岩石学古老版沉积岩-第三讲

第三讲沉积岩的特征物质成分与颜色沉积岩的构造特征沉积岩的分类一.沉积岩的物质成分沉积岩中的物质比较复杂,由于原始物质中的碎屑物质可来自任何类型的母岩，所以岩浆岩和变质岩中的所有矿物都可在沉积岩中出现。迄今为止，在沉积岩中已经知道的矿物已达160种以上，但它们中的绝大多数都比较稀少或分散，只有大约20种左右是比较常见的，而且存在于同一岩石中的矿物还多不超过5-6种，有些仅1-3种。第一节沉积岩的物质成分和颜色

1.沉积岩的物质沉积岩的物质成分包括以下部分:a.有机质：煤、沥青、干酪根;b.矿物：

.它生矿物：在所赋存沉积岩的形成作用开始之前就已经生成或已经存在的矿物。

.自生矿物：在所赋存沉积岩的形成作用中以化学或生物化学方式新生成的矿物。常见矿物类型：粘土、方解石、白云石、石英、玉髓、海绿石、石膏、铁锰氧化物等。它生矿物矿物是从母岩继承来的，即在沉积岩形成之前就已经存在的矿物。其继承来源为：由母岩机械崩解形成的岩石或单个晶体的碎块，又称陆源碎屑，按大小顺序可进一步将其划分为砾、砂、粉砂和泥。自生矿物：沉积岩在沉积和成岩过程中,以化学或生物化学的方式新生而成的矿物。来源和成因：由母岩释放出来的各种离解离子和胶体离子等化学物质.是化学或生物化学风化作用的结果,也是自生矿物的主要物质来源.

2.沉积岩的颜色

按成因，沉积岩的颜色可分为原生色和次生色。原生色又可分为继承色及自生色。

1．继承色

继承色取决于碎屑物质的颜色，常为碎屑岩所具有。如纯石英砂岩的白色，是由于无色透明的碎屑石英造成；长石砂岩常呈肉红色是因碎屑长石是浅红色，而长石是由花岗岩中的浅红色长石机械破坏而来，故叫继承色。

2．自生色

自生色取决于沉积和成岩阶段形成的自生矿物的颜色。为大部分粘土岩、化学岩和部分碎屑岩所具有的颜色。如含三价铁的页岩就呈红色或黄褐色；海绿石砂岩呈绿色，是因其中含有绿色的自生矿物海绿石。

3．次生色

是在后生作用或风化作用过程中，原生色发生次生变化而形成的。如露头上所见的红褐色砂岩，有时可能是原来的黄铁矿、菱铁矿氧化生成红褐色的褐铁矿所致。各种常见的自生色及其沉积环境

1．白色一般不含色素，如质纯的碳酸盐岩、盐岩、石英砂岩、高岭土、蛋白石等。

2．灰色、黑色由于含有机质(炭质、沥青质)、分散状硫化铁(黄铁矿、白铁矿)，并表明岩石形成于还原或强还原条件下。

3．红色、紫红色、褐红色、黄褐色由于含有铁的氧化物或氢氧化物之故。表明当时沉积介质为氧化及强氧化条件。

4.绿色由于含有绿色的硅酸盐矿物(海绿石、鲕绿泥石)。代表弱氧化或弱还原的介质条件。

5．蓝色、青色是硬石膏、天青石、石膏、石盐等特有的颜色。有时蓝色是由蓝铁矿和蓝铜矿引起的。

6．紫色与氧化铁或氧化锰有关，有时则由于含土状萤石之故。第二节沉积构造.沉积构造:

沉积作用(占主要）或成岩作用（占次要）在岩层内部或表面形成的一种形迹特征称为沉积构造。这种形迹特征常常在沉积岩组分的分布、排列方式和方向上表现出来。

.沉积构造的研究意义

沉积构造是沉积物和沉积岩中最常见而又最容易直接观察到的主要特征之一。无论是研究沉积物或沉积岩本身,还是解释沉积环境,都必然要涉及到沉积构造。.研究沉积构造有助于:a,

确定地层顶底面;b,

确定沉积物的搬运与沉积的方式、沉积介质的性质以及流体的动力状况;c,

恢复沉积盆地中的古水流和古沉积环境;如：大型交错层理指示低流态牵引流侧向加积过程；青鱼骨刺(羽状)交错层理指示潮汐潮道牵引流加积过程；水平文理指示静态悬浮物垂向加积。2.常见的沉积构造

