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1、第四章 沉积岩的构造和颜色第一节 概述沉积构造：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：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：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。 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颜色：是沉积岩最醒目的标志，它取决于岩石的成分及物理化学形成条件，因而也是鉴别岩石，划分和对比地层，分析古地理的重要依据之一。 第二节 沉积岩构造的分类物理
2、成因构造-原生构造化学成因构造-原生构造（同生结核）；次生构造（缝合线、叠锥）生物成因构造-原生构造碎屑岩的构造极为重要原生构造对沉积环境具有直接的指向意义！按沉积岩形成的阶段分先是成因分类，具体构造分类按照形态进行划分第三节 流动成因的构造沉积物在搬运和沉积时，由于介质(如水、空气)的流动，在沉积物的内部以及表面形成的构造，属于机械成因的构造，主要有各种层理构造、上层面及底层面构造。流动成因构造一、层理构造（一）层理：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、颜色的突变或渐变显现出来。1）细层（纹层）：组成层理的最基本的最小单位，内部没有任何肉眼可见的层。是在一定条件下同时
3、沉积的。2）层系（丛系）：由许多成分、结构、厚度和产状近似的同类型纹层组合而成。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水流条件下的产物。3）层系组（层组）：由两个或两个以上的岩性（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，期间没有明显间断。4）层：是组成沉积地层的基本单位，由成分基本一致的岩石组成。它是在较大范围内，在基本稳定的自然条件下沉积而成的，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。层理研究的意义 ：(1) 有助于正确划分和对比地层，恢复地层的正常产状。 (2) 交错层理是最有价值的指向构造，可以确定古水流系统。 (3) 根据层
4、理类型可以推断沉积环境。 一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组，其厚度变化范围很大，从数毫米到数十米。按照层的厚度可划分为：（二）层理的分类及主要类型：按照层内组分和结构的性质，一般把层理划分为四种类型： 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、透镜状层理。 1、水平层理、平行层理 特点：纹层呈直线互状相平行，并且平行于层面。（1）水平层理：的特征是薄的纹层呈直线状平行排列并平行总的层面。水平层理是在比较弱的水动力条件下，由悬浮物质或溶解物质沉淀而成。主要发育于粉砂岩、粘土岩和泥晶灰岩中，常见于海、湖深水地带、潮坪、闭塞海湾、泻湖、沼泽及牛轭湖等环境。水平层理：主
5、要发育于粉砂质泥岩和粉砂岩中，具水平层理粉砂岩常呈条带状夹于暗色泥岩中，常见于湖泊相环境中。 （2）平行层理：主要产于砂岩中，在外貌上与水平层理相似。其特征是：纹层较厚，可达几厘米，纹层之间没有清晰的界面，只能通过细微的粒度可以看出，但层理易剥开，在剥开面上有剥离线理构造(parting lineation)。 平行层理是在较强的水动力条件下，高流态中由平坦的床沙迁移，床面上连续滚动的砂粒产生粗细分离而显出的水平细层。平行层理一般出现在急流及能量高的环境中，如河道、湖岸、海滩、浊流等环境，常与大型交错层理共生。 水平层理和平行层理的异同点2、波状层理特点：纹层呈对称或不对称的波状，但总的方向平
6、行于层面。 主要形成于沉积介质的波浪震荡运动造成的，其次是单向水流的前进运动造成的。前者形成对称波状层理，后者形成不对称波状层理，同时叠覆层的相位错开，称为爬升波纹层理。 波状层理、上攀波纹（爬升沙纹层理）、砂纹交错层理 水介质水体浅：河湖浅水地带、河漫滩、海湾、泻湖形成介质的水动力能量小，Fr1层面呈波状起伏悬移载荷与推移载荷的丰度不同，波状层理的形态特征不同波状层理上攀沙纹层理砂纹交错层理在非粘性的细粒沉积物中，沉积物供给相对少而成床沙搬运的条件下，由流水沙纹迁移形成沙纹交错层理。其层系的厚度小于3cm；呈板状、槽状，多数呈舟状，多层系；层系组内的前积层均为一个方向倾斜的小型斜层理。 爬升
7、沙纹层理、流水沙纹层理大多出现在河流的上部边滩及堤岸沉积、洪泛平原、三角洲、浊流沉积环境中。 浪成砂纹交错层理：由浪成沙波迁移形成的交错层理即浪成沙纹层理。 浪成沙纹层理主要出现在海岸、陆棚、泻湖、湖泊等沉积环境中。由浪成沙纹迁移形成的浪成沙纹层理，是由倾向相反、相反超覆的前积层组成，内部具有特征的人字形构造。由不对称的波浪产生的浪成沙纹层理特征为：不规则的波状起伏的层系界面，前积纹层成组排列成束状层系，前积层可通过波谷到达相邻沙纹的脊上，前积层表现出人字形构造，即相邻层系前积层倾向相反。由于波浪向岸和离岸运动的速度不同以及流水的叠加，浪成沙纹层理的前积层也可向一个方向倾斜，层序界面变为缓的波
