第一节(2)总论(沉积岩的一般特征)13

第一节总论三沉积岩的一般特征

1.化学成分特征

2.矿物成分特征

3.结构特征

4.构造特征

5.沉积岩的颜色三沉积岩的一般特征1.化学成分特征组成沉积岩的物质主要是母岩的风化产物，因此，沉积岩的化学成分和矿物成分与母岩(主要是岩浆岩)有着不可分割的联系。然而，由于沉积、成岩作用对母岩物质的改造，使沉积岩的化学成分和矿物成分又具有自己的特征，其物质成分、结构、构造、颜色等特征也不同于岩浆岩。表1-1沉积岩和岩浆岩的平均化学成分氧化物沉积岩岩浆岩(克拉克，1924)克拉克(1924)克里宁(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总计98.7399.0199.02100.00沉积岩与岩浆岩中铁的总量相近，但沉积岩中Fe2O3＞FeO，岩浆岩中Fe2O3＜FeO。②

碱金属和碱土金属的含量，沉积岩低于岩浆岩。但CaO例外，它在沉积岩中的含量高于岩浆岩，这与生物及生物化学作用使CaO聚集有关。碱金属钾与钠的含量比在沉积岩中K2O＞Na2O，而岩浆岩中则K2O＜Na2O。因为：沉积岩中富钾的白云母、绢云母相对稳定。岩浆岩风化后生成的胶体分散物（粘土矿物）易吸附钾，导致沉积岩中钾的含量相对增高，岩浆岩风化后，其中的钠以氧化物、硫酸盐等可溶性盐的形式流失，使沉积岩中钠的含量相对减少。⑤Al2O3的含量岩浆岩中铝多以铝硅酸盐的形式出现沉积岩中铝通常剩余而游离，是沉积岩的主要化学成分之一大多数沉积岩中Al2O3>K2O+Na2O+CaO④

沉积岩较岩浆岩富含H2O、CO2，在沉积岩中常含有大量的有机质，这是岩浆岩中所没有的。沉积岩形成于地表条件下，富含H2O和CO2浆岩形成于地壳下部高温、高压的环境,H2O和CO2含量很低2.矿物成分特征沉积岩中已发现的矿物有160余种，但常见的仅有20多种。矿物沉积岩岩浆岩（65%花岗岩+35%玄武岩）利思与米德（1915）克里宁（1948）橄榄石————2.65普通角闪石————1.60普通辉石————12.90长石15.577.5049.29石英34.8031.5020.40云母+绿泥石20.4019.007.76氧化铁矿物4.103.004.6玉髓——9.00——粘土矿物9.227.50——碳酸盐矿物13.6320.50——石膏0.97————碳质0.73————其它0.583.000.88（1）高温矿物少见无橄榄石、辉石、角闪石形成于岩浆结晶早期高温（2）低温矿物富集富石英、钾长石、钠长石形成于岩浆结晶晚期低温（岩浆岩主要造岩矿物在高温、高压条件形成，稳定地壳下部）（3）自生矿物各种盐类、氧化物、氢氧化物、粘土矿物、碳酸盐矿物（形成于地表常温常压环境，稳定于地表条件）①极其简单，常见的只有几种②岩浆岩中常见，但沉积岩中罕见的矿物，如暗色矿物③岩、沉、变中均常见的矿物，如石英、长石、云母等④沉积岩中特有的矿物，如盐类矿物，粘土矿物等⑤生物组分是沉积岩所特有2.矿物成分特征沉积岩的矿物成分与岩浆岩比较：沉积岩中的矿物按其成因，分为三类：

陆源碎屑矿物：系指从母岩中继承下来的一部分矿物，呈碎屑状态出现，是母岩物理风化的产物，亦称继承矿物或他生矿物。自生矿物：指沉积岩形成过程中，母岩分解出的化学物质沉积形成的矿物及成岩作用过程中成的矿物。次生矿物：则是沉积岩遭受风化作用而形成的矿物，如由海绿石或黄铁矿风化所产生的褐铁矿、碎屑长石风化而成的高岭石等。

