第一節(jié)(2)總論(沉積巖的一般特征)13

第一節(jié)總論三沉積巖的一般特征

1.化學(xué)成分特征

2.礦物成分特征

3.結(jié)構(gòu)特征

4.構(gòu)造特征

5.沉積巖的顏色三沉積巖的一般特征1.化學(xué)成分特征組成沉積巖的物質(zhì)主要是母巖的風(fēng)化產(chǎn)物，因此，沉積巖的化學(xué)成分和礦物成分與母巖(主要是巖漿巖)有著不可分割的聯(lián)系。然而，由于沉積、成巖作用對(duì)母巖物質(zhì)的改造，使沉積巖的化學(xué)成分和礦物成分又具有自己的特征，其物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、顏色等特征也不同于巖漿巖。表1-1沉積巖和巖漿巖的平均化學(xué)成分氧化物沉積巖巖漿巖(克拉克，1924)克拉克(1924)克里寧(1941)舒科夫斯基(1952)SiO2TiO2A12O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5ZrOCr2O3CO2H2O其它57.950.5713.393.472.0——2.655.891.132.860.13————5.383.2358.160.9415.938.540.643.586.261.852.850.26————————59.170.7714.476.320.990.801.859.901.762.770.22————————59.121.0515.343.083.800.123.495.083.843.130.300.0390.0550.1021.150.304總計(jì)98.7399.0199.02100.00沉積巖與巖漿巖中鐵的總量相近，但沉積巖中Fe2O3＞FeO，巖漿巖中Fe2O3＜FeO。②

堿金屬和堿土金屬的含量，沉積巖低于巖漿巖。但CaO例外，它在沉積巖中的含量高于巖漿巖，這與生物及生物化學(xué)作用使CaO聚集有關(guān)。堿金屬鉀與鈉的含量比在沉積巖中K2O＞Na2O，而巖漿巖中則K2O＜Na2O。因?yàn)椋撼练e巖中富鉀的白云母、絹云母相對(duì)穩(wěn)定。巖漿巖風(fēng)化后生成的膠體分散物（粘土礦物）易吸附鉀，導(dǎo)致沉積巖中鉀的含量相對(duì)增高，巖漿巖風(fēng)化后，其中的鈉以氧化物、硫酸鹽等可溶性鹽的形式流失，使沉積巖中鈉的含量相對(duì)減少。⑤Al2O3的含量巖漿巖中鋁多以鋁硅酸鹽的形式出現(xiàn)沉積巖中鋁通常剩余而游離，是沉積巖的主要化學(xué)成分之一大多數(shù)沉積巖中Al2O3>K2O+Na2O+CaO④

沉積巖較巖漿巖富含H2O、CO2，在沉積巖中常含有大量的有機(jī)質(zhì)，這是巖漿巖中所沒(méi)有的。沉積巖形成于地表?xiàng)l件下，富含H2O和CO2漿巖形成于地殼下部高溫、高壓的環(huán)境,H2O和CO2含量很低2.礦物成分特征沉積巖中已發(fā)現(xiàn)的礦物有160余種，但常見的僅有20多種。礦物沉積巖巖漿巖（65%花崗巖+35%玄武巖）利思與米德（1915）克里寧（1948）橄欖石————2.65普通角閃石————1.60普通輝石————12.90長(zhǎng)石15.577.5049.29石英34.8031.5020.40云母+綠泥石20.4019.007.76氧化鐵礦物4.103.004.6玉髓——9.00——粘土礦物9.227.50——碳酸鹽礦物13.6320.50——石膏0.97————碳質(zhì)0.73————其它0.583.000.88（1）高溫礦物少見無(wú)橄欖石、輝石、角閃石形成于巖漿結(jié)晶早期高溫（2）低溫礦物富集富石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石形成于巖漿結(jié)晶晚期低溫（巖漿巖主要造巖礦物在高溫、高壓條件形成，穩(wěn)定地殼下部）（3）自生礦物各種鹽類、氧化物、氫氧化物、粘土礦物、碳酸鹽礦物（形成于地表常溫常壓環(huán)境，穩(wěn)定于地表?xiàng)l件）①極其簡(jiǎn)單，常見的只有幾種②巖漿巖中常見，但沉積巖中罕見的礦物，如暗色礦物③巖、沉、變中均常見的礦物，如石英、長(zhǎng)石、云母等④沉積巖中特有的礦物，如鹽類礦物，粘土礦物等⑤生物組分是沉積巖所特有2.礦物成分特征沉積巖的礦物成分與巖漿巖比較：沉積巖中的礦物按其成因，分為三類：

