沉积岩石学-第3章.沉积岩的构造与颜色（3）

第三章 沉积岩的构造与颜色(3)（Structures and colors of sedimentary rocks）,第一节 沉积构造的分类第二节 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,生物成因的沉积构造是指生物由于活动或生长而在沉积物表面或内部遗留下来的各种痕迹，其中包括生物遗迹构造、生物扰动构造、生物生长构造、植物根迹等。,第六节 生物成因的沉积构造,一、生物遗迹构造生物遗迹构造，即生物遗迹化石，是指保存在沉积物层面上及层内的生物活动的痕迹，如保存在沉积物层面上的爬迹及停息迹，保存在层内的居住迹、钻孔迹等。 1.停息迹构造：由活动的生物暂时停息在沉积物表面 形成的浅坑，坑的形态与生物的腹面形态一致，凹凸相反。,停息迹构造,2.爬行迹构造：活动的生物在沉积物表面移动时形成的轨迹，有足迹及移迹之分。,爬行迹构造,爬行迹构造,3.居住迹构造：主要是底栖生物为了避免水流的冲刷及食肉动物的袭击，为了食悬浮物而挖掘一种管状居住穴，管具有方向性及形态特征。,居住迹构造,4.觅食迹构造：由固着底栖觅食动物向沉积物内部进行挖掘形成的通道，通常有分枝状及辐射状，如均分潜迹、螺旋潜迹等。,觅食迹构造,5.啮食迹构造：通常为食泥的生物在沉积物的表面吞食有机物时造成，有方向性，不分枝，作规则的旋卷弯曲的移动，如类沙蚕迹、旋圈迹、蠕虫迹等。,啮食迹构造,三、生物生长构造叠层构造,它是由蓝绿藻(隐藻)细胞分泌粘液质陷捕和粘结沉积质点而成的一种纹层状构造。 叠层构造由两种基本纹层组成：(1)富藻纹层，又称暗层，藻类组份含量多；(2)富屑纹层，又称亮层，藻类组份含量少。,叠层石主要是由原核生物(包括蓝藻、光合作用细菌及其他微生物)周期性的生命活动所引起的矿物沉积和胶结作用形成的叠层状生物沉积构造,形成叠层石的微生物群落称为微生物席。,Stromatolite,叠层石代表了地球上最古老和最原始的微生物生态系统.从20亿年前到7亿年前是地史上叠层石最繁盛的时期,形态多样,分布广泛。后生动物出现后叠层石骤然衰落;泥盆纪以后就很少见了。,叠层石是由一些细菌和藻粘作用而形成的叠层状的构造,鉴别标志:1.明暗相间的纹层,2.呈层纹状,丘状,柱状等3.暗层具藻粘结的特征,1. 植物根呈炭化残余或枝叉状矿化痕变出现。在煤系地层中特别常见，是陆相的可靠标志。2. 植物根印痕对识别淡水和微咸水环境是有价值的。3. 根系层的存在可说明植物就地生长。,四、植物根痕迹,一、鸟眼（窗孔）构造（bird-eye，fenestralstructures）,是碳酸盐岩中的一种微小的空洞构造,空洞的形状像鸟眼 ，又名窗孔构造 主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑、砂屑灰岩中的原生小孔洞，被亮晶方解石或硬石膏充填。,第七节 复合成因的构造,鸟眼构造是在碳酸盐岩岩层内部单个或成群出现的、大致平行的鸟眼状孔隙，常被较粗的方解石（或石膏）晶体充填的一种孔洞状构造。鸟眼孔的大小一般几毫米到几厘米之间，大小均匀或不均匀，孔洞边缘较清楚，形状不太规则，大多平行于层面一向延长。由于孔洞内的填充物常呈白色，又称雪花构造。