No2-1 第2章 沉积岩层的原生构造
沉积岩的原生构造及产状
面状构造的产状要素
平面的产状是以其在空间的延伸方位及其倾斜 程度来确定的。任何面状构造或地质体界面的产状 均以其走向、倾向和倾角的数据表示。
1、走向：倾斜平面与水平面的交线叫走向线， 走向线两端延伸的方向即为该平面的走向 任何一个平面都有无数条相互平行的不同 高度的走向线。 2、倾向：倾斜平面上与走向线相垂直的线叫 倾斜线，倾斜线在水平面上的投影所指的 沿平面向下倾斜的方位即倾向。 3、倾角：平面上的倾斜线与其在水平面上的 投影线之间的夹角，即在垂直于该平面走 向的直立剖面上该平面与水平面间的夹角。
不整合在地质图或剖面图上的表现
1、平行不整合 在地质图和剖面图上不整合面与其上下 两套地层产状一致，即倾向、倾角相同， 其地质界线与整合的地质界线相似。
2、 角度不整合
在地质图和剖面图上，表现为上覆一套较新 地层的底面的地质界线，即上覆地层中最老 一层截切下伏较老不同地层的地质界线，通 常以上覆地层的底面代表不整合 面。
第一节
பைடு நூலகம்
层理及识别
1、层理的形态分类 形态分类是一种几何分类，主要依据层理形态 及其结构，将其分为水平层理、波状层理、斜层 理、交错层理。 2、层理的识别标志 （1）岩石成分的变化 （2）岩石结构的变化 （3）岩石颜色的变化 （4）岩层的层面原生构造
利用原生沉积构造鉴定岩层的顶面和底面 面向是指成层岩层顶面法线所指的方向，是成层岩 系 中岩层由老变新的方向。沉积岩层的很多原生沉积 构造，可以用来确定岩层的面向。 1、交错层理 交错层理是由纹层互相斜交组成的，常呈弧形，有多 种类型。 2、递变层理（粒序层理） 是碎屑物质在沉积过程中由于流体逐渐衰减而形成的 一种沉积结构。 3、波痕与泥裂 波痕是沉积物表面由于水和空气流动而形成的波状起 伏不平的堆积形态。
沉积岩的基本沉积构造总结（有图）
沉积岩的基本沉积构造总结（有图）沉积构造Section two Sedimentary Structures沉积构造是由沉积物的成分、结构、颜⾊的不匀⼀性⽽表现出的宏观特征。
根据形成时间可划分为原⽣沉积构造和次⽣沉积构造(如周⼝店⼋⾓寨燧⽯结核）。
原⽣沉积构造是在沉积物沉积时或沉积后不久、以及其固结以前形成，因⽽是沉积环境的重要判别标志。
§2.1 物理构造（Physical Structures）层⾯构造[表⾯痕迹（surface marks）, 底⾯印痕（bottom imprints）]和层理构造（bedding Structures）1、表⾯痕迹（Surface marks）——波痕（ripple marks）, ⾬痕（raindrop mark）, 细流痕（rill marks）, 泥裂（cracks）(1) ⾬痕（Raindrop marks）圆形或椭圆形，在少⾬区发育较好。
指⽰⽔上环境或半⼲旱环境，说明沉积物曾经出露⽔上(暴露标志)。
(2) 泥裂（Cracks）平⾯上为多边形，剖⾯上为“V”字形，由泥岩脱⽔、收缩或⼲化⽽成。
指⽰⼲旱⽓候或⽔上环境(暴露标志)。
(3) 细流痕（Rill marks）由于细⼩⽔流侵蚀沉积物表⾯所形成的树⽀状痕迹。
指⽰⽔⾯下降或⽔上环境。
(4) 其它表⾯痕迹（The other surface marks）⼯具痕迹、障碍痕迹、弹跳痕迹等2 底⾯印痕（Bottom Imprints）底⾯印痕发育于沉积物（砂层）底部，为表⾯痕迹的铸型。
(1)槽铸型（Flute imprints）: 平⾏⽔流⽅向的瘤状突起，上游端⾼⽽窄，下游端低⽽宽，可以指⽰⽔流⽅向。
(2)纵向脊和沟铸型（Longitudinal furrows and ridge imprints）：相间排列的沟和脊，平⾏⽔流⽅向，但不能指⽰上、下游⽅向。
(3)沟铸型（Furrow imprint）：窄⽽长的脊，平⾏⽔流⽅向。
沉积岩层的产状及其原生构造
tanβ= tanα.cosω（式中 α为真倾角，β为视倾角， ω真倾向线与视倾向线之间
夹角） 2、线状产状要素：倾伏向、
倾伏角、侧伏向、侧伏角
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3、岩层产状要素的测定与表示方法
回顾地学概论和南京实习时现场实际测量。 岩层产状要素，通常用罗盘直接测量，有些情况下需
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（6）冲刷充填构造
分流河道对下伏岩层的冲刷切割、充填 上白垩统张桥组中的冲刷充填构造 －合肥盆地肥东县王铁乡
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（5）古生物标志和底面印模
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§3 地层之间的接触关系
一、整合与不整合 1、整合：连续沉积，岩层层序无间断、产状一致、时代连续，其中生
物演化的是渐变的。 2、不整合：沉积缺失，层序有间断、即部分地层无沉积或虽有沉积但
