讲课演示稿2-岩芯描述的地质学基础

1、岩芯(yn xn)编录、描述与取样（之二）杨子赓2007年10月共一百三十一页第二(d r)讲 岩芯描述的地质学基础 引言沉积(chnj)学基础层序地层学基础共一百三十一页引言(ynyn) 描述岩芯的沉积学基础是一个广泛的命题，建议参考何起祥等编著的中国海洋沉积地质学 （2006）第一篇总论。本讲内容(nirng)多摘自该书，并参考了刘宝珺、曾允孚的岩相古地理基础和工作方法（1985）。 第一讲对描述岩芯的8个问题进行了介绍，现仅就碎屑沉积物的结构和构造两项内容 撷其要者简述之： 共一百三十一页陆源碎屑沉积物的结构(jigu) 沉积物的结构是非常重要的成因标志。描述(mio sh)的主要内容是

2、： 颗粒大小； 颗粒形态； 颗粒表面特征； 杂基和胶结物的结构。共一百三十一页颗粒(kl)大小 肉眼鉴定碎屑沉积物的颗粒大小和分布，依靠手感，并借助于1020倍的放大镜。熟练的地质人员可以成功地分辨出砂中的粗砂、中砂、细砂，砂质沉积物和泥及泥质沉积物，但凭肉眼鉴别出粉砂质或黏土质的可靠度甚低。只有黏土（按Folk）塑性极强，在潮湿状态时可搓成1mm直径的细条，并饶手指一圈而不出现裂纹。现场的涂片(t pin)鉴定可以弥补肉眼鉴定之不足。共一百三十一页至于沉积物的粒度参数，有赖于粒度分析。建议在整理资料时应用概率累计曲线。并再次提醒大家小于46的颗粒(kl)大多属于悬浮组分，有些甚至呈胶体状态搬

3、运，它的运动学和动力学机制绝对不同于粗粉砂以上粒级的推移搬运机制；颗粒(kl)在水体中的沉降也远远滞后于粗于46的颗粒(kl)。水愈深分异就愈明显。因此一个样品中粗、细组分常常是不同时期的。将粗于46的颗粒(kl)的分析解释方法简单地用于细颗粒(kl)的动力学分析是非常危险的。将粒度曲线中细组分的的峰值，与粗组分的峰质一并称为“双峰”或“多峰”也是错误的。共一百三十一页颗粒(kl)形态 通常观察描述碎屑颗粒形态是指颗粒的圆度、球度、和形状。肉眼观察描述时球度只在细砾以上级别的颗粒和片状矿物中描述。圆度应用Ressel和Taylor的碎屑颗粒标准圆度分级，分为5级，即：棱角(lngjio)状、次

4、棱角(lngjio)状、次圆状、圆状和极圆状5级，可以根据颗粒角、棱、面的磨蚀程度肉眼判断颗粒的圆度。 共一百三十一页圆度分级圆 度 特 征投影肉眼判断颗粒的圆度的标准角棱面棱角状颗粒无磨蚀，形态明显无磨蚀，形态明显无磨蚀，形态明显次棱角状颗粒开始磨蚀无磨蚀，形态明显无磨蚀，形态明显次圆状颗粒消失圆化开始磨蚀无磨蚀，形态明显圆状颗粒消失圆化消失圆化开始磨蚀极圆状颗粒消失圆化消失圆化消失圆化Ressel和Taylor的碎屑颗粒(kl)标准圆度分级 共一百三十一页颗粒的表面(biomin)特征 在肉眼或显微镜下，甚至扫描电子显微镜下才能看到的沉积物颗粒表面微细(wix)结构。主要的观察对象是石英砂

5、颗粒，石英颗粒在于透明无解理，硬度较大各向均一，不易产生矿物表面自身特征造成的形态干扰，又是碎屑沉积颗粒的主要成分，其表面特征最能反映颗粒表面经历的动力状态。它是20世纪60年代发展起来的研究沉积动力环境的新方法。共一百三十一页石英砂颗粒表面形态主要包括颗粒的磨光度，显微刻痕或蚀痕，机械撞击的坑槽、断口，化学溶蚀、化学沉淀和再结晶。1968年，Krinsley和Donahue总结了石英砂表面结构及其成因意义。虽然石英砂颗粒表面结构特征的扫描电子显微镜研究是一项专门的研究，但它仍然是由沉积学家来完成。因此在描述岩芯时，就要选择(xunz)适当的采样层位。共一百三十一页滨海风成冰川成岩高能带破波带

6、中低能海滩热带沙漠海岸砂冰川冰水波型纹溶蚀1.方向不规则 的V形坑,平均深度0.1,密度 2条/2； 2.直线型或弯曲的刻槽；3.块状或贝壳状断口。1.梯形、V形坑，随着能量的增加，梯形坑被杂乱排列的V形坑取代； 2.高能带与低能带之间,存在着连续的过渡带。1.蛇曲脊； 2.递变弧； 3.在化学和机械作用下，上述特征多被规则的坑状表面或“霜面”所取代。1.蛇曲脊； 2.递变弧。1.各种贝壳状断口 ；2.极高的突起（与滨岸和风成环境比较）； 3.近乎平行的阶梯；4.弧形阶梯； 5.各种长度的擦痕； 6.叠瓦状块状断口，貌似陡峭的拱脊； 7.不规则的凹坑,与贝壳状断口伴生； 8.棱状面纹，由一系列

