沉积岩石学-第3章.沉积岩的构造与颜色（2）

第三章 沉积岩的*构造(概念)与颜色(2)（Structures and colors of sedimentary rocks）,第一节 概述第二节 层理构造第三节 层面、底面构造第四节 变形构造第五节 化学成因构造 第六节 生物成因构造第七节 复合成因构造 第八节 沉积岩的颜色,第三节 层 面 构 造,岩层面是沉积物沉积表面，是代表沉积条件突变、暂时终止沉积或遭受侵蚀的表面，当沿着层面将岩层分开时，出现在岩层面上由各种作用的形迹或铸模称为层面构造。 层面构造有的保存在岩层顶面上，如波痕、剥离线理、干裂和雨痕等；有的在岩层底面上，特别是下伏层为泥岩的砂岩底面上成铸模保存下来，如槽模、沟模和锥模等。 1、波痕 2、泥裂 3、雨痕和雹痕 4、底层面构造底模,（一）、波 痕 波痕与交错层理？是同一事物的两个方面：它们的形成条件是密切关联的。砂波迁移在层内保留下来的底床形态，即为波状/交错层理；而当它们被埋藏下来保留在层面上，即为波痕。 波痕是由风、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。 为了对波痕进行定量研究，需要了解以下各种波痕要素：,波痕（ripple mark） 1. 概念：由流水、波浪、风等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。 2. 描述波痕的几个参数 波长（L） 相邻两峰顶之间或相邻两谷底之间的水平距离; 波高（H）相邻的峰顶到谷底之间的垂直距离；,迎流坡：或称迎流面，波痕迎向流体的缓倾斜面。其水平投影长为L1； 背流坡：或称背流面，波痕背向流体的陡倾斜面。其水平投影长为L2； 波峰：1/2波高的水平线所截取的波痕上半部； 波谷：1/2波高的水平线所截取的波痕下半部；,波痕指数(RI)：波长与波高之比(L/H)； 不对称指数(RSI)：迎流坡与背流坡的水平投影长之比(L1/L2)。 因流动介质的不同，运动方式和强度的差异，可以形成各种类型和规模的波痕。主要类型有： 流水波痕 浪成波痕 风成波痕 修饰波痕, 流水波痕 流水波痕是由单向水流作用于沉积物表面形成。特征是纵剖面上显示不对称性，具有平缓的迎流坡和相对陡峻的背流坡。 流水波痕按大小及形态可分为三类：小型的，波长小于0.6m；大型的，波长0.630m；巨型的，波长大于30m。,流水波痕,浪成波痕: 浪成波痕可分为对称的和不对称的两种，前者的特点是波脊两侧对称，波峰尖，波谷圆滑，大多数波脊平直，部分出现分叉，波长0.9200cm，波高0.323cm，波痕指数413，大多数为67。至于不对称的浪成波痕，外形上与流水波痕相似，波长1.5105cm，波高0.320cm，波痕指数为516，大多数在68之间，不对称指数为1.13.8。它与流水波痕的区别在于内部构造的不同，不对称的浪成波痕具有浪成交错层理的特征，流水波痕的内部具有流水沙纹层理的特征。,浪成波痕,浪成波痕, 风成波痕: 风成波痕常具平直的、平行的波脊，形状不对称，波长约2.525cm，波高约0.51cm，波痕指数3070或更大。,不同成因波痕特征对照,修饰波痕、叠置波痕和干涉波痕： 由于水位、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；在早先形成的大波痕的基础上重叠小波痕，形成叠置波痕。由于不同方向的水流或波浪同时或基本同时作用于沉积物表面形成的波痕称干涉波痕。,平 脊 波 痕,叠置波痕,叠置波痕,规模相差悬殊的波痕相互叠加,干 涉 波 痕,干 涉 波 痕,4. 