注意“缺”与“失”的关系，如我国华北O2/C2，是缺失O3、S、 D、C1，还是原先有沉积，后来剥蚀掉即“失”去了。
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§4 软沉积变形
软沉积变形 指沉积或成岩作用过程中 形成的非构造应力作用e而形成的变形。沉积 物此时尚未固结成岩，处于塑性或半塑性状 态，故称之为软沉积变形。
一、负荷作用形成的软沉积变形 负荷构造、火焰构造、砂球和砂枕
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（1）
（3）
（1）、（3）两种情况相似，不同的是后者“V”字形弯曲大于等 高线，而前者“V”字形弯曲度小于等高线。示图。
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§2 沉积岩层的原生构造
沉积岩是地球表分布最广泛的岩石，其分布面积约 占地球大陆面积的75%，因此，大部分地质构造是由沉积 岩形成的。所以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。
（2）同一次构造运动周期不同，地区有先有后，时间可长可短， 缺失地层并不一致，这是褶皱幕的穿时性的反映。
2第二章 沉积岩层的原生构造及其产状
在海、湖浅水地带，由于来回动荡的 波浪涉及水底尚未固结的较细的沉积 物，形成了尖棱的波峰和圆滑的波谷 相间排列的对称型波痕(右图)。尖棱 的波峰指向岩层的顶面，圆滑的波谷 则凹向岩层的底面。
洪水事件过后在边滩上留下 的舌状波痕－新疆库车河
当岩层的倾向与地面的坡向相反岩层露头线与地形等高线弯曲一致地质界线比地形等高线开阔地质界线的弯曲程度比地形等高线弯曲程度当岩层的倾向与地面的坡向相同且岩层的倾角大于地面的坡角地质界线弯曲的方向与地形等高线弯曲的方向相反当岩层的倾向与地面的坡向相同且岩层的倾角小于地面的坡角地质线弯曲的方向与地形等高线弯曲的方向相同地质界线比地形等高线狭窄岩层露头线的弯曲程度比地形等高线弯曲程度v字形法则向东倾角大于直立向北倾角小于岩层露头的宽度
位于沉积岩层顶部的界面，称为上层面（顶面）；位 于沉识岩层底部的界面，称为下层面（底面）；两个沉 积岩层的接触面，为上、下两个岩层所共有，既是上覆 岩层的底面，又是下伏岩层的顶面（图2）。沉积岩层上、 下层面之间的垂直距离，称为沉积岩层的厚度。
一、沉积岩层
砂岩层 上层面
泥岩层
下层面 砂岩层
岩层
一、沉积岩层
A G B
E α′ H α
O ω α′
F
C
D
二、线状构造的产状要素
直线的产状是直线在空间的方位和倾斜程度，产状要素包括倾 伏向、倾伏角，或直线所在平面上的侧伏向、侧伏角来表示。
倾伏向：倾斜直线在水平面上的投影线的方位，用方位角 或象限角表示（图）。 倾伏角：倾斜直线与其水平投影线间所夹之锐角，γ角。 侧伏角：倾斜直线与其走向线间所夹之锐角，即为侧伏角， 如图中θ角。 侧伏方向或侧伏向：构成侧伏角走向线的方位，如24°N， 表示侧伏角24°，构成24°的走向线指向北。
2-构造地质学沉积岩的原生构造及产状
风暴、海啸、地震等因素常诱发滑塌构造的产生。滑塌构造往 往涉及到一个以上的沉积层，褶皱变形纹理极复杂且不连续。滑 塌构造的规模和厚度变化很大，小到厘米尺度，大到几十公里的 范围。大的滑塌构造被卷进的地层可达数十米至数百米厚，且往 往有很大的位移。但不论其规模大小，滑塌构造均仅局限于与斜 坡有联系的局部地带。
三利用原生构造确定岩层顶底面 软沉积变形构造
软沉积变形是指沉积物尚未固结成岩时发生的变形。构造研 究确认，软沉积变形是比较常见的，有些还具有一定的规模。斯 宾塞(E.W.Spencer,1977)指出，褶皱造山带中坚硬岩石内见到 的一些构造，可能是在沉积物尚未固结或半固结时形成的。他甚 至提出，巨大的逆冲断层、褶皱系，甚至某些板状劈理，都可能 是岩石处于半固结状态时发生的。我们提出软沉积变形的目的： 一方面是要指出构造现象并不全是成岩后构造作用引起的，以便 更好地理解构造形成和发展的复杂历程，另一方面是为了正确分 析和区分成岩前与成岩后的变形和其叠加关系，避免构造分析的 简单化。
沉积岩原生构造及产状 二层理类型及识别
➢岩石成分的变化 在成分比较单一的巨厚
层岩石中，要注童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。
➢岩石结构的变化 如砾岩中大小不同的砾石分
➢原始产状呈水平的岩层，在地壳运动影响下发生构造变形，形成倾斜
岩层、直立岩层、倒转岩层和各种褶曲形态，但也有一些岩层仍保持其 水平状态。
原生构造
确定岩层顶、底面的主要标志是： 尖脊指向顶面，圆弧状波谷则指向底面。
4.层面暴露标志：当未固结的沉积物暴露在水面之 上时，其表面会留下各种成因的暴露标志。常见的 暴露标志有泥裂、雨痕等。
1) 泥裂（干裂, Mud Cracks）：常见于粘土岩、粉砂岩及 细砂岩层面。未固结沉积物露出水面，曝晒干固时收缩形 成与层面大致垂直的楔状裂缝。在平面上构成网状、放射 状或不规则分叉状的裂缝，在剖面上则呈“V”形。泥裂被 上覆沉积物填充，使填充层的底面形成底面脊状印模。 泥裂和脊状印模的尖端均指向岩层底面。
