沉积岩的层理及其识别

1、沉积岩的层理及其识别沉积岩的最为突出的特征及是沉积岩具有层理。层理是由沉积岩的成分、结构、胶结物、颜色等沿垂向的变化显示出来的一种面状构造。按照岩层层理的形态，一般分为水平层理、波状层理、斜层理。细层界面平直，相互平行且平行于岩层面，称为水平层理。水层理平通常形成的水介质比较平稳，一般多出现在黏土岩和碳酸盐中。细层界面成波状起伏，但总体方向平行于岩层面， 称为波状层理。波状层理多形成于湖海沿岸的浅水地带，常出现在细砂岩等细碎屑岩中。斜层理是由一系列与岩层面斜交的细层所组成的。一般出现在碎屑岩中，斜层理可分为单 向斜层理和交错斜层理。单向斜层理的细层均向同一方向倾斜，细层的倾斜方向就是水流的方向

2、，多见于河流沉积物种。 交错斜层理是由倾斜方向不同的细层组成的层系相互交错、切割，常见于三角洲及湖海滨岸地区。层理的识别标志1、 岩石成分的变化。在岩性均一的厚层岩层中，如果有薄层特殊的岩性的夹层时，可作为 判断层理的标志。2、 岩石结构的变化。如果发现粗细颗粒相间成层，如云母片、扁平的砾石或扁平的原生结 核成面状排列等，都可作为确定层理的标志。3、岩石颜色的变化。在成分单一、颗粒较细、层理隐蔽的岩石中，由于颜色的更替也可显 示出层理。但要注意区别由于后生混染或褪色而形成的假层理。4、 岩层的层面原生构造。利用波痕、泥裂、雨痕、生物活动遗迹等层面构造，也可以判断 层面，进而确定层理。层理：是沉

3、积岩最常见的一种原生构造。它是沉积物沉积时由于介质（如空气、水）的流动在层内形成的成层构造。按其形态分类：平行层理、波状层理、斜层理。利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面和底面1.斜层理：由一组或多组与层面或层系界面斜交的细层组成。其判断特征是：每组细层与每 组细层与层系上界面或岩层顶面成截交关系，而与层系下界面或岩层地面呈收敛变缓而相切的关系， 弧形层理凹向顶面凸向底面。2.粒序层理：又叫递变层理。其特点：在一个单层内，从底到顶粒度由粗逐渐变细。细小 顶，粗大底。3.波痕：能指示岩层顶、底面的主要是对成型的浪成波痕。波峰尖端指向岩层的顶面，波 谷的圆弧则是凹向底面。4.泥裂：泥裂变窄的尖端指向

4、岩层底面（老），开口端指向顶面（新）。5.雨痕、冰雹痕及其印模：凹坑和瘤状印模的圆弧外形总是凹或凸向岩层的底面。6.冲刷痕迹：固结或半固结的沉积层，在露出水面或在水下时，因流水的冲刷，在沉积层 的层面上造成沟、槽和浅坑等凹凸不平的冲刷痕迹。开口为新，相反为老。7.古生物化石的生长和埋藏状态：基部总是指向岩层的底面。穹状纹层的凸出方向往往指向岩层的顶面。大多数介壳的较凸的一瓣的凸出方向，往往指向岩层的顶面。产状三要素：走向、倾向、倾角。水平岩层特征：1、 水平岩层在地质图中的表现为其地质界线与等高线平行或重合，水平岩层出露和分布状态完全受地形控制。2、水平岩层的成层顺序为上新下老。3、水平岩层厚

