Ch2沉積巖層的產(chǎn)狀及其原生構(gòu)造

第二章沉積巖層的產(chǎn)狀及其原生構(gòu)造

4/18/20241構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍內(nèi)容1.沉積巖的原生構(gòu)造2.軟沉積變形（補(bǔ)充）

3.巖層的產(chǎn)狀、厚度及出露特征4.地層接觸關(guān)系要點(diǎn)：1.

利用原生構(gòu)造判別巖層頂?shù)钻P(guān)系2.

軟沉積變形構(gòu)造的識(shí)別3.

“V”字形法則4.

角度不整合時(shí)代的確定4/18/20242構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍第2章沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀1.沉積巖的原生構(gòu)造2

面狀結(jié)構(gòu)和線狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)狀

3.軟沉積變形（補(bǔ)充）4.巖層的產(chǎn)狀、厚度及出露特征5.地層接觸關(guān)系4/18/20243構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍§1

沉積巖層的原生構(gòu)造1.原生構(gòu)造:在巖石形成過程中形成的，沉積巖、火成巖均具原生成層構(gòu)造。2.沉積巖層的原生構(gòu)造：沉積巖在沉積過程中或成巖作用過程中產(chǎn)生的非構(gòu)造變動(dòng)的構(gòu)造，如層理、層面構(gòu)造（泥裂、雨痕、印模等）、結(jié)核、疊錐以及生物遺跡等等。注意：沉積巖原始層面產(chǎn)狀呈水平狀，僅于沉積盆地邊緣、島嶼或隆起四周會(huì)有原始傾斜;受到力的作用發(fā)生變形后，它們的產(chǎn)狀才有可能發(fā)生改變。研究地質(zhì)界面產(chǎn)狀在變形后發(fā)生變化與否的參考“坐標(biāo)”?；靖拍?/18/20244構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍§1

沉積巖層的原生構(gòu)造寧夏賀蘭山汝其溝三疊系砂巖中向斜3.巖層：由兩個(gè)近于平行的界面所限定的，巖性基本一致的層狀巖體（沉積巖層）。4.巖層面——巖層的上、下界面。頂面：上層面。底面：下層面。基本概念4/18/20245構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍5.巖層厚度——頂?shù)捉缑嬷g的垂直距離。6.巖層厚度橫向變化：板狀楔狀透鏡狀§1

沉積巖層的原生構(gòu)造基本概念4/18/20246構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍1.1層理及其識(shí)別（1）層理：是由巖石成分、結(jié)構(gòu)和顏色在剖面上突變或漸變所顯現(xiàn)出來的一種成層構(gòu)造。三種基本類型：平行層理、波狀層理、斜層理。（2）細(xì)層：又稱紋層,

是組成層理的最小單位,多具有較均一的成分和結(jié)構(gòu)。（3）層系：是由成分、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀上相同的許多細(xì)層組成。A、B、C和D為層理，箭頭所指為層系內(nèi)細(xì)層。1、層理4/18/20247構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍（1）巖石成份變化：由成分差異而顯示出來的層理；在成分單一的巨厚巖層中,尋找成分特殊的夾層（灰?guī)r中的泥頁巖夾層）,夾層的層理就代表了巨厚巖層的層理。（2）巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造變化：不同粒度或不同形狀的顆粒總是分層堆積的,從而顯示出層理,觀察這些顆粒的變化有助于識(shí)別巖層的層理。

2、層理識(shí)別1.1層理及其識(shí)別4/18/20248構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍（3）巖石顏色變化:由于顏色的不同顯示出層理來（4）巖層的原生層面構(gòu)造：包括波痕、泥裂、雨痕、生物遺跡及其印模等，是確定巖層層理的標(biāo)志2、層理識(shí)別1.1層理及其識(shí)別4/18/20249構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍確定巖層新老關(guān)系是野外觀察研究地質(zhì)構(gòu)造的一個(gè)重要問題。未經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的巖層，其正常層序總是上頂下底，即上新下老，但經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)后巖層則可直立，甚至倒轉(zhuǎn)，新老層序倒置的現(xiàn)象。

化石是確定新老關(guān)系和地質(zhì)年代的依據(jù)，但有些無化石的“啞地層”，則只能根據(jù)原生構(gòu)造和某些次生構(gòu)造來確定新老層序。況且確定地層的新老關(guān)系，原生構(gòu)造的方法比化石來得更容易些。1.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌嫘碌貙永系貙?23544/18/202410構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍（1）斜層理：向底面收斂（與底面交角變?。Ｆ渑袛嗵卣魇?在一個(gè)層系中,每組細(xì)層的層理與層系底部巖層面呈相切的關(guān)系；與層系頂部的巖層面呈較大角度截交關(guān)系.

