巖石學(xué)古老版沉積巖-第三講

第三講沉積巖的特征物質(zhì)成分與顏色沉積巖的構(gòu)造特征沉積巖的分類一.沉積巖的物質(zhì)成分沉積巖中的物質(zhì)比較復(fù)雜,由于原始物質(zhì)中的碎屑物質(zhì)可來自任何類型的母巖，所以巖漿巖和變質(zhì)巖中的所有礦物都可在沉積巖中出現(xiàn)。迄今為止，在沉積巖中已經(jīng)知道的礦物已達(dá)160種以上，但它們中的絕大多數(shù)都比較稀少或分散，只有大約20種左右是比較常見的，而且存在于同一巖石中的礦物還多不超過5-6種，有些僅1-3種。第一節(jié)沉積巖的物質(zhì)成分和顏色

1.沉積巖的物質(zhì)沉積巖的物質(zhì)成分包括以下部分:a.有機(jī)質(zhì)：煤、瀝青、干酪根;b.礦物：

.它生礦物：在所賦存沉積巖的形成作用開始之前就已經(jīng)生成或已經(jīng)存在的礦物。

.自生礦物：在所賦存沉積巖的形成作用中以化學(xué)或生物化學(xué)方式新生成的礦物。常見礦物類型：粘土、方解石、白云石、石英、玉髓、海綠石、石膏、鐵錳氧化物等。它生礦物礦物是從母巖繼承來的，即在沉積巖形成之前就已經(jīng)存在的礦物。其繼承來源為：由母巖機(jī)械崩解形成的巖石或單個(gè)晶體的碎塊，又稱陸源碎屑，按大小順序可進(jìn)一步將其劃分為礫、砂、粉砂和泥。自生礦物：沉積巖在沉積和成巖過程中,以化學(xué)或生物化學(xué)的方式新生而成的礦物。來源和成因：由母巖釋放出來的各種離解離子和膠體離子等化學(xué)物質(zhì).是化學(xué)或生物化學(xué)風(fēng)化作用的結(jié)果,也是自生礦物的主要物質(zhì)來源.

2.沉積巖的顏色

按成因，沉積巖的顏色可分為原生色和次生色。原生色又可分為繼承色及自生色。

1．繼承色

繼承色取決于碎屑物質(zhì)的顏色，常為碎屑巖所具有。如純石英砂巖的白色，是由于無(wú)色透明的碎屑石英造成；長(zhǎng)石砂巖常呈肉紅色是因碎屑長(zhǎng)石是淺紅色，而長(zhǎng)石是由花崗巖中的淺紅色長(zhǎng)石機(jī)械破壞而來，故叫繼承色。

2．自生色

自生色取決于沉積和成巖階段形成的自生礦物的顏色。為大部分粘土巖、化學(xué)巖和部分碎屑巖所具有的顏色。如含三價(jià)鐵的頁(yè)巖就呈紅色或黃褐色；海綠石砂巖呈綠色，是因其中含有綠色的自生礦物海綠石。

3．次生色

是在后生作用或風(fēng)化作用過程中，原生色發(fā)生次生變化而形成的。如露頭上所見的紅褐色砂巖，有時(shí)可能是原來的黃鐵礦、菱鐵礦氧化生成紅褐色的褐鐵礦所致。各種常見的自生色及其沉積環(huán)境

1．白色一般不含色素，如質(zhì)純的碳酸鹽巖、鹽巖、石英砂巖、高嶺土、蛋白石等。

2．灰色、黑色由于含有機(jī)質(zhì)(炭質(zhì)、瀝青質(zhì))、分散狀硫化鐵(黃鐵礦、白鐵礦)，并表明巖石形成于還原或強(qiáng)還原條件下。

3．紅色、紫紅色、褐紅色、黃褐色由于含有鐵的氧化物或氫氧化物之故。表明當(dāng)時(shí)沉積介質(zhì)為氧化及強(qiáng)氧化條件。

4.綠色由于含有綠色的硅酸鹽礦物(海綠石、鮞綠泥石)。代表弱氧化或弱還原的介質(zhì)條件。

5．藍(lán)色、青色是硬石膏、天青石、石膏、石鹽等特有的顏色。有時(shí)藍(lán)色是由藍(lán)鐵礦和藍(lán)銅礦引起的。

6．紫色與氧化鐵或氧化錳有關(guān)，有時(shí)則由于含土狀螢石之故。第二節(jié)沉積構(gòu)造.沉積構(gòu)造:

