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1、第四章 沉积岩的构造和颜色第一节、基本概念 第二节、沉积构造的分类 第三节、流动成因构造 第四节、同生变形构造 第五节、曝露成因构造 第六节、化学成因构造 第七节、生物成因构造 第八节、沉积岩的颜色1 沉积构造：是指沉积岩不同特征组分的空间排列所显示的 岩石宏观特征。按其形成的时间，又可分为原生沉积构造和 次生沉积构造。 2 原生沉积构造：是指陆源碎屑沉积物沉积时到沉积物固结 成岩之前，由物理、化学、生物等作用在沉积物内部或者沉 积物与流体界面处所形成的构造，既包含了沉积过程中产生 的并受沉积条件所控制的沉积构造(如波痕、层理等)，也包 含了沉积物沉积之后到固结之前由同生作用和准同生变形作 用
2、所形成的沉积构造(如滑塌构造、负载构造等)。 3 次生沉积构造：是指沉积物固结之后由压实作用、成岩作 用等所产生的沉积构造(如成岩结核等)。第二节、沉积构造的分类第三节 流动成因构造一、层理构造层理是碎屑岩及其它沉积岩是重要的特征之一，是沉积时水动力条件的直接反映，是沉积环境的重要标志之一。 1、基本术语 层理是岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它 可以通过矿物成分、结构、颜色的突变或渐变而显 现出来。 或：岩石的成分、结构、颜色等在垂直层面的方 向上有明显变化而显现的特征称沉积岩的“层理构造 ”，简称“层理”。一、层理构造1、层理的有关术语细层(laminae)：又称纹层，是组成层 理的最小
3、单位，其厚度极小，以毫米计 。是相同水动力条件下同时形成的。 层系(set)：又称系丛，是由成分、结 构和产状上相同的许多细层组成的，是 在同一环境的相同水动力条件下不同时 间形成的细层组成的。 层系组：由两个或两个以上岩性（成 分，结构）基本一致的相似层系组成， 是在同一环境的相似水动力条件下形成 的。 层：由成分基本一致的岩石组成，是 组成沉积地层的基本单位，层可以与上 下邻层分开，一个层可以是一个或若干 个纹层、层系或层系组组成层没有限定的厚度，其厚度变化范围很大，可自层没有限定的厚度，其厚度变化范围很大，可自 数毫米至数十米，但通常是数厘米至数十厘米。按厚数毫米至数十米，但通常是数厘米
4、至数十厘米。按厚 度可划分为：度可划分为： 块状层（块状层（ lmlm）、）、 厚层厚层(1.0(1.00.5m0.5m）、）、 中层中层0.50.50.1m0.1m）、）、 薄层（薄层（0.10.10.01m0.01m）、）、 微细层或页状层（微细层或页状层（0.01m0.01m）。）。 说明说明：（：（1 1）层可以根据它在成分和结构上的不连）层可以根据它在成分和结构上的不连 续性与上下邻层区分开。续性与上下邻层区分开。（2 2）层可包括一个或若干个纹层、层系或）层可包括一个或若干个纹层、层系或 层系组。层系组。2、流动体制、床砂形态及与层理形成的关系底形或床沙形体（bedform）：实验
5、和观察均表明，随流水的流动底床上的推移荷载必定铸造成各 种几何形体，这些几何形态体则称为床砂形体。流动体制即水流的急与缓的状态，可分：（1）下部流动体制（低流态）， Fr 1；（2）过渡流动体制（过渡流态），Frl；（3）上部流动体制（高流态），Fr l。西蒙斯的水槽实验表明，床砂形体与水流强度密 切相关：一、层理构造（1）静水状态或当流速极缓时， 平坦床砂,保存在层内即为水平层理 ； 水流速度20cm/s，Fr 1时， 床沙形成沙纹。（2）水流速度变大50cm/s，Fr 1时，沙纹加高加长形成沙垄.（3）当水流速度再大，沙垄进 一步加高加长形成形成大型沙垄、沙 浪。Frl的低流态，产生前积纹
