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1、第六章 沉积岩的偏光显微镜研究 沉沉积积岩岩是是由由母母岩岩风风化化产产物物及及其其他他沉沉积积岩岩原原始始物物质质经经过过搬搬运运、沉沉积积和和成成岩岩作作用用而而形形成成的的一一类类岩岩石石。沉沉积积岩岩在在地地壳壳浅浅、表表层层广广泛泛分分布布，与与人人们们的的生生产产和和生生活活关关系系极极为为密密切切，尤尤其其是是其其中中蕴蕴藏藏极极丰丰富富的的石石油油和和天天然然气气资资源源，因因此此沉沉积积岩岩薄薄片片研研究究有有十十分分重重要要的的理理论论和和实实际意义。际意义。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造一、沉积岩和沉积构造的分类一、沉积岩和沉积构造的分类沉积岩
2、类型很多，一般按照沉积物来源和成因进行分类：沉积岩类型很多，一般按照沉积物来源和成因进行分类：第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造一、沉积岩和沉积构造的分类一、沉积岩和沉积构造的分类沉积岩的构造是沉积物沉积时和沉积后，由于物理作用、化学作用和生物作用形成的各种构造，是不同成因沉积岩相互区别的重要标志，是判断沉积岩形成条件和确定沉积环境的重要标志。根据成因将沉积构造分为物理（机械）成因构造、化学成因构造和生物成因构造。二、常见典型层理构造1 1、关于层理的基本术语、关于层理的基本术语层理：层理：沉积岩最典型的构造之一，是通过岩石中矿物成分、沉积岩最典型的构造之一，是通过岩石
3、中矿物成分、结构、颜色等沿垂向变化所显现出的成层构造。结构、颜色等沿垂向变化所显现出的成层构造。为了便于层理的描述和研究，常将层理分为如下次级单位：为了便于层理的描述和研究，常将层理分为如下次级单位：纹层：纹层：也称细层，是组成层理的最基本最小的单位，是在一也称细层，是组成层理的最基本最小的单位，是在一定条件下同时沉积的结果，其厚度甚小，一般为数毫米，少定条件下同时沉积的结果，其厚度甚小，一般为数毫米，少数可达数厘米。数可达数厘米。层系：层系：由许多同类型纹层平行叠置而成，是在相同沉积条件由许多同类型纹层平行叠置而成，是在相同沉积条件下一段时间水动力条件相对稳定的产物。下一段时间水动力条件相对
4、稳定的产物。层系组：层系组：也称层组，是由两个或多个相同性质的层系叠覆而也称层组，是由两个或多个相同性质的层系叠覆而成，其间无明显间断。成，其间无明显间断。岩层：岩层：简称层，是地层的基本单位，由成分基本一致的岩石简称层，是地层的基本单位，由成分基本一致的岩石组成，一个层内可包括一个或多个纹层、层系、层系组组成，一个层内可包括一个或多个纹层、层系、层系组 。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造2、水平层理、平行层理和波状层理水平层理：水平层理：特点是纹层呈直线状互相平行且平行于岩层面，多特点是纹层呈直线状互相平行且平行于岩层面，多由粉砂和泥质沉积物组成，纹层厚度由粉砂和泥
5、质沉积物组成，纹层厚度1-2mm1-2mm或更薄，是静水或深或更薄，是静水或深水环境的产物。水环境的产物。平行层理：平行层理：与水平层理极相似，平行层理主要见于砂岩中，纹与水平层理极相似，平行层理主要见于砂岩中，纹层侧向延伸较差，多由粒度大小不同的纹层叠覆而成。是在高层侧向延伸较差，多由粒度大小不同的纹层叠覆而成。是在高流态平坦床砂水流机制下形成的。流态平坦床砂水流机制下形成的。 波状层理：波状层理：是纹层呈对称或不对称波状，总的方向平行于岩层是纹层呈对称或不对称波状，总的方向平行于岩层理，多由粉砂和泥质沉积物组成。主要是由波浪振荡运动造成，理，多由粉砂和泥质沉积物组成。主要是由波浪振荡运动造
