沉積學(xué)課件第五講-陸源碎屑巖沉積構(gòu)造(一)

沉積學(xué)第五講陸源碎屑巖沉積構(gòu)造(一)原生沉積構(gòu)造在沉積物沉積過(guò)程中及沉積物固結(jié)成巖之前形成的構(gòu)造即原生構(gòu)造，例如層理、包卷構(gòu)造等；固結(jié)成巖之后形成的構(gòu)造為次生構(gòu)造，例如縫合線等。原生沉積構(gòu)造是確定沉積環(huán)境的最有力的證據(jù)。沉積構(gòu)造類型物

理

成

因

構(gòu)

造化學(xué)成因構(gòu)造生物成因構(gòu)造流動(dòng)成因構(gòu)造同生變形構(gòu)造暴露成因構(gòu)造

層理構(gòu)造層面結(jié)構(gòu)其它重荷模構(gòu)造包卷構(gòu)造砂球和砂枕構(gòu)造碟狀構(gòu)造柱狀構(gòu)造滑塌構(gòu)造

干

裂雨

痕冰雹痕泡沫痕流

痕結(jié)核縫合線疊錐晶體印痕成巖層理生物遺跡構(gòu)造層和層理層（bed，laminae）由成分上基本一致的沉積物組成的單元，可以包含不同的粒級(jí)，也可以包含不同的沉積構(gòu)造。層理（bedding,lamination）是沉積物沉積時(shí)在層內(nèi)形成的成層構(gòu)造。層（layer），成層（stratification），地層（strata）無(wú)厚度含義關(guān)于層厚的定義巨厚層厚層中層薄層微層不同巖性的薄層有規(guī)律的組合，通?？梢詺w為一個(gè)“互層單元”。層理的類型塊狀層理水平層理平行層理交錯(cuò)層理…層理成因——流動(dòng)條件與床沙形體在河床中，流水沿著河床上非粘性沉積物（如砂、粉砂）的床面上流動(dòng)時(shí)，在沉積表面鑄造的幾何形態(tài)，稱為床沙形體（bedform）。侵蝕能力增加水流與床沙形體水質(zhì)點(diǎn)環(huán)形水流流速極緩慢時(shí)，流水不能推動(dòng)顆粒運(yùn)動(dòng)，此時(shí)床沙物質(zhì)并不移動(dòng)；水中攜帶的懸浮物質(zhì)沉積在床沙表面后即形成無(wú)運(yùn)動(dòng)的平坦床沙流速達(dá)到20cm/s時(shí)，床沙顆粒開(kāi)始移動(dòng)；由于有流動(dòng)阻力的存在，在床沙表面形成向上游緩傾斜、向下游陡陡傾斜的不對(duì)稱的沙波，其波高為0.5～3cm，波長(zhǎng)小于30cm，很少超過(guò)60cm，這種床沙形體稱為沙紋流速達(dá)到50cm/s時(shí)，沙紋的波高及波長(zhǎng)逐漸增大，波高由3cm左右至10～20cm，波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)米；先后出現(xiàn)沙浪、沙丘兩種床沙形體當(dāng)流動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)一步增大，低角度的沙丘漸消失，形成平坦的床沙，砂粒在平坦的床面上作連續(xù)的滾動(dòng)和跳躍，跳躍的高度大約等于顆粒直徑的2倍，這種床沙形體稱平坦床沙。由于高的流速和大的福勞德數(shù)值（Fr），使水面波增高（駐波），直至不穩(wěn)定，向上游方向發(fā)生破碎。此時(shí)水流向下游方向的流動(dòng)使床沙形體的陡坡一側(cè)遭受侵蝕，并在下一個(gè)床沙形體的緩坡一側(cè)產(chǎn)生加積，則床沙形體向上游移動(dòng)，形成逆行沙丘。逆行沙丘上部平坦床沙沙紋水下沙丘下部平坦床沙在平坦床沙上無(wú)運(yùn)動(dòng)床沙形體遷移過(guò)程在層內(nèi)留下的痕跡就是層理床沙形體的遷移沙紋→小型交錯(cuò)層理；沙浪、沙丘→中型或大型的交錯(cuò)層理；平坦床沙→平行層理。前積層后積層LeesideStossside床沙形體幾何形態(tài)直線狀、彎曲狀、鏈狀、舌狀、新月?tīng)詈土庑渭篂橹本€狀和微彎曲狀，可形成板狀交錯(cuò)層理脊為彎曲狀、鏈狀、舌狀和新月?tīng)顣r(shí)，則形成槽狀交錯(cuò)層理流速增大，水深減小交錯(cuò)層理在層系內(nèi)由一組傾斜的細(xì)層（前積層）與層面相交，所以又稱斜層理。流水（Flow）成因的交錯(cuò)層理，常見(jiàn)板狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理等；波浪（Wave）成因的交錯(cuò)層理，常見(jiàn)浪成沙紋層理，丘（洼）狀交錯(cuò)層理潮汐（Tidal）成因交錯(cuò)層理，常見(jiàn)羽狀、脈狀、透鏡狀交錯(cuò)層理層系和層系組層系（set）限定了由成份和產(chǎn)狀相似的傾斜細(xì)層組成的單元，其上下界面之間的垂直距離為層系厚度層系厚度不同，可分為小型（<3cm）、中型（3～10cm）、大型（10～200cm）、特大型（>200cm）交錯(cuò)層理。層系組（co-set）是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的相似層系組成的，是在同一環(huán)境的相似水動(dòng)力條件下形成流水（Flow）成因的交錯(cuò)層理小型交錯(cuò)層理（ripple）由水動(dòng)力強(qiáng)度較弱的沙紋遷移形成層系的厚度小于3cm呈板狀、槽狀、多數(shù)呈舟狀，多層系爬升沙紋層理中型至大型的交錯(cuò)層理

