Question

沉积结构构造

Answer 1

（一）结构特征

1.陆源碎屑岩

中、新元古界的长城系部分组段和青白口系的陆源碎屑岩主要是：沉积石英岩、石英砂岩，其成分主要为碎屑颗粒和胶结物，有时见含量极少（3%—5%）的泥质和石英细粉砂呈杂基出现；碎屑颗粒包括石英、长石、岩屑和磁铁矿、绿帘石等重矿物，以石英为主，常见长石和岩屑（包括燧石岩屑和喷出岩屑），长石表面可见钠长石双晶和网格双晶，有的石英颗粒表面可见不规则的破裂纹。大红峪组SiO2化学成分含量高，超过40%，与本组石英碎屑组分多是一致的（宋天锐等，1987）。

2.燧石硅质岩

长城系和蓟县系地层中各种形态的燧石硅质岩是由二氧化硅组成的各种硅质矿物的集合体。在沉积岩中硅质矿物的有：细-粗晶石英、隐-微晶石英（隐-微晶玉髓）、纤维状玉髓、水玉髓、球粒玉髓、方英石和蛋白石。十三陵大红峪组、高于庄组和雾迷山的燧石岩中所见的硅质矿物有：微晶玉髓、细-粗晶石英和纤维状玉髓，以前两者为主，后一种少见。

（1）微晶玉髓：通常无色，但常因包裹有杂质而显浅褐色，在显微镜下一般隐显小米粒状，在扫描电镜下均呈小于1μm的粒状集合体，粒间多孔隙，一般称为海绵状结构。微晶玉髓一般是胶体二氧化硅重结晶而成的，是硅岩的主要矿物，在高于庄组中它是组成燧石条带、团块或结核的主要成分，是二氧化硅交代白云石的主要矿物形式，岩石中微晶玉髓部位里常有交代残留的白云石。

（2）细-粗晶石英：呈粒状镶嵌，有的具良好的晶面，粒径在50μm以上，干净明亮，常与玉髓衔接生长一起充填于孔洞中，其粒径由外向里（孔洞中心）逐渐增大。

（3）纤维状玉髓：在显微镜下呈纤维状或针状，组成扇形或横向连续成皮壳状。

3.碳酸盐岩

中、新元古界各种类型的白云岩，其主要由白云石组成，此外还可见含有数量不定的陆源砂、粉砂和硅质矿物成分以及少量的有机质成分。泥晶和细粉晶是各层段的白云岩最主要的结构组分，由它们构成了占主要比例为泥晶、细粉晶白云岩。另外，还可见有内碎屑（砾屑、砂屑、粉屑）、球团粒和粗粉晶以上的各级晶粒等结构组分，但由它们组成的岩石在剖面中所占的厚度百分比较小。多数内碎屑白云岩中的内碎屑分选性不好，大小混杂，表现为砾、砂屑之间的孔隙中充填有更小的细粉屑等，磨圆度有的好，有的不好，颗粒形状多样，有圆形、椭圆形、次圆形、竹叶状、长条形和不规则状形态，多数为颗粒支撑结构，以点、线接触多见，粒间充填有白云石亮晶胶结物，有的岩石中颗粒呈漂浮状互不接触，有时见竹叶状，椭圆形内碎屑的长轴显定向排列，但绝大多数内碎屑杂乱无序分布。重结晶白云岩主要是粗粉晶以上的晶粒组成，镜下见各级晶粒间多呈镶嵌状。关于白云岩的成分与结构特征，有一点需要特别指出，十三陵高于庄组和雾迷山组的泥晶白云岩中，有的成分极纯，几乎全由白云石组成，含其它杂质很少，100倍显微镜下见其结构组分全为泥晶，粒度小于5μm，这种泥晶结构均一至较均一，400倍显微镜下见泥晶全为他形粒状，看不出任何交代残留结构的痕迹，这与白云石化或交代作用形成的白云岩不同，表现出沉积-同生的特点，在悼陵监和德胜口高于庄组顶部存在这种白云岩。

（二）构造特征

1.叠层石构造

叠层石又可当作一种生物化学成因的沉积构造来研究，它们是水深和能量强弱以及离岸远近的相标志，其形态主要受古沉积环境、水流及水动力条件等因素的影响和控制，并呈有规律的分布；在现代沉积中，叠层石受环境影响而具有分带性，并且同一属种的叠层石可构成不同的形态，而不同属种的叠层石也可形成同样的形态（Walter,M.R,1977;White,B.,1983;Yong,G.M.,1974）。在对叠层石十分发育的中-新元古界地层进行研究中，应着重注意叠层石构造这一沉积特征和环境标志。

