野外沉积岩读书笔记

1、沉积岩的野外识别1简介 这本书旨在对沉积岩的野外识别提供一个指导方向。介绍了怎样识别常见的岩性，结构以及沉积构造，以及怎样记录和测量这些特征。有一章专门讲了怎么对野外化石进行研究，因为其在野外沉积岩中很常见并且对于指示古地理环境很有利。在最后一章简要的介绍了沉积层序的内容，包括相，相续递变，沉积旋回和沉积层序。 这部分主要讲了在野外勘探所需的工具，如锤子，凿子，放大镜，多盘，量尺，储酸瓶，样品袋和记号笔以及GPS接收器。还介绍了在野外所需的地图，相关文献，以及在野外的要注意安全防护的问题，比如在悬崖等危险地带要有安全帽，或者凿锤的时候要有防护镜。并对各种工具的特点、作用、怎样用能达到最好的效果

2、和重要性做了详细的说明。如稀盐酸对判定是否是碳酸盐岩沉积物具有十分重要的作用，还有罗盘有指示古水流方向的作用，以及在使用的时候要注意调整角度，等等。 另外还介绍了一些用于特别细致研究工作中的工具如磁导计，磁化率测定仪，伽马射线分光仪等等。比如伽马射线分光仪是用于测量岩石发出的伽马射线，这样就可以判断出沉积序列中粘土岩的含量，进而判定出该泥岩的种类以及泥质砂岩或者石灰岩中粘土岩的含量。 此外还重点介绍了GPS在野外沉积岩研究中的重要作用。它不仅是用于辨别方位，还用于对沉积剖面的研究。它还有记忆功能，可以精确记录所有的地方，即使是没有什么特点的位置范围。并且用它测量中到大型的沉积结构如砾岩、礁体等

3、，比一般的量尺要精确得多。 最后再次强调了在野外需要注意的安全问题，并且提出了具体的注意事项。如避免在松散石头的斜坡上，不要单独攀爬悬崖峭壁，等等。2野外研究的技巧 介绍了在野外对沉积岩进行哪些方面的研究，包括有岩性、结构、沉积构造、颜色、层理、横向或纵向的变化以及岩石所包含的化石。在这些野外数据收集之后，就要对沉积相进行研究，沉积相是反映一定自然环境特征的沉积体。 看到露头时，最好的办法就是先从远处勘测岩石，并注意其上的褶皱和断层。在看到一些大型的构造如地槽或者侵蚀面，就应该近距离的观察其层理厚度变化，沉积旋回，沉积体系等等。 要注意岩石被风化或者被植被包裹的形式，这些可能会反映岩性特征，如

4、泥岩通常不会被植被覆盖。仔细观察岩性和岩相也很重要，比如观察褶皱或者剖面的岩石时，运用沉积构造来观察层，比如看其是否交错层理，粒序层理，示底构造，这样可以知道岩石的新老关系。 详细的讲了在野外如何做好研究笔记，需要真实真确的记录下你所看到的，可以采用照片，画图等形式，如为了更充分的表现层理特征，可以用画图的方法。同时还说明了野外研究笔记应该包含的主要内容，如所在地的细节特点包括方位，天气等、岩性、古水流特征、所含化石、沉积构造等等。画图记录也是搜集野外沉积岩数据的标准方法。具体讲述了岩性、层或沉积体系厚度、沉积构造，结构、化石、颜色以及其他的收集和记录方法，如沉积构造一般是用专有符号来表示，层

5、厚度是用量尺测量，岩性用岩性代码表示，如G代表砾，S代表砂,F代表泥。 对于采集标本也有一些标准，如新的，没有被风化剥蚀的，并且具有其岩性代表的样本是最好的，同时还要用防水的记号笔对标本进行标识，样本本身的数据如方向等也应该标识。 采集完所有的数据之后就是总结图标记录，总结表格的内容包含沉积岩粒度大小，主要的沉积构造，岩性特征。这个表格可以对岩石的沉积提供一个直观的显示，反映出粒度和岩性由下往上的变化。3沉积岩的分类3.1主要的岩性分类描述了在野外对沉积岩进行识别的时候，最主要的是要注意其组成即矿物成分和颗粒大小。根据成因可以把沉积岩分为4种类型陆源碎屑岩，有生物遗体组成的沉积岩，有火山碎屑物

6、质组成的沉积岩和化学岩，碎屑岩根据其主要的结构特征即粒度，再进一步划分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩；化学岩根据其主要成分特征，再进一步划分为蒸发岩和铁质岩等，火山碎屑岩根据其岩性特征划分为凝灰岩等；生物岩根据其成分特征分为石灰岩、白云岩、煤、磷灰石和燧石。然后分别具体介绍了各类岩石的概念以及特征。如砂岩主要由1/16到2mm之间的碎屑颗粒组成。层理明显，通常层内外均可见沉积构造。砾岩和角砾岩主要由粗大的碎屑颗粒组成，砾岩主要是圆状和次圆状砾石组成；角砾岩由棱角状和次棱角状砾石组成。3.2砂岩 这部分详细的讲了砂岩的组成，分类和命名。砂岩主要由岩屑、石英、长石颗粒、基质和胶结物组成。基质由粘土矿

