楔状交错层理形成环境(楔状交错层理)

尉迟晓庆
导读 大家好,小阳来为大家解答以上的问题。楔状交错层理形成环境,楔状交错层理这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、沉积岩的构造是

大家好,小阳来为大家解答以上的问题。楔状交错层理形成环境,楔状交错层理这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、沉积岩的构造是指由于成分、结构、颜色的不均一而引起的岩石的宏观特征。

2、沉积岩的构造是沉积岩最显著的特征之一,也是沉积相的重要识别标志。

3、按照成因,沉积岩的构造可划分为物理成因、化学成因和生物成因3种类型(表11-4)。

4、表11-4 沉积岩的构造分类一、物理成因的构造(一)层理构造层理是沉积岩(沉积物)的成分、结构、颜色及层的厚度、形状等沿纵向的变化而表现出的成层现象。

5、层理的组成单位包括细层、层系和层系组(图11-12)。

6、图11-12 层理的组成(何起祥,1978)◎细层:是层理的基本单位,厚度为毫米级到厘米级,甚至小于1mm。

7、细层是稳定沉积条件下同时形成的沉积单位。

8、◎层系:由结构、成分、厚度和形态相似的同类型细层组成,其上下为层面所限定。

9、层系是一段时间内水动力条件相对稳定的沉积产物。

10、◎层系组:由一系列相同层系构成,中间无明显的不连续现象。

11、层理是层的内部构造。

12、层或岩层则是组成沉积地层的基本单位,其成分、结构、内部构造和颜色基本均一,上下由明显的层面与相邻层分开。

13、它是在较大区域内生成条件基本一致的情况下形成的岩石地质体。

14、层或岩层的厚度变化很大,它可以包括一个或若干个细层、层系甚至层系组。

15、层的厚度是重要的描述标志,也是沉积过程稳定程度的间接标志。

16、根据单层厚度,层可分为块状层(>1m)、厚层(1~0.5m)、中厚层(0.5~0.1m)、薄层(0.1~0.01m)、微薄层(纹层)(<0.01m)。

17、需要指出的是,层或岩层的厚度是指上下层面之间的距离,而层理的厚度则指层系上下界面之间的距离。

18、根据层理的形态,可将层理分为下列类型:1.水平层理细层界面平直,彼此互相平行且与层面平行(图11-12中自上而下的第一个层系组)。

19、细层厚度多在1mm以下,少数可达1~2mm。

20、通常发育在泥质岩、粉砂岩或粒度相当的其他岩层中,是水流缓慢或静水水动力条件下的沉积产物。

21、2.平行层理几何特征与水平层理相似,也是由界面平直、彼此互相平行且与层面平行的细层构成。

22、二者的区别在于,平行层理的细层厚度较大,沉积物粒度较粗、细层之间的界面不清晰。

23、有些岩石沿细层之间的界面可以剥开,剥开面上可出现一些长短不一、相互平行的微细沟脊状直线状条纹(剥离线理)。

24、平行层理常发育于砂岩或粒度相当的其他岩石类型中,是水体较浅、流速较高的水动力条件下的沉积产物(图11-13)。

25、图11-13 平行层理与剥离线理(Harms,1975)3.波状层理细层界面呈波状起伏,但总方向平行于层面(图11-12中自上而下的第二个层系组)。

26、层系界面或平行细层或切割细层。

27、波形有对称的,也有不对称的;有规则的,也有不规则的。

28、一般情况下,波状层理形成于波浪和水流可以波及水底沉积的浅水区。

