蘇聯地理學史

[拼音]：shayan

[外文]：sandstone

粒徑為2～0.0625毫米的砂佔全部碎屑 50％以上的碎屑岩。砂岩由碎屑和填隙物組成。碎屑成分以石英為主，其次是長石、岩屑、白雲母、綠泥石、重礦物等。碎屑主要有三個來源：陸源的、盆內的（大部分為碳酸鹽砂）和火山源的，其中以陸源的數量最多。砂岩佔沉積物總體積的1/4,僅次於泥質岩。砂岩能提供許多地質歷史的重要資訊。砂岩的碎屑成分是探索物源區的線索，它們的定向構造指示古水流方向，砂體幾何形態反映沉積環境。砂和砂岩構成了石油、天然氣和地下水的重要儲集層。磁鐵礦、鈦鐵礦等砂礦都是重要的沉積礦產。許多砂和砂岩都可應用於磨料、玻璃原料、建築材料等。

化學成分

砂岩的化學成分變化極大，它決定於碎屑和填隙物的成分，其平均化學成分見表。砂岩化學成分以SiO2和Al2O3為主,而且SiO2/Al2O3比值是區別成熟的和未成熟砂岩的標誌。

碎屑成分

石英是砂岩的主要礦物碎屑，它在地表條件下最穩定，是大多數砂岩的主要組分，常用作母巖的指示物。砂岩中長石含量僅次於石英，有的超過石英。一般認為，長石碎屑的含量受氣候、地殼運動的強度和母巖性質的影響。岩屑是判斷母巖的直接標誌。在砂岩中多半是火山岩屑或顆粒較細、成分較為穩定的沉積岩屑和變質岩屑。砂岩中比重大於2.87的一套礦物，稱為重礦物,其含量一般不及1％。根據重礦物的標型特徵和重礦物組合（再結合輕礦物組合），對恢復母巖型別、進行地層對比，以及追溯陸源區都是有意義的。砂岩中碎屑成分的丰度，可指示岩石的形成條件。如石英在砂岩中丰度高，說明它是在準平原化時期和溫暖多雨氣候條件下，在穩定陸棚環境中由主要是富含石英的中、酸性火成岩或變質岩形成的。

填隙物

包括化學膠結物和碎屑雜基。膠結物中佔絕對優勢的是矽質和碳酸鹽質。矽質膠結物一般為次生加大石英，較少見的為玉髓和蛋白石。在碳酸鹽膠結物中以方解石較常見，白雲石和菱鐵礦少見。在較古老的砂岩中矽質膠結物較普遍，而中生代及以後的較年輕的砂岩中，常以碳酸鹽膠結物為多。一般認為，這是由於這兩種膠結物穩定性不同，或者碳酸鹽膠結物易被溶淋掉造成的。砂岩中的各種膠結物都各自反映了析出時的物理化學條件，所以研究膠結物的物質來源、析出順序和作用的起止時間等是研究岩石形成歷史的重要內容。

雜基(碎屑雜基)也稱基質或粘土雜基,是指 15％時則稱石英雜砂岩。常見的膠結物是矽質和碳酸鹽質，有時為鐵質、硫酸鹽、磷酸鹽及海綠石。波痕、交錯層理髮育。岩層厚度不大，岩石常呈淺色。矽質膠結物常為蛋白石或玉髓。部分矽質膠結物由於壓溶作用而次生加大時稱石英岩狀砂岩，若全部成為再生石英時，稱為沉積石英岩（或正石英岩）。石英砂岩主要形成於穩定的大地構造環境，地形準平原化，母巖經長期風化，剝蝕的產物大多在海洋（如海灘）環境下，受到波浪和水流強烈簸選和反覆磨蝕緩慢沉積而形成的。它常與碳酸鹽沉積共生,組成石英砂岩-造海碳酸鹽建造，如華北地臺北半部的上前寒武系。

（2）長石砂岩，長石碎屑含量佔砂級碎屑總量25％以上。其中石英含量 15％時,則屬長石雜砂岩。碎屑顆粒一般分選、圓度中等。長石砂岩常呈淺黃、肉粉或綠灰等色。長石砂岩按其形成條件可分為3類,即構造長石砂岩、基底長石砂岩和氣候長石砂岩。長石砂岩一般是在構造運動比較強烈的地區，母巖是花崗岩或花崗片麻岩，氣候乾燥寒冷，以物理風化為主，在強烈侵蝕和快速堆積條件下形成的。大多為大陸沉積，海成的較少。常堆積于山前或山間盆地中。曾發現許多長石砂岩形成於大陸裂谷中。河北唐山震旦系產有長石砂岩，其中長石可超過50％。

（3）岩屑砂岩，岩屑含量佔砂級碎屑總量25%以上。其中石英含量<75％,並可含少量長石( 15％時，則屬岩屑雜砂岩。碎屑顆粒的磨圓度和分選性由中等到差。常呈淺灰、灰綠至深灰色。岩屑成分與來源區母巖性質關係密切，並可按岩屑成分進一步劃分岩石型別。岩屑砂岩是一種成分成熟度和結構成熟度均較低的砂岩，主要形成於構造變動強烈地帶的山前或山間坳陷中。這類岩石可以是海成的，也可以是陸成的。岩屑砂岩中，還有一種硬砂岩，也稱雜砂岩或灰瓦巖。它是一種暗色堅硬的岩石，主要由各種稜角狀岩屑（包括基性噴發巖、淺變質岩、砂質頁岩和凝灰岩等）以及石英和長石碎屑組成，常含粘土雜基(15～40％)，經成岩作用和初級變質後，粘土雜基通常變為伊利石、綠泥石和絹雲母的集合體。碎屑顆粒分選差，圓度低，呈雜基支撐。常發育某些典型原生沉積構造，如槽模、粒序層理等。各種碎屑的含量變化很大，如石英可由5～40％，岩屑亦可達30～40％,長石有時可超過岩屑。碎屑組分有3類:第一類為火成岩和高階變質岩礦物，主要為石英和長石，伴有輝石、角閃石等副礦物；第二類為變質岩屑和沉積岩屑，後者常為燧石岩屑；第三類為基性熔岩和凝灰岩岩屑，其中富含細碧類岩屑。硬砂岩有兩種型別：岩屑硬砂岩和長石硬砂岩。硬砂岩的化學成分特點是富含Al2O3、FeO、MgO及Na2O。Na2O含量與鈉長石有關，MgO和FeO是由雜基中富鐵綠泥石供給。Na2O>K2O，MgO>CaO，FeO>Fe2O3是硬砂岩與長石砂岩在化學成分上的區別。硬砂岩在地質記錄中，特別是在較老地層中是豐富的，成為復理石層系的重要組成部分，經常和海相頁岩及板岩成互層，並與水下熔岩流和燧石巖相共生。在碰撞造山帶，它們常富含鈉長石或過渡為火山硬砂岩。在張裂大陸邊緣的硬砂岩以富含岩屑為特徵。硬砂岩主要是海相的，代表造山帶的產物，在穩定的克拉通地區通常沒有硬砂岩。但在中國中新生代陸相地層中卻存在大量硬砂岩，它們富含岩屑，特別是火山岩屑，產於中新生代的大陸裂谷湖盆中。（見彩圖）