7、物和粉砂级的石英组成，基质和胶结物对砂岩都起胶结作用，但成因不同，基质是细粒的机械组分，粒度上限一般为0.03mm.基质含量的多少反映岩石分选的好坏，是介质流体性质（密度和粘度）的一种标志。 砂岩的组成能反映源区的地质和气候情况。因为机械沉积作用，不稳定组分如长石和岩屑已被大量破坏淘汰，而稳定组分石英却相对富集，按不容易被风化的矿物程度排列依次是石英长石、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石、辉石、橄榄石。在砂岩中成熟度是一个很有用的概念，它是指砂岩中碎屑组分在风化、搬运、沉积作用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。不成熟的砂岩是靠近物源区堆积的，含有很多不稳定碎屑，如岩屑、长石和铁镁矿物；

8、高度成熟的砂岩是经过长距离搬运，遭受改造的产物，几乎全由石英组成。因此，砂岩中存在的岩屑和碎屑矿物的种类和相对丰度，亦即成分成熟度，是物源区地质条件、风化程度和搬远距离远近的反映。 砂岩的分类是以岩石中石英、长石、岩屑和基质的含量为划分依据。砂岩中也可能含有一些非碎屑岩的物质，如鲕粒，生物碎屑等等。在野外就通过锤子等工具确定砂岩的成分并根据它们来给砂岩命名。首先按基质含量将砂岩分为砂岩和杂砂岩两大类：前者为基质含量15的、分选性好的纯净砂岩；后者为基质含量>15的、分选性差的混杂砂岩。在砂岩和杂砂岩中，按照三角图解中三个端元组分石英（Q）、长石（F）、及岩屑（R）的相对含量划分类型如长石

9、25%、长石>岩屑的为长石砂岩（杂砂岩）类；如岩屑25、岩屑>长石的为岩屑砂岩（杂砂岩）类，如长石和岩屑含量都25的为石英砂岩（杂砂岩）类。 这部分还介绍了各种类型的砂岩。包括长石砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩。长石砂岩可通过其含有大量的长石颗粒来辨别，虽然这些在露头上可能会有些变化,特别是会转变成高岭土(一个白色的粘土矿物）。许多长石呈红色或粉红色,一部分是由于粉色长石的存在，但是也可以通过赤铁矿色素沉着形成。如果不细看层理构造，一些纹理粗糙的长石砂岩看起来像花岗岩。长石砂岩分选性、磨圆度变化很大，由分选差的棱角状到分选好的原状均可出现。在半干旱气候条件以及相对快速侵蚀与沉积作用下容易形

10、成大量的长石砂岩。河流相沉积体系（冲积扇，辫状河）是长石砂岩发育的典型沉积环境，尤其是在有花岗岩和花岗片麻岩出露的源区。 岩屑砂岩在组成和外观上具有多样性，主要取决于岩屑的类型。火山岩岩屑颗粒与变质成因的岩屑颗粒在一些岩屑砂岩中很常见，一般用这种方法就能足以证明其是否是岩屑砂岩。大多岩屑砂岩形成于三角洲和河流沉积环境，但也可以形成于其他的沉积环境。 杂砂岩包含了一个或多个不是岩屑的组成部分，比如自生矿物海绿石或者方解石颗粒。 为进一步研究砂岩的组成和矿物成分，就必须收集样品以及研究它们的薄片。岩相是各种砂岩区别岩相学上的基础，对于探索沉积源区以及古地理有尤为重要。广义来说，砂岩的组成和沉积盆地

11、的构造环境相关。3.3砾岩和角砾岩 这部分讲了在描述砾岩和角砾岩时，重要的是岩屑的类型和岩石的结构。 对于分析多砾石的沉积机制的沉积岩，结构是很重要的。颗粒支撑的砾岩必须与杂基支撑的砾岩区别开来，后者也可称作是复成分岩。形状、大小和砾石排列的方向都应该测量,以及厚度，层的几何形态，沉积结构都要进行观察和记录。 砾岩与角砾岩是沉积于一定的环境中的，尤其是冰川,冲积扇、辫状河沉积环境。在冰川沉积中的碎屑岩，通常是混积岩，可能有擦痕和刮痕。河流中的砾岩可能是红色的，后者是与泥岩互层。在海滨或者浅海环境的砾岩可能含有海相化石或者有钙质生物的钻孔或者包壳。砾岩也可以沉积于深水环境，碎屑通过层流，高密度流

12、沉积，在这种情况下，它们通常沉积有包含深水生物化石的泥岩。一些特殊类型的角砾岩，包括滑塌角砾岩，通过溶解石灰岩形成的岩溶角砾岩或者蒸发岩,陨石撞击角砾岩、火山角砾岩,和构造角砾岩。3.4泥岩 泥岩是沉积岩中分布最广的，但由于其细粒状在野外通常很难描述。一般说来,泥岩主要由粉砂岩(4 62m)和粘土(< 4m)组成。粉砂岩和粘土岩主要分别由粉砂和粘土物质组成。粘土岩可以通过其极细颗粒和均匀的特征来判断。页岩的特点是可裂变性强，一般裂变成平行于层理的的页片。大多页岩都是层状的。泥岩一般不具有裂变性，并且通常以块状层理为主。厚层泥岩一般是指固结的泥岩。泥岩之后是砂岩，如图3.1，有泥-粉砂-砂

