各种层面构造

1第三节碎屑岩的构造和颜色目的与意义碎屑岩的构造和颜色是其重要的宏观特征，它们对于岩石成因分析、地层划分和对比、沉积环境和古地理分析和地球物理资料的正确解释都是必不可少的研究内容。2构造是指岩石各组分部分的空间分布和排列方式。在沉积物沉积过程中及沉积物固结成岩之前形成的构造为原生构造，固结成岩之后形成的叫次生构造。碎屑岩中有着丰富的沉积构造，据其成因和形态可进行详细的划分，见表12－5。一、碎屑岩构造概述34物理成因构造流动成因构造同生变形成因曝露成因构造一、层理1.水平层理2.平行层理3.波状层理4.交错层理5.压扁层理和透镜状层理6.粒序层理7.韵律层理8.块状层理二、层面构造（一）上层面构造1.波痕2.剥离线理构造（二）底层面构造1.侵蚀模——槽模2.刻蚀模——沟模，跳模,锥模等三、其它1.冲刷充填构造2.侵蚀面构造1.重荷模构造2.包卷构造3.砂球和砂枕构造4.碟状构造柱状构造5.滑塌构造6.帐篷构造7.鸡笼铁丝网状构造1.干裂2.雨痕3.冰雹痕4.泡沫痕5.流痕化学成因构造生物成因构造复合成因构造1.结核2.缝合线3.叠锥4.晶体印痕5.成岩层理1.生物生长构造2.叠层构造3.生物遗迹构造4.植物根迹1.示顶底构造2.鸟眼构造和窗孔构造3.层状孔洞构造4.硬底构造5是指介质流动所形成的构造，包括有关流动成因的层理和层面构造等。（一）层理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。碎屑岩因层理的存在而显出岩石的非均质性。二、流动成因的构造6（一）层理纹层（细层）：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。其厚度甚小，一般为数毫米至数厘米。7层系由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成，它们形成于相同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的产物。水平和波状纹层的组合，一般情况下不再划分层系。层系组（层组），由两个或两个以上岩性（成分、结构）基本一致的相似层系或性质不同，但成因上有联系的层系叠覆组成，其间没有明显间断，是同一环境的连续生成物．8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，它是在较大区域内，在基本稳定的自然条件下沉积而成的。说明：（1）层可以根据它在成分和结构上的不连续性与上下邻层区分开。（2）层可包括一个或若干个纹层、层系或层系组。9水平层理平行层理共同特性是纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面水动力特点Fr=0,稳定的弱水动力Fr1，强水动力分布特点从悬浮物或溶液中沉淀而成。泥岩和粉砂岩中常见。常见于安静的水体沉积物中。在海滩，河流等易受波浪作用的砂质地区分布最多，中砂、细砂岩中多见。在强水动力条件下形成。在水浊积岩中也较常见。4。没有剥离线理构造。层理组合特点与水动力弱的小型砂纹层理共生。层系间通常被极低角度的侵蚀面分开，它常与大型交错层理共生。1、水平层理和平行层理10112、波状层理与上攀层理波状层理：纹层成连续的波状，或薄的泥纹层和砂纹层成波状的互层。纹层呈对称或不对称波状，但其总的方向平行于层面。这种层理主要是沉积介质的波浪振荡运动造成的，形成对称形态的波状层理；其次是单向水流的前进运动造成的，形成不对称波状层理，同时叠覆层的相位错开。波状层理形成于水介质稍浅地区，如在海、湖的浅水地带和河漫滩等地区较常见，在海湾、泻湖等地区也可见。上攀层理：（爬升层理）经常与波状层理共生，特点是后一个层系爬叠在前一个层系上。沉积物源丰富的特点。常出现在河流的上部边滩及堤岸沉积、洪泛平原、三角洲及浊流沉积环境。123．交错层理纹层倾向表示介质流动方向。斜层系互相平行或彼此切割构成不同形态的交错层理。通常也称斜层理，它是由一系列斜交于层系界面的纹层组成。斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。