沉积岩实习一、沉积构造课件.ppt

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1、沉积构造的分类 按沉积构造的成因和形态, 可分为:物理成因沉积构造化学成因沉积构造生物成因沉积构造,沉积构造的分类,流动成因,干裂、雨痕、冰雹痕等,层理：交错层理、块状层理、递变层理、水平 层理、 平行层理、波状层理,层面： 顶面构造波痕、冲刷痕 、压刻痕 底面构造槽模,化学成因构造,晶体印痕、假晶、鸟眼构造、结核等,生物成因构造,生物生长构造：叠层构造生物遗迹构造：足迹，爬迹，停息迹，潜穴 ，钻孔，扰动,物理成因构造,暴露成因,重荷模、包卷构造、滑塌构造、帐蓬构造、砂球、砂枕构造等,同生变形,流动干裂、雨痕、冰雹痕等层理：交错层理、块状层理、递变层理、,（1）层理构造,沉积物以不同沉积方式加

2、积，而在岩层的垂向上显示出的一种层状构造。通常由沉积物组分的颜色、成分、粒度、形状等显示出来。绝大多数层理都是在沉积过程中形成的原生构造，主要与流体的机械作用有关，部分与化学或生物作用有联系。,1）物理成因的沉积构造,（1）层理构造沉积物以不同沉积方式加积，而在岩层的垂向上显示,层理的类型,水平层理 平行层理交错层理波状层理脉状层理 透镜状层理 递变层理 块状层理,区别？,区别？,层理的类型水平层理 区别？区别？,特征： 由呈直线状互相平行，并且平行于层面的纹层叠置而成 纹层厚度多在1mm以下，少数可达1-2mm 常产在细粒沉积物（粉砂岩、泥质岩等）中 成因：常形成于海（湖）深水地带、闭塞海湾

3、、泻湖、沼泽以及牛轭湖等静水或低流态环境（低能环境）。,a.水平层理（ Horizontal bedding）,水平层理,特征： a.水平层理（ Horizontal beddin,b.平行层理（ Parallel bedding） 形态上与水平层理相似：多个呈平面状的较厚纹层平行于层面叠置，构成平行层理。 纹层厚度较大：多mm，可达10 mm以上。 沉积物粒度较粗：产在中粗粒砂岩、含砾砂岩等岩层内。 常与大型交错层理或冲洗层理共生。 成因：形成于高能环境中，如河道、湖岸、海滩。,b.平行层理（ Parallel bedding）,平行层理,平行层理,美国犹他州拱门国家公园精致拱门 - 粗砂岩

4、中的平行层理,Delicated Arch,美国犹他州拱门国家公园精致拱门 - 粗砂岩中的平行层理De,C. 交错层理（Cross bedding) 交错层理（斜层理）：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；纹层倾向表示介质流动方向。交错层理是最有价值的指向构造，可以确定古水流系统 成因：沙粒沿着沙丘的迎风坡到达波峰后，在较陡而背风的一侧或下坡的方向崩落堆积而成的。侧向迁移侧向加积。,C. 交错层理（Cross bedding),沉积岩实习一、沉积构造课件,交错层理的特征： 纹层与层系面斜交，平行或向下收敛，叠置构成交错层理的单个层系。纹层和层系界面可以是

5、平面状，也可以是曲面状; 单个纹层厚度随纹层粒度增大而变厚， 1mm n cm; 层系顶界面时常被切割;,交错层理的特征：,交错层理分类,按层系面的形态: 板状交错层理 楔状交错层理 槽状交错层理 波状交错层理,几种特殊成因的交错层理: 羽状交错层理 冲洗交错层理 浪成交错层理 丘状层理 风成交错层理,交错层理分类按层系面的形态: 几种特殊成因的交,板状交错层理特征：层系之间的界面为平面而且彼此平行有的纹层向下收敛层系顶界具直脊波纹，底界有冲刷面 顺水流方向倾斜 纹层内常呈下粗上细的粒度变化产出环境：多形成于河流环境,板状交错层理特征：,大型板状交错层 (四川威远三叠系砂砾岩),大型板状交错层

