长江大学沉积岩石学教案：第三章 沉积岩的构造与颜色
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第三章 沉积岩的构造与颜色
第三章 沉积岩的构造与颜色 第一节 碎屑岩的构造概述 第二节 物理成因的沉积构造 一、流动构造 二、准同生变形构造（penecontemporaneousdeformationstructures） 三、暴露成因的构造 第三节 化学成因的构造（Chemical genetic strucutres） 一、结晶构造 二、压溶构造 三、增生与交代构造 第四节 生物成因的沉积构造（Organic genetic structures） 二、生物扰动构造（bioturbationstructure） 三、生物生长构造——叠层构造 四、植物根痕迹(Rootimprint) 第五节 沉积岩的颜色（Colors of sedimentary rocks） 一、沉积岩颜色的成因类型(Genetictypesofcolorsofsedimentaryrocks) 二、引起沉积岩颜色的原因(Causesresultingincolorsofclasticrocks) 三、颜色的意义和描述方法(Significanceanddescriptionmethodsofcolors)
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第三章 沉积岩的构造与颜色
态等。 3．分类
沉积构造
机械成因构造
化学成因构造 生物成因构造
流动成因的
侵蚀成因的 同生变形成因的 暴露成因的 盐和冰晶体印痕 结核
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第三章 沉积岩的构造与颜色
②试述流动体制、底床形态和层理类型之间的关系，并用图表示。 ③试述流水型交错层理和浪成交错层理的形成机制和主要控制因素。 ④试述层理的研究意义和研究方法。 ⑤何谓层面构造?试述与机械成因有关的主要层面构造类型的形态特点、成因机制及环境意义。 ⑥试对比不同成因类型（浪成的、流水的、风成的）波痕的特点及指数变化范围。 ⑦试举例说明波痕的研究意义。 ⑧何谓同生变形构造?它包括哪些类型?试述每种类型的形态特点、成因及环境意义。 ⑨试述晶体印痕特点、成因及指相意义。 ⑩试述结核的成因类型及其形成机理以及研究结核的地质意义。图示同生、成岩、后生等结核与层理的 关系。 ⑾何谓生物成因构造?何谓痕迹化石?以塞拉克（Seilacher,1964）研究成果为例，指明复理式和磨拉式沉 积中的主要痕迹化石类型。 ⑿与实体化石比较，痕迹化石在相分析中有哪些优点? ⒀何谓自生色、继承色、次生色?试以粘土岩为例，说明自生色产生的原因。并说明自生色在岩相石地 理研究中的意义。 教学内容提要： 第一节 碎屑岩的构造概述
1．构造—岩石各组成部分的空间分布和排列方式（or组成岩石的颗粒彼此间的相互排列关系）。 “沉积构造”——指的是沉积物在沉积时到石化之前由物理、化学、生物等作用在沉积物内部或 者沿着沉积物与流体界面所形成的构造。 2．研究意义——可以确定沉积环境、确定地层的顶底和层序、分析恢复水流系统以及指出水流状
第三章 沉积岩的构造与颜色
浪成波痕 2．流水波痕（current ripple）
（1）成因：由定向流动的水流形成，见于河流和和存在有底流的海湖近岸地带。 （2）特点：波峰波谷均较圆滑，呈不对称状，RSI>2（2.5），RI>5（8～15），陡坡指 示水流方向。
小型的，L<0.6m （3）分类（按大小及形态） 大型的，L=0.6~30m
水流所携带的物体在松软的沉积物表面上运动时所刻蚀或刻划出来的痕迹称为压刻痕或 工具痕（tool marks）。 1. 沟痕（groove marks） 2. V形痕（chevron marks） 3. 戳痕（prod marks） 4. 弹跳痕（bounce marks） 5. 刷痕（brush marks）
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第三章 沉积岩的构造与颜色
3．纵向脊与沟（longitudinal ridges and furrows） （三）压刻痕（press marks）
波痕 层理
第二节 物理成因的沉积构造 一、流动构造 （一）波痕（ripple mark）（重点） 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。 波痕是保留在层面上的底沙形体痕迹，在层内的痕迹就是层理。 所以说，波痕是风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的 层面构造。 波痕要素包括波长（L）、波高（H）、波痕指数（RI）和波痕不对称指数（RSI）。 波长（L）—两个相邻波峰或波谷之间的水平距离。