13交错层理根据层系与上下界面的形状和性质通常可以分为三类：14（1）板状交错层理:层系之间界面为平面而且彼此平行。大型板状交错层理在河流沉积中最为典型，常具如下特征，层系底界有冲刷面，纹层内常呈下粗上细的粒度变化，有的纹层向下收敛。15（2）楔状交错层理:层系之间的界面为平面，但不互相平行，层系厚度变化明显呈楔形。层理系间常彼此切割。纹层的倾向及倾角变化不定，常见于海、湖浅水地带和三角洲地区。16（3）槽状交错层理:层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。在槽切面上，层系界面是槽状，纹层与之一致也是槽状；在纵剖面上，层系界面呈弧状、纹层与之斜交、顶视为重叠的花瓣状。大型槽状交错层理层系底界冲刷面明显，底部常有泥砾。多见于河流环境中。17观察槽状交错层理从两个面观察：平行水流方向为单向斜层理、垂直水流方向为槽状；18（4）其他特殊的交错层理A羽状层理：纹层平直或微向上弯曲，相邻斜层系的纹层倾斜方向相反，延伸至层系界面时彼此呈锐角相交，呈羽毛状。这种层理是在有反向水流存在的情况下形成的。常见于河流入湖、海的三角洲地带。有时见两个倾向相反的斜层系之间隔以薄的泥层，这种羽状层理在潮汐环境中具有代表性。19B浪成交错层理：是一种中、小型交错层理，其特点是：层系界面不规则，成波状起伏，前积层上叠成束状，层系成膨胀的凸镜状，层系内部细层可保留前积层和后积层，成不对称的波状。在海洋和湖泊波浪作用下可形成。20C、冲洗层理近岸的前滨冲洗带，由波浪的往复冲洗作用造成，其特点：①细层和层系的倾角均很小，细层与层系夹角2～10度.②相邻细层倾向、倾角不一致，但细层一般倾向海方。③组成细层的砂粒结构成熟度和成分成熟度高，重矿物多，可有逆粒序。④细层倾角小，延伸远（可达30m），层系厚度稳定（厚1～35cm）21D丘状层理离岸较远地区，由风暴浪形成的，常是大型交错层理，是风暴岩的标志之一。其特点是：①由一系列缓波状起伏的向上凸起的丘和向下凹的洼组成细层和层系，丘和洼的高20～50cm。②细层倾角常＜10度，且各部位倾角有变化。③层系不规则，但各层系间无切割现象。④水体较深，沉积物细，多为细砂岩和粉砂岩，无粒序，但顶部可有植物和云母碎片。22234.脉状层理、透镜状层理和波状复合层理脉状层理：是在波谷及部分波脊上含有泥质条纹的沙纹层理。在涨潮及退潮流的活动期，形成砂质纹层，而泥质保持悬浮状态；在憩水期，悬浮泥质沉降覆盖在沙纹上，当下一个潮汐流和活动期开始时，波脊上的泥被削去，而波谷中的泥被新的沙纹覆盖而保存，最终形成脉状层理。透镜状层理：泥基质中夹有砂质透镜体，其形成的条件与脉状层理相反，它是在潮汐水流或波浪作用较弱，并且砂的供应不足，泥质比砂质的沉积和保存均有利的条件下形成的。波状复合层理：两种层理之间的过渡类型。24这三种层理常相互伴生，主要出现在主要出现在粉砂岩和粉砂质泥岩中，潮间坪及潮上坪沉积环境。另外，在三角洲前缘，浅水陆棚及河流的洪泛沉积中，当存在形成这些层理相似的水动力条件时，也可出现。255.递变层理：具有粒度递变的一种特殊的层理。由底向上至顶部颗粒逐渐由粗变细或由细变粗，内部没有纹层。自下而上由粗变细的叫正递交层理，之叫反递交层理。6.韵律层理：这种层理是在成分、结构与颜色方面不同的薄层作有规律地重复出现而组成的。这种韵律性重复的原因是物质搬运或产生方式有规律地发生交替变化造成的。如：潮汐韵律；或者是长期的，季节韵律。267.均质层理或块状层理呈现大致均质外貌，不具任何纹层构造的层理。在细粒与粗粒沉积中都有块状层理出现。非常快速地沉积而成或生物的强烈搅动作用形成。27块状层理、水平层理、递变层理、平行层理28正递变层理29(二)、上层面构造包括：1.波痕2.剥离线理构造1、波痕：是由风、水流或波浪等介质的运动，在非粘性的砂粒沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构，常见于砂岩、粉砂岩和某些碳酸盐岩的层面上，而在粘土岩和砾岩中见不到波痕。