各种沉积构造的环境意义

各种沉积构造的环境意义（地质意义）

地质11203班35号张航宇

沉积构造（sedimentary structure）是指沉积岩各个组成部分之间的空间分布和排列方式。它是沉积物沉积时或沉积之后，由于物理作用、化学作用及生物作用形成的。在沉积物形成过程中及沉积固结成岩之前形成的构造，叫原生构造，例如层理及层面构造；固结成岩之后形成的构造为次生构造，例如缝合线等。研究沉积岩的原生构造，可以确定沉积介质的营力及流动状态，从而有助于分析沉积环境，有的还可确定地层的顶底层序等。沉积构造用来描述沉积岩各组成部分的这种分布与排列，是沉积作用与过程、古环境以及矿床发育的重要标志。本文接下来将分别按其构造类型中的物理成因构造、化学成因构造、生物成因构造三大类分别进行分类阐述。

一、物理成因构造

物理成因的原生沉积构造是由于沉积物在搬运和沉积时以及沉积后不久在流体、重力等因素作用下产生。可以分为三类：流动成因构造、同生变形构造、暴露成因构造。

1、流动成因构造所指示的各种沉积环境意义

流动成因构造系指沉积物在搬运和沉积时在流体（主要是水和空气）的流动作用下形成的构造。包括层面构造、层理构造、叠瓦状构造。

（1）层面构造

层面构造是岩石（沉积岩）的一类构造。在沉积岩层面上保留有自然作用产生的一些痕迹，统称层面构造。它常常标志着岩层的特性，并反映岩石的形成环境。层面构造又分为波痕、冲刷痕、压刻痕。

波痕（ripple mark）波痕是非粘性的砂质沉积物层面上特有的波状起伏的层面构造。其中，浪成波痕（wave ripple）波峰尖锐、波谷圆滑、形状对称，由产生波浪的动荡水流形成，其指示的环境为海、湖浅水地带；流水波痕（current ripple）波峰波谷均较圆滑，呈不对称状，其中陡坡可以指示水流方向，其指示的环境为河流和存

在有底流的海、湖近岸地带；风成波痕（aeolian ripple)呈不对称状，不对称度比流水波痕更大，其指示的环境为沙漠、海、湖滨岸的沙丘沉积环境。除上述主要的波痕外，有时由于水位、水流、波痕方向、波基面的变化导致早先形成的波痕被修饰改造而形成修饰波痕或在早先形成的大波痕的基础上重叠小波痕，形成叠置波痕。

综上所述，波痕研究意义可归纳为：根据波痕类型可以了解岩石形成的条件；其中的不对称波痕可以指示介质的流动方向；浪成波痕可以指示地层的顶底；海、湖波痕在平面上的分布有平行滨线的趋势等。总之，波痕的形态和分布，是识别沉积环境的重要依据。

②冲刷痕（scour marks）冲刷痕通常形成于泥质沉积物的表面，以上覆砂质层底面上的铸型形式保存下来。其中最常见的形式是槽痕与槽模。槽痕凹坑的深浅缓陡可以指示其形成环境是上游位置还是下游位置（一般陡而深的为上游位置）；槽模的突起顺着水流的方向排列，始终朝上游的水流方向，与波痕的判断方向相反。

③压刻痕（press marks）通常为水流所携带的物体在松软的沉积物表现上运动时所刻蚀出来的痕迹。该构造可以指明其形成环境为流水相的沉积环境；并且，诸如锥模、刷模的新月形等均可以作为指示水流方向的依据。