13、的混合物和泥-砂-砾的混合物。 泥岩主要由粘土矿物和粉砂级的石英颗粒组成，也可能存在有其他矿物。有机质含量可以很高，并且有机质即碳含量越高泥岩的颜色就越黑。用锤子敲打有机质含量高的岩石还会在锤子上留下特殊的气味。 泥岩中一般还发育有结核，通常是方解石、白云石,或黄铁矿菱铁矿(见5.5.6)。很多你泥岩还存在有化石。包括微体化石,它需在实验室中抽提。然而微体化石常常会在泥岩的压实过程中发生破碎或者压缩。 泥岩几乎可以沉积于任何环境，尤其是河水泛滥平原、湖泊、低能的海岸,泻湖、三角洲、海外大陆架和深海盆地。泥岩的沉积背景，以及所含的化石，是解释其环境的重要依据。在野外,一旦泥岩的类型已经确定,就可

14、以用一到两个有关其最显著特征的形容词来描述。要注意颜色,可裂变的程度、沉积结构和矿物质,有机质或化石的含量。3.5石灰岩 这部分介绍了石灰岩特点，组成和分类。 石灰岩和砂岩一样，在野外描述的时候有限制性，因为它的细节要通过薄片实验来揭示。石灰岩主要由三大部分组成：碳酸盐岩颗粒，灰泥或微晶方解石泥和胶结物。主要的颗粒是生物颗粒，鲕粒，球粒和内碎屑。许多石灰岩类似于砂岩，组成砂岩的砂质级别的颗粒相当于边缘海移动的碳酸盐岩颗粒，其他的可以与泥岩相对比，如细小的泥质沉积和灰泥组成的沉积（如微晶灰岩和灰泥岩）。有些石灰岩随着碳酸钙骨架的生长形成于礁灰岩中，或者是在叠层石或微生物的纹层石中通过微生物吸收和

15、粘连沉积物质形成的。 骨架颗粒是很多显生宙石灰岩的的主要成分，存在的骨架颗粒的类型取决于沉积过程中的环境因素(如水温，水深，含盐度），也跟当时无脊椎生物演化状态和差异性有关。 在野外,应该先试着识别石灰岩中碳酸盐岩的骨架的主要类型，如果其中存在有大型的化石，然后再拿回实验室鉴定它的类型。碳酸盐岩的骨架可以得到充分完好的保存，或者足以做出有用的反映古生态的观察结果，一个特征是检查骨骼物质是否在原地生长的，如果是，就要看是否为石灰岩提供了框架或者起着一个挡板的作用来圈闭沉积物质，再或者是结层和粘连沉积物质。 本章还介绍了鲕粒，球粒，内碎屑等概念。 鲕粒是球状的颗粒，一般尺寸在0.2至0.5毫米之间

16、,但有一些直径可达到几毫米。结构超过来毫米的像豆粒。鲕粒由核心和围绕核心的包壳组成，一般是一个碳酸盐颗粒或者一个石英颗粒。 大多数现代海洋鲕粒由文石组成，但是古代的鲕粒一般是由中古生代和侏罗纪-白垩纪时代的方解石组成。 球粒是球形到长形的微晶灰泥颗粒，一般不到1毫米的长度。它们是原始的粪便或者是蚀变了的生物碎屑。 内碎屑是碳酸盐岩沉积物经改造后再沉积的碎片，是固结或者半固结的碳酸盐岩沉积物经潮汐尤其是波浪等水流作用冲刷、磨蚀、而形成的呈几厘米长的片状颗粒。 微晶灰岩的主要成分是许多细小的生物碎屑石灰岩，主要由4m的微晶方解石组成。现代沉积的碳酸盐泥一般有微晶的存在为代表，它一般是生物成因的，是

17、碳酸盐岩格架例如含钙的藻类发生崩解形成的。古代碳酸盐岩中微晶的成因一般很难确定，而且不论只直接或者间接的无机沉淀都很难除去。 亮晶方解石胶结物一般是在较大的空洞结构中，孔隙空间中颗粒与颗粒之间纯净的白色粗晶的胶结物。虽然他沉淀于淡水的近地表，但是一般都是被埋藏起来。纤维状的方解石也是胶结物，把化石和颗粒都包裹起来，隔断了粒间孔隙。一般来说它是海洋成因的产物，多发育于礁岩中，常见泥痕和孔洞构造。 尽管邓哈姆的石灰岩分类方案使用得最广泛，但是目前石灰岩一般有三种分类方案。一般的福克的分类方案即生物亮晶灰岩，生物微晶灰岩，鲕粒亮晶灰岩，球粒亮晶灰岩，球粒微晶灰岩。生物岩是经碳酸盐岩生物体如礁的生长，

18、或者微生物经过吸收和粘连沉积物转化成叠层石而形成的(见5.4.5节)。一般的邓哈姆的的分类方案即颗粒岩、泥质颗粒岩、颗粒质泥岩、泥岩，生物粘连灰岩这个术语就相当于生物岩，另外几个术语在介绍礁灰岩的时候介绍过了，如多种生物粘连灰岩包括有：骨架灰岩、障积岩和粘结灰岩。 骨架灰岩是指石灰岩中碳酸盐岩骨架形成的框架，一般坚固多支的珊瑚可以 形成骨架灰岩，障积岩是石灰岩中的生物体作为一个障壁来粘连沉积物质儿形成，很多具有敏感肢体的生物骨架如苔藓虫，单生或者垂直生长的生物如双壳类，珊瑚类一般都能形成障积岩。片状珊瑚群，页状的含钙藻类以及微生物能形成粘结灰岩。 对于粗糙的含化石的生物内碎屑石灰岩，有砾屑岩，

