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[转载]沉积环境的识别标志

(2011-11-22 21:33:30)
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资料非常丰富，好好向博主学习！
原文地址：沉积环境的识别标志作者：笨小孩
一、沉积构造的概念及分类     沉积环境（相）分析:对指示环境的标志进行分析，与沉积环境模式进行比较，从而恢复古代沉积环境的方法。
    成因标志:指具有成因意义,能反映其形成环境条件的各种特征。包括沉积岩的颜色、成分、结构、构造、化石、古生态、接触关系、沉积序列（剖面）以及沉积岩体的形态分布等，但概括起来可归属为物理的、化学的、生物的三方面标志。
    沉积构造:由沉积物的颜色、成分、结构的不均一性而形成的岩石宏观特征。其规模一般较大，多在野外露头上及岩芯中可直接进行观察和测量。
    根据其形成时间划分为:原生沉积构造和次生沉积构造。
    根据沉积构造的成因性质可分为三类:
        物理成因的沉积构造
        化学成因的沉积构造
        生物成因的沉积构造

    原生沉积构造：沉积物沉积时、沉积后不久、固结前形成的构造。能反映沉积时的沉积介质类型和能量条件。是判别沉积相（沉积环境）的重要标志。
    次生沉积构造：在沉积物压实或成岩过程中生成的沉积构造，它反映成岩环境。

    物理成因的沉积构造：在流体流动、重力等物理因素作用下而产生的沉积构造（原生）。
    化学成因的沉积构造：由结晶、溶解、沉淀等化学作用形成的沉积构造，其中，大多数是在沉积物压实和成岩过程中生成的, 属于次生沉积构造。
    生物成因的沉积构造：生物活动或生长而形成的构造（原生）。

二、物理成因的沉积构造
  （一）流动构造
    （1）层面构造
    1. 波痕
     2. 细流痕
      3. 剥离线理
       4. 冲刷痕
        5. 压刻痕
    （2）层理构造
         1. 层理构造的术语
          2. 层理构造的类型
    （3）再作用面构造
  （二）准同生变形构造
  （三）暴露构造


  （一）流动构造

    是沉积物在搬运和沉积过程中，由于介质的流动而在沉积物表面或内部形成的构造。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。

http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0502_1.gif




http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0503.gif

波痕形态要素
     脊点（C, D）：最高点
    谷点(A, B)：最低点
    向流面：面向流动方向的缓倾斜面
    背流面：背向流动方向的陡倾斜面
    波长（L）：相邻的两个脊点之间的水平距离
    波高（H）：波痕的脊点与谷点之间的垂直距离
    波痕指数（RI）：波长与波高之比（L/H）
    对称指数（RSI）：向流面水平投影长度与背流面水平投影长度之比（L1/L2）




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




波痕的类型:

    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
A. 水流波痕（由单向水流产生）
    按大小，分4类：小型水流波痕、大型水流波痕、巨型水流波痕、逆行砂丘。
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0507.gif 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。

http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0508_1.gif
水流波痕按大小分为：
    大型水流波痕：波长60～30cm,波高为6～1.5m，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。
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0511.gif



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。
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0513_1.gif http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0513_2.gif



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4.5cm, 波痕指数（RI） <15, 而水流波痕的RI>15,浪成波痕的对称指数RSI <3.8, 而水流波痕的RSI >3.8；
    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=2.5－25cm,H=0.5－1cm,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。

http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0515.gif



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。
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0519.gif


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）
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0525.gif


    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）

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http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0527.gif
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0529_1.gif

  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。




  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

    粒序递变层理（下部不含细粒基质，牵引流成因） http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0544.gif     粗尾递变层理，（普遍含细粒基，浊流成因）

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） http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0547.gif



  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。



 http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0550.gif 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




  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。
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0553.gif



  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

http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0555_1.gif


  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。


韵律层理实例
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0559.gif 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

http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0560.gif



(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。
http://jwc.cugb.edu.cn/dizhi/cugb_jpkc/chenjx/dianzijiaocai/PIC/CH5/0561.gif

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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