巨型的，L>30m
3．风成波浪（aeolianripple）
流水波痕
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第三章 沉积岩的构造与颜色
（1）成因：由定向风形成，常见于沙漠、海、湖滨岸的沙丘沉积中。 （2）特点：呈不对称状，不对称度比流水波痕更大，RI=10～70，陡坡倾向与风向一 致。 4．修饰波痕（modifiedripple）和叠置波痕（compoundripple） 由于水位，水流和波痕方向、浪基面的变化，而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。 5．波痕研究意义 （1）根据波痕类型可以了解岩石形成条件。 （2）不对称波痕指示介质的流动方向。 （3）浪成波痕可指示地层的顶底。 （4）海、湖波痕在平面上的分布有平行滨线的趋势。 （5）波痕的形态和分布，是识别沉积环境的重要依据。 6．研究方法 （1）测量波峰走向、陡坡倾向和倾角、波长、波高，不对称度。 （2）波痕在平面上的分布。 （3）测量大量波峰走向、陡坡倾角，编制玫瑰图。 （二）冲刷痕（scour marks） 水流在泥质沉积物表面流动时冲刷出来的痕迹称为冲刷痕（scourmarks）。形成于泥质 沉积物表面上的冲刷痕，通常以上覆砂质层底面上的铸型形式保在下来。 1.槽痕（flutemarks） 2.槽模（flutecasts）
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第三章 沉积岩的构造与颜色
波高（H）—波峰与波谷之间的高差。 波痕指数（RI）=L/H，表示波痕相对高度及起伏情况。 波痕不对称指数（RSI）= ，表示波痕的不对称程度。 波痕的形态大小差别很大，种类繁多，按成因可大致分为三种类型：浪成的、流水的和 风成的。
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。 它是砂粒在平坦床沙上作连续的滚动留下的痕迹。所以与平行层理共生。 6. 水位痕（water level marks） （五）层理（bedding） 1. 基本术语 （1）层理 （2）纹层 （3）层系 （4）层系组 （5）层
第三章 沉积岩的构造与颜色
学时：6学时（其中理论教学4学时、实验2学时） 基本内容： ①基本概念：沉积构造、层理、纹层、层序、层系组、水平层理、平行层理、斜层理、交错层理、板状 交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理、爬升交错层理、羽状交错层理、压扁层理（脉状层理）、波 状层理、透镜状层理、递变层理、韵律层理、均质层理、层面构造、波痕、泥裂、槽模、沟模、晶体印 痕、结核、生物遗迹构造、继承色、自生色、次生色 ②基本原理：描述层理的的一些基本术语、层理的分类及主要类型、层理的研究意义及研究方法、三种 成因类型波痕的特征、不同类型沉积构造与沉积环境的关系、碎屑岩颜色的成因意义 重点与难点：•描述层理的的一些基本术语、‚层理的分类与基本类型、ƒ各交错层理的特征、„各类 层理的特征与其形成时的水动力条件之间的关系、…常见层面构造的特征及其环境意义 教学思路：①本部分内容备有录相片和大量实物图片，在课堂教学中将充分利用，以增强学生的感性认 识；②在介绍沉积构造分类的基础上，分别讲解机械成因、化学成因和生物成因的沉积构造，在机械成 因的沉积构造中重点介绍波痕和层理；③简要介绍碎屑岩的颜色及其成因意义。④引导同学们利课余时 间观看《沉积构造与环境解录相片》和长江三峡标本长廊。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第四章，石油工业出版社，1993. ②曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第四章，地质出版社，1986. ③《沉积构造与环境解释》编entary Petrology》（英文辅助教材）第四章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①何谓层理?层理的基本类型有哪些?试述每种层理的形态特点、成因及环境意义，并用图表示。
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第三章 沉积岩的构造与颜色