,鸟 眼 构 造,鸟 眼 构 造,二、示顶底构造,在碳酸盐岩的原生孔洞中，有两种不同的充填物，在孔洞的底部或下部，为泥屑、粉屑等内碎屑充填，色较暗；孔洞的顶部或上部为亮晶方解石充填，色较浅，两者之间界面平直，能表示岩层的顶和底。,代表两个不同时期的充填作用。底部或下部的充填物常是早期机械沉积或上覆盖层遭受淋滤作用时由淋滤水沉淀的，上部或顶部的亮晶方解石则是后期充填的。两者之间的平直界面代表沉淀时的沉积界面，与水平面是平行的。因此，根据这一充填孔隙构造，可以判断岩层的顶底，故称为示顶底构造，亦可简称为示底构造。,示顶底构造,示顶底构造,三、缝合线构造 缝合线最常见于碳酸盐岩中，但也可出现于砂岩、硅质岩和盐岩中。其特征是在垂直层面的切面上有呈头盖骨接缝样子的锯齿状裂缝，从整体看它是许多柱状凸出体，称为缝合柱。,缝合线可用于划分和对比地层，找层面测产状(水平缝合线总方向与层面平行)，了解岩石存在和改造的环境。,缝 合 线,四 层状孔洞构造： 层状孔洞构造也是碳酸盐岩中的一种孔洞充填构造，孔洞比鸟眼、窗孔大，呈扁长形，底面平滑，顶面不规则呈指状，孔洞高15mm、长达10cm以上，孔洞多少成水平延伸，被亮晶方解石充填。层状孔洞构造主要出现在潮间带或潮下带的碳酸盐泥丘中。它可能是多种成因的，如：软体生物的腐烂及生物潜穴形成的孔洞，由于沉积物失水或生物腐烂，引起沉积物的坍塌而造成的孔洞，海底胶结介壳，介壳下面形成的遮蔽孔洞。,五.硬底构造 在正常沉积中断的间断面上，由于生物作用和同生胶结作用形成的坚硬层即硬底构造，或称“同沉积石化层”。硬底构造可在大陆条件或海洋条件下形成，但典型的是海中的硬底构造。硬底层厚仅几厘米至几十厘米。,硬底构造不仅可以判断沉积间断及海底胶结作用的存在，而且大多形成于相对较浅的水下，反映曾有海退；也可以反映深水海底地貌有明显变化的环境，如有海底潜山、海底潜丘的远洋环境。,硬底构造,第七节、沉积岩的颜色,一、颜色的成因类型 因为决定岩石颜色的主要因素是它的物质成分，所以沉积岩的颜色也可按主要致色成因划分成两大成因类型，原生色和次声色。,原生色,原生色是由原生矿物或有机质显现的颜色，通常分布比较均匀稳定，如海绿石石英砂岩的绿色、碳质页岩的黑色等等。按致色成分的成因，原生色可分为继承色和自生色两类。主要由陆源碎屑矿物显现出来的颜色称为继承色，,辽宁抚顺西露天矿露天采场,自生色,主要由自生矿物（包括有机质）表现出来的颜色称为自生色，可出现在任何沉积岩中。,原生色,宣隆式铁矿矿层,次生色,次生色是由次生矿物显现的颜色，常常呈斑块状、脉状或其它不规则状分布，如海绿石石英砂岩顺裂隙氧化、部分海绿石变成褐铁矿而呈现的暗褐色等等。 沉积物固结以后才出现，只与固结以后的条件有关。,*二、几种典型自生色的致色成分及其成因意义,白色或浅灰白色：当岩石不含有机质、构成矿物（不论其成因）基本上都是无色透明时常为这种颜色、如纯净的高岭石、蒙脱石粘土岩、钙质石英砂岩、结晶灰岩等等。,红、紫红、褐或黄色,当岩石含高铁氧化物或氢氧化物时可表现出这种颜色，其含量低至百分之几即有很强的致色效果，通常高铁氧化物为主时偏红或紫红，高铁氢氧化物为主时偏黄或褐黄。由于自生矿物中的高铁氧化物或氢氧化物只能通过氧化才能生成，故这种颜色又称氧化色（Oxidized colour），可准确地指示氧化条件（但并非一定是暴露条件）。陆源碎屑岩的氧化色多由高价铁质胶结物造成，泥质岩、灰岩、硅质岩的氧化色常由弥散状高铁微粒造成。