3.波痕（Ripple Marks）：波痕是沉积物表面由于 水和空气流动而形成的一种波状起伏不平的层面 构造。主要发育在粉砂岩、砂岩及碳酸盐岩的表 面。 波痕类型很多，振荡式浪成波痕一般为对称 型，而流水作用形成的一般为不对称型。
Oscillatory ripple marks
Current ripple marks
a．岩基：指出露面积大于100km2的规模巨大的不协调侵入岩 体。主要是花岗岩岩基。通常岩基顶部与围岩的接触面倾角较 小，四周与围岩接触面产状向围岩方向倾斜，但局部也有向岩 体方向倾斜的。
b．岩株：出露面积小于100km2的近浑圆状或圆 柱状的中、小型不协调侵入岩体。 岩株与围岩接触面一般较陡，有时呈复杂形 态，如蘑菇状。规模很小的岩株称为岩枝。 岩株可以是岩基的 分枝，也可是单独 的侵入岩体。岩株 多沿大断裂侵入或 两组断裂交汇处贯 入，形成断续、串 珠状分布的岩株群。
5.枕状构造 枕状构造是水下基性熔岩具有的一种原生构造。
是水下喷发快速冷凝所致。单个岩枕的底面较平坦，顶面呈圆 形或椭圆形凸形曲面，表面浑圆。因其状如枕头，故称枕状构 造。枕状构造可分为外壳和内核两部分，外壳多为玻璃质，内 核则为显晶质。枕状构造中可见放射状节理。
构造地质学复习笔记
绪论地质构造：是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形，从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。
构造尺度的分类：一般分为巨型构造、大型构造、中型构造、小型构造、微型构造、超微型构造。
构造变形场可概括为六中：伸展构造、压缩构造、升降构造、走滑构造、滑动构造、旋转构造。
伸展构造：是水平拉什形成的构造，或垂向隆起导生的水平拉伸形成的构造。
压缩构造：是水平挤压形成的构造。
升降构造:是岩石圈或地幔物质垂向运动体现，表现为地壳的上升和下降，区域性的隆起和坳陷。
走滑构造：是顺直立剪切面水平方向滑动或位移形成的构造。
直立剪切面可以是区域剪切扭动形成的走滑断层，也可以是区域压缩引起的两组交叉走滑断裂。
滑动构造：滑动构造主要是重力失稳引起的重力滑动构造，也包括某些大型平缓正断层。
旋转构造：是指陆块绕轴转动形成的构造。
岩石圈可分为大陆岩石圈和大洋岩石圈。
大陆岩石圈包括地壳和软流圈以上的地幔顶部，地壳可分为上地壳、中地壳和下地壳。
上地壳又分为由沉积岩、火山岩和相应中、浅变质岩组成的盖层及结晶基底，后者包含花岗岩类侵入岩和片麻岩、结晶片岩等。
中地壳主要是闪长岩类岩石及物性上相近的片麻岩和部分片岩。
下地壳主要是玄武质的辉长岩类及相应的变质岩等岩石。
根据深度变化引起岩石物性物态的变化将构造层次划分为：表构造层次、浅构造层次、中构造层次和深构造层次。
构造观：是指对全球构造和岩石圈构造的总体结构、形成和演化、铸成构造的构造运动性质和动力来源的基本认识和观点。
构造叠加：指已变形的构造又再次变形而产生的复合现象。
构造置换：是岩石中的一种构造在后期变形中或通过递进变形过程被另一种构造所代替的现象。
构造继承：如果前期构造控制或影响了后期构造的形成和发展，后期构造保留了前期构造的某些主要特点，即为构造继承。
构造新生的两重含义：1、后期构造不受前期构造的影响或制约，形成一套在方位、几何形态、类型和样式上完全不同的构造；2、后期构造改造并使前期构造的一部分或全部卷入到后期构造之中，形成一套完全服从后期变形的全新构造。
第02章 沉积岩层的原生构造及产状
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主要内容
1. 沉积岩的原生构造
2. 岩层的产状、厚度及出露特征
3. 地层接触关系
岩层的原始产状—近水平
但局部存在原始倾斜.
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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(一) 水平岩层主要特征
1. 地形地质图上表现为岩层界线与地形等高 线平行.
2. 老地层在下，新地层在上. 3. 岩层顶底面之间的高程差是岩层的厚度. 4. 岩层出露宽度取决于岩层厚度和地面坡度.
2. 类型：
1) 平行层理. 2) 斜层理. 3) 波状层理.
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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3、层理的识别 岩石成分的变化 岩石结构的变化 岩石颜色的变化 岩层的原生层面构造
1) 负荷构造.
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2) 砂岩球、枕.
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3) 火焰状构造.