陸源碎屑礦物：系指從母巖中繼承下來(lái)的一部分礦物，呈碎屑狀態(tài)出現(xiàn)，是母巖物理風(fēng)化的產(chǎn)物，亦稱繼承礦物或他生礦物。自生礦物：指沉積巖形成過(guò)程中，母巖分解出的化學(xué)物質(zhì)沉積形成的礦物及成巖作用過(guò)程中成的礦物。次生礦物：則是沉積巖遭受風(fēng)化作用而形成的礦物，如由海綠石或黃鐵礦風(fēng)化所產(chǎn)生的褐鐵礦、碎屑長(zhǎng)石風(fēng)化而成的高嶺石等。

結(jié)構(gòu)：指組成巖石的各種組分的形狀、大小、結(jié)晶程度以及顆粒之間的關(guān)系。3.結(jié)構(gòu)特征主要類型結(jié)構(gòu)類型特征碎屑結(jié)構(gòu)陸源碎屑結(jié)構(gòu)顆粒類型、粒度、分選性、磨圓度、形狀、表面特征雜基膠結(jié)物粒屑結(jié)構(gòu)顆粒類型、粒度、分選性、磨圓度、形狀、表面特征泥晶基質(zhì)亮晶膠結(jié)物泥質(zhì)結(jié)構(gòu)泥狀結(jié)構(gòu)泥晶結(jié)構(gòu)生物結(jié)構(gòu)生物骨架結(jié)構(gòu)生物骨架生物化石磨圓度殘余結(jié)構(gòu)交代殘余結(jié)構(gòu)重結(jié)晶殘余結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)分類4.構(gòu)造特征構(gòu)造：指組成沉積巖的各種組分的空間分布和排列方式。根據(jù)沉積巖的構(gòu)造的成因和形態(tài)分類，見下表：物理成因構(gòu)造化學(xué)成因構(gòu)造生物成因構(gòu)造復(fù)合成因構(gòu)造流動(dòng)成因構(gòu)造同生變形構(gòu)造曝露成因構(gòu)造層理構(gòu)造、層面構(gòu)造、其它構(gòu)造重力變形構(gòu)造、瀉水構(gòu)造、底流拖構(gòu)造干縮構(gòu)造、撞擊構(gòu)造生物石化、生物生長(zhǎng)、生物擾動(dòng)、生物遺跡構(gòu)造孔洞充填式構(gòu)造、不連續(xù)面構(gòu)造沉積巖構(gòu)造分類(一)層理構(gòu)造1、概念層理是沉積巖中最常見的一種原生構(gòu)造，它是通過(guò)成分、結(jié)構(gòu)、顏色等在垂向上（垂直于沉積物表面的方向）的變化而顯示的一種層狀構(gòu)造。2、基本術(shù)語(yǔ)細(xì)層（紋層）、層系、層系組、層細(xì)層：是組成層理的最小單位，其厚度極小，甚至<1mm。是相同水動(dòng)力條件下同時(shí)形成的。層系：是由成分、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀上相同的許多細(xì)層組成的，是在同一環(huán)境的相同水動(dòng)力條件下不同時(shí)間形成的細(xì)層組成的。層系組：由兩個(gè)或兩個(gè)以上巖性基本一致的相似層系組成，是在同一環(huán)境的相似水動(dòng)力條件下形成的。層：由成分基本一致的巖石組成，是組成沉積地層的基本單位，層可以與上下鄰層分開，一個(gè)層可以是一個(gè)或若干個(gè)紋層、層系或?qū)酉到M組成。(二)主要的層理類型及其特征

如果按層內(nèi)組分和結(jié)構(gòu)的性質(zhì)劃分，層理可分為非均質(zhì)層理、粒序?qū)永?、韻律層理、均質(zhì)層理。在非均質(zhì)層理中按幾何形態(tài)可劃分為水平層理、平行層理、波狀層理、交錯(cuò)層理等。（1）水平層理和平行層理特點(diǎn)：紋層呈直線狀互相平行，并且平行于層面。

(二)主要的層理類型及其特征①水平層理

主要產(chǎn)于細(xì)碎屑巖，如泥質(zhì)巖、粉砂巖中，紋層厚度多在1mm以下，少數(shù)可達(dá)1~2mm，層理的顯現(xiàn)是通過(guò)粒度變化、重礦物富集或有機(jī)質(zhì)含量不同等表現(xiàn)。水平層理是在比較弱而穩(wěn)定的水動(dòng)力條件下，由懸浮的細(xì)粒物質(zhì)沉積形成的。因此，它出現(xiàn)在湖泊深水區(qū)、瀉湖及深海盆地等低能靜水環(huán)境中。頁(yè)巖的頁(yè)理是典型的水平層理。②平行層理