29、如在海滨、湖滨以及河漫滩等沉积环境中,波状层理比较多见。

30、4.交错层理细层与层面斜交,细层之间相互平行。

31、细层和层系界面可以是平面,也可以是曲面,相互之间往往斜交,偶尔也平行。

32、相邻的层系界面可以彼此独立,也可以依次切割。

33、交错层理一般发育于粉砂岩、砂岩、砾岩或粒度相当的其他岩石类型中。

34、按照层系的形态可细分为板状交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理(图11-14)。

35、图11-14 交错层理的基本类型(何起祥,1978)(1)板状交错层理:细层平直或下凹,与层系界面斜交。

36、层系界面为平面,彼此之间相互平行且与层面平行,单个层系呈等厚的板状。

37、(2)楔状交错层理:虽然细层与层面斜交、细层之间相互平行、层系界面为平面,但层系界面之间不平行,单个层系不等厚而呈现为楔状形态。

38、(3)槽状交错层理:层系下界面为槽形冲刷面,细层顶部遭受切割。

39、在层理的横切面上,层系界面呈槽状,细层与之一致;在纵切面上,层系界面呈弧状相切割,细层与之斜交。

40、上述交错层理可按层系的最大厚度进一步划分为小型(<3cm)、中型(3~10cm)和大型(>10cm)(路凤香等,2002)。

41、交错层理大多是定向水流的沉积产物,同一层系内细层的倾斜方向为该层系沉积时的水流方向。

42、(4)其他交错层理:除上述常见的交错层理外,还有一些虽然分布局限,但却具有非常确定的沉积环境与流体动力学意义。

43、这些层理包括羽状交错层理、冲洗交错层理、浪成交错层理、丘状交错层理、脉状层理与透镜状层理、风成交错层理(图11-15)等。

44、◎羽状交错层理:是指上下相邻层系中的细层倾斜方向相反的交错层理,也称鱼骨状或双向交错层理。

45、通常发育于水流方向可以反转的沉积环境中,如潮汐带等。

46、◎浪成交错层理:剖面上很像槽状交错层理,层系界面波状起伏,局部对下伏层系界面有较强的切割,横向上可过渡为相邻层内的某个细层界面。

47、细层多为横向延伸的舒缓波曲状,大致与层系界面平行,但在层系的一端会逐渐汇聚成束状或被另一个层系界面交切。

48、浪成交错层理是在沉积速率较高的条件下,由水的流动和振荡作用综合形成,一般发育于富含泥质的粉砂岩或细砂岩中。

49、它可形成于各种水深条件下,但在浅水中容易遭到破坏。

50、图11-15 其他交错层理(Reinecketal.,1973;Harms,1975;Tucker,2008)◎冲洗交错层理:属于羽状交错层理或楔状交错层理的特殊类型,区别在于同一层系的上下界面和它们与层面的夹角都很小,相邻层系的细层倾斜方向可以相同,也可以相反,细层非常平直,与层系界面大致平行或小角度相交。

51、该层理形成于反复冲刷的滨海或滨湖沉积环境,发育于砂岩或与之粒度相当的其他岩石类型中。

52、◎丘状交错层理层:系呈宽缓的圆丘状,纵剖面上,丘宽可达1~5m,丘高约0.2~0.50m,纵向上大多只出现1~3个层系。

53、层系内的细层与层系边界基本平行,但向丘顶或丘谷方向收敛,在丘谷处与相邻层系内的细层以小角度交错或过渡,在与浪成交错层理很相似。

54、实际上,丘状交错层理的形成也与水的振荡有关,是水面的巨浪引起深部水体随之振荡的产物,只是它标志的水深要比浪成交错层理更深,发育在富含泥质的粉砂岩或细砂岩中。