5、度为该岩层顶底面的标高差。4、水平岩层在地质图上的露头宽度取决于地面坡度和岩层厚度，厚度相同，坡度越缓，露头宽度越大；坡度相同，厚度大，露头宽度越大。倾斜岩层的露头界线形态：水平岩层的露头界线在地质平面图上， 表现为与地形等高线平行或重合；直立岩层露头界线在地质平面图上是沿走向呈直线延伸， 不随地形等高线弯曲而弯曲；倾斜岩层露头界线分布形态则较为复杂，表现为与地形等高线成交切关系，V字形法则：水平岩层的出露形态真实的反映等高线的弯曲特征，地质界线随等高线的弯曲而弯曲。2直立岩层的出露形态不受地形的影响，呈直线状对于倾斜岩层：相反相同：地层倾向与地面坡度方向相反时，地质界线与等高线弯曲方向相同，

6、且等高线的弯曲曲率大于地质界线的弯曲曲率。 相同相反：地层倾向与地面坡度方向相同，且地层倾角大于地面坡度时，地质界线与等高线弯曲方向相反。 相同相同：地层倾向与地面坡度方向相同，且地层倾角小于地面坡角时，地质界线与等高线弯曲方向相同，地层界线的弯曲曲率大于等高线的弯曲曲率。倾斜岩层的主要特征：1、倾斜岩层的露头形态受产状和地形影响，并符合V字型法则；2、倾斜岩层的地质界限在平面上呈条带状（弯曲也是条带的一种）；3、正常情况下，岩层沿倾向方向逐渐变新；4、倾斜岩层的露头宽度取决于产状、地形和岩层厚度；5、 倾斜岩层的厚度有三种分别是：真厚度、视厚度、铅直厚度。铅直厚度视厚度 真厚度。倾 斜岩层的

7、厚度和埋藏深度：真厚度（h）：顶底面之间垂直距离铅直厚度（H）:顶底面之间沿铅直方向的距离h=H - cos a视厚度：在不垂直于岩层走向的剖面上岩层的顶底面线之间的垂直距离埋藏深度：地面某一点到目的层的铅直距离倾斜岩层的露头宽度：取决于地形岩层厚度、岩层产状三者之间的关系整合接触：上、下地层在沉积层序上没有间断，产状基本一致，岩性或所含化石一致或递变。它们是在地壳相对稳定情况下缓慢下降接受连续沉积形成的。不整合接触：上、下地层间的层序发生间断，即先后沉积的地层之间存在地层缺失。平行不整合：不整合面上、下两套地层间有地层缺失，产状一致。 角度不整合：不整合面上、下两套地层间不仅有地层缺失，而且

8、产状不同。角度不整合的形成过程：先平稳下降接受沉积，后褶皱上升（常伴有断裂活动、岩浆活 动、区域变质作用 等）或差异上升（变形与隆升、剥蚀），沉积间断遭受风化剥蚀，再平稳下降接受沉积（下降、接受沉积褶皱上升（常伴有断裂变动、岩浆活动、区域变质等）、沉积间断、遭受剥蚀再次下降、再沉积）。平行不整合的形成过程：先地壳平稳下降接受沉积，形成一套地层后平稳上升，露出地面造 成沉积间断，并遭受剥蚀，直到该地区再度平稳下降为沉积区接受新的沉积（下降沉积上升、沉积间断和遭受剥蚀再下降、再沉积） 。不整合的判别标志：1.沉积标志：底砾岩、古风化壳、剥蚀面、重矿物、岩性、岩相突变。2.地层标志：地层、古生物突变

9、。3.构造标志：地层产状及构造特征的不同。4.变质作用和岩浆岩特征。褶皱：是岩层受力作用后呈现一系列的波状弯曲而未丧失其连续完整性的地质构造。根据褶皱的形态和组成褶皱的地层将褶皱分为：背斜与向斜背斜是核部由老地层、翼部由新地层组成的褶皱。 向斜是核部由新地层、翼部由老地层组成的褶皱。 褶皱要素：褶皱的各个组成部分和确定其形态的几何要素。褶皱要素包括：1核部2翼部3转折端4枢纽5轴面6轴迹7脊、脊线、高点、脊面和槽、 槽线、槽面8脊迹和槽迹9褶轴10翼间角闭合度：背斜顶到溢出点之间的高差。在构造等高线图上，则是最高等高线与最低的闭合等高线之间的高差。闭合面积：背斜已被闭合部分所占的面积，也就是闭