19、其直径大于两毫米的，还有浮蛋白石，它由分选良好的生物碎屑颗粒支撑。 最后一种类型的礁灰岩主要是有海洋胶结物组成，即。 在野外石灰岩的表面一般都会受到风化，尤其是由于苔藓的发育，使得岩石的特点很难识别出来，因此整理冲洗出干净的表面，并使用锤子锤开岩石，才能更清楚的看到岩石的颗粒。石灰岩通常受雨水和地下水的溶解作用形成小孔洞乃至发育成打的空穴。 钟乳石和石笋可能出现于这些空穴中，并且石灰岩的表面还常覆盖着层状或者纤维状的方解石，不要将这些特征误认为是古代沉积的产物，他代表着典型的潮湿地区形成的产物，如喀什特地貌。 同样，胶结的石灰岩砾岩和钙结砾岩，形成于现代时期，通常形成于干旱的地区，不要误认为这

20、些是古代沉积的产物。描述石灰岩的结构要记住描述碳大小，形状，圆度，分选，它们能反映酸盐岩原始骨架的大小形状，还能指示当时的环境。 虽然硅质碎屑的几乎沉积构造都可以出现于石灰岩，但在碳酸盐岩沉积中还是有些限制。 介绍了礁灰岩，它具有两个鲜明的特点：具有不成层的块状层理和主要由原地生长的群居生物体的碳酸盐岩骨架构成。一些骨架可能为另一些生物体提供了生长框架。较为常见的是空穴结构被内部的沉积物和胶结物充填，如果胶结物是纤维状的方解石那么它可能是源自海洋的。 礁灰岩具有多种几何形态，但两种常见的形态是斑礁、和小而离分散的结构形态(图3.12)，平面上呈环形延展开，障壁礁则是比较大的。生物礁是原地生长的

21、碳酸盐岩生物格架形成的大范围分布的一种构造。 介绍了白云岩和交代型石灰岩。白云岩的成分主要是白云石，与石灰岩不同，白云岩不仅有沉积成因的，更多的是次生交代成因的。因此白云岩的分类命名与石灰岩有同也有异。对于沉积成因的白云岩，其结构分类系统和命名原则与石灰岩的基本相同，因为这些白云岩也主要由颗粒、泥、胶结物等结构组分组成的，如内碎屑白云岩就是指其颗粒是由盆地内较早形成的白云岩层破碎、搬运、再沉积形成的。次生白云岩中，常见交代结构， 交代型石灰岩通常发育于地表，主要是风化作用的产物。也可以是白云岩中的蒸发岩溶解形成的。3.6蒸发岩 这部分讲的是蒸发岩的形成和结构构造。孔隙中的卤水蒸发结晶方式发生在

22、潮上坪和干盐湖的渗透带及上潜水带中。这种环境又称盐沼地，这种方式又称“萨布哈”模式。这里早先形成的沉积物可以是碳酸盐质、砂质、泥质或者其它；可以是固结的也可以是未固结的。孔隙中的卤水可以是由特大潮水或风暴带来的海水（海岸带的潮上坪常是这样）或者其它来源的卤水自地表附近渗入的；也可以是深部的卤水沿毛细管上升而来的（干盐湖可能如此）。由于蒸发作用使孔隙中的卤水变浓某些盐类矿物得以结晶，同时变浓的卤水因此比重增大这部分卤水就开始向下渗透，代之而来的是来自上部地表或其下部浓度较低的卤水。始而复之由蒸发再结晶使新矿物不断长大或者晶出。一般的说这是个连续的过程。形成的蒸发岩主休是石育、硬石膏、石盐和钾盐。

23、 蒸发岩的构造常见的有：均匀块状构造、层理构造、条带状构造、角砾状构造、变形构造。此外还常见不均匀构造，其中种类繁多，反映了蒸发岩在成岩后生阶段复杂的变化。蒸发岩中，块状层理构造、薄层的及纹层的层理构造很常见，有时延续很远，且很稳定。蒸发岩的层理常是白云岩、石膏（硬石膏）岩及石盐岩间互而成的。3.7铁沉积岩 根据沉积铁矿的形成时代及沉积环境，可分为前震旦纪沉积变质铁矿、后震旦纪海洋沉积铁矿、后震旦纪湖泊沉积铁矿。前震旦纪沉积变质铁矿主要为磁铁矿石英岩类型。其成困是复杂的，有的属海洋环境沉积，有的可能为河口或淡水环境沉积。后震旦纪海洋沉积铁矿是仅次于前震旦纪沉积变质铁矿的重要铁矿类型。 铁沉积岩

24、的主要类型根据沉积铁矿的矿石成分，可分： 氧化铁类型：主要由赤铁矿及褐铁矿（常为针铁矿）组成，常呈鲕粒结构或豆粒结构，色红或褐红。 碳酸铁类型：主要由菱铁矿组成，常与燧石共生，从而成隧石碳酸铁矿。另外，菱铁矿也可在石灰岩中呈鲕粒或其他形式产出，也可呈结核在陆源岩中产出，也可以基质形式出现并还常交代其周围的颗粒如鲕粒或生物碎屑等。 硅酸铁类型：主要由鲕粒泥石组成，常有赤铁矿或菱铁矿混入物；常呈鲕粒结构；色暗灰或灰绿。硫化铁类型：主要由黄铁矿及白铁矿组成。通常情况下，这些硫化铁矿物只是岩石中的少量组分；但有时，也为量甚大，如黑色页岩、黑色板岩、黑色石灰岩类型。黄铁矿一般常呈颗粒、鲕粒、结核产出。多

