1、沉积岩岩石学沉积岩岩石学Sedimentary Petrology第四节第四节 成岩作用成岩作用一、概念一、概念成岩作用成岩作用沉积物堆积下来之后，被后继的沉积物所覆沉积物堆积下来之后，被后继的沉积物所覆盖，也就进入了与原介质隔绝的新环境，并由此开始逐盖，也就进入了与原介质隔绝的新环境，并由此开始逐渐转变成为沉积岩。渐转变成为沉积岩。在这一过程中，沉积物和沉积岩的物质成分和结构在这一过程中，沉积物和沉积岩的物质成分和结构构造均发生一系列的变化。通常把这些变化，统称为构造均发生一系列的变化。通常把这些变化，统称为成成岩作用岩作用。沉积物沉积下来后至变质作用和风化沉积物沉积下来后至变质作用和风化作
2、用前常发生一系列变化。作用前常发生一系列变化。沉积物沉积物沉积岩沉积岩变质岩变质岩沉积岩（潜水面）沉积岩（潜水面）同生、准同生作用同生、准同生作用成岩作用成岩作用后生作用后生作用表生作用表生作用风化作用风化作用1、沉积后作用阶段划分、沉积后作用阶段划分 同生、准同生作用阶段成岩作用阶段同生、准同生作用阶段成岩作用阶段后生作用阶段表生作用阶段后生作用阶段表生作用阶段 同生作用（同生作用（ingenesis)：系指沉积物沉积下来后，系指沉积物沉积下来后，与介质还与介质还保持着联系，保持着联系，沉积物表层与底层水之间所发生的一系列作用沉积物表层与底层水之间所发生的一系列作用和反应。和反应。准同生作用
3、准同生作用:主要指潮上带的疏松主要指潮上带的疏松碳酸钙碳酸钙沉积物被沉积物被高镁粒间高镁粒间水白云石化水白云石化的作用。的作用。成岩作用（成岩作用（diagenesis)：系指松散沉积物系指松散沉积物脱离脱离沉积环境而沉积环境而被固结成岩石期间所发生的作用（后面重点）。被固结成岩石期间所发生的作用（后面重点）。后生作用（后生作用（anadiagenesis)：继成岩作用阶段后，在沉积继成岩作用阶段后，在沉积岩岩转变成变质岩之前转变成变质岩之前所发生的一切作用和变化。所发生的一切作用和变化。表生作用表生作用(epigenesis)：指沉积岩指沉积岩抬升抬升到近地表，在潜水面到近地表，在潜水面以下
4、常温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水以下常温常压或低温低压条件下，由于渗透水和浅部地下水的影响所发生的变化。的影响所发生的变化。压实作用压实作用 压溶作用压溶作用 胶结作用胶结作用 固结作用固结作用 重结晶作用重结晶作用 交代作用交代作用 自生矿物的形成等自生矿物的形成等、沉积后阶段的主要作用、沉积后阶段的主要作用成岩作用成岩作用早期成岩作用早期成岩作用同生作用同生作用 Early Diagenesis固结之前的成岩作用，结固结之前的成岩作用，结果使得沉积物固结。果使得沉积物固结。浅埋成岩作用浅埋成岩作用Syndiagenesis沉积物刚刚沉积，在沉积沉积物刚刚沉积，在沉积物水界面
5、及其以下薄层物水界面及其以下薄层内发生的一切物理、化学内发生的一切物理、化学和生物作用。和生物作用。晚期成岩作用晚期成岩作用深埋成岩作用深埋成岩作用（变质过渡）（变质过渡）同生作用后直到沉积物固同生作用后直到沉积物固结所发生的一切物理、化结所发生的一切物理、化学及生物作用。学及生物作用。同生成岩作用同生成岩作用（风化过渡）（风化过渡）沉积物固结之后的成岩作沉积物固结之后的成岩作用，是已固结沉积物的成用，是已固结沉积物的成分、结构和构造等的进一分、结构和构造等的进一步变化。步变化。3、成岩阶段划分、成岩阶段划分二、成岩作用中沉积物的几种主要变化类型二、成岩作用中沉积物的几种主要变化类型1.1.压
6、固作用压固作用由于上覆沉积物的由于上覆沉积物的静水压力静水压力而使松散沉而使松散沉积物的体积缩小、含水量减少、密度增加的作用。积物的体积缩小、含水量减少、密度增加的作用。泥质沉积物：受压固作用影响大，新鲜者孔隙度泥质沉积物：受压固作用影响大，新鲜者孔隙度90%90%页岩仅为页岩仅为20%20%砂岩、碳酸盐砂岩、碳酸盐小小 压固作用压固作用沉积物沉积物 沉积岩沉积岩排出水分、孔隙度下降、密度增加、颗粒紧密、硬度增大排出水分、孔隙度下降、密度增加、颗粒紧密、硬度增大压固作用的结果压固作用的结果(1)(1)导致溶解导致溶解 如石英颗粒的锯齿状、石灰岩中的缝合线如石英颗粒的锯齿状、石灰岩中的缝合线(2