55、◎洼状交错层理:是彼此以低角度交错的浅洼坑,洼坑的宽度一般为1~5mm,其内部充填的细层与浅洼坑底界面平行,而向上变成很缓的波状并近于平行的层理。

56、对洼状交错层理的研究程度不深,概念还不十分清楚。

57、有人认为洼状交错层理是丘状交错层理的伴生部分,即向上凸起的丘之间的向下部分,但在层序上,洼状交错层理通常位于丘状交错层理之上。

58、◎风成交错层理:通常由板状或楔状层系组成,层系和细层均较厚,层系厚度一般为数十厘米到数米,细层厚度最厚可达2~5m,多呈板状。

59、发育于基质含量极低的中细砂岩中,形成于沙漠和海岸带等。

60、5.递变层理递变层理亦称粒序层理,沉积物粒度在纵向上具逐渐增加或减小的特征。

61、递变层理可细分为正递变层理和反递变层理等类型(图11-16)。

62、图11-16 递变层理(刘易斯,1989)6.脉状层理和透镜状层理脉状层理和透镜状层理为泥质和砂质(通常为粉砂或细砂)沉积物交替沉积形成的一种复合层理。

63、①脉状层理亦称压扁层理,其主要特征是沉积物以砂为主;在剖面上,泥质沉积物以起伏脉状或细长飘带状等夹在砂质沉积物中。

64、②透镜状层理正好相反,沉积物以泥为主,剖面上,砂质沉积物以起伏脉状或细长飘带状等夹在泥质沉积物中(图11-17);垂向上,间隔出现的砂或泥的厚度均较薄,一般不超过1~2cm,常常只有几毫米。

65、脉状层理和透镜状层理常常共生,二者都是在沉积物供应丰富的条件下由流速不稳定的水流所形成。

66、若流速总体较高,短暂出现流速降低时形成脉状层理。

67、若流速总体较低,短暂出现流速升高时则形成透镜状层理。

68、这两种层理通常发育在河漫滩、三角洲前缘、潮汐带和滨湖等沉积环境中。

69、图11-17 脉状层理和透镜状层理(姜在兴,2003)7.韵律层理韵律层理是由层与层平行或近于平行的两种或两种以上岩性的薄层相互重复出现所组成,常见砂质层和泥质层的韵律互层。

70、韵律层理的成因很多,可以由潮汐环境的周期变化形成潮汐韵律层理;也可以由气候的季节性变化形成浅色层和深色层的成对互层,即季节性韵律层理;还可以由浊流沉积形成复理石韵律层理等。

71、8.块状层理块状层理也称均匀层理或块状构造。

72、其特征为肉眼观察不到任何不均一现象。

73、块状层理可以是悬浮物质快速沉积而形成,也可以是高密度无分选的沉积物沉积而成。

74、此外,生物的强烈扰动也可以使沉积物原生层理消失殆尽而形成块状层理。

75、(二)层面构造在岩层上下层面出现的各种不平坦的沉积构造痕迹统称为层面构造。

76、层面构造种类多样,常见的类型包括冲刷构造、波痕、泥裂、雨痕与雹痕等。

77、1.冲刷构造冲刷构造是一种发育在不同粒度岩层分界面上的凹凸状构造,是较高流速流体对下伏沉积物顶面冲刷而形成的下凹坑槽,后又被上覆沉积物覆盖并保存下来(图11-18)。

78、图11-18 冲刷构造特征冲刷形成的坑槽称冲坑或冲槽,合称为冲刷痕。

79、通常被冲刷的沉积物粒度较细,而覆盖的沉积物粒度较粗,并且在覆盖层的底部常常含有下伏被冲刷层的碎屑。

80、冲刷槽一般长几厘米到几十厘米,宽0.5cm到几厘米,深几毫米到几厘米。

81、平面上,呈舌状或不规则状。

82、冲刷槽的上游深且陡,向下游逐渐变浅变缓直至出现正常的沉积物表面。

83、冲刷槽的长轴与流水方向一致。

84、一般情况下,覆盖层比被冲刷层抗风化,因此,覆盖层的底部往往保留与冲刷痕的大小和形态完全一致的凸起,这种凸起一般称为铸模或印模。

85、由铸模或印模的凸起端到低平端代表了冲刷流体的流向。

86、此外,在泥岩的顶面有时可见有树枝状分叉的下凹痕迹。

87、这种痕迹为流痕,是不稳定的流水在未固结的沉积物表面冲刷出来的。

88、流痕的形成常需要一定的坡度(2°~3°),常见于潮上带或潮间带的泥坪、湖海的滨岸沙滩或河漫滩等沉积环境。

89、流痕为非水下沉积环境的识别标志之一。

90、在流痕上覆沉积物表面保留下来的印模称为流痕印模。

91、2.波痕波痕是流水或风在非黏性沉积物表面形成的波状起伏的底形,它由一系列近于平行的呈线性延长的波峰和波谷组成(图11-19),波痕的延长方向一般垂直于流体的运动方向。