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第2章 沉积岩层⒉滑塌、滑移作用——卷曲层理
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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2) 产状表示方法： 205°∠25°，倾向∠倾角。 或 以北或南为0 ° ，记N65 °W ∠25°SW，走向、倾角和倾向。
构造地质学-No2-2 第2章 沉积岩层的基本产状-PPT精品文档
1、面状构造的产状要素 2．倾向
倾斜平面上与走向线相垂直的指向下方的斜线叫倾 斜线（下图中的OD），倾斜线在水平面上的投影所指的 平面倾斜的方位即倾向（下图中的ODˊ）。
3．倾角
倾角是指平面上的倾斜线与 其在水平面上的投影线之间的夹 角（右图2中的α），即为在垂 直该平面走向的横剖面上量度的 该平面与水干面间的二面角。
2. 岩层出露宽度是其上层面与下层面出霹界线间的 水平距离。同一厚度的岩层，其出露宽度取决于 地面的坡度，坡度愈缓，出露宽度愈大。当地面 坡度一致时，厚度大的岩层出露宽度大，厚度小 的岩层出露宽度小 。
二、水平岩层
3. 在岩层层序正常的情况下，地质时代较新的岩层叠 置在较老的岩层之上。若地形切割轻微，地面只出 露最新的地层，如地形切割强烈、沟谷发育，则在 低洼处出露较老的地层，自谷底至山顶地层时代逐 渐变新 。
二、水平岩层
岩层面呈近水平状态，即同一层面上各点的海拔 高度都基本上相同的岩层，称为水平岩层
二、水平岩层
水平岩层具有如下特征：
1. 在地形地质图上，岩层面的出露界线与地形等高线平 行或重合。在山顶或孤立山丘上的地质界线呈封闭的 曲线。
二、水平岩层
在沟谷中呈尖齿状条 带，其尖端指向上游。
二、水平岩层
２、线状构造的产状要素
3．侧伏角和侧伏向
当线状构造包含在某一倾斜平面内时，此线与该平面 走向线间所夹的锐角即为此线在那 个面上的侧伏角[图中之 θ ]。侧伏方向或侧伏向就是构成上述锐夹角的走向线的那 一端的大致方向，如图2—3（B）中的40ºNE，即表示侧伏 角为40º及构成40º夹角的走向线一端的大致走向朝北东， 即侧伏向北东。
二、水平岩层
4. 岩层顶、底面之间的垂直距离为岩层的厚度。 水平岩层的厚度即其顶、底面间的标高差，岩 层厚度在较大范围内基本一致，有时会向侧方 变薄或尖灭，呈楔状或透镜状。
构造地质学课件 No2-1 第2章 沉积岩层的原生构造
递变层理又称粒级层，是碎屑物质 在沉积过程中由于流体（通常是浊流） 逐渐衰减而形成的一种沉积结构。其特 点是，在一个单层中，从底到顶颗粒由 粗逐渐变细，例如，由底部的砾石或粗 砂向上递变为细砂、粉砂以至泥质。右 图所示的递变层理是携带各种粒级悬浮 体的浊流沉积，虽然其中混有粗细不同 的颗粒，但总的特点仍是下粗上细。另 外，递变层理的顶面与其上一层的底面 是突变的，有明显的界面。
第一讲
思考讨论题
❖ 为什么要研究沉积岩的原生构造？ ❖ 沉积岩的顶、底面如何识别？ ❖ 软沉积物变形的机理？
2、层面原生构造
2．泥裂
泥裂也称干裂，是未固结的 沉积物露出水面后经曝晒干涸时 发生收缩和裂开所形成的与层面 大致垂直的楔状裂缝。常见于粘 土岩、粉砂岩及细砂岩层面上， 偶而也见于碳酸盐岩层面上。泥 裂常使层面构成网状、放射状或 不规则分叉状的裂缝，在剖面上 一般呈“V”型（有时切穿层面也 可呈“U’型）裂口。这些裂缝被上 覆沉积物填充时，其填充层的底 面常形成尖脊状印模层底面
2、层面原生构造
1．波痕
波痕是沉积物表面由于波浪、水流 或风的流动而形成的波状起伏的堆积形 态。主要发育在粉砂岩、砂岩及碳酸盐 岩的表面，在细砂岩中也偶尔可见。
波痕是由波峰和波谷组成的。根据 波峰的形态，波痕可划分为多种类型。 下图所示的几种波痕可用来确定岩层的 顶、底面。这些波痕无论是原型还是其 印模，都是波峰指向岩层的顶面，波谷 的圆弧则凹向底面。
2、层面原生构造
由于页岩易风化，而砂岩抗风化能力强，故这种 印模常保留在砂岩的底面上（图1—10）。底面印模 都以与原始凹槽相反的形态表现出来，常见的有鳞茎 状、舌状或细长的脊状等（图1—11）。
3、生物标志
根据某些化石在岩层内的埋藏保存状态，也可鉴定岩 层的顶、底面。
第二章 沉积岩层的原生构造参考答案
第二章沉积岩层的原生构造、岩层产状及接触关系一、名词解释1．岩层－由两个平行或近于平行的界面所限制岩性基本一致的层状岩体叫做岩层，由沉积作用形成的岩层叫沉积岩层．2．岩层的产状－岩层的空间产出状态，常采用岩层面的走向、倾向和倾角三个要素的数值来表示．3.产状要素－岩层的走向、倾向和倾角。