由具有氧化色的砂岩、粉砂岩和泥质岩稳定共生形成的一套岩石称为红层或红色岩系，地球上已知最古老的红层产于中元古代，据此推测，地球富氧大气的形成不会晚于这个时间。,Fe2+和Fe3+含量比例不同，可以出现不同颜色。如Fe3+Fe2+3.0，则岩石显红色；Fe3+Fe2+=3-1.6，呈紫色、砖红色、棕色等；Fe3+Fe2+1.6，呈浅绿灰色或灰色；Fe3+Fe2+近于0，则呈黑色。,红层,灰、深灰或黑色,通常是因为岩石含有有机质或弥散状低铁硫化物（如黄铁矿、白铁矿）微粒的缘故，它们的含量愈高，岩石愈趋近黑色。有机质和低铁硫化物均可氧化，故这种颜色只能形成或保存于还原条件，也因此而称为还原色（Reduced colour）。陆源碎屑岩、石灰岩、硅质岩等的还原色大多与有机质有关，泥质岩的还原色既与有机质、也与低铁硫化物有关。,绿色,一般由海绿石、绿泥石等矿物造成。这类矿物中的铁离子有Fe2+和Fe3+两种价态，可代表弱氧化或弱还原条件。砂岩的绿色常与海绿石颗粒或胶结物有关，泥质岩的绿色常是绿泥石造成的。此外，岩石中若含孔雀石也可显绿色，但相对少见。,沉积岩的颜色回顾,1). 颜色分类原生色 继承色碎屑物颜色（碎屑岩特有） 自生色自生矿物和原生混入物次生色风化作用中，母岩中物质次生变化后形成的如何区分2者原生色大范围内稳定次生色分布不均匀，沿着裂隙和风化带出现,2). 常见色素,色素1%或者n%包括：有机质黑色铁质绿色的Fe2+，红色的Fe3+,(三)颜色的描述和实际意义 对岩石的颜色描述时，不仅要说明是何种颜色，而且要说明颜色的深浅、亮暗和浓淡程度。有时岩石是混合色，则用复合名称描述，如深紫红色、浅蓝灰色，前面的是次要的颜色(即深紫、浅蓝)，后面才是主要颜色(即红、灰色)。对于沉积岩颜色的的研究，有助于划分和对比地层，了解古气候条件，根据颜色的性质可以确定介质是氧化或还原的环境。对颜色的仔细研究还有助于找寻有用矿产，如云南的沉积型铜矿主要赋存于紫红色地层中的浅色岩石中，故浅紫交互层是找寻铜矿最有利的地段。,总结： 各种常见的自生色及其沉积环境1.白色：一般不含色素，如质纯的碳酸盐岩、盐岩、石英砂岩、高岭土、蛋白石等。2.灰色、黑色：由于含有机质(炭质、沥青质)、分散状硫化铁(黄铁矿、白铁矿)，这些物质含量愈高，颜色就愈深。并表明岩石形成于还原或强还原条件下。3.红色、紫红色、褐红色、黄棕色：由于含有铁的氧化物或氢氧化物之故。表明当时沉积介质为氧化及强氧化条件，其中黄色常见于炎热干燥气候条件下的陆相沉积物中，而红色常见于炎热潮湿气候条件下的陆相或海相沉积物中。,4.绿色：由于含有Fe2+和Fe3+的硅酸盐矿物(海绿石、鲕绿泥石)。代表弱氧化或弱还原的介质条件。碎屑岩中若含角闪石、绿帘石、绿泥石等碎屑矿物多时也可呈绿色。5.蓝色、青色：是硬石膏、天青石、石膏、石盐等特有的颜色。有时蓝色是由蓝铁矿和蓝铜矿引起的。6.紫色：与氧化铁或氧化锰有关，有时则由含土状萤石之故。岩石的颜色除与成分有关外，还与粒度、干湿情况有关：粒度愈细则相应的颜色要显得深一些；湿的标本比干的颜色要深些。,沉积岩的分类,（一）分类原则 1、简明扼要，便于应用。 2、分类明确，清晰，有系统性， 反映沉积岩本身的内在联系。,（二）前人分类方案1、欧美地区依据物源分类美佩蒂庄，将沉积物来源分为：（）外生沉积物陆源碎屑+火山碎屑（）内生沉积物盆地内部沉积岩塞利，将沉积岩分为：（）