7、平行棱组成,并具极细粒背景。冰川18的圆化。发育程度不同的弯曲的分枝状细纹。相对较平的无特征表面。石英砂颗粒表面(biomin)结构特征及其成因意义 共一百三十一页 下面几张图片是在南黄海的QC2孔和若干柱状样中应用扫描电子显微镜进行石英砂的表面特征研究的结果，取得了对沉积环境解释的有效(yuxio)成果。共一百三十一页潮流砂的石英(shyng)颗粒扫描电镜相片 A QC2-11，次圆状，具阶梯状解理，有撞击坑，凹处有次生硅沉淀。 D QC2-16，次圆状，具阶梯状断口(dunku)，有大量V形撞击坑和少量刻痕，粒脊、边角溶蚀圆化。 共一百三十一页B QC2-14，次圆状，具贝壳状断口，较老的

8、凹面密布溶蚀网纹，撞击面上有V形坑、贝壳状断口、阶梯状断痕，可见颗粒脊溶蚀圆化，表面有零星(ln xn)硅质沉淀。 C QC2-15，图QC2-14局部放大，可见颗粒脊溶蚀圆化。 共一百三十一页E QC2-37，极圆状，表面具V形撞击坑和少量刻痕，具阶梯状断口，粒脊、边角和刻痕均溶蚀(rn sh)圆化，有小的溶蚀(rn sh)坑。 F QC2-39次棱角状，具阶梯状断口和贝壳状断口，左下角有一明显的撞击坑，及放射状粒脊，粒脊和边角均已溶蚀(rn sh)圆化。右侧较老的表面具网状溶蚀(rn sh)纹。共一百三十一页潮间带石英砂颗粒(kl)的扫描电镜相片 H QC2-73，次棱角状，方形，具鳞剥现

9、象，表面(biomin)布满瘤状溶蚀网纹和溶蚀坑。 I QC2-75，碟形坑局部，碟形坑内外叠加了大量小型V形和圆形撞击坑，颗粒粒脊和边角溶蚀圆化，左下侧具溶蚀圆化的阶梯状断口。 共一百三十一页J QC2-81，碟形坑局部(jb)，碟形坑内外叠加了大量小型V形和圆形撞击坑，颗粒粒脊和边角溶蚀圆化，左下侧具溶蚀圆化的阶梯状断口。 L QC2-90，极圆状，磨圆度高，表面具有大量V形和圆形撞击坑。 共一百三十一页河流(hli)相沉积石英砂的扫描电镜相片 M QC2-47 次圆状，表面布满溶蚀坑、溶蚀槽、溶痕和溶蚀网纹（河漫滩风化石英砂颗粒）。N QC2-67 次棱角状，具碟形和V形撞击坑、贝壳状断

10、口(dunku)和阶梯状断口(dunku)，粒脊轻微圆化，表面附着少量次生硅质结晶，底面残留圆滑的颗粒表面（河床相沉积石英砂颗粒） 。 共一百三十一页O QC2-96 次棱角状，具碟形坑和清晰的贝壳状断口和阶梯状断口，颗粒边角磨圆，粒脊清晰，稍圆化，极少附着(fzhu)次生硅。 P QC2-97 图QC2-96的局部放大（河床相沉积石英砂颗粒） 。共一百三十一页感潮段河流河床相沉积(chnj)石英砂颗粒 R QC2-119 次圆状，具V形撞击(zhungj)坑和碟形坑，表面溶蚀强烈，布满溶蚀网纹，粒脊和边角均圆化，具鳞剥现象，有次生石英结晶附着。 S QC2-120 图119的局部放大。共一百

11、三十一页三角洲前缘沉积(chnj)的石英砂颗粒 T QC2-112 次圆状，具碟形坑和少量V形坑，表面溶蚀强烈，布满蜂窝状及瘤状溶蚀网纹、溶蚀坑，具鳞剥现象，粒脊和边角(bin jio)均圆化，有次生硅结晶。 共一百三十一页杂基和胶结(jioji)物的结构 沉积物的杂基（又称基质）是指颗粒组分在粒度分布上不连续的细粒组分，在砂屑沉积中是指小于5细粉砂黏土的悬浮(xunf)组分。杂基在沉积物中起着支撑主碎屑颗粒的作用。 共一百三十一页杂基分为原生的和次生两种：原生杂基与主颗粒同时沉积形成，是沉积动力环境的重要标志，代表沉积物形成时介质的浑浊度，亦反映沉积介质的物理化学(w l hu xu)条件。

12、共一百三十一页次生杂基是沉积后形成的杂基，有孔隙水沉淀形成的和外来物质加入形成的，还有沉积物压实固结过程中泥化形成的假杂基，都是次生杂基。当利用杂基进行沉积粒度分析时，应区别杂基性质(xngzh)，排除次生杂基。共一百三十一页胶结(jioji)物是指化学或胶体沉淀的产物，它也有原生和次生之分。前者产生于同生阶段，后者产生于成岩后生阶段。共一百三十一页支撑类型分杂基支撑和颗粒支撑两大类：杂基支撑的基质含量一般大于15%，颗粒孤立分散在杂基中，杂基是原生的，说明沉积介质浑浊度很高。颗粒支撑是指沉积颗粒紧密接触，基质仅存于孔隙中，大部分是成岩或后生阶段形成的次生胶结物。胶结物结构需通过显微镜观察(g

