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1、Structures and colors of clastic rocks,碎屑岩的构造与颜色,沉积构造是沉积物和沉积岩中最常见的而又最容易直接观察到的主要特征之一。,第一节 沉积构造概述,一、沉积构造的概念,沉积构造(sedimentary structure)是指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积以后由物理作用、化学作用、生物作用在沉积物内部或者沿着沉积物与流体界面所形成的。,原生沉积构造(primary sedimentary structure)在沉积过程中形成的并受沉积条件所控制的沉积构造，如波痕、层理等。,次生沉积构造(secondary sedime
2、ntary structure)在沉积期后由各种成岩作用所形成的沉积构造，如缝合线、成岩结核等。,二沉积构造的研究意义,确定沉积环境,分析恢复水流系统、指出水流状态,确定地层的顶底和层序,三沉积构造的分类,（1）按形态分,（2）按沉积岩形成阶段分,（3）按成因分,（1）按形态分,层理构造,层面构造,结核,（2）按沉积岩形成阶段分,沉积的,成岩的,后生的,（3）按成因分,物理成因的沉积构造,化学成因的沉积构造,生物成因的沉积构造,Physical genetic structure,第二节 物理成因的沉积构造,一、流动构造,二、准同生变形构造,三、暴露成因的构造,current structur
3、e,流动构造系指沉积物在搬运和沉积时，在流体（主要是水和空气）的流动作用下形成的构造。,一、流动构造,（一）波痕,（二）冲刷痕,（三）压刻痕,（四）其它表面痕迹,（五）层理,（六）叠瓦状构造,波痕是风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。,（一）波痕（ripple mark）,波痕指数（RI）= L/H，表示波痕相对高度及起伏情况,不对称指数（RSI）= l1/l2，表示波痕的不对称程度,波长（L）两个相邻波峰或波谷之间的水平距离,波高（H）波峰与波谷之间的高差,波 痕 要 素,波痕的形态、大小差别很大，种类繁多，按成因可大致分为三种类型：浪成的、流水的和风成的
4、，然后再根据其大小和形态还可以进一步划分。,成因：由波浪作用于沉积物表面所形成的，也称为摆动波痕(oscillation ripple)，常见于海、湖浅水地带。,特点：波峰尖锐、波谷圆滑、形状对称，RSI1，RI=413（多为67）。,1、浪成波痕（wave ripple）,浪成波痕,特点：波峰波谷均较圆滑，呈不对称状，RSI2，RI5（815），陡坡倾向指示水流方向。,成因：由定向流动的水流形成，见于河流和存在有底流的海、湖近岸地带。,2、流水波痕（current ripple）,流水波痕,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
5、续。,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。,巨型的：波长30m，波高1.515m,流水波痕按大小可进一步分为:,大型的：波长0.630m，波高6cm 1.5m,小型的：波长0.6m，波高0.36cm,特点：呈不对称状(极不对称)，不对称度比流水波痕更大，RI=1070，陡坡倾向与风向一致。,成因：由定向风形成的，常见于沙漠、海或湖的滨岸沙丘沉积中。,3、风成波浪 (aeolian ripple),4、修饰波痕和叠置波痕,由于水位、水流和波浪方向、浪基面的变化，而导致早先形成的波痕被修饰改造而形成修饰波痕(modified ripple)，或在早先形成的大波痕的
6、基础上重叠小波痕，形成叠置波痕。,干涉波痕,叠加波痕,5、波痕的研究意义,（1）根据波痕类型可以了解岩石形成条件,（2）不对称波痕指示介质的流动方向,（3）浪成波痕可指示地层的顶底,（4）海、湖波痕在平面上的分布有平行滨线的趋势,因此，波痕的形态和分布，是识别沉积环境的重要依据。,波痕在不同沉积环境中的分布,6、波痕的研究方法,（1）测量波峰走向、陡坡倾向和倾角、波长、波高，计算波痕指数、不对称度。,（2）测量大量波峰走向、陡坡倾向，编制玫瑰图。,（3）波痕在平面上的分布。,深海调查一个引人注目的发现是：在世界各大洋盆中广泛发育一种大型沉积物波，包括泥波和沙波，特别是泥波更为普遍。,问题2：波
7、痕的出现反映沉积环境的水体是深还是浅？,问题1：波痕主要出现在砂质沉积物中还是泥质沉积物中？,Normark等总结了已报道的30个深海大型沉积物波发育区的沉积物波特征：,波长范围为0.320km，以110km最为常见。,波高范围为3140m，以10100m为主,高振中、Eriksson、何幼斌等编著的深水牵引流沉积一书对深水沉积物波进行成因初探（1998），用内波理论进行了合理的解释,（二）冲刷痕,current structure,（一）波痕,（三）压刻痕,（四）其它表面痕迹,（五）层理,（六）叠瓦状构造,一、流动构造,形成于泥质沉积物表面上的冲刷痕，通常以上覆砂质层底面上的铸型形式保在下来
8、。,水流在泥质沉积物表面流动时冲刷出来的痕迹称为冲刷痕。,（二）冲刷痕 （scour mark）,上覆砂质层底面上的槽痕铸型槽模。,凹坑最深可达几厘米，长从几厘米到几十厘米。其上游端陡而深，向下游变宽变浅，逐渐与沉积物表面齐平。,水流在泥质沉积物表面冲刷而形成的不连续的长形小凹坑。,1、槽痕（flute mark）,内蒙古桌子山中奥陶统拉什仲组,槽 模（flute cast）,是由一系列平行于水流方向延伸的脊与沟紧密间互排列所组成的构造。,（longitudinal ridge and furrow）,2、纵向脊与沟,3、横向冲刷痕（transverse scour mark）,是垂直于水流方