7、)(2)改变片状、针状、柱状矿物的颗粒排列方向，如页岩中页理改变片状、针状、柱状矿物的颗粒排列方向，如页岩中页理(1)胶结作用胶结作用松散的松散的沉积物颗粒沉积物颗粒由化学沉淀物质或其它由化学沉淀物质或其它物质物质粘结粘结而变成坚固而变成坚固岩石岩石的作用。的作用。(2)化学沉淀物质化学沉淀物质称为胶结物称为胶结物常见的胶结物：碳酸盐质（方解石、白云石），常见的胶结物：碳酸盐质（方解石、白云石），硅质（硅质（Q，玉髓，蛋白石），玉髓，蛋白石），铁质（赤铁矿、褐铁矿等），铁质（赤铁矿、褐铁矿等），硫酸盐质（石膏、硬石膏、重晶石）硫酸盐质（石膏、硬石膏、重晶石）(3)胶结物来源：粒间溶液、沉积物的
8、溶解产物胶结物来源：粒间溶液、沉积物的溶解产物 通过粒间沉淀和粒间反应实现通过粒间沉淀和粒间反应实现(4)结果：使沉积物固结成岩、减少孔隙度结果：使沉积物固结成岩、减少孔隙度2.2.胶结作用胶结作用（1 1）常见的胶结物：）常见的胶结物：硅质矿物（石英）、方解石、赤铁矿、粘土、硅质矿物（石英）、方解石、赤铁矿、粘土、海绿石、石膏等，其次是菱铁矿、绿泥石、重晶石、沸石等海绿石、石膏等，其次是菱铁矿、绿泥石、重晶石、沸石等（2 2）胶结类型）胶结类型（Cementation TypeCementation Type）：）：基底式胶结（基底式胶结（Basal cementation)Basal ce
9、mentation)孔隙式胶结（孔隙式胶结（Porous cementation)Porous cementation)接触式胶结（接触式胶结（Contact cementation)Contact cementation)悬挂式胶结（悬挂式胶结（Pendant cementation)Pendant cementation)镶嵌式胶结（镶嵌式胶结（Mosaic cementation)Mosaic cementation)（3 3）胶结物的结构）胶结物的结构：胶结物的结晶程度、晶体大小、形态、排列：胶结物的结晶程度、晶体大小、形态、排列等形貌特征称为胶结物的结构。等形貌特征称为胶结物的结构。
10、非晶质结构非晶质结构/隐晶质结构隐晶质结构/显晶质结构显晶质结构(1)定义定义矿物成分借矿物成分借溶解溶解、局部溶解局部溶解和和固体扩散固体扩散等作用等作用而而重新排列组合重新排列组合的现象。的现象。(2)作用强弱决定于：物质成分、质点大小、比重、成分均作用强弱决定于：物质成分、质点大小、比重、成分均一性一性表面能表面能物质成分物质成分易溶者，如易溶者，如CO3、盐类，易于发生。、盐类，易于发生。质点大小和比重质点大小和比重颗粒小、比重大、分子体积小、结晶能力强者先重颗粒小、比重大、分子体积小、结晶能力强者先重结晶，如黄铁矿（结晶，如黄铁矿（FeS2)、白钛矿、白云石等、白钛矿、白云石等均一性
11、均一性愈均一者，愈容易重结晶愈均一者，愈容易重结晶(3)结果：固结成岩，破坏沉积物原生结构构造结果：固结成岩，破坏沉积物原生结构构造形成新形成新构造，原有的层理可以消失构造，原有的层理可以消失3.重结晶作用重结晶作用(1)定义定义成岩作用过程中，对已经存在的矿物进行成岩作用过程中，对已经存在的矿物进行化学替换，伴随物质的带入和带出，产生新矿物的作用化学替换，伴随物质的带入和带出，产生新矿物的作用。(2)交代结构类型：交代结构类型：漂浮自形晶结构漂浮自形晶结构/交代残余结构交代残余结构 交代假象结构交代假象结构/交代阴影结构交代阴影结构(3)结果结果形成矿物假象，如假晶形成矿物假象，如假晶。注意
12、：溶蚀已存在的矿物被水局部溶解称为溶蚀，剩注意：溶蚀已存在的矿物被水局部溶解称为溶蚀，剩下来的部分称为溶蚀结构。下来的部分称为溶蚀结构。溶蚀总是从颗粒表面和颗粒、溶蚀总是从颗粒表面和颗粒、基质内的裂隙等部位开始，逐渐扩展开来的基质内的裂隙等部位开始，逐渐扩展开来的。4.交代作用交代作用5.成岩矿物成岩矿物新生矿物的形成新生矿物的形成(1)成岩作用过程中，不仅发生固结作用，形成坚硬的沉积成岩作用过程中，不仅发生固结作用，形成坚硬的沉积岩，而且矿物成分也有显著变化，形成许多与成岩环境的物岩，而且矿物成分也有显著变化，形成许多与成岩环境的物理化学条件相适应的成岩矿物。理化学条件相适应的成岩矿物。(2