13、unch)确定。共一百三十一页海洋(hiyng)陆源碎屑沉积物的构造沉积构造是重要(zhngyo)的沉积成因标志。沉积构造分为三类： 层理构造， 层面构造， 变形构造。共一百三十一页描述(mio sh)层理构造的术语： 层理是层的内部构造。它通过沉积物的成分、结构、和颜色的突变或渐变显示沉积层的内部特征。组成层理的最基本单元是细层，是某种水流流动形式在稳定条件下形成的最小沉积单元，其厚度由不足1mm到数厘米。层系是由多个结构、成分、厚度和形态(xngti)相近的细层组成，其上下都有层面限制。当同一水流形式在一段时间内保持稳定，若干个相似的层系叠置称为层系组。共一百三十一页层理的组成(z chn

14、)单元和相关术语 A-细层B-层系C-层系组共一百三十一页理构造(guzo)层 层理构造包括如下基本类型：水平(shupng)层理平行层理波状层理压扁层理交错层理丘状层理递变层理块状层理 共一百三十一页水平(shupng)层理 水平层理 指细层呈直线状相互平行且与层面一致，由细粒沉积物组成。常常是不同颜色的泥质细层互层，亦可由矿物成分不同的细层或粒度不同的细层组成，有时则是片状矿物水平排列引起的。水平层理是细粒沉积物是在静水环境中垂向加积作用所致，它不与粗粒碎屑沉积物的交错层理共生(gngshng)。常发现于澙湖、海湾中，在浅海中出现在风暴浪基面以下。共一百三十一页南黄海钻孔(zun kn)岩

15、芯泥质沉积中的水平层理 A. QC2 孔孔深46.15-47.93m的浅海相泥质沉积层中的水平层理； B. QC2孔孔深64.50-64.76m滨岸盐沼相下部锈黄色粉砂质黏土和黏土层沉积中的水平层理，处于氧化环境(hunjng)； C. QC2孔孔深 64.06-64.50m滨岸盐沼相上部灰色粉砂质黏土和黏土层沉积中的水平层理及根孔，处于还原环境(hunjng)。共一百三十一页平行(pngxng)层理 平行层理与水平层理形态相似，但是由粗粒的碎屑沉积物组成。常与大型交错层理共生。平行层理是高速(o s)水流的产物，属于上部流态范畴。绝不可与水平层理混同。 共一百三十一页与槽状交错(jiocu)

16、层理共生的平行层理平行(pngxng)层理平行层理共一百三十一页波状层理(cn l)（浪成沙纹） 细层呈相互平行的波状，层系界面也呈与细层平行的或交切的波状。它形成于浪基面以上(yshng)浅海震荡环境，是牵引流的产物，称浪成波状层理（浪成沙纹）。高速单向水流亦能形成不对称的波状层理，它属于上部流态的同向波（wave in phase），是浅海高能环境的标志。从沉积序列和共生沉积构造，可以区别浪成波状层理和同向波波状层理。共一百三十一页波状层理(cn l)（浪成沙纹） 南黄海(hun hi)震荡环境下的浅海细砂粉砂质细砂沉积中的波状层理（浪成沙纹）。 浪成波状层理（浪成沙纹）共一百三十一页 潮

17、汐(chox)层理 潮汐层理(cn l)包括：压扁层理（脉状层理）透镜状层理波状层理（潮汐波状层理）共一百三十一页压扁层理(cn l)（脉状层理(cn l)） 属于潮汐层理；是砂、泥质沉积层中常见的层理类型；层系界面(jimin)呈波状起伏，在砂质沉积物形成的沙波的波谷内有压扁的泥质沉积物透镜体。 共一百三十一页透镜状层理(cn l)与波状层理(cn l)向上泥质增多，变成以泥质为主的沉积细层夹互不连接的砂质沉积透镜体，则称为透镜状层理。它们的过渡类型是砂质透镜体连接成波状起伏的细层与波状起伏的泥质细层相间，形成波状层理（也称潮汐(chox)波状层理）。但它以含泥质细层为特征而不同于浪成波状层

18、理和同向波波状层理。 共一百三十一页压扁层理潮汐波状层理透镜状层理均以泥、砂间歇性出现说明水流强度发生了间歇性变化。因此，此类层理是潮汐环境(hunjng)、潮汐三角洲环境(hunjng)和潮间带沙坪环境(hunjng)的指相性标志。共一百三十一页压扁层理(cn l)，潮汐波状层理(cn l)，透镜状层理(cn l)示意图 a-压扁层理(cn l) b-潮汐波状层理(cn l) c-透镜状层理(cn l) 共一百三十一页南黄海钻孔岩芯中的几种潮汐(chox)层理 共一百三十一页双黏土层(t cn)（double mud drapes）和束状体（bundles） 梁瑞仁（1981）提出的识别潮坪