4．走向－岩层面与水平面相交的线叫走向线．走向线两端所指的方向即岩层的走向．5．倾向－层面上与走向垂直并沿斜面向下所引的直线叫真倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线所指的方向，就是岩层的真倾向，简称倾向．6．倾角－层面上真倾斜线与其在水平面上的投影线的夹角．7．视倾向－在层面上凡与该点走向线不直交的任一直线均为视倾斜线，其在水平面上投影线所指的倾斜方向，叫视倾向或假倾向．8．视倾角－视倾斜线和它在水平面上的投影线之间的夹角，叫视倾角或假倾角．9．真厚度－真厚度是指岩层顶、底面之间的垂直距离．10．视厚度－在与岩层走向斜交的剖面上或在与岩面不垂直的任何方向的非直立剖面上测得的顶、底界线之间的垂直距离都是视厚度．11．“Ｖ”字形法则－倾斜岩层露头界线分布形态较复杂，表现为与地形等高线呈交切关系，并有一定规律，即当其横过沟谷或山脊时，均呈“Ｖ”字形态，根据岩层产状、地面坡向和坡度角不同，“Ｖ”字形形态也有所不同，（1）当岩层倾向与地面坡向相反时，岩层界线的弯曲方向与地形等高线弯曲方向相同，且岩层界线弯曲度小；（2）当岩层倾向与地面坡向相同，且岩层倾角大于地面坡角时，岩层界线的弯曲方向与地形等高线弯曲方向反；（3）当岩层倾向与地面坡向相同，且岩层倾角小于地面坡角时，岩层界线的弯曲方向与地形等高线弯曲方向相同，且岩层界线弯曲度大。
这种规律称为“Ｖ”字形法则．12．露头宽度－岩层顶、底面出露界线之间的垂直距离．13．整合接触－上、下地层在沉积层序上没有间断，岩性或所含化石都是一致的或递变的，其产状基本一致，它们是连续沉积形成的．14．不整合接触－上、下地层间层序有间断，先后沉积的地层间缺失了某些地层．15．角度不整合－上、下地层间既缺失地层，产状又不相同．16．平行不整合－上、下地层间既缺失地层，但产状基本相同．17．层序－新、老岩层的排列顺序。
沉积岩层的原生构造
化石的“哑地层”，则只能根据原生构造和某些次生构 造来确定新老层序。况且确定地层的新老关系，原生构 造的方法比化石来得更容易些。
（1）斜层理
（2）粒序 （韵律）层理， 正粒序与反粒 序层理
韵律层理—同左下
槽状层理和平行层理（上新下老） －新疆轮台县阳霞新第三系红层
交错层理－地点同左
层理
粒序层理
（3）波痕
舌状波痕和平行 波痕（水流向左） －新疆民丰县安德尔河
洪水事件过后在边滩上留下 的舌状波痕－新疆库车河
可以判断岩层顶底界的波痕
（4）泥裂
泥裂和生物遗迹－新疆库车第三系红层 白垩系朱巷组（K1）中的 泥裂－合肥盆地
（5）雨痕、冰雹痕及其印模
雨痕－新疆民丰县安德尔河
（2）岩石结构变化，指岩石粒度和形状的变化显示出 层理；
（3）岩石颜色变化，由于颜色的不同显示出层理； （4）岩层的原生层面构造，包括波痕、泥裂、雨痕、 生物遗迹及其印模等。
二、利用沉积岩原生构造确定究地质构造的一个 重要问题。
未经构造变动的岩层，其正常层序总是上顶下底， 即上新下老，但经构造变动后岩层则可直立，甚至倒转，
泥裂和雨痕（现代）－新疆库车河
（6）冲刷充填构造
分流河道对下伏岩层的冲刷切割、充填 上白垩统张桥组中的冲刷充填构造 －合肥盆地肥东县王铁乡
（7）古生物标志和底面印模
生 物 标 识
§2 软沉积变形
一、负荷作用形成的软沉积变形 负荷构造、火焰构造、砂球和砂 枕
二、滑塌和滑移作用 滑塌褶皱、爬折构造、卷曲层理。
卷曲层理
三、与孔隙液压效应有 关的软沉积变形
砂岩墙、碟状构造
第二章沉积岩层的原生构造及产状
第二章沉积岩的原生构造及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%，在我国约占77%。
大陆地壳表层的地质构造很多都是由沉积岩形成的。
观察分析沉积岩层的原生构造、岩层产状、厚度和岩层出露特征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层的原生构造（Primary structure）是指在沉积物堆积与成岩过程中产生的非构造变动的构造特征，如：层理构造、层面构造、包卷构造、同生结核、叠层石、生物遗迹、叠锥等。
次生构造（Secondary structure）是指固结成岩之后所形成的构造，如：缝合线构造、次生褶皱与断裂等。
沉积岩的原生构造主要是岩石学和沉积学研究的内容，但是，它对地质构造的研究有着重要的意义。
沉积岩原生构造不仅为研究和判断岩层形成时的古地理（Paleogeography）和构造运动（Tectonic movement）特征提供重要资料，而且有些原生构造，如层理构造、层面构造等，还可以用来鉴别岩层顶、底面以及确定岩层相对层序的重要依据。
了解这些构造特征，对观察、分析构造形态和分析构造环境，确定岩层产状和岩石变形特征具有一定的指导意义，在某些情况下具有特殊作用。
一、层理及其识别（一）岩层、层面、层理的概念由两个平行或近于平行的界面所限制的岩性基本一致的层状岩体称为岩层（Terrane）。
由沉积作用所形成的岩层称为沉积岩层（Sediment terrane）。
岩层的形成过程是内动力地质作用（主要是地壳的升降作用）和外动力地质作用（包括风化、剥蚀、搬运、沉积等作用）相互影响、相互制约的过程。
如处于地壳不断下降过程中接受沉积的坳陷盆地，在其边缘沉积砾石，向盆地内部逐渐过渡为砂、细砂、粘土等物质，在盆地中心过渡为较稳定的化学沉积。