13、)常见的成岩矿物：常见的成岩矿物：自生的石英、长石、黄铁矿、白铁矿、海绿石、菱铁矿、方解石、自生的石英、长石、黄铁矿、白铁矿、海绿石、菱铁矿、方解石、白云石、石膏、硬石膏、重晶石，各种粘土矿物，等。白云石、石膏、硬石膏、重晶石，各种粘土矿物，等。(3)分布：分布：均匀分布、或结核状、透镜状、条带状均匀分布、或结核状、透镜状、条带状。(4)生成方式：生成方式：同生水中溶解物质沉淀形成，同生水中溶解物质沉淀形成，介质条件改变，使原矿物转变而成介质条件改变，使原矿物转变而成如：如：Fe,Mn高价氧化物高价氧化物还原成低价氧化物还原成低价氧化物2Fe2O33H2O+C 4FeO+CO2+3H2O（褐铁
14、矿褐铁矿）FeO+CO2 FeCO3（菱铁矿菱铁矿）6、深埋成岩作用：、深埋成岩作用：指已固结的沉积岩在上覆沉积物厚度指已固结的沉积岩在上覆沉积物厚度进一步加大、温压进一步升高直到变质作用之前所有作用。进一步加大、温压进一步升高直到变质作用之前所有作用。一般认为该作用的结束标志是：一般认为该作用的结束标志是：P0.15GPa,T150-200C，并首，并首次出现特征变质矿物次出现特征变质矿物如浊沸石。如浊沸石。此时，生物作用已经停止，沉积此时，生物作用已经停止，沉积物中孔隙已很大程度上减少，连通性也变差，含孔隙水。物中孔隙已很大程度上减少，连通性也变差，含孔隙水。7、表生成岩作用：、表生成岩作
15、用：指坚固沉积岩因盆地回返而逐渐上升指坚固沉积岩因盆地回返而逐渐上升到潜水面附近时受渗流和潜流大气降水影响所发生的作用。到潜水面附近时受渗流和潜流大气降水影响所发生的作用。该作用接近地表的该作用接近地表的常温常压，常温常压，Eh值较高，盐度很低，值较高，盐度很低，pH值则值则在渗流水中较低（中偏弱酸性），在潜流水中较高（中偏弱碱在渗流水中较低（中偏弱酸性），在潜流水中较高（中偏弱碱性），作用强度取决于岩石成分和孔隙状况。性），作用强度取决于岩石成分和孔隙状况。第三篇第三篇 沉积岩岩石学沉积岩岩石学第一章第一章 总论总论第二章第二章 沉积岩特征沉积岩特征第三章第三章 陆源碎屑岩陆源碎屑岩(他生沉
16、积岩他生沉积岩)第四章第四章 内源沉积岩内源沉积岩(自生沉积岩自生沉积岩)第五章第五章 沉积相及其分析沉积相及其分析第六章第六章 沉积建造沉积建造第二章第二章 沉积岩特征沉积岩特征一、成份特征一、成份特征二、结构特征二、结构特征 三、构造特征三、构造特征 四、产状特征四、产状特征Fe2O3 FeOK2O Na2O 富含富含CO2、H2O富含生物有机质富含生物有机质一、成份特征一、成份特征1 1、化学成分化学成分一、成份特征一、成份特征2 2、矿物成分、矿物成分已经发现：沉积岩中矿物已经发现：沉积岩中矿物160多种，常见的仅多种，常见的仅为为20多种，沉积岩中一般含有多种，沉积岩中一般含有3-5
17、种种常见矿物：石英、长石、云母、黄铁矿、白钛常见矿物：石英、长石、云母、黄铁矿、白钛矿、海绿石、菱铁矿、方解石、白云石、石膏、矿、海绿石、菱铁矿、方解石、白云石、石膏、硬石膏、硬石膏、Fe/Mn/Al的氧化物和氢氧化物，粘的氧化物和氢氧化物，粘土矿物，等。土矿物，等。陆源碎屑矿物陆源碎屑矿物继承的，矿物组合可以分析母岩的类型继承的，矿物组合可以分析母岩的类型自生矿物自生矿物是沉积作用中形成的，可以分析其物理化学环境是沉积作用中形成的，可以分析其物理化学环境次生矿物次生矿物是沉积岩又遭受风化形成的，无成因意义是沉积岩又遭受风化形成的，无成因意义沉积岩中矿物按照成因分类沉积岩中矿物按照成因分类：极
18、其简单，常见的只有几种极其简单，常见的只有几种 沉积岩中特有的矿物，如盐类矿物，沉积岩中特有的矿物，如盐类矿物，粘土矿物等粘土矿物等 岩浆岩中常见岩浆岩中常见,但沉积岩中罕见的矿物，但沉积岩中罕见的矿物，如暗色矿物如暗色矿物 三大岩类均常见的矿物，如石英、长三大岩类均常见的矿物，如石英、长石、云母等石、云母等矿物成分特征矿物成分特征1.岩浆岩中岩浆岩中Ol,Py,Am,Bi,基性基性Pl，在沉积岩中甚少或缺失。，在沉积岩中甚少或缺失。2.岩浆岩中岩浆岩中Or、酸性、酸性Pl、Q，在沉积岩中也大量存在。，在沉积岩中也大量存在。钾长石、石英钾长石、石英沉积岩沉积岩岩浆岩，原因是石英是最稳定的碎屑岩