19、沉积(chnj)的标志性构造 涨潮落潮形成砂质沉积物，憩潮形成泥质沉积物，一个潮周期的两个憩潮期形成两个泥质层称为双黏土层；一对黏土层之间的细砂称为束状体。 共一百三十一页双黏土层(t cn)与束状体A,B,C,D是双黏土层与束状体的多种形态 小潮期间形成的束状体较薄，粒度分选差，大潮期间形成的束状体较厚，粒度分选好。双黏土层的泥质沉积物保存情况很不一致，有的底部黏土层被侵蚀(qnsh)，有的黏土层未被完全侵蚀(qnsh)而残留下泥条（C），有的上部黏土层被侵蚀（A）。砂 泥 共一百三十一页双黏土层与束状体形成(xngchng)机制 倾斜面代表加积的前积层崩落面；A,B,C,D示双黏土层(t

20、cn)与束状体形成过程。共一百三十一页交错(jiocu)层理（斜层理） 交错层理形成于流动介质中，由一系列与层系界面斜交(xi jio)的的细层组成。层系互相重叠、交错、切割。由于其形态复杂多变，分类简繁杂存，名词冗繁。1953年Mckee和Weir的分类比较经典，他们将交错层理分为简单交错层理、板状交错层理和槽状交错层理三类： 共一百三十一页简单(jindn)交错层理 简单交错层理(cn l)规模不大（30cm），层系界面一般不是侵蚀面，界面下凹，层系轴前倾，层系呈较对称的透镜状，层系倾角较大（20）。它代表水流强度相对较弱的沉积环境。共一百三十一页板状交错(jiocu)层理 板状交错层理由

21、平直脊线的沙波沿底床移动，前积加积形成。其规模(gum)中等，一般为30 cm6 m，1m形成小型板状交错层理，波高2m，水深5m形成大型扳状交错层理。层系底界面是平直的板状侵蚀面，层系呈板状，细层平直。 共一百三十一页由平直脊线(j xin)的沙波沿底床移动形成的大型板状交错层理 共一百三十一页板状交错(jiocu)层理实例 QC2孔中河床(hchung)相粗砂沉积的板状交错层理共一百三十一页槽状交错(jiocu)层理 槽状交错层理由弯曲脊线的沙垅沿底床移动，前积加积形成。规模最大（6 m）。层系底界面是下凹形侵蚀面，横切面上层(shngcng)系呈舟状，细层为平行于界面的下凹槽状；纵切面上

22、层(shngcng)系呈楔状，层系倾角20，细层单向倾斜。共一百三十一页由弯曲脊线(j xin)的沙垅沿底床移动形成的大型槽状交错层理 共一百三十一页南黄海钻孔岩芯(yn xn)中的槽状交错层理和平行层理 共一百三十一页丘状层理(cn l)（humocky cross stratification） 丘状层理是一种大型的低角度波状层理。一般高1050cm，宽15m。层系底面为低角度侵蚀面，倾角不超过15（一般10）；如果层系底面覆盖在泥质沉积层上，则常有底面印模；细层与层系底界面近乎平行，倾角小而变化大，中部(zhn b)为发散收敛状。在含云母和碳质碎片的粗砂层中，间或见到泥质及生物碎屑。共一

23、百三十一页Harms等认为这种丘状构造是由一种具有强烈振荡分量的高能流形成的。其轨道速度应在0. 5 m/s以上(yshng)。它是近滨带和浪基面以下风暴（风暴浪、风暴潮）沉积作用的重要标志。 丘状层理(cn l)示意图共一百三十一页 递变(d bin)层理（粒序层理） 递变层理由下而上粒度由粗变细（由下而上粒度由细变粗则称为“反递变层理”或“反粒序层理”）。单层厚10cm或2050cm，甚至可达1m。无其它内部(nib)构造，层面上常见底面印模。单层在剖面上重复出现，可形成巨厚的韵律层。 共一百三十一页递变层理的两种基本类型：一. 颗粒支撑 所有颗粒都显示出从下而上的逐渐变细的粒度递变，不含

24、或只含少量的细粒(x l)杂基，分选系数自下而上基本稳定，属清水沉积，每个递变单层都代表一次水流强度减弱过程；二. 杂基支撑 仅碎屑组分显示粒度递变，全层上下均含未分异的细粒基质，是浑浊水流沉积的产物。共一百三十一页递变层理的两种类型A不含细粒(x l)杂基的递变层理 B普遍含细粒(x l)杂基的递变层理AB共一百三十一页递变层理的主体属浊积成因。然而浅海地区浊积层远不如深海发育，不可能造就深海扇那样巨厚的浊积层。在一些浅水地区还可以见到一些其它非浊流成因形成具递变层理的沉积层。如潮间带水流的往复运动，阵发性裂流（常与风暴相关），飓风(j fn)（台风）和生物扰动作用等，都能造成粒度递变。颗粒

25、流则能造成反递变层理（反粒序层理） 共一百三十一页浅海递变(d bin)层理实例 南黄海QC2孔40.95m以下浅海相沉积中的递变层理，及其与其它层理构造(guzo)之间的组合关系。共一百三十一页块状层理(cn l) 肉眼看不见任何内部构造的致密沉积物具块状层理。层理构造是沉积作用的基本属性之一。原则上除泥石流、冰川、滑塌、浊积黏土等特殊沉积之外，都应该具有层理构造。但是，生物扰动作用，尤其是海底食泥动物(dngw)的扰动作用，会使沉积物内部构造丧失殆尽而形成块状层理。因此，块状层理具有特殊的指相意义。许多沉积物肉眼观察不到层理构造，但是在X光透视下可以见到层理构造或在自然干裂的情况下出现层理