6、成，也可由单向水流的前进运动形成。前者常为对称波状，后者常也可由单向水流的前进运动形成。前者常为对称波状，后者常为不对称波状。为不对称波状。 波状层理形成于水介质较浅的环境，如海、湖的浅水粉砂和波状层理形成于水介质较浅的环境，如海、湖的浅水粉砂和泥质交互带、河漫滩及海湾、泻湖等环境中。泥质交互带、河漫滩及海湾、泻湖等环境中。 第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造二、常见典型层理构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构
7、造3、交错层理（斜层理）是由一系列斜交于层面或层系是由一系列斜交于层面或层系界面的纹层组成。界面的纹层组成。按纹层和层系界面形态可分：按纹层和层系界面形态可分：板状、楔形和槽状交错层理；板状、楔形和槽状交错层理；按层系厚度可分：按层系厚度可分：小型小型(3cm(10cm)(10cm)交错交错层理。层理。按成因可分为：按成因可分为：风成的、流水风成的、流水成因的、波浪成因的、风暴浪成因的、波浪成因的、风暴浪成因的和潮汐成因的等类型。成因的和潮汐成因的等类型。常见典型层理类型：常见典型层理类型：a.a.波浪成因冲洗波浪成因冲洗交错层理；交错层理；b.b.风暴成因丘状层理；风暴成因丘状层理； c.d
8、.c.d.递变层理；递变层理；e.e.脉状层理；脉状层理；f.f.波状波状层理；层理；g.g.透镜状层理透镜状层理第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造板状交错层理：层系之间的界面为平板状交错层理：层系之间的界面为平面且彼此平行。大型板状交错层理在面且彼此平行。大型板状交错层理在河流沉积物中具有：层系顶界有直脊河流沉积物中具有：层系顶界有直脊波纹、底界有冲刷面、垂直水流方向波纹、底界有冲刷面、垂直水流方向有平行沙纹、顺水流方向倾斜，纹层有平行沙纹、顺水流方向倾斜，纹层内有下粗上细的粒度变化，有的纹层内有下粗上细的粒度变化，有的纹层向下收敛。向下收敛。楔状
9、交错层理：层系之间界面为平楔状交错层理：层系之间界面为平面但不平行，层系厚度变化明显呈面但不平行，层系厚度变化明显呈楔形。垂直水流或平行水流方向层楔形。垂直水流或平行水流方向层系之间常常彼此切割，纹层的倾向系之间常常彼此切割，纹层的倾向及倾角变化不定。常见于海、湖浅及倾角变化不定。常见于海、湖浅水地带和三角洲沉积区。水地带和三角洲沉积区。槽状交错层理：纹层底界为槽形冲刷面，槽状交错层理：纹层底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。横切面上，层系界纹层在顶部被切割。横切面上，层系界面是槽状，纹层也是槽状。在顺水流的面是槽状，纹层也是槽状。在顺水流的纵剖面上，层系界面呈弧状，纹层向下纵剖面上，层系界面
10、呈弧状，纹层向下倾方向收敛并与弧线斜交。大型槽状交倾方向收敛并与弧线斜交。大型槽状交错层理层系底界冲刷面明显，底部常有错层理层系底界冲刷面明显，底部常有泥砾，多见于河流环境。泥砾，多见于河流环境。4、递变层理、韵律层理和均质层理递变层理：递变层理：又称粒序层理。特点是在垂直岩层面的方向上又称粒序层理。特点是在垂直岩层面的方向上粒度有明显的变化。粒度有明显的变化。内部特征可分两种基本类型：一是颗粒全部向上渐细，表内部特征可分两种基本类型：一是颗粒全部向上渐细，表明可能是由水流强度逐渐减弱而沉积形成；二是仅由粗粒明可能是由水流强度逐渐减弱而沉积形成；二是仅由粗粒物质向上渐细，细粒物质在下部和上部都
11、有分布，表明可物质向上渐细，细粒物质在下部和上部都有分布，表明可能是悬浮物质在流速降低时因重力分异而整体堆积的结果。能是悬浮物质在流速降低时因重力分异而整体堆积的结果。偶尔可见粒度自下而上由小变大的反偶尔可见粒度自下而上由小变大的反(逆逆)递变层理。递变层理。韵律层理：韵律层理：由成分、结构或颜色等不同类型纹层有规律重由成分、结构或颜色等不同类型纹层有规律重复出现而构成的层理。如由砂泥间互组成的韵律层理主要复出现而构成的层理。如由砂泥间互组成的韵律层理主要见于湖泊环境和河流环境。见于湖泊环境和河流环境。均质层理：均质层理：或称块状层理，是岩层内部物质分布较均一基或称块状层理，是岩层内部物质分布