成岩以后即分别形成了粗、细不同的砾岩、砂岩、页岩、泥灰岩或石灰岩等（图2-1A ）。
如果地壳继续下降，沉积区继续扩大，沉积区段则发生变化，在原来砾石层上面又沉积了砂层，原砂层上面又沉积了细砂或粘土等，使水平方向和垂直方向上均呈现出由粗到细逐渐过渡的关系（图2-1B ）。
构造地质学名词解释
名词解释第一章绪论地质构造：组成地壳的岩层或岩体在内、外动力地质作用下发生的变形，从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。
第二章沉积岩层的原生构造及其产状层理:通过岩石成分、结构和颜色在剖面上的突变或渐变所显现出来的一种成层构造。
有：平行层理，波状层理，斜层理几个概念：岩层、沉积岩层、层面（顶面、底面）、厚度、原生构造。
岩层与地层概念的区别岩层的产状要素走向：岩层面与水平面相交的线叫走向线。
倾向：岩层最大倾斜线在水平面上的投影方向。
倾角：岩层最大倾斜线与水平面的夹角。
整合：上、下两套地层层序没有间断。
不整合：上、下两套地层层序有间断，有地层缺失1.平行不整合：表现为上、下两套地层的产状彼此平行，但在两套地层之间缺失了一些时代的地层。
2.角度不整合：上、下两套地层之间既缺失部分地层，产状又不相同第三章地质构造分析的力学基础外力：对于一个物体来说，另一个物体施加于这个物体的力，有面力和体力。
内力：是同一物体内部各部分之间的相互作用力。
分固有内力和附加内力。
应力：作用于单位面积上的内力。
应力场：一系列点的瞬时应力状态均匀应力场、非均匀应力场构造应力场：地壳内一定范围内某一瞬时的应力状态规模上：局部构造应力场、区域构造应力场、全球构造应力场时间上：古构造应力场、现代构造应力场应力轨迹：表示构造应力场中主应力和最大剪应力的作用方位的应力迹线应力集中：在均匀应力场中局部的应力异常增大现象应力集中一般出现在以下部位：断裂的端点、拐点、分枝点、错列点和待交会点及空洞周围等。
光弹实验和数值计算可以显示出应力集中现象。
均匀变形：岩石的各个部分的变形性质、方向和大小都相同的变形称为均匀变形。
非均匀变形：岩石各点变形的方向、大小和性质变化的变形称为非均匀变形。
线应变：单位长度的改变量横向线应变/纵向线应变=泊松比泊松比<=0.5弹性变形：岩石在外力作用下发生变形，当外力解除后，又完全恢复到变形前的状态，这种变形称为弹性变形。
第二章 沉积岩层的原生构造及其产状
冲刷形成的沟、槽和浅坑总是凹向地 面。
冲刷充填构造
分流河道对下伏岩层的冲刷切割、充填
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第一节 沉积岩层的原生构造
（7）古生物标志和底面印模 保存在岩层中的古动物化石、古植物 化石的保存状态可用以确定岩层的顶面和 底面, 例如, 珊瑚化石的基部总是指向岩
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第一节 沉积岩层的原生构造
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4、层理的识别 （1）岩石成份变 化，系由成分差 异而显示出层理； 在成分比较单一 的巨厚层岩石， 要注意寻找成分 特殊的夹层。
砂岩 页岩
砂、砾岩
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第一节 沉积岩层的原生构造
通过夹层确定砂岩底层层理
第一节 沉积岩层的原生构造
（4）岩层层序 沉积岩的原始沉积总是一 层一层叠臵起来的，它们存在着下伏沉 积一定早于上覆沉积的相对新老关系。
新
老
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第一节 沉积岩层的原生构造
（5）岩层厚度及形态 一般来说 , 岩层在较大 的范围内形成厚度稳定 的板状 , 但由于沉积环 境和条件的变化 , 有的 岩层在延伸方向上厚度 不稳定 , 有的向一侧变 薄甚至尖灭 , 形成楔形 , 有的则向两侧变薄尖 灭, 形成透镜状。
02、03沉积岩层的原生构造及其产状、地层的接触关系-2012-2
3.层理的基本类型
层理按其形态的不同 可分为三种基本类型:
平 行 层 理
平行层理
波状层理
斜 层 理
斜层理
波状层理
细层可与层面平行
交错层理(多向浅水流)
波状层理 特点：1）呈对称或不对称的波状 2）总的方向平行于层面
4.层理的识别
如何识别岩层的层理？
成 分 结 构 颜 色
生层 构面 造原
系波痕、泥裂、雨痕、 生物遗迹及其印模等
水平岩层、倾斜岩层、直立岩层、倒转岩层
●岩层基本产状类型及其基本特征简表
类型
水平岩层
直立岩层
构造复杂区
倾斜岩层
中等复杂区
分布区 构造简单区
倾角
厚度h
0，或小于5
铅直厚度H
90
露头宽度L
0～90
h=H×cos
地质图 平行于等高线
直线
V字形法则
◆补充知识---与课程相关有关几个概念：
●露头：指地层裸露地表，未被第四系松散堆积层
覆盖的部分.