26、，都不属于块状层理。共一百三十一页层面构造(guzo) 常见的层面构造有：波痕、泥裂、雨痕、雹痕、晶痕、冲迹、流痕和层面印模 岩芯中所能观察到的层面构造是它的任意方向(fngxing)的纵切面。不大可能剥离出层面进行观察。 。 共一百三十一页波痕(b hn)在纵切面上观察波痕，其波高比较准确，波长则是拉长了的，所以波形只是近似的。可以定性(dng xng)地判断波痕的成因。流水波痕常常是不对称的，粗颗粒和重组分集中在波谷。浪成波痕对称或基本对称，波峰尖锐，波谷圆滑。风成波痕不对称，波峰和波谷均较圆滑，粗颗粒和重组分集中在波峰。共一百三十一页泥裂泥裂在纵切面上呈V形或U形。宽度数毫米至数厘米。大

27、多数只切穿表层。裂缝中被上覆沉积物充填。表层泥质沉积(chnj)物干涸，干裂片边缘翘起剥离，经搬运磨圆，形成扁平泥砾，沉积(chnj)于上覆沉积(chnj)层底部。这是沉积(chnj)物露出水面并遭受短期侵蚀的标志。共一百三十一页由泥裂形成(xngchng)泥砾的实例QC1孔岩芯中见到的翘边的泥裂形成(xngchng)扁平圆化的泥砾，泥砾表面遭受氧化形成(xngchng)铁质锈染的氧化圈。共一百三十一页雨痕(y hn)、雹痕和晶痕 雨痕、雹痕、形成于雨量较少的干旱地区，也只有干旱地区才能保存。晶痕主要是松散沉积物中的盐类（石盐、石膏）析出结晶后晶体(jngt)又溶解，留下充填于结晶空洞中的泥质

28、假晶。这也代表留下假晶的沉积层曾处于干旱或高盐的环境。共一百三十一页冲迹和流痕 冲迹和流痕都是水流冲刷作用在沉积层表面留下的印迹。冲刷面是最常见的一种冲迹，是沉积基准面低于沉积表面，由沉积区转变为侵蚀区的一种标志。冲刷面大多凹凸不平，切入(qi r)下伏地层，上覆沉积层底部常含下伏地层的砾石或泥砾。 共一百三十一页底面印模雨痕、雹痕、冲迹和流痕，在上覆沉积层的底面上留下印模，称为(chn wi)底面印模。在岩芯的纵断面上鉴别各种层面构造，有很大的局限性，而在松散沉积层中，欲剥开层面观察，几乎是不可能的。因而在岩芯观察过程中，更注重对侵蚀间断面的综合观察。共一百三十一页变形(bin xng)构造

29、 当沉积物处于塑性状态时，受外力作用而形成的非正常沉积构造。它们局限在一定层位内，上下均为正常(zhngchng)沉积层所限定，并局限于一定的分布范围。引起沉积物同生和非同生变形的主要作用有重力作用引起的水下滑坡，上覆沉积物不均匀负荷引起的物质流动，介质运动对沉积物的摩擦拖曳作用等。共一百三十一页常见(chn jin)的变形构造 常见的变形(bin xng)构造有：负荷印模球枕构造变形层理与包卷层理滑坡构造和碎屑岩脉等共一百三十一页负荷(fh)印模 最常见的底面印痕，形成于泥砂互层的砂质沉积底面。上覆砂质沉积物的负荷差促使饱和水的下伏泥质沉积物（粉砂）排水流动变形(bin xng)，变形(bi

30、n xng)腾出的空间被上覆砂质沉积物取代，形成椭圆、半圆、倒水滴状的瘤状突起；下伏液化的泥质物呈舌状或火焰状穿入砂质层中，称为泥舌或火焰状构造。负荷印模可见于浅海、潮坪、河流等泥砂互层的沉积环境。然而在岩芯中辨别却有困难。 共一百三十一页钻探工艺不当，施钻压力(yl)过大，或振动活塞取样都会形成与火焰状构造形态相似的岩芯扰动。不过这种“泥舌或火焰状构造”必然是从岩芯的中心部位穿刺。而沉积构造的钻遇部位则是随机的。共一百三十一页球枕构造(guzo) 常见于覆盖于泥质层上的砂层底部，由于震动，砂层断裂成数厘米至数米的球状或枕桩块体，陷入(xinr)泥层形成球枕构造。球枕构造可见于浅海和浊积环境。

31、共一百三十一页变形(bin xng)层理和包卷层理 水下滑坡等地质事件使原生沉积的层理发生揉皱、变形(bin xng)，形成变形(bin xng)层理。包卷层理是变形层理之一，其层厚稳定，上下层面平整，变形形成的层理内部褶皱连续，峰尖谷圆，单向同斜倾卧。 共一百三十一页几种(j zhn)包卷层理的成因假说 包卷层理的成因说法甚多：底流侧向应力的拖曳作用形成的；沉积层液化层间流动形成的。是差异负荷(fh)引起的变形构造。 以上各种说法需结合具体地质条件综合分析才能做出判断。包卷层理常见于浊积层中，在潮坪、边滩沉积中也可见及。共一百三十一页变形(bin xng)层理实例 QC5孔岩芯中湖沼相沉积(

