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沉积环境的主要判别标志

沉积环境的主要判别标志
沉积环境的主要判别标志

成的构造。流动构造是最重要和最常见的沉积构造。

(1)层面构造

在沉积岩的顶面或底面上形成的构造。如:波痕、细流痕、剥离线理、冲刷痕、压刻痕。

1. 波痕

由水流、波浪或风的作用,在沉积物表面形成的波状起伏痕迹。

波痕的内部构造及形成机理及实例

前积纹层形态及其控制因素

随介质能量的减弱和悬浮载荷的增加,前积纹层形态:直线型→切线型→凹型→S型

波痕的大小、形态、对称性、介质类

型各有不同。按介质类型分为:

A.水流波痕;

B.波浪波痕;

C.干涉波痕和改造波痕;

D.弧立波痕;

E.风成波痕

按波脊形态,分为5-6类:随水深减小和流

速增大,直线形→波曲形→链形→舌形→新月

形→菱形。

水流波痕按大小分为:

大型水流波痕:波长60~30cm,波高为6~,波痕指数大于15。主要产生于中、粗粒床沙中。

巨型水流波痕:波长大于30m,波高可达数米,波痕指数大于30。波脊以直线形为主,多分布在较深的浅海和大型河流中。

逆行砂丘:浅水急流(Fr>1),其水面波形与底形波痕一致(属同相波),与一般波痕形成作用相反,背流面一侧侵蚀,向流面一侧进行堆积。所以实际上它是向上游方向移动的,故称为逆行沙丘。它多见于海滩、潮坪、河流环境。

B、波浪波痕是由波浪作用于床沙表面而产生的波痕,据其对称程度可分为:对称波浪波痕和不对称波浪波痕。

对称波浪波痕:是由水体振荡运动形成、流体质点在表面呈园形轨道,

向下变为来回运动,反复作用结果形成“人”字形内部构造和对称形态。

不对称波浪波痕:是由水体运动时往复速度不同而造成的。在滨岸地区,由于水体运动受海底摩擦作用的影响,波浪向陆的速度大于向海运动的速度,故波痕形成方式和单向水流的波痕相似,内部只有一个方向的前积层。可以按直线形流水波痕的描述方法进行。

不对称浪成波痕和水流波痕的区别:①浪成波痕的波脊多出现分叉与会合的特点,水流波痕波脊则多中断并被别的脊代替;

②浪成波痕的波长多小于, 波痕指数(RI) <15, 而水流波痕的RI>15,浪成波痕的对称指数RSI <, 而水流波痕的RSI >;

③浪成波痕的前积纹层往往表现为成束的分枝状, 并且通过

波谷延伸到相邻波痕的翼部上。

C.干涉波痕和改造波痕

干涉波痕:浅水区不同方向的波浪或水流,同时或基本同时地联合作用形成干涉波痕。由于作用强度、方向、先后不同,形成格子状、梯状、网格状状等干涉波痕。

改造波痕:在水流及浪基面变化的情况下,先生成的波痕受到改造而形成改造波痕,如双脊波痕,削顶波痕。

干涉波痕和改造波痕常出现于前滨或潮间带。

D.孤立波痕:

在泥质物表面上由于沙供应不足而形成的不连续底形,弧立波痕与正常波痕相似,但它们发育不全,波高较低,因此波痕指数较大,构成透镜状层理。

E. 风成波痕:

有直、长而平行的脊,形态不对称。L=-25cm,H=-1cm,RI=10-70。其内部构造和水流波痕相似,但内部构造不清楚(砂为主),粗颗粒分布在波脊。发育于沙漠、海岸、干旱—半干旱气候下的河流等环境。

A-3(waverip,单向水流波痕作用).mov -“见动画”