10、合构造内最低一条完全闭合的构造等高线所包围的面积。指的是平面面积。闭合背斜：如果背斜的枢纽向两端倾没，成为一个四周被同一岩层包围的背斜。闭合背斜的要素：1闭合度：是指背斜的顶到溢出点之间的高差，也称闭合差。通过溢出点的构造等高线所圈闭的面积。生长背斜：在普遍沉降沉积的背景上，由于局部隆起形成的背斜。4生长背斜的特征：1.具有上缓陡下陡的构造形态。2.同一岩层厚度顶薄翼厚。3.同一岩层的粒度顶粗翼细。4.连续沉积的顶部位移由浅入深向缓翼方向移动，轴面凸向陡翼。根据褶皱轴面和枢纽产状的分类（里卡德）（前为轴面产状，后为枢纽产状）1）直立水平褶皱（I区）：轴面近于直立，倾角为9080枢纽近水平，倾伏

11、角010。2）直立倾伏褶皱（II区）：轴面近于直立，倾角为9080,枢纽倾伏角为1070。3）倾竖褶皱（ID区）：轴面近于直立，倾角为90 80,枢纽倾伏角为80 90。4）斜歪 水平褶皱（W区）：轴面倾角为80 10 ，枢纽近水平， 倾伏角为0 10 。5）平卧褶 皱（V区）：枢纽倾伏角和轴面倾角均为010。6）斜卧褶皱（VI区）：枢纽和轴面两者倾向及倾角基本一致。轴面倾角为10 80,枢纽在轴面上的侧伏角为10 80。7）歪斜倾伏褶皱（VII区）：轴面倾角为10。80。，枢 纽倾角为10。80。根据轴面及两 翼产状分类：1）直立褶皱2）斜歪褶皱3）倒转褶皱4）平卧褶皱5）翻卷褶皱等倾（斜）

12、线分类 等倾（斜）线：正交剖面上褶皱层上、下界面相同倾斜点的连线兰姆赛将褶皱分为三类五型I类：等斜线向内弧呈收敛状，内弧曲率总是大于外弧曲率，故外弧倾斜度也总是小于内弧倾斜度。根据等斜线的收敛程度，再细分为三个亚型：IA型：等斜线向内弧强烈收敛，各线长短差别极大，内弧曲率远大于外弧曲率。为典型的 顶薄褶皱。旧型：等斜线也向内弧收敛，并与褶皱面垂直，各线长短大致相等，褶皱层真厚度不变， 内弧曲率仍大于外弧曲率，为典型的平行褶皱。IC型：等斜线向内弧轻微收敛，转折端等斜线比两翼附近的要略长一些，反映两翼厚度有变薄的趋势，内弧曲率略大于外弧曲率。这是平行褶皱向相似褶皱的过渡型式。n类：等斜线互相平行

13、且等长， 褶皱层的内弧和外弧的曲率相等，即相邻褶皱面倾斜度基本一致，为典型的相似褶皱。m类：等斜线向外弧收敛向内弧撒开，呈倒扇状，即外弧曲率大 于内弧曲率，为典型的顶厚褶皱。褶皱的组合形式及其分布：1.雁行式褶皱：2.隔挡式褶皱：由一系列平行排列的紧闭背斜及其间平缓开阔的向斜组成的褶皱组合。隔槽式褶皱：由一系列平行排列的紧闭向斜及其间平缓开阔的背斜组成的褶皱组合。3.复背斜和复向斜：纵弯褶皱作用：岩层受到顺层挤压（即侧向挤压）力的作用而发生褶皱， 称为纵弯褶皱作 用。 纵弯褶皱作用的基本特征：1）有一个既不拉伸也不压缩的中和面。2）随着岩层褶皱的加剧，弯曲凸侧转折端附近岩层变薄并发生与层正交，