由平行而又幾乎水平的紋層狀砂組成，紋層厚1～2mm，是較強(qiáng)水動(dòng)力作用下的產(chǎn)物。它主要產(chǎn)于中、細(xì)砂巖中，通常與大型交錯(cuò)層理共生。一般出現(xiàn)在急流以及能量高的環(huán)境中，例如河道、湖岸、海灘等環(huán)境中，在深水濁積巖中也較為常見。(二)主要的層理類型及其特征（2）波狀層理

特點(diǎn)：層內(nèi)的紋層呈連續(xù)的波狀，但總的方向平行于層面。這種層理主要是由沉積介質(zhì)的波浪振蕩運(yùn)動(dòng)造成的，這時(shí)形成對(duì)稱的波狀層理；其次可以成因于單向水流的流動(dòng)，形成不對(duì)稱的波狀層理。波狀層理形成于水介質(zhì)較淺的地區(qū)，在海湖的淺水地帶和河漫灘等地區(qū)較常見；在海灣、瀉湖等地區(qū)也可見到。經(jīng)常與波狀層理共生的是上攀層理或爬升層理，其特點(diǎn)是后一個(gè)層系爬疊在前一個(gè)層系上。(二)主要的層理類型及其特征（3）交錯(cuò)層理

在層的內(nèi)部一系列傾斜的紋層(前積層)與層系界面相交。層系以彼此平行、交錯(cuò)、切割的方式組合，組成不同形態(tài)的交錯(cuò)層理。

交錯(cuò)層理是沉積介質(zhì)(流水與風(fēng)等)的流動(dòng)造成的。當(dāng)介質(zhì)有一定流速時(shí)，底床上可以產(chǎn)生一系列的砂波，砂波移動(dòng)時(shí)就在自身陡坡一側(cè)形成了由一系列紋層組成的斜層系，紋層傾向代表了介質(zhì)流動(dòng)方向。①根據(jù)層系與上下界面的形狀和性質(zhì)，為三種基本類型：(二)主要的層理類型及其特征A.板狀交錯(cuò)層理

層系上下界面平直，呈板狀，且厚度較穩(wěn)定的交錯(cuò)層理。特點(diǎn)：層系底界有沖刷面，前積紋層在平行于流動(dòng)方向的剖面上與界面斜交，紋層內(nèi)常有下粗上細(xì)的粒度變化，有的紋層向下收斂。大型板狀交錯(cuò)層理在河流沉積中最為典型。B.楔狀交錯(cuò)層理

層系界面為平面，但不互相平行，層系厚度變化明顯且呈楔形。層系間常彼此切割，紋層的傾角和傾向變化不定。常見于海、湖淺水地帶和三角洲地區(qū)。(二)主要的層理類型及其特征C.槽狀交錯(cuò)層理

層系底界為弧形侵蝕面，層系呈槽形，互相相切，紋層在頂部被切割。在橫切面上，層系界面和紋層都是槽形；在縱剖面上，層系界面呈弧形，紋層與之斜交。從頂面俯視，層系界面和紋層為重疊的花瓣?duì)?。大型槽狀交錯(cuò)層理的層系底界沖刷面明顯，底部常有泥礫，多見于河流環(huán)境中。紋層厚約1.5cm.除上述一般交錯(cuò)層理外，還有許多具有特殊形態(tài)和成因的交錯(cuò)層理，介紹幾種主要類型：a.羽狀交錯(cuò)層b.沖洗交錯(cuò)層c.浪成交錯(cuò)層d.丘狀交錯(cuò)巖e.風(fēng)成交錯(cuò)層a.羽狀交錯(cuò)層（Herringbonecross-bedding）

指上下相鄰層系中的紋層傾斜方向相反的一種交錯(cuò)層，也稱青魚刺狀或雙向交錯(cuò)層，多出現(xiàn)在板狀或楔狀交錯(cuò)層中。形成于流向可以反轉(zhuǎn)的環(huán)境，如三角洲或潮汐帶內(nèi)。b.沖洗交錯(cuò)層（Swashcross-bedding）本質(zhì)上屬于羽狀或楔狀交錯(cuò)層，但同一層系的上下界面和它們與層面的夾角都很小，相鄰層系紋層的傾斜方向可以相同，也可以相反，紋層非常平直，與層系界面大致平行或小角度交截。形成于長(zhǎng)而平坦的海灘或沿岸沙壩的向海斜坡面上,由于受到波浪產(chǎn)生的沖流和回流的環(huán)境.c.浪成交錯(cuò)層（Wave-ripplecross-bedding）：

