第五章碎屑岩的构造

1第三节层面构造

层面构造：在岩层表面呈现出的各种不平坦的但却有一定规律的上凸或下凹的形体，统称为层面构造。层面构造有的保存在岩石层面上，如波痕、剥离线理、干裂纹、雨痕冰雹痕等；有的保存在岩层的底面上，特别是砂岩底面铸模构造，如槽模、沟模等。层面构造可分为流动成因和暴露成因两类。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造2一波痕

——最常见的上层面构造1、波痕：波痕与交错层理是同一事物的两个方面，它们的形成条件是密切关联的。砂波迁移在层内保留下来的底床形态，即为交错层理；而当它们被埋藏下来保留在层面上，即为波痕。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。为了对波痕进行定量研究，需要了解以下各种波痕要素：

第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造3波痕要素

第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造4波痕按照成因可分为:流水波痕、浪成波痕、风成波痕

⑴、流水波痕：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（或2．5），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。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。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。

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第三节

层面构造5⑵、浪成波痕其特点是波峰尖锐，波谷圆滑，形状对称，不对称指数近于1，波痕指数一般为4～13，多数为6～7。而拍岸浪的波痕指数可达20，并可呈不对称状，一般由产生波浪的动荡水流形成，常见于海湖浅水地带,其陡坡朝向岸的一方。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造6⑶、风成波痕其特点呈极不对称状，不对称度比流水波浪更大，波痕指数很高，变化范围为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。由定向风形成，常见于沙漠及海、湖滨岸的沙丘沉积中。应当指出的是，风成波浪成石化状态的极为罕见。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造7⑷、其他波痕除简单的波痕形态外，还常见到两组或两组以上的复合形态。有的可见到两组波痕成一定角度相互交叉，呈蜂巢状或多角状；有的可在较大型波痕背景上叠覆有次级波痕；另外，可见波痕被切蚀使其波峰部分或全部受到破坏。所以这些干涉波痕、叠覆波痕和削顶波痕都取决于当时水位、浪基面、介质运动方向和强度的变化。这些波痕一般形成在浅水和极浅水的环境，常可作为浅水和极浅水环境的标志。第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造8现代风成波痕第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造9第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造10削顶波痕第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造11第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造12第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造13第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造14

二、剥离线理构造剥离线理是一种原生流水线理构造，主要出现在具有平行层理砂岩中，沿层面剥开出现大致平行的1-2个砂粒高度的线状沟或脊，镜下可见长形颗粒定向排列。剥离线理一般平行于古水流方向，故人们将其定为原生沉积构造。因为该构造是在层理剥开面上比较清楚，才通称为剥离线理构造。它是由砂粒在平坦底床上作连续迁移时所留下的痕迹，所以常与平行层理共生。第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造15第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造16三、泥裂（又称干裂）泥裂也称为干裂，它是沉积物露出水面时因曝晒干涸所发生的收缩裂缝。形成条件：①泥质沉积物(或灰泥)露出水面并干涸收缩；②重新沉降水下并接受砂质沉积物的充填；特征：平面上泥裂常呈网格状龟裂纹，把岩石切割成多角形；断裂面上常呈“V”字形；规模不一，裂缝上部宽度一般小于2～3cm，深度自几毫米到几十厘米。第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造17在极其干燥的情况下，泥质层碎裂成小片，边部向上翘起。这种泥片经过搬运磨蚀即成扁饼状泥砾，通称为片状砾。泥裂最常见于海（湖）滨岸、干涸池塘、废弃河道、泛滥平原以及潮间带的沉积物表面。通常和雨痕、冰雹痕等伴生。这些构造的同时出现是沉积面间断暴露于地表的最好标志；利用泥裂的尖端朝下可指示地层顶底。第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造18四、雨痕和冰雹痕