14、呈扇形排列的楔形张节理。凹侧若岩层为脆性，则因挤压往往产生逆断层，若岩层为塑性，则厚度变大。3)若岩层中夹有塑性岩层，可以形成次级小褶皱。弯滑作用的主要特点：1.各单层有各自的中和面，而整个褶皱没有统一的中和面。2.纵弯褶皱作用引起的层间滑动是有规律的，一般背斜中各相邻的上层相对向背斜转折端滑动，个相邻的下层则相对向相反方向，即向相邻向斜的转折端滑动。3.当两个强硬岩层之间夹有层理发育的韧性岩层的条件下， 发生纵弯褶皱作用， 则会在层间滑动的力偶作用下，使薄层韧性岩层发生层间小褶皱。弯流作用的主要变性特征：1.层内物质的流动方向，自受压的翼部流向转折端，岩层在转折 端部位不同程度的增厚，翼部相

15、对减薄，从而形成II类相似褶皱或m类顶厚褶皱。2.当软岩层或硬岩层互层，受到顺层挤压时，硬岩层难以发生流动，仍形成平行褶皱，而软岩层易于流动，填充了由于层间滑动形成的虚脱空隙，从而形成于硬岩层褶皱形态不同的顶厚褶皱。3.但硬岩层中夹有一大套层理发育相对易流动的韧性岩层时，物质的流动并不顺其微层理发生层间差异流动，而是在褶皱的翼部和转折端形成从属褶皱。4.在侧向挤压下软岩层发生强烈层内流动，可产生线理、劈理或片理(兼有变质作用)等小构造。 横弯褶皱作用：岩层受到和层面垂直的外力作用而发生褶皱，称为横弯褶皱作用。纵弯褶皱作用和横弯褶皱作用的主要区别是：1、两者形成的外力作用方式不同。2、前者形成的

16、褶皱中各有单层有中和面，总体无；后者形成的褶皱各个单层和总体都无中 和面。3、两者形成的层间滑动规律不同，前者相邻的上层向上滑动，相邻的下层向下滑动；后者 形成的规律于此相反。4、前者形成的层间小褶皱规律性好，后者差。5、夹塑性岩层时前者形成顶厚褶皱，后者形成顶薄褶皱。6、 前者形成的褶皱的组合多成平行状，规模大；后者多形成孤立穹窿或短轴背斜。底 辟 构造：地下高塑性的岩层或岩体在构造力或重力差异作用下向上拱起或刺穿上覆岩层而形成的构造。影响褶皱作用的主要因素：岩层的层面和厚度、岩石的力学性质、岩层埋藏深度、应变速率、 外力作用方式、基底构造对褶皱作用的影响。褶皱形成时代的确定：研究褶皱的形成

17、时代通常采用角度不整合分析法、岩性厚度分析法、 同位素年龄测定法。褶皱形态的研究：1.了解区域性总体构造轮廓2.查明地层层序和追索标 志层3.观测褶皱的几何形体滚动背斜：是在生长断层活动时由于两盘之间的差异压实作用 和下降盘沉积层的重力作用而形成的弧形弯曲现象。节理：是岩石受力发生破裂，两侧的岩石沿破裂面无明显位移的断裂构造。节理的基本特征：分布的普遍性，发育不均性，以及方向性和组系性。原生节理：指在成岩过程中形成的节理。 次生节理：指在岩石形成以后由于某种原因而形成的节理。 构造节理的分类：几何分类：1.走向节理；2.倾向节理；3.斜向节理；4.顺层节理成因分类：张节理、剪节理。张节理：岩石