●地层露头线：地层露头与地理地表自然形态的交
线（层面与地面的交线）.
●露头线形态：是指岩层露头线在地面和地图上弯
曲形态.
●露头宽度：在垂直岩层走向的剖面上，岩层出露
地表的水平投影宽度.
◆等高线
等高线是地面上高程相等的相邻各点所连的闭合曲线.
上层面
H
下层面
岩层、地层与层理的概念
灰岩岩层
砂岩岩层
泥岩岩层
必须理解清楚岩层、地层与层理的概念，区分三者的关系
岩层：由两个平行或近于平行的界面（层面）所限制的岩性 基本一致的层状地质体叫作岩层。 地层：是指同一地质历史时期形成的各种岩层的总和。 换言之，一系列的岩层组成了地层。 地层具有时代的概念(即指特定某一时代的地层)。 岩层是地层的最小单位。 层理：是岩石性质（包括颜色、成分、结构等）在剖面 上突变或渐变所呈现出来的一种层状构造。是一种原生构 造，在沉积过程中形成。
综合地质学沉积岩层的基本产状和原生构造2
地面坡向与地层倾向相反时
岩层弯曲的趋势与 地形等高线相同,但 是地质界线层倾向相同时(1/2)
地层倾角大于地面 坡角时
地质界线的弯曲趋 势与地形等高线相 反
地面坡向与地层倾向相同时(2/2)
地层倾角小于地面 坡角时: 地质界线 的弯曲趋势与地形 等高线相同,地质界 线更加紧闭(曲率大)
倾伏向：直线在水平面上的投影线所指示的该
直线向下顷伏的方位，用方位角表示
倾伏角：直线与水平投影线所夹的锐角
侧伏角：直线与所在平面走向线所夹的锐角 侧伏向：构成锐角的走向线那一端方位
倾伏向、倾伏角；侧伏向、侧伏角的差异 总是让人感到困惑！
2 水平岩层
几个概念
岩层：由沉积作用形成的层状岩石，包括沉积岩、
4 地层接触关系
整合接触(conformity) 不整合接触(unconformity )
平行不整合(parallel unconformity) 角度不整合(angular unconformity )
整合接触
上下地层时代连续 产状一致
角度不整合(angular unconformity )
水平岩层特征
地质界线与地形等 高线平行或重合
老地层在低洼处， 新地层在高处
地层厚度等于顶底 面标高之差
出露宽度与地层厚 度和地面坡度有关
水平岩层地质界线与地形等高线的关系
3 倾斜岩层
3.1 倾斜岩层地质界线的弯曲规 律: “V”字型法则
地层倾向与地面坡向相反时 地层倾向与地面坡向相同时
Cambrian
Proterozoic
Middle Yanshan Belt, K/J
J3b
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沉积岩的原生构造
研究意义 ❖ 是研究和判断岩层形成时的古地理和
地壳运动特征重要依据。 ❖ 鉴别岩层顶、底面及确定岩层相对层
序的重要依据。 ❖ 沉积岩原生构造是分析构造环境和构
造几何形态的基础。
内容提要
❖层理的识别及用于确定岩层 面的原生构造
❖软沉积变形的基本特征、型 态类型和研究意义
一、层理及其识别
2、层面原生构造
1．波痕
波痕是沉积物表面由于波浪、水流 或风的流动而形成的波状起伏的堆积形 态。主要发育在粉砂岩、砂岩及碳酸盐 岩的表面，在细砂岩中也偶尔可见。
波痕是由波峰和波谷组成的。根据 波峰的形态，波痕可划分为多种类型。 下图所示的几种波痕可用来确定岩层的 顶、底面。这些波痕无论是原型还是其 印模，都是波峰指向岩层的顶面，波谷 的圆弧则凹向底面。
3、层理的识别标志
2．岩石结构的变化
绝大多数碎屑沉积 岩层都是由不同粒度， 不同形状的颗粒分层堆 积的，根据碎屑粒度和 形状的变化，可以识别 出层理。
3、层理的识别标志
3．岩石颜色的变化
在成分均一、颗 粒较细、层理隐蔽的 岩层中，如有颜色不 同的夹层或条带，则 可指示层理，但要注 意区分次生变化引起 的色调变化。
2、层面原生构造
5．底面印模
当水流或涡流在松软的沉积物上流动时，由 于涡流对沉积物的侵蚀或水流携带物（如介壳碎 片、岩屑，树枝等）对沉积物表面的刻划，会在 沉积物表面留下各种形状的凹坑和沟模痕迹，这 些痕迹常被砂质所充填。成岩后，它们多在泥质 岩层之上的砂岩底面保留下来，称作底面印模 （也称为铸型）。
3、层理的识别标志
4．岩层的层面原生构造 波痕，底面印模、暴露标志等也可
作为确定和识别层理的标志。