雨痕是指雨滴降落在松软沉积物表面时所形成的小型撞击凹穴。如果雨滴垂直降落，则凹穴为圆形；如果雨滴倾斜降落，则凹穴略呈椭圆形。凹穴边沿耸起，略高于地面，且粗糙。降雨多时，凹穴形状多不规则；在偶有降雨的地方，雨痕易于保存。所以，雨痕主要见于干燥与半干燥气候条件下的陆相泥质沉积。冰雹痕形似雨痕，区别在于冰雹痕较大、较深，且不规则，其边沿比雨痕更为参差不齐。第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造19五、岩层底面构造——底模1．槽模槽模是分布在砂质岩层底面上的一种半圆锥形突起构造形体，它是定向的浊流在尚未固结的软泥表面侵蚀冲刷的凹槽被砂质充填而成。形态特点：在岩层底面上略呈对称的伸长状、椭圆状、舌形、三角形状的隆起体，对称轴彼此平行并平行于流水方向；在平行于流水的剖面上，一端陡峻而另一端平缓并渐消失于层面；常成群出现。第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造20第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造槽模的形态特点：在岩层底面上略呈对称的伸长状、椭圆状、舌形、三角形状的隆起体，对称轴彼此平行并平行于流水方向；在平行于流水的剖面上，一端陡峻而另一端平缓并渐消失于层面；常成群出现。21槽模的形态是判断水流流向的重要标志槽模的形状是有变化的，但在同一群中则大致相似。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，而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。虽然槽模不是浊流沉积的独有产物，但是它们总是复理石相沉积的最特征沉积构造，是判断浊积岩相及浊流流向的重要标志。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造22第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造23第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造24第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造252．沟模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。脊的起伏通常只有1～2mm，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。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造26沟模很少单独出现，一般都是成组的，在同一组内几乎没有方位偏差。有时可出现两组以上的沟模，据其切割关系可以确定其形成的先后顺序。第五章碎屑岩的构造和颜色

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层面构造27第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造偶可见沟模一端存在介壳或卵石等物体，可以判断其开端和终端，因为原始的沟就是这些物体被拖曳时刻压形成的。28第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造沟模与槽模一样，它们在浊流砂岩的底部最多，并且是复理石相的最常见的构造。由于沟模出现的相当多，所以它是指示古水流方向的可靠标志之一。29第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造与浊流水流机制有关的底面印模构造还有跳跃模、刷模、锥模等，这些以底模形式存在的压刻痕，与糟模和沟模一样，都属于侵蚀成因构造，它们在复理石建造中出现得最多。

30六、冲刷面构造:流动介质流速突然增大（如河流由的山区进人平原、浊流的突发、潮水的流动），将对下伏的疏松沉积产生一定的侵蚀作用，形成起伏不平的不规则侵蚀凹坑。第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造31冲刷面第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造32第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造冲刷面33冲刷—充填构造：侵蚀作用后能量释放，被冲刷下来的下伏沉积（以粘土和粉砂为主）搬运不远（近于原地）接着又沉积下来，充填于凹坑中。在冲刷面上常含有陆源砾石或下伏（盆内）沉积物被冲刷、破碎、再磨圆的泥砾。第五章碎屑岩的构造和颜色

第三节

层面构造34第四节变形层理

变形构造：也称同生变形构造，是指在沉积作用的同时或在沉积物固结成岩之前处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造，包括：

一、负载构造（重荷模）二、球枕构造（假结核）

三、包卷层理（变形层理、揉皱层理）四、滑塌构造

五、泄水构造（碟状构造）第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理35⑴、负载构造也称负荷构造、载荷模构造、重荷模构造等：是指覆盖泥岩之上的砂层底面上的不规则瘤状突起。

负载构造形状很不规则、大小不一、无优选方向、内部纹层复杂、是差异压实的产物、与砂球砂枕共生，可与槽模相区别。第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理一、负载构造和火焰构造36第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理稀奇怪状的重荷模37第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理38第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理39

⑵、火焰构造

当下伏软泥中的纹层发生畸变时，常被向上挤入夹于下垂的负载构造之间，呈薄的舌状体，称之为火焰状构造。第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理40