层理是沉积岩最典型最重要的特征之一。它是沉积物沉积时水动力条件的直接反映，也 是沉积环境的重要标志之一。 层理：岩石性质沿垂向变化的一种层状（bedding）构造，它可以通过矿物成分、结构、 颜色的突变和渐变而显现出来。岩石因层理的存在而显出岩石的非均质性。 纹层：组成层理的最基本的最小的单位，纹层之内没有任何肉眼可见的层，亦称细层 Lamina。 成因：在一定条件下同时沉积的 厚度：小，一般数mm～数cm 层系—由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成。它们形成于相 同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的产物。（set） 层系组—由两个或两个以上岩性（成分、结构）基本一致的相似层或性质不同组成因上 有联系的层系叠覆组成，其间没有明显间断。也称层组。（coset） 层—组成沉积地层的基本单位。（bed） 由成分基本一致的岩石组成，它是在较大区域内，在基本稳定的自然条件下沉积而成 的。 一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组。层没有限定的厚度，其厚度变化范 围很大，可自数mm～数十米，通常是几cm～几十cm。按厚度，可以划为：
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第三章 沉积岩的构造与颜色
6. 跳跃痕（skip marks） 7. 滚动痕（roll marks） 8. 大型滑动痕（large-scale slide marks） （四）其它表面痕迹 1. 细流痕（rill marks） 2. 冲淤构造（scour-and-fill structures） 3. 冲蚀构造（washout structures） 4. 冲流痕（swash marks） 5. 剥离线理（parting lineation）
1．浪成波痕（wave ripple） （1）成因：由产生波浪的动荡水流形成，常见于海、湖浅水地带。 （2）特点：波峰尖锐、波谷圆滑、形状对称，RS1≈1，RI=4～13（多为6～7）
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第三章 沉积岩的构造与颜色
（Structures and colors of sedimentary rocks）
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第三章 沉积岩的构造与颜色 第一节 碎屑岩的构造概述 第二节 物理成因的沉积构造 一、流动构造 二、准同生变形构造（penecontemporaneousdeformationstructures） 三、暴露成因的构造 第三节 化学成因的构造（Chemical genetic strucutres） 一、结晶构造 二、压溶构造 三、增生与交代构造 第四节 生物成因的沉积构造（Organic genetic structures） 二、生物扰动构造（bioturbationstructure） 三、生物生长构造——叠层构造 四、植物根痕迹(Rootimprint) 第五节 沉积岩的颜色（Colors of sedimentary rocks） 一、沉积岩颜色的成因类型(Genetictypesofcolorsofsedimentaryrocks) 二、引起沉积岩颜色的原因(Causesresultingincolorsofclasticrocks) 三、颜色的意义和描述方法(Significanceanddescriptionmethodsofcolors)
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第三章 沉积岩的构造与颜色
态等。 3．分类
沉积构造
机械成因构造
化学成因构造 生物成因构造
流动成因的
侵蚀成因的 同生变形成因的 暴露成因的 盐和冰晶体印痕 结核
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第三章 沉积岩的构造与颜色
②试述流动体制、底床形态和层理类型之间的关系，并用图表示。 ③试述流水型交错层理和浪成交错层理的形成机制和主要控制因素。 ④试述层理的研究意义和研究方法。 ⑤何谓层面构造?试述与机械成因有关的主要层面构造类型的形态特点、成因机制及环境意义。 ⑥试对比不同成因类型（浪成的、流水的、风成的）波痕的特点及指数变化范围。 ⑦试举例说明波痕的研究意义。 ⑧何谓同生变形构造?它包括哪些类型?试述每种类型的形态特点、成因及环境意义。 ⑨试述晶体印痕特点、成因及指相意义。 ⑩试述结核的成因类型及其形成机理以及研究结核的地质意义。图示同生、成岩、后生等结核与层理的 关系。 ⑾何谓生物成因构造?何谓痕迹化石?以塞拉克（Seilacher,1964）研究成果为例，指明复理式和磨拉式沉 积中的主要痕迹化石类型。 ⑿与实体化石比较，痕迹化石在相分析中有哪些优点? ⒀何谓自生色、继承色、次生色?试以粘土岩为例，说明自生色产生的原因。并说明自生色在岩相石地 理研究中的意义。 教学内容提要： 第一节 碎屑岩的构造概述