6、 层，称异相位， （4）水流速度再加大,Fr1时， 沙垄因受侵蚀而降低幅度，产生受冲 刷侵蚀的（冲洗）沙丘。 （5）水流速度更大， Fr l时，床砂全部滑、滾连续迁移 ，形成平坦底床。 （6）水流速度2ms， Fr 1时，床沙形态的下游一 侧受侵蚀，碎屑堆积在迎流面而 形成逆行沙波。 （7）水流速度更大，逆行 沙波加高加长。 （8）水流速度更强时，Fr l，床沙几乎全部被搬运并 在床沙表面出现冲槽和冲坑。Frl的高流态，沙波 与水面波起伏相同，称同相位， 遭侵蚀或产生后积纹层。底形随流水是动力态的移动的，在下部流态，迎流 坡被侵蚀，背流坡沉积，形成前积纹层。床沙的脊线在平面上的有多种形态。且这
7、些形态也是随 水流强度的变化面变化的。按波脊(波峰的脊线)的形态：直线形、波曲形、链形、舌形、新月形、菱形等。 波脊形态的变化主要与水深和流速有关。一般来说，随着水深减小和流速增大，波脊形态由简单变复杂，由连续变断续。 这些不同形态不同种类的床沙形体，如被埋藏并保存 于沉积物中，则形成相应的斜层理。一、层理构造3、主要层理构造类型1）、均质层理或块状层理呈现大致均质外貌，不具任何纹层构造的 层理。在细粒与粗粒沉积中都有块状层理出现。非 常快速地沉积而成或生物的强烈搅动作用形成。2 2）、韵律层理：）、韵律层理：这种层理是在成分、结这种层理是在成分、结 构与颜色方面不同的薄层作构与颜色方面不同的
8、薄层作 有规律地重复出现而显现的有规律地重复出现而显现的 层理构造。层理构造。这种韵律性重复的原因这种韵律性重复的原因 是物质搬运或产生方式有规是物质搬运或产生方式有规 律地发生交替变化造成的。律地发生交替变化造成的。 如：潮汐韵律；或者是长期如：潮汐韵律；或者是长期 的，季节韵律。的，季节韵律。韵律层理由成分、结构或颜色等略有不同的纹层重复交替组成的层理，紫红色为泥岩，灰绿色为泥质粉砂岩。潮坪、湖泊、蒸发盆地中都可形成。Tidal Flats（潮坪）Tidal Channels（潮道）具有粒度递变的一种特殊的层理。由底向上至 顶部颗粒逐渐由粗变细或由细变粗，内部没有纹层 。自下而上由粗变细的
9、叫正递交层理，之叫反递交 层理。3）递变层理（又称粒序层理）递变层理有二 种类型： 一是完全递变, 是水流强度渐减弱 的产物，多见于河 流；另一类递变不 完全，多是流速度 突然减低的结果， 多见于重力流。粗尾递变均匀递变粗尾递变层理均匀递变层理水平层层理平行层层理共同特性是纹层纹层 呈直线线状互相平行，并且平行于层层面 水动动力特点Fr=0,稳稳定的弱水动动力Fr1，强水动动力分布特点从悬悬浮物或溶液中沉淀而 成。粉砂和泥质质物、常见见 于海、湖深水地带带、闭闭塞 海湾、泻湖、沼泽泽以及牛 轭轭湖等环环境中。在海滩滩，河流等易受波浪作用 的砂质质地区分布最多，在深水 浊积浊积 岩中也较较常见见
10、。中砂、 细细砂岩中多见见。 层层理组组合特 点与水动动力弱的小型砂纹层纹层 理共生。层层系间间通常被极低角度的侵蚀蚀 面分开，它常与大型交错层错层 理 共生。4)、水平层理和平行层理水平层理细粒沉积物的（粉砂岩、泥岩、页岩）中最主要的层理类型。弱水动力，低能或静水环境。纹层呈直线状互相平行，并且 平行于层面平行层理 粗粒沉积物形成。 强水动力条件。夹关组，天全县禁门关水电站旁 平行层理包卷层理波状层理5）、 波状层理波状层理：纹层成连续的波状，或薄的泥纹层 和砂纹层成波状的互层。纹层呈对称或不对称波状 ，但其总的方向平行于层面。可由波浪振荡运动造成的，形成对称形态的波 状层理；在悬浮物丰富的
11、条件下，也可由单向水流的流 动造成的，形成不对称波状层理，同时叠覆层的相 位错开。 波状层理形成于水介质稍浅地区，如在海、湖 的浅水地带和河漫滩等地区较常见，在海湾、泻湖 等地区也可见。 6 6）交错层理）交错层理概念概念 通常也称通常也称斜层理斜层理，它，它 是由一系列斜交于层系是由一系列斜交于层系 界面的纹层组成。界面的纹层组成。 斜层系可以彼此重叠斜层系可以彼此重叠 、交错、切割的方式组、交错、切割的方式组 合合 。 是类型最多，成因多是类型最多，成因多 样，意义最重要的层理样，意义最重要的层理 类型。类型。交错层理的分类交错层理的分类 交错层理根据交错层理根据层系与上下界层系与上下界面