斷面上很象槽狀交錯(cuò)層，層系界面波狀起伏，局部對(duì)下面的層系有較強(qiáng)的切割，橫向上可過(guò)渡為相鄰層系內(nèi)的某個(gè)紋層界面。紋層多為橫向延伸的舒緩波曲狀，大致與層系界面平行，但在層系的一端則逐漸會(huì)聚成束或被另一個(gè)層系界面交截?？勺鳛榕际茱L(fēng)浪擾動(dòng)較深水環(huán)境的標(biāo)志，常常發(fā)育在富含泥質(zhì)的粉砂或細(xì)砂巖中。d.丘狀交錯(cuò)層理（Hummockycross-bedding）

層系呈寬緩的圓丘狀，縱斷面上，丘寬可達(dá)1-5m，丘高約20-50cm或更高，垂向上大多只出現(xiàn)1-3個(gè)層系。層系內(nèi)的紋層與層系邊界基本平行，但向著丘頂或丘谷方向收斂，在丘谷處與相鄰層系內(nèi)的紋層以小角度交錯(cuò)或呈過(guò)渡關(guān)系。丘狀交錯(cuò)層的形成也與水的振蕩作用有關(guān)，是水面的巨浪引起深部水體也隨之振蕩的產(chǎn)物，只是它標(biāo)志的水深要比浪成交錯(cuò)層更大，賦存巖石也多是富泥的粉砂巖或細(xì)砂巖。e.風(fēng)成交錯(cuò)層理（Wind-dunecross-bedding）

通常是板狀或楔狀交錯(cuò)層，但層系厚度很大，一般在幾十厘米到幾米之間，紋層也較厚，最厚可達(dá)2-5cm，多呈平板狀。賦存巖石多為干凈的中細(xì)砂巖（很少含泥），形成于缺少植被的陸表環(huán)境，如沙漠、裸露海岸地帶等。(二)主要的層理類型及其特征（4）遞變層理

是以組分中顆粒的粒度遞變?yōu)樘卣鞯某练e單元，層面基本平行。沉積物質(zhì)越粗，單層厚度越大，可以從數(shù)毫米到數(shù)十厘米，甚至到一米或數(shù)米。遞變層理底部常有沖刷面，內(nèi)部除了粒度遞變外，不具有任何紋層。發(fā)育在濁積巖中，顆粒大小從5mm到0.3mm顆粒大小從3cm到0.3mm

(二)主要的層理類型及其特征（4）遞變層理

粒序?qū)永沓梢蚝芏?，主要由懸浮搬運(yùn)的沉積物在搬運(yùn)和沉積過(guò)程中，因流動(dòng)強(qiáng)度減小，流水?dāng)y帶能力減弱，沉積物按粒度大小依次先后沉降形成。因此，粒序?qū)永硎菨岱e巖中的一種特征性層理。（5）韻律層理

由在成分、結(jié)構(gòu)或顏色方面不同的薄層有規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)組成。紋層厚度從數(shù)毫米到數(shù)十厘米，層與層相互平行或近于平行。

韻律層理是由物質(zhì)搬運(yùn)或產(chǎn)生方式有規(guī)律地交替變化造成的。例如，由于潮汐流的周期變化形成砂質(zhì)紋層與泥質(zhì)紋層重復(fù)交替的潮汐韻律層理，也稱為砂泥互層層理；也可以由氣候的季節(jié)性變化形成淺色層與深色層互層的季節(jié)性韻律層理。如冰川紋泥是季節(jié)韻律層理的一個(gè)重要類型。(二)主要的層理類型及其特征（6）塊狀層理指層內(nèi)物質(zhì)均勻，組分和結(jié)構(gòu)都無(wú)差異，不顯紋層構(gòu)造的層理。在粗、細(xì)粒沉積中均可出現(xiàn)。它可以由細(xì)粒懸浮物質(zhì)非?？焖俚爻练e而成，如常見的洪水沉積；也可以是密度很高，毫無(wú)分選的重力流沉積物快速堆積而成，如某些濁流沉積。.脈狀層理、透鏡狀層理、波狀層理