沉积岩的原生构造.ppt

第第2 2讲讲 沉积岩层的原生构造沉积岩层的原生构造1.动力成因的沉积构造2.层理层面构造3.利用原生沉积构造判定岩层顶、底面4.软沉积变形沉积构造、原生构造、次生构造的概念o沉积构造指沉积岩各组成部分的空间分布和排列方式，它是沉积物在沉积期或沉积以后由物理作用、化学作用、生物作用在沉积物内部或者沿着沉积物与流体界面所形成的。o原生沉积构造在沉积过程中形成的并受沉积条件所控制的沉积构造，如波痕、层理等。o次生沉积构造在沉积期后由各种成岩作用所形成的沉积构造，如缝合线等。沉积构造的分类沉积构造的分类 按形态分按形态分 层理构造层理构造 层面构造层面构造 结核结核按沉积岩形成阶段分按沉积岩形成阶段分沉积的沉积的 成岩的成岩的 后生的后生的按成因分按成因分物理成因的沉积构造物理成因的沉积构造 化学成因的沉积构造化学成因的沉积构造 生物成因的沉积构造生物成因的沉积构造根据沉积构造在构造地质学方面的应用，本讲主要讲述物理成因沉积和部分生物成因构造沉积动力（物理）成因的沉积构造o包括：包括：oA层理构造层理构造(动力成因的沉积构造）oB层面构造层面构造（动力成因与暴露成因）oC软沉积变形软沉积变形(动力成因的沉积构造）层理构造层理概念层理概念岩石性质沿垂向变化的一种层状构造，它可以通过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、颜色的突变和渐变而显现出来矿物成分、结构、颜色的突变和渐变而显现出来。识别：识别：成分变化：成分变化：成分较为均一的岩石中，出现其他成分薄的夹层成分较为均一的岩石中，出现其他成分薄的夹层颜色变化：颜色变化：在成分均一、颗粒较细的岩层中出现颜色不同的夹在成分均一、颗粒较细的岩层中出现颜色不同的夹层或条带层或条带结构变化：结构变化：碎屑沉积岩中出现由不同粒度和形态的成分层碎屑沉积岩中出现由不同粒度和形态的成分层层面原生构造：层面原生构造：一些层面构造可以确定岩层顶底面（如波痕、一些层面构造可以确定岩层顶底面（如波痕、印模）；印模）；颜色变化常见层理构造o水平层理水平层理o平行层理平行层理o波状层理波状层理o交错层理交错层理o递变（粒序）层理递变（粒序）层理o水平层理 产于：泥质岩、粉砂岩以及泥晶灰岩中 环境：比较弱的水动力条件下，由悬浮物沉积而成。出现在低能环境中，如深湖、泻湖、深海等环境。o平行层理平行层理主要产于砂岩中，是在较强的主要产于砂岩中，是在较强的水动力条件下，高流态中由平水动力条件下，高流态中由平坦的床沙迁移而成的坦的床沙迁移而成的o波状层理 纹层呈对称或不对称的波状，但总的方向平行于层面。o交错层理（斜层理）在层的内部边一组倾斜的细层（前积层）与层面或层系界面相交。包括：板状、槽状、楔状交错层理 大型风成斜层理及其形成过程斜层理的形成过程粒序层理o一般情况下，一般情况下，下部粗、上部下部粗、上部细，称作正粒细，称作正粒序层理序层理粒序层理粒序层理(Graded bedding)2）层面构造o层面构造：发育“层”顶、底面上的构造o层面构造分类动力成因的：波痕、冲刷痕暴露成因的：泥裂、雨痕、假晶o波痕风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。o风成波痕波波 痕痕 要要 素素 不对称指数（不对称指数（RSI）=l1/l2，表示波痕的不对称程度表示波痕的不对称程度 波长（波长（L）两个相邻波峰或波谷之间的水平距离两个相邻波峰或波谷之间的水平距离波高（波高（H）波峰与波谷之间的高差波峰与波谷之间的高差波痕指数（波痕指数（RI）=L/H，表示波痕相对高度及起伏情况表示波痕相对高度及起伏情况底面印模底面印模o泥岩表面被水冲刷形成冲泥岩表面被水冲刷形成冲刷槽；上覆砂岩沉积之后刷槽；上覆砂岩沉积之后即形成底面铸模；风化之即形成底面铸模；风化之后，冲刷槽往往不宜于保后，冲刷槽往往不宜于保存下来，而在砂岩底部保存下来，而在砂岩底部保存了底面印模或铸模存了底面印模或铸模o包括：沟模、槽模包括：沟模、槽模底面印模底面印模层面暴露构造o泥裂泥裂o雨痕与冰雹痕雨痕与冰雹痕o食盐假晶食盐假晶泥裂（Mud crack）imprint of salt crystals食盐假晶辽西地区中元古界大红峪组中的石盐假晶辽西地区中元古界大红峪组中的石盐假晶Raindrop imprint(雨痕）3）生物成因沉积构造o生物遗迹构造 o生物扰动构造 o生物生长构造叠层构造 o植物根痕迹叠层构造叠层构造成因：它是由蓝绿藻细胞分泌粘液质捕集和粘结沉积质点而成的。