2.层理构造

（1）水平层理：特点是纹层平直互相平行，并与层面平行，纹层连续或较连续，一般认为这种层理是在比较稳定的弱水动力条件下形成的，出现在低能环境中。在大红峪组-高于庄组地层中，这种层理最为常见，其中的纹层较密集，宽约0.1mm至几毫米，主要产于泥晶白云岩中，有时在全岩层中均发育，有时仅在岩层顶、底部局部可见，在镜下见泥晶白云岩中常发育显微水平纹层。这种层理与泥晶白云岩指示了潮上带和波基面以下的潮下带的低能环境。

（2）平行层理：大红峪组、高于庄组和龙山组的陆源碎屑岩（沉积石英岩、石英砂岩）中普遍可见小型平行层理，在外貌上与水平层理相似，由相互平行的纹层状砂组成，而大红峪组上部的沉积石英岩中小型平行层理由颜色条纹显现，这种层理是在较强急流态的水动力条件下产生的，出现于较高能-高能环境。

（3）韵律层理：在大红峪组上部第二套沉积石英岩的底部见有小型韵律层理，韵律由粗砂、极粗砂（含细砾）与细砂等组成，每一韵律下部的粗砂、极粗砂薄层厚度为1.5—2cm，上部的细砂薄层厚度为2—3cm，韵律可连续出现2—3次，总厚度为7—10cm；紧接高于庄组底部石英砂岩的一层含屑泥晶白云岩也是一个韵律层，其中的次一级小韵律由含石英砂、云质砂屑、砾屑泥晶白云岩与泥晶白云岩组成，下部的含石英砂、云质砂砾屑白云岩薄层厚度为3—30cm，含屑量不等，为5%—40%，云质砂屑多为长条形，长2—6mm，宽1—4mm，有的显顺层定向排列，上部的泥晶云岩厚度为20—60cm，都具密纹层，有的含燧石小条带，这种小韵律连续出现9次，整个韵律层厚度为5.2m。这种韵律层理一般是潮汐环境中由潮汐的周期变化产生的，反映潮间带环境。

（4）单向水流交错层理：在高于庄组底部的石英砂岩中可见小型单向水流交错层理，倾角不大，有的为5°—10°，有的为15°—20°，与小型平行层理共生；高于庄组底部和顶部和杨庄组的砂质白云岩中见单向水流交错层理，底部的斜层系倾角为20°左右，顶部的斜层系由石英砂抗风化强而显现出来（图版4—3）。

（5）羽状交错层理：这是一种具有两组倾向相反的前积纹层的层理，在形成机制上反映了两种方向相反的水流造成的沉积作用，在泰陵园桥头高于庄组顶部的硅化白云岩中发育有羽状交错层理，其中的各个前积纹层均已被硅质交代形成黑色的硅质纹层，前积纹层黑白相间格外清楚，纹层的倾角为20°，可见发育较好的两个层系，厚约25cm（图版3—2）。杨庄组羽状交错层理由砂质白云岩—白云质砂岩构成（图版4—2）。一般认为，羽状交错层理属于一种典型的潮汐作用产物，历来被认为是潮间带的特征标志（Ginsburg, 1975;Song和G,1985）。

（6）压扁－透镜状层理：与碎屑岩的同类沉积构造极为相似，按形态大致分类：压扁层理、透镜状层理和具有软沉积变形的透镜状层理。压扁层理由灰白色与灰黑的云灰岩、灰岩组成，每一对互层又组成一个韵律，一个韵律一般厚约2cm，其中灰白色云灰质条带厚约1—3mm，灰黑色灰岩条带厚约1—2cm；透镜状层理中的透镜体由具近水平或斜的纹理的灰黑色云岩组成，各透镜体均平行层面分布，大者长达10多cm，厚约3cm。具有软沉积变形的透镜状层理的透镜体形状有菱形、不规则等，透镜体和围岩的物质成分与未变形的透镜状层理相同。高于庄组和雾迷山组中的这种碳酸盐岩压扁－透镜状层理可能形成于地势平坦、延展宽阔、水动力条件很弱的碳酸盐潮坪上（宋天锐等，1987）。

3.层面构造

（1）波痕

①对称及不对称波痕：常州沟组和大红峪组上部的沉积石英岩中和雾迷山组燧石岩表面可见对称波痕（图版3—9），特点是波峰较尖锐，波谷圆滑，波高为1cm，波长为7cm，波痕指数为7，为浪成波痕；高于庄组的白云岩中也可见对称和不对称波痕，它们多与藻叠层石或泥裂等伴生，可能形成于近岸浅水环境中。

②干涉波痕：泰陵园桥头高于庄组顶部的白云岩层面上见有菱形干涉波痕和具双脊的干涉波痕，可见每间隔5—8cm出现一个具波痕的层面，发育程度较好，其成因是潮汐水流与波浪的共同作用，一般认为双脊干涉波痕的成因是，涨潮时先形成一组较大的波痕，普遍认为它是典型的潮坪沉积构造。

