沉积构造

红色字体：沉积岩石学

黑色字体：岩相古地理

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棕色字体：构造地质学

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3 沉积环境的判别标志

成因标志是指具有成因意义、能反映其形成条件的各种特征。一般都是沉积岩的原始特征，其中包括沉积岩的颜色，类型，结构和构造，新生矿物和岩石，沉积地球化学和同位素地球化学，生物化石和古生态，接触关系，沉积序列以及沉积岩体的形态分布等。

沉积岩的原始特征：物理的、化学的和生物的三方面标志。

物理标志：指沉积物在其搬运、沉积过程中或者沉积后不久，由于沉积介质的运动或重力等作用而形成并保存于沉积物中的成因标志，包括沉积物的结构、粒度分布、沉积构造等方面的特征；

化学标志：指沉积物在其搬运、沉积过程中由于化学作用而形成的特征，包括同生和准同生期形成的矿物和岩石、化学成因的沉积构造、元素地球化学和同位素地球化学特征；

生物标志：指由生物活动或生长等作用形成的各种特征，包括生物类型和生物形成的沉积构造等。

3.1 沉积构造标志

概念：

沉积岩的构造是指沉积物沉积时，或沉积之后，由于物理作用、化学作用及生物作用在沉积岩层内部或表面形成的各种形迹特征。

沉积岩的构造总称为沉积构造。

分类：

⑴原生沉积构造：沉积物沉积时或者沉积后不久，即在其固结以前所形成的构造，反映沉积时期介质性质和能量等信息。

（原生构造：岩石或岩层在形成过程中产生的原始位态或面貌，如沉积岩的层理和火山岩的流动构造等。）⑵次生沉积构造：在沉积物压实或成岩过程中形成的沉积构造，反映成岩环境。

（变形构造：原生构造在地质应力作用下发生位态或面貌的改变形成的构造，如褶皱、断层等。（构造地质学的主要研究内容））

沉积岩的构造分类

按形态：层理构造层面构造结核

按沉积岩形成阶段：沉积构造成岩构造后生构造

3.1.2 物理成因的沉积构造

沉积物在搬运、沉积过程中及沉积后不久，在流体流动、重力等物理因素作用下而产生的沉积构造。

包括流动构造、准同生变形构造和暴露构造。

底床形态：河道底床上松散的沉积物在流水的作用下形成的各种形态，也叫床沙形体。

床沙形体保存在层面上的痕迹就成为波痕，床沙形体迁移过程在层内留下的痕迹就是层理。

床沙形体的形态和规模取决于水动力条件。Simons和Richardson根据水槽实验建立起来了流动条件与床沙形体的关系。

冲积河道中的砂体可以划分为下部流动体制和上部流动体制两个强度范围。下部流动体制指底床形态主要受底部水流控制，上部流动体制指底床形态主要受水体自由表面控制。

当流动强度很小时，沙粒不能移动，悬浮物质沉积形成物运动的平坦的床沙。

流速20cm/s时，床沙移动，由于水具有脉动性，并存在流动阻力，于是在瞬时流速大的地方发生冲刷，在瞬时流速小的地方发生沉积，从而，使河床失去了平整性，形成迎流面向上游缓倾斜，背流面向下游陡倾斜的不对称床沙形体——沙波。沙波一般高0.5——3cm，波长<30cm，称为沙纹。

当流速达50cm/s时，沙波的波高、波长逐渐增大，波高由3cm增至10——20cm，波长数米，先后出现沙浪、沙丘两种床砂形体。

当流动强度再增大时，波长就会急剧增大，流水以较大的剪切力削蚀沙丘的高度，形成低角度的沙丘（倾角

大约10º），属于过渡流态，沉积物的搬运趋向连续，表面波趋向平缓，与床沙形体的起伏无关，Fr接近1。

当流动强度进一步增大，低角度的砂丘逐渐消失，形成平坦的床沙。沙粒在平坦的床沙上作连续的滚动和跳跃。

当流动强度继续增大，床沙形体向上游移动，形成逆行沙丘。

当水流强度再增大时，在有相当大的坡度和沉积物搬运量时，则构成大的沉积物丘，形成流槽和凹坑。

床沙形体脊的几何形态与交错层理的类型有密切关系：

按照床沙形体脊的形态可分为：直线状、弯曲状、链状、舌状和新月状。

直线状和微弯曲状——板状交错层理

弯曲状、链状、舌状和新月状——槽状交错层理

1. 层面构造：在沉积岩层面上的各种特征，层面构造有的保存在岩层顶面上，如波痕、剥离线理、干裂和雨痕等；有的在岩层底面上，特别是下伏层为泥岩的砂岩底面上成铸模保存下来，如槽模、沟模和锥模等。一，流动构造：介质流动而产生

(1)波痕：由水流、波浪或风的作用，在沉积物表面形成的波状起伏的痕迹。

波痕在剖面上为起伏相间的峰和谷，在平面上则是由一系列互相平行或分叉的波峰或波谷组成。

波长（L）：两个相邻波峰或波谷之间水平距离。

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。

不对称指数（RSI）=L1/L2，表示波痕的不对称程度。

波痕的类型：因流动介质的不同，运动方式和强度的差异，可以形成各种类型和规模的波痕。

主要类型为：流水波痕、浪成波痕、风成波痕、干涉波痕、改造波痕、孤立波痕等。

①流水波痕：由单向水流作用于非粘性沉积物表面形成。特征是纵剖面上显示不对称性，具有平缓的迎流坡和相对陡峻的背流坡。据其不对称的形态可恢复水流运动的方向，陡坡指示倾向指示水流方向，波谷比波峰粗，见于河流和存在有底流的海湖近岸地带。

流水波痕脊线的形态随水流的速度、水深的变化而改变。水深减少和流速加快，其脊线由简单平直到复杂弯曲及不连续形状。

根据流水波痕其形态和大小，分为4类：小型流水波痕、大型流水波痕、巨型流水波痕、逆行沙丘。

小型流水波痕：规模较小，波长4~60cm，一般不大于30cm，波高0.3-6cm，波痕指数大于5，多为8-15。按其波脊形态可分直线形、波曲形、链形、舌形、新月形和菱形。波脊形态主要与流速、水深有关。

。

大型流水波痕：波长大于60cm，可达30m，波高6-1.5m，波痕指数大于15，主要产生于大于0.6mm的中、粗砂质床沙中。

巨型流水波痕：波长大于30m，波高数米，波痕指数大于30，波脊以直线为主，分布于较深的浅海和大型河流中。

逆行沙丘（Gilber,1914)：是在浅水急流条件下（Fr>1)，由表面流在沉积物表面产生的一种与水面波同相位的波痕底形，与一般波痕形成作用相反，通常其背流面一侧遭受侵蚀，在向流一面进行堆积作用，实际上它是向上游方向移动，多见于海滩、潮坪、河流环境中。

②浪成波痕：由波浪作用于床沙表面而产生的波痕。据其对称程度可分为对称波浪波痕和不对称波浪波痕。对称浪成波痕：由水体振荡运动形成的，流体质点在表面呈圆形轨道，向下变为来回运动，其反复作用的结果形成了“人”字形内部构造和对称形态。脊尖谷圆可作为鉴别岩层顶、底的标志。