Question

沉积构造及沉积环境分析

Answer 1

1.沉积构造类型

沉积构造是沉积岩和变余沉积岩的成因标志，是恢复古环境、古气候及古地理的重要依据，这类构造在野外大多都可看到，因此必须认真仔细观察，做好必要的记录，重要的构造应照相或素描。

沉积构造主要包括层理构造、层面构造、准同生变形构造、生物及化学成因构造。

（1）层理构造

层理由纹层、层系和层系组组成（图6-2）。根据其形态特征可划分为以下几种类型（图6-3）。

图6-2 层理的基本术语图示

（据刘宝珺，1980）

图6-3 水平层理、平行层理和交错层理

（据杜远生等，1998）

（a）水平层理（左）和平行层理（右）；（b）板状交错层理；（c）楔状交错层理（冲洗交错层理）；（d）鱼骨状交错层理；（e）槽状交错层理；（f）波状交错层理

1）平行层理和水平层理：二者的纹层均相互平行且与层面一致，但平行层理是高流态环境下的沉积，沉积物粒度粗（中粗砂级），纹层不清晰、不连续，沿层面易剥开。水平层理反映水能量低的宁静环境，沉积物粒度细（泥质），层理清晰且连续。

2）交错层理：交错层理是由一系列与层面斜交的内部纹层组成层系，层系之间由层系面分隔。根据其形态可分为板状、楔状、波状和槽状交错层理等多种类型。依据交错层理的形态、大小、前积层倾角和方向等可判断出水动力特征和古水流方向，进而帮助识别古环境。流水作用一般形成较高角度的板状交错层理；而冲洗作用则形成低角度（＜10°）的楔状交错层理（冲洗层理）；进退潮流作用则形成双向的鱼骨状（或羽状）交错层理。

3）递变层理：也称粒序层理。是在同一岩石层内由下而上粗细粒度递变纹层所显示的层理，层面基本上相互平行，底部常具冲刷面。一般认为递变层理是由重力流作用形成。

4）潮汐层理：包括脉状层理、波状层理和透镜状层理（图6-4）。它们是涨潮流与退潮流所造成的砂质沙纹与平潮期所沉积的不同数量的泥质交互而形成。

脉状层理是泥质沉积物呈脉状体分布在砂质沉积物中，透镜状层理是砂质沉积物呈透镜体被包在泥质沉积物之中断续分布，而波状层理则是介于脉状和透镜状层理之间的过渡类型，砂层与泥层波状交替分布。

图6-4 潮汐层理类型

（据H.E.Relneck，1977；转引自杨逢清等，1990）

1—脉状层理；2—波状层理；3—透镜状层理

（2）层面构造

主要包括波痕、冲刷痕、刻压痕构造和暴露构造。波痕是指流水、波浪或风作用于非黏性沉积物表面留下的波状起伏的痕迹。按其成因可分为流水波痕、浪成波痕及风成波痕。水能量加强，常在下伏沉积物尤其是泥质沉积物表面形成冲蚀的槽状痕迹，称为冲刷痕，冲刷形成的沟槽被沉积物充填后则形成槽模和沟模。沉积物中携带的粗粒物质（如砾石、生物介壳）在下伏沉积物顶面刻划出各种痕迹，称为刻压痕。冲刷痕和刻压痕是重力流沉积中常见的沉积构造。暴露构造是指沉积物间歇期暴露于大气中，在沉积物表面形成的沉积构造，如泥裂、雨痕、食盐假晶及足迹。通常反映沉积盆地间歇性暴露环境，如潮上带、湖滨环境等。

（3）准同生变形构造

图6-5 滑塌构造

（据何起祥，1978；转引自杨逢清等，1990）

准同生变形构造是指沉积物在沉积之后、固结之前发生塑性变形所形成的构造。常见的有负载构造、包卷层理、滑塌构造等。发育于快速堆积（沉积物来不及脱水）或具有原始倾斜的沉积层中。差异压实作用或构造不稳定（如地震的颤动）性，常导致上覆粗粒层下陷到下伏松软沉积层中形成负载构造、枕状构造和球状构造。由于沉积物的液化和侧向流动，可形成具复杂揉皱的包卷层理。滑塌构造一般是沉积物沿原始陡倾斜坡滑塌、滑动或位移产生的，沉积层可变形形成简单或复杂的褶曲，并伴有滑动面或重力小断层（图6-5）。根据准同生变形构造的类型和强度可以帮助认识沉积盆地性质及堆积速度、古斜坡坡向等。

（4）化学及生物成因构造

这种构造类型繁多，常见的有鸟眼构造和叠层构造。鸟眼构造指白云岩或灰岩中大小约1mm的蠕虫状或不规则状亮晶方解石充填体。一般认为鸟眼构造形成于潮坪环境，由藻类腐解留下孔隙或气泡，经亮晶方解石和石膏填充而成。叠层构造是地质历史时期中常见的一种生物成因构造，以藻纹层和沉积纹层交替出现为特征，其形态多样，多形成在潮坪环境。

2.沉积环境分析

野外进行沉积环境分析时，主要依据以下标志：

1）岩矿标志：沉积物组分能反映沉积历史、物源及沉积介质的特征。如纯净的石英砂岩形成于浅水高能条件（如海滩环境）；富含长石、不稳定岩屑的杂砂岩形成于颗粒未经充分簸选的快速沉积场所（如断陷盆地）。一些特殊的沉积岩和沉积矿产具有较好的指相意义，如礁灰岩、鲕状灰岩、含菊石或放射虫的硅质岩、含笔石的黑色页岩、煤和铝土矿等。此外，一些自生矿物（沉积期或同生期形成的原生矿物）能明显地反映环境，如海绿石、磷灰石主要形成于浅海环境；石膏、岩盐形成于盐分过饱和的干旱气候环境。

2）生物标志：不同类别的生物对环境因素的要求是不一样的，因此生物组合和生态特征是判别古环境的重要标志。

3）沉积构造标志：沉积构造类型复杂多样，为不同沉积环境的产物。根据它们的一些特征可进行沉积环境的分析（表6-4）

表6-4 沉积构造分类

（据余素玉等，1991，略改）

沉积环境分析的野外工作主要包括测制沉积相剖面，系统观察研究沉积岩的成分、结构、构造、古生物组合、古生态特征和遗迹化石等各种成因标志，以及对古流向和古坡向的测量。