1．构造—岩石各组成部分的空间分布和排列方式（or组成岩石的颗粒彼此间的相互排列关系）。 “沉积构造”——指的是沉积物在沉积时到石化之前由物理、化学、生物等作用在沉积物内部或 者沿着沉积物与流体界面所形成的构造。 2．研究意义——可以确定沉积环境、确定地层的顶底和层序、分析恢复水流系统以及指出水流状
第三章 沉积岩的构造与颜色
浪成波痕 2．流水波痕（current ripple）
（1）成因：由定向流动的水流形成，见于河流和和存在有底流的海湖近岸地带。 （2）特点：波峰波谷均较圆滑，呈不对称状，RSI>2（2.5），RI>5（8～15），陡坡指 示水流方向。
小型的，L<0.6m （3）分类（按大小及形态） 大型的，L=0.6~30m
水流所携带的物体在松软的沉积物表面上运动时所刻蚀或刻划出来的痕迹称为压刻痕或 工具痕（tool marks）。 1. 沟痕（groove marks） 2. V形痕（chevron marks） 3. 戳痕（prod marks） 4. 弹跳痕（bounce marks） 5. 刷痕（brush marks）
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第三章 沉积岩的构造与颜色
3．纵向脊与沟（longitudinal ridges and furrows） （三）压刻痕（press marks）
波痕 层理
第二节 物理成因的沉积构造 一、流动构造 （一）波痕（ripple mark）（重点） 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。 波痕是保留在层面上的底沙形体痕迹，在层内的痕迹就是层理。 所以说，波痕是风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的 层面构造。 波痕要素包括波长（L）、波高（H）、波痕指数（RI）和波痕不对称指数（RSI）。 波长（L）—两个相邻波峰或波谷之间的水平距离。
巨型的，L>30m
3．风成波浪（aeolianripple）
流水波痕
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第三章 沉积岩的构造与颜色
（1）成因：由定向风形成，常见于沙漠、海、湖滨岸的沙丘沉积中。 （2）特点：呈不对称状，不对称度比流水波痕更大，RI=10～70，陡坡倾向与风向一 致。 4．修饰波痕（modifiedripple）和叠置波痕（compoundripple） 由于水位，水流和波痕方向、浪基面的变化，而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。 5．波痕研究意义 （1）根据波痕类型可以了解岩石形成条件。 （2）不对称波痕指示介质的流动方向。 （3）浪成波痕可指示地层的顶底。 （4）海、湖波痕在平面上的分布有平行滨线的趋势。 （5）波痕的形态和分布，是识别沉积环境的重要依据。 6．研究方法 （1）测量波峰走向、陡坡倾向和倾角、波长、波高，不对称度。 （2）波痕在平面上的分布。 （3）测量大量波峰走向、陡坡倾角，编制玫瑰图。 （二）冲刷痕（scour marks） 水流在泥质沉积物表面流动时冲刷出来的痕迹称为冲刷痕（scourmarks）。形成于泥质 沉积物表面上的冲刷痕，通常以上覆砂质层底面上的铸型形式保在下来。 1.槽痕（flutemarks） 2.槽模（flutecasts）
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第三章 沉积岩的构造与颜色
波高（H）—波峰与波谷之间的高差。 波痕指数（RI）=L/H，表示波痕相对高度及起伏情况。 波痕不对称指数（RSI）= ，表示波痕的不对称程度。 波痕的形态大小差别很大，种类繁多，按成因可大致分为三种类型：浪成的、流水的和 风成的。
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。 它是砂粒在平坦床沙上作连续的滚动留下的痕迹。所以与平行层理共生。 6. 水位痕（water level marks） （五）层理（bedding） 1. 基本术语 （1）层理 （2）纹层 （3）层系 （4）层系组 （5）层