換句話說,細(xì)層層理向巖層頂面撒開,向巖層底面收斂。2.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌?/18/202411構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍1.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌妫?）粒序（韻律）層理：下粗上細(xì)，頂?shù)酌嬷g粒級(jí)突變。又叫遞變層理,其特點(diǎn)是在一個(gè)單層內(nèi),從巖層的底部到巖層的頂部,礦物或碎屑的粒度是由粗逐漸變細(xì)，粒級(jí)漸變。4/18/202412構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍1.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌?/p>

（3）波痕：

沉積巖層面上的波痕成因很多,但可用于指示和判斷巖層頂面和底面的主要是對(duì)稱型的浪成波痕。波峰指向巖層的頂面的；波谷指向低面。4/18/202413構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍1.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌妫?）泥裂在剖面上呈上寬下窄的“Ｖ”字型或楔形,裂縫被上覆沉積物充填形成脊形印模;無論是楔形裂縫還是脊形印模的尖端都是指向巖層的底面的。白堊系朱巷組（K1）中的泥裂－合肥盆地4/18/202414構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍1.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌?/p>

（5）雨痕、冰雹痕及其印模：

雨點(diǎn)和冰雹落在泥質(zhì)或粉砂質(zhì)沉積物上打擊出圓形或橢圓形凹坑，

凹坑被上覆沉積物填充掩埋,成巖后便在巖層的頂面上留下凹坑,上覆巖層的底面形成圓形或橢圓形的瘤狀突起。凹下方向是指向巖層的底面新疆民豐縣安德爾河泥裂和雨痕（現(xiàn)代）－新疆庫車河4/18/202415構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍

（6）沖刷充填構(gòu)造

流水的沖刷而在沉積巖層的層面上造成溝、槽和淺坑等凹凸不平的沖刷痕跡,之后,在其上覆沉積巖層的底面上可形成相應(yīng)的印模，沖刷面附近常保留下伏地層的礫石,

溝槽凹下方向是指向巖層的底面。1.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌嫔习讏捉y(tǒng)張橋組中的沖刷充填構(gòu)造－合肥盆地肥東縣王鐵鄉(xiāng)分流河道對(duì)下伏巖層的沖刷切割、充填4/18/202416構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍1.2利用沉積巖原生構(gòu)造確定巖層頂?shù)酌?/p>

（7）古生物化石的生長(zhǎng)和埋藏狀態(tài)：

巖層中的古動(dòng)物化石、古植物化石的保存狀態(tài)可用以確定巖層的頂面和底面。例如,珊瑚化石的基部總是指向巖層的底面。又如,某些藻類形成的疊層石化石,具有向上弧形凸起的疊積紋層構(gòu)造,弧形凸?fàn)罴y層的凸出方向,指向巖層的頂面。4/18/202417構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍第2章沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀1.沉積巖的原生構(gòu)造2

面狀結(jié)構(gòu)和線狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)狀

3.軟沉積變形（補(bǔ)充）4.巖層的產(chǎn)狀、厚度及出露特征5.地層接觸關(guān)系4/18/202418構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍§2

面狀結(jié)構(gòu)和線狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)狀構(gòu)造從幾何學(xué)上看，可歸納為面狀和線狀兩種結(jié)構(gòu)。面狀和現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)的空間方位和狀態(tài)，就是產(chǎn)狀。走向：傾斜平面與水平面的交線稱作走向線（AOB）。走向線兩端延伸的方向即為該平面的走向。一走向線兩端的方位相差180°。傾向：傾斜平面上與走向線相垂直的線叫傾斜線（OD），傾斜線在水平面上投影所指的沿平面向下傾斜的方位即傾向（ODˊ）。傾角：指平面上的傾斜線與其在水平面上的投影線之間的夾角（α角），即在垂直該平面走向的直立剖面上該平面與水平面間的夾角。4/18/202419構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍

（1）面狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素平面的產(chǎn)狀以其在空間的延伸方位及其傾斜程度來確定的。任何面狀構(gòu)造或地質(zhì)體界面的產(chǎn)狀均以其走向、傾向和傾角的數(shù)據(jù)表示。表示方法：傾向∠傾角，如：66o∠50o（常用）；走向/傾向∠傾角，如：156o/66o∠50o：規(guī)定N為0（或360o），E為90o，S為180o，W為270o．面狀構(gòu)造產(chǎn)狀要素示意圖2.1面狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀4/18/202420構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍

（2）線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素直線的產(chǎn)狀是直線在空間的方位和傾斜程度。產(chǎn)狀要素包括傾伏向、傾伏角，或用其所在平面上的側(cè)伏向和側(cè)伏角來表示。

