales minerales clásticos en una roca clástica no suelen exceder de 3 a 5 tipos.
(1) Yingshi
Yingshi tiene una fuerte resistencia a la intemperie y no es fácil de usar. Según los cálculos de Daubree (1877), al transportar partículas a una distancia de 1000 km, sólo se desgasta el 1% de su volumen. Por tanto, es el mineral de mayor distribución en las rocas clásticas. El contenido medio de areniscas y limolitas es del 66,8%. Es menos común en rocas clásticas gruesas y aparece principalmente en forma de rellenos mecánicos. Su contenido medio en otras rocas como el esquisto es del 30%, y su contenido medio en sedimentos marinos modernos es del 5%.
Los clastos se derivan principalmente de granito, gneis, esquistos y rocas sedimentarias antiguas. Los detritos estacionales de diferentes fuentes suelen tener características diferentes. Por lo tanto, estudiar las características de la meteorización, la composición de fases de la morfología de inclusión y el efecto de eliminación de las olas ayudará a identificar la fuente de la meteorización.
A. La meteorización en rocas magmáticas
Se origina principalmente en rocas magmáticas de acidez media, como el granito. La meteorización puede formar muchas partículas de cuarzo monocristalinas y policristalinas, y fragmentos de cuarzo policristalino. Por lo general, constan de 2 a 5 cristales estacionales.
Las rocas magmáticas de acidez media suelen contener inclusiones minerales granulares o columnares alargadas, que generalmente son minerales accesorios en las rocas magmáticas, como zircón, apatita, turmalina, biotita, monacita, rutilo, etc. Las inclusiones no suelen tener una orientación definida. Además, a menudo contiene pequeños glóbulos de gas líquido e inclusiones irregulares opacas parecidas a polvo, que pueden identificarse por su naturaleza transparente y su bajo abultamiento con un gran aumento. Debido a la influencia de la deformación plástica, también se producen débiles ondas de extinción en rocas magmáticas moderadamente ácidas.
Los granos de las rocas volcánicas suelen ser monocristalinos, transparentes, biconos cortos, con erosión en fase dividida, sin extinción de ondas y sin inclusiones. Algunas partículas pueden tener inclusiones vítreas. El color de temporada suele ser el gris ahumado.
El cuarzo procedente de vetas de cuarzo posmagmático puede ser cuarzo monocristalino o policristalino grueso. El contorno cristalino interno del cuarzo policristalino grueso tiene una estructura de peine de pollo. Bajo polarización ortogonal, se puede ver que está dividido en varias piezas, incrustadas entre sí y apagadas en secuencia. Puede haber inclusiones de clorito vermiformes o pequeñas inclusiones líquidas muy llenas, lo que hace que el sitio se vuelva turbio.
B. Temperatura en rocas metamórficas
Principalmente de gneis y esquistos. La erosión y separación del gneis puede formar entre un 20% y un 25% de cuarzo monocristalino y entre un 75% y un 80% de cuarzo policristalino. El cuarzo policristalino suele estar compuesto por más de cinco cristales estacionales unidos. Después de la erosión del esquisto medio grueso, se puede formar un 40% de cuarzo monocristalino y un 60% de cuarzo policristalino. Como resultado de la recristalización, en el cuarzo policristalino, los cristales se alargan en la dirección del eje C en una forma larga de agregados orientados. En las partículas policristalinas, la distribución del tamaño de los cristales suele ser bimodal. El tiempo de respuesta en las rocas metamórficas es mayor que el de las rocas ígneas. Bokma propuso la relación de alargamiento dependiente del tiempo, que es de 1,43 en granito y 1,75 en esquisto, y utilizó la relación entre el eje largo y el eje corto como uno de los signos para identificar su origen.
Las rocas metamórficas tienen un efecto obvio de absorción de olas, no contienen inclusiones de gas líquido y, a menudo, contienen inclusiones de minerales metamórficos como turmalina, silimanita y cianita.
C. Tiempo en rocas sedimentarias
Este tipo de tiempo ha sido transportado y depositado muchas veces, y las partículas suelen quedar suaves después de repetidas trituraciones. Puede contener inclusiones como arcilla y calcita y, en ocasiones, se puede observar expansión secundaria (expansión secundaria de los bordes).