研究波痕的意义 1浪成波痕可以指示地层的顶底方向。 2确定介质的流动方向。 3根据波痕类型可以推断沉积环境。,(二)、剥离线理构造（parting lineation） 是一种原生流水线理构造，主要出现在具平行层理的砂岩中，沿层面剥开，出现大致平行的线状沟和脊，镜下可见长形颗粒的定向排列，代表古流向。它是由沙粒在平坦床底上作连续迁移时所留下的痕迹。 剥离线理与平行层理一起出现，即分布在平行层理的层面上，是急流环境的良好标志。主要分布在海滨、湖滨和浊流沉积中。,（三）泥裂（干裂、龟裂） 沉积物露出水面时因暴晒干涸所发生的收缩裂缝。常见于泥岩和碳酸盐岩中。常出现于海（湖）滨岸、干涸池塘、废弃河道、泛滥平原及潮间带的沉积物表面，具有重要的指相意义，同时，利用泥裂的尖端朝下的特征，可指示地层顶底。,安徽巢湖凤凰山和州组中的泥裂印模,（四）雨痕和冰雹痕 雨痕是雨滴降落在松软沉积物表面时所形成的小型撞击凹坑，主要见于干燥与半干燥气候条件下的大陆沉积。 冰雹痕较大、较深、边缘更不规则。,雨痕,冰雹痕,（五）底(层)面构造由于较高速的流体在下伏沉积物顶面冲刷出一些下凹的坑槽后，又被上覆沉积物覆盖，而形成的一种发育在不同岩层分界面上的凹凸状构造。由于冲刷流体也是沉积覆盖层的流体，所以覆盖层往往比被冲刷层的粒度更粗。常常是砾质岩层覆盖在砂质岩层之上，砂质岩层覆盖在泥质岩层之上。覆盖层底部还常含有从被冲刷层中冲刷下来的碎块泥砾。,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为槽痕。 凹坑最深可达几厘米，长从几厘米到几十厘米不等。其上游端陡而深，向下游变宽变浅，逐渐与沉积物表面齐平。槽痕被砂充填，成为砂岩层底面上的槽铸型，即为槽模。,槽痕与槽模（flute mark and flute cast）,1. 槽模（flute marks）： 分布在底面上的 一种半圆锥形, 不连续的凸起构造。,槽模的出现说明与当时的古沉积环境中有强烈的底流及其冲刷作用。槽模长轴平行于浊流方向，突起一端指向上游，故其形状是确定古流向的可靠标志。虽然槽模不是浊流沉积的独有产物，但是它们总是复理石相沉积的最特征沉积构造，是判断浊积岩相的重要标志。,2沟模,沟模是砂质岩层底面上一些稍微凸起的直线形的平行脊状构造。脊的起伏通常只有1-2mm，极少超过1cm，但可延长较远，且较平直。它是由下伏泥质岩层面上的细沟被砂质物充填而成。,沟模很少单独出现，一般都是成组的，在同一组内几乎没有方位偏差。有时可出现两组以上的沟模，据其切割关系可以确定其形成的先后顺序。沟模与槽模一样，它们在浊流砂岩的底部最多，并且是复理石相的最常见的构造。,第四节 变形构造 沉积物沉积后，在固结成岩之前，还处于富含孔隙水状况下所发生的形变，均称变形构造（同生变形构造）。,（一）负载构造（二）球枕构造（三）滑塌构造（四）包卷层理（构造）（五）碟状构造,一、负载构造（又称负荷构造、重荷模) 是指覆盖在泥岩上的砂岩底面上的圆丘状或不规则的瘤状突起。负载构造形状很不规则，一般不对称，排列杂乱，大小不一，从几毫米到几分米。,它是由于下伏饱和水的塑性软泥承受上覆砂质层的不均一负载压力后，而使上覆的砂质层陷落到下伏的泥质层中而产生的。当下伏软泥中的纹层发生畸变时，常被向上挤入夹于下垂的负载构造之间，呈薄的舌状体，称之为火焰构造。 重荷模与槽模的区别在于形状不规则，缺乏对称性和方向性，它不是铸造的，而是砂质向下移动和软泥补偿性的向上移动使两种沉积在垂向上再调整所产生的。共同点：均在浊积岩中保存较好,（二）、球枕构造（砂球和砂枕构造）,是因砂质层陷入泥质中并断开,形成的被泥质包围的紧密或稀疏排列的砂质椭球体或枕状体。 