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学时：6学时（其中理论教学4学时、实验2学时） 基本内容： ①基本概念：沉积构造、层理、纹层、层序、层系组、水平层理、平行层理、斜层理、交错层理、板状 交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理、爬升交错层理、羽状交错层理、压扁层理（脉状层理）、波 状层理、透镜状层理、递变层理、韵律层理、均质层理、层面构造、波痕、泥裂、槽模、沟模、晶体印 痕、结核、生物遗迹构造、继承色、自生色、次生色 ②基本原理：描述层理的的一些基本术语、层理的分类及主要类型、层理的研究意义及研究方法、三种 成因类型波痕的特征、不同类型沉积构造与沉积环境的关系、碎屑岩颜色的成因意义 重点与难点：•描述层理的的一些基本术语、‚层理的分类与基本类型、ƒ各交错层理的特征、„各类 层理的特征与其形成时的水动力条件之间的关系、…常见层面构造的特征及其环境意义 教学思路：①本部分内容备有录相片和大量实物图片，在课堂教学中将充分利用，以增强学生的感性认 识；②在介绍沉积构造分类的基础上，分别讲解机械成因、化学成因和生物成因的沉积构造，在机械成 因的沉积构造中重点介绍波痕和层理；③简要介绍碎屑岩的颜色及其成因意义。④引导同学们利课余时 间观看《沉积构造与环境解录相片》和长江三峡标本长廊。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第四章，石油工业出版社，1993. ②曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第四章，地质出版社，1986. ③《沉积构造与环境解释》编entary Petrology》（英文辅助教材）第四章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①何谓层理?层理的基本类型有哪些?试述每种层理的形态特点、成因及环境意义，并用图表示。
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第三章 沉积岩的构造与颜色
层理是沉积岩最典型最重要的特征之一。它是沉积物沉积时水动力条件的直接反映，也 是沉积环境的重要标志之一。 层理：岩石性质沿垂向变化的一种层状（bedding）构造，它可以通过矿物成分、结构、 颜色的突变和渐变而显现出来。岩石因层理的存在而显出岩石的非均质性。 纹层：组成层理的最基本的最小的单位，纹层之内没有任何肉眼可见的层，亦称细层 Lamina。 成因：在一定条件下同时沉积的 厚度：小，一般数mm～数cm 层系—由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成。它们形成于相 同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的产物。（set） 层系组—由两个或两个以上岩性（成分、结构）基本一致的相似层或性质不同组成因上 有联系的层系叠覆组成，其间没有明显间断。也称层组。（coset） 层—组成沉积地层的基本单位。（bed） 由成分基本一致的岩石组成，它是在较大区域内，在基本稳定的自然条件下沉积而成 的。 一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组。层没有限定的厚度，其厚度变化范 围很大，可自数mm～数十米，通常是几cm～几十cm。按厚度，可以划为：
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第三章 沉积岩的构造与颜色
6. 跳跃痕（skip marks） 7. 滚动痕（roll marks） 8. 大型滑动痕（large-scale slide marks） （四）其它表面痕迹 1. 细流痕（rill marks） 2. 冲淤构造（scour-and-fill structures） 3. 冲蚀构造（washout structures） 4. 冲流痕（swash marks） 5. 剥离线理（parting lineation）
1．浪成波痕（wave ripple） （1）成因：由产生波浪的动荡水流形成，常见于海、湖浅水地带。 （2）特点：波峰尖锐、波谷圆滑、形状对称，RS1≈1，RI=4～13（多为6～7）
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第三章 沉积岩的构造与颜色
（Structures and colors of sedimentary rocks）
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