资源描述
沉积岩石学一、沉积岩的形成与演化1. 沉积岩:在地壳表层条件下,由母岩的风化产物、火山碎屑、有机物质及宇宙物质等沉积岩 的原始物质成分,经搬运作用、沉积作用及沉积后作用形成的一类岩石。2. 沉积岩石学:研究沉积岩的物质成分、结构构造、分类和形成以及沉积分布规律的一门学科3. 沉积岩的分类: 主要由母岩风化产物组成的沉积岩,是最主要的类型。可以根据母岩风化产物的类 型(碎屑 物质或溶解物质)及其搬运沉积作用的不同(机械和化学的)再划分为二类:碎屑岩、化学岩和生物化 学岩。碎屑岩可根据其主要的结构特征(粒度)划分为砾岩、砂岩、粉砂岩和粘土岩。化学岩及生物化 学岩可根据其主要成分特征,进一步划分为碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩及其它化学岩。 主要由火山碎屑物质和深部卤水组成的沉积岩,不能根据其岩性特征进一步细分。 主要由生物遗体组成的沉积岩,即生物岩或有机岩,根据其是否可燃再划分为可燃 生物岩和非可燃生物岩 主要由宇宙物质来源的陨石组成的沉积岩,可称为陨石岩以上分类系统简述:碎屑岩:砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩广主要由母岩风化物组成的沉积岩化学岩及生物化学岩:碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物岩、硅岩、其它化学岩 沉积岩彳主要由火山碎屑物质组成的沉积岩:火山碎屑岩主要由生物遗体组成的沉积岩:可燃生物岩、非可燃生物岩4. 风化作用:地壳表层岩石的一系列破坏作用物理风化作用:岩石主要发生机械破碎,而化学成分不改变的风化作用主要因素:温度变化、晶体生长、重力作用、生物的生活活动、水、冰及风的破坏作用总趋势:使母岩崩解,产生碎屑物质,包括岩石碎屑和矿物碎屑等化学风化作用:在氧、水和溶于水的各种酸的作用下,母岩遭受氧化、水解和溶滤等化学变化, 使其分解而产生新矿物的过程总趋势:形成粘土物质和化学沉淀物质(其溶液及胶体溶液物质)5. 造岩矿物的风化及其产物 石英是岩石中的主要造岩矿物。石英在风化作用中稳定性极高,几乎不发生化学溶解作用, 一般只发生机械破碎作用 长石的风化稳定性次于石英。在长石类矿物中,钾长石的稳定性较高,多钠的酸性斜 长石次 之,中性斜长石又次之,多钙的基性斜长石最低。因此,在沉积岩中钾长石多于斜长 石,钾长石逐步转 变为水白云母、高岭石、蛋白石和铝土矿。斜长石常形成一些在风化带中相对稳定的新矿物,如蒙脱 石、蛋白石、方解石等。 在云母类中,白云母的抗风化能力较强。白云母在风化过程中,主要是析出钾和加入 水,先变 为水云母,最后可变为高岭石。 黑云母的抗风化能力比白云母差很多,黑云母遭受风化后,钾、镁等成分首先析出,同时加入 水,常转变为蛭石、绿泥石、褐铁矿等 橄榄石、辉石、角闪石等铁镁硅酸矿物的抗风化能力比石英、长石、云母都低很多,其中以橄 榄石最易风化,辉石次之,角闪石又次之 各种粘土矿物(蒙脱石、高岭石、水云母等),本来就是在风化条件下或沉积环境中形成 的,在风化带中相当稳定 各种碳酸盐矿物(如方解石、白云母等),风化稳定性甚小,很易溶于水转移 各种硫酸盐矿物(如石膏、硬石膏)、硫化物矿物(如黄铁矿)、卤化物矿物(如石盐) 等,它们的风化稳定性最低,最易溶于水,多呈真溶液流走6 .母岩风化的四个阶段 破碎阶段(I) 饱和硅铝阶段(II) 酸性硅铝阶段(III) 铝铁土阶段(IV)(沉积物重力流:是密度流,相对密度可 1.0 - 2.0,是由大小不一的碎屑物质与流体 形成的高密度混合体,其要以悬移载荷方式搬运)7. 母岩风化产物的类型: 碎屑残留物质新生成的矿物溶解物质8. 作为碎屑物质搬运和沉积的流体,自然界中存在两种基本类型:牵引流和沉积物重力 流一-泥 石流、颗粒流、液化沉积物流、浊流9. 牛顿流体:凡服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体,否则称为非牛顿流体10. 雷诺数(Re):表示惯性力和粘滞力之间关系的一个数值11. 佛罗德数(Fr):表示惯性力和重力之间关系的一个数值12. 牵引搬运或牵引作用:指能使碎屑物质作底负载运动的各种作用的总称。牵引流搬运方式:悬移载荷,推移载荷重力流搬运方式:悬移载荷(沉积物重力流是密度流,相对密度可达 1.5 - 2.0,是由大小不一的碎屑物质与 流体形成的高密度混合体)13. 流水搬运碎屑物质的方式(即碎屑载荷的形式)主要有两种:推移搬运(滚动搬运、推 移载荷)、悬浮搬运(悬移搬运、悬浮载荷) 碎屑物质在流水中的搬运和沉积,流速和颗粒大小之间的关系: (尤尔斯特隆图解)流水把处于静止状态的碎屑物质开始搬运走所需要的流速称为开始搬运流速。开始搬运流速 应大于继续搬运流速。1)颗粒开始搬运流速要比继续搬运流速大得多,这是因为始动流速不仅要克服颗粒 本身的 重力,还要克服颗粒间的吸附力才能流动。2)0.05-2mm颗粒所需的始动流速最小,而且始动流速与沉积临界流速相差也不大。说明 砂粒质点在流水中搬运时很活跃,容易搬运,也易沉积,故常呈跳跃式前进3)大于2mm勺颗粒,其搬运与沉积的两条曲线更接近,但两者的流速值也都随着粒径的增大而增大。故砾石不能被长距离搬运,并多沿河底呈滚动式前进4)小于0.05mm的颗粒,两个流速相差很大,因为粉砂和粘土物质一经搬运,就长 期悬浮 于水体之中不易沉积下来,而且沉积后又不易呈分散质点再搬运,即使水速发生 急剧改变,也只 是冲刷成粉砂质或泥质碎块继续搬运,故在海洋和湖泊的波浪带的沉积 物中冲刷的“泥砾”是常 见的。 