二、球枕构造（假结核）

是指砂岩层被分割成许多紧密或稀疏排列的陷落于下伏泥岩内的椭球状或枕状的砂质块体.特征：①发育于砂、泥互层的泥岩内部，愈近泥岩上界面球枕数量愈多个体愈大;②砂岩被分割成大小不一的塑性变形状的球枕状块体；③球枕内部常有变形纹层或包卷纹层；①常与重荷模伴生。成因：差异压实；振动塌陷。第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理41第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理42第五章碎屑岩的构造和颜色

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变形层理43第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理44第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理45第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理46第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理成因：差异压实；振动塌陷。47三、包卷层理(扭曲层理)

是指在一个岩层内所产生的纹层盘回和扭曲现象。主要见于较薄层粗粉砂层和细砂层中，可以是硅质的或碳酸盐质。又称扭曲层理或揉皱层理。第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理塔里木盆地吐孜3井，白垩系48包卷层理特征：常被限于一个层内连续分布；显示出小型开阔向斜和紧密背斜的复杂现象，这些褶曲常常是顺滑塌方向倒转，且褶曲轴大致平行；纹层复杂变形揉皱但无断裂；向岩层底部渐趋消失，向顶部渐趋消失或被侵蚀截割。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理49包卷层理成因有多种解释：

沉积物的液化作用，即液化层的层间流动引起原生层理的弯曲，无疑是非常重要的因素。液化流与震动、流体的拨吸、顺层滑动等。第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理50包卷层理在浊流沉积中较为常见，如鲍玛序列的“C”段（包卷层理段）。但在潮间滩地与河流环境中小的泛滥平原及点砂坝也很丰富。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理51四、滑塌构造指斜坡上未团结的沉积物在重力作用下发生滑动而形成的变形构造。塔里木盆地塔中4井东河砂岩第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理52第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理53五、碟状构造（泄水构造）（帐篷构造）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，垂向上互相重叠，其下部可见泄水通道或泄水管构造。第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理54一般认为，碟状构造的形成与快速堆积的沉积物中孔隙水的向上泄出引起颗粒重新排列有关，因而又称为泄水构造。这类构造主要出现在迅速沉积并饱含孔隙水和有较强震动作用的砂岩中，尤其是斜坡脚根部的重力流环境第五章碎屑岩的构造和颜色

第四节

变形层理55

第五节化学成因的构造

是指在成岩作用过程中和其以后由化学作用所形成的构造。这类次生成因的沉积构造多是沉淀和溶解二种作用的结果。属于这一类的构造有晶体印痕和结核等。第五章碎屑岩的构造和颜色

第五节

化学成因构造56一、晶体印痕

如果条件适宜，在松软沉积物表面上可形成盐类和冰等物质的结晶体，这些晶体后来由于熔融、溶解作用等而消失；从而在层面上留下特殊的晶体印痕。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第五节

化学成因构造57第五章碎屑岩的构造和颜色

第五节

化学成因构造58二、结核结核是岩石中的近等轴状或不规则状的自生矿物集合体，表现为在成分、结构、颜色等方面与围岩有显著差别的不规则团块。它主要是由在本固结的沉积物中呈溶液状态的分散物质重新分配和集中并逐渐增长而成。第五章碎屑岩的构造和颜色

第五节

化学成因构造结核的形状通常为球状、椭球状、饼状或不规则状，有时也常见管状。结核的大小可以小于1cm至数十厘米。59第五章碎屑岩的构造和颜色

第五节

化学成因构造结核在围岩中可以单独存在，也可呈串珠状成群产出，甚至平行层面分布。它们与围岩的界限一般是清楚的,但也有逐渐过渡，不甚清晰的。60常见的结核的成分有碳酸盐、硫化铁、硫酸盐、硅质、磷酸盐及锰质等。结核成分常与一定的岩性和形成条件有关。结核的内部构造很不相同，可以是均质的、同心圆状或放射状等。干燥脱水收缩，可产生网状裂缝。裂缝通常从里往外，由宽变窄，后被其他矿物充填，形成龟背石构造。第五章碎屑岩的构造和颜色