砂球和砂枕构造主要出现在砂、泥互层并靠近砂岩底部的泥岩中，大小从十几厘米到几米，孤立或成群作雁行排列。,可间接反映沉积环境具有快速沉积作用，甚至有震积作用。,（三）、包卷构造（convolute structure）包卷层理 是指在一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象。主要见于软薄层的粗、细粉砂岩中，表现为连续的开阔“向斜”与紧闭的“背斜”所组成。,包卷构造有多种成因，主要是由沉积层内的液化，在液化层内的横向流动产生了细层的扭曲；也可以由沉积物内孔隙水泄水作用形成。,包 卷 层 理,有多种成因解释：（1）沉积物的液化作用；（2）孔隙水的泄水作用。在浊流沉积中较为常见。,（四）、滑塌构造 滑塌构造是指已沉积的沉积层在重力作用下发生发生滑动和滑塌而形成的变形构造的总称。,滑塌构造一般伴随快速沉积而产生，是地震引发、水下滑坡所形成震积岩的良好标志。,滑动变形常引起沉积物的形变、揉皱、断裂、角砾化、岩性混杂,一般伴随快速沉积而产生，它是水下滑坡的良好标志。多出现在三角洲前缘、礁前、大陆斜坡及海底峡谷前缘。,碟状构造的形成与快速堆积的沉积物中孔隙水的向上泄出引起颗粒重新排列有关，因而又称为泄水构造。,（五）、碟状构造 碟状构造系由模糊的形如蝶状的上凹纹层组成，直径一般为几厘米，它们在横向上断续分布，垂向上互相重叠，其下部可见泄水通道或泄水管构造。,第五节 化学成因的构造,由化学溶解、沉淀作用或结晶作用形成的构造称化学成因的构造。 常见的有： 1. 晶体印痕与假晶 2. 结核,（一）、晶体印痕与假晶,化学沉积作用中结晶出来的矿物晶体被沉积物掩埋后，因沉积物失水收缩可稍稍突出在岩层顶面、同时也会嵌入覆盖层的底面，当矿物晶体被溶解后，就会在两岩层接触面上留下与晶体大小和形态完全一致的空洞，该空洞就称为晶体印痕。晶痕被充填或被别的矿物交代就成了假晶。假晶通常位于下伏岩层的顶面，在上覆岩层底面只有晶痕。自然界中实际形成晶痕或假晶的矿物主要是呈立方体的石盐，偶尔有呈板状、柱状或针状的石膏。它们都是超高盐度条件下的结晶产物、因而它们的假晶均可代表干旱炎热气候条件下的浅水环境。,石 盐 假 晶,（二）、结核 结核是岩石中自生矿物的集合体。这种集合体表现在成分、结构、颜色等方面与围岩有明显差别的不规则团块。它主要是在未固结的沉积物中呈溶液状态的分散物质重新分配和集中并逐渐增长而成。按成因可把结核分为： (1)同生结核： 同生结核为原始沉积和同生阶段形成，常见的同生结核有硅/锰质结核等。同生结核与围岩界线清晰，不切穿层理，而且层理围绕结核呈弯曲状。,2.成岩结核： 成岩结核是沉积物在成岩过程中，物质重新分配形成的。结核成扁平状，部分切穿层理，部分被围岩掩盖，并见层理围绕结核弯曲。,成 岩 结 核,3.后生结核： 后生结核明显地切穿层理，而不见层理弯曲现象，常分布于裂隙或层面附近。,4.假结核： 一种形态上看起来像结核，而实际上不是结核的现象。它是因沉积岩在表生阶段由风化作用造成的，可能为球状风化；或为氢氧化铁溶液沿岩层节理缝流动并交代-沉淀而成。,成分、结构、颜色与围岩？,回顾：沉积构造与古水流,交错层理常被用来判断水的流向，即同一层系内纹层的倾斜方向就代表了形成该层系时的流向。有些交错层理还可指示岩层顶面，即当纹层为下凹的曲面状时，它与层系的下界面可以呈逐渐相切关系而与上界面为角度交截关系。,板状和楔状交错层理（a,b）分析与层面相交的前积纹层倾斜方向（平行于水流方向）；槽状交错层理（c）槽轴长轴延伸方向、与层面相交的前积纹层倾斜方向（平行