两种基本层组成：富藻纹层（暗层）藻类组份含量多富屑纹层（亮层）藻类组份少周口店中元古界铁岭组叠层构造生物遗迹构造生物遗迹构造虫迹、足印虫迹、足印植物根痕迹植物根痕迹3 3 可用于判定地层面向的可用于判定地层面向的原生构造原生构造岩层的面向o面向：指岩层顶面法线所指的方面，是成层岩石中岩层由老变新的方向，对构造研究具有重要的意义。o目的判断岩层的顶、底面可用于判定地层面向的原生构造可用于判定地层面向的原生构造o粒序层理o板状交错层理o槽状交错层理o生物遗迹o泥 裂o枕状熔岩4 软沉积变形软沉积变形：指沉积物尚未固结成岩时发生的变形。o据Spencer（1977)研究，在巨大的逆冲断层、褶皱系以及板状劈理中都可能是在岩石处于半固结状态发生的。学习目的：o认识构造现象发生的复杂性o正确分析和认识岩石成岩前和成岩后变形的叠加关系，避免构造分析简单化。o负荷引起的软沉积变形负荷引起的软沉积变形(Load structure)(Load structure)重重力倒置状态下形成的各种软沉积变形力倒置状态下形成的各种软沉积变形o重力滑移、滑塌重力滑移、滑塌引起的变形引起的变形(Slump deformation(Slump deformation，Synsedimentation folding)Synsedimentation folding)重力和斜坡导重力和斜坡导致软沉积物的变形致软沉积物的变形o空隙压力效应扰动作用空隙压力效应扰动作用空隙水压导致变形空隙水压导致变形软沉积变形的常见类型1 1）负荷引起的软沉积变形）负荷引起的软沉积变形成因：由于砂层沉积在塑性的泥质层之上，因差异压实导致沉积物发生垂向流动产生的软沉积构造。常见构造类型：火焰状构造 砂岩球 砂岩枕A 火焰状构造形成条件：砂质层堆积在含水且塑性的泥质岩层之上，引起砂质层与泥质层相互垂向运动。特点：泥质层呈尖舌状灌入上覆砂质层，形成一排尖舌，形似火焰。指向意义：舌尖指示岩层顶面B 砂球和砂岩枕o形成条件：差异负荷状态下，塑性泥质层之上的砂质层，因震动断开，下沉至泥质层中。o特点：砂球和砂枕或断续相连、或孤立产出，周围泥质层围绕砂球、砂枕弯曲。o指向意义：砂球、砂枕凹面指向岩层顶面砂球和砂岩枕负荷构造负荷构造(Load structure)o石香肠：能干层不易发生塑性流变，受到不断加强的平行层的拉伸，使其在某些初始的微小缺陷处产生应力集中，最终发生断裂，进一步伸展使断块分离，形成断面形态各异、三维上通常呈长而平行的柱状体，貌似平行排列的香肠。砂球砂枕与香肠构造的区别时间：砂球、砂枕属于软沉积变形；石香肠形成于成岩后岩石成因：砂球砂球、砂枕-差异负荷；石香肠平行层的拉伸，应力集中岩石断裂鉴别：oo考虑周围岩石总体变形特点、以及连续性；oo形态：球形、枕状菱形、柱状体砂球砂枕与香肠构造的区别2）滑塌作用与滑移作用成因：在水下隆起斜坡上，由于重力、水流等引起松软沉积物顺坡、顺层流动。常见构造：卷曲层理：具有盘回褶皱和复杂揉褶的变形，一般限于同一层，但缺乏断裂和构造岩为鉴别标志。滑移构造卷曲层理卷曲层理o形成机制差异：软沉积与成岩后o规模差异o断层活动与构造岩滑塌、滑移与重力滑动构造的区别滑塌、滑移与重力滑动构造的区别重力滑动构造重力滑动构造3）软沉积变形中的空隙压力效应成因：饱和水的砂层被不透水层封闭，并承受重压时，砂岩中的空隙水产生异常高压（异常孔隙压力），诱发软沉积发生滑塌及冲断构造导致软泥沉积物出现的构造。常见构造：碟状构造、砂岩墙o碟状构造碟状构造（dish structuresdish structures）特点：形态：由形如碟状（边缘上翘）纹层组成，直径一般为1-50cm。在横向上断续分布，垂向上互相重叠，其间被泄水通道的砂柱分开。指向：凹面指向岩层顶面砂岩墙o成因：未固结的碎屑物质液化后沿构造裂隙灌入形成的、形态复杂、规模差别较大、内部常具流动构造“墙状砂体”。o特点：常具有伴有流动褶皱、流动条带o注意与成岩后变形构造的区分。Deformation of the soft sediments imply that:o变形不仅仅是沉积物成岩之后才发生的沉积岩层的构造沉积岩层的构造(小结）小结）o动力成因的沉积构造o层理层面构造o利用原生沉积构造判定岩层顶、底面o软沉积变形下一次实习o实习指导书o厘米纸（25*10cm）o三角板、量角器、铅笔（2H）、橡皮