18、受张应力超过抗张强度，形成的节理。与主压应力平行。剪节理：岩石受剪应力超过抗剪强度，形成的节理。与主压应力斜交。剪节理的基本特征：(1)产状稳定，延伸较远。(2)平直光滑，有时具剪切滑动擦痕。未被矿物充填时是平直闭合缝，如被充填，脉宽较为 均匀，脉壁较为平直。(3)发育于砂、砾岩等岩石中的剪裂，一般穿切砾石和胶结物。(4)常常组成共轴“X”型共轴裂隙，锐角平分线指示主压应力方向，往往成等距排列。(5)主剪裂面由羽状微裂面组成。(6)剪节理的尾端变化有：折尾、菱形结环和节理叉。张节理的基本特征：(1)产状不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲，若干条呈侧列。(2)裂缝面粗糙不平，无擦痕。(3)在胶结

19、程度中等的砾岩或砂岩中常常绕砾石或粗砂粒而过，如切穿砾石，破裂面也凹 凸不平。(4)一般被矿脉充填。脉宽变化较大，脉壁不平直。(5)发育稀疏，很少密集成带。(5)张节理有时呈不规则的树枝状， 各种网络状，结环状，有时也追踪“X ”型共轴剪节理形 成锯齿状张节理、单列或共轴雁列式张节理，有时也呈放射状或同心圆状组合。节理组：由同一时期，相同应力作用下，产生的方向相互平行或大致平行，力学性质相同 的一排节理。如平行型、斜列型。节理系：由同一时期，相同应力作用下，产生的两组或两组以上的节理组合而成。如“X”型、环型，放射型等。节理的分期：就是区分不同时期形成的节理的先后关系。常利用切断错开，限制中止

20、、相互切错等现象。节理的配套原则：据羽状剪节理据追踪张节理3据节理的共轴关系及组合关系 与水平挤压有关的节理：1)早期平面共轴剪节理系2)晚期平面共轴剪节理系3)横张节理断层：岩石沿断裂面有显著位移的破裂构造。地壳中最主要的变形构造之一。断层要素：断层面、断层带、断层线、断盘(上盘、下盘；上升盘、下降盘)、断距(地层断距、铅直地层断距、水平地层断距)断层与相关构造的几何关系分类：断层与岩层走向关系：走向断层、倾向断层、斜向断层、顺层断层断层两盘相对运动分类：正断层、逆断层、平移断层。相当点：指未断前的一个点在断层位移以后分成的两个点。相当层：指同一地层由于断层移动而分别在断层的两盘出现。推覆构

21、造：规模巨大(10公里以上)并且上盘沿低角度波伏起伏的断层面远距离推动的逆冲断层叫做推覆构造。1).走向正断层效应(1)地层重复一断层与地层倾向相反。(2)地层缺失一断层与岩层倾向相同、断层倾角岩层倾角。(3)地层重复一断层与岩层倾向相同、断层倾角 岩层倾角。2).走向逆断层效应(1)地层缺失断层与地层倾向相反。(2)地层重复一一断层与岩层倾向相同、断层倾角岩层倾角。(3)地层缺失一一断层 与岩层倾向相同、断层倾角 岩层倾角。生长指数：是同一岩层下降盘地层厚度与上升盘地层厚度的比值。断层的组合：平面组合类型平行式、雁行式、帚状、环状、放射状、斜交式剖面组合类型：a-阶梯状；b-地堑；c-地垒；

22、d- Y字型；e-叠瓦状；f-花状 地堑：由两组走向近平行且 相向倾斜的正断层及其所夹持的下降断块形成的构造地垒：由两组走向近平行且相背倾斜的正断层及其所夹持的抬升断块形成的构造盆岭构造正断层特点：上盘下滑、倾角大、角砾棱角明显、垂直走向有拉长。正断层的形成的地质条件：1.局部性拉伸作用2.背斜转折端处局部拉长3.背斜的转折端4.高塑性岩体上拱。逆断层的特 点：倾角一般在30。或更缓逆断层：上盘上升、倾角小、角砾棱角不明显或被压扁、断层两 侧岩石有强烈积压、揉皱现象，垂直走向有缩短。飞来峰：逆冲断层上盘被剥蚀，使下盘岩石出露，如果上盘岩石被剥蚀成孤岛状，则称为飞来峰构造窗：这种由上盘岩块环绕，