沉積作用(占主要）或成巖作用（占次要）在巖層內(nèi)部或表面形成的一種形跡特征稱為沉積構(gòu)造。這種形跡特征常常在沉積巖組分的分布、排列方式和方向上表現(xiàn)出來。

.沉積構(gòu)造的研究意義

沉積構(gòu)造是沉積物和沉積巖中最常見而又最容易直接觀察到的主要特征之一。無(wú)論是研究沉積物或沉積巖本身,還是解釋沉積環(huán)境,都必然要涉及到沉積構(gòu)造。.研究沉積構(gòu)造有助于:a,

確定地層頂?shù)酌?b,

確定沉積物的搬運(yùn)與沉積的方式、沉積介質(zhì)的性質(zhì)以及流體的動(dòng)力狀況;c,

恢復(fù)沉積盆地中的古水流和古沉積環(huán)境;如：大型交錯(cuò)層理指示低流態(tài)牽引流側(cè)向加積過程；青魚骨刺(羽狀)交錯(cuò)層理指示潮汐潮道牽引流加積過程；水平文理指示靜態(tài)懸浮物垂向加積。2.常見的沉積構(gòu)造

物理成因

生物成因

化學(xué)成因

層理構(gòu)造泥裂生痕構(gòu)造晶痕和假晶

波痕構(gòu)造雨痕、雹痕生物擾動(dòng)構(gòu)造鳥眼構(gòu)造

疊瓦構(gòu)造泄水構(gòu)造植物根痕構(gòu)造結(jié)核構(gòu)造

沖刷構(gòu)造疊層構(gòu)造縫合線構(gòu)造一.物理成因的沉積構(gòu)造是由于沉積物在搬運(yùn)和沉積時(shí)以及沉積之后不久,在流體流動(dòng)、重力等物理因素作用下而產(chǎn)生的沉積構(gòu)造。

1，波痕（Ripplemark）

指由牽引流的機(jī)械作用在沉積物表面上形成一種有規(guī)律的波狀起伏構(gòu)造。在自然界中單個(gè)波痕較少見,往往是成組出現(xiàn)。它廣泛出現(xiàn)在砂、粉砂、泥質(zhì)巖的表面。不對(duì)稱波痕（迎流面緩，背流面陡）不對(duì)稱波痕（迎流面緩，背流面陡）

沖刷痕:水流在泥質(zhì)沉積物表面沖蝕出來的痕跡.

.槽模：由于水流的回流作用在泥質(zhì)沉積物表面上形成沖刷凹槽,若這種凹槽被上覆的砂質(zhì)充填，則在上覆砂質(zhì)層的底面形成一個(gè)鑄型--槽模。它是一種很常見的沖刷痕，可準(zhǔn)確的判斷出水流的方向。2.沖刷構(gòu)造

下伏泥質(zhì)層的頂面和

上覆砂質(zhì)層的底面顯示出沖刷痕泥質(zhì)層砂質(zhì)層沖刷痕槽模的高陡坡和鈍園端指示水流上游方向，低緩坡端指示水流方向.a,

沖刷痕的形成

b,

沖刷痕被覆蓋

c,

層面剝開后分別在下伏層頂面和上復(fù)層底面顯示沖刷痕和印模

d,

巖層底面上的槽模（箭頭示流向）e,

巖層斷面上的沖刷構(gòu)造（粗線為沖刷面）.abcdeNichinanCity,MiyazakiPrefecture,Kyushu古水流方向古水流方向

3，層理（Bedding）

沉積物在巖層的垂向上（即垂直于沉積物表面方向上）顯示出的一種層狀構(gòu)造。通常由沉積物組分的顏色、成分、粒度、形狀等顯示的巖層內(nèi)部構(gòu)造。.

層理的類型(1),水平紋理(2),平行層理(3),交錯(cuò)層理(4),脈狀層理(5),透鏡狀層理(6),遞變層理(7),塊狀層理(1),水平層理(水平紋理)

由與層面平行的、平面狀的細(xì)紋層疊置而成的層內(nèi)構(gòu)造。

細(xì)紋層呈平面狀，相互平行疊置，與層面平行；

紋層厚度多在1mm以下，少數(shù)可達(dá)1-2mm；

常產(chǎn)在粉砂巖、泥質(zhì)巖或粒度相當(dāng)?shù)钠渌鼛r層內(nèi)，由顏色或粒度顯示。成因：靜水或低流態(tài)下部平床垂向加積而形成，或季節(jié)變化產(chǎn)生的紋理.山東山旺,硅藻土頁(yè)巖中的水平層理冀東油田B26井粉沙巖中的水平層理(2),

