碎屑岩的构造和颜色.ppt

第三节沉积构造和颜色,岩石的构造：岩石各组成部分的空间分布和排列方式。沉积构造：沉积物沉积时或沉积后，由于物理、化学、生物作用形成的各种构造。,机械成因/物理成因构造流动构造同沉积变形构造暴露构造化学成因构造多为成岩作用的产物。生物成因构造。,一、沉积构造的分类,二、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，在沉积物内部或表面形成的构造，属机械成因构造。包括：层理构造、层面构造、冲刷充填和侵蚀面构造。,（一）层理1.概述是沉积物沉积时在层内形成的成层构造，可通过矿物成分、颜色、结构、形状、排列或填集方式沿垂向变化而显现出来。最典型最重要的沉积构造，沉积环境的重要标志之一。,层理要素：细层、层系、层系组（1）细层（纹层）组成层理的最小宏观单位。厚度极小同一纹层在相同水动力条件下同时形成。,（2）层系多个成分、结构、厚度和产状近似的纹层组合。相同水动力，不同时间的纹层组合。相邻层系由层系界面分开,（3）层系组由两个或两个以上相似层系的组合。在同一环境、不同时间、相似水动力条件下形成。,（4）层在基本稳定的介质条件下沉积的一个单元，表示最小的岩石地层单位，由成分上基本一致的沉积物组成。有清晰的顶底界面（层面）层面代表了无沉积或沉积作用突然变化的间断面。一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组,层按厚度划分:块状层2m厚层20.5m中层0.50.1m薄层0.10.01m页状层0.01m,2、流态与层理的形成见后,3.主要的层理类型及其特征,按层内粒度递变特征划为：块状层理韵律层理粒序层理按细层的形态与层系界面的关系划分为：水平层理平行层理波状层理交错层理,（1）块状层理,层内成分、结构、颜色均匀，不具任何显纹层构造。成因：a.快速沉积，洪水与浊流b.生物扰动，原生层理被生物扰动完全破坏。,（2）韵律层理,成分、结构或颜色不同的平行或近平行薄层有规律重复出现。纹层厚度从数mm到数十cm。成因物质沉积有规律地交替变化潮汐韵律层理；气候的季节性变化冰川纹泥、季节韵律层理。浊流复理石韵律,（3）粒序层理又称递变层理,颗粒的粒度垂向递变，不具任何纹层，底部常有冲刷面。由底到顶，由粗变细者为正粒序，常见；由细变粗者为逆粒序。成因流动强度减小，悬浮物按粒度大小依次先后沉降。浊积岩中最常见,（4）水平层理及平行层理,（5）波状层理纹层呈连续的波状，总的方向平行于层面。主要由沉积介质的波浪振荡运动造成的，碎屑物质供应充足。多见粉砂层中。水动力能量小，Fr10200cm中型103cm小型推移悬移推移砂纹悬移1、水浅流急、同相位。层系透镜状，细层低角度向上游倾斜，常与平行层理共生。较罕见。,2）波浪成因的交错层理浪成沙纹层理波浪环境下，由浪成沙纹迁移形成。对称波浪：前积层倾向相反，相互超覆，叠加成人字形；,不对称波浪：层系界面不规则起伏，上凸纹层波状，可跨越波谷。,浪成交错层理岩心剖面,冲洗交错层理滨岸的冲浪在滩面上往复冲洗形成的。也称低角度交错层理。,特点：细层和层系界面平直，延伸远，低角度相交，210，多向海倾斜，层系多楔状。层系顶部被切蚀而底部完整；出现环境：后滨前滨带及沿岸砂坝沉积,楔状交错层理特点层系界面为平面，但不平行，纹层可弯曲。层系厚度变化明显呈楔形。出现环境海、湖浅水地带和三角洲地区。,丘状交错层理和洼状交错层理丘状：层系宽缓波状，外形呈圆丘状，细层平行层系底界，底界面侵蚀。洼状：纹层与浅洼坑底界面平行。纹层下凹连续。出现环境：在正常浪底和风暴浪底之间由风暴浪形成。,3）潮汐成因的层理羽状交错层理相邻层系的纹层倾向相反，呈羽毛状或鱼骨状。