结构：指组成岩石的各种组分的形状、大小、结晶程度以及颗粒之间的关系。3.结构特征主要类型结构类型特征碎屑结构陆源碎屑结构颗粒类型、粒度、分选性、磨圆度、形状、表面特征杂基胶结物粒屑结构颗粒类型、粒度、分选性、磨圆度、形状、表面特征泥晶基质亮晶胶结物泥质结构泥状结构泥晶结构生物结构生物骨架结构生物骨架生物化石磨圆度残余结构交代残余结构重结晶残余结构沉积岩的结构分类4.构造特征构造：指组成沉积岩的各种组分的空间分布和排列方式。根据沉积岩的构造的成因和形态分类，见下表：物理成因构造化学成因构造生物成因构造复合成因构造流动成因构造同生变形构造曝露成因构造层理构造、层面构造、其它构造重力变形构造、泻水构造、底流拖构造干缩构造、撞击构造生物石化、生物生长、生物扰动、生物遗迹构造孔洞充填式构造、不连续面构造沉积岩构造分类(一)层理构造1、概念层理是沉积岩中最常见的一种原生构造，它是通过成分、结构、颜色等在垂向上（垂直于沉积物表面的方向）的变化而显示的一种层状构造。2、基本术语细层（纹层）、层系、层系组、层细层：是组成层理的最小单位，其厚度极小，甚至<1mm。是相同水动力条件下同时形成的。层系：是由成分、结构和产状上相同的许多细层组成的，是在同一环境的相同水动力条件下不同时间形成的细层组成的。层系组：由两个或两个以上岩性基本一致的相似层系组成，是在同一环境的相似水动力条件下形成的。层：由成分基本一致的岩石组成，是组成沉积地层的基本单位，层可以与上下邻层分开，一个层可以是一个或若干个纹层、层系或层系组组成。(二)主要的层理类型及其特征

如果按层内组分和结构的性质划分，层理可分为非均质层理、粒序层理、韵律层理、均质层理。在非均质层理中按几何形态可划分为水平层理、平行层理、波状层理、交错层理等。（1）水平层理和平行层理特点：纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面。

(二)主要的层理类型及其特征①水平层理

主要产于细碎屑岩，如泥质岩、粉砂岩中，纹层厚度多在1mm以下，少数可达1~2mm，层理的显现是通过粒度变化、重矿物富集或有机质含量不同等表现。水平层理是在比较弱而稳定的水动力条件下，由悬浮的细粒物质沉积形成的。因此，它出现在湖泊深水区、泻湖及深海盆地等低能静水环境中。页岩的页理是典型的水平层理。②平行层理

由平行而又几乎水平的纹层状砂组成，纹层厚1～2mm，是较强水动力作用下的产物。它主要产于中、细砂岩中，通常与大型交错层理共生。一般出现在急流以及能量高的环境中，例如河道、湖岸、海滩等环境中，在深水浊积岩中也较为常见。(二)主要的层理类型及其特征（2）波状层理

特点：层内的纹层呈连续的波状，但总的方向平行于层面。这种层理主要是由沉积介质的波浪振荡运动造成的，这时形成对称的波状层理；其次可以成因于单向水流的流动，形成不对称的波状层理。波状层理形成于水介质较浅的地区，在海湖的浅水地带和河漫滩等地区较常见；在海湾、泻湖等地区也可见到。经常与波状层理共生的是上攀层理或爬升层理，其特点是后一个层系爬叠在前一个层系上。(二)主要的层理类型及其特征（3）交错层理

在层的内部一系列倾斜的纹层(前积层)与层系界面相交。层系以彼此平行、交错、切割的方式组合，组成不同形态的交错层理。

交错层理是沉积介质(流水与风等)的流动造成的。当介质有一定流速时，底床上可以产生一系列的砂波，砂波移动时就在自身陡坡一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系，纹层倾向代表了介质流动方向。①根据层系与上下界面的形状和性质，为三种基本类型：(二)主要的层理类型及其特征A.板状交错层理

层系上下界面平直，呈板状，且厚度较稳定的交错层理。特点：层系底界有冲刷面，前积纹层在平行于流动方向的剖面上与界面斜交，纹层内常有下粗上细的粒度变化，有的纹层向下收敛。大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。B.楔状交错层理

层系界面为平面，但不互相平行，层系厚度变化明显且呈楔形。层系间常彼此切割，纹层的倾角和倾向变化不定。常见于海、湖浅水地带和三角洲地区。(二)主要的层理类型及其特征C.槽状交错层理