2. 细流痕

由细小水流的刻蚀作用所形成的表面侵蚀痕迹。当沉积物表面暴露时,水便从沉积物中溢出,形成细水流,侵蚀而形成细流痕。

细流痕具有不同的形状,如树枝状、网状。指示沉积物表面间歇短期暴露。常见于潮间带、海滩、湖滨、泛滥平原。

3. 剥离线理

彼此平行的线状浅沟和低脊或颗粒弱定向排列而成。

与平行层理伴生出现,即分布在平行层理的层面上,是急流环境的良好标志。分布于海滨、湖滨、

三角洲平原和浊流沉积中。

4. 冲刷痕

水流在泥质沉积物表面冲蚀出来的痕迹称为冲刷痕,风化露头上,在其上覆砂岩层的底面以凸起的铸型保留下来。包括槽铸型(槽痕)、

纵向脊(沟铸型)。

槽铸型:由舌状突起体组成,突起的上游一端呈浑圆状,突起稍高,向下游端变宽和变缓。大量发育于浊流环境中,是良好的古流向

标志。

纵向脊(沟铸型):由一系列平行水流方向的紧密排列的连续

低脊。

5. 压刻痕

水流携带的物体在松软的沉积物表面运动时所刻蚀出来的痕

迹(工具痕)。可分为:沟痕(铸型)、V型痕(铸型)、戳痕(铸型)、弹

跳痕(铸型)。

最常见的是沟痕,它是物体在沉积物表面连续刻划而形成的沟,在上覆砂岩底面保存铸型。压刻痕主要见于河流环境。

(2)层理构造

层理构造定义:垂直于层面方向,由沉积物的成分、颜色、粒度等显示

出来的纹理特征。

1. 层理构造的术语

组成层理构造的单位包括:纹

层(细层)、层系(单层)、

层系组(层组)

纹层:最小单元,其上、下被纹层面所限,一个纹层有比较均一的

成分和结构,厚度1mm到数毫米,纹层断面有直线形、切线形、凹形、S形,

纹层与层面的关系可以是平行的,也可是斜交的。

层系:基本单元,由形状相似的纹层组合而成。层系内成分和结构

也较一致或具粒序。相邻的层系被层理面(或层面)分开。

层理面代表最小级别的沉积间断面。层理面可以是平行的或倾斜

的,层系厚度数毫米到数米,它们是在物理条件大致不变的情形下形成的。

层系组:由2个或2个以上的层系组成,相邻层组以层系组面(岩

层面)为界,代表比层理面间断面时间稍长的间断面。测量地层产状的面,

分层面。

2. 层理的分类

按成分层和结构,分为简单层理和复合层理

简单层理:由2个或2个以上成份相似的层系(层理)叠置而成。如交错层理。

复合层理:由2个或2个以上成份不同,但成因上有联系的层系(层理)组成。如脉状、波状、透镜状层理。

按综合因素,分为:

1)交错层理2)爬升波痕层理3)递变层理4)平行层理5)水平层理6)均匀层理7)脉状、波状、透镜状层理8)砂泥互层水平层理9)韵律层理

1)层理的分类·交错层理

由一系列与层理面斜交的纹层组成的沉积单元,主要见于碎屑岩和颗粒碳酸盐岩中,是高能的产物。交错层理的分类:

根据交错层理单位大小(即层系厚度)分为:

小型交错层理: 层系厚度小于5cm

大型交错层理: 层系厚度5cm-1m

根据交错层理单位的界面分为:

板状、楔状、槽状、波状交错层理。

板状交错层理:层系间界面呈平面,相互平行,层系内纹层倾向相同,大致反映单向水流,垂直水流方向剖面上,似“水平层理”(粒度、能量 )。(右图a ) 楔状交错层理:层系间界面呈平面,但其界面之间互不平行,使层系呈楔形。

平行水流方向,纹层与界面斜交,垂直于水流方向,与界面大致平行或斜交。(右图b )

槽状交错层理:层系界面为曲面,上下界面之间相互平行或斜交,层理本身为一槽状,纹层平行于层系面(弯曲)。平行水流方向,纹层呈较缓弧形,倾向一致,垂直水流方向上纹层呈槽状。(右图c ) 波状交错层理:层系界面呈波状,层系内的纹层可与界面相交,也可与底面大致平行的波状面。属小型交错层理。

确定交错层理的类型,要在三度空间进行观察和描述,因同一类型的交错层

理在不同断面上反映的形态是不同的。(下图)

C-1(rswave, 板状交错层理).mov -“见动画” C-2(rdune, 楔状交错层理).mov -“见动画” C-3(rcflow,槽状交错层理).mov -“见动画”