（dune）由水動(dòng)力較強(qiáng)的沙丘或沙浪遷移形成層系厚度大于3cm，可達(dá)1m或更厚。呈板狀、槽狀反向沙紋層理板狀交錯(cuò)層理（Tabular）和槽狀交錯(cuò)層理（Trough）Cross-stratification確定交錯(cuò)層理類型三度空間或至少有兩個(gè)斷面的露頭，在不同的斷面上，層系或細(xì)層可以有不同的形態(tài)板狀交錯(cuò)層理，在與流水平行的斷面上，細(xì)層成單向傾斜，層系成板狀；而在與流水垂直斷面上，細(xì)層可以水平，也可以傾斜。槽狀交錯(cuò)層理，在與流水垂直的斷面上，層系成槽狀；在與流水平行的斷面上，層系可以呈單向傾斜的板狀或舟狀。交錯(cuò)層理的細(xì)層面有斜度（細(xì)層面與下層系界面的夾角）和方位（細(xì)層面的傾向）的不同板狀交錯(cuò)層中細(xì)層面的傾向代表水流的流向，槽狀交錯(cuò)層中槽的長(zhǎng)軸傾斜方向平行于水流的流向。爬升沙紋層理由沙紋形成的小型交錯(cuò)層理，當(dāng)懸浮物供給充分時(shí)，沙紋不僅可以向前遷移，而且同時(shí)向上能建造成爬疊沙紋系列，后一個(gè)層系爬疊在前一個(gè)層系之上，稱為爬升沙紋層理。后積層被侵蝕后積層被保存反向沙紋層理在中型或大型交錯(cuò)層理的前積層，由水流漩渦形成的沙紋層理，其傾斜方向與交錯(cuò)層理的方向相反。波浪（Wave）成因的交錯(cuò)層理流水：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)波浪：雙向擺動(dòng)。浪成沙紋浪成沙紋的特點(diǎn)是由傾向相反、相互超覆的前積層組成。連續(xù)的直線型或彎曲型的幾何形態(tài)，且沙脊對(duì)稱性好。浪成沙紋層理不規(guī)則的波狀起伏的層系界面，前積紋層成組排列成束狀層系，前積層可通過(guò)波谷到達(dá)相鄰沙紋的翼上，前積層表現(xiàn)出“人字形”構(gòu)造，即相鄰層系前積層傾向相反。丘（洼）狀交錯(cuò)層理

Hummocky(swaley)cross-stratification由風(fēng)暴浪形成丘狀交錯(cuò)層理是由一些大的寬緩波狀層系組成，外形上象隆起的圓丘狀，向四周緩傾斜，丘高為20～50cm，寬為1～5m；底部與下伏泥質(zhì)層呈侵蝕接觸，頂面有時(shí)可見(jiàn)到小型的浪成對(duì)稱波痕；它們的傾向呈幅射狀，傾角一般小于15°洼狀交錯(cuò)層理是丘狀交錯(cuò)層理的伴生部分，即向上凸起的丘之間的向下凹的部分主要出現(xiàn)于粉砂巖和細(xì)砂巖中，常有大量云母和碳屑潮汐（Tidal）成因的交錯(cuò)層理潮汐流是一種往復(fù)流動(dòng)的水流，還一些特殊的層理規(guī)模上大于浪成沙紋層理羽狀（或人字形）交錯(cuò)層理脈狀層理、透鏡狀層理及波狀復(fù)合層理再作用面構(gòu)造羽狀（或人字形）交錯(cuò)層理