3031泥裂或称干裂32波痕要素波峰（脊顶）：波痕垂直剖面上最高的点；波谷（槽）：小于访波高向下四的部分；波脊：大于1/2波高向上凸出的部分；波长（L）：相邻波峰或波谷间的水平距离33波高（H）：波峰与波谷之间的高差；波痕指数：波长与波高的比值，表示波痕相对高度及起伏情况；不对称度（RSI=L1/L2）:缓坡水平投影的距离（Ll）与陡坡水平投影距离（L2）的比值，表示波痕的不对称程度。34波痕按照成因可分为:流水波痕浪成波痕风成波浪修饰波痕35风成波痕36修饰波痕和叠置波痕削顶波痕37干涉波痕3839舌形－菱形小波痕直线型小波痕402、剥离线理构造这种构造常出现在具平行层理的薄层砂岩中，沿层理面剥开，出现大致平行的非常微弱的线状沟和脊，代表水流方向。41剥离线理42（三）底层面构造发育在岩层底面上的构造是水流或其携带的“工具”（如砾石、介壳）等，对底床（泥或粉砂）侵蚀或刻蚀成槽、坑等，后被充填（砂）而成。常见的有槽模、沟模和渠模。431．槽模：砂岩（少数粉砂岩）底面上的一种半圆锥状突起构造，特点是略对称、伸长状、起伏明显，向上游一端具有较圆滑的球状形态，而另一端（下游）则呈倾伏渐趋层面而消失。槽模成群出现，大致相互平行。长轴方向平行于水流方向，突起一端指向上游，是确定古流向的可靠标志，也是深水浊流沉积的可靠标志。443渠模：这是一种由风暴底流形成的侵蚀一充填构造，扁长状，光滑，成组出现，但不定向排列。2．沟模：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l～2mm，极少超过1cm，但可延长较远，且较平直。在浊积岩中常见。（四）冲刷-充填构造45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。成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。冲刷面构造:流动介质流速的突然增大（如河流由山区进人平原、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。4647（五）流动成因构造的水动力学解释底形或床沙形体（bedform）：在河床等沉积底床上，流水沿底床上非粘性沉积物（如砂、粉砂）的床面上流动时，在沉积物表面铸造的几何形态。流动体制：底形与流动条件之间的关系。流动体制可分：（1）下部流动体制（低流态），Fr＜1；（2）过渡流动体制（过渡流态），Fr＝l；（3）上部流动体制（高流态），Fr＞l。48（1）静水状态或当流速极缓时，平坦床砂，保存在层内即为水平层理；水流速度极小，Fr＜＜1时，床沙形成沙纹，迁移形成沙纹层理。（2）水流速度变大，Fr＜＜1时，形成沙垄，形成水平层理，斜波状层理，中型槽状和板状交错层理。（3）当水流速度再大，Fr＜l时，形成大型沙垄、沙浪，其移动产生大型槽状、大型板状交错层理。Fr＜l的低流态，产生前积纹层，称异相位，（4）水流速度加大,Fr=1时，产生冲刷沙垄，形成楔状层理。49（5）水流速度更大，Fr＞l时，形成平坦面上作连续的迁移，产生平行层理。（6）水流速度＞2m／s，Fr＞＞1时，床沙形态的下游一侧受侵蚀，形成逆行沙波，产生逆行沙波层理。（7）水流速度更大，Fr＞＞1时，形成继续逆行沙波层理。（8）水流速度更强时，Fr＞＞l，则在床沙表面出现冲槽和冲坑。为Fr＞l的高流态，沙波与水面波起伏相同，称同相位，产生后积纹层。50三、变形构造变形构造：也称同生变形构造，是指在沉积作用的同时或在成积物团结成岩之前处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造。一、负荷构造和火焰构造二、球枕构造三、包卷层理四、滑塌构造五、碟状构造和柱状构造51（一）负载构造和火焰构造当下伏软泥中的纹层发生畸变时，常被向上挤人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。负载构造也称负荷构造、载荷构造、重荷构造等，是指覆盖泥质岩之上的砂层底面上的瘤状突起负载构造形状很不规则，与槽模的区别相区别。52（二）球枕构造（三）包卷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是指砂岩层被分割成许多紧密或稀疏排列的