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划重点 | 岩层结构构造——层理详解!

桔灯勘探2019-08-22 06:21:00




层理是岩石性质沿垂向变化的一种层状构造,它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变或渐变而显现出来。

 

  • 纹层:组成层理的最小的宏观单位,纹层之内没有任何肉眼可见的层。


  • 层系:是组成层理的基本单位,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。


  • 层系组:由两个或两个以上岩性(成分、结构)基本一致的相似层系或性质不同但成因上有联系的层系叠覆组成,其间没有明显的间断。


  • 层:是组成沉积地层的基本单位,由成分基本一致的岩石组成。一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组。

 

层理类型及有关术语



层理分类及主要类型:



非均质层理


  1、水平层理


特点:纹层呈直线状互相平行,并且平行于层面。纹层可连续,可不连续。其厚度一般为1~2毫米。“在原始沉积时,纹层是水平的”。


纹理的显现可因粒度变化、不透明矿物分布、云母片和碳质碎片的顺层排列而显示出来。


成因:在低能环境下,由悬浮物质沉积而成。故水平层理多在细粒的粉砂和泥质沉积中出现。


环境:在安静的水体中形成。如深水——海(湖)深水地带;浅水——泻湖、沼泽等。

 

  2、平行层理


主要由平行而又几乎水平的纹层状砂和粉砂组成,一般特点是由颗粒大小不同的纹层叠覆,或是含有不同重矿物的纹层叠覆,或两者兼备。


平行层理的外貌特征和水平层理相似,但沉积粗,发育在粒度较粗的细砂和中砂岩中,而且沿纹层面易于剥开,剥开面上可显示出剥离线理构造。


成因:在急流、底床平坦时形成(不是静水)。如河流、海滩等。


平行层理砂岩立体图

 

  3、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。


成因:是在沉积物供给丰富,沉积速率大于侵蚀速率时,在波浪和水流作用下,砂波迁移并显著向上生长形成。


主要是由沉积介质的波浪振荡运动造成,其次是单向水流的前进运动造成。前者主要形成对称的波状层理,后者形成不对称波状层理,同时叠覆层的相位错开。


环境:形成于水介质稍浅的环境,如海岸、湖滨、河漫滩,有时泻湖中也能见到。


  4、交错层理


特征:由一系列斜交于层系界面的纹层组成。各层系之间可以是彼此重叠、交错、切割的方式组合。


交错层理基本类型

(a)板状交错层理;(b)楔状交错层理;(c)槽状交错层理


  • 板状交错层理:层系之间的界面为平面而且彼此平行。

  • 楔状交错层理:层系之间的界面为平面,但不互相平行,层系厚度变化明显呈楔形。

  • 槽状交错层理:层系界面呈弧状,纹层各下倾方向收敛并与之斜交。在横切面上,层系界面及纹层是槽状。

 

成因:


交错层理是由于波痕迁移的结果。板状、楔状和槽状交错层理是在沉积物供应相对不足的情况下,直脊型波痕的迁移可形成板状交错层理,交错层的纹层就是波痕背流面的前积纹层。


在沉积物供应相对不足的情况下,在波痕背流面前积纹层形成的同时,迎流面不断遭受侵蚀,因此,在波痕的顶面形成一个平的侵蚀面。由于上述作用不断进行的结果,便可形成板状交错层理。


波状或舌状疲痕的迁移可形成槽状交错层理。


由于波痕由直脊~弯曲~舌状,水动力增强,所以,层理由板状~楔状~槽状,表示水动力增强。

 

  • 爬升波纹交错层理:


特征:后一层系爬叠在前一层系之上。


爬升层理及其过渡类型

a,b——同相位或近于同相位;

c——相差1/4相位


成因:水流波痕或波浪波痕迁移并同时向上生长形成。形成条件是:必须有丰富的沉积物,特别是呈悬浮状态的沉积物,不断地供给水流或波浪,以致波痕不仅仅是向前迁移,而且向上建造成一个相互迭伏的波痕系列。

 

环境:沉积物周期性的快速堆积的环境有利于爬升交错层理的发育,相反,沉积物供给得少而遭受再造作用强的环境则不利于它们的形成。这种层理类型多出现于河流边滩上部及堤岸沉积、洪泛平原、三角洲及浊流沉积环境中。

 

交错层理形成的示意图


羽状交错层理:它是在周期性的双向水流作用下,在相邻交错层理单位中形成前积纹层倾向相反的一套交错层,形似羽毛状故称为羽状交错层理。  一般认为羽状交错层理是潮汐沉积环境的识别标志。

 

羽状交错层理立体图


羽状交错层理(鲁中山区,寒武系,徐庄组


  5、压扁、波状及透镜状层理:


在粉砂岩、粉砂质泥岩或泥岩互层地层中出现,由压扁层理、波状层理、透镜层理组合而成。

 

脉状层理立体图


透镜状层理立体图


波状层理立体图


形成条件:沉积环境泥、砂都有供应,而且强弱水动力条件交替。


当水流或波浪作用较强,而停滞水作用相对次要时,砂质的沉积和保存比泥质有利,则形成压扁层理。


当水流或波浪作用影响较弱,而停滞水作用的影响占主导地位时,砂质供应不足,泥质的沉积和保存比砂质有利,则形成透镜状层理。


在压扁层理和透镜层理之间的过渡类型为砂、泥交互的波状层理。


环境:潮间带、潮下带。

 


均质层理


特征:不具任何纹层构造,又称块状层理。


成因:


  • 原生——快速堆积形成。例如洪水沉积,重力流沉积等。

  • 次生——生物强烈扰动使沉积物原生层理完全混合破坏,形成均质层理。这种现象常见于浅海和三角洲沉积中。

 


递变层理


特征:由底向上至顶部颗粒逐渐由粗变细。除了粒度变化外,没有任何内部纹层。


二种基本类型:


  • 第一类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,属于牵引流成因。


  • 第二类是细粒物质全层均有分布,即以细粒物质作为基质,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,属于浊流成因。大多数递变层理属于第二种类型。

 

递变层理的两种基本类型



韵律层理


特征:成分、粒度、颜色方面不同的薄层作有规律地重复出现。


成因:


水介质变化:例如潮间带水流的强、弱变化。涨潮和落潮的水流活动时期沉积砂层,憩流期沉积泥层,两者交替变化形成一种砂、泥薄层相间的交替纹层,构成韵律;


季节变化:冬季水源少时,封闭的湖泊可形成还原环境,外碎屑供应少,沉积悬浮细粒为主,颜色深。而夏天则沉积粗、色浅;这样就形成了季节性韵律。

(地壳运动形成的是沉积旋回)

 


野外地质调查中常见得层理


 

  1、交错层理

 





 

  2、韵律层理




 

  3、羽状交错层理




 

  4、透镜状层理



  5、砂岩压入泥岩变形层理

 

 

  6、爬升层理


 

  7、火焰构造


 

  8、大型交错层理

 

 

-End-


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