二、原生沉积构造的应用
利用原生沉积构造可以确定岩层的面向。
面向是指成层岩层顶面法线所指的方向，即 成层岩系中岩层由老变新的方向。
1、层理构造 2、层面原生构造 3、生物标志
1、层理构造
1．交错层理
沉积岩最重要的特征是具有成层性，这种成层性是 构造变形的最基本的标志。
层理是沉积岩中最普遍的原生构造，包括层面以及 由岩层内部的成分、粒度、结构、胶结物和颜色等特征 在剖面上的突变或渐变所显现出来的一种成层性。
1、层理的基本术语
沉积岩的纹层、 层系和层系组 （或层组）既是 层理的组成单位， 也是其基本的描 述术语。
构造地质学
Structural Geology
第一章
思考讨论题
❖ 为什么要学习构造地质学？ ❖ 你在日常生活中和经济建设中了解到
哪些与地质构造有关的问题？ ❖ 研究地质构造的基本思路和方法是什
么？
Structural Geology
第一讲
沉积岩层的
原生构造
沉积岩的原生构造
沉积岩的原生构造是指在沉积过程 中及沉积物固结成岩之前所产生的构造， 如层理、层面构造，生物遗迹、叠层石 以及软沉积物的各种变形构造等。
2．递变层理
递变层理又称粒级层，是碎屑物质 在沉积过程中由于流体（通常是浊流） 逐渐衰减而形成的一种沉积结构。其特 点是，在一个单层中，从底到顶颗粒由 粗逐渐变细，例如，由底部的砾石或粗 砂向上递变为细砂、粉砂以至泥质。右 图所示的递变层理是携带各种粒级悬浮 体的浊流沉积，虽然其中混有粗细不同 的颗粒，但总的特点仍是下粗上细。另 外，递变层理的顶面与其上一层的底面 是突变的，有明显的界面。
2、层面原生构造
由于页岩易风化，而砂岩抗风化能力强，故这种 印模常保留在砂岩的底面上（图1—10）。底面印模 都以与原始凹槽相反的形态表现出来，常见的有鳞茎 状、舌状或细长的脊状等（图1—11）。
3、生物标志
根据某些化石在岩层内的埋藏保存状态，也可鉴定岩 层的顶、底面。
由某些藻类形成的叠层石，虽其类型不同、形态各异， 如柱状、分枝状和锥状等，但均具有向上穹起的叠积纹层 构造，这些穹状纹层的凸出方向即指示岩层的面向。
2、层面原生涸时 发生收缩和裂开所形成的与层面 大致垂直的楔状裂缝。常见于粘 土岩、粉砂岩及细砂岩层面上， 偶而也见于碳酸盐岩层面上。泥 裂常使层面构成网状、放射状或 不规则分叉状的裂缝，在剖面上 一般呈“V”型（有时切穿层面也 可呈“U’型）裂口。这些裂缝被上 覆沉积物填充时，其填充层的底 面常形成尖脊状印模层底面
2、层理的形态分类
层理的形态分类是 一种描述性分类， 依据层理形态及其 结构，主要可将其 分为水平层理、波 状层理、交错层理 和递变层理等。
3、层理的识别标志
沉积岩层理可根据岩石的成分、结构、色调变化去识别。
1．岩石成分的变化
沉积物成分的变化是显示 层理的重要标志，即使在成分 比较均一的岩层中，只要认真 地观察，也会发现细微的成分 变化。在成分均一的巨厚岩层 中，有时可能存在成分特殊的 薄的夹层，藉助于这种夹层可 以识别巨厚岩层的层理。
2、层面原生构造
3．雨痕和冰雹痕
因雨滴或冰雹落在湿润而柔 软的泥质或粉砂质沉积物表面所 形成的圆形凹坑及其凸起的边缘 称雨痕或冰雹痕。雨痕或冰雹痕 被上覆沉积物填充、掩埋、成岩 后，遂在岩层的顶面上留下凹坑， 而在上覆岩层底面形成瘤状突起 的印模（图1—8）。
2、层面原生构造
4．冲刷面
固结和半固结的沉积层的 顶面，会因水流冲刷而成为凹 凸不平的冲刷面。在这不平整 的冲刷面之上再沉积时，被冲 刷下来的下伏岩层的碎块和砾 石又往往堆积在冲刷出的沟、 槽中。根据冲刷面和上覆岩层 的碎屑，可以判别岩层的相对 层序（图1－9）。
交错层理又叫斜层理，由一系 列斜交于层系界面的纹层组成，有 多种类型（图1—1）。其中，可用 来判别岩层顶、底面的交错层理有 板状和槽状交错层理。这两种交错 层理的斜纹层均呈弧形，斜纹层的 顶部被截切，与层系面呈高角度相 交，下部常逐渐收敛、变缓，与底 面小角度相交或相切。
1．交错层理
1、层理构造
3、生物标志
一些古植物的根系也可作为确定岩层顶、底面的 标志，如图1—13所示，根系向上变粗并收敛，向下变 细且分叉。
3、生物标志
生物活动造成的遗迹化石，如三叶虫的停息迹、 爬行觅食迹及潜穴的蹼状构造凹面均指示岩层的顶面。