92、有时可见两组波痕互相交叉而成蜂窝状或菱形。

93、有时在较大的波痕上又叠加次级波痕。

94、沿延伸方向波痕分叉现象也很常见。

95、图11-19 波痕形态要素(何起祥,1978)根据成因,波痕可分为流水波痕、浪成波痕和风成波痕3种类型。

96、◎流水波痕:为单向水流的沉积产物。

97、一般不对称,其缓坡延伸方向指示水流方向。

98、重矿物和粗碎屑分布于波谷。

99、随着水流强度增加,波脊由直线形逐渐变为弯曲状乃至新月形。

100、流水波痕见于河流环境及有底流的湖、海区。

101、◎浪成波痕:由波浪作用形成,见于湖、海的浅水带。

102、一般波峰尖锐,波谷圆滑,多数对称。

103、◎风成波痕:以极不对称为特征,波峰与波谷均圆滑。

104、重矿物与较粗的颗粒集中分布于波峰处。

105、3.泥裂泥裂又称干裂或龟裂,系由未固结的细粒沉积物(泥、粉砂及细粒碳酸盐沉积物)出露水面,遭暴晒快速脱水收缩而形成。

106、裂缝剖面呈V字形,平面相互连接呈多边形。

107、干裂往往会被上覆沉积物充填(图11-20)。

108、干裂一般发育于沼泽、湖泊、河漫滩、潟湖滨岸潮坪及浅滩地带的泥岩、泥质粉砂岩或相当粒度的石灰岩中。

109、泥裂为浅水标志,泥裂的V字形特征可作为地层顶底的判别依据。

110、4.雨痕和雹痕◎雨痕:是雨滴落在松软沉积物表面上形成的圆形或椭圆形凹穴。

111、若雨滴直落,雨痕呈圆形;若斜落,则雨痕呈椭圆形。

112、只有在雨量很小的干旱、半干旱气候条件下,雨痕才能得以保存。

113、◎雹痕:与雨痕相似,区别在于雹痕规模稍大,较深,形状不规则,具有略微突起的边缘,往往很粗糙。

114、图11-20 泥裂示意图(施罗克,1948)(三)同生变形构造同生变形构造是在沉积物沉积的同时或固结成岩之前,沉积物处于塑性状态下形成的构造。

115、同生变形构造往往局限于一定的层位,上下为正常的沉积层。

116、同生变形构造的成因主要为重力作用引起的水下滑塌、上覆沉积物负荷不均引起的物质运动等。

117、常见的同生变形构造包括负荷印模、变形层理和碎屑岩脉等。

118、1.负荷印模负荷印模也称为重荷模,常见于泥质层之上的砂质层底面上。

119、它是由饱含水分的软泥沉积物在塑性状态下,接受上覆砂质沉积物负荷不均衡所造成的。

120、负荷印模常呈圆形或不规则的瘤状凸起、排列杂乱、大小不等。

121、负荷印模常见于浊积岩中,在浅海、潮坪及河流环境中也可出现。

122、2.变形层理与包卷层理变形层理是由原生层理经变形而成。

123、包卷层理系指一种呈复杂褶皱状的变形层理。

124、层理的褶皱一般连续,谷宽缓而峰窄尖,常呈同斜倾卧,厚度稳定,上下层面平整。

125、在岩层中部或稍偏上部褶皱幅度最大,向上下层面幅度减小。

126、这种构造常产生在2~25cm厚的粗粉砂、细砂层内。

127、包卷层理主要见于浊积岩,在潮坪和河漫滩沉积中也可见及。

128、其形成与沉积层的差异液化有关,液化层的层间流动引起了原生层理的弯曲。

129、也可能与差异负荷作用有关(图11-21)。

130、图11-21 包卷层理素描图(何起祥,1978)3.碎屑岩脉饱含水的砂或粉砂,在差异压力作用下,上冲注入到附近沉积层裂隙中(图11-22),从而形成碎屑岩脉或岩墙、岩床等。