19、浆岩，原因是石英是最稳定的碎屑3.有许多新生矿物，岩浆岩中很少或无，如粘土矿物、盐类有许多新生矿物，岩浆岩中很少或无，如粘土矿物、盐类矿物矿物4.沉积岩特有的生物组分，如生物作用形成的有机碳、有机沉积岩特有的生物组分，如生物作用形成的有机碳、有机页岩页岩与岩浆岩比较的不同之处：与岩浆岩比较的不同之处：沉积岩的一般特征沉积岩的一般特征包括包括物质成分、结构、构造物质成分、结构、构造不同于岩浆岩不同于岩浆岩 形成条件和方式不同形成条件和方式不同在物质成分方面：在物质成分方面：母岩风化母岩风化沉积岩沉积岩风化、搬运、沉积、成岩风化、搬运、沉积、成岩2个决定因素个决定因素母岩性质沉积作用过程母岩性质沉
20、积作用过程使其与母岩化学与矿物成分既相同，又不同。使其与母岩化学与矿物成分既相同，又不同。沉积岩与岩浆岩的成分差异沉积岩与岩浆岩的成分差异总体说，沉积岩与岩浆岩的主要化学成分十分接近，但有总体说，沉积岩与岩浆岩的主要化学成分十分接近，但有如下差异：如下差异：1.沉积岩中沉积岩中Fe2O3FeO，而岩浆岩中，而岩浆岩中Fe2O3FeO。2.碱金属、碱土金属含量，沉积岩碱金属、碱土金属含量，沉积岩Na2O，岩浆岩中，岩浆岩中 K2O100cm)(100cm)、厚层、厚层(100-50)(100-50)、中厚层、中厚层(50-10)(50-10)、薄层薄层(10-1)(10-1)、微薄层、微薄层(1
21、)(1)。层理的主要类型层理的主要类型a.水平层理水平层理静水、微弱水流中缓慢沉积静水、微弱水流中缓慢沉积b.平行层理平行层理急流水体急流水体c.波状层理波状层理波浪运动波浪运动d.交错层理交错层理水流交替变化水流交替变化e.递变层理递变层理底部底部-顶部，粗顶部，粗-细粒细粒f.韵律层理韵律层理有规律重复有规律重复g.块状层理块状层理无内部构造，快速堆积无内部构造，快速堆积下面介绍其中一些层理下面介绍其中一些层理a.a.水平层理水平层理（Horizontal bedding）纹层（细层）呈平面状，相互平行叠置且与层面纹层（细层）呈平面状，相互平行叠置且与层面平行平行。纹层厚度多在。纹层厚度多
22、在1mm以下，少数可达以下，少数可达1-2mm，在岩层各个方位的垂直断面上都有较密，在岩层各个方位的垂直断面上都有较密集的平行直线状纹理显示。集的平行直线状纹理显示。常产在粉砂岩、泥质常产在粉砂岩、泥质岩或粒度相当的其它岩层内，可看成是水流缓慢岩或粒度相当的其它岩层内，可看成是水流缓慢或静水条件下的沉积产物或静水条件下的沉积产物。b.b.平行层理平行层理（Parallel beddingParallel bedding）与水平层理相似，也由平面状纹层平行层面叠置与水平层理相似，也由平面状纹层平行层面叠置而成，而成，不同的是纹层厚度较大，构成粒度较粗，不同的是纹层厚度较大，构成粒度较粗，纹理常不
23、如水平层理清晰。纹理常不如水平层理清晰。有些平行层理可沿纹有些平行层理可沿纹层面剥开，剥开面上可出现一些长短不一，相互层面剥开，剥开面上可出现一些长短不一，相互平行的微细沟脊状直线形条纹，称为平行的微细沟脊状直线形条纹，称为剥离线理剥离线理，它是由颗粒在沉积物表面滚挪动形成的。它是由颗粒在沉积物表面滚挪动形成的。平行层平行层理多产在粗砂岩、砂砾岩或粒度相当的其它岩石理多产在粗砂岩、砂砾岩或粒度相当的其它岩石内，是水体较浅，流速较高或反复冲刷环境的产内，是水体较浅，流速较高或反复冲刷环境的产物物。层理的主要类型层理的主要类型纹层与层面呈斜交关系纹层与层面呈斜交关系，相互平行叠，相互平行叠置成单个
24、的层系再组合成层系组，单置成单个的层系再组合成层系组，单个纹层的厚度可随纹层构成粒度的增个纹层的厚度可随纹层构成粒度的增大而变厚，从小于大而变厚，从小于1毫米到数厘米不毫米到数厘米不等。纹层和层系界面可以是平面状，等。纹层和层系界面可以是平面状，也可以是曲面状，相互常常斜交，偶也可以是曲面状，相互常常斜交，偶而也可以平行。相邻的层系界面可以而也可以平行。相邻的层系界面可以彼此独立，也可以依次切割，彼此独立，也可以依次切割，在粉砂在粉砂岩、砂岩、砾岩或粒度相当的其它岩岩、砂岩、砾岩或粒度相当的其它岩石内都有广泛分布石内都有广泛分布。无论在形态上还。无论在形态上还是在成因上，交错层理都是最复杂多是