第五节

化学成因构造61查明结核与围岩层理之间的关系可阐明结核的成因。按其成因有人把结核分为同生的、成岩的和后生的三类

第五章碎屑岩的构造和颜色

第五节

化学成因构造62

第六节生物成因构造

生物成因构造是指保存在沉积物表面和内部的生物活动的遗迹或痕迹，又叫遗迹化石。包括生物遗迹构造、生物扰动构造、植物根迹等。第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造垂直生物潜穴照片63第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造垂直生物潜穴照片64第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造65

一、生物遗迹构造

生物遗迹构造是指由生物活动而产生于沉积物表面或内部并具有一定形态的各种痕迹。根据生态习性特征可将遗迹化石分为：停迹爬迹逃逸迹觅食速牧食迹居住迹第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造66第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造67二、生物扰动构造底栖生物的活动使沉积物层理遭到破坏，而又未能留下可辨认的形体，这样的构造通常称为生物搅动构造。第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造

斑点构造也是生物作用的结果。在泥质沉积物中，有砂质潜穴呈不规则斑点状分布的现象，一般是生物扰动的良好标志。这些标志在不同的岩类和沉积环境中的分布是不均衡的。

当生物搅动强烈时，可使无机沉积的原始构造（层理）全部破坏，形成具块状层理的生物扰动岩。均质化的砂质扰动岩具良好含油气性。68第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造69三、植物根茎构造植物根呈炭化残余或技叉状矿化痕迹出现在陆相地层中，它们在煤系中特别常见，是陆相的可靠标志。其特征：矿化残余或矿化痕迹呈植根状。在煤系地层中，经常被铁和钙的碳酸盐所交代，形成各种形状的结核——植物根假象，有时可以成为一定层位的典型标志。在红层中，通常植物根完全烂尽，但有时可以根据模糊的绿色（或灰蓝色）枝叉状痕迹加以区别，这是由于氧化铁受到植物有机体的局部还原作用造成的。植物根印痕对识别淡水和微咸水环境很有价值。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第六节

生物成因构造70第七节碎屑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、分析判断古气候和古地理条件的重要依据之一。一、碎屑岩颜色的成因类型碎屑岩的颜色，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。第五章碎屑岩的构造和颜色

第七节

碎屑岩的颜色71

1．继承色（原生色）

继承色主要取决于陆源碎屑颗粒的颜色，而碎屑颗粒是母岩机械风化的产物，故碎屑岩的颜色继承了母岩的颜色。第五章碎屑岩的构造和颜色

第七节

碎屑岩的颜色石英砂岩、石英砾岩因为碎屑石英无色透明而呈白色72

2．自生色（原生色）

由沉积物质及早期成岩过程中自生矿物赋予岩石的颜色，称自生色。比如，含海绿石或鲕绿泥石的岩石常呈各种色调的绿色和黄绿色，红色软泥是因为其中含赤铁矿。第五章碎屑岩的构造和颜色

第七节

碎屑岩的颜色73

3．次生色

主要是在成岩作用阶段或风化过程中，沉积岩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。这种颜色多半是由氧化作用或还原作用、水化作用或脱水作用，以及各种矿物（化合物）带入岩石中或从岩石中析出等引起的。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第七节

碎屑岩的颜色泥浆污染油侵74

二、引起碎屑岩颜色的原因碎屑岩的颜色主要取决于岩石的成分，即取决于岩石中所含的染色物质——色素的种类与比例。第五章碎屑岩的构造和颜色

第七节

碎屑岩的颜色751．灰色和黑色大多数粘土岩由暗灰色变为黑色，是因为存在有机质或分散状硫化铁造成的。岩石的颜色随着有机碳含量的增加而变深，表明岩石形成于还原或强还原环境中。第五章碎屑岩的构造和颜色

第七节

碎屑岩的颜色2．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。763、绿色岩石的绿色多数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。除自生矿物外，碎屑岩的绿色有时是由于含有绿色的碎屑矿物，如角闪石、阳起石、绿泥石、绿帘石等所致；而泥质岩的绿色还常因含伊利石而造成。

第五章碎屑岩的构造和颜色

第七节

碎屑岩的颜色77岩石中同时存在高价铁的氧化物和低价铁的氧化物，那么，它的颜色与含铁量则无明显关系，而是取决于这两种组分比值（Fe3+/Fe2+）的