碎屑物质在流水搬运过程中的变化:不稳定成分逐渐变少,粒度逐渐变小,圆度逐渐变好 碎屑物质在流水搬运及沉积作用过程中的分异作用:1)粒度的分异:粒度大的难以搬运,而当其处于搬运状态时,当流速稍有减小,就会下 沉;粒度小的易于搬运,而当其处于搬运状态时,比粒度大的难以沉积。搬运的时间和距离越 长,这种分异作用就越明显,即从上游到下游,出现了粒度由大到小、分选由差到好的顺序分 布,出现了砾、砂、粉砂、粘土的分别集中顺序。2)相对密度分异:密度大的难于搬运易于沉积,而密度小的易于搬运难以沉积,故 从上游 到下游,相对密度大的碎屑含量逐渐减少,相对密度小的碎屑含量逐渐增多的现象3)碎屑物质形状分异:粒状碎屑不如片状碎屑搬运的远4)成分分异:不同成分的碎屑,在粒度、相对密度、形状上都有所不同,粒度、相 对密 度、形状上的分异必然会反映在成分上的分异14. 引起海洋中碎屑物质搬运和沉积的主要营力是波浪和潮汐,其次是海流,引起湖泊中碎屑 物质搬运和沉积的主要营力是湖浪和湖流 浪底(浪基面):波浪作用的下限,即波浪能够影响的最大深度 海底碎屑运动的三种状态:1)在远岸的深水地区,既作往返运动,也作向海方向的运动2)在近岸的浅水地区,既作往返运动,也作向岸方向运动3)在二者之间,只作往返运动,即“中立带” 憩流期:在涨潮转落潮或落潮转涨潮、海平面处于暂时平衡状态时,潮流流速接 近或等 于零,称为憩流期 湖浪对碎屑物质的搬运和沉积作用主要表现在滨岸浅水地带,搬运 细的悬浮物质可被 到深水区 湖震:风成湖流和低气压引起的湖水表面大规模的波浪状振荡15. 风是碎屑物质在空气中搬运和沉积的主要营力 风的搬运和沉积作用的特点: 风的密度比水得多,因此搬运能力也比水小;在同样的速度下,风的搬运能力约为 流水的1/300,风只能搬运较细粒的碎屑物质,如砂以下的颗粒,只有在特大 的风暴时, 才能搬运砂和砾石 由于风的搬运能力有限,因此对搬运物质的选择性较强,故风成沉积物的粒 度分选 性较好 由于空气的密度较小,所以碎屑物质在搬运过程中,相互的碰撞和磨蚀,以及它们 与地表的碰撞都比较强烈。所以较粗的风成沉积物(如砂和砾石)的圆度都 较好,具强烈摩 擦所致的“霜面”跳跃颗粒一般小于0.5mm,尤其细砂(0.10.3mm)跳动的最为活跃,蠕动颗粒一般在0.52到3mm更大的则原地不动,小于0.10.02mm的颗粒可悬浮搬运 风成搬运的最大特点是碎屑成了弓形弹道轨迹跳跃前进,风速越大,碎屑弹跳得 就越高 空气中的悬移载荷可作长距离搬运(如沙尘暴),在距来源地很远的陆地或海洋 中沉积 下来。推移载荷多半在来源土(如沙漠或海滩)堆积下来,最主要的堆积形式是 沙丘16. 冰碛物的基本特征冰碛物是一种由砾、砂、粉砂和粘土组成的混杂堆积,结构疏松,粒度差别悬殊,由几 微米到几 米,分选性比泥石流、冲积扇沉积物还差。冰碛物中的砾石磨圆度较差,颗粒形态 各呈棱角状和半棱角 状,在砾石表面还常留下磨光面、钉头形擦痕、压坑和压裂等冰蚀作用 痕迹。一般缺乏层理构造,砾石 排列有时略具定向性,漂砾长轴与冰川流向基本一致,扁平面倾向上游。17. 溶解物质的搬运和沉积作用的控制因素 引起胶体质点搬运和沉积的主要因素是同种电荷胶体质点之间的相互排斥力。假如胶体质点的电荷在某种因素的影响下中和了,它们之间的排斥力就会消失,则它们就会凝聚为大的质点, 在重力的作用下迅速下沉,成为胶体沉积物。 真溶液物质搬运及沉积作用的主要控制因素是溶解度,即溶解度越大,越易溶解,越 难沉 积,溶解度越小,越易沉积,难于搬运。18. 生物的搬运和沉积作用有两种方式:一种是生物通过新陈代谢作用,另一种是由于生物 作用而引 起周围介质条件的改变,从而影响某些物质的搬运和沉积。19. 化学分异作用(化学沉积分异作用):原来共存于溶液中的各种成分,在其搬运和沉积作用的 过程中,由于物理化学条件的变化就逐渐地发生沉积作用,并逐渐地分离开来(氧化T磷酸盐、硅酸盐T碳酸盐T硫酸盐及卤化物)20. 机械沉积分异作用与化学沉积分异作用的关系:这是自然界中两种既有就而又并存的沉积分异作用,是沉积物(岩)形成和分布的基本原理。一 般说来,机械沉积作用分异作用进行的较早,化学沉积分异作用进行的较晚。机械 沉积分异作用的砂和 粉砂阶段,与化学沉积分异作用的铁的氧化物(既开始阶段)相当,机械沉积分异的最后阶段(即粘土沉积阶段),大致与化学沉积分异作用的碳酸盐阶段相当,当化学沉积分异作用进行到硫酸盐及卤化物阶段时,机械沉积分异作用已基本结束了,故在蒸 发岩中很少 有碎屑混入物。意义:这两种沉积分异作用的结果,就形成了各种类型的碎屑沉积岩和化学沉积岩及相 应的各种 沉积矿产,分异作用进行得越彻底,各种沉积矿产在成分上和结构上的成熟就越高,从而越易形成各种 沉积矿产。相反,如果分异作用由于各种因素干扰进行得不彻底,就会大 量出现各种类型的混合沉积岩 和过渡类型的沉积岩,这对沉积矿产的生成是不利的。二、碎屑岩1. 碎屑岩:由碎屑成分和填隙物成分(包括杂基和胶结物)组成2. 碎屑成分:石英:a来源于深成岩浆岩的石英,b来源于变质岩的石英,c来源于喷出岩及热液岩石的石英,d再旋回石英 长石重矿物岩屑盆内碎屑3. 成分成熟度:指以碎屑岩中最稳定组分的相对含量来标志其成分的成熟程度。在重矿物中,锆石、电气石,金红石是最稳定的,这三种矿物在透明重矿物中所占比例称为“ ZTR指数,也是判别成分成熟度的标志。4. 填隙物成分: 杂基:碎屑岩中细小的机械成因组分,其粒级以泥为主,也可包括一些细粉砂。杂基的成分最常见的是高岭石、水云母、蒙脱石等粘土矿物,有时可见灰泥和云泥。 各种细粉砂级碎屑,如绢云母、绿泥石、石英、长石及隐晶结构的岩石碎屑等也 属于杂基范围。 胶结物:碎屑岩中以化学沉淀方式形成于粒间孔隙的自生矿物。胶结方式:硅质胶结、铁质胶结、钙质胶结5. 