沉积岩层的原生构造及其产状

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1、第二章沉积岩层的原生构造及其产状沉积岩是地壳表层分布最广泛的岩石，其分布面积约占地球大陆面积的75%。大陆地壳表层的地质构造很多都是由沉积岩形成的。观测分析沉积岩层的原生构造、岩层产状和接触关系是研究地质构造的一项基础工作，也是本课程的基本内容之一。第一节沉积岩层的原生构造沉积岩在沉积过程中和成岩作用过程中产生的非构造变动的构造特征称为沉积岩层的原生构造，如层理、层面构造、结核、叠锥以及生物遗迹、叠层石等等。意义:研究和判断岩层形成时的古地理和地壳运动特征提供重要资料，鉴别岩层顶、底面和确定岩层相对层序的重要依据，了解这些构造特征对观察、分析构造形态，确定岩层产状和岩石变形特征具有一定的指

2、导意义，在某些情况下具有特殊的作用。一、层理及其识别层理是沉积岩最常见的一种原生构造。它是通过岩石成分、结构和颜色变化显现出来的一种成层构造。层理的形成及其特征与组成岩石的成分，形成岩石的地质、地理环境以及介质运动特征有关。观察地质构造时，首先就要正确地识别岩层的层理和层序。大多数沉积岩的层理都较为明显，容易认识。但是，某些岩层，如巨厚层岩层或砾岩层，它们的层理常常很不清楚;有的岩层则由于节理、劈理强烈发育而掩蔽了层理或与层理混淆不清。特别是在某些变质岩地区，由于次生面理特别发育，甚至层理被置换，以致原生层理极难辨认。这就要求我们在野外工作中仔细观察，尽力发现能鉴别层理的各种标志及岩层的其

3、他原生构造去识别层理。层理主要是根据岩石叫成分、结构和颜色的变化以及层间分界面等几个方面去识别的，即：1.岩石成分的变化在成分比较单一的巨厚层岩石中，要注意寻找成分特殊的夹层。如块状砂岩中的砂砾层、粗砂岩夹层或透镜体;巨厚层石灰岩或白云岩中的薄层泥灰岩、页岩夹层或硅质条带等,这些夹层是识别巨厚岩层层理的比较可靠的标志。2.岩石结构的变化不同粒度或不同形状的颗粒总是分层堆积的，从而显示出层理。如砾岩中大小不同的砾石分层堆积呈带状；砂岩中云母呈面状分布，各种原生结核或扁平状砾石在沉积岩中呈面状排列等，都可作为确定层理的标志。3.岩石颜色的变化在成分单一，颗粒较细，层理隐蔽的岩石中，如有颜色不同

4、的夹层或条带，也可指示层理。但要注意区别由某些次生变化造成的岩石颜色差异。4.岩层的原生层面构造这些构造包括波痕、泥裂、雨痕、生物遗迹及其印模等，也可以作为确定层理的标志。二、利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面和底面确定岩层的新老层序是野外观察研究地质构造的一个重要问题。有些岩层在强烈的构造变动后，产状变为直立甚至发生倒转，造成岩层底面在上，顶面反而在下，使岩层沿着倾斜方向，出现由新到老的层序倒置的现象。确定岩层的地质时代和层序，主要是依据化石。但是在某些情况下，尤其在缺乏化石的"哑地层"中，也可以根据岩层的原生构造或某些次生构造，通过判别岩层的顶、底面去确定其相对新老层序。关于利用次生构

5、造(如层间小褶皱、劈理等)确定岩层定、底面问题，将在后面有关章节中论述。这里只介绍几种常见的确定岩层顶、底面的原生构造。（一）斜层理斜层理由一组或多组与主层面斜交的细层组成。其判别特征是:每组细层理与层系顶部主层面成截交关系，而与层系底部主层面呈收敛变缓而相切的关系，弧形层理凹向顶面。根据这个特点就可以确定岩层顶、底面(图2—3)。（二）粒级层理粒级层理又叫递变层理。其特点是在一单层肉，从底到顶粒度由粗逐渐变细，如底部是砾石或粗砂质，向上可递变为细砂、粉砂，以至泥质。根据粒级层理这种下粗上细粒度递变的特征，可以确定岩层的顶、底面(图2—4)。（三）波痕波痕的成因和类型很多，能指示岩层顶、底

6、面的主要是对称型的浪成波痕。浪成波痕有尖棱状波峰和圆弧型波谷组成（图2—5）。这种波痕无论是原型还是其印模，都是波峰尖端指向岩层的顶面，波谷的圆弧则是凹向底面（图2—6）。（四）泥裂泥裂又称干裂，是未固结的沉积物露出水面，失水干固时，因收缩而形成与层面大致垂直的裂缝。泥裂常见于粘土岩和粉砂岩中，也见于碳酸盐岩中。泥裂使层面构成网状、放射状或不规则的分叉状的裂缝，在剖面上一般呈“V”字型(有时切穿层面也可呈“U”字型)这些裂缝为上覆沉积物填充时，其填充层的底面成为脊形印模(图2一7)。无论是楔形裂缝或脊形印模的尖端均指向岩层的底面，即指向较老岩层。（五）雨痕、冰雹痕及其印模雨浪和冰雹痕是雨点

7、或冰雹落在湿润而柔软的泥质或粉砂质沉积物上，冲打出圆形或椭圆形，边缘略高于沉积物表面的凹坑。冰雹痕较雨痕大而深，形状不太规则，也较粗糙，凹坑边缘也较高。两种凹坑形成后又被上覆沉积物填充掩埋，成岩之后，遂在岩层的顶面上留下凹坑，而在上覆岩层的底面形成圆形或椭圆形瘤状突起印模。因此，凹坑总是分布在岩层的顶层(图2-8)，瘤状印模则出现在岩层的底面，或者说，凹坑和瘤状印模的圆孤外形总是凹或凸向岩层的底面。（六）冲刷痕迹固结或半