25、呈黑色。此外，检验铁沉积岩中所含的化石也是十分重要的，通过检验来确定其是否是海相化石或者盐水生物，有的铁质沉积形成于贫瘠的地带，有的则形成于深水地带，通过观察铁质沉积岩的表面可以推算当时的最大水深。3.9沉积磷酸盐岩及沉积磷矿 磷矿多是鸟粪层和生物介壳磷酸盐岩，也可以是被碳酸盐泥，颗粒，硅质微生物等交代形成。还有一种洋流成磷学说，也就是说磷酸盐的存在反映了洋流的上升，即深部海水的向上流动。沉积磷矿床是造海运动的产物。矿床均形成于海侵岩系的下部或底部，多出现于海侵的前沿地带，多与海水脉动过程中的海面振荡关系密切，一些磷矿沉积里还存在有海绿石。3.10生物岩 这个部分讲了以煤和油页岩为主的生物岩。

26、根据成因类型，煤可以分为腐殖型和腐泥型，腐殖型的煤主要形成于沼泽，以高等植物、木质素和纤维素为主，腐泥型的煤主要形成于较深水沼泽，湖泊，浅海以低等植物、悬浮生物为主。 按变质程度可划分为褐煤、烟煤和无烟煤。长焰煤和沼块煤就属于腐泥型的低变质煤。 油页岩含有三分之一的无机成分，无机成分一般为粘土和粉砂，有时也出现碳酸盐矿物。油页岩的页状层理发育，甚至可呈极薄的纸状层理，用小刀刮起的薄片可发生卷曲。油页岩的生成环境主要为水流闭塞的湖泊环境。内陆淡水湖泊、滨海的时有海水注入的半咸水湖泊、泻湖、甚至海湾，都是形成汕页岩的良好环境。3.11火山碎屑岩 这部分讲了火山碎屑岩的形成、成分、颜色、结构构造以及

27、分类。火山碎屑物质按其组成及结晶状况分为岩屑(岩石碎屑)、晶屑(晶体碎屑)和玻屑(玻璃碎屑)三种，按火山碎屑的粒级划分为：集块(>l00mm)、火山角砾(l002mm)、火山灰(20.01 mm )、火山尘(<0.0lmm)。按照火山碎屑物的主要搬运和沉积方式，可划分为三种成因类型：重力流型火山碎屑沉积、降落型火山碎屑沉积、水携型火山碎屑沉积。重力流型火山碎屑沉积按其沉积环境又可分陆上和水下两种沉积类型，这种有高空喷出的碎屑沉积一般厚度和颗粒都比较大， 水下火山碎屑流沉积指的是主耍由火山喷发碎屑物组成的高密度底流，当在水下流动时，由于流速降低后而形成沉积，可表现明显的水携沉积特点，

28、如可见交错层理、波痕。降落型火山碎屑沉积主要指的是火山喷发物在大气中，经风力分异而形成的产物典型的降落灰沉积以好至极好的分选性为标志，并有发育的水平层理。水携型火山碎屑沉积是指火山喷发形成物经过流水搬运可沉积在海岸平原、海滩或浅海陆棚上，甚至被重力带到深水盆地中去，分布也相当广泛，常具正常碎屑沉积岩的各种构造，如大型斜层理、波痕，区分标志是水携成因火山碎屑岩的成分是受同期火山作用控制的，碎屑的成熟度很低、分选、磨圆度都很差。 最后对比了研究现代火山沉积层序与古代火山沉积层序的区别和方法，对于现在火山碎屑沉积研究，相对要简单些因为火山碎屑沉积的原始特征如内部结构，层的几何形态等保存下来了，而古代

29、火山层序沉积之后可能发生风化侵蚀等变化，使得其主要特征消失，加大研究难度。比如区分古代火山碎屑沉积中的凝灰岩和熔岩就比较难区分，熔岩它是以熔结方式而形成的一类火山碎屑岩，其中较粗粒的熔结集块岩和熔结角砾岩分布与顶部或者其他部分，具有块状层理，中心部分有圆柱形的熔结点，被风化呈红色。4沉积岩的结构 4.1这部分主要讲沉积岩的结构，颜色以及风化作用。沉积岩的结构是沉积岩描述的一个重要部分，他不仅能反映沉积环境，还是沉积岩孔隙度和渗透率的主要控制因素。沉积岩的结构研究可以是实验室的切片研究，也可以是在野外对砂岩或者泥岩的大小、磨圆、分选进行研究，还可以是对砾岩和角砾岩形状、大小及排列方向的研究。 4

30、.2沉积岩的粒度和分选 这里主要讲的是碎屑岩中碎屑颗粒的粒度，因为像蒸发岩、白云岩等化学岩中所涉及到的粒度一般是晶粒的大小。碎屑颗粒的粒度（即大小），是碎屑颗粒最主要的结构特征，关于碎屑的粒度分级，目前有着各种不同的划分方案，而且存在着争议。在国际上应用较广的是伍登温特华斯（Udden-Wentworth）的方案，可以称之为2的几何级数制，它是以lmm为中心，乘以2或除以2来进行分级。 一般来说颗粒大小变化在层里可以显示出粗的在最底部，由下到上是由粗到细的形态，也有特殊的情形，是呈相反的形态出现，还有的层内没有粒度大小变化的显示。硅质碎屑沉积的粒度大小能反映水动力条件的强弱，越粗的颗粒沉积代表

