沉积岩颜色与沉积相的关系研究

娄源改 白伟峰

(平煤股份勘探工程处,河南平顶山 467000)

沉积岩颜色与沉积相的关系研究

娄源改 白伟峰

(平煤股份勘探工程处,河南平顶山 467000)

沉积岩的颜色与沉积相之间有着密切的关系。本文从沉积岩的颜色分析出发,对碎屑岩颜色、粘土岩颜色以及火山碎屑岩颜色等和沉积相的关系进行了论述。该研究对促进我国沉积岩的研究与应用有一定的借鉴作用。

沉积岩颜色 沉积相 关系

沉积岩颜色对岩石的颜色和色调具有划分和对比地层的作用。岩石的颜色通常情况下还有一定的成因意义，有利于了解古地理条件以及作为评价找矿的标志[1]。沉积相则是沉积环境及在该环境中形成的沉积岩特征的综合。沉积环境与沉积岩特征的内在关系可以用沉积相来概括或表述。本文则对沉积岩颜色与沉积相的关系进行研究。

1 沉积岩的颜色分析

沉积岩的颜色是沉积岩最醒目的标志，是鉴别岩石、划分与对比地层，对古地理进行分析判断的重要依据之一[2]。引起沉积岩颜色的原因主要是岩石的成分，也就是说沉积岩的颜色决定于岩石中所含有的人色物质——色素，或者说沉积岩的颜色通常多数情况下是有含有铁持化合物或者游离碳等色素导致的。以灰色和黑色为例，包括炭质或者沥青质在内的有机质或者包括萤铁矿或者白铁矿等在内的分散装硫化铁，这些物质含量越高，沉积岩颜色越深，一般属于自生色，该颜色表明沉积岩形成于还原或强还原环境。不同物质形成的颜色，意义不同，因此要区分色素类型，例如，碳质常与沼泽环境有关，硫化物则与海湖的滞流环境有关。又如红色、棕色以及黄色，铁的氧化物或者包括赤铁矿与褐铁矿在内的氢氧化物等，则表明当时为氧化或强氧化环境，在红色地层中，有时有灰绿色的斑点或岩层，这是沉积物沉积后局部被还原的结果。又如绿色，一是多数是因为含有铁较低的矿物，如海绿石等，二是少数是因为含铜的化合物，比如孔雀石，以上两者都反映弱氧化——弱还原环境，三是有时候是因为含有绿色的碎屑矿物，如角闪石或者阳起石等等。需要注意的是，如果上述颜色属于继承色或次生色，则不能作为沉积环境分析的依据。例如，由于含有角闪石等矿物而使砂岩呈现绿色，这个绿色属于继承色，对环境分析意义不大。影响沉积岩颜色的因素很多，除构成岩石的物质成分外，还有干潮情况等，若是碎屑岩，还与碎屑粒度有关，粒度越细，颜色越深。

2 沉积岩颜色与沉积相的关系分析

沉积岩的颜色是沉积岩最醒目的标志，沉积相则是沉积环境及在该环境中形成的沉积岩(物)特征的综合。正是从这个层面出发，研究两者的关系有一定的积极作用。

2.1 碎屑岩颜色分析

碎屑岩的颜色是碎屑岩最醒目的沉积标志，是鉴别岩石、划分和对比地层、分析判断古地理条件的重要依据之一。碎屑岩的颜色多半是由含铁质化合物或含游离炭等染色物质，即是色素造成的。一是灰色和黑色。大多数岩石由灰暗色变为黑色，是因为存在有机质或分散状硫化铁造成的。岩石的颜色随着有机碳含量的增加而变深，表明岩石形成于还原或强还原环境的半深湖或深湖亚相。二是红色、棕色、黄色。红色、棕色、黄色这些颜色通常是由岩石中含铁的氧化物或氢氧化物染色的结果[3]。若系自生色，则表示沉积时为氧化或强氧化环境。大陆沉积物多为红黄色，然而，海洋沉积物有时也呈红色，这多半是由海底火山喷发物质的影响或海底沉积物氧化所致；也有红色岩层是由大陆形成的红色沉积物被搬运入海，处于近岸氧化环境或被迅速埋藏造成的，故通常所谓的红层不一定都是陆相沉积。三是绿色。岩石的绿色多数是由于其中含有低价铁的矿物，如海绿石等所致；少数是由于含铜化合物所致，如含孔雀石而呈鲜艳的绿色。若系自生色，绿色一般反映弱氧化或弱还原环境。沉积物主要受湖流作用的影响，波浪作用影响不到沉积物表面。

2.2 粘土岩颜色分析

粘土岩是由含量在50%以上、粒度小于0.01M的稻土矿物所组成的沉积岩。它在地壳中分布很广，占沉积岩总量的50%左右，是沉积岩中员常见的一类岩石。钻井中经常遇到粘土岩，大量钻井事故都由它而生。含大量有机质的黑色粘土岩，是重要的生油岩，我国各油区的生油岩，绝大多数都是粘土岩，具有一定厚度的粘土岩也可作为盖层。粘土岩的颜色有红色、紫色、褐黄色、灰绿色、黑色等，颜色的差异与粘土岩所含的有机炭、铁离子的氧化状态等因素有关。粘土岩的红色、紫红色是因粘土岩中存在绿泥石或因伊利石晶格中含有铁离子所致，或因海绿石所引起的，是弱氧化，弱还原环境下形成的。粘土岩的灰色、黑色、黑色大部分是岩石中富含有机质和分散状的低价的硫化物所致，为还原或强还原环境中所形成的。因为这种环境中的有机质不易被氧化而得以保存，高价铁也易被还原而形成硫化铁。这种环境常出现于海湾、滨海陆棚以及内陆湖泊的深湖、半深湖区。在这种环境中形成的富含有机质的暗色粘土岩是良好的生油母岩。

2.3 火山碎屑岩颜色分析

火山碎屑岩是火山作用形成的各种火山碎屑物质堆积后经多种方式固结形成的岩石。它是介于火山岩与正常沉积岩之间的一种过渡岩石类型，兼有两者的特点。与火山碎屑岩相伴生的常有熔岩、次火山岩(超强层侵入岩)和正常沉积岩类。火山碎屑岩一般形成于火山喷发时期，通过对其研究，可以了解火山活动的情况。火山碎屑岩常在正常沉积岩中呈夹层出现，对地层的划分和对比具有重要意义。火山碎屑岩通常具有特殊同时鲜艳的颜色，如浅红、紫色、嫩绿以及浅黄等，是野外鉴别火山碎屑岩的重要标志之一。颜色主要取决于物质成分，中基性火山碎屑岩色深，为暗红色、墨绿色等色；中酸性火山碎屑岩色浅，常为粉色、浅黄等色[4]。另外，火山碎屑岩颜色受次生变化影响，如发生绿泥石化则显绿色，蒙皂石化则显灰白色或浅红色。

总之，沉积岩的颜色与沉积相有着密切的关系，在研究沉积岩的时候应综合多方面情况进行细致的分析，进而合理的运用沉积岩颜色与沉积相的关系。

[1]朱筱敏,主编.沉积岩石学[M].北京市：石油工业出版社,2010.12：7-8.

[2]柳广弟,主编.石油地质学[M].北京市：石油工业出版社,2009.03：44-47.

[3]张金亮,谢俊,主编.储层沉积相[M].北京市：石油工业出版社,2008.10：108.

[4]李斌,主编.准噶尔盆地东部勘探开发30年成果论文集[M].北京市：石油工业出版社,2012.12：144.