12、较均一基本不显纹层。为碎屑物质快速补偿、快速沉积所致，亦可本不显纹层。为碎屑物质快速补偿、快速沉积所致，亦可起因于强烈生物扰动作用形成。起因于强烈生物扰动作用形成。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造二、常见典型层理类型二、常见典型层理类型1 1、水平层理和平行层理、水平层理和平行层理第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造2 2、 波状层理波状层理 波波状状层
13、层理理：纹纹层层成成连连续续的的波波状状，或或薄薄的的泥泥纹纹层层和和砂砂纹纹层层成成波波状状的的互互层层。纹纹层层呈呈对对称称或或不不对对称称波波状状，但其总的方向平行于层面。但其总的方向平行于层面。 可可由由波波浪浪振振荡荡运运动动造造成成的的，形形成成对对称称形形态态的波状层理；的波状层理；第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造3 3交错层理交错层理通通常常也也称称斜斜层层理理，它它是是由由一一系系列列斜斜交交于于层层系系界界面面的纹层组成。的纹层组成。斜斜层层系系可可以以彼彼此此重重叠叠、交交错错、切切割割的的方方式式组组合合 。是是类类型型最最
14、多多，成成因因多多样样，意义最重要的层理类型。意义最重要的层理类型。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造3 3交错层理交错层理第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造交错层理的分类交错层理的分类 交交错错层层理理根根据据层层系系与与上上下下界界面面的的形状形状和性质通常可以分为三类和性质通常可以分为三类 1 1）板板状状交交错错层层理理: : 层层系系之之间间界
15、界面为平面而且彼此平行。面为平面而且彼此平行。大大型型板板状状交交错错层层理理在在河河流流沉沉积积中中最最为为典典型型，常常具具特特征征: :层层系系底底界界有有冲冲刷刷面面，纹纹层层内内常常呈呈下下粗粗上上细细的粒度变化，有的纹层向下收敛的粒度变化，有的纹层向下收敛。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积
16、岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造（2 2）楔状交错层理）楔状交错层理: :层层系系之之间间的的界界面面为为平平面面，但但不不互互相相平平行行，层层系系厚厚度度变变化化明明显显呈呈楔楔形形。层层理理系系间间常常彼彼此此切切割割。纹纹层层的的倾倾向向及及倾倾角角变变化化不定，常见于海、湖浅水地带和三角洲地区。不定，常见于海、湖浅水地带和三角洲地区。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造（3 3）槽状交错层理）槽状交错层理层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。在槽切面上，层系界面是槽状，纹层
17、与之一致也是槽在槽切面上，层系界面是槽状，纹层与之一致也是槽状；在纵剖面上，层系界面呈弧状、纹层与之斜交、状；在纵剖面上，层系界面呈弧状、纹层与之斜交、顶视为重叠的花瓣状。顶视为重叠的花瓣状。大型槽状交错层理层系底界冲刷面明显，底部常有大型槽状交错层理层系底界冲刷面明显，底部常有泥砾。多见于河流环境中。泥砾。多见于河流环境中。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造观察槽状交错层理从两个面观察：平行水流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；方向为单向斜层理、垂直水流方向为槽状；按成因进行分类：按成因进行分类：流水成因斜