25、在成因上，交错层理都是最复杂多变的一种层理类型，进一步细分常常变的一种层理类型，进一步细分常常十分困难，实践中，可按层系的形态十分困难，实践中，可按层系的形态分成以下分成以下4种。种。反映水流交替变化反映水流交替变化。C.C.交错层理交错层理（Cross-beddingCross-bedding）交错层理的主要类型交错层理的主要类型1.板状交错层板状交错层(Tabular cross-bedding)2.楔状交错层（楔状交错层（Wedge cross-bedding）3,4.槽状交错层（槽状交错层（Wavy cross-bedding）5.波状交错层（波状交错层（Trough cross-be
26、dding）板状交错层板状交错层(Tabular cross-bedding)(Tabular cross-bedding)：各层系界面各层系界面均为平面且与层面平行，单个层系呈等厚的板状，均为平面且与层面平行，单个层系呈等厚的板状，其中纹层较平直或微下凹，与层系界面斜交。其中纹层较平直或微下凹，与层系界面斜交。楔状交错层（楔状交错层（Wedge cross-beddingWedge cross-bedding）：）：各层系界各层系界面也为平面，但彼此不平行，单个层系不等厚而面也为平面，但彼此不平行，单个层系不等厚而呈楔状，其内纹层与板状交错层相仿。呈楔状，其内纹层与板状交错层相仿。交错层理的
27、交错层理的主要类型主要类型 波状交错层（波状交错层（Wavy cross-beddingWavy cross-bedding）：层系界面：层系界面为波状起伏的曲面，相邻界面可以相交也可以不相交，为波状起伏的曲面，相邻界面可以相交也可以不相交，总的延伸方向与层面平行。纹层也与层系界面斜交，总的延伸方向与层面平行。纹层也与层系界面斜交，但有时也可能不太清晰。但有时也可能不太清晰。槽状交错槽状交错层（层（Trough cross-beddingTrough cross-bedding）：层系界面：层系界面为下凹勺形曲面，在岩层不同方位的断面上，曲面下为下凹勺形曲面，在岩层不同方位的断面上，曲面下凹的
28、程度不同，一般在垂直流向的断面上比在平行流凹的程度不同，一般在垂直流向的断面上比在平行流向的断面上下凹更强。层系内的纹层多呈下凹的曲面，向的断面上下凹更强。层系内的纹层多呈下凹的曲面，通常与层系界面斜交，偶而平行。通常与层系界面斜交，偶而平行。交错层理的交错层理的主要类型主要类型 上述上述4种交错层还可按层系的厚度进一步种交错层还可按层系的厚度进一步划分，单一层系无论是否等厚，均以它划分，单一层系无论是否等厚，均以它的最大厚度为准，最大厚度小于的最大厚度为准，最大厚度小于3cm时时为小型，为小型，3-10cm时为中型，大于时为中型，大于10cm时时为大型，所以实际的交错层就有大型板为大型，所以
29、实际的交错层就有大型板状、中型槽状、小型波状等等的区别。状、中型槽状、小型波状等等的区别。交错层理交错层理主要类型主要类型这两种层理都是这两种层理都是泥质和砂质泥质和砂质（通常是粉砂或细砂）沉积物（通常是粉砂或细砂）沉积物交替沉积形成的一种复合层理。交替沉积形成的一种复合层理。脉状层理又称脉状层理又称压扁层理压扁层理，其主，其主要特征是沉积物以砂为主，断要特征是沉积物以砂为主，断面上，泥只以起伏脉状或细长面上，泥只以起伏脉状或细长飘带状等夹在砂质沉积物中。飘带状等夹在砂质沉积物中。透镜状层理相反，沉积物以泥透镜状层理相反，沉积物以泥为主，断面上，砂只以透镜状为主，断面上，砂只以透镜状或细长飘带