碎屑岩的结构:构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状及空间组合方式粒度:碎屑颗粒的大小粒级划分(mm:严巨砾 1000巨砂12砾粗砾1000 100砂 Y粗砂1 0.5中砾100 10中砂0.5 0.25J细砾102V细砂0.25 0.1粉砂.粗粉砂0.1 0.05粘土(泥)v 0.005一细粉砂0.050.005 球度:度量一个颗粒近于球体的程度(圆球体、椭球体、扁球体、长扁球体)圆度:指碎屑颗粒原始棱角被磨平的程度(棱角状、次棱角状、次圆状、圆状)杂基: 原杂基:代表原始沉积状态的杂基,原杂基经成岩作用明显重结晶后转变为正杂基 似杂基:a淀杂基:在成岩作用过程中,从孔隙水中析出的粘土矿物胶结物b外杂基:碎屑沉积物堆积后,在成岩后生期充填于其粒间孔隙中的外来杂基物质c假杂基:软碎屑经压实碎裂形成的类似杂基的填隙物 结构成熟度:指碎屑沉积物经风化、搬运和沉积作用的改造,使之接近终极结构特征的程度胶结物: 非晶质及隐晶质结构显晶粒状结构 嵌晶结构自生加大结构6. 胶结类型:在碎屑岩中,胶结物或填隙物的分布状况及其与碎屑颗粒的接触关系称为. 基底胶结:填隙物含量较多,碎屑颗粒在其中互不接触呈漂浮状,填隙物主要为原杂基(或 由之转变成的正杂基),这种胶结类型一般代表高密度流速快堆积的特征。基底胶结实际上是杂基支 撑结构,形成于沉积同生期。 孔隙胶结:碎屑颗粒构成支架状,颗粒之间多呈点状接触。胶结物含量少,只充填在 碎屑颗 粒之间的孔隙中,是成岩期或后生期的化学沉淀产物。 接触胶结:亦称为颗粒支撑结构,颗粒呈点接触或线接触,胶结物含量很少,分布于颗粒接 触的地方。它可能是干旱气候带的砂层,因毛细管作用,溶液沿颗粒间细缝流动并沉 淀形成的;或者 是原来的孔隙式胶结经地下水淋滤改造而成的。 镶嵌胶结:颗粒之间由点接触发展为线接触、凹凸接触,甚至形成缝合状接触。7. 支撑结构:杂基支撑结构、颗粒支撑结构在杂基支撑结构中,杂基含量高,颗粒在杂基中呈漂浮状。在颗粒支撑结构中,颗粒之间接触性 质有点接触、线接触、凹凸接触和缝合接触。从成因上看,从点接触到缝合接触反 映了沉积物在埋藏 过程中经受压固、压溶等成岩作用的强度和进程,缝合接触就是成岩程度 很深的特征。8. 沉积岩的构造:沉积岩的各个组成部分之间的空间分布和排列方式,它是沉积物在沉积期 或沉积 后通过物理作用、化学作用和生物作用形成的。原生构造:层理、波痕同生变形构造:负荷构造、包卷层理成岩后:缝合线、叠锥 层理:岩石性质沿垂向变化的一种构造,它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变或 渐变表现出来 水平层理和平行层理:水平层理:纹层呈直线状互相平行,并且平行于层面,这种层理是在比较稳定 的水动力条件 下,物质以悬浮物或溶液中沉淀形成,水平层理分布广泛,多在细粒的粉砂和泥质物中出现。平行层理:由平行而又几乎水平的纹层状砂和粉砂组成,纹层厚由1 2mm至12mm它是在较强水动力条件下流动水作用的产物,而非静水沉积。平行层理一般出现在急流及 高能量环境中,常与大型交错层理或冲洗层理共生,具良好的含油气性。 波状层理:纹层呈对称或不对称的波状,但其总的方向平行于层面。这种层理主 要是由沉积 介质的波浪震荡运动造成的,其次是单向水流的前进运动造成的,前者主要形成对称形态的波状层 理,后者形成不对称波状层理,同时叠覆层的相位错开。 交错层理:由一系列斜交于层系界面的纹层组成,斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式 组合。这种层理是由沉积介质(水流及风)的流动造成的。当介质具有一定 流速时,底床上可以产生 一系列的砂波,这种砂波顺流移动的结果,在陡坡加积作用一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系。基本类型包括板状交错层理、楔状交错层理、槽_状交错层理、其它流水型交错层理(爬升波纹交错层理、羽状交错层理)、浪成波纹交错层理、冲洗交错层理或砂纹交错层理、丘状交错层理或风暴交错层理、风成交错层理 压扁层理和透镜状层理:这是砂、泥沉积中的一种复合型层理,有时称潮汐层理。它是由 压扁层理、波状层理、透镜状层理组合而成,在形态上很像小型波状层理。这种复合型层理的形成,说明沉积环境有砂、泥供应,而且水流活动期和水流停滞期交替出现。水流活动 时期,砂呈砂波状被搬运沉积,而泥保持悬浮状态,水流停滞时间,因水 动力条件的差异而分离出悬 浮物质,并沉积于波谷或全面覆盖波状起伏的砂层之上。下一沉积旋回开始时,波脊被蚀去,新的砂 质以砂波形式沉积掩埋,并保存了波谷夹有泥质压扁体的先前的砂层。水动力条件较弱时,前期沉积 的波纹受到部分或轻微侵蚀,新的砂质则沉积在薄的泥层之上,由此可见,当水流或波浪作用较强, 而停滞水作用相对将要时,砂质的沉积和保存比较有利,形成压扁层理。当水流和波浪作用较弱,停 滞水作用的影响占主导地位时,砂质供应不足,泥质沉积和保存有利,则形成透镜状层理。 递变层理(粒序层理):递变层理是具有粒度递变的一种特殊的层理。第一类递变层理是颗粒向上逐渐变细,但下部不含细粒物质,它可能是由于水流速度或强度逐渐 减低而沉积的结果。第二类是细粒物质全层均有分布,即以细粒物质作为 基础,粗粒物质向上逐渐减 少和变细,它可能是由于悬浮体含有各种大小不等的颗粒,在流速减低时因重力分异而整体堆积的结 果,前者属于牵引流成因,后者属于重力成因。 韵律层理:这种层理是在成分、结构、颜色方面不同的薄层作有规律的重复出现形成的。重 复性韵律的原因是物质搬运或产生方式有规律的交替变化造成的。潮汐环境中形成的韵律层理,实质上是一种砂、泥薄层相间的交替纹层,其砂层 是在涨潮和落 潮的水流活动时期沉积、泥层是在高潮和低潮的滞流阶段沉积的,两者交替变换构成韵律。