18、层理；流水成因斜层理；浪成斜层理；浪成斜层理；潮汐成因斜层理；潮汐成因斜层理；风成斜层理等等风成斜层理等等第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造典型交错层理介绍(1)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。常常出出现现在在河河流流的的边边滩滩上上部部及及堤堤岸岸、洪洪泛泛平平原原、三三角角洲洲及及浊流沉积环境。浊流沉积环境。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构
19、造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造 (2) (2) 羽状层理：羽状层理：纹层平直或微向上弯曲，纹层平直或微向上弯曲，相邻相邻斜层系的纹层倾斜方向相反，斜层系的纹层倾斜方向相反，延延伸至层系界面时彼此呈锐角相交，伸至层系界面时彼此呈锐角相交，呈羽毛状呈羽毛状 。这种层理是在有反向往复水流这种层理是在有反向往复水流存在的环境中形成的。常见于河存在的环境中形成的。常见于河流入湖、海的三角洲地带。流入湖、海的三角洲地带。当个倾向相反的斜层系之间隔当个倾向相反的斜层系之间隔以薄的泥层时，这种羽状层理在以薄的泥层时，这种羽状层理在潮汐环境典
20、型的有代表性的层理潮汐环境典型的有代表性的层理类型。类型。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造(3)(3)浪成交错层理浪成交错层理是是典典型型波波浪浪成成因因的的一一种种中中、小小型型交交错错层层理理，其其特特点点是是：层层系系界界面面不不规规则则，成成波波状状起起伏伏，前前积积层层上上叠叠成成束束状状，层层系系成成膨膨胀
21、胀的的凸凸镜镜状状，层层系系内内部部细细层层可可保留前积层和后积层，成不对称的波状。保留前积层和后积层，成不对称的波状。 第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造(4) (4) 冲洗层理冲洗层理是是典典型型波波浪浪成成因因的的交交错错层层理理。多多发发育育在在近近岸岸的的前前滨滨冲冲洗洗带带，其特点是：其特点是：细层和层系的倾角均很小，细层与层系夹角细层和层系的倾角均很小，细层与层系夹角2 21010度；度；相邻细层倾向、倾角不一致，但细层一般倾向海方；相邻细层倾向、倾角不一致，但细层一般倾向海方；组组成成细细层层的的砂砂粒粒结结构构成成熟熟度度和和成成分
22、分成成熟熟度度高高，重重矿矿物物多多，可可有有逆粒序；逆粒序；细层倾角小，延伸远（可达细层倾角小，延伸远（可达30m30m），层系厚度稳定（厚），层系厚度稳定（厚1 13535cm。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造(5) (5) 丘状层理丘状层理( (洼状层理洼状层理) ) 由由风风暴暴浪浪形形成成的的，常常是是大大型型交交错错层层理理，是是风风暴暴岩岩的的标标志志之之一。其特点是：一。其特点是： 由由一一系系列列缓缓波波状状起起伏伏的的向向上上凸凸起起的的丘丘和和向向下下凹凹的的洼洼组组成成细细层和层系，丘和洼的高层和层系，丘和洼的高202050
23、cm50cm。 细层倾角常细层倾角常 15 15度，且各部位倾角有变化度，且各部位倾角有变化。 层系上部被侵蚀，纹层系上部被侵蚀，纹层与层系底近乎平行，而层与层系底近乎平行，而中部呈发散中部呈发散- -收敛状。收敛状。 水体较深，沉积物水体较深，沉积物细，多为细砂岩和粉砂细，多为细砂岩和粉砂岩，无粒序，但顶部可岩，无粒序，但顶部可有植物和云母碎片。有植物和云母碎片。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造（8 8）风成交错层理）风成交错层理风成交错层理的特征：风成交错层理的特征：层系通常厚度巨大，甚至可达层系通常厚度巨大，甚至可达30m30m。前积纹层具有