30、状等夹在泥质沉积或细长飘带状等夹在泥质沉积物中。物中。两种层理中的砂质沉积物还可两种层理中的砂质沉积物还可以发育象交错层理那样的纹层。以发育象交错层理那样的纹层。d.d.脉状层理脉状层理（FlaserFlaser bedding bedding）透镜状层理（透镜状层理（LenticularLenticular bedding bedding）砂呈透镜状砂呈透镜状黑色泥质黑色泥质砂呈透镜状砂呈透镜状脉状层理脉状层理砂砂泥质泥质粒序层理又称递变层理，是一种重要的非纹层状层理，层理中粒序层理又称递变层理，是一种重要的非纹层状层理，层理中没有任何纹层或纹理显示，只有构成颗粒的粗细在垂向上的连没有任何纹
31、层或纹理显示，只有构成颗粒的粗细在垂向上的连续递变。在原始岩层的断面上，按递变趋势，粒序层理可分为续递变。在原始岩层的断面上，按递变趋势，粒序层理可分为三种，自下而上，颗粒由粗到细的递变称三种，自下而上，颗粒由粗到细的递变称正粒序正粒序，由细到粗的，由细到粗的递变称递变称反粒序反粒序，若正反粒序呈渐变性衔接称，若正反粒序呈渐变性衔接称双向粒序双向粒序。e.e.粒序层理（粒序层理（Grading beddingGrading bedding）正粒序正粒序反粒序反粒序双向粒序双向粒序粗尾粒序粗尾粒序配分粒序配分粒序递变层理递变层理/粒序层理粒序层理不含细粒的泥质不含细粒的泥质水流强水流强-弱弱含细
32、粒的泥质含细粒的泥质浊流沉积浊流沉积当整个岩层或岩层内的某个层状部分的成分、结构或颜色都是当整个岩层或岩层内的某个层状部分的成分、结构或颜色都是均一的，或虽很杂乱，但却具有某种宏观的均一性，既没有纹均一的，或虽很杂乱，但却具有某种宏观的均一性，既没有纹层或纹理显示，也不是其它层理的构成部分，该岩层或层状部层或纹理显示，也不是其它层理的构成部分，该岩层或层状部分就具有块状层理，或称为均匀层理（分就具有块状层理，或称为均匀层理（Homogeneous Homogeneous beddingbedding）。块状层理可以是沉积形成的，也可以是其它层理经）。块状层理可以是沉积形成的，也可以是其它层理经
33、成岩作用改造形成。成岩作用改造形成。f.f.块状层块状层理（理（Massive beddingMassive bedding）(2)层面构造层面构造多样性，具有成因意义多样性，具有成因意义a.波痕波痕浪成浪成/流水流水/风成风成b.泥裂泥裂/干裂干裂平面上多角，切面平面上多角，切面V形形c.雨痕雹痕雨痕雹痕d.晶体印模晶体印模e.冲刷面冲刷面f.流痕流痕g.槽模槽模槽状，充填后为舌状突起，浊流沉积标志槽状，充填后为舌状突起，浊流沉积标志h.沟模沟模沟状痕迹沟状痕迹-印模印模1.1.机械成因的构造机械成因的构造这是一种发育在不同粒度岩层分界面上的凹凸状构造，是由较高流速的这是一种发育在不同粒度岩
34、层分界面上的凹凸状构造，是由较高流速的流体在下伏沉积物顶面冲刷出一些下凹的坑槽，尔后又被上复沉积物覆流体在下伏沉积物顶面冲刷出一些下凹的坑槽，尔后又被上复沉积物覆盖形成并保存下来的。冲刷成的坑槽称冲坑或冲槽，合称为冲刷痕盖形成并保存下来的。冲刷成的坑槽称冲坑或冲槽，合称为冲刷痕（Scour marks），它们被覆盖后，在覆盖层底面就会形成与冲刷痕的大），它们被覆盖后，在覆盖层底面就会形成与冲刷痕的大小和形态完全一致的凸起，它们被称为小和形态完全一致的凸起，它们被称为铸模、印模或简称铸模、印模或简称为模为模（Casts,Molds）。）。(2)层面构造层面构造a.冲刷构造（冲刷构造（Scour
35、structure）不对称波痕不对称波痕-由单向水流形成由单向水流形成干涉波痕-由垂直两向水流形成现代风成波痕沟槽模 分布在岩层底面上的分布在岩层底面上的一种突起构造。它是一种突起构造。它是定向水流在尚未固结定向水流在尚未固结的软泥表面侵蚀冲刷的软泥表面侵蚀冲刷的凹槽被砂质充填而的凹槽被砂质充填而成。成。沟槽模的出现说明当沟槽模的出现说明当时的水流环境中有强时的水流环境中有强烈的底流及其冲刷作烈的底流及其冲刷作用。沟槽长轴平行于用。沟槽长轴平行于水流方向，突起一端水流方向，突起一端指向上游，故其形状指向上游，故其形状是确定古流向的可靠是确定古流向的可靠标志。标志。a.负荷印模负荷印模b.球球-