季节变化所产生的韵律层理,实质上是由暗色层和淡色层交替组成的。冰川纹泥 是季节韵律 层理的一个重要类型。纹泥是冰融水在冰川湖中沉积的,每一套韵律层由颗粒 较粗(粗至细粉砂)的 淡色层和颗粒较细(细粉砂和粘土)的暗色层组成。淡色层以清晰 界面开始,向上递变为暗色层。夏 季冰迅速溶解,释放出大量碎屑物质,形成淡色层,冬 季没有新的物质来源,悬浮细粒物质沉积下 来,形成暗色层,每年重复,形成韵律。 均质层理(块状层理):这是一种呈现大致均质外貌,不具备任何纹层构造的层理。块状 层理既可以是悬浮物质非常快速地沉积而成,如常见的洪水沉积,也可以是密 度很高、毫无分选的沉 积物沉积而成,如某些沉积物重力流沉积。由于生物的强烈搅动作用,使沉积物原生层完全混合破坏 也可以形成均质层理。9. 层面构造:在岩层表面呈现的各种不平坦的沉积构造的痕迹。 波痕:由风、水流或波浪等介质的运动,在沉积物表面形成的一种波状起伏的层面构造波长L、波高H波痕指数L/H不对称度RSL(11/12:缓坡水平投影距离/陡坡水平投影距离)a浪成波痕:一般由产生波浪的动荡水流形成,常见于海湖浅水地带b流水波痕:由定向流动的水流形成,见于河流和存在有底流的海湖近岸地带c风成波痕:由定向风形成,常见于沙漠及海、湖滨岸的砂丘地带d其它波痕:除简单的波痕形态外,还常见到两组或两组以上的复合形态。 剥离线理构造:一种原生流水线构造,主要出现在具有平行层理砂岩中,沿层面剥开 出现大致平 行的线状沟或脊,镜下可见长形颗粒定向排列,常代表古流向,它是由砂粒在平 坦底床上作连续迁移时所 留下的痕迹。 泥裂:沉积物露出水面因曝晒干涸所发生的收缩裂缝 雨痕和冰雹痕:是指雨滴降落在松软沉积物表面时所形成的小型撞击凹穴。底层面构造-底模 槽模:分布在底面上的一种半圆锥形突起构造。是定向的浊流在尚未固结的软泥表面 侵蚀冲刷的 凹槽被砂质充填而成,形态特点略呈对称状、伸长状。 沟模:砂质岩层底面上一些稍微突起的直线形的平行脊状构造。是由下伏泥质岩层面 上的细沟被 砂质物充填而成。10. 变形构造(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。 负载构造(负荷构造、重荷模):指覆盖在泥质岩之上的砂层底面上的瘤状突起。与槽模区别:形状极不规则,缺少明显的上游与下游的末端。 球枕构造:指砂岩层断开并陷入泥岩中形成的许多紧密或稀疏排列的球状或枕状块体。 包卷层理(卷曲层理、揉皱层理):指在一个岩层中发生的纹层盘回或扭曲的现象。沉积物的液化作用,即液化层的层间流动引起原生层理的弯曲,是包卷层理形成的一个重要因 素。 滑塌构造:指斜坡上未固结的软沉积构造在重力作用下发生滑动和滑塌而形成的变形构造。各种 类型的不规则的扭曲层理也属于滑塌构造,一般伴随快速沉积而产生。 碟状构造:由模糊的形如蝶状的上凹纹层组成。在横向上断续分布,垂向上互相重叠。11. 化学成因构造:指在成岩过程中及其以后由化学作用所形成的构造。 晶体印痕:如果条件适宜,这些晶体后来由于溶融、溶解作用等而消失,从而在层面上留下特殊 的晶体印痕。 结核:结核是岩石中自生矿物的集合体。这种矿物集合体表现为在结构、成分、颜色等方面与围 岩有显著差别的不规则团块。它主要是由在未固结的沉积物中呈溶液状态的分散 物质重新分配和集中并逐 渐增长而成。12. 生物成因构造:除了由于生物的死亡、埋藏和保存而留下它们的遗体而形成化石之外,生物在沉积物 内部或表层活动时,常把原来的沉积构造加以破坏或变形,而留下它们活动的 痕迹,这些构造称为生物成 因构造。 生物遗迹构造:指由生物活动而产生于沉积物表面或内部并具有一定形态的各种痕 迹,包括生物 生存期间的运动、居住、觅食和摄食等行为遗留下的痕迹,因而又称为痕迹化 石或遗迹化石。 生物扰动构造:底栖生物的活动使沉积物层理遭到破坏,同时产生新的构造面貌,称为生物扰动 构造。 植物根茎痕迹:植物根呈炭化残余或枝叉状矿化痕迹出现在陆相地史中,它们在煤系中特别常 见,是陆相的可靠标志。13. 砾岩的成因分类: 滨岸砾岩:主要形成于海或湖的滨岸地带,砾石成分单一,以稳定组分为主,分选性 好,往往以一个粒级占绝对优势,在直方图上显示为一个突出的主峰;磨圆度极好,扁平对 称的砾石常见,粗砾很 少,砾石的最大扁平面向着深水方向倾斜,倾角不大,一般为78C,不超过13C。砾石长轴大致与海(湖)岸平行。滨岸砾岩中有时含滨海的生物化石碎片,但 很少含有完整 化石。在海侵过程中,这种砾岩常是底砾岩开始部分。砾岩体成层性好,横向分布稳定,呈席状延伸。 河成砾岩:常见于山区河流中,多位于河床沉积的底部。砾石成分复杂,由于搬运不 远,故不稳 定组分仍然存在,常可出现由各种岩石成分组分的砾石,杂基中具大量石英、长 石、暗色矿物等砂级碎屑 和泥质混入物,分选较差,砾石对称性差,砾石最大扁平面向源倾斜,呈叠瓦状排列,倾角较大,一般1530 C,长轴大部分与水流方向垂直,但近岸处多与岸边平行。河床砾岩化石少见,但有时可见大的硅化木,一般多呈透镜体出现,其底部可见 冲刷现象,有 侵蚀切割。下伏岩层的痕迹,呈不平坦的冲刷面。 洪积砾岩:砾石较粗大,含较多的中砾级甚至粗砾级砾石,分选很差,直方图上常显不出特征峰 值,磨圆度也低,杂基成分常与砾石成分相似,并多具泥质,胶结物多为钙质、铁质,岩体多呈透镜状或 楔状体,在靠近山麓的岩体一侧,切割-充填构造很常见,沿剖面向上,砾石成分常伴有规律的变化。 冰川角砂岩:成分复杂,常可见新鲜的不稳定组分,分选极不好,大的砾石和泥砂混杂,直方图上呈现多峰,有时砂泥含量甚多,砾石含量不超过50%,与滨海(湖)砾岩相比具 较多的细粒填隙物,砾石多呈棱角状,有些碎屑常见几个磨平面,从而使角砾岩形状极为特 征。冰川角砾岩的 层理不清,常呈块状;砾石排列极为紊乱,最大扁平面的倾角很大,甚至 直立。 