24、高角度倾角，前积纹层具有高角度倾角，一般在一般在25253434之之间间，甚至大于空气中的休止角，可达，甚至大于空气中的休止角，可达4040以上。以上。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造二、常见典型层理构造三、常见层面构造 在岩层表面呈现出的各种不平坦的但却有一定规在岩层表面呈现出的各种不平坦的但却有一定规律的上凸或下凹的形体，统称为层面构造。律的上凸或下凹的形体，统称为层面构造。 层面构造有的保存在岩石层面上，如波痕、剥离层面构造有的保存在岩石层面上，如波痕、剥离线理、干裂纹、雨痕等；有的保存在岩层的底面上，线理、干裂纹、雨痕等；有的保存在岩层的底面上，特别是砂岩底面
25、铸模构造，如楷模、沟模等。特别是砂岩底面铸模构造，如楷模、沟模等。层面构造可分为层面构造可分为流动成因流动成因和和暴露成因暴露成因两类。两类。 第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造 波痕波痕最常见的上层面构造最常见的上层面构造1 1、波痕：、波痕：砂砂波波迁迁移移在在层层内内保保留留下下来来的的底底床床形形态态，即即为为交交错错层层理；而当它们被埋藏下来保留在层面上，即为波痕。理；而当它们被埋藏下来保留在层面上，即为波痕。波波痕痕是是由由风风、水水流流或或波波浪浪等等介介质质的的运运动动，在在沉沉积积物物表表面面所所形形成成的的一一种种波波状状起起伏伏的的层层面面构构造造
26、。为为了了对对波波痕痕进进行定量研究，行定量研究，需要了解以下各种波痕要素需要了解以下各种波痕要素 ： 第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造三、常见层面构造三、常见层面构造第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造三、常见层面构造 波痕要素波痕要素: : 第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造三、常见层面构造波痕分类按成因划分：可分为浪成的、流水的、风成的和复杂的四种类型。按成因划分：可分为浪成的、流水的、风成的和复杂的四种类型。1 1）浪成波痕：）浪成波痕：以波峰尖锐波谷圆滑、对称或近于对称以波峰尖锐波谷圆滑、对称或近于对称( (不对
27、称指不对称指数近于数近于1)1)、波痕指数多为、波痕指数多为6-76-7为特色；为特色；2 2）流水波痕：）流水波痕：以峰谷均较圆滑、不对称状以峰谷均较圆滑、不对称状( (不对称指数不对称指数2)2)、波痕、波痕指数大多为指数大多为8-158-15或更大为特色；或更大为特色；3 3）风成波痕：）风成波痕：多为谷宽峰窄、极不对称状多为谷宽峰窄、极不对称状( (不对称指数很大不对称指数很大) )、波、波痕指数一般在痕指数一般在15-2015-20以上为特色；以上为特色；4 4）复杂波痕：）复杂波痕：含干涉波痕、削顶波痕、双峰波痕等，多为两种或含干涉波痕、削顶波痕、双峰波痕等，多为两种或多种波痕叠加的结果。多种波痕叠加的结果。波痕多发育在砂岩、粉砂岩和颗粒石灰岩中，波痕在剖面上常表波痕多发育在砂岩、粉砂岩和颗粒石灰岩中，波痕在剖面上常表现为各种交错层理，因此研究波痕可了解岩石的形成条件、判现为各种交错层理，因此研究波痕可了解岩石的形成条件、判断介质性质、确定古水流方向、划定岸线位置而有重要意义。断介质性质、确定古水流方向、划定岸线位置而有重要意义。第一节第一节 沉积岩的分类及沉积构造沉积岩的分类及沉积构造三、常见层面构造现代风成波痕现代风成波痕削顶波痕削顶波痕