36、枕构造枕构造c.包卷层理包卷层理褶皱变形褶皱变形d.滑坡构造滑坡构造e.碎屑岩脉碎屑岩脉(3)变形构造变形构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造变形形成的构造1.1.机械成因的构造机械成因的构造(3)变形构造变形构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造a.负荷印模负荷印模b.球球-枕构造枕构造c.包卷层理包卷层理褶皱变形褶皱变形d.滑坡构造滑坡构造e.碎屑岩脉碎屑岩脉a.负荷印模负荷印模(3)变形构造变形构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造沉积的同时或
37、者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造a.负荷印模负荷印模b.球球-枕构造枕构造c.包卷层理包卷层理褶皱变形褶皱变形d.滑坡构造滑坡构造e.碎屑岩脉碎屑岩脉b.球球-枕构造枕构造球球-枕构造枕构造这种构造是指砂岩层断开并陷入泥岩中形成的这种构造是指砂岩层断开并陷入泥岩中形成的许多紧密或枕状块体。它们一般不具内部构造。许多紧密或枕状块体。它们一般不具内部构造。多发育在砂层底部，向上过渡为未受搅动的正常多发育在砂层底部，向上过渡为未受搅动的正常砂岩。下伏泥层往往变形强烈，甚至被挤压成舌砂岩。下伏泥层往往变形强烈，甚至被挤压成舌状向上伸入砂层中。状向上伸入砂层中。球枕构造不限于任何特殊的环境，在浅
38、水环境球枕构造不限于任何特殊的环境，在浅水环境与深水环境中均有发现。与深水环境中均有发现。(3)变形构造变形构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造a.负荷印模负荷印模b.球球-枕构造枕构造c.包卷层理包卷层理褶皱变形褶皱变形d.滑坡构造滑坡构造e.碎屑岩脉碎屑岩脉c.包卷层理包卷层理包卷层理包卷层理是指在一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现是指在一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象。主要见于较薄层（象。主要见于较薄层（2-25cm)粗粉砂层或细粉砂层中，可粗粉砂层或细粉砂层中，可以是硅质的或碳酸盐质的。这种不规则的变形层理习惯
39、上称以是硅质的或碳酸盐质的。这种不规则的变形层理习惯上称作扭曲层理。作扭曲层理。包卷层理的成因有多种解释，但是，沉积物的液化作用即液包卷层理的成因有多种解释，但是，沉积物的液化作用即液化层化层地层间流动引起原生层理的弯曲地层间流动引起原生层理的弯曲，无疑是非常重要的因，无疑是非常重要的因素素含水的砂、粉砂注入到裂隙中AB岩脉e.e.碎屑岩脉碎屑岩脉(3)变形构造变形构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造沉积的同时或者稍后，尚处于塑性状态时，变形形成的构造a.负荷印模，负荷印模，b.球球-枕构造，枕构造，c.包卷层理包卷层理褶皱变形褶皱变形d.滑坡构造，滑坡构造，e.碎屑岩脉碎
40、屑岩脉这三种构造都是刚沉积的松软沉积物顶面暴露在大气中形成的，这三种构造都是刚沉积的松软沉积物顶面暴露在大气中形成的，被统称为暴露构造（被统称为暴露构造（Exposed structure），常出现在），常出现在泥质岩、泥质岩、泥质粉砂岩或相当粒度的石灰岩泥质粉砂岩或相当粒度的石灰岩中。中。泥裂泥裂（MudcrackMudcrack）,雨痕雨痕（Raindrop printRaindrop print）和雹和雹痕痕（Hail printHail print）(3)暴露成因构造暴露成因构造1.1.机械成因的构造机械成因的构造泥裂泥裂雨痕和冰雹痕雨痕和冰雹痕 雨痕是指雨滴降落在松软沉积物表面时所形
41、成的小型撞击雨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。凹穴。雨痕主要见于干燥和半干燥气候条件下的大陆沉积。雨痕主要见于干燥和半干燥气候条件下的大陆沉积。冰雹痕形似雨痕，区别在于冰雹痕较大、较深且不规则，冰雹痕形似雨痕，区别在于冰雹痕较大、较深且不规则，其边缘比雨痕更为参差不齐。其边缘比雨痕更为参差不齐。2.化学成因的构造溶解-凝聚（1）缝合线缝合线锯齿状微裂隙锯齿状微裂隙（2）结核结核 有核有核 无核无核结核结核（ConcretionConcretion，NoduleNodule）在成分、颜色和结构构造等方面与围岩有显著区别的非在成分、颜色和结构构造等方面与围岩有显著区别的非层状