12、的形状和性质面的形状和性质通常可以分通常可以分为三类为三类 ：板状交错层理板状交错层理楔状交错层理楔状交错层理槽状交错层理槽状交错层理板状交错层理形成示意图、板状交错层理:层系之间界面为平面而且彼此平行。大型板状交错层理在河流沉积中最为典型 ，常具如下特征：层系底界有冲刷面，纹层内常呈下粗上细的粒度变化，有的纹层 向下收敛。板状交错层理板状交错 层理（2）楔状交错层理:层系之间的界面为平面，但不互相平行，层系 厚度变化明显呈楔形。层理系间常彼此切割。纹层 的倾向及倾角变化不定，常见于海、湖浅水地带和 三角洲地区。 （3）槽状交错层理:层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。大型 槽状交错层理层
13、系底界冲刷面明显，底部常有泥砾。 多见于河流环境中。槽状交错层理形成示意图观察槽状交错层理从两个面观察：平行水流 方向为单向斜层理、垂直水流方向为槽状；、其它典型交错层理介绍、爬升波纹交错层理、羽状交错层理、浪成波纹交错层理、冲洗交错层理（双向交错层理）、丘状交错层理或风暴交错层理、风成交错层理、爬升波纹交错层理(或上攀层理)：特点是后一个层系爬叠在前一个层系上。 形成条件：悬移物质供应充分，悬浮物的沉积数量， 大于流水搬运沉积物的数量。常出现在河 流的边滩上部及 堤岸、洪泛平原 、三角洲及浊流 沉积环境。爬升波纹交错层理(或上攀层理)：纹层平直或微向上弯曲，相 邻斜层系的纹层倾斜方向相反，
14、延伸至层系界面时彼此呈锐角相 交，呈羽毛状 。这种层理是在有反向往复水 流存在的环境中形成的。常见于 河流入湖、海的三角洲地带。也 是潮汐环境典型的有代表性的层 理类型。、 羽状交错层理：羽状交错层理： （青鱼骨刺式交错层理）（青鱼骨刺式交错层理）羽状交错层理：羽状交错层理： （青鱼骨刺式交错层理）（青鱼骨刺式交错层理）羽状交错层理（青鱼骨刺交错层理）塔里木盆地石炭系东河砂岩、浪成交错层理是典型波浪成因的一种中、小型交错层理，其 特点是：层系界面不规则，成波状起伏，前积层上 叠成束状，层系成膨胀的凸镜状，层系内部细层可 保留前积层和后积层，成不对称的波状。 、 冲洗交错层理（砂纹交错层理）是典
15、型波浪成因的交错层理。多发育在近岸的前滨冲 洗带，其特点是： 细层和层系的倾角均很小，细层与层系夹角210度； 相邻细层倾向、倾角不一致，但细层一般倾向海方； 组成细层的砂粒结构成熟度和成分成熟度高，重矿物多， 可有逆粒序； 细层倾角小，延伸远（可达30m），层系厚度稳定（厚1 35cm。双向交错层理（冲洗交错层理）塔里木盆地石炭系东河 砂岩、丘状交错层理(风暴交错层理)由风暴浪形成的，常是大型交错层理，是风暴岩的标志之一 。其特点是：由一系列缓波状起伏的向上凸起的丘和向下凹的洼组成细 层和层系，丘和洼的高2050cm。细层倾角常 15度，且各部位倾角有变化。 层系上部被侵蚀，纹 层与层系底近
16、乎平行，而 中部呈发散-收敛状。水体较深，沉积物 细，多为细砂岩和粉砂 岩，无粒序，但顶部可 有植物和云母碎片。、风成交错层理风成交错层理的特征： 层系通常厚度巨大，甚至可达30m。 前积纹层具有高角度倾角，一般在2534之 间，甚至大于空气中的休止角，可达40以上。 交错层形态多呈槽状，也有板状或楔状，常见 纹层与层系底界成切线接触。 风成砂岩成分成熟度高，不含泥质，磨圆和分 选较好，有助于该类层理成因的确定。 这类层理主要出现在沙漠或海滩的风成沙丘带 中，如我国渤海海岸沙丘中普见大型风成交错层理 ，中一新生代湖相砂岩中也常见风成交错层理。 （5）压扁层理、透镜状层理和波状复合层理压扁层理（脉状层理）：是在波谷及部分波脊上含 有泥质条纹的沙纹层理。在涨潮及退潮流的活动期，形成 砂质纹层，而泥质保持悬浮状态；在静水期，悬浮泥质沉 降覆盖在沙纹上，当下一个潮汐流和活动期开始时，波