层系底界为弧形侵蚀面，层系呈槽形，互相相切，纹层在顶部被切割。在横切面上，层系界面和纹层都是槽形；在纵剖面上，层系界面呈弧形，纹层与之斜交。从顶面俯视，层系界面和纹层为重叠的花瓣状。大型槽状交错层理的层系底界冲刷面明显，底部常有泥砾，多见于河流环境中。纹层厚约1.5cm.除上述一般交错层理外，还有许多具有特殊形态和成因的交错层理，介绍几种主要类型：a.羽状交错层b.冲洗交错层c.浪成交错层d.丘状交错岩e.风成交错层a.羽状交错层（Herringbonecross-bedding）

指上下相邻层系中的纹层倾斜方向相反的一种交错层，也称青鱼刺状或双向交错层，多出现在板状或楔状交错层中。形成于流向可以反转的环境，如三角洲或潮汐带内。b.冲洗交错层（Swashcross-bedding）本质上属于羽状或楔状交错层，但同一层系的上下界面和它们与层面的夹角都很小，相邻层系纹层的倾斜方向可以相同，也可以相反，纹层非常平直，与层系界面大致平行或小角度交截。形成于长而平坦的海滩或沿岸沙坝的向海斜坡面上,由于受到波浪产生的冲流和回流的环境.c.浪成交错层（Wave-ripplecross-bedding）：

断面上很象槽状交错层，层系界面波状起伏，局部对下面的层系有较强的切割，横向上可过渡为相邻层系内的某个纹层界面。纹层多为横向延伸的舒缓波曲状，大致与层系界面平行，但在层系的一端则逐渐会聚成束或被另一个层系界面交截。可作为偶受风浪扰动较深水环境的标志，常常发育在富含泥质的粉砂或细砂岩中。d.丘状交错层理（Hummockycross-bedding）

层系呈宽缓的圆丘状，纵断面上，丘宽可达1-5m，丘高约20-50cm或更高，垂向上大多只出现1-3个层系。层系内的纹层与层系边界基本平行，但向着丘顶或丘谷方向收敛，在丘谷处与相邻层系内的纹层以小角度交错或呈过渡关系。丘状交错层的形成也与水的振荡作用有关，是水面的巨浪引起深部水体也随之振荡的产物，只是它标志的水深要比浪成交错层更大，赋存岩石也多是富泥的粉砂岩或细砂岩。e.风成交错层理（Wind-dunecross-bedding）

通常是板状或楔状交错层，但层系厚度很大，一般在几十厘米到几米之间，纹层也较厚，最厚可达2-5cm，多呈平板状。赋存岩石多为干净的中细砂岩（很少含泥），形成于缺少植被的陆表环境，如沙漠、裸露海岸地带等。(二)主要的层理类型及其特征（4）递变层理

是以组分中颗粒的粒度递变为特征的沉积单元，层面基本平行。沉积物质越粗，单层厚度越大，可以从数毫米到数十厘米，甚至到一米或数米。递变层理底部常有冲刷面，内部除了粒度递变外，不具有任何纹层。发育在浊积岩中，颗粒大小从5mm到0.3mm颗粒大小从3cm到0.3mm

(二)主要的层理类型及其特征（4）递变层理

粒序层理成因很多，主要由悬浮搬运的沉积物在搬运和沉积过程中，因流动强度减小，流水携带能力减弱，沉积物按粒度大小依次先后沉降形成。因此，粒序层理是浊积岩中的一种特征性层理。（5）韵律层理

由在成分、结构或颜色方面不同的薄层有规律重复出现组成。纹层厚度从数毫米到数十厘米，层与层相互平行或近于平行。

韵律层理是由物质搬运或产生方式有规律地交替变化造成的。例如，由于潮汐流的周期变化形成砂质纹层与泥质纹层重复交替的潮汐韵律层理，也称为砂泥互层层理；也可以由气候的季节性变化形成浅色层与深色层互层的季节性韵律层理。如冰川纹泥是季节韵律层理的一个重要类型。(二)主要的层理类型及其特征（6）块状层理指层内物质均匀，组分和结构都无差异，不显纹层构造的层理。在粗、细粒沉积中均可出现。它可以由细粒悬浮物质非常快速地沉积而成，如常见的洪水沉积；也可以是密度很高，毫无分选的重力流沉积物快速堆积而成，如某些浊流沉积。.脉状层理、透镜状层理、波状层理