沉積巖顏色與沉積相的關系研究

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系。本文從沉積巖的顏色分析出發,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系進行了論述。該研究對促進我國沉積巖的研究與應用有一定的借鑒作用。

沉積巖顏色 沉積相 關系

沉積巖顏色對巖石的顏色和色調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志[1]。沉積相則是沉積環境及在該環境中形成的沉積巖特征的綜合。沉積環境與沉積巖特征的內在關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系進行研究。

1 沉積巖的顏色分析

沉積巖的顏色是沉積巖最醒目的標志，是鑒別巖石、劃分與對比地層，對古地理進行分析判斷的重要依據之一[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——色素，或者說沉積巖的顏色通常多數情況下是有含有鐵持化合物或者游離碳等色素導致的。以灰色和黑色為例，包括炭質或者瀝青質在內的有機質或者包括螢鐵礦或者白鐵礦等在內的分散裝硫化鐵，這些物質含量越高，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境。不同物質形成的顏色，意義不同，因此要區分色素類型，例如，碳質常與沼澤環境有關，硫化物則與海湖的滯流環境有關。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的氫氧化物等，則表明當時為氧化或強氧化環境，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果。又如綠色，一是多數是因為含有鐵較低的礦物，如海綠石等，二是少數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，則不能作為沉積環境分析的依據。例如，由于含有角閃石等礦物而使砂巖呈現綠色，這個綠色屬于繼承色，對環境分析意義不大。影響沉積巖顏色的因素很多，除構成巖石的物質成分外，還有干潮情況等，若是碎屑巖，還與碎屑粒度有關，粒度越細，顏色越深。

2 沉積巖顏色與沉積相的關系分析

沉積巖的顏色是沉積巖最醒目的標志，沉積相則是沉積環境及在該環境中形成的沉積巖(物)特征的綜合。正是從這個層面出發，研究兩者的關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之一。碎屑巖的顏色多半是由含鐵質化合物或含游離炭等染色物質，即是色素造成的。一是灰色和黑色。大多數巖石由灰暗色變為黑色，是因為存在有機質或分散狀硫化鐵造成的。巖石的顏色隨著有機碳含量的增加而變深，表明巖石形成于還原或強還原環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果[3]。若系自生色，則表示沉積時為氧化或強氧化環境。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物質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。巖石的綠色多數是由于其中含有低價鐵的礦物，如海綠石等所致；少數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。鉆井中經常遇到粘土巖，大量鉆井事故都由它而生。含大量有機質的黑色粘土巖，是重要的生油巖，我國各油區的生油巖，絕大多數都是粘土巖，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炭、鐵離子的氧化狀態等因素有關。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質和分散狀的低價的硫化物所致，為還原或強還原環境中所形成的。因為這種環境中的有機質不易被氧化而得以保存，高價鐵也易被還原而形成硫化鐵。這種環境常出現于海灣、濱海陸棚以及內陸湖泊的深湖、半深湖區。在這種環境中形成的富含有機質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堆積后經多種方式固結形成的巖石。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。火山碎屑巖一般形成于火山噴發時期，通過對其研究，可以了解火山活動的情況。火山碎屑巖常在正常沉積巖中呈夾層出現，對地層的劃分和對比具有重要意義。火山碎屑巖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志之一。顏色主要取決于物質成分，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系，在研究沉積巖的時候應綜合多方面情況進行細致的分析，進而合理的運用沉積巖顏色與沉積相的關系。

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

[2]柳廣弟,主編.石油地質學[M].北京市：石油工業出版社,2009.03：44-47.

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

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