Herringbonecrossstratification羽狀交錯(cuò)層理是漲潮流形成的前積層與退潮流形成的前積層交互而成，在層面上層系互相疊置，相鄰層系的細(xì)層傾向正好相反，呈羽毛狀或人字形脈狀（Flaser）層理脈狀層理是在波谷及部分波脊上含有泥質(zhì)條紋的沙紋層理。在漲潮流和退潮流的活動(dòng)期，形成砂質(zhì)沙紋，而泥質(zhì)保持懸浮狀態(tài)；在憩水期懸浮泥質(zhì)沉降覆蓋在沙紋上，當(dāng)下一個(gè)潮汐流的活動(dòng)期開(kāi)始時(shí)，波脊上的泥被削去而波谷中的泥被新沙紋覆蓋而保存，最終形成脈狀層理。常出現(xiàn)在粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖中透鏡狀（lenticular）層理在泥質(zhì)層中夾有砂質(zhì)透鏡體，其形成的條件與脈狀層理相反，它是在潮汐水流或波浪作用較弱，并且砂的供應(yīng)不足，泥質(zhì)比砂質(zhì)的沉積和保存均有利的條件下形成的。波狀復(fù)合層理是上述兩種之間的過(guò)渡類型，成砂泥互層的波狀層理。再作用面構(gòu)造（Reactivationsurfaces）同一層系內(nèi)的一個(gè)侵蝕面，兩側(cè)的前積紋層的傾向是基本一致的，其形成與水流的方向或水位的變化有關(guān)由于潮汐流的方向改變可以使先形成前積層遭受侵蝕改造，當(dāng)潮汐流的方向恢復(fù)原來(lái)方向時(shí)，在此侵蝕面上又重建另一組的前積層。風(fēng)成（aeolian）交錯(cuò)層理風(fēng)成沙紋主要是由跳躍和表面蠕動(dòng)的顆粒向前移動(dòng)形成的，沙紋脊之間的距離等于跳躍顆粒的軌道長(zhǎng)度。風(fēng)成沙丘的大小，不受流動(dòng)深度的限制，主要和風(fēng)速及所夾砂量有關(guān)；橫向沙丘和縱向沙丘高0.1～100m，更復(fù)雜的大型錐狀沙丘高可達(dá)20～450m多數(shù)為槽狀交錯(cuò)層理，規(guī)模大塊狀（Massive）層理層內(nèi)物質(zhì)均勻、組分和結(jié)構(gòu)上無(wú)差異、不顯細(xì)層構(gòu)造的層理，稱為塊狀層理，又稱為無(wú)層理。一般認(rèn)為塊狀層理是由懸浮物（碎屑）的快速堆積、來(lái)不及分異因而不顯細(xì)層，如河流洪泛期快速堆積形成的泥巖層。常見(jiàn)于泥巖及厚層的粗碎屑巖中，礫巖絕大多數(shù)都是塊狀層理韻律層理（rhythmicbedding/Interbeded）由層與層間平行或近于平行的從數(shù)毫米至數(shù)十厘米的等厚或不等厚的兩種或兩種以上的巖性層的互層重復(fù)出現(xiàn)所組成，常見(jiàn)砂質(zhì)層和泥質(zhì)的韻律互層，稱為砂泥互層層理。由潮汐環(huán)境中潮汐流的周期變化形成潮汐韻律層理；由氣候的季節(jié)性變化形成淺色層與深色層的成對(duì)互層，即季節(jié)性韻律層理；由濁流沉積形成復(fù)理石韻律層理等。粒序?qū)永恚╣radedbedding）粒序?qū)永碛址Q遞變層理，從層的底部至頂部，粒度由粗逐漸變細(xì)者稱正粒序，若由細(xì)逐漸變粗則稱為逆粒序。粒序?qū)永淼撞砍Ｓ幸粵_刷面，內(nèi)部除了粒度漸變外，不具任何紋層濁流沉積（BoumaSequence）區(qū)分粒序和層序水平層理（Horizontallamination）水平層理主要產(chǎn)于細(xì)碎屑巖（泥質(zhì)巖、粉砂巖）和泥晶灰?guī)r中，細(xì)層平直并與層面平行，細(xì)