6、 (四川威远三叠系砂砾岩),Royal National Park, Jan. 04,mmb.usyd.edu.au,大 型 板 状 交 错 层理,Royal National Park, Jan. 04,楔状交错层理 特征： 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。 垂直水流或平行水流方向层系间常彼此切割，纹层的倾向及倾角变化不定。产出环境：常见于海、湖浅水地带和三角洲沉积区。,楔状交错层理,楔状交错层理,平行层理,平行层理,geos.ed.ac.uk,楔状交错层理平行层理平行层理geos.ed.ac.uk,大型楔状交错层理,大型楔状交错层理,通过交错层理确定古水流方向交

7、错层理的倾向（校正后）水流方向,水流方向,水流方向,古水流方向玫瑰花图,通过交错层理确定古水流方向交错层理的倾向（校正后）水流方,槽状交错层理 特征： 层系底界为槽状冲刷面，纹层顶部一般被切割。 在横切面上，层系界面呈槽状，纹层也是槽状，两者近似于平行；纵剖面上，层系界面呈弧状，纹层与之相交。产出环境：多形成于河流环境,板状交错层理楔状交错层理槽状交错层理 水流强度递增,槽状交错层理 板状交错层理楔状交错层理槽状交错层理,槽状交错层理,槽状交错层理,槽状交错层理,槽状交错层理,小型槽状层理,bigbendpaleo,小型槽状层理bigbendpaleo,波状交错层理（Wavy cross-be

8、dding） 特征：层系界面为波状起伏的曲面，总的延伸方向与层面平行。成因：浪成波纹垂向加积，或垂向-侧向复合加积,通常叠加切割-侵蚀过程。产出环境：浅海和浅湖,羽状交错层理（Herringbone cross-bedding）,特征：上下相邻层系中的纹层倾斜方向相反，也称青鱼刺状或双向交错层理。产出环境：形成于流向可以反转的环境，如三角洲或潮汐带内。,羽状交错层理（Herringbone cross-be,羽状交错层,羽状交错层,冲洗交错层理（Swash cross-bedding） 或称低角度交错层理，本质上属羽状或楔状交错层理特征： 层系界面和纹层平直 层系呈低角度相交（一般210度）

9、纹层内部粒度分选好产出环境：海滩的向海斜坡面，受波浪产生的冲流和回流反复冲洗形成。,冲洗交错层理（Swash cross-bedding）,csmres.jmu.edu,冲洗交错层理,csmres.jmu.edu 冲洗交错层理,浪成交错层理（Wave-ripple cross-bedding）特征： 断面上类似槽状交错层理，层系界面波状起伏，局部对下面的层系有较强的切割 纹层大致与层系界面平行，但在层系的一端则逐渐会聚成束或被另一个层系界面交截产出环境：滨海、滨湖、泻湖等。,浪成交错层理（Wave-ripple cross-bed,1,2,3,浪成交错层理,123浪成交错层理,丘状交错层理（H

10、ummocky cross-bedding） 特征：层系呈宽缓的圆丘状，向四周倾斜纹层与层系底界基本平行，但向着丘顶或丘谷方向收敛在丘谷处与相邻层系内的纹层以小角度交错或呈过渡关系 成因及产出环境：是水面的风暴浪引起深部水体随之振荡的产物。其水深要比浪成交错层理大，一般产出于近滨岸的浪基面以下地区。,丘状交错层理（Hummocky cross-bedding）,丘状交错层理,丘状交错层理,风成交错层理（Wind-dune cross-bedding） 通常呈板状、槽状或楔状特征：层系厚度很大：一般在数十cm数m之间，甚至30m（水成一般小于2m）纹层高角度倾斜：一般2535（水成的一般25 ）

11、纹层较厚：最厚可达2-5cm成熟度高：磨圆分选好，多为干净的中细砂岩，很少含泥形成环境：缺少植被的陆表环境，如沙漠、裸露海岸地带等。,风成交错层理（Wind-dune cross-bedding,风成交错层,geosci.unc.eduone2,风成交错层geosci.unc.eduone2,d) 脉状层理、透镜状层理、波状层理 这三种层理常共生、相互过渡、成因上有密切联系。 形成于水动力条件强、弱交替的情况下，由泥和砂交互沉积而成。一般与潮汐期和静水期交替出现有关。 在强水流活动时期 ，砂以波痕形式搬运和沉积 ，而泥保持悬浮状态；在水流减弱或静止时期，悬浮泥沉积下来，形成砂泥交互沉积。 根据