傾伏向（指向）某一直線在空間的延伸方向，即某一傾斜直線在水平面上的投影線所指示的該直線向下傾斜的方位，用方位角或象限角表示（圖A）。

傾伏角指直線的傾斜角，即直線與其水平投影線間所夾之銳角，如圖A中γ角。

側(cè)伏角當(dāng)線狀構(gòu)造包含在某一傾斜平面內(nèi)時(shí)，此線與該平面走向線間所夾之銳角即為此線在那個(gè)面上的側(cè)伏角，如圖B中之α角。側(cè)伏向或側(cè)伏方向就是構(gòu)成上述銳角的走向線的那一端的方位。2.2線狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)狀構(gòu)造線的側(cè)伏—在構(gòu)造面上測(cè)量4/18/202421構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍第2章沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀1.沉積巖的原生構(gòu)造2

面狀結(jié)構(gòu)和線狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)狀

3.軟沉積變形（補(bǔ)充）4.巖層的產(chǎn)狀、厚度及出露特征5.地層接觸關(guān)系4/18/202422構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍沉積或成巖作用過程中形成的非構(gòu)造應(yīng)力作用形成的變形。沉積物此時(shí)尚未固結(jié)成巖，處于塑性或半塑性狀態(tài)，故稱之為軟沉積變形。從局部沉積區(qū)來說，軟沉積變形的形成作用包括：負(fù)荷作用、重力滑塌和滑移作用、孔隙壓力效應(yīng)和水體攏動(dòng)作用等?！?軟沉積變形4/18/202423構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍３.１軟沉積變形類型

（一）負(fù)荷作用：

當(dāng)砂層沉積在塑性的泥質(zhì)之上因差異壓實(shí)會(huì)使沉積物發(fā)生垂向流動(dòng)而形成的軟沉積變形構(gòu)造。1.火焰構(gòu)造：當(dāng)砂質(zhì)層堆積在含水且具高塑性泥質(zhì)層之上時(shí)，差異壓實(shí)會(huì)引起砂質(zhì)層與泥質(zhì)層之間發(fā)生相互垂向運(yùn)移。泥質(zhì)層成尖舌狀貫入上覆砂質(zhì)層中，形成一排尖舌，稱之為火焰狀構(gòu)造?；鹧鏍顦?gòu)造的舌尖指向巖層頂面。4/18/202424構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍

2.砂球和砂枕：在差異負(fù)荷狀態(tài)下覆于塑性泥質(zhì)層之上的砂質(zhì)層，會(huì)因震動(dòng)等觸發(fā)而斷開并下陷至泥質(zhì)層中，形成砂球或砂枕。砂巖球和砂巖枕的凹面指向巖層頂面。（一）負(fù)荷作用３.１軟沉積變形類型4/18/202425構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍３.１軟沉積變形類型

（二）滑塌和滑移作用：

滑塌作用和滑移作用一般是在陸上，尤其是在水下隆起的斜坡上，由于重力、水流和震動(dòng)等原因引起松軟沉積物順坡下滑或順層流動(dòng)的作用?；饔?下滑速度快而突然;滑移作用:下滑速度較小，甚至為蠕動(dòng)式。兩種類型：滑塌褶皺和卷曲層理。

缺乏脆性斷層和角礫巖是鑒別它的標(biāo)志。4/18/202426構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍３.１軟沉積變形類型（三）孔隙液壓效應(yīng)：飽水砂層被壓入裂隙中形成的。砂巖墻：砂巖墻主要是未固結(jié)碎屑物質(zhì)液化后貫入到裂隙中形成的。碟狀構(gòu)造：孔隙水向上運(yùn)動(dòng)，沖斷砂質(zhì)紋層，截切砂質(zhì)層碟狀，形成的一種透水構(gòu)造。4/18/202427構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍３.２軟沉積變形的特點(diǎn)及成因機(jī)制（一）特點(diǎn)：

1、軟沉積物變形常局限于一定層位或單層中，與整套巖系的變形相比較顯得很不協(xié)調(diào)。

2、軟沉積物變形主要是重力作用的結(jié)果，一般不顯示構(gòu)造應(yīng)力造成的構(gòu)造定向性。常局限于一定的地段，如沉積盆地邊緣、大隆起邊緣等，有一定坡度差的部位。