滑塌角砾岩:棱角状角砾和磨圆砾可同时存在,这是由于陡崖崩落下来已固结的岩屑多呈角砾 状,而当发生水下滑动时携带来的半固结底部沉积物很容易成为磨圆砾石。此种角砾岩分选性很差,砾石 大小极不一致,由很小的到直径可达几米的都有,厚度变化大,常呈 透镜状岩体产出。 岩溶角砾岩:角砾通常为板状碎片及各种大小的石灰岩块,杂基仍是碳酸盐质的或是 风化的红土 物质。角砾呈高度棱角状,毫无分选,成分单一,岩溶角砾岩一般因有大量碳酸盐岩细砾杂基导致碎屑与 杂基之间的区分不清楚,这种角砾岩厚度变化很大,由几厘米到十 米或更厚,角砾岩层顶、底界特别是底 界很明显。14. 砂岩的分类: 克里宁分类:(P100,图7-1)三端元:a石英+硅质岩屑,代表岩石成熟度,即该组分含量越大,岩石成熟度越高,则其 搬运史越长b长石+高岭石,代表母岩性质c云母+绿泥石,表示构造变动的程度,当构造变动大时,母岩风化剥蚀得快,碎屑 物质快速掩埋,因此其中的不稳定组分(如云母、绿泥石等)尚能较多地保存 福克分类:(P100,图7-2)三端元:a石英+硅质岩(Q)表示沉积来源b长石+火山岩屑(F),表示火成来源c云母+变质岩屑(M),表示变质来源 建议砂岩分类:P102,图7-4原则是要考虑三个主要问题:来源区的母岩性质;搬运和磨蚀历史,即岩石成熟度; 沉积时的介质物理条件,即流动因素。依据:选择砂岩中的石英、长石、岩屑和粘土基质四种组分。首先按基质含量将砂岩分为砂岩和杂砂岩两大类:前者为基质含量小于15%的、分选好的纯净砂 岩;后者为基质含量大于15%的、分选差的混杂砂岩。在砂岩和杂砂岩中,按照三角形图解中三个端元组分-石英(Q)、长石(F)及岩屑(R)的相对含量划分类型。如长石大于 25%、长石大于岩屑的为长石砂岩(杂砂岩)类,岩屑大于 25%、岩屑大于长石的为岩屑砂岩 (杂砂岩)类,长石和岩屑含量都小于25%的为石英砂岩(杂 砂岩)类。15. 石英砂岩类特征及成因分析:石英砂岩类最突出特征是石英碎屑占90%以上,石英大都为单晶石英,几乎均含包裹体,大部分石英碎屑常磨得很圆,表面光泽暗淡呈雾状,大小均一,分选良好,缺少泥质。由于 应力作用造成 的波状消光,也是单晶石英的一种特征,砂岩在成分结构上的成熟度很高,表明它是接近理论上砂岩演化 的终极产物,重矿物含量极少。长石主要是微斜长石、正长石和钠长石。岩屑可能只包括少量磨蚀好的燧石和石英岩等。胶结物大多为硅质,次为钙质、铁质及海绿石。氧化硅是最常见的胶结物,常由石英、蛋白石和玉髓 组成,碳酸盐胶结物以方解石较常见。石英砂岩的颜色大部分灰白色,有些略带浅红、浅黄、浅绿等,少数为较深色调,其颜色主要取决于 胶结物的颜色。波痕和交错层理是石英砂岩的特征构造,产状一般为厚度不大的稳定层状。随着长石和岩 屑含量的增加,石英含量相对减少,石英砂岩过渡为长石质石英砂岩或岩屑质石英砂岩。成因:纯净的石英砂岩具有高成分成熟度和结构成熟度,主要来自花岗岩彻底风化产物,多形成于有 障壁和无障壁的滨-浅海砂质海岸沉积环境。在河流或湖泊环境也可形成长石石 英砂岩、岩屑石英砂岩 等。16. 长石砂岩类特征及成因分析:长石砂岩类包括长石砂岩和岩屑质长石砂岩,长石砂岩主要由石英和长石组成,石英含 量小于75%,长石含量大于25%,岩屑含量小于25%。石英颗粒一般不规则,且磨圆度差。长 石含量较 高是本类砂岩的特点,为25-100%。长石中钾长石类或酸性斜长石类均可为主要的长 石,基性长石少 见。长石砂岩中一般含有大量的云母碎屑,白云母和黑云母两者都常见,含 量可高达10%以上,重矿物一般比石英砂岩的含量高,成分复杂,砂岩中含少量粘土基质,总是很细而污浊,常被氧化铁和有机物污染。岩屑在长石砂岩中通常作为附属成分。胶结物常为钙质,有时为 铁质,硅质较少。较古老的长石砂岩可显出石英和长石的次生加大现象。长 石砂岩的化学成分与其在花岗岩质母岩极其相似,富含AbQ和KO。长石砂岩随其中岩屑含z 量的增加,逐渐向岩屑砂岩过渡。成因:长石砂岩的形成很大程度上取决于母岩成分,首先要有富含长石的母岩,如花岗岩、花岗片麻 岩等,这是长石砂岩形成的物质条件。另外,还需要有利于母岩崩解的条件,主要是构造条件和气候条 件。在构造运动较强烈地区,形成高差较大的地形起伏,花岗质基底隆起,相邻地带发生沉陷,从而使母 岩遭受剧烈侵蚀,快速堆积。由于风化时间短暂,主 要是物理风化使其机械破碎,抵抗风化能力较弱的长 石得以保存下来,在邻近母岩的沉降带 形成局部很厚的长石砂岩体。17. 岩屑砂岩灰特征及成因分析:岩屑砂岩类包括岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩。岩屑含量大于25%,长石含量小于25%,石英含量在75%以下。石英一般也是岩屑砂岩的主要成分,其磨圆度通常比长石砂岩及杂砂岩中的石英要 圆些。长石含量一般较少,当含有较多长石时,常可见各种斜长石、正长石、条纹 长石和微斜长石等。碎 屑云母常是值得注意的组分,可有黑云母和白云母,云母片一般平行 层理面富集,常由于压实作用则变 形,在相邻石英颗粒之间成弯曲状甚至破裂。常见的重矿 物有锆石、电气石、角闪石、绿帘石、柘榴石 等。常有碳酸盐和氧化硅胶结物。岩屑砂岩中 AbQ和K2O的含量比较高,这反映了岩屑的泥质性质;NatO和MgO含量一般较低,有的MgO含量较高是由于有白云母碎屑的缘故。岩屑砂岩一般为浅灰色,灰绿色及灰黑色也常见;分选性及磨圆度均 不好。随长石含量的增加,岩屑砂岩逐渐向长石砂岩过渡。成因:岩屑砂岩分布也较广,估计占全部砂岩的砂岩1/5-1/4.岩屑砂岩的形成条件与长石 基本类似,需要有利于不稳定物质产生和沉积的条件。只有 在这种条件下,强烈的物理 风化和近源快速堆积,才可使大量母岩的崩解产物得以保存。随着远离母岩 区,不稳定组分分解破坏,稳定组分相对增加,而常过渡为岩屑石英砂岩。