12、砂、泥的相对比例、内部构造和空间上的连续性，可分为脉状、波状和透镜状层理。,d) 脉状层理、透镜状层理、波状层理,脉状层理（Flaser bedding） 特征：泥质沉积物主要分布在砂质波痕的波谷中，而在波脊上很薄或缺失，即泥质沉积物呈细脉状体分布在砂质沉积物之中（砂包泥）成因：水动力较强 , 砂的供应、沉积和保存比泥更为有利的条件下形成。,脉状层理（Flaser bedding）,脉状层理 （Flaser bedding）,Pennsylvanian of KentuckyTidal Deposits,脉状层理 Pennsylvanian of,透镜状层理（Lenticular beddin

13、g） 特征：砂质沉积物呈透镜体被包在泥质沉积物中，这些透镜体在空间上呈断续分布（泥包砂）成因：在水动力条件较弱, 泥的供应、沉积和保存比砂更为有利的情况下形成。,透镜状层理（Lenticular bedding）,透镜状层理 （Lenticular bedding）,Pennsylvanian of KentuckyTidal Deposits,透镜状层理 Pennsylvanian of Kentuck,波状层理,特征：纹层呈波状，但总的方向平行于层面，砂层与泥层交替出现。成因：沉积介质的震荡运动（对称）、单向水流前进（不对称）。产出环境：较浅水地区，浅湖、浅海、河漫滩等,波状层理特征：纹层

14、呈波状，但总的方向平行于层面，砂层与泥层交,脉状层理、透镜状层理、波状层理,脉状层理、透镜状层理、波状层理,e) 递变层理特征：粒度在垂向上递变，除了粒度变化以外，没有任何内部纹层，又称粒序层理。两种情况：向上变细（正粒序）、向上变粗（反粒序）。成因：一般为浊流成因，偶见于牵引流沉积。,e) 递变层理特征：粒度在垂向上递变,正递变层理,eos.ubc.ca,Earth and Ocean Sciences,正递变层理eos.ubc.caEarth and Ocea,正递变层理,正递变层理,f ) 块状层理（Massive bedding) 特征：整个岩层成分、结构或颜色均一，既无纹层显示，也不

15、是其它层理的构成部分。或称均匀层理。 成因：（1）环境条件长期稳定不变，沉积物完全均匀堆积而成（2）极高密度的碎屑物重力流或密度流快速卸荷，各种成分和粒度的颗粒来不及分异而同时沉积下来。,f ) 块状层理（Massive bedding),环境条件长期稳定不变，沉积物是完全均匀累积起来的块状层理.,块状层理,环境条件长期稳定不变，沉积物是完全均匀累积起来的块状层理,重力流快速卸荷,geology.ohio-state.edu,块状层理,重力流快速卸荷geology.ohio-state.edu,（2）层面构造,指在沉积岩层顶面和底面出现的沉积构造。 a）波痕,波痕非粘性的砂质沉积粉表面由介质波

16、动形成的起伏构造。按介质种类分为流水、浪成和风成波痕。,（2）层面构造指在沉积岩层顶面和底面出现的沉积构造。波痕非,不对称波痕：陡倾面的倾向指示沉积介质运动方向,风向,不对称波痕：陡倾面的倾向指示沉积介质运动方向风向,不对称波痕和叠瓦状排列的砾石都可以指示介质运动方向,不对称波痕和叠瓦状排列的砾石都可以,浪成波痕：波峰尖锐，波谷圆滑，对称可以指示地层顶底,浪成波痕：波峰尖锐，波谷圆滑，对称,冲刷痕（Scour marks）：水流在泥质沉积物表面上流动时冲蚀出来的痕迹称为冲刷痕。 槽模(flute cast)：冲刷凹槽被上覆的砂质充填，在上覆砂质层的底面形成一个铸型-槽模。它是一种很常见的冲刷痕