2)层理的分类·爬升波痕层理

由向上相互叠覆的波痕组成。

条件是悬浮沉积物丰富,使波痕向前迁移,并向上相互叠覆。 分为:同相位爬升波痕层理和迁移爬升波痕层理。

同相位的爬升层理:纵向上叠置(像叠层石),表明 迁移不明显。

迁移的爬升波痕层理:纵向上斜列(叠瓦状),表明 迁移不明显。

A-3(waverip,单向水流波痕作用).mov -“见动画”

C-4(clmbrip,爬升波痕层理).mov -“见动画”

3)层理的分类·递变层理

也叫粒序层理。以粒度递变为特征。一组递变层的厚度几厘米-几

十厘米。可分为正向递变层理和反向递变层理。

正向递变层理:下粗上细,常见于浊流、河流、海滩、三

角洲环境。

又细分为两种:粒序递变层理(A )和粗尾递变层理(C )。 1)交错层理

2)爬升波痕层理

3)递变层理 4)平行层理 5)水平层理 6)均匀层理 7)潮汐层理(脉状、

波状、透镜状层理)

8)砂泥互层水平层理

9)韵律层理

浊积岩中递变层理

洪积物(泥石流)中的递变层理(上)和风暴沉积的粒序层理(口袋状构

造)(下)

4)层理的分类·平行层理

强水流条件,相互平行的、水平的、由中粗砂、砾石组成的层理。

识别标志:纹层平行、颗粒粗、伴生剥离线理,与大型交错层理共生。

见于河流、海滩、浊流环境。

平行层理实例2

7状

8

5)层理的分类·水平层理

细粒沉积物的层理类型,纹层(1-2mm )彼此平行,呈水平状。

是低能或静水环境的标志之一。

见于湖泊、河滩、潮坪、泻湖、浅海、半深海、浊流等环境。

6)层理的分类·均匀层理

也称块状层理,用“肉眼甚至借助仪器”也辨认不出纹理的沉积物,在砂砾岩和泥质岩中都有分布。不同的成因解释有3种:

①快速堆积无分选的沉积,如由洪水、浊流、液化沉积物流沉积形成;

②安静环境中沉积,如深海泥岩;

③生物扰动,使原始层理被破坏。

7)层理的分类·脉状、波状、透镜状层理

属于复合层理,也成为潮汐层理。

这三种层理常共生在一起, 是在潮汐环境中,泥、砂都有供应。在湖滨、三角洲前缘、河流等环境中也可见到。

强动能时沉积具有前积纹层的砂层,强动能时沉积了悬浮的泥层。

依据砂、泥层的比例和分布的连续性,分为:脉状层理、波状层理、透镜状层理三种。

脉状层理:水动力强,砂充分,泥少,泥呈脉状分布于砂的波谷中,“砂包泥”。

波状层理:介于脉状与透镜状层理之间的过渡类型,是在泥砂都有供应,是砂层与泥层呈交替的波状连续层。

透镜状层理:与脉状层理相反,水动力较弱,砂不足,泥多,砂质透镜体被包围在泥岩之中,“泥包砂”。

脉状、波状、透镜状层理实例

8)层理的分类·砂泥互层水平层理

水平的砂质层和泥质层相间出现,单层厚度数毫米至数厘米,可以等厚也可不等厚,形成动力条件比波状层理弱,见于潮汐、三角洲、湖泊等。

9)层理的分类·韵律层理

砂泥互层的水平层理中,单层厚度小于4-5mm时,则为纹层状互层,称为韵律层理。可由潮汐变化,季节性变化或基它原因(气候变化、冰川纹层)等形成。

灰岩与泥灰岩韵律(L-M韵律)

韵律层理实例

最小的旋回:季候纹泥层对,为(美国)康涅狄格州冰期湖泊沉积,每一层对代表一年,浅色为夏季,深

色为冬季

(3)再作用面构造

指交错层理中某些层组内的一个冲蚀成因的倾斜面。在此面的上、下相邻的前积纹层具有相同的倾向。再作用面的倾向与前积纹层相同,但倾角较小,而且一般较平滑。常见于潮汐和河流环境中。

思考:再作用面与层系面的区别

再作用面的形成示意图

A-由水位变化造成的再作用面;B-与潮流的时间-速度不对称性有关的再作用面

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