物理成因

生物成因

化学成因

层理构造泥裂生痕构造晶痕和假晶

波痕构造雨痕、雹痕生物扰动构造鸟眼构造

叠瓦构造泄水构造植物根痕构造结核构造

冲刷构造叠层构造缝合线构造一.物理成因的沉积构造是由于沉积物在搬运和沉积时以及沉积之后不久,在流体流动、重力等物理因素作用下而产生的沉积构造。

1，波痕（Ripplemark）

指由牵引流的机械作用在沉积物表面上形成一种有规律的波状起伏构造。在自然界中单个波痕较少见,往往是成组出现。它广泛出现在砂、粉砂、泥质岩的表面。不对称波痕（迎流面缓，背流面陡）不对称波痕（迎流面缓，背流面陡）

冲刷痕:水流在泥质沉积物表面冲蚀出来的痕迹.

.槽模：由于水流的回流作用在泥质沉积物表面上形成冲刷凹槽,若这种凹槽被上覆的砂质充填，则在上覆砂质层的底面形成一个铸型--槽模。它是一种很常见的冲刷痕，可准确的判断出水流的方向。2.冲刷构造

下伏泥质层的顶面和

上覆砂质层的底面显示出冲刷痕泥质层砂质层冲刷痕槽模的高陡坡和钝园端指示水流上游方向，低缓坡端指示水流方向.a,

冲刷痕的形成

b,

冲刷痕被覆盖

c,

层面剥开后分别在下伏层顶面和上复层底面显示冲刷痕和印模

d,

岩层底面上的槽模（箭头示流向）e,

岩层断面上的冲刷构造（粗线为冲刷面）.abcdeNichinanCity,MiyazakiPrefecture,Kyushu古水流方向古水流方向

3，层理（Bedding）

沉积物在岩层的垂向上（即垂直于沉积物表面方向上）显示出的一种层状构造。通常由沉积物组分的颜色、成分、粒度、形状等显示的岩层内部构造。.

层理的类型(1),水平纹理(2),平行层理(3),交错层理(4),脉状层理(5),透镜状层理(6),递变层理(7),块状层理(1),水平层理(水平纹理)

由与层面平行的、平面状的细纹层叠置而成的层内构造。

细纹层呈平面状，相互平行叠置，与层面平行；

纹层厚度多在1mm以下，少数可达1-2mm；

常产在粉砂岩、泥质岩或粒度相当的其它岩层内，由颜色或粒度显示。成因：静水或低流态下部平床垂向加积而形成，或季节变化产生的纹理.山东山旺,硅藻土页岩中的水平层理冀东油田B26井粉沙岩中的水平层理(2),

平行层理特点：

多个呈平面状的较厚纹层平行于层面叠置，构成平行层理。

纹层厚度多在２mm以上，常见为10-20mm；产在中－粗砂岩、含砾砂岩或粒度相当的其它岩层（亮晶颗粒灰岩）内;成因：牵引流的高流态上部平床垂向加积.美国犹他州拱门国家公园精致拱门--粗砂岩中的平行层理按层系面的形态等,分为:A,板状交错层理B,楔状交错层理C,槽状交错层理D,波状交错层理几种特殊形态和成因的交错层理:a,羽状交错层理b,冲洗交错层理c,浪成交错层理d,丘状交错层理e,风成交错层理交错层理交错层理的成因：

牵引流低流态大型或小型波痕侧向迁移－侧向加积。.交错

层理

纹层与层面呈斜交关系，所以又称斜层理。相互平行叠置成单个的层系再组合成层系组，单个纹层的厚度<1mm–数个cm。A.板状交错层理

大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。大型板状交错层，砂砾岩，四川威远三叠系板状交错层理(下部)，平行层理(上部)大型-巨型板状层理B.

楔状交错层理

常见于海、湖浅水地带和三角洲沉积区.板状交错层理平行层理楔状交错层理大型楔状交错层理（陕北侏罗系）楔状交错层理平行层理平行层理C.槽状交错层理

大型槽状交错层理层系底界冲刷面明显，底部常有泥砾，多见于河流环境中.