④剥离线理（parting lineation)这种构造常出现在具有平行层理的薄层砂岩中，沿层面剥开，出现大致平行的非常微弱的线状沟和脊，常代表水流方向。

综上所述，冲刷痕、压刻痕还有其他表面痕迹形式的构造往往能反映其沉积环境为流水相，并有些能指示当时的流水方向。

（2）层理构造

层理构造构造是沉积物沉积时在层内形成的成层构造。分为水平层理、平行层理、波状层理、交错层理、递变层理、韵律层理、块状层理等。

①水平层理（horizontal bedding)反映地是一种弱水动力条件，一种低能的环境。代表的环境类型是深湖、泻湖、深海等环境。

②平行层理（parallel bedding)反映地是一种较强水动力的地质条

件，其生成的环境往往是河道、湖岸、海滩等急流或高能的环境。

波状层理（wavy bedding）纹层呈对称或不对称的波状，但总的方向平行于层面。其环境意义为反映地是一种水介质稍浅的地区，比如海、湖的浅水地带及河漫滩等地区。

④交错层理(cross bedding)根据层系上下界面的形状及性质等可

以分为板状、楔状与槽状。其中板状交错层理一般反应地是一种河流沉积相环境；楔状交错层理反映地是一种海、湖浅水带与三角洲地区等环境；槽状交错层理多反映地是一种河流相沉积环境。

⑤递变层理（graded bedding)反映地是一种粒度在垂向上变化的特殊的层理，其环境意义为代表了一种浊流、风暴流环境。

⑥韵律层理（rhythmic bedding)环境意义为代表了一种季节性潮汐环境或浊流沉积相环境，反映了一种随季节性变化而变化的沉积构造。

⑦块状层理（massive bedding）代表了一种强烈生物扰动、重结晶或交代作用。很可能反映地是一种河流洪水泛期。

⑧其他类型的交错层理：爬升波纹交错层理主要反映了一种三角洲、河流天然堤等环境，代表了一种浊流沉积环境；羽状交错层理的环境意义为其可以代表潮汐环境；冲洗交错层理的倾向一般可以指示向海方向，其在前滨环境中较多出现（未列举完全）综上所述：层理构造研究有着重要的地质意义。包括：有助于正确划分和对比地层、恢复地层产状；是最有价值的指向构造，能够确定古水流系统；根据层理构造的类型，在一定程度上可以推断其之前沉积环境等。

（3）叠瓦状构造

叠瓦状构造主要是指扁平砾石在流水的作用下均向同一方向排列的现象。砾石最大扁平面的倾斜方向的可以指示水流环境的方向（其反方向指向水流方向）。

2、准同生变形构造所指示的各种沉积环境意义

准同生变形构造指在沉积作用的同时或在沉积物固结成岩之前

处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造。包括重荷模构造、球枕构造、包卷构造、滑塌构造、碟状构造等。

（1）重荷模构造

重荷模构造（load cast,一些资料也称其为负载构造或负荷构造）指覆盖在泥岩上的砂岩底面上的圆丘状或不规则的瘤状突起。代表的地质环境一般为浊积岩相。

（2）球枕构造

球枕构造（ballorpillowstructures)是被泥质包围了的紧密堆积的砂质椭球体或枕状体。其地质意义为该构造普遍反映了之前的沉积环境发生过砂层断裂；同时砂球也可以确定地层的顶底。

（3）包卷构造

包卷构造（convolute bedding)指一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲的现象。通常显示出小型开阔向斜和紧密背斜的现象。代表的地质环境一般为浊流沉积。

（4）滑塌构造

滑塌构造（slump structure)指已沉积的沉积层在重力作用下发生位移及产生的各种同生变形构造的总称。其代表的地质环境多为三角洲的前缘、礁前、大陆斜坡、海底峡谷前缘等水相环境。

（5）碟状构造

碟状构造（dish structures)主要出现在迅速沉积并饱含孔隙水的砂岩中。其代表的是重力流沉积环境。

综上所述：准同生变形构造对于一些地层顶底的断定及沉积相的研究有着重要的意义。

3、暴露成因构造所指示的各种沉积环境意义

沉积物露出水面，处于大气中，表面逐渐干涸收缩，或受到撞击形成的层面构造。分为雨痕、干裂、流痕、泡沫痕等。

（1）雨痕

雨痕（raindrop impression,包括冰雹痕）是雨滴等降落在泥质物表面撞击形成的小坑。一定程度上能反映当时成岩时期的天气、气候等状况。