沉積巖顏色與沉積相的關(guān)系研究

婁源改 白偉峰

(平煤股份勘探工程處,河南平頂山 467000)

沉積巖顏色與沉積相的關(guān)系研究

婁源改 白偉峰

(平煤股份勘探工程處,河南平頂山 467000)

沉積巖的顏色與沉積相之間有著密切的關(guān)系。本文從沉積巖的顏色分析出發(fā),對碎屑巖顏色、粘土巖顏色以及火山碎屑巖顏色等和沉積相的關(guān)系進(jìn)行了論述。該研究對促進(jìn)我國沉積巖的研究與應(yīng)用有一定的借鑒作用。

沉積巖顏色 沉積相 關(guān)系

沉積巖顏色對巖石的顏色和色調(diào)具有劃分和對比地層的作用。巖石的顏色通常情況下還有一定的成因意義，有利于了解古地理條件以及作為評價找礦的標(biāo)志[1]。沉積相則是沉積環(huán)境及在該環(huán)境中形成的沉積巖特征的綜合。沉積環(huán)境與沉積巖特征的內(nèi)在關(guān)系可以用沉積相來概括或表述。本文則對沉積巖顏色與沉積相的關(guān)系進(jìn)行研究。

1 沉積巖的顏色分析

沉積巖的顏色是沉積巖最醒目的標(biāo)志，是鑒別巖石、劃分與對比地層，對古地理進(jìn)行分析判斷的重要依據(jù)之一[2]。引起沉積巖顏色的原因主要是巖石的成分，也就是說沉積巖的顏色決定于巖石中所含有的人色物質(zhì)——色素，或者說沉積巖的顏色通常多數(shù)情況下是有含有鐵持化合物或者游離碳等色素導(dǎo)致的。以灰色和黑色為例，包括炭質(zhì)或者瀝青質(zhì)在內(nèi)的有機(jī)質(zhì)或者包括螢鐵礦或者白鐵礦等在內(nèi)的分散裝硫化鐵，這些物質(zhì)含量越高，沉積巖顏色越深，一般屬于自生色，該顏色表明沉積巖形成于還原或強還原環(huán)境。不同物質(zhì)形成的顏色，意義不同，因此要區(qū)分色素類型，例如，碳質(zhì)常與沼澤環(huán)境有關(guān)，硫化物則與海湖的滯流環(huán)境有關(guān)。又如紅色、棕色以及黃色，鐵的氧化物或者包括赤鐵礦與褐鐵礦在內(nèi)的氫氧化物等，則表明當(dāng)時為氧化或強氧化環(huán)境，在紅色地層中，有時有灰綠色的斑點或巖層，這是沉積物沉積后局部被還原的結(jié)果。又如綠色，一是多數(shù)是因為含有鐵較低的礦物，如海綠石等，二是少數(shù)是因為含銅的化合物，比如孔雀石，以上兩者都反映弱氧化——弱還原環(huán)境，三是有時候是因為含有綠色的碎屑礦物，如角閃石或者陽起石等等。需要注意的是，如果上述顏色屬于繼承色或次生色，則不能作為沉積環(huán)境分析的依據(jù)。例如，由于含有角閃石等礦物而使砂巖呈現(xiàn)綠色，這個綠色屬于繼承色，對環(huán)境分析意義不大。影響沉積巖顏色的因素很多，除構(gòu)成巖石的物質(zhì)成分外，還有干潮情況等，若是碎屑巖，還與碎屑粒度有關(guān)，粒度越細(xì)，顏色越深。

2 沉積巖顏色與沉積相的關(guān)系分析

沉積巖的顏色是沉積巖最醒目的標(biāo)志，沉積相則是沉積環(huán)境及在該環(huán)境中形成的沉積巖(物)特征的綜合。正是從這個層面出發(fā)，研究兩者的關(guān)系有一定的積極作用。