31、着越强的水动力条件；砂岩的分选指示其沉积过程，它的分选随扰动等二次作用变得越来越好；类似的，碳酸盐岩颗粒的大小，则反映了造礁生物格架的大小，因此颗粒大小和分选对于碳酸盐岩来说，指示沉积环境的作用不大。4.3颗粒的形态碎屑颗粒的形态主要包括形状，球度和圆度。由于颗粒的形状是由颗粒中长中短三个轴的相对大小决定的，根据颗粒的长中短三个轴的长度比例，将颗粒分为四种形状为圆球体椭球体、扁球体、长扁球体。形状研究在砾石中具特殊作用，因为砾石形状常与其成因环境有着密切联系，所以可根据砾石形状去分析沉积环境。；在搬运过程中，不同球度的颗粒表现不同，如在悬浮搬运组分中，球度小的片状颗粒最容易被漂走，厚的砂岩、粗

32、粒的玄武岩可以随搬运球度变高，而片状岩则可能变成球度低的扁平状；圆度总是随着其搬运距离和搬运时间的增长而增高，这是碎屑颗粒圆度变化的总趋势。4.4碎屑结构碎屑结构的支撑类型可划分为两类，即杂基支撑结构和颗粒支撑结构。在杂基支撑结构中，杂基含量高，颗粒在杂基中呈漂浮状。在颗粒支撑结构中，颗粒之间可有不同的接触性质，包括点接触、线接触、凹凸接触和缝合接触。4.5结构成熟度 结构成熟度是指碎屑沉积物在其风化，搬运和沉积作用的改造下接近终极结构特征的程度。砂岩中分选性、磨圆度及粘土（杂基）含量都影响其结构成熟度，结构成熟度低的砂岩分选就查，磨圆度低杂基含量也高，结构成熟度一般随再搬运次数和搬运激励的增

33、加而增加，而且它一般同成分成熟度一起提及，是指砂岩中碎屑组分在风化、搬运、沉积作用的改造下接近最稳定的终极产物的程度。在野外可以通过放大镜等工具进行仔细的观察来判别结构成熟度。4.8沉积岩的颜色碎屑岩的颜色是碎屑岩最醒目的标志，是鉴别岩石、划分和对比地层、分析判断古地理的重要依据之一。由于每个人对颜色的主观识别不同，美国地理科学的孟塞尔颜色系统是运用广泛的公共色彩系统之一。碎屑岩的颜色，按成因可分为三类，即继承色、自生色和次生色。继承色和自生色都是原生色。次生色：是在后生作用阶段或风化过程中，原生组分发生次生变化，由新生成的次生矿物所造成的颜色，比如在有些情况下含黄铁矿岩层的露头呈现红褐色，这

34、是由于黄铁矿分解形成红色的褐铁矿所致；而在另一种情况下，同样是这样露头，由于低价铁和高价铁硫酸盐的渗出而呈现浅绿-黄色。红、棕、黄色这些颜色通常是由于岩石中含有铁的氧化物或氢氧化物（赤铁矿、褐铁矿等染色的结果，若系自生色，则表示沉积时为氧化或强氧化环境。大陆沉积物多为红黄色，然而，海洋沉积物有时也呈红色，这多半是由于海底火山喷发物质的影响或海底沉积物氧化所致；也有的红色岩层是由于大陆形成的红色沉积物被搬运入海，处于近岸氧化环境或是迅速埋藏造成的。故通常所谓的红层不一定都是陆相沉积。大多数岩石由暗灰色变为黑色，是因为存在有机质（炭质、沥青质）或分散状硫化铁（黄铁矿、白铁矿）造成的。岩石的绿色多数

35、是由于其中含有低价铁的矿物，如海绿石、鲕绿泥石等所致；少数是由于含铜的化合物所致，如含孔雀石而呈鲜艳的绿色。若系自生色，绿色一般反映弱氧化或弱还原环境。5沉积构造5.1沉积岩的构造是指沉积岩的各个组成部分之间的空间分布和排列方式。它是沉积物在沉积期或沉积后通过物理作用、化学作用和生物作用形成的。可以是沉积期形成的、沉积后形成的、沉积物固结成岩之前形成的、也可以是在沉积物固结成岩以后产生的。沉积岩的构造主要在露头研究，其次是岩心观察、镜下可以观察到构造的微观特征。构造特征直接反映沉积时占优势的沉积介质和能量条件。因而，它是碎屑岩最重要的成因标志之一。5.2侵蚀构造 它是流动成因的沉积构造，它包括

36、槽模、沟模、刻蚀、冲刷充填构造、叠覆递变构造。 槽模是分布在底面上的一种半圆锥形突起构造，槽模的形状是有变化的，但在同一群中则多少有些相似。有些纵长而狭窄，而另一些则呈较宽的似三角形状；有些两侧对称，另一些则形状较不规则，槽模的出现说明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。 沟模是砂质岩层底面上一些稍微突起的直线形的平行脊状构造（图5-29）。脊的起伏通常只有12mm，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。沟模在浊流砂岩的底部最多，由于沟模出现的相当多，所以，它是指示