18. 杂砂岩类特征及成因分析:杂砂岩一般富含石英,有不同比例的长石和岩屑,通常含少量云母碎屑。石英一般有棱角,常有显著 的波状消光,通常构成碎屑部分半数左右。长石主要是斜长石,钾长石少见。岩屑主要是泥页岩、粉砂 岩、板岩、千枚岩和云母片岩。碎屑云母,如白云母和黑云母以及绿泥石化的黑云母常见。在许多杂砂岩 中,还有方解石、铁白云石等碳酸盐矿物。杂砂岩富含基质,总化学成分在世界各地都很相似,一般富含 SiO2、FeO FaQ、MgO 和 NstO,杂砂岩 呈暗灰色或黑色,一般是坚硬的、固结良好的砂岩,常具递变层理和底面印模构造,一般与泥岩或板岩呈 韵律互层,磨圆度和分选性均不好,颗粒一般呈尖锐棱角状。成因:杂砂岩的形成条件与长石砂岩类似,即需要侵蚀、搬运及沉积的快速进行,这可 使物质不发生 完全的化学风化。和长石砂岩一样,杂砂岩可在不同气候条件下形成,既可以形成于湿热条件,也可以形 成于干旱的或寒冷的气候条件。19. 压实作用(物理成岩作用):沉积物沉积后在其上覆水层或沉积层的重荷下,或在构造形变应力的作 用下,发生水分排出、孔隙度降低,体积缩小的作用。20. 压溶作用:沉积物随埋藏深度的增加,碎屑颗粒接触点上所承受的来自上覆层的压力或来自构造作用的侧向应力超过正常孔隙流体压力时(达2 2.5倍),颗粒接触处的溶解度增高,将发生晶格变形和溶解作用。21. 胶结作用:从孔隙溶液中沉淀出矿物质(胶结物),将松散的沉积物固结起来的作用。P12822. 交代作用:指一种矿物代替另一种矿物的现象,实质是体系的化学平衡及平衡转移问题。标志:矿物假象幻影构造交叉切割现象残留的矿物包体23. 溶解作用:岩石中矿物遇水后不同程度的被溶解。如风化矿物遇水,其中钾(k+)或钠(Na+)成为可溶性的碳酸盐或氯化物水溶液。次生孔隙:沉积岩形成后,因淋滤、溶蚀、交代、溶解及重结晶等作用在岩石中形 成的孔隙和缝 洞。三、碳酸盐岩1. 碳酸盐岩的矿物成分:碳酸盐岩主要由方解石和白云石两种碳酸盐矿物组成。以方解石为主的是石灰岩,以白云石为主的是 白云岩。在方解石矿物体系中,除方解石外,还有高镁方解石、低镁方解石、文石(霰石)等矿物。其中,高 镁方解石最不稳定,文石次之,低镁方解石较稳定。在白云石矿物体系中,除白云石外,还有原白云石。2. 碳酸盐的构造组分:颗粒、泥、胶结物、生物格架、晶粒 颗粒:按其是否在沉积盆地中形成,可分为内颗粒(盆内颗粒)和外颗粒(盆外颗粒)两 类。内颗粒是主要的,外颗粒是次要的。内颗粒:a内碎屑:内碎屑主要是在沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的各种 碳酸盐沉积物, 受波浪、潮汐水流、风暴流、重力流等的作用,破碎、搬运、磨 蚀、再沉积而成的。b鲕粒:具有核心和同心层结构的球状颗粒(正常鲕、表皮鲕、复鲕、椭 形鲕、放射 鲕、单晶鲕及多晶鲕、负鲕)c藻粒:与藻类有成因联系的颗粒(藻鲕、藻灰结核、藻团块)d球粒与冀球粒:e葡萄石、团块、豆粒 f生物颗粒 泥:与颗粒相对应的另一种结构组分,是指泥级的碳酸盐质点,它与粘土岩或粘土质 砂岩中的粘 土是相当的。泥与颗粒的界限,0.005mm。灰泥-方解石成分的泥云泥-白云石成分的泥灰泥成因:a化学沉淀作用生成的灰泥b机械破碎、磨蚀作用生成的灰泥c生物作用生成的灰泥云泥成因很复杂 胶结物:指沉淀于颗粒之间的结晶方解石或其它矿物。详见P158 晶粒:P159 生物格架:主要是指原地生长的群体生物(如珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等),以其坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架3. 石灰岩的分类: 福克的石灰岩分类方案:三端元:a异化颗粒,相当于通常所说的颗粒。异化颗粒即内颗粒,指在沉积盆地 或沉积环境内形 成的碳酸盐颗粒。这种颗粒可以是化学沉积作用形成的,也可以是机械破碎作用形成的,也 可以是生物作用形成的,或是这些作用的综合产物。b微晶方解石泥或简称微晶,相当通常所说的灰泥或泥晶c亮晶方解石胶结物或简称为亮晶石灰岩三种类型:亮晶异化石灰岩、微晶异化石灰岩、微晶石灰岩该方案优点:把碎屑岩的结构观点系统土引入碳酸盐岩分类方案中。他首先提出异化颗 粒和异常化学 岩的观点,异常化学岩与碎屑相似,也由颗粒(异化颗粒)、充填物(微晶方解石泥)、胶结物(亮晶方 解石胶结物)组成,其除了是化学沉淀成因的以外,还受水动力条件 控制,他还创建了一整套全新的石灰 岩结构分类和术语系统,如内碎屑亮晶石灰岩。缺点:1.福克分类基本上是三端元分类,但在这三个端元中,只有异化颗粒和微晶方解 石泥是独立的 结构组分,而亮晶方解石胶结物则不是一个独立的结构组分,因此,他的分类实质上是两端元的分类2. 未考虑重结晶作用的影响3. “清规戒律”太多,制造了许多不必要的人为麻烦,不利于应用4. 用“正常化学岩”和“异常化学岩”这些非描述性的成因术语对岩石类型概括并不恰当,甚 至还有错误。但总的来看,福克分类还是一个很好的分类,因为他的核心观点是新的,是正确的,这一分类的历史 和现实意义都很大。亮晶异化石灰岩:主要由异化颗粒组成,其粒间孔隙主要为亮晶方解石充填,或者异常为孔隙,仅含很少量的微晶方解石泥,这种石灰岩是在水动力条化学件很强的沉积环境中形成的。岩I微晶异化石灰岩:主要由异化颗粒和微晶方解石泥组成,不含或很少含亮晶方解石胶结物。形成这种石灰岩的水动力条件比亮晶异化石灰岩弱很多。正常化学岩丁微晶石灰岩:几乎全由微晶方解石泥组成,这是水动力条件很弱的沉积由生物格架所组成的礁石灰岩。 邓哈姆石灰岩分类方案:邓哈姆的分类,对于颗粒-灰泥石灰岩来说,是两端元组分的分类。这两个端元是颗粒和泥。