23、四周以断层线为界的下盘局部露头称为构造窗。逆冲断层构造组合形式：1.叠瓦式(状)逆冲断层2.对冲式逆冲断层3.背冲式逆冲断层4.楔冲式逆冲断层逆断层形成的地质条件：1.水平挤压有利于逆冲断层的发育（区域性的水平挤压）2.高塑性岩体上拱形成高角度逆断层3.差异升降可形成。平移断层：断面平直有擦痕、近直立、延伸远，常有较大的派生构造。平移断层作用中形成的盆地常成菱形断陷产出，即拉分盆地。擦痕和阶步：1）擦痕 由粗而深端向细而浅端一般指示对盘运动方向。2）阶步：与擦痕直交的陡坎，陡坎指示对盘运动方向。 阶步一直作为判断断层两盘运动的标志 平移断层的地质 条件：1.由侧向挤压中不同的岩块在垂直于纵向逆

24、断层或褶皱枢纽方向上不等程度的推进而形成。其规模一般不大，常终止于褶皱倒转翼或逆断层上，其旋向无一定规律。2.由侧向挤压作用产生的平面X型扭裂面发展而成的平移断层，一般规模较大，旋向具有一定规律，其较前 一种更为普遍。断层的识别标志：1.地貌标志 断层崖 断层三角面 错动的山脊4串珠、带状分布的湖泊和泉水5地震震中的线状分布，线状分布的矿体、矿脉2.构造标志1构造不连续性2强变形带的出现如强烈劈理化带和强烈碎裂带3标志物的错断：包括岩层、岩脉、不整合面、先期断层和侵入体边界等。断层两盘相对位移方向的确定：1.地层学特征：包括括地层的新老、重复、缺失、变厚、变薄，变宽、变窄等。2.断层两侧的派生

25、现象：即分支构造的性质和方位。3.断层旁侧的牵引构造。4.断层面上的特征：擦痕，阶步，反阶步等。5.断层带破碎物的特征；即断层角砾以及构造透镜体的排列分布情况。6.生长断层两盘的厚度。7.平移断层的收敛、分散作用和升降活动断层效应：指断层活动引起的岩层视错动。受断层面产状、断层真位移，地层产状，观察剖面 的控制。定义：同一断层在不同截面上显示出不同的特征的现象就是断层效应。确定断层的形成时期:1.断层切割地层2.断层与不整合的关系3.断层与岩浆岩体的关系4.断层带物质测年5.两盘地层厚度生长断层：在沉积过程中发育的断层，称为生长断层。生长断层的基本特征：1.一般为走向正断层；2.平面上距离多具

26、等距性， 剖面上发展具旋回性；3.剖面形态上常呈上陡下缓的犁式；4.上盘生长地层明显增厚，这是同沉积断层最基本的特征和识别标志；5.断距随深度增大，地层时代越老，断距越大；6.上盘常发育逆牵引构造。劈理是一种将岩石按一定方向分割成 平行密集的薄片或薄板的次生面状构造。劈理域、微劈石域11、劈理的分类1）结构成因分类-传统方案：流劈理、破劈理、滑劈理（膝折式、揉皱式、挠曲式 ）2）结 构分类：连续劈理，板劈理、千枚理、片理、片麻理；不连续劈理，间劈理（破劈理）、褶劈理（带状褶劈理、间隔褶劈理）。12、线理分类.（1）根据规模的大小，分为：1）小型线理：包括拉伸线理、矿物生长线理、皱纹线理和交面线理。2）大型线理：包括石香肠构造（张裂型石香肠构造、剪裂型石香肠构造、粘滞性石香肠构造、褶皱型石香肠构