平行層理特點(diǎn)：

多個(gè)呈平面狀的較厚紋層平行于層面疊置，構(gòu)成平行層理。

紋層厚度多在２mm以上，常見為10-20mm；產(chǎn)在中－粗砂巖、含礫砂巖或粒度相當(dāng)?shù)钠渌鼛r層（亮晶顆?；?guī)r）內(nèi);成因：牽引流的高流態(tài)上部平床垂向加積.美國(guó)猶他州拱門國(guó)家公園精致拱門--粗砂巖中的平行層理按層系面的形態(tài)等,分為:A,板狀交錯(cuò)層理B,楔狀交錯(cuò)層理C,槽狀交錯(cuò)層理D,波狀交錯(cuò)層理幾種特殊形態(tài)和成因的交錯(cuò)層理:a,羽狀交錯(cuò)層理b,沖洗交錯(cuò)層理c,浪成交錯(cuò)層理d,丘狀交錯(cuò)層理e,風(fēng)成交錯(cuò)層理交錯(cuò)層理交錯(cuò)層理的成因：

牽引流低流態(tài)大型或小型波痕側(cè)向遷移－側(cè)向加積。.交錯(cuò)

層理

紋層與層面呈斜交關(guān)系，所以又稱斜層理。相互平行疊置成單個(gè)的層系再組合成層系組，單個(gè)紋層的厚度<1mm–數(shù)個(gè)cm。A.板狀交錯(cuò)層理

大型板狀交錯(cuò)層理在河流沉積中最為典型。大型板狀交錯(cuò)層，砂礫巖，四川威遠(yuǎn)三疊系板狀交錯(cuò)層理(下部)，平行層理(上部)大型-巨型板狀層理B.

楔狀交錯(cuò)層理

常見于海、湖淺水地帶和三角洲沉積區(qū).板狀交錯(cuò)層理平行層理楔狀交錯(cuò)層理大型楔狀交錯(cuò)層理（陜北侏羅系）楔狀交錯(cuò)層理平行層理平行層理C.槽狀交錯(cuò)層理

大型槽狀交錯(cuò)層理層系底界沖刷面明顯，底部常有泥礫，多見于河流環(huán)境中.

板狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理反映了水流強(qiáng)度逐漸遞增的序列。

何為槽狀?可形象的理解為:用湯勺挖下一塊蛋糕后的形狀!槽狀交錯(cuò)層理大型槽狀(下部)及板狀層理(上部)槽狀交錯(cuò)層理D.波狀交錯(cuò)層理

波狀交錯(cuò)層理

幾種特殊的交錯(cuò)層理

a.羽狀交錯(cuò)層理；形成于有雙向水流的環(huán)境，如潮坪、河口灣。

b.沖洗交錯(cuò)層理；形成于有水流反復(fù)沖洗的環(huán)境，如潮坪、河口灣。

c.丘狀交錯(cuò)層理；形成于風(fēng)暴浪底附近的較深水環(huán)境，常為風(fēng)暴成因。

d.浪成交錯(cuò)層理:形成于正常浪底附近的環(huán)境，為一般波浪成因.

e.風(fēng)成交錯(cuò)層理:形成于缺少植被的陸表環(huán)境.a.羽狀(俗稱青魚骨狀)交錯(cuò)層C，灰?guī)r中的丘狀交錯(cuò)層理（貴陽(yáng)三疊紀(jì)灰?guī)r）e.風(fēng)成交錯(cuò)層（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。

最顯著的特征:巨大!風(fēng)成交錯(cuò)層風(fēng)成交錯(cuò)層風(fēng)成交錯(cuò)層

(4),脈狀層理、(5),透鏡狀層理、

這2種層理在自然界中常常在一起共生、相互過渡并且成因上有密切的聯(lián)系。它們是在水動(dòng)力條件強(qiáng)、弱交替的情況下,由泥和砂交互沉積而成的。(4),脈狀層理（Flaserbedding）