37、古水流方向的可靠标志之一。刻压类型的底模构造，如梭模、刷模、锥模，它们的共同特点是由间断性接触底板的物体所形成。这些以底模形式存在的压刻痕，与槽模和沟模一样，都属于侵蚀成因构造。它们在浊流环境中出现得最多。5.3沉积作用的构造这部分主要是层、纹层、交错层、波痕和泥裂，它们都是形成于岩石层面的构造。层是组成沉积地层的基本单位，由成分基本一致的岩石组成，按厚度可划分为：块状层（1m）、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）。纹层是组成层理的最基本的最小的单位，纹层之内没有任何肉眼可见的层。它是在一定条件下同时沉积的结果。其厚度甚

38、小，一般为数毫米至1厘米。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。层系界面可以是尖锐的，不光滑的、不规律的或者是渐变的，也可以是光滑的、波状的或者是缝合线状的。 这里着重讲了水平层理和平行层理的相同点和区别，它们共同的特点是纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面一般认为这种层理是在比较稳定的水动力条件下，物质从悬浮物或溶液中沉淀而成。层理的显现是由于进入沉积物中的物质发中变更所致，如粒度变化、不透明矿物的分布，云母片和碳质碎片的顺层排列等。水平层理分布广泛，多在细粒的粉砂和泥质物中出现，常见于海、湖深水地带、闭塞海湾、泻湖、沼泽以及牛轭湖等环

39、境中。与水平层理相似的是平行层理，它们的外貌虽极相似。但在实际工作中，正确区分这两种层理具重要科学意义和实际意义。平行层理主要是由平行而又几乎水平的纹层状砂和粉砂组成的，纹层厚由12mm至12mm，它是在较强水动力条件下流动水作用的产物，而非静水沉积。这种层理的一般特点是由颗粒大小不同的纹层叠覆，或是含有不同重矿物的纹层叠覆，或二者兼备。多在细砂和中砂中发育良好，由于它是在平坦底床上连续滚动的砂粒产生粗细分离而显现的平行纹层。沿纹层面易于剥开。在适当光线下观察，这种剥开面上可显出一种低脊组构，脊高只有几个砂级颗粒，通称剥离线理构造。剥离线理构造中的长形颗粒面平行水流方向分布，可指出古水流的方向

40、。平行层理一般出现在急流及高能量环境中，如河道、海（湖）岸和海滩等沉积环境中，常与大型交错层理或冲洗层理共生。 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，根据不同的介质可以将波痕分为流水波痕、浪成波痕、和风成波痕。浪成波痕一般由产生波浪的动荡水流形成，常见于海湖浅水地带（图5-24）。其特点是波峰尖锐，波谷圆滑，形状对称，不对称指数近于1，波痕指数一般为413，多数为6-7而拍岸浪的波痕指数可达20，并可呈不对称状，其陡坡朝向岸的一方。流水波痕由定向流动的水流形成，见于河流和存在有底流的海湖近岸地带。其特点是波峰波谷均较圆滑，呈不对称状，不对称指数大于2（

41、或2.5），波痕指数大于5，大都为8-15，对于波长大于60cm的大型流水波浪一般大于15，陡坡倾向指示水流方向。在海、湖滨岸，波峰走向大致平行岸的延伸方向，陡坡朝向陆地。风成波痕由定向风形成，常见于沙漠及海、湖滨岸的沙丘沉积中。其特点呈极不对称状，不对称度比流水波浪更大，波痕指数也高，变化范围10-70，一般在15-20以上，个别可达50，甚至更大。波峰波谷都较圆滑开阔，但常常谷宽峰窄，陡坡倾向与风向一致，应当指出的是，风成波浪成石化状态的极为罕见。 交错层理是沉积岩的内部构造，由主要层理方向成一定角度的层理组成。它包括板状交错层理、槽状交错层理、爬升沙波交错层理、浪成交错层理、羽状交错层理

42、、再作用面、风成交错层理、山字形交错层理、小型三角洲交错层理、逆沙丘交错层理、海滩交错层理。 粒序层、块状层、泥裂和雨痕。粒序层展现从底到顶的粒度变化，最常见的是正粒序层理，其中底部颗粒最粗吗，往上组建变细；逆粒序层是粒度向上增大的粒序层，较为少见。正粒序通常由减弱的水流形成，逆粒序层是沉积时期水流强度增强和其他因素引起的。 块状层没有明显的内部构造。在野外采集的时候首先要通过室内切削、磨光等看清其是否是真的没有内部构造，而不是风化的作用，如果确实诶有构造，就要推断为什么。有两个答案，即沉积时没有任何构造或者由于如生物扰动、重结晶等破坏了沉积构造。还有一个就是真正的块状层的形成条件是快速沉积作

43、用，当时没有足够的时间发育沉积构造，块状层理是浊流、泥石流沉积的特征。 泥裂雨痕都是暴露成因的沉积构造。5.5沉积后作用的构造 许多构造形成于沉寂之后，有的起因是沉积物的整体搬运，有的则由于脱水和负荷重引起的内部的调整。沉积后的物理化学作用和化学作业产生缝合线、溶解层和结核。 滑塌和滑动是原来沉积在斜坡或靠近斜坡的沉积体，顺着斜坡向下移动，若沉积体内部没有变形，称为滑动，反之称为滑塌。滑塌体一般会出现褶皱。 变形层理以及如包卷层理等术语都可以用于起初是沉积时形成的层理后来发生变形但沉积物没有发生大规模横向运动的。 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