8、状起伏。浪成沙纹交错层理特点（在平行于波浪传播的方向上）：（1）上部层系倾向相反（2）底部层系界面不规则（3）有时前积文层单向倾斜，层系界面为缓波状，其上有泥质纹层覆盖在垂直于波浪传播的方向上，纹层界面大致平行3、交错层理最常见的一种层理。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。 交错层理是沉积介质（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。 流态决定床沙形体的性质，而流体的流动产生了床沙形体的迁移，床砂形体在迁移过程中在层内留下的痕迹就是
9、层理。砂纹迁移，-形成小型交错层理沙浪、沙丘迁移，-形成中型-大型交错层理按层系厚度，可分为： 小型交错层理 200cm流动体制、底床形态及其与层理形成的关系 流动体制与层理的关系流动体制也就是流态，根据佛罗德数分为：上部流动体制(F1)，过渡流动体制(F=1)，下部流动体制(F1)。 其中下部流动体制，随着水流强度的增大，床沙形体依次为无颗粒运动的平坦床沙（层理主要是水平层理）沙纹（形成小型交错层理）沙浪（形成中型交错层理）沙丘（形成大型交错层理）。该体制的特点是表面波和床沙形体的起伏相位正好相反。 其中过渡型流动体制，主要是低角度沙丘，形成中、大型交错层理。 上部流动体制，随着水流强度的逐
10、渐增大，床沙形体依次为：平坦床沙（形成平行层理）逆行沙丘（大型交错层理）。该体制特点是表面波与床沙形体的起伏相位相同。按照床沙形体的脊的形态可以分为：脊是直线状或者微微弯曲，则形成板状交错层理；脊为弯曲状、链状、舌状和新月状时，形成槽状交错层理平坦沙床迁移，形成平行层理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。 在确定交错层理类型时，最好有三度空间或至少有两个断面的露头。因为在不同的断面上，层系或细层可以有不同的形态。 （1）板状交错层理：层系之间的界面为平面而且彼此平行。在与流水平行的断面上，
11、细层（纹层)呈单向倾斜，层系呈板状；而在于流水垂直的断面上，细层(纹层）可以水平，也可以倾斜，层系一般相互平行。 大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。 （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。纹层的倾向及倾角变化不定，层系间常彼此切割。楔状层理常见于海、湖浅水地带及三角洲地区。（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。在与水流平行的断面上，层系底界面呈弧状，纹层与之斜交；在与水流垂直的断面上，层系界面是槽状，纹层与之一致也是槽状；顶部断面为重叠的瓣状。 大型槽状交错层理系底界冲刷面明显，底部常有泥砾。多见于河流环境中。 不同形态水流
12、波痕波痕的迁移形成槽状交错层理的示意图 露头中的槽状交错层理此类层理构造通常形成于水浅流急和水流方向经常发生变化的辫状河主河道位置，为识别辫状河心滩砂体最有效的标志。 （4）冲洗交错层理： 当波浪破碎后，继续向海岸传播，在海滩的滩面上产生向岸和离岸往复和冲洗作用，形成冲洗交错层理又称海滩加积层理。特征：层系界面成低角度相交，一般在210之间；相邻层系中的细层面倾向可相同或相反，倾角不同；组成细层的碎屑物粒度分选好，并有粒序变化，含重矿物多；细层侧向延伸较远，层系厚度变化小，在形态上多成楔状，以向海倾斜的层系为主；层系顶部多被切蚀而底部完整。冲洗交错层理常出现在后滨-前滨带及沿岸砂坝等沉积环境中
13、。 （5）羽状交错层理羽状交错层理又称人字形交错层理或鱼骨状交错层理，是涨潮流形成的前积层与退潮流形成的前积层交互而成，在剖面上层系互相叠置，相邻层系的细层倾向正好相反，呈羽毛状或人字形，层系间常夹有薄的水平层。常见于潮间带的潮汐沟、三角洲等沉积地带。 （6）丘状交错层理 丘状交错层理是由一些大的宽缓波状层系组成的，外形呈圆丘状，向四周缓倾斜；丘高2050cm，宽100500cm；层系上部被侵蚀；纹层与层系底界近于平行，而中部呈发散-收敛状，纹层倾角小(一般5)而变化大。丘状交错层理主要出现于粉砂岩和细砂岩中，常有大量云母和碳屑。（7）风成交错层理： 在风的吹扬作用下，由风成沙丘的迁移形成的。
14、沙丘的高度取决于风的强度和颗粒大小。 特点：不夹泥质物，砂粒磨圆和分选较好，呈板状、槽状及楔状交错层层系厚度大（层系厚度一般由几十厘米到100200cm，有时可达10m以上）前积纹层具有高角度倾角，（一般在25-34之间，甚至达40以上） 它们主要出现于沙漠环境和海滩上的风成沙丘带。由于风速受到地形、地物影响大而有突然变化，加以密度小，因此能搬运的粒径的范围较窄，风速一旦减小，则相应地有粒径比较一致的碎屑沉积下来，所以分选性比较好。砂在空气中搬运的重量损失量比在水中快100-1000倍，所以风成砂的磨圆度比水成的好。由于各种原因（风速降低、遇到障碍物）使得风携沉积物发生沉积，形成沙堆以后就有了
15、障碍作用，可以逐渐加高、增大成为沙丘。当砂的供应很充足时，迎风坡和背风坡均有沉积，如供应不充足时，迎风坡被侵蚀而背风坡发生沉积，沙丘不断向前推移。4、潮汐层理 (a)压扁层理（又称脉状层理）(b)波状复合层理(c)透镜状层理这种复合层理的形成，说明环境有砂、泥供应，而且水流活动期与水流停滞期交替出现。主要发育在粉砂岩、泥质粉砂岩与泥岩、粉砂质泥岩互层的地层中。 主要形成于潮汐环境,在滨湖、三角洲前缘、河流等深水砂泥沉积环境中也可见到。 压扁层理与透镜状层理二者均为砂、泥沉积中的一种复合层理。透镜状层理中以泥质沉积为主，砂质沉积呈透镜体状被子包围在泥质中，反映水流或波浪作用较弱；压扁层理中以砂质沉积为主，泥质被砂质所包围，反映水流或波浪作用较强，砂质的沉积和保存比泥质有利。三种层理常相互伴生，主要出现在潮间坪和潮上坪沉积环
