沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀

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1、第二章沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀沉積巖是地殼表層分布最廣泛的巖石，其分布面積約占地球大陸面積的75%。大陸地殼表層的地質(zhì)構(gòu)造很多都是由沉積巖形成的。觀測(cè)分析沉積巖層的原生構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀和接觸關(guān)系是研究地質(zhì)構(gòu)造的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，也是本課程的基本內(nèi)容之一。第一節(jié)沉積巖層的原生構(gòu)造沉積巖在沉積過(guò)程中和成巖作用過(guò)程中產(chǎn)生的非構(gòu)造變動(dòng)的構(gòu)造特征稱為沉積巖層的原生構(gòu)造，如層理、層面構(gòu)造、結(jié)核、疊錐以及生物遺跡、疊層石等等。意義:研究和判斷巖層形成時(shí)的古地理和地殼運(yùn)動(dòng)特征提供重要資料，鑒別巖層頂、底面和確定巖層相對(duì)層序的重要依據(jù)，了解這些構(gòu)造特征對(duì)觀察、分析構(gòu)造形態(tài)，確定巖層產(chǎn)狀和巖石變形特征具有一定的指

2、導(dǎo)意義，在某些情況下具有特殊的作用。一、層理及其識(shí)別層理是沉積巖最常見(jiàn)的一種原生構(gòu)造。它是通過(guò)巖石成分、結(jié)構(gòu)和顏色變化顯現(xiàn)出來(lái)的一種成層構(gòu)造。層理的形成及其特征與組成巖石的成分，形成巖石的地質(zhì)、地理環(huán)境以及介質(zhì)運(yùn)動(dòng)特征有關(guān)。觀察地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，首先就要正確地識(shí)別巖層的層理和層序。大多數(shù)沉積巖的層理都較為明顯，容易認(rèn)識(shí)。但是，某些巖層，如巨厚層巖層或礫巖層，它們的層理常常很不清楚;有的巖層則由于節(jié)理、劈理強(qiáng)烈發(fā)育而掩蔽了層理或與層理混淆不清。特別是在某些變質(zhì)巖地區(qū)，由于次生面理特別發(fā)育，甚至層理被置換，以致原生層理極難辨認(rèn)。這就要求我們?cè)谝巴夤ぷ髦凶屑?xì)觀察，盡力發(fā)現(xiàn)能鑒別層理的各種標(biāo)志及巖層的其

3、他原生構(gòu)造去識(shí)別層理。層理主要是根據(jù)巖石叫成分、結(jié)構(gòu)和顏色的變化以及層間分界面等幾個(gè)方面去識(shí)別的，即：1.巖石成分的變化在成分比較單一的巨厚層巖石中，要注意尋找成分特殊的夾層。如塊狀砂巖中的砂礫層、粗砂巖夾層或透鏡體;巨厚層石灰?guī)r或白云巖中的薄層泥灰?guī)r、頁(yè)巖夾層或硅質(zhì)條帶等,這些夾層是識(shí)別巨厚巖層層理的比較可靠的標(biāo)志。2.巖石結(jié)構(gòu)的變化不同粒度或不同形狀的顆粒總是分層堆積的，從而顯示出層理。如礫巖中大小不同的礫石分層堆積呈帶狀；砂巖中云母呈面狀分布，各種原生結(jié)核或扁平狀礫石在沉積巖中呈面狀排列等，都可作為確定層理的標(biāo)志。3.巖石顏色的變化在成分單一，顆粒較細(xì)，層理隱蔽的巖石中，如有顏色不同

4、的夾層或條帶，也可指示層理。但要注意區(qū)別由某些次生變化造成的巖石顏色差異。4.巖層的原生層面構(gòu)造這些構(gòu)造包括波痕、泥裂、雨痕、生物遺跡及其印模等，也可以作為確定層理的標(biāo)志。二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面和底面確定巖層的新老層序是野外觀察研究地質(zhì)構(gòu)造的一個(gè)重要問(wèn)題。有些巖層在強(qiáng)烈的構(gòu)造變動(dòng)后，產(chǎn)狀變?yōu)橹绷⑸踔涟l(fā)生倒轉(zhuǎn)，造成巖層底面在上，頂面反而在下，使巖層沿著傾斜方向，出現(xiàn)由新到老的層序倒置的現(xiàn)象。確定巖層的地質(zhì)時(shí)代和層序，主要是依據(jù)化石。但是在某些情況下，尤其在缺乏化石的"啞地層"中，也可以根據(jù)巖層的原生構(gòu)造或某些次生構(gòu)造，通過(guò)判別巖層的頂、底面去確定其相對(duì)新老層序。關(guān)于利用次生構(gòu)

5、造(如層間小褶皺、劈理等)確定巖層定、底面問(wèn)題，將在后面有關(guān)章節(jié)中論述。這里只介紹幾種常見(jiàn)的確定巖層頂、底面的原生構(gòu)造。（一）斜層理斜層理由一組或多組與主層面斜交的細(xì)層組成。其判別特征是:每組細(xì)層理與層系頂部主層面成截交關(guān)系，而與層系底部主層面呈收斂變緩而相切的關(guān)系，弧形層理凹向頂面。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)就可以確定巖層頂、底面(圖2—3)。（二）粒級(jí)層理粒級(jí)層理又叫遞變層理。其特點(diǎn)是在一單層肉，從底到頂粒度由粗逐漸變細(xì)，如底部是礫石或粗砂質(zhì)，向上可遞變?yōu)榧?xì)砂、粉砂，以至泥質(zhì)。根據(jù)粒級(jí)層理這種下粗上細(xì)粒度遞變的特征，可以確定巖層的頂、底面(圖2—4)。（三）波痕波痕的成因和類型很多，能指示巖層頂、底

6、面的主要是對(duì)稱型的浪成波痕。浪成波痕有尖棱狀波峰和圓弧型波谷組成（圖2—5）。這種波痕無(wú)論是原型還是其印模，都是波峰尖端指向巖層的頂面，波谷的圓弧則是凹向底面（圖2—6）。（四）泥裂泥裂又稱干裂，是未固結(jié)的沉積物露出水面，失水干固時(shí)，因收縮而形成與層面大致垂直的裂縫。泥裂常見(jiàn)于粘土巖和粉砂巖中，也見(jiàn)于碳酸鹽巖中。泥裂使層面構(gòu)成網(wǎng)狀、放射狀或不規(guī)則的分叉狀的裂縫，在剖面上一般呈“V”字型(有時(shí)切穿層面也可呈“U”字型)這些裂縫為上覆沉積物填充時(shí)，其填充層的底面成為脊形印模(圖2一7)。無(wú)論是楔形裂縫或脊形印模的尖端均指向巖層的底面，即指向較老巖層。（五）雨痕、冰雹痕及其印模雨浪和冰雹痕是雨點(diǎn)

7、或冰雹落在濕潤(rùn)而柔軟的泥質(zhì)或粉砂質(zhì)沉積物上，沖打出圓形或橢圓形，邊緣略高于沉積物表面的凹坑。冰雹痕較雨痕大而深，形狀不太規(guī)則，也較粗糙，凹坑邊緣也較高。兩種凹坑形成后又被上覆沉積物填充掩埋，成巖之后，遂在巖層的頂面上留下凹坑，而在上覆巖層的底面形成圓形或橢圓形瘤狀突起印模。因此，凹坑總是分布在巖層的頂層(圖2-8)，瘤狀印模則出現(xiàn)在巖層的底面，或者說(shuō)，凹坑和瘤狀印模的圓孤外形總是凹或凸向巖層的底面。（六）沖刷痕跡固結(jié)或半