其间层系界面平直。涨潮流形成的前积层与退潮流形成的前积层交互而成。常见于潮汐环境中。,潮汐层理,成因：水动力强弱的不断变化。产生环境：潮汐作用，也可出现于三角洲前缘、浅水陆棚以及河流的洪泛沉积形成的层理类型:脉状层理透镜状层理波状复合层理,脉状层理又叫压扁层理，含有泥质条带（脉状体）的沙纹层理。砂多泥少水动力相对较强,透镜状层理砂少泥多，泥中夹有砂质透镜体潮汐水流或波浪作用较弱,波状复合层理砂泥均等较强、较弱水动力的交替；,再作用面同一层系内的侵蚀面，上下纹层倾向基本一致。,4）风成交错层理无泥质物砂粒磨圆和分选较好。常呈板状、槽状交错层理。层系厚度大，几十cm到数m，前积纹层倾角高达2534。出现环境沙漠及海滩风成沙丘带。,2.流态与层理形成,底形（床沙形体）流水沿非粘性沉积物（如砂、粉砂）的底床上流动时，在沉积物表面产生的几何形态。流态（流动体制）流动状态。直接标志是Fr=V2/L/g=V2/(Lg)。Fr1，下部流动体制（低流态）Fr1，过渡流动体制（过渡流态）Fr1，上部流动体制（高流态）,1）低流态aV0，Fr1，只有悬浮载荷沉积。形成水平层理。,2）低流态bV20cm/s，Fr1，砂粒移动，出现不对称沙纹。波高0.53cm，波长50cm/s，Fr1，剪切力增强，极不对称的低角度冲蚀沙丘。颗粒趋向连续搬运，表面波趋向变平；层理：楔状层理。,5）高流态a流速更大，Fr1，沙丘进一步被削平，底床平坦，表面波变平，形成平行层理。,6）高流态bV2m/s，Fr1，表面波再出现起伏，陡坡侵蚀，缓坡沉积，形成逆行沙丘。表面波与底形同相位。层理：逆行沙丘交错层理，斜层系倾向指示上游。,7）高流态c流速更大，Fr1，部分沉积物被侵蚀搬运，底形：冲槽和冲坑。层理：槽状充填交错层理。,脊线平直或轻度弯曲板状交错层理；脊线强弯曲、链状、舌形槽状交错层理,波脊形态直线状、弯曲状、舌状、新月状等；随流速增大，波脊形态平直复杂，连续断续；直脊板状层理，曲脊槽状层理。,崩落面的崩落与回流带的悬浮物沉积交互，形成前积层粒度变化。,4.研究层理的意义,确定地层顶底，正确划分对比底层，恢复地层正常产状。交错层理可确定古水流方向，判断沉积环境。推断古水深。层系厚度与形成时的沙波高度大体相当，一般不超过河流水深的1/6。,（二）层面构造,出现在沉积物或岩层表面上的各种沉积构造。,波痕由于风、水流或波浪等介质的运动，在非粘性沉积物（主要是松散砂）表面形成的波状起伏。,波痕要素：波长（L）：波高（H）：波痕指数（L/H）：。波痕不对称指数（l1/l2）：波峰：波谷：波脊：。,主要类型按成因，将波痕大致分为:浪成波痕流水波痕风成波痕叠加波痕修饰波痕,（1）浪成对称波痕对称，峰尖谷圆，波脊多平直，音叉状分叉,（2）浪成不对称波痕不对称，类似流水波痕，但波脊较连续。,（3）流水波痕不对称，波脊平直波状链状舌形新月形，滩中可有菱形。,（4）风成波痕不对称，波脊较平直、平行，波脊粒度粗、波谷细。,（5）修饰波痕早期的波痕被改造,（6）叠置波痕后期小波痕叠加在大波痕之上；干涉波痕同时形成的两组方向的波痕。,波痕的环境意义：了解岩石的形成条件；指示流动方向；指示地层的顶底；,2.原生流水线理/剥离线理构造,出现在平行层理砂岩层的剥开面上，由微细的脊与沟交替排列组成。线状脊平行于水流方向。,3.底层面构造,（1）冲刷面流体对下伏沉积物冲刷、侵蚀而形成的起伏不平的面。,（2）槽模泥质表面由于水底涡流被侵蚀出凹坑，上覆砂岩充填形成的印模。一端浑圆，指向上游，一端变宽。,是由水流底部的砾石、介壳等对泥质（或粉砂）底床撞击或刻蚀成出槽、坑等，再被砂充填而成的印模。类型沟模长、直跳摸短小、似梭形，等间距。