邓哈姆还根据颗粒和泥的相对含量,把常见的颗粒-灰泥石灰岩分为四类,即颗粒岩、泥质颗粒岩、颗粒质泥岩、泥岩。颗粒岩几乎全由颗粒组成, 不含泥或含泥很少;泥质颗粒岩主要由颗粒组成,颗粒与颗粒是相互接触的,其粒间孔隙中充填着泥。这两种岩石是颗粒支架的,即颗粒是岩石的主体,构成岩石的基 本格架。颗粒质泥岩主要由泥组成,还含有少量颗粒,这些颗粒分散于泥中,互不相接。泥岩几乎全是 泥。这两种岩石都是泥支架的。颗粒岩是高能环境的产物,泥是低能环境的产物,颗粒质泥岩和泥质颗粒岩介于前两者之间。此外,邓哈姆还分出两类特殊的石灰岩类型,即粘结岩和结晶碳酸盐岩。 冯增昭的分类方案:冯增昭首先把石灰岩分为三个大的结构类型,即I.颗粒-灰泥石灰岩II. 晶粒石灰岩III. 生物格架-礁石灰岩。在第I大类中,他根据颗粒含量,把颗粒-灰泥石灰岩划分为颗粒石灰岩、颗粒质石灰岩、含颗粒石灰岩以及无颗粒石灰岩。他还根据颗粒-灰泥的相对含量,以90%( 10%, 75%( 25%, 50%(50%, 25%(75%, 10%(90%为界限,把颗粒-灰泥石灰岩再细分为颗粒石灰岩、含灰 泥颗粒石灰 岩、灰泥质颗粒石灰岩、颗粒质灰泥石灰岩、含颗粒灰泥石灰岩、灰泥石灰岩。在颗粒-灰泥石灰岩类型 中,还可根据颗粒类型,再进行细分。4. 白云岩的生成机理: 原生沉淀作用:真正以化学沉淀的方式从水体中直接沉淀出来的白云石,争议较多。 毛细管浓缩作用-准同生白云化作用:在热带地区的潮上带,刚沉积不久的表层碳酸盐沉积物,主要是文石。这些沉积物还疏松的,其粒间 充满着水,这些粒间水,开始阶段是正常的海水。由于该地区气候干热,蒸发 作用强烈,这些粒间水就不 断土向空气中散发。同时,海水又通过毛细管作用,源源不断地 补充到这些疏松的沉积物的颗粒之间,久 而久之,这些粒间水的含盐度变大了,正常的海水 就变成了盐水。从中首先沉淀出来的是石膏,也可能还 有一些其他盐类矿物。石膏的沉淀使 粒间水或表层积水的Mg/Ca比率大大提高。正常海水的Mg/Ca比 率约3:1 4:1,而干热地区 潮上带表层沉积物的粒间水或表层积水的Mg/Ca比率可达20:1甚至更高。这种高镁的粒间盐水或表层水经常与文石颗粒相接触,使文石被交代,被白云化,转化为白云石。这就是白云化作用,或称 准同生交代作用。 回流渗透白云化作用:在潮上地带形成的高镁粒间盐水,当其对表层沉积物的白云化基本完了时,产生这种高 镁盐水的地质 条件还仍继续存在,多余的高镁盐水在地表就无“用武之地” 了,它必然会向下回流。由于这种高镁盐水 的相对密度较大,当地表无出路时,其向下回流渗透是必然的。这种向下渗透的高镁盐水,在其穿过下伏 的碳酸钙沉积物或石灰岩时,必然会使它们白云化,从而形成白云岩或部分白云化的石灰岩。这就是回流 渗透白云化作用。 混合白云化作用在5%勺海水和95%的地下水混合时,白云石已经饱和,但方解石不饱和;在30%的海水和70% 勺地下水混合时,白云石当然早就过饱和了,但方解石仍然不饱和。因此,在海水为5%-30%勺混合液范围内,将发生方解石被白云石交代的作用,这就是混合白云化作用。 埋藏白云化作用温度升高有利于白云石的形成。在地下较深处,温度较高,白云石可以形成,并作为砂 岩的胶结物出 现。四、沉积相1. 沉积相:沉积环境 及在该环境中形成的沉积岩(物)特征的综合。厂自然地理环境-包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势高低 气候条件 -包括冷、热、干旱、潮湿沉积环境: 构造条件-包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与拗陷沉积介质的物理条件-包括介质的性质(如水、风、冰川、清水、浑水、浊流)、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度j介质的地球化学条件-包括介质的氧化还原电位(Eh)、酸碱度(pH)以及介质含盐 度。沉积岩特征包括:岩性特征(如颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合)古生物特征(如生物的种属、数量和生态)沉积岩的这些特征是相应各种环境条件的物质记录,通常也称为相标志。岩相:一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合,它是沉积相的主要组成部分。2. 相序定律:相序:从一种相过渡到另一种相的一系列相的关系或相的有序组合。相序定律(沃尔索相律):只有那些没有间断的、现在能看到的相互邻接的相和相区,才 能重叠在 一起。或者说,只有在横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相,才能在垂向上依次叠复出现而没有间 断。3. 相模式:以相序递变规律为基础,以现代沉积环境和沉积物特征的研究为依据,从大量的研究实例 中,对沉积相的发育和演化加以高度的概括,归纳出带有普遍意义的沉积相的空间组合形式。标准相模式就起到的作用: 从比较的目的来说,它必须起到一个标准的作用 对于进一步观察来说,它必须起到提纲和指南的作用 对于新的研究地区来说,它必须起到预测的作用 对于所代表的环境或系统的水力学解释来说,它必须起到一个基础的作用5. 冲积扇: 冲积扇:在气候干热、地壳升降运动较强烈的地区,风化、剥蚀作用剧烈,其形成的产物被山区 的暂时性水流(雨水或洪水)或山区河流带走。当水流流出山口,地形坡度急剧 变缓,水流向四方散开, 流速骤减,碎屑物质大量沉积,形成锥状或扇状堆积体,称为洪积 锥或洪积扇,也称冲积扇。 根据地貌特征和沉积特征,分扇根、扇中、扇缘三个亚相 一般特征:冲积扇在空间上是一个沿山口向外伸展的巨大锥形沉积体,锥体顶端指向山口,锥底向着平原,其延伸长度可达数百米至百余公里。