32、chnj)的小型变形构造，枕状砂和包卷层理。 上部砂层枕状砂水平层理包卷层理共一百三十一页水下(shu xi)滑坡构造 水下斜坡在很低的角度下就有可能产生(chnshng)滑动，滑动面往往是容易液化变形的沉积层，其上下界面平整，变形层经强烈揉皱，形成平卧褶皱、剪切错动面和角砾化现象。水下滑坡易发生于三角洲前缘细砂粉砂层，大陆坡的深切峡谷、海底扇的浊积层中。 共一百三十一页碎屑岩脉 碎屑岩脉是一种沿地层压力薄弱地方的穿刺现象。岩脉的成分与下伏地层的沉积物成分一致。值得注意的是要防止钻探施工不当岩芯(yn xn)扰动造成误判。 共一百三十一页碎屑岩脉实例(shl)沿沉积层错断的裂隙(li x)，底

33、部砂质沉积物穿刺贯入 沿沉积层错断的裂隙，底部砂质沉积物穿刺贯入 ，形成碎屑岩脉顶部地层阻挡碎屑岩脉中断穿刺底部砂层碎屑岩脉的物源供给层位顶部地层阻挡碎屑岩脉中断穿刺共一百三十一页层序地层学基础(jch) 引言层序界面(jimin)与体系域界面(jimin)准层序共一百三十一页引言(ynyn) 在观察描述岩芯之前，应该通过浅剖解释建立研究区域的层序地层基本概念；并详细(xingx)了解钻孔经过剖面的解释结果。通过浅剖建立的层序地层概念是宏观的，全面的；而通过钻孔了解层序地层，是直观的，精确的。两者相辅相成，互为补充，相互验证。共一百三十一页关于陆架及其边缘地区层序地层学的理论和方法问题，我在2

34、004年有一个为研究生讲课的提纲，2007年修改之后提供给我所与我共同解释浅剖的年轻(ninqng)学者做参考。这个提纲取名近海沉积作用对全球变化的响应现代近海沉积学研究的理论、方法与实践。相关的基础知识在我主编的新版海洋地质学（2004）有个概述，有兴趣的同志可以翻阅。共一百三十一页层序界面(jimin)与体系域界面(jimin) 陆架区层序地层包括三个界面和两个体系域：底部海进侵蚀面是层序底界面，自然就是前一个层序的顶界面；最大海泛面是从海进过程转化(zhunhu)为海退过程的转换面，是海进体系域与高位体系域的分界；顶部海进侵蚀面是层序顶界面，自然也是后一个层序的底界面。共一百三十一页海进

35、体系(tx)域-位于底部海进侵蚀面与最大海泛面之间；高位体系域-位于最大海泛面与顶部海进侵蚀面之间；陆架坡折线以上，不存在低位体系域。进一步更高等级的划分有赖于准层序和准层序组的研究。陆架区第四纪沉积层的层序划分的重要内容是找出三个重要界面和若干代表海平面波动的准层序和准层序组界面。共一百三十一页层序地层(dcng)划分图示(Sangree & Vail)共一百三十一页海进侵蚀面（transgrassive surface, TS）是一个切割下部层序的区域(qy)侵蚀界面，它是一个侵蚀间断不整合面或无沉积不整合间断面。陆架波折线以上海进体系域上超（超复）在海进侵蚀面之上。这个界面就是下层序界面

36、，也是前一个层序的顶界面。共一百三十一页海进体系(tx)域（transgrassive system tract, TST）是层序地层的中间体系域，是海平面上升，向最大值增加阶段的产物。随着海平面快速上升，盆地可容空间增加率大大超过(chogu)了沉积速率，海水沿斜坡面及沟谷上超并淹没陆架，沉积物沉积在经海进侵蚀改造了的老的陆架表面上；以一个或多个阶状后退和退积准层序组为特征。共一百三十一页在陆架坡折线向陆方向海进体系域的准层序上超在层序界面（海进侵蚀面）上。海进体系域的顶面是下超面，下超面也是海泛面，上覆高位体系域。海进体系域包括以下水深不断加大的沉积(chnj)体系及沉积(chnj)相：

37、海侵边界层 ； 下部滨岸沉积 ； 潮汐沉积体系 ； 陆架砂潮流沙脊、潮流沙波体系 ； 陆架泥共一百三十一页海侵边界层 (marine transgrassive bandy bed) 覆盖在前一个层序或侵蚀面上的薄层粗碎屑沉积物，是海侵体系域的最底部层位，其厚度从数厘米到数十厘米。 包括滞留沉积、海侵初期的海侵砂和侵蚀面上遭受海洋动力改造的沉积物混合的碎屑沉积物，也有部分(b fen)是砂质沉积物；滨岸带的生物壳体及生物壳体碎片和正常浅海生物化石混杂存在，甚至混入少量陆地生物化石。共一百三十一页岩心中(xn zhn)海进边界层(1)YSDP1025共一百三十一页 QC2岩心中(xn zhn)海