131、常见的碎屑岩脉一般规模不大,但也有延伸较远者。

132、图11-22 砂岩脉(何起祥,1978)二、化学成因的构造化学成因的构造是指在成岩过程中由化学作用形成的构造,这种构造多是溶解-沉淀联合作用的结果。

133、常见的化学成因构造包括晶痕、缝合线、结核、鸟眼构造等。

134、1.晶痕与假晶在化学沉积作用中结晶出来的矿物晶体被泥或砂质沉积物掩埋之后,因沉积物失水收缩可稍稍突出于岩层顶面,突出部分同时也会嵌入到覆盖层的底面。

135、当矿物晶体被选择性溶解后就会在两岩层接触面上留下与矿物晶体大小和形态完全一致的空洞,该空洞称为晶痕。

136、晶痕被充填或被其他矿物交代就形成了假晶。

137、形成晶痕或假晶的矿物主要为石盐和石膏(图11-23)。

138、石盐和石膏都是超高盐度条件下的结晶产物,因而,石盐和石膏假晶均可指示干旱炎热气候条件和浅水沉积环境(内陆盐湖或滨海)。

139、图11-23 石盐假晶(何起祥,1978)2.缝合线缝合线是碳酸盐岩中极为常见的构造,然而,在石英砂岩、硅质岩及盐岩中也可出现。

140、缝合线是指在垂直碳酸盐岩等岩石层理的切面中发育的锯齿状缝隙。

141、在三维空间中,实际上它是由许多参差不齐的小柱所组成的复杂曲面。

142、小柱体的柱面上常有明显的滑动擦痕,缝合面上有薄膜状褐黄色的黏土和铁质充填等。

143、缝合线形态多样,可呈微波状、锯齿状、陡峰状等。

144、其起伏幅度小者低于1mm,大者高于10cm,甚至达1m。

145、近于平行层理分布的多见,但也有斜交或垂直层理的。

146、它既可以切穿化石、鲕粒等,又可以绕过它们。

147、一般认为,固结的岩石在负荷压力作用下发生差异溶解可形成缝合线。

148、缝合线的缝合面上充填的黏土物质和铁质是压溶后留下的不溶残余物(图11-24)。

149、缝合线是碳酸盐岩中经常存在的一种微裂隙,对油、气、水的运移具有一定意义。

150、图11-24 缝合线构造(刘和甫,1959)3.结核结核是一种成分、结构、颜色等与围岩有显著差异的矿物集合体。

151、结核主要是成岩阶段物质重新分配的产物。

152、结核形态很多,有球状、椭球状、不规则团块状等。

153、大小变化很大,小者几毫米,大者数十厘米。

154、其内部可为均质的,也可呈同心状、放射状、包卷状及网格状。

155、有的有核心,有的无核心。

156、结核在岩石中可以单个存在,也可呈串珠状成群出现。

157、沉积岩中最常见的结核,从成分上可以分为:碳酸盐结核、硅质结核、磷酸盐结核、锰质结核、黄铁矿结核、白铁矿结核、石膏结核等。

158、结核按成因可分为同生结核、成岩结核和后生结核(图11-25)。

159、①同生结核形成于沉积过程中,多半是由胶体物质围绕某些质点凝集,或由胶体物质呈凝块状析出而成。

160、成分一般不同于同期沉积物。

161、常见的有硅质结核、钙质结核等。

162、同生结核的鉴别标志是结核不穿切层理,层理围绕结核弯曲。

163、②成岩结核是成岩阶段物质重新分配的产物,它既可以切穿层理,又可见层理围绕结核弯曲,有时结核内还保留残余的围岩层理。

164、③后生结核形成于沉积物固结之后,因而切穿层理而无层理弯曲现象。

165、图11-25 结核的成因类型(何起祥,1978)4.鸟眼构造在细粒碳酸盐岩中,常见有一种微小的孔洞,其形状似鸟的眼睛,一般高1~3mm,长、宽几毫米,大致平行层理排列,孔洞常为亮晶方解石充填,这种构造称为鸟眼构造(图11-26)。

