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第五章-沉积环境的主要判别标志(1-2)

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第五 沉积环境 主要 判别 标志
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第一节沉积构造标志第二节岩石结构和粒度标志第三节岩矿成份和地球化学标志第四节判别沉积环境的生物标志第五节古水流的判别标志及其环境意义1/54第五章-1沉积环境的主要判别标志第一节沉积构造标志一、沉积构造的概念及分类二、物理成因的沉积构造三、化学成因的沉积构造四、生物成因的沉积构造一、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。2/54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3/54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)。4/545/54一、沉积构造的概念及分类二、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)暴露构造第一节沉积构造标志一、沉积构造的概念及分类二、物理成因的沉积构造三、化学成因的沉积构造四、生物成因的沉积构造6/54(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。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。7/54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)8/54波痕的内部构造及形成机理一个波痕包括:向流面纹层前积纹层底积纹层侵蚀和搬运为主,由较细物质沉积形成当介质流过波脊,水流的扩散和减速,沉积物堆积在背流面近脊部,并在重力影响下发生塌落。越过波脊的悬浮物质沉降而形成。9/54波痕实例10/54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11/54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。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。12/54舌形链形波曲形直线形水流波痕实例水流方向水流方向水流方向水流方向13/54多向波痕水流波痕实例14/54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。15/54大型水流波痕巨型水流波痕大型波痕(云台山世界地质公园)16/54B、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。水流方向17/54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。18/54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。19/54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,浪成波痕的对称指数RSI3.8;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。20/54C.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。削顶波痕网格状波痕21/5422/54D.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。波脊与波谷颗粒粗细23/5424/54A-3(waverip,单向水流波痕作用).mov-“见动画”25/5426/54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.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。27/54层面构造1.波痕2.细流痕3.剥离线理4.冲刷痕5.压刻痕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。28/54层面构造1.波痕,2.细流痕,3.剥离线理,4.冲刷痕,5.压刻痕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。29/54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。在砂岩层面上:脊窄尖、沟宽圆在底面上(铸型):脊宽圆,沟窄深纵向脊沟铸型30/5431/54第一节沉积构造标志一、沉积构造的概念及分类二、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。层面构造1.波痕,2.细流痕,3.剥离线理,4.冲刷痕,5.压刻痕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)。戳痕V型痕沟痕弹跳痕弹跳痕32/54第五章-1沉积环境的主要判别标志(结束)33/54第一节沉积构造标志一、沉积构造的概念及分类二、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34/54第五章-2沉积环境的主要判别标志第一节沉积构造标志一、沉积构造的概念及分类二、物理成因的沉积构造三、化学成因的沉积构造四、生物成因的沉积构造一、沉积构造的概念及分类二、物理成因的沉积构造(一)流动构造(1)层面构造(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。35/541.层理构造的术语层系组: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。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。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。组成层理构造的单位包括:纹层(细层)、层系(单层)、层系组(层组)36/54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37/541)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。38/54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)。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。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。39/54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。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”40/54板状、楔状交错层理实例楔状交错层理楔状交错层理板状交错层理板状交错层理41/54槽状交错层理实例42/54槽状交错层理实例43/54波状交错层理实例44/54b.羽状交错层理:两个相邻层系的前积纹层倾向相反(180°),界面明显,有时出现一个泥质薄层。是周期性往返水流作用下形成的,是潮汐环境沉积的识别标志。45/54羽状交错层理实例46/54c.逆行沙丘交错层理:逆行沙丘迁移产生。常呈透镜状或楔状的砂质单元产出,向上游和向下游方向都以相当低角度倾斜。纹层一般较模糊,且倾角较小,一般小于10度,常与平行层理共生,且与上下交错层理的纹层倾角相反。C-5(antidun,逆行沙丘).mov-“见动画”14/2147/54d.浪成波痕交错层理:与水流波痕交错层理差不多。波浪波痕交错层理一的主要鉴别标志:①层系的底界面呈波状(波痕的不规则迁移);②纹层常呈交错状(束状叠置;③纹层具“人”字型构造。48/54e.冲洗交错层理:在海滩上,受到波浪的冲流和回流的冲洗作用而产生倾角平缓(一般2o-10o)的纹层,其形态属大型板状或大型楔状交错层理。49/54冲洗交错层理实例50/54f.丘状交错层理:在正常浪基面与风暴浪基面之间,由风暴作用形成的交错层理。①下界面为侵蚀面,其斜面为低角度(<10°);②纹层与下界面大致平行;③在一个层系中,纹层有时系统地侧向变厚,因而断面呈扇形,倾角也有规律地减小。成因解释:底床被冲刷成波丘状,上覆沉积了与风暴有关的,具有纹理的沉积物,波丘的高度10-50cm,间距1m或几米。51/54g.风成沙丘交错层理:风成沙丘迁移而成,属板状和楔状交错层理。标志是:规模较大,层系厚度几十厘米至几米,纹层厚度可达2-5cm,常呈直线形,倾角可高达30o-40o。出现在沙漠、半干旱区、海岸带、洪泛平原等环境中。52/54风成沙丘交错层理53/54注意:纹层(细层)层系(单层)层系组(层组)第五章-2沉积环境的主要判别标志(结束)一、沉积构造的概念及分类二、物理成因的沉积构造(一)流动构造(1)层面构造(2)层理构造1.层理构造的术语2.层理构造的类型♣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54/54
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