板状交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理反映了水流强度逐渐递增的序列。

何为槽状?可形象的理解为:用汤勺挖下一块蛋糕后的形状!槽状交错层理大型槽状(下部)及板状层理(上部)槽状交错层理D.波状交错层理

波状交错层理

几种特殊的交错层理

a.羽状交错层理；形成于有双向水流的环境，如潮坪、河口湾。

b.冲洗交错层理；形成于有水流反复冲洗的环境，如潮坪、河口湾。

c.丘状交错层理；形成于风暴浪底附近的较深水环境，常为风暴成因。

d.浪成交错层理:形成于正常浪底附近的环境，为一般波浪成因.

e.风成交错层理:形成于缺少植被的陆表环境.a.羽状(俗称青鱼骨状)交错层C，灰岩中的丘状交错层理（贵阳三叠纪灰岩）e.风成交错层（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。

最显著的特征:巨大!风成交错层风成交错层风成交错层

(4),脉状层理、(5),透镜状层理、

这2种层理在自然界中常常在一起共生、相互过渡并且成因上有密切的联系。它们是在水动力条件强、弱交替的情况下,由泥和砂交互沉积而成的。(4),脉状层理（Flaserbedding）

是在水动力较强,砂的供应、沉积和保存比泥更为有利的条件下形成的。因此砂多泥少，深色的泥在浅色的沙中呈脉状。

俗称:砂包泥

脉状层理(砂包泥)（Flaserbedding）

(5),透镜状层理（Lenticularbedding）

与脉状层理相反,透镜状层理是在水动力条件较弱,泥的供应、沉积和保存比砂更为有利的情况下形成的。因此多泥少，浅色的沙在深色的泥中呈透镜状。

俗称泥包砂透镜状层理（泥包砂）（Lenticularbedding）PennsylvanianofKentucky

TidalDeposits

(6),递变层理

递变层理是具有粒度递变的一种特殊的层理，又称为粒序层理。这种层理的特点是由底向上,颗粒逐渐由粗变细。除了粒度变化以外，没有任何内部纹层

正递变层理:由下-上,粒度由粗–

细反递变层理(7)块状层理（Massivebedding)

当整个岩层或岩层内的某个层状部分的成分、结构或颜色都是均一的，或虽很杂乱，但却具有某种宏观的均一性，既没有纹层或纹理显示，也不是其它层理的构成部分，该岩层称块状层理，或均匀层理。块状层理又可分两种成因:.环境条件长期稳定不变，沉积物是完全均匀累积起来的;.极高密度的碎屑物重力流或密度流快速卸荷，各种成分和粒度的颗粒来不及分异都同时沉积下来。

环境条件长期稳定不变，沉积物是完全均匀累积起来的块状层理.冀东油田B7井

极高密度的碎屑物重力流或密度流快速卸荷，各种成分和粒度的颗粒来不及分异而的块状层理.

指沉积物表面由于间歇性地暴露于大气下时所形成的各种沉积构造的总称。主要有泥裂，雨痕。暴露构造的存在,可证明沉积物表面当时曾暴露于大气下,从而有助于解释沉积环境,而且还可以作为推测古气候的线索。4.暴露构

造(1)泥裂

未固结的细粒沉积物（泥质、粉砂及细粒碳酸盐沉积）露出水面，遭曝晒而干固收缩，形成多角形裂缝，称为泥裂。沉积物中的泥裂

沉积岩中的泥裂(2)雨痕

未固结的细粒沉积物（泥质、粉砂及细粒碳酸盐沉积）露出水面，遭到较大但较疏的雨淋而落下的痕迹。沉积岩中雨痕沉积物中的雨痕二.生物成因的构造

生物通过生活活动形成的沉积构造。生物形成的特殊构造有：生物活动构造（如虫迹、虫孔等）；叠层构造；

--“U”

形穴

生物活动构造浪成波痕和爬迹（潮间带）.叠层石（Stromatolitic）由单细胞或简单多细胞藻类（还有细菌）等在固定基底上周期性繁殖形成的一种纹层状构造，其中的纹层称藻纹层，主要出现在碳酸盐岩中。1水平状，2波状，3倒锥状，4柱状，5分支状，6顶部侵蚀后的同心菜花状.123456叠层石生长于局限海环境的叠层石,西澳大利亚,Shark海湾.三.化学成因的构造

.结核.晶痕和假晶

.鸟眼构造

(1)结核结核是一种成分、结构、颜色等与围岩有显著差异的矿物集合体.

它是成岩阶段物质重新分配的产物。其形态很多,有球状、椭球状、不规则团块状等。其成分也有多种：钙质、硅质、锰质、铁质和磷质等。鄂西恩施地区的泥质结核钙质结核灰岩中的燧石(硅质)结核铁质结核结核的成因化