17、，可准确的判断水流的方向。,b）冲刷痕和槽模,冲刷痕（Scour marks）：水流在泥质沉积物表,古水流方向,古水流方向,槽模的高陡坡和钝园端指示水流上游方向，低缓坡端指示水流方向。,1, 冲刷痕的形成 2 , 冲刷痕被覆盖 3 , 层面剥开后分别在下伏层顶面和上复层底面显示冲刷痕和印模 4, 岩层底面上的槽模（箭头示流向） 5, 岩层断面上的冲刷构造（粗线为冲刷面）.,槽模的高陡坡和钝园端指示水流上游方向，低缓坡端指示,（3）暴露构造(exposed uctures ) 已沉积的沉积物表面间歇性地暴露于大气下时所形成的各种沉积构造的总称。 暴露构造的形成多与气候和天气变化有密切关系。如刮风

18、、下雨、降雪或冰雹、结冰、阳光曝晒等，可以在沉积物表面产生各种特征性的痕迹。,（3）暴露构造(exposed uctures ),雨痕 (raindrop imprints) 由较大，但较稀疏的雨滴在松软沉积物表面砸出来的平底状浅坑。,雨痕,泥裂：暴露地表暴晒脱水形成,泥裂：暴露地表暴晒脱水形成,三，变 形 构 造,指沉积物在沉积之后到固结成岩之前，沉积物尚处于塑性状态时，由于物理作用的影响发生变形而形成的沉积构造。 这类构造通常局限于上、下未变形层之间的一个层内，表明它们不是成岩后构造运动的产物 ，而是在沉积物固结成岩之前就已形成。,三，变 形 构 造 指沉积物在沉积之后到固结成岩之,（1）

19、负载构造 (load structures) 负荷印模：当砂质层覆盖在泥质层上时 ，由于超负载或差异负载使沉积物发生垂向运动，上覆的砂质物呈圆形或不规则的瘤状凸起陷入到下伏的泥质层中火焰状构造：下伏的泥质物有时呈尖舌状或牛角状挤入上覆的砂质层中,（1）负载构造 (load structures),泥质层之上的砂质层底面可见负荷印模，是沉积物负荷不均衡的结果,泥质层之上的砂质层底面可见负荷印模，,沉积岩实习一、沉积构造课件,负荷印模,负荷印模,火焰构造,火焰构造,火焰构造火焰构造,(2)球状与枕状构造球状与枕状构造 ： 砂质层断开并陷入到下伏泥质层中的一些紧密或稀疏排列的球状体或枕状体。它们的大

20、小从几厘米到数米不等，彼此之间可以是稍微连接的,也可以是完全孤立的，悬于泥质层之中。,(2)球状与枕状构造,1,砂球构造 、砂枕构造,1砂球构造 、砂枕构造,(3)滑塌构造滑塌构造：水下斜坡上未固结的沉积物，在重力作用下发生滑动而形成的变形构造。滑动使原生层理强烈褶皱、变形、断错以至角砾化。是水下斜坡的良好标志。在浊积岩中、以及三角洲、生物礁和海底峡谷的前缘沉积物中常见。引起滑塌的主要因素有地形、构造运动、海啸等。,(3)滑塌构造,滑塌构造,滑塌构造,沉积岩实习一、沉积构造课件,沉积岩实习一、沉积构造课件,(4)包卷层理 (convolute bedding ） 包卷层理：指一个未变形的沉积层

21、内,其纹层具有显著盘回褶曲或复杂揉皱的一种构造。与滑塌构造不同点：纹层虽然强烈揉皱 , 但却非常连续，通常不伴有任何断层、滑动或角砾化现象。,(4)包卷层理 (convolute bedding ）,course1.winona.edu,course1.winona.edu,沉积岩实习一、沉积构造课件,包卷层理(北13井）,包卷层理(北13井）,Kingston Peak Formation, southeastern California. course1.winona.edu,Kingston Peak Formation, south,沉积岩实习一、沉积构造课件,(5)沙火山（泥火山）,