166、因为它们常成群出现,故又叫窗格状构造。

167、图11-26 鸟眼构造(路凤香等,2002)鸟眼构造的成因还不十分清楚,目前提出的成因假说包括:①露出水平面的细粒碳酸盐沉积物收缩;②细粒碳酸盐沉积物中的藻类等有机质腐烂所留下的孔洞以及生成的气泡而造成;③细粒碳酸盐岩中的硬石膏等易溶盐类矿物的晶体、小眼球状集合体溶解或被交代而生成。

168、鸟眼构造常产生在潮上带及潮间带碳酸盐沉积物中,尤其是潮上带特别发育,一般不形成于潮下带。

169、三、生物成因的构造生物通过生命活动对沉积构造的形成和改造均具有极其重要的作用。

170、生物形成的特殊构造包括生物层理(如叠层构造)和生物遗迹(如虫迹、虫孔)。

171、1.叠层构造叠层构造是由蓝绿藻类分泌的黏液捕获与黏结砂、粉砂、泥级颗粒或晶体而组成的一种纹层构造。

172、纹层形态多变,有的平直,有的波状弯曲,或呈柱状环叠、半球状覆裹、球状包覆。

173、呈球状包覆的叠层石通常称为藻灰结核或核形石、藻球。

174、叠层构造主要由富藻纹层和富屑纹层相间组成(图11-27)。

175、◎富藻纹层:又称基本暗带,较薄(0.1mm左右)。

176、纹层中藻体多,有机质高,色暗;碳酸盐沉积物少。

177、◎富屑纹层:又称基本亮带,较厚(1mm左右)。

178、纹层中藻体少,有机质低,色浅;碳酸盐沉积物多。

179、叠层构造即由这两种纹层交替重叠构成。

180、常见于碳酸盐岩、磷灰岩及铁质岩中。

181、现代碳酸盐叠层石在潮上带、期间带和潮下浅水带均有分布,是良好的相标志。

182、波状叠层石主要分布在潮上带的泥坪环境;分叉的环柱状叠层石主要分布在潮间带;球状藻灰结核或藻球是在水底长期滚动而形成的,它是判别潮下带的可靠标志。

183、图11-27 叠层构造(何起祥,1978)2.虫迹和虫孔◎虫迹:是生物在未固结的沉积层表面留下的活动痕迹。

184、虫迹在下层面上所形成的印模呈圆筒状或压扁的埂状小突起,成弯曲状、树枝状或交叉状分布。

185、◎虫孔:是生物在未固结的沉积层内部觅食或穴居的孔道。

186、在滨浅海、潮坪及不稳定的陆缘带,虫孔一般简单,多垂直于层面,孔较深;在深海软泥中,虫孔一般杂乱,多垂直于层面,孔较浅;在潮下浅海过渡区域,虫孔多为倾斜的,或向垂直层面或向平行层面过渡。

187、虫迹和虫孔是良好的相标志(图11-28)。

188、图11-28 虫孔与虫迹(塞拉赫,1967)生物的钻孔活动对原生沉积构造具有极为强烈的破坏和改造作用。

189、由生物扰动作用形成的各种不规则的构造,称为生物扰动构造,它可使原来具有层理的岩石变为均质的无层理的岩石(图11-29)。

190、图11-29 生物扰动构造(Mooreetal.,1957)如果按成因分,有机械成因的沉积构造比如水平层理、各种交错层理,生物成因的比如生物钻孔、虫迹,化学成因的比如假晶、龟裂纹等。

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