38、进边界层(2)共一百三十一页 下部(xi b)滨岸沉积 指位于海侵层下部的滨岸带沉积体系当海平面均匀急速上升时，下部滨岸沉积很薄，常常(chngchng)被改造成海侵边界层，或保留极薄层的贝壳砂；只有当海平面上升相对停滞阶段才形成较完整的滨岸沉积体系。滨岸带沉积体系包括： 障壁体系，以具交错层理的贝壳砂和砂细层组成的沙堤、海滩、沙丘复合体（贝壳堤）； 澙湖体系，包括潮汐盐沼、海湾澙湖和牡蛎滩（礁）沉积；潮汐通道及涨潮、落潮三角洲沉积。 共一百三十一页障壁岛和涨落(zhn lu)潮三角洲序列（Boothroyd） 涨潮潮沟共一百三十一页潮汐(chox)沉积体系 潮坪沉积 典型的潮坪沉积可分为高潮

39、(gocho)坪中潮坪和低潮坪三带。然而在快速海侵进程中海进侵蚀作用可能将早期的潮坪沉积侵蚀殆尽，或仅残留部分薄层的沉积层，因此海进体系域的潮坪沉积层经常是不完整的。有限的局部的潮坪沉积层还被多个侵蚀面分隔。共一百三十一页潮流充填(chn tin)谷沉积冰期时海平面急剧下降，在陆架斜坡上形成大型深切侵蚀谷系。海进开始，海水浸漫河口低地，即潮汐河口。深切谷底有限的沉积物开始接受潮汐作用的改造。随着海平面上升，海水不断向陆入侵。强劲的潮流沿通道上溯，原来的沉积物包括原来的河口沉积物几乎侵蚀殆尽。河道遭受的潮汐作用改造不断向内陆(ni l)延伸，并成为潮汐沉积物的捕集器。共一百三十一页 进积型潮控河

40、口 的纵向沉积序列M泥；FS细砂；MS中砂； CS粗砂；G砾。M.H.W.平均(pngjn)高水面；M.L.W.平均(pngjn)低水面；U.F.R.上部流态。 这一序列的下伏沉积物可以是海进前的河口或冲积相的残余,或其它老的沉积物，取决于海进过程初期潮汐侵蚀的深度。(U.F.R.上平底)共一百三十一页陆架侵蚀谷，切割深度可达数十米。在地层记录中几乎全部被潮汐沉积物充填，这并不意味着当时的潮差极大，而是代表海进初期(chq)海平面曾经有过几十米的波动。这一现象已经由黄河三角洲的资料所证实（刘健等）。相当于氧同位素3期的海进侵蚀面下是切割深度30m以上的深切谷,钻探证实充填于其中的沉积物全部是潮

41、汐沉积物。说明氧同位素3期的海进初期,曾经发生过幅度30m左右的海平面波动。共一百三十一页暴露于海底的陆架潮流砂脊和沙波在浅地层剖面和旁扫声呐图像上很容易识别，这有助于在岩芯观察时的判别。然而(rn r)观察描述岩芯仍然是个独立的过程，不应忽略沉积学的描述。陆架(lji)砂潮流沙脊、潮流沙波体系 共一百三十一页潮流砂脊和潮流沙波广泛发育于潮汐(chox)作用强烈的陆架浅海，潮汐(chox)河口和潮控三角洲前缘。当潮流速度在0.51.5m/s之间，有足够的砂源供应，利于波状起伏的沉积底形的形成和保存，就会形成潮流沙脊和潮流沙波。规模不同的底形常叠加在一起。底部常形成一层席状砂。在次潮流不足以使沉

42、积物发生运动的地方，铸造底形的动力实际是主潮流的单向水流。共一百三十一页沙脊和沙波的纵切面不对称，陡坡倾角最大可达砂质沉积物的休止角（3235），一般为510，形成板状交错层理。陡坡倾向指向主潮流(choli)方向和区域性沉积物搬运方向。主潮流(choli)为沙波脊的法线方向，而与沙脊的脊线有一个小交角。如果次潮流足够大，甚至与主潮流相近，则叠加沙丘增大，丘内冲刷面增加，槽状层理发育。沉积构造的双向性益趋明显，泥皮和泥砾增加，最终形成复合交错层理。共一百三十一页在沙脊的脊线(j xin)两侧，次潮流对沉积物的搬运与主潮流的搬运方向相反。多数情况下沉积物的加积发生在沙脊的陡坡一侧，因此代表次潮流

43、的小型交错层理与区域性沉积物的净搬运相反。几乎所有的活动沙脊区都伴随着沙波和大波纹的发育（波高120m以上，波长10m数百米）。大沙波通常叠加在水深较大 的沙脊末端，再远端则发育波纹沙席（波长数十厘米）。共一百三十一页几乎所有的活动沙脊区都伴随着沙波和大波纹（波高120m以上，波长10m数百米）的发育。大沙波通常叠加在水深较大 的沙脊末端，再远端则发育波纹沙席（波长数十厘米）。沙脊的沉积物粒度纵向序列可以是向上变粗（水变浅而遭受风暴作用的几率增加），这种情况下可以观察到风暴沉积的痕迹(hnj)；也可以是向上变细（潮流沿沙脊斜坡爬升，而使能量耗散）。共一百三十一页进一步海进，将导致陆架沙脊的废弃