（二）成因機(jī)制

內(nèi)因：沉積物力學(xué)性質(zhì)高度塑性，抗剪切強(qiáng)度極差。外因：一定角度的斜坡地形和地震、風(fēng)暴、海嘯等外部誘發(fā)因素。4/18/202428構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍３.３研究軟沉積物變形的意義（1）揭示出構(gòu)造現(xiàn)象并不全是成巖后的構(gòu)造作用引起的，有利于更好地理解構(gòu)造形成和發(fā)展的復(fù)雜歷程；（2）幫助理解和正確區(qū)分成巖前與成巖后的變形及其疊加關(guān)系，避免構(gòu)造分析的簡(jiǎn)單化；（3）幫助分析古沉積和古地理環(huán)境。研究意義4/18/202429構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍§4接觸關(guān)系4.1沉積巖層產(chǎn)狀和V字型法則4.2地層的接觸關(guān)系4/18/202430構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍傾斜巖層水平巖層4.1沉積巖層產(chǎn)狀和V字型法則4/18/202431構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.1.1水平巖層及其出露特征水平巖層剖面（A）和地質(zhì)圖（B）4/18/202432構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.1.2

起伏地形中直立巖層出露界線直立巖層的露頭形態(tài)4/18/202433構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.1.3

起伏地形中傾斜巖層出露界線的“V”字型法則巖層傾向與地面坡向相反4/18/202434構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.1.3

起伏地形中傾斜巖層出露界線的“V”字型法則巖層傾向與地面坡向相同，巖層傾角大于地面坡角4/18/202435構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.1.3

起伏地形中傾斜巖層出露界線的“V”字型法則巖層傾向與地面坡向相同，巖層傾角小于地面坡角4/18/202436構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2

地層的接觸關(guān)系整合（Conformity）不整合（Unconformity）不整合在地質(zhì)圖和剖面圖上的表現(xiàn)不整合的形成及其地質(zhì)意義不整合的研究4/18/202437構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.1

地層接觸關(guān)系：整合接觸整合接觸沉積作用基本連續(xù)，沉積物連續(xù)堆積，沒有間斷。新老地層之間為平行或近于平行的關(guān)系整合接觸的地質(zhì)意義反映該地區(qū)在此沉積時(shí)期內(nèi)地殼升降與沉積處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，沒有發(fā)生顯著的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)4/18/202438構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.2

地層接觸關(guān)系：不整合接觸不整合接觸上下兩套地層之間有明顯的沉積間斷，造成地層的缺失不整合的類型平行不整合角度不整合4/18/202439構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.2.1

平行不整合-假整合不整合面上下兩套地層的產(chǎn)狀彼此平行，接觸界線與整合接觸界線相似平行不整合與整合的區(qū)別平行不整合上下兩套地層之間缺失地層平行不整合反映地殼上升，沉積地層露出水面，接受剝蝕，是升降運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)4/18/202440構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.2.2

角度不整合角度不整合上下兩套地層產(chǎn)狀不同，構(gòu)造（褶皺、斷裂等）形式、強(qiáng)度和變形方向，變質(zhì)程度，巖漿活動(dòng)不同反映兩套地層經(jīng)歷了不同的地質(zhì)發(fā)展歷史。角度不整合的特點(diǎn)上覆地層變形相對(duì)簡(jiǎn)單下伏地層變形相對(duì)復(fù)雜，其中可以包括上覆地層的變形構(gòu)造，表現(xiàn)為疊加變形。4/18/202441構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.2.2

角度不整合（嵌入不整合）新沉積物充填于侵蝕凹地中，導(dǎo)致新地層底面與不整合面呈交切狀態(tài)。新老地層在橫向上直接接觸的現(xiàn)象稱作毗連。4/18/202442構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.2.2

角度不整合（超覆不整合）沉積范圍或沉積盆地的變化使得沉積地層的分布范圍發(fā)生變化(擴(kuò)大)。上覆較新的地層直接覆于沉積基底之上，從而導(dǎo)致一套地層中部分層位（以底部地層更為常見）的邊緣表現(xiàn)為尖滅現(xiàn)象。4/18/202443構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.3

剖面圖和地質(zhì)圖上的角度不整合新地層的底面界線截切老地層出露界線4/18/202444構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.4

不整合的形成平行不整合的形成過程下降、沉積→上升、沉積間斷、遭受剝蝕→下降、再沉積。角度不整合的形成過程下降、沉積→褶皺等變形、變質(zhì)、巖漿侵入、隆起、沉積間斷、遭受剝蝕→下降、再沉積。4/18/202445構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.5

不整合的地質(zhì)意義反映上、下地層空間的相互關(guān)系和時(shí)間上的發(fā)展順序巖石地層單元?jiǎng)澐值闹匾獏⒖脊诺乩?，古?gòu)造演變的研究不整合面與礦產(chǎn)關(guān)系密切——鐵、錳、磷、鋁土礦，巖漿熱液型礦床，石油、天然氣4/18/202446構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.6

不整合的研究不整合的研究主要涉及：不整合的確定形成時(shí)代類型及其空間變化4/18/202447構(gòu)造地質(zhì)學(xué)-宋立軍4.2.6