Figura 8-1 Cronología del segundo ciclo
En el pasado existía la opinión popular de que contenía clastos terrígenos y granos secundarios agrandados con bordes que eran La respuesta circular puede considerarse como fuente sedimentaria y se denomina respuesta del segundo ciclo (Figura 8-1). Sin embargo, se debe prestar especial atención a la identificación de este signo, porque esta estructura también puede formarse por una segunda amplificación del primer ciclo y luego una desintegración, y su distribución es muy amplia. Según la investigación de muchas personas, el llamado segundo período de tiempo es raro en la naturaleza, y el tiempo del círculo con la estructura anterior es en su mayor parte "disuelto" en lugar de "redondo".
Los datos de isótopos de oxígeno también se pueden utilizar para distinguir cepas de diferentes fuentes. Por ejemplo, la abundancia de 18O en el granito estacional es de 0,94 ~ 1,03, lo que parece ser un estándar aceptado. La abundancia de 18O en rocas metamórficas es de 1,02 ~ 1,67, y en rocas autigénicas es más abundante, llegando a 1,25 ~ 2,680.
(2) Feldespato
El contenido de feldespato en las rocas clásticas es superado sólo por el de las rocas estacionales, con un contenido medio del 11,5%. En las formaciones de China con capacidad de carbón y en las areniscas continentales, el contenido de feldespato puede ser mucho mayor.
El tipo más común de roca clástica es el feldespato potásico (principalmente microclina), seguido de la plagioclasa ácida, y la plagioclasa medio-básica es rara. El feldespato con estructura en bandas también es raro y sólo aparece en circunstancias especiales, como cuando hay una fuente de erupción volcánica.
El feldespato se erosiona fácilmente y se distribuye principalmente en los rellenos de areniscas y conglomerados de grano medio-grueso, y en menor medida en limolitas.
El feldespato se deriva principalmente del granito y del gneis granítico. El contenido de feldespato en la formación se ve muy afectado por las condiciones climáticas y la intensidad del movimiento de la corteza. Si el movimiento de la corteza es violento, el terreno es diferente, el clima es seco y la erosión física es la fuerza principal, pero la erosión es rápida, el transporte y la acumulación también son rápidos, los fragmentos de feldespato se pueden conservar en grandes cantidades y son también muy fresco. Por el contrario, el feldespato no se conserva fácilmente. Se puede ver que el estudio del contenido, tipo y otras características de feldespato puede ayudar a rastrear la roca madre e inferir el clima y la estructura antiguos.
(3) Mica
El mineral de mica en las rocas clásticas es principalmente moscovita. La moscovita tiene una fuerte resistencia a la intemperie química, pero se rompe fácilmente en pedazos, por lo que se concentra principalmente en arenisca fina y limolita. La biotita se erosiona fácilmente y a menudo se descompone en clorita y magnetita. Algunas personas piensan que la erosión del fondo marino puede convertir la biotita en glauconita. No hay mucho contenido de biotita en las rocas clásticas y, a menudo, aparece en conglomerados o areniscas con composiciones complejas cerca de la roca madre.
(4) Minerales pesados
El contenido de minerales pesados en las rocas clásticas suele ser inferior al 65438±0%. Sólo en casos raros, cuando el contenido aumenta, puede convertirse en un componente secundario. de la roca. En casos raros, los minerales pesados también pueden ser el componente principal de las rocas clásticas.
Los minerales pesados se distribuyen principalmente en rocas clásticas medianas y finas, especialmente el tamaño de partícula es de 0,25 ~ 0,10 mm. Los minerales pesados del granito incluyen principalmente piedra de circón, monacita, esfena, rutilo y apatita. Los minerales pesados en las rocas metamórficas incluyen granate, estaurolita, cianita, turmalina y topacio, mientras que las rocas madre en las rocas básicas incluyen espinela, cromita, hierro y piroxeno.
Aunque el contenido de minerales pesados es pequeño, son diversos y estables. La gente suele utilizar los tipos, características típicas y combinaciones de minerales pesados para rastrear la roca madre y realizar divisiones y comparaciones estratigráficas detalladas.