44、。停止发育的沙脊，常含大量的泥质沉积物，并被席状海进层覆盖。地层中保存的潮流沙脊并不多见，其顶部常遭受侵蚀(qnsh)削平而成为沙席，被掩埋后成为一个潮流特征明显的透镜层。 共一百三十一页掩埋(ynmi)的古潮流沙脊实例QC2孔2.63m8.83m潮流沙脊沉积，埋藏于涡旋泥沉积层之下，该层（2、3、4、5层）由6个具板状交错层理和槽状交错层理的细砂层和6个生物潜穴发育细砂层相间组成，顶部被锈染。在剖面(pumin)上呈透镜状分布。（素描图见下页）共一百三十一页共一百三十一页陆架(lji)泥 随着海进进程海平面不断上升，陆架转变为低能环境，形成以悬浮物沉降为主的泥质沉积物。从中国东部陆架来看，广

45、袤的陆架加上海平面急速上升，盆地的可容空间远远超过了沉积物的供给。所以陆架表面(biomin)并未被泥质沉积物全覆盖，而是沉淀在水动力条件有利地区。大部分泥质沉积都与不同流系之间的切变峰和陆架中尺度涡有关。 共一百三十一页陆架(lji)泥主要类型现代陆架泥主要类型：一种是以气旋型涡流为主的冷水团沉积（称为涡漩泥或冷涡泥）；另一种是两个流系之间的切变(qi bin)带产生的一系列小型涡漩组合，形成带状分布的席状泥质沉积或覆盖在斜坡上的泥楔，如大多数沿岸流泥质沉积。 共一百三十一页涡漩泥（冷涡泥）围绕涡漩中心形成中部较厚边缘薄的席状泥质沉积的区域覆盖。当涡漩中心位置长期稳定时，在纵横断面上都表现为

46、中部厚度大并突起于海底的覆盖一个区域的“泥丘”。沉积物以粉砂质黏土为主，具水平(shupng)层理和水平(shupng)稳层理，有时可见到不足 1mm的水平(shupng)粉砂纹层夹在粉砂质黏土层中，成为水平(shupng)层理的标志。 共一百三十一页南黄海岩芯(yn xn)中识别出的涡漩泥QC2涡漩泥共一百三十一页南黄海东侧漩涡(xun w)泥质沉积YSDP-102孔柱状图大约距今5ka(14C), 钻孔深度约13 m达到(d do)最大海泛面, 有孔虫证明黑潮流入侵黄海,形成漩涡泥质沉积,底界具侵蚀面并伴有薄层粉砂;界面上下直至深度51m都是粉沙质粘土,只是界面以上呈流塑状态,所以在浅地层

47、剖面上可划分出A1A2亚单元。MFS共一百三十一页浙闽沿岸流泥质沉积与浙闽台湾海峡漩涡泥质沉积区卫星(wixng)影像图 沿岸流泥质沉积与漩涡泥质沉积区的界限(jixin)大约在20m水深线附近，即图上的浅蓝与深蓝色的交界线附近；在漩涡泥质沉积区可见到表层水具有明显的气旋型漩涡呈NNE向排列。共一百三十一页沿岸(yn n)流泥质沉积大多(ddu)位于岸外浅海区沿岸呈条带状分布；是沿岸流流系悬浮物搬运聚集带的产物。沉积物为粉砂及黏土质粉砂，具水平层理；由于水深较浅，在泥质层中可见粗细相间的韵律层；韵律层底部常见微波状的侵蚀面，上覆薄层具粒径向上变细的递变层理的细砂粉砂层，然后再覆盖薄层黏土质粉砂

48、。每个韵律细层厚仅数厘米。重复叠加，可达数米。这是周期性出现的风暴造成的。 共一百三十一页最大海泛面（maximum flooding surface, MFS） 是整个层序中海进范围最大的海泛界面。该面标志着从退积准层序组向进积准层序组的改变，在最大海泛面以下(yxi)，向盆地方向则以凝缩层(condensed section, CS)的发育为特征。凝缩层应该属于海进体系域泥质沉积的顶部。共一百三十一页凝缩层凝缩层是很薄的海相地层单位，沉积速率低，连续性好，是较深水的泥质沉积物，具水平层理，古生物丰度和复合分异度很高，富含海洋自生矿物，有机质丰富 。超覆在海进层下部浅海相沉积之上，与下部海进

49、层之间多为连续沉积，有时有小的沉积间断面并伴随着丰富的生物潜穴；向滨岸方向则与滨岸带不整合交错在一起，或局部(jb)形成新的滨岸带沉积对老的滨岸带沉积层的上超。凝缩层是识别最大海泛面的重要标志。共一百三十一页高位(o wi)体系域（Highstand system tract, HST） 位于层序的最上部，形成于海平面变化旋回的上升拐点至下降拐点之间；其底部界线是凝缩层的顶面，也就是海进体系域的顶界面，是上部准层序与下部准层序之间的不整合界面。此面是一个下超面，三角洲和滨岸沉积下超在海进体系域顶面的最大海泛面之上。海退作用使沉积物由原来(yunli)的滨岸海进积沉积转变为滨岸海退沉积，形成进积准层序叠置类型。共一百三十一页高位体系(tx)域的沉积体系(tx)高位体系域包括以下(yxi)沉积体系： 进积三角洲 滨岸带体系 共一百三十一页进积三角洲在三角洲地区，海退形成大规模的进积三角洲。下超在最大海泛面上。在纵向上它是一个粒径向上变粗的沉积(chnj)序列。进积三角洲沉积(chnj)的主体是