（2）干裂：在高于庄组上部和顶部的层状叠层石中发育有干裂小构造，其形态主要为弯曲状、V字形、口袋状等，与藻席共生，藻席一般厚4—5㎜，干裂缝一般深约1—2mm，宽约0.15—0.3mm，干裂缝一般被充填。这种构造反映了近岸暴露的潮上带环境，这些干裂缝可以指示岩层顶底方向，一般其宽口代表顶层面，其收敛端指向底层面。

（3）胶缩构造：德胜口高于庄组顶部的白云岩层面上可见缩胶纹，反映水下胶缩作用，一般认为胶缩构造与干裂不同，也有人认为其形成机理相似（Plummer,P.S.和Gostin,V.A.,1981）。

（4）冲刷面：在德胜口高于庄组顶部的泥晶白云岩层面上，常见起伏不一的冲刷面，其起伏程度为1cm至几厘米，每隔30—90cm便出现一个，发育程度较高，冲刷面之上普遍可见很多大小不一、分选不好的次棱角－棱角状的细砾级云质内碎屑角砾，杂乱排列很像风暴岩。有时在接近冲刷面的岩层内出现单向水流交错层理，角度约30°，也有的似双向水流交错层理，都可能是涨落时水流作用的结果，反映冲刷面是出现于潮间、潮上带。

（5）鸟眼构造：杨庄组和高于庄组的白云岩中可见到鸟眼构造，其定向性不甚明显，“鸟眼”被亮晶白云石充填。由于高于庄组地层中有各种叠层石，这些鸟眼构造很可能与藻类有关，可能是藻类腐烂产生的气泡被包裹在层内所致，后来被亮晶白云石充填。一般认为它是潮上带的指相标志（冯增昭，1982），也有人认为是潮间带的标志（Shinn,E.E.,1968;Wilson,J.L.,1975）。

4.其它沉积构造

（1）粒序层构造：在高于庄组顶部和雾迷山组中可见到一种小型的粒序层构造，由下向上呈现粒度递变，其序列为：①最底部为一起伏程度不大，局部可达几厘米的冲刷面；②冲刷面之上为含云质或硅化内碎屑颗粒白云岩段，厚3—7cm，顶界不平整，呈云朵状，不规则波状，内碎屑颗粒为长条形、次圆形的砾、砂屑，长条形颗粒长0.5—6cm，宽1—6mm，次圆颗粒的直径为2—8mm，颗粒的分布无规则，杂乱排列，未硅化的云质内碎屑成分与冲刷面之下的岩性相同；③向上为水平细密纹层发育带，宽4—5mm，其中细密纹层极发育，可见密纹层随其下伏的含颗粒云岩段的顶界面呈伞状、不规则状起伏，该带中局部见小洼、小型丘状层理，洼长4cm，高1—1.2cm，丘高1.5—2cm，长3—4cm，洼状、丘状层理中可见发育的细密纹层，在两端收敛；④再上为球团粒白云岩带，厚3—5cm，呈灰色，球团粒含量可达80%，形状为圆形、滚圆形，大小为0.2—0.5mm，多数呈漂浮状互不接触，粒间充填有白云岩亮晶胶结物；⑤顶部为灰色泥晶白云岩，质纯，镜下见其由白云石泥晶、细粉晶组成，泥晶约占80%，偶尔可见陆源石英粉砂。这种粒序层和丘状层被认为是风暴形成的。

（2）层内变形构造：在高于庄组顶部和雾迷山组的厚至巨厚层状白云岩中，可见到浅黑、黑色的硅岩表现为层内褶曲，形态为蛇曲状、不规则波状等，厚约15cm；另外，在其下的层位中还可见深灰色与白色白云岩薄层相间的层内变形构造。这些构造的上下层位的岩层均未变形且互相平行，变形构造内未见任何韧性断裂纹，证明它们是同沉积产生的塑性变形。宋天锐等（1987）认为，这种构造的成因可能与地震触发引起的沉积基底不稳定产生滑动作用有关。

（3）结核构造：在高于庄组中下部的中层状夹薄层白云岩中，可见有饼状、球枕状结核，其成分与宿主岩层一致，均为白云岩，长为20—50㎝，高10—18cm，常出现在薄层白云岩的中间，连续成层顺层分布。宋天锐等（1987）认为其为成岩结核，成因尚不十分清楚。

（4）缝合线构造：在高于庄组顶部和雾迷山组的白云岩中，常可见到极发育的缝合线构造，它们呈较小的齿状曲线顺层分布，起伏不大，有的凹凸幅度为几厘米；镜下有时也可见高于庄组的白云岩中存在显微缝合线构造，其凹凸幅度小于1mm，缝合线中有泥质等残余物。野外见缝合线切割构造裂缝，应为次生成因的。