刷模新月形短脊，有挖掘行为。锥模扁长的半圆锥或三角形短脊，细长物体插入泥中后再翻转、拔掉。低、尖一侧指向上游。,（3）刻蚀模,三、同生变形构造,沉积物沉积后到固结成岩之前发生的变形。变形机理：（1）上部的砂砾重，下部的泥、粉砂轻软，引起差异负载、沉陷。（2）沉积物快速液化引起，如喷出、贯入、侧向流动。（3）沉积物因重力沿斜坡滑动、滑塌。（4）流体底部产生的剪切力。,1.重荷模和火焰状构造,下伏软泥在上覆砂层的不均匀压力下：（1）砂质陷入下伏泥层中砂底不规则瘤状突起重荷模（负荷构造）。（2）泥质挤入到上覆砂层中舌形、火焰形火焰状构造。,重荷模同槽模的区别形状极不规则缺少对称性和方向性。在浊积岩中保存良好。,重荷构造,火焰状构造,2.砂球和砂枕构造砂泥互层的泥岩中，包裹了沉陷进来的砂质球体。,3.包卷构造和滑塌构造,包卷构造（或包卷层理、旋卷层理）：层内的揉皱连续的开阔“向斜”和紧密的“背斜”。因层内液化、泄水而形成。多见于粉砂岩与泥岩薄互层中。,滑塌构造：未固结沉积物在重力作用下，沿斜坡发生运动和位移产生的各种变形。包括：形变、揉皱、断裂、角砾岩化、岩性混杂等。,4.泄水构造,砂岩中孔隙水向上快速泄出，产生的变形。碟状构造纹层向上碟状弯曲，侧向上断续。柱状构造泄水通道中的砂柱。,出现环境迅速沉积并包含孔隙水的砂岩重力流沉积三角洲前缘沉积河流边滩沉积,四、暴露成因的构造,沉积物因露出水面所形成的构造。类型如干裂、雨痕、泡沫痕等。,1、干裂（泥裂）平面上呈网格状龟裂纹，断裂面常呈“V”形，少数“U”形。,2.雨痕、冰雹痕,雨滴或冰雹降落在泥质沉积物表面，撞击形成的小坑。,3.流痕,薄水层汇集在沉积物表面上流动时形成的侵蚀痕。呈齿状、梳状、穗状、树枝状、蛇曲状等。,4.泡沫痕泡沫在沉积物表面暂停留下的半球形小坑。,5.冰成痕包括冰晶痕、冰融痕。,五、化学成因的构造,成因：化学沉淀和溶解,1.结核,岩石中自生矿物的集合体，与围岩的成分、结构、颜色等方面明显不同。常呈球状、椭球状、不规则的团块状。成因呈溶液状态的分散物质，重新分配和集中增长而成。,类型按形成阶段同生结核成岩结核后生结核按成分钙质结核硅质结核黄铁矿结核磷质结核锰质结核,同生结核,成岩结核,2.晶体印痕,泥岩中早期盐类的结晶体，由于溶解所留下印痕，为其它沉积物充填环境意义：石盐晶痕环境的高盐度,六、生物遗迹构造,保存在沉积物层面上及层内的生物活动痕迹。,（一）常见遗迹化石类型1.居住迹：永久性有坚固的的衬壁；临时性无衬壁,2.爬行迹,动物以运动为目的行走、奔跑、爬行和拖拉在沉积物表面形成的遗迹。形态微小生物的直线型或曲线型的简单花纹；大型生物的足迹。,3.停息迹,动物停止在沉积物表面，留下的躯体印痕。形态和生物腹面或侧面形态一致。,4.进食迹（Fodinichnia）,动物挖掘沉积物并从中摄取有机质所营建的潜穴。形态单一管状；简单分枝状及辐射状；复杂分枝状。,5.觅食迹（Pasichnia），牧迹,动物在沉积物表面或内部边运动边取食形成的。形态通常有方向性，不分枝，形态规则。如旋卷弯曲排列、蛇曲形。,6.逃逸迹沉积物内生物快速向上或向下逃跑掘穴而留下来的痕迹。呈叠置的“V”形或倒人字形,7.耕作迹以耕作或圈闭式进行永久性居住和进食活动的痕迹，为规则的水平巷道式潜穴。,8.植物根迹植物根的炭化残余或枝叉状矿化痕迹。有分支，粗细不等。,席状根迹,水平根迹,须根迹,垂直根迹,（二）生物的阶梯式开发与遗迹分层底栖生物活动具有垂向分带性，向深部逐渐递减，以至于无。,（三）生物扰动构造,原始发育良好的沉积层被破坏，不具有确定形态的生物成因构造。广义的生物扰动构造就是遗迹化石。,七、碎屑岩的颜色,1.继承色取决于碎屑颗粒粒母岩的颜