22、沙火山：下部的沉积物向上喷发时所形成的，小的类火山构造。形成机理：与沉积物的液化有关，当已沉积的沉积物发生滑塌或搅动时，水分就从沉积物中逐出并向上运移，沉积物也随之向上运移且穿透层面后喷发到沉积物表面。,(5)沙火山（泥火山）沙火山：下部的沉积物向上喷发时所形成的,沙火山（泥火山）B26#,沙火山（泥火山）B26#,(6) 碎屑岩脉碎屑岩脉：饱含水的砂或粉砂，在差异压力作用下，沿着裂隙从下面贯入、从上面注入或者从侧面挤入沉积层中所形成的脉状体。,(6) 碎屑岩脉,沉积岩实习一、沉积构造课件,沉积岩实习一、沉积构造课件,沉积岩实习一、沉积构造课件,(4) 泄水构造（碟状构造）泄水构造：粉砂岩或砂

23、岩中凹面向上的、形似碟状的纹层。碟状体直径一般 1-50 厘米 ，边缘明显上翘。横向上呈断续分布 ，在垂向上相互叠置。成因：孔隙水向上运动，冲断了阻挡它向上流动的纹层，并带动其边缘向上弯曲 , 使纹层变形成碟状。,(4) 泄水构造（碟状构造）,2）化学成因的沉积构造 沉积时期和沉积期后由结晶、溶解、沉淀等化学作用在沉积面上或沉积物中所形成的沉积构造。 大多形成于沉积物的压实和成岩过程中，属次生沉积构造。晶痕和假晶鸟眼构造缝合线结核,2）化学成因的沉积构造,晶痕：周围沉积物失水收缩突出，在上覆岩层留下的空洞；假晶：原晶体被别的矿物交代,晶痕：周围沉积物失水收缩突出，在上覆岩层留下的空洞；,鸟眼构

24、造：沉积物干缩，有机质腐烂、胀气，可溶性盐类矿物被溶解、交代等,鸟眼构造：沉积物干缩，有机质腐烂、胀气，可溶性盐类矿物被溶解,缝合线（Stylolites）：压溶,esci.keele.ac.uk,eos.ubc.ca,Earth and Ocean Sciences,缝合线（Stylolites）：esci.keele.ac.,钙质结核,结核,钙质结核结核,铁质结核,铁质结核,3）生物成因的沉积构造 由于生物生长或活动在沉积物表面或内部遗留下来的各种痕迹 生物遗迹构造：潜穴、足迹、爬迹、觅食迹等生物生长构造：叠层石,3）生物成因的沉积构造,1 恐龙足迹 2 鸟行迹 3 海星迹 4 三叶虫停息

25、迹，其余为爬迹。足迹可作为暴露或极浅水环境的标志。停息迹和爬迹分布在从暴露到较深水的各种环境中，常产在深水浊流沉积序列或较深水风暴流沉积序列中 。,1 恐龙足迹 2 鸟行迹 3 海星迹 4 三叶虫,足迹（大型脊椎动物）,“U”形穴,足迹（大型脊椎动物）“U”形穴,叠层石（Stromatolitic） 由单细胞或简单多细胞藻类（还有细菌）等在固定基底上周期性繁殖形成的一种纹层状构造，其中的纹层称藻纹层，可出现在碳酸盐岩、硅质岩、铁质岩或磷质岩中。,叠层石（Stromatolitic） 叠层构造的基本形态，1,图片来自cushmanfoundation.org,图片来自,哪些沉积构造可以指示水流方向？,交错层理,冲刷痕和槽模,不对称波痕,叠瓦状砾石,哪些沉积构造可以指示水流方向？交错层理冲刷痕和槽模不对称波痕,哪些沉积构造可以指示地层顶底？,交错层理,冲刷痕和槽模,浪成波痕,泥裂,递变层理,哪些沉积构造可以指示地层顶底？交错层理冲刷痕和槽模浪成波痕泥,熟悉沉积岩常见构造的形态特征和显现机理学习常见沉积构造的观察、度量和描述方法加深对沉积构造形成过程及其地质意义的理解,作业任选两种沉积构造手标本进行详细描述，并简要解释其地质意义。,实习要求,熟悉沉积岩常见构造的形态特征和显现机理学习常见沉积构造的,