第4章=沉积岩的构造和颜色(1-层理构造).ppt

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 可自数毫米至数十米 但通常是数厘米至数十厘米 按厚度可划分为 块状层 lm 厚层 1 0 0 5m 中层0 5 0 1m 薄层 0 1 0 01m 微细层或页状层 0 01m 说明 1 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 2 层可包括一个或若干个纹层 层系或层系组 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 Fr l 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 Fr l的低流态 产生前积纹层 称异相位 4 水流速度再加大 Fr 1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 2m s 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 Fr l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 韵律层理 这种层理是在成分 结构与颜色方面不同的薄层作有规律地重复出现而显现的层理构造 这种韵律性重复的原因是物质搬运或产生方式有规律地发生交替变化造成的 如 潮汐韵律 或者是长期的 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 TidalFlats 潮坪 TidalChannels 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 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 交错层理 概念通常也称斜层理 它是由一系列斜交于层系界面的纹层组成 斜层系可以彼此重叠 交错 切割的方式组合 是类型最多 成因多样 意义最重要的层理类型 交错层理的分类交错层理根据层系与上下界面的形状和性质通常可以分为三类 板状交错层理 楔状交错层理 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 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 青鱼骨刺式交错层理 羽状交错层理 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2 10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20 50cm 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25 34 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 波脊上的泥被削去 而波谷中的泥被新的沙纹覆盖