是在水動(dòng)力較強(qiáng),砂的供應(yīng)、沉積和保存比泥更為有利的條件下形成的。因此砂多泥少，深色的泥在淺色的沙中呈脈狀。

俗稱:砂包泥

脈狀層理(砂包泥)（Flaserbedding）

(5),透鏡狀層理（Lenticularbedding）

與脈狀層理相反,透鏡狀層理是在水動(dòng)力條件較弱,泥的供應(yīng)、沉積和保存比砂更為有利的情況下形成的。因此多泥少，淺色的沙在深色的泥中呈透鏡狀。

俗稱泥包砂透鏡狀層理（泥包砂）（Lenticularbedding）PennsylvanianofKentucky

TidalDeposits

(6),遞變層理

遞變層理是具有粒度遞變的一種特殊的層理，又稱為粒序?qū)永?。這種層理的特點(diǎn)是由底向上,顆粒逐漸由粗變細(xì)。除了粒度變化以外，沒有任何內(nèi)部紋層

正遞變層理:由下-上,粒度由粗–

細(xì)反遞變層理(7)塊狀層理（Massivebedding)

當(dāng)整個(gè)巖層或巖層內(nèi)的某個(gè)層狀部分的成分、結(jié)構(gòu)或顏色都是均一的，或雖很雜亂，但卻具有某種宏觀的均一性，既沒有紋層或紋理顯示，也不是其它層理的構(gòu)成部分，該巖層稱塊狀層理，或均勻?qū)永怼K狀層理又可分兩種成因:.環(huán)境條件長(zhǎng)期穩(wěn)定不變，沉積物是完全均勻累積起來的;.極高密度的碎屑物重力流或密度流快速卸荷，各種成分和粒度的顆粒來不及分異都同時(shí)沉積下來。

環(huán)境條件長(zhǎng)期穩(wěn)定不變，沉積物是完全均勻累積起來的塊狀層理.冀東油田B7井

極高密度的碎屑物重力流或密度流快速卸荷，各種成分和粒度的顆粒來不及分異而的塊狀層理.

指沉積物表面由于間歇性地暴露于大氣下時(shí)所形成的各種沉積構(gòu)造的總稱。主要有泥裂，雨痕。暴露構(gòu)造的存在,可證明沉積物表面當(dāng)時(shí)曾暴露于大氣下,從而有助于解釋沉積環(huán)境,而且還可以作為推測(cè)古氣候的線索。4.暴露構(gòu)

造(1)泥裂

未固結(jié)的細(xì)粒沉積物（泥質(zhì)、粉砂及細(xì)粒碳酸鹽沉積）露出水面，遭曝曬而干固收縮，形成多角形裂縫，稱為泥裂。沉積物中的泥裂

沉積巖中的泥裂(2)雨痕

未固結(jié)的細(xì)粒沉積物（泥質(zhì)、粉砂及細(xì)粒碳酸鹽沉積）露出水面，遭到較大但較疏的雨淋而落下的痕跡。沉積巖中雨痕沉積物中的雨痕二.生物成因的構(gòu)造

生物通過生活活動(dòng)形成的沉積構(gòu)造。生物形成的特殊構(gòu)造有：生物活動(dòng)構(gòu)造（如蟲跡、蟲孔等）；疊層構(gòu)造；

--“U”

形穴

生物活動(dòng)構(gòu)造浪成波痕和爬跡（潮間帶）.疊層石（Stromatolitic）由單細(xì)胞或簡(jiǎn)單多細(xì)胞藻類（還有細(xì)菌）等在固定基底上周期性繁殖形成的一種紋層狀構(gòu)造，其中的紋層稱藻紋層，主要出現(xiàn)在碳酸鹽巖中。1水平狀，2波狀，3倒錐狀，4柱狀，5分支狀，6頂部侵蝕后的同心菜花狀.123456疊層石生長(zhǎng)于局限海環(huán)境的疊層石,西澳大利亞,Shark海灣.三.化學(xué)成因的構(gòu)造

.結(jié)核.晶痕和假晶

.鳥眼構(gòu)造

(1)結(jié)核結(jié)核是一種成分、結(jié)構(gòu)、顏色等與圍巖有顯著差異的礦物集合體.

它是成巖階段物質(zhì)重新分配的產(chǎn)物。其形態(tài)很多,有球狀、橢球狀、不規(guī)則團(tuán)塊狀等。其成分也有多種：鈣質(zhì)、硅質(zhì)、錳質(zhì)、鐵質(zhì)和磷質(zhì)等。鄂西恩施地區(qū)的泥質(zhì)結(jié)核鈣質(zhì)結(jié)核灰?guī)r中的燧石(硅質(zhì))結(jié)核鐵質(zhì)結(jié)核結(jié)核的成因化