在纵向剖面上,冲积扇呈下凹透 镜状或呈楔形,横剖面上 为上凸形,其表面坡度在近山口的扇根处可达510C,远离山口变缓,为26C,其沉积物的厚度变化范围可从几米到8000m左右,冲积扇可单个出现,但大多数情况下由多个冲积扇沿着山系的前缘在横向上彼此联结,形成冲积扇复合体,其延伸可达数百千米。 沉积物分河道沉积、漫流沉积、筛状沉积和泥石流沉积。 识别标志:a岩性:变化较大,颜色偏红。大多数冲积扇以砾石沉积为主,砾石间充填砂、粉砂和 粘土级的碎 屑。近端扇(扇根)以砾、砂岩为主,至远端扇砂、粉砂和粘土含量增多,常见 碳酸盐、硫酸盐等矿物, 如方解石、石膏。b结构:以含大量砾石为特征。砾石磨圆一般较差,较大粒径的砾石与较小粒径的砂、泥相互混杂接 触。c粒度特征:冲积扇砂质沉积物的概率曲线一般分三级:滚动组分含量为130%跳跃组分含量5060%悬浮组分含量为1030%从扇根向扇缘方向,滚动组分和跳跃组分含量 降低,悬浮组 分含量增高。d生物化石:几乎不含动植物化石,也很少含有机质。e沉积构造:泥石流沉积显示块状层或不显层理,细粒泥质沉积物可见有薄的水平层理,粗粒碎屑沉 积有时亦可见不太明显和不太规则的交错层理。f垂向层序与沉积相组合:当冲积扇向源区退积,形成下粗上细的退积正旋回层序,否则相反。在横 向上,向源区方向冲积扇与残积、坡积相邻接,向沉积区常与冲积平原组合或 风成-干盐湖相相接,与河流 或湖泊、沼泽沉积呈超覆或舌状交错接触,甚至形成水下扇或扇 三角洲。 按所处气候带不同,分湿润型冲积扇和干旱型冲积扇湿润型冲积扇:单个扇体大,表面积是干旱型沉积扇的数百倍,最大面积可达16000km2,扇体中河流作用明显,发育河流作用产生的结构和构造。湿润型冲积扇分布区年降雨量为 15002500mm沉积速度可高达57.5m/年。干旱型冲积扇:呈面积较小的锥形体,扇体面积小于100km2,扇根处沉积厚度大,向扇缘处沉积厚度减薄。干旱型冲积扇地处降雨量小的干热气候带,季节性暴风或高山积雪融化形成间歇性河 流,这些河流携带大量沉积物,主要以泥石流形式在山口处大量堆积。6. 河流相: 按地形及坡降,分为山区河流和平原河流山区河流:地形高差和坡降大,向源侵蚀作用强烈,河岸陡而河谷深,河道直而支流少,水流急而沉 积物粗平原河流:地形高差和坡降小,向源侵蚀作用停止,侧向侵蚀强烈,河道弯曲而支流多,故平原河流 多为弯曲河流。 按发育阶段,分幼年期、壮年期、老年期幼年期河流:属河流发育的初期阶段,山区河流多属此类型壮年期或老年期河流:多属平原河流 河道分岔参数:每个平均蛇曲波长中河道砂坝的数目河道弯曲度:河道长度与河谷长度之比,临界值小于或等于1.5为低弯度河,大于1.5为高弯度河单河道(河道分岔参数v 1)多河道(河道分岔参数1)低弯度(弯度指数v 1.5 )平直河辫状河高弯度(弯度指数1.5 )曲流河(蛇曲河)网状河根据环境和沉积物特征将曲流河相划分为河床、堤岸、河漫、牛轭湖四个亚相曲流河沉积的垂向模式(沃克):P247图18-8第一沉积单元为块状含砾砂岩或砾岩,属河床底部滞留沉积,与下伏岩层呈冲刷侵蚀接触,底部具有明显的冲刷面,粗砂岩中含泥砾,可见不清晰的大型槽状交错层理。第二沉积单元为大型槽状交错层理的中、细砂岩,层理规模向上逐渐变小,中夹有水平层理的粉细砂岩,沿层面可发育剥离线理,为点砂坝沉积。第三沉积单元为粉细砂岩组成,发育有小型槽状交错层理和上攀波纹交错层理,为点砂坝顶部沉积。第四沉积单元主要由断续波状交错层理的粉砂岩和水平纹理的粉砂质泥岩及块状泥岩组成,块状泥岩中常发育有泥裂、钙质结核或植物的立生根,属天然堤和泛滥盆地沉积。上述曲流河的理想垂向层序由下到上,粒度由粗变细,层理规模由大变小,层理类型由大型槽状交错 层理变为小型交错层理、上攀层理、水平层理,底部具有冲刷面,从而构成了 一个典型的间断性正韵律或 正旋回。辫状河在垂向上的特点:河流二元结构的底层沉积发育良好、厚度较大,而顶层沉积不发育或厚度较小。底层沉积粒度粗,砂砾岩发育。由河道迁移形成的各种层理类型发育,如块状或不明显的水平层理、巨型槽状交错 层理、单组大 型板状交错层理等。1)河床亚相:河床:河谷中往常流水的部分,即平水期水流所占的最低部分。其横剖面呈槽形,上游较宽,下 游较窄。以砂岩为主,次为砾岩,碎屑粒度是河流相中最粗的,层理发育,类型丰富多彩。2)堤岸亚相:堤岸沉积垂向上常发育在河床沉积的上部,相对河床亚相而言,属顶层沉 积。岩石类 型简单,粒度较细,以小型交错层理为主。3)河漫亚相:是平原河流的亚相类型,位于天然堤外侧,地势低洼平坦。沉积类型简单,主要为 粉砂岩和粘土岩,粒度是河流沉积中最细的,层理类型单调,主要为波状层理和水平层理。4)牛轭湖亚相:弯曲河道截弯取直作用使被截掉的弯曲河道废弃,形成牛轭湖。截弯取直作用有两类:其一是随着河流的弯度越来越大,形成很窄的“地峡”,这时可由一次特大洪水作用冲掉“地峡”,使河道取直,称为“颈顶取直”;其二是沿着冲沟冲刷出一个新河床,使河道取直,称为“冲沟取直”或“串沟取直”。P246图18-7 鉴别标志:a矿物成分复杂,成熟度低:碎屑岩为主,次为粘土岩,碳酸盐岩较少见。不稳定组分高,成熟度 低,泥质胶结居多,间或有钙、铁质胶结。b粒度资料反映了特征的牵引流性质:碎屑沉积物以砂、粉砂为主,分选差至中等。c沉积构造丰富,具有特征的“二元结构”序列:层理发育,类型繁多,但以板状和大型槽状交错层 理为特征。河流沉积剖面上,大型板状、槽状交错层理发育在下部,小型者发育在上部,波状层理发育在 剖面顶部。d生物化石稀少:河流相生物化石一般保存不好,通常较难见到动物化石及较完整的植物化石,所见 者常是破碎的植物枝、干、
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