2.1 碎屑巖顏色分析

碎屑巖的顏色是碎屑巖最醒目的沉積標(biāo)志，是鑒別巖石、劃分和對比地層、分析判斷古地理條件的重要依據(jù)之一。碎屑巖的顏色多半是由含鐵質(zhì)化合物或含游離炭等染色物質(zhì)，即是色素造成的。一是灰色和黑色。大多數(shù)巖石由灰暗色變?yōu)楹谏?，是因為存在有機(jī)質(zhì)或分散狀硫化鐵造成的。巖石的顏色隨著有機(jī)碳含量的增加而變深，表明巖石形成于還原或強還原環(huán)境的半深湖或深湖亞相。二是紅色、棕色、黃色。紅色、棕色、黃色這些顏色通常是由巖石中含鐵的氧化物或氫氧化物染色的結(jié)果[3]。若系自生色，則表示沉積時為氧化或強氧化環(huán)境。大陸沉積物多為紅黃色，然而，海洋沉積物有時也呈紅色，這多半是由海底火山噴發(fā)物質(zhì)的影響或海底沉積物氧化所致；也有紅色巖層是由大陸形成的紅色沉積物被搬運入海，處于近岸氧化環(huán)境或被迅速埋藏造成的，故通常所謂的紅層不一定都是陸相沉積。三是綠色。巖石的綠色多數(shù)是由于其中含有低價鐵的礦物，如海綠石等所致；少數(shù)是由于含銅化合物所致，如含孔雀石而呈鮮艷的綠色。若系自生色，綠色一般反映弱氧化或弱還原環(huán)境。沉積物主要受湖流作用的影響，波浪作用影響不到沉積物表面。

2.2 粘土巖顏色分析

粘土巖是由含量在50%以上、粒度小于0.01M的稻土礦物所組成的沉積巖。它在地殼中分布很廣，占沉積巖總量的50%左右，是沉積巖中員常見的一類巖石。鉆井中經(jīng)常遇到粘土巖，大量鉆井事故都由它而生。含大量有機(jī)質(zhì)的黑色粘土巖，是重要的生油巖，我國各油區(qū)的生油巖，絕大多數(shù)都是粘土巖，具有一定厚度的粘土巖也可作為蓋層。粘土巖的顏色有紅色、紫色、褐黃色、灰綠色、黑色等，顏色的差異與粘土巖所含的有機(jī)炭、鐵離子的氧化狀態(tài)等因素有關(guān)。粘土巖的紅色、紫紅色是因粘土巖中存在綠泥石或因伊利石晶格中含有鐵離子所致，或因海綠石所引起的，是弱氧化，弱還原環(huán)境下形成的。粘土巖的灰色、黑色、黑色大部分是巖石中富含有機(jī)質(zhì)和分散狀的低價的硫化物所致，為還原或強還原環(huán)境中所形成的。因為這種環(huán)境中的有機(jī)質(zhì)不易被氧化而得以保存，高價鐵也易被還原而形成硫化鐵。這種環(huán)境常出現(xiàn)于海灣、濱海陸棚以及內(nèi)陸湖泊的深湖、半深湖區(qū)。在這種環(huán)境中形成的富含有機(jī)質(zhì)的暗色粘土巖是良好的生油母巖。

2.3 火山碎屑巖顏色分析

火山碎屑巖是火山作用形成的各種火山碎屑物質(zhì)堆積后經(jīng)多種方式固結(jié)形成的巖石。它是介于火山巖與正常沉積巖之間的一種過渡巖石類型，兼有兩者的特點。與火山碎屑巖相伴生的常有熔巖、次火山巖(超強層侵入巖)和正常沉積巖類?；鹕剿樾紟r一般形成于火山噴發(fā)時期，通過對其研究，可以了解火山活動的情況?；鹕剿樾紟r常在正常沉積巖中呈夾層出現(xiàn)，對地層的劃分和對比具有重要意義?；鹕剿樾紟r通常具有特殊同時鮮艷的顏色，如淺紅、紫色、嫩綠以及淺黃等，是野外鑒別火山碎屑巖的重要標(biāo)志之一。顏色主要取決于物質(zhì)成分，中基性火山碎屑巖色深，為暗紅色、墨綠色等色；中酸性火山碎屑巖色淺，常為粉色、淺黃等色[4]。另外，火山碎屑巖顏色受次生變化影響，如發(fā)生綠泥石化則顯綠色，蒙皂石化則顯灰白色或淺紅色。

總之，沉積巖的顏色與沉積相有著密切的關(guān)系，在研究沉積巖的時候應(yīng)綜合多方面情況進(jìn)行細(xì)致的分析，進(jìn)而合理的運用沉積巖顏色與沉積相的關(guān)系。

[1]朱筱敏,主編.沉積巖石學(xué)[M].北京市：石油工業(yè)出版社,2010.12：7-8.

[2]柳廣弟,主編.石油地質(zhì)學(xué)[M].北京市：石油工業(yè)出版社,2009.03：44-47.

[3]張金亮,謝俊,主編.儲層沉積相[M].北京市：石油工業(yè)出版社,2008.10：108.

[4]李斌,主編.準(zhǔn)噶爾盆地東部勘探開發(fā)30年成果論文集[M].北京市：石油工業(yè)出版社,2012.12：144.