2. Fragmentos de roca (fragmentos de roca)
Los fragmentos de roca son fragmentos de roca formados por fragmentación mecánica de la roca madre. No es el producto final de la meteorización, sino un producto temporal, y su gran aparición representa una condición geológica especial. Hay muchos tipos de cortes en las rocas clásticas y su distribución suele estar dentro de un cierto rango. La mayoría de ellos se concentran en conglomerados, mayormente en gravas, y muy pocos en areniscas, casi no hay cortes en limolitas; Esto se debe a que a medida que el tamaño de las partículas se hace más pequeño, los recortes de perforación se rompen gradualmente en fragmentos minerales.
La distribución de esquejes con diferentes composiciones también tiene cierto rango. Por ejemplo, los restos de granito se encuentran principalmente en conglomerados, mientras que algunos restos de rocas criptocristalinas y de grano fino aparecen en una gama más amplia. Las rocas, calizas y lutitas que se descomponen y rompen con facilidad son generalmente difíciles de conservar como esquejes. Sólo en circunstancias especiales, como condiciones climáticas especiales y una rápida erosión y acumulación cerca de la roca madre, se pueden conservar estos recortes en grandes cantidades. Los clastos son los indicadores más fiables y directos para juzgar las propiedades de las rocas madre, por lo que el estudio de los clastos tiene una importancia geológica importante.
(2) Materiales intersticiales
Los materiales intersticiales incluyen diversos álcalis y cemento. En el caso de la arenisca, la base mixta se refiere a arena fina y material arcilloso. En rocas clásticas gruesas, el límite superior del tamaño de grano de la matriz aumenta. Entonces es principalmente un concepto estructural.
En términos de composición del material, los minerales arcillosos son un componente importante, por lo que alguna literatura lo llama "cemento fangoso".
Los minerales arcillosos de matriz comunes en las rocas clásticas incluyen caolinita, hidromica, montmorillonita, clorita, etc. Se depositan principalmente como materia en suspensión y algunos pueden ser minerales autigénicos de las etapas transgresora, diagenética o incluso epigenética. En areniscas complejas, puede haber una gran cantidad de grupos heterogéneos de clorita y sericita, que a menudo están modificados a partir de otros minerales arcillosos como la hidromica y la montmorillonita.
El cemento incluye todos los precipitados químicos intersticiales, así como diversos minerales autigénicos distintos de la matriz arcillosa, como carbonatos, minerales silíceos y algunos materiales férricos. Los minerales carbonatados utilizados como cementos, como calcita, dolomita, siderita, etc., cuando la arenisca o el conglomerado tienen una estructura de soporte de partículas, pueden aparecer como pequeños cristales (cristales sedimentarios) o grandes cristales (cristales sedimentarios) rellenos en las etapas diagenética y epigenética. .Cementación asociada a incrustaciones). La moscovita o calcita aparece como caliza micrítica como base heterogénea para carbonatos cuando está presente una estructura de soporte heterogénea con granos clásticos "suspendidos", lo que representa una deposición de carbonatos en un ambiente de baja energía (barrera costera). Por ejemplo, algunas areniscas dolomíticas del sistema Sinian en el norte de China tienen esta característica.
El cemento silíceo puede ser ópalo, calcedonia u ópalo, el primero es común en sedimentos jóvenes, y el segundo es común en rocas antiguas (conglomerados). Los cementos estacionales en la arenisca estacional a menudo existen en forma de bordes secundarios agrandados de rocas clásticas. El cemento de óxido de hierro puede ser sedimentos químicos, "grupos diversos" de hierro (como algunas areniscas de hierro o limolitas de hierro en lechos rojos) o formados por la oxidación de otros minerales que contienen hierro, como la siderita.
Además de los anteriores, existen muchos minerales autigénicos en el espacio intersticial, como glauconita, zeolita, fosfato, sulfato (yeso, anhidrita), sulfuro (pirita), etc. ), así como diversos minerales pesados autigénicos como rutilo, circón, cromita, ilmenita, etc. Se puede observar que este componente de las rocas clásticas incluye la mayoría de las especies minerales raras y metálicas formadoras de rocas. Su número es generalmente pequeño, pero son de gran importancia para juzgar las fases ambientales deposicionales y los procesos epigenéticos diagenéticos de las rocas clásticas. Algunos minerales autigénicos que llenan huecos, como el mineral de cobre de arenisca, el mineral de plomo y zinc, el mineral de zeolita, el mineral de fosfato, etc. Cuando su cantidad alcanza las necesidades industriales, pueden convertirse en sedimentos.