44、，垂向上互相重叠，其下部可见泄水通道或泄水管构造。 负荷构造是是指覆盖泥质岩之上的砂层底面上的球状的圆形构造，一般不具有任何优选延长方向。应密切注意砂岩与泥质岩的分界处，因为那里常常有重力负荷作用。 压溶和压实作用，在上覆地层的构造运动的作用下，沉积岩内部沿一定界面会发生溶解作用。在石灰岩层结合处及内部，常见的压溶现象是缝合线构造。 结核常常形成于沉积后的沉积物种，构成结核的矿物一般是细粒的方解石、白云山、菱铁矿、黄铁矿等。结核的形状变化很大，从球形到扁平再到极不规则的形状。成岩过程中，结核可以在不同时期形成。 5.6生物成因的沉积构造 包括生物扰动、痕迹化石。生物扰动是生物的活动使沉积物遭到

45、破坏，产生新的沉积构造。生物扰动层可以是呈结核状结构，也可形成较粗及较细沉积物的分离。 痕迹化石分为停息痕迹、爬行痕迹、觅食痕迹、摄食构造、穴居构造。 停息迹构造，是生物活动过程中在停息时，留在沉积物表面的躯体印痕。形态和生物腹面形态一致。 爬行迹构造，是生物在沉积物表面移动时的轨迹。形态呈直线型或曲线型简单花纹。常见的爬行迹是甲壳动物、三叶虫和环节动物形成的。脊椎动物如恐龙留下的脚印也是痕迹化石。 觅食迹构造。是指在较深水平静环境中，生物为了觅食在沉积物表面吞食沉积物时造成的痕迹。形态通常有方向性，不分枝，呈规则的旋卷弯曲排列。 摄食迹构造，在浅水中生物为了摄食在沉积物内部挖掘的通道。通常呈

46、分枝状及辐射状排列，方向变化规则。 穴居迹构造，在滨岸地带生物为了食悬浮和避免水浪冲击而挖掘的管状潜穴。通常呈直管形、分岔形和“U”字形等。U字管穴中，在U字形之间和其下方，常有上凹纹层。称为横蹼。这是动物适应沉积作用和侵蚀作用而向上、向下运动形成的。当某些造穴动物被迅速掩埋时，为了重新回到沉积物与水界面的相对位置上，它们要向上移动，这样，便形成逃逸构造。其特征是，管状潜穴无分枝，几乎成垂直状，周围纹层向下弯，呈特殊的“V”字形条纹痕迹。 痕迹化石可以作为沉积速度的标志，摄食痕迹和觅食痕迹反映沉积缓慢，穴居构造则反映沉积迅速，。痕迹化石也是沉积物坚硬程度的标志。如果沉积物是软的，在一纹层上形成

47、的足迹可以传给下面的纹层，当潜穴被较粗的沉积物填充，周围的沉积物常常受到压实。痕迹化石还可以显示择优方向，这翻译当时的水流方向。5.7沉积体几何形态和侧向相变6野外化石的识别 6.1 这部分主要讲野外化石识别的重要性以及识别方法。化石是沉积岩的重要组成部分，首先化石可以用来解决地层问题，确定序列年龄和别处岩石序列的对比关系。把化石鉴定到种的程度是不容易的，一般有待专家来做。话是可以指示水深、扰动程度、盐都和沉积速度，还提供古水流方向和古气候的资料。有时沉积序列的全部环境解释可能取决于几种化石，也有时一种解释会被新发现的化石推翻，在野外观察化石应注意其分布、保存、与沉积物的关系、化石组合及多样性

48、和化石的成岩作用。6.2化石的分布和保存 在研究或者描述一个沉积序列时，应该注意化石的分布，只有在沉积物均一时才会出现岩石单位的化石可以均匀分布而不聚集在某一层位。化石在特定范围内聚集，可能是水流活动或在有利环境中形成的。 该书把化石在沉积物中的分布分为在原地生长的和不在原地生长的两部分。包括原地聚集的化石和经水流聚集的化石。通常在原地产出的化石有腕足类，双壳类、珊瑚虫、苔藓虫和层孔虫。它们大多是群体生长，具有不成层的块状特征。孔洞在礁灰岩中是常见的，大小孔洞都可以被内部充填物和方解石胶结物充填。经水流聚集的化石又分为经风暴水流搬运的和经微弱的水流的颠簸作用的，经风暴水流搬运的有明显的冲刷基底。经微弱水流颠簸作用，清除掉较细的的泥沙可以使化石聚集起来，这种化石堆积一般称延伸不好的透镜体。 化石的择优取向是指长形的贝壳或者骨屑瘦水流影响，其长轴往往具有择优取向的特点，海百合茎、笔石、长形双壳类、单体珊瑚、植物碎屑等常作为择优取向的特点。有些防伪可以代表生物生活期间的水流方向。6.3化石组合和多样性 现存的化石及相互关系为环境分析提供有用的资料。化石组合也是死亡组合，是由生活在不同地区的动物遗体组成的。他们在原地可产出化石，骨骸迁移很少，比如礁和岩隆。化石很多不能保存下来，