9、向排列的、一系列相互平行的、浅而不对称的冲沟。,可能与水流在泥质沉积物表面流动时所产生的剪切现象相结合的侵蚀作用有关。,是指水流在位于沉积物表面上的障碍物周围发生侵蚀和沉积所形成的构造，也常称为水流新月形构造（current crescent）。,4、障碍冲刷痕（obstacle-scour mark）,current structure,（一）波痕,（四）其它表面痕迹,（五）层理,（六）叠瓦状构造,（三）压刻痕,（二）冲刷痕,一、流动构造,（三）压刻痕,水流所携带的物体在松软的沉积物表面上运动时所刻蚀或刻划出来的痕迹称为压刻痕或工具痕（tool mark）。,8、大型滚动痕（large-sc
10、ale slide mark）,6、跳跃痕（skip mark）,7、滚动痕（roll mark）,3、戳痕（prod mark）,5、刷痕（brush mark ）,2、V形痕（chevron mark）,1、沟痕(模)（groove mark / cast）,4、弹跳痕（bounce mark）,current structure,（一）波痕,（二）冲刷痕,（三）压刻痕,（五）层理,（六）叠瓦状构造,（四）其它表面痕迹,一、流动构造,（四）其它表面痕迹,1、细流痕(rill mark),2、冲淤构造(scour and fill structure),3、冲蚀构造(washout stru
11、cture),4、冲流痕(swash mark),5、剥离线理(parting lineation),6、水位痕(water level mark),7、皱痕(wrinkle mark),8、粘附波痕和粘附瘤(adhesion ripple and adhesion warts),current structure,（一）波痕,（二）冲刷痕,（三）压刻痕,（四）其它表面痕迹,（六）叠瓦状构造,（五）层理,一、流动构造,（五）层理(bedding),层理是沉积岩最典型最重要的特征之一。它是沉积物沉积时水动力条件的直接反映，也是沉积环境的重要标志之一。,1、基本术语,层理（bedding）岩石性质
12、沿垂向变化的一种层状构造，它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变和渐变而显现出来。,岩石因层理的存在而显出岩石的非均质性。,层理的基本类型及有关术语,纹层(Lamina)组成层理的最基本的最小的单位，纹层之内没有任何肉眼可见的层。亦称细层。,成因：在一定条件下同时沉积的。,特征：厚度小，一般数mm数cm。,层系（set）由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成。,它们形成于相同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的产物。,层系组(coset)由两个或两个以上岩性（成分、结构）基本一致的相似层系或性质不同但成因上有联系的层系叠覆组成，其间没有明显间断。也称层组。,层（bed
13、）组成沉积地层的基本单位。由成分基本一致的岩石组成，它是在较大区域内，在基本稳定的自然条件下沉积而成的。,一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组。层没有限定的厚度，其厚度变化范围很大，为几厘米几十米，通常是几厘米几十厘米。,按厚度，可以划为：块状层(1m)、厚层(0.51m)、中层(0.10.5m)、薄层(0.10.01)、微细层或页状层(0.01m)。,2、层理的分类及主要类型,首先，按照层内组分和结构性质把层理划分为四种类型：（1）非均质层理、（2）均质层理、（3）递变层理、（4）韵律层理。,其次，在非均质层理中，再按照几何形态进一步分为水平、平行、波状、交错、压扁、透镜状层理。,2
14、.1 水平层理和平行层理,（1）特点：纹层呈直线互状相平行，并且平行于层面。,（2）水平层理（horizontal bedding）主要产于泥质岩、粉砂岩以及泥晶灰岩中，是在比较弱的水动力条件下，由悬浮物沉积而成。出现在低能环境中，如深湖、泻湖、深海等环境。,（3）平行层理（parallel bedding）主要产于砂岩中，是在较强的水动力条件下，高流态中由平坦的床沙迁移而成的。,一般出现在急流或高能环境中，如河道、湖岸、海滩等环境。,2.2 波状层理（wavy bedding）,（1）特点：纹层呈对称或不对称的波状，但总的方向平行于层面。,（2）成因：主要是沉积介质的波浪振荡造成的，其次是单
15、向水流的前进运动造成的。,一般要有大量悬浮物质沉积，当沉积速率流水的侵蚀速率时，可保存连续的波状层理。,在水介质稍浅的地区，如海、湖的浅水地带和河漫滩等地区较常见。,在波浪影响下水流波痕的迁移形成波状交错层理,2.3 交错层理（cross bedding）,最常见的一种层理。在层的内部边一组倾斜的细层（前积层）与层面或层系界面相交。又称斜层理。,按层系厚度，交错层理可分为：,小型交错层理（3cm）,中型交错层理（310cm）,大型交错层理（10200cm）,特大型交错层理 （200cm）,这种层理是沉积介质（水流及风）的流动造成的。,当介质具有一定流速时，底床上可以产生一系列的沙波，这种沙波顺
16、层流动的结果，在陡坡一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系，纹层倾向表示介质流动方向。,斜层系互相平行或彼此切割构成不同形态的交错层理。,根据层系与上下界面的形状和性质，通常可以将交错层理分为三种基本类型：板状、楔状、槽状交错层理。,（1）板状交错层理（tabular cross bedding）,层系之间的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。,直线形水流波痕的迁移形成板状交错层理的示意图,（2）楔状交错层理,（wedge-shaped cross bedding）,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、湖浅水地带及三角洲地区。,（3）槽状交错层理（trough cross bedding）,层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。在横切面上，层系界面是槽状，纹层与之一致也是槽状；在纵切面上，层系底界面呈弧状，纹层与之斜交。顶视为重叠的瓣状。,大型槽状交错层理系底界冲刷面明显，底部常有泥砾