42、单位的自生矿物集合体称为结核，也可看成是附生层状单位的自生矿物集合体称为结核，也可看成是附生或寄生在围岩中、具有自己独立性状的另一种零星的岩或寄生在围岩中、具有自己独立性状的另一种零星的岩石实体，常见于陆源碎屑岩、碳酸盐岩或古土壤层内部石实体，常见于陆源碎屑岩、碳酸盐岩或古土壤层内部或层间界面上。或层间界面上。结核外部形态变化极大，但多呈较规则结核外部形态变化极大，但多呈较规则到极不规则的瘤状，也可呈到极不规则的瘤状，也可呈透镜状、饼状、姜状等等透镜状、饼状、姜状等等。按自生矿物成分，结核可分为钙质、硅质、铁质、锰质和磷质按自生矿物成分，结核可分为钙质、硅质、铁质、锰质和磷质的等等。有些结核的
43、成分单纯，有些则混有围岩的成分。结的等等。有些结核的成分单纯，有些则混有围岩的成分。结核内部可以是均一的，也可以有某种非均一的构造形迹，如核内部可以是均一的，也可以有某种非均一的构造形迹，如方格状、放射状、同心状、菜花状、网格状等等，有时还隐方格状、放射状、同心状、菜花状、网格状等等，有时还隐约有与围岩层理连续过渡的层理痕迹，某些钙质、硅质结核约有与围岩层理连续过渡的层理痕迹，某些钙质、硅质结核内部还有生物遗体或遗迹。内部还有生物遗体或遗迹。晶痕晶痕（Crystal printCrystal print）和假晶和假晶（Crystal pseudomorphCrystal pseudomorph
44、）在化学沉积作用中结晶出来的矿物晶体被泥级、粉砂级沉积在化学沉积作用中结晶出来的矿物晶体被泥级、粉砂级沉积物掩埋后，因沉积物失水收缩可稍稍突出在岩层顶面，突出物掩埋后，因沉积物失水收缩可稍稍突出在岩层顶面，突出部分同时也会嵌入到覆盖层的底面，当矿物晶体被选择性溶部分同时也会嵌入到覆盖层的底面，当矿物晶体被选择性溶解后就会在两岩层接触面上留下与晶体大小和形态完全一致解后就会在两岩层接触面上留下与晶体大小和形态完全一致的空洞，该空洞就称为的空洞，该空洞就称为晶痕晶痕。晶痕被充填或原晶体直接被别。晶痕被充填或原晶体直接被别的矿物交代就成了的矿物交代就成了假晶假晶。3.生物成因的构造a.叠层构造叠层构
45、造b.虫迹，包括停息虫迹，包括停息/爬行爬行/居住居住/觅食等觅食等Pt生物生长构造-叠层构造灰螺纹（Gray whorl）-北京生物遗迹构造生物遗迹构造4、复合成因构造、复合成因构造1、示底构造：在碳酸盐岩的原生孔洞中，有两个世代的不同充填物，在底部或下部为泥屑、粉屑等内碎屑充填，色较暗；顶部或上部为亮晶方解石充填，色较浅，两者之间的界面平直，能批示岩层的顶底。2、鸟眼构造：主要出现在泥晶灰岩、微晶白云岩、球粒灰岩、粉屑、砂屑灰岩中的原生小孔洞，被亮晶方解石或硬石膏充填。鸟眼构造鸟眼构造（Birdseye structureBirdseye structure）这是碳酸盐岩层内部成群出现的，
46、常被较这是碳酸盐岩层内部成群出现的，常被较粗方解石（偶尔粗方解石（偶尔是石膏）晶体充填的一种孔洞状构造是石膏）晶体充填的一种孔洞状构造，孔洞边缘清楚，形，孔洞边缘清楚，形状不很规则，大多平行层面一向伸长，大小通常几毫米到状不很规则，大多平行层面一向伸长，大小通常几毫米到几厘米之间，均匀或不均匀。由于充填物常呈白色，故也几厘米之间，均匀或不均匀。由于充填物常呈白色，故也称雪花构造。有些鸟眼构造是显微级的，只有在显微镜下称雪花构造。有些鸟眼构造是显微级的，只有在显微镜下才能见到。才能见到。四、沉积岩的颜色四、沉积岩的颜色1.颜色分类颜色分类原生色原生色 继承色继承色碎屑物颜色（碎屑岩特有）碎屑物颜
47、色（碎屑岩特有）自生色自生色自生矿物和原生混入物自生矿物和原生混入物次生色次生色风化作用中，母岩中物质次生变化后形成的风化作用中，母岩中物质次生变化后形成的如何区分如何区分2者者原生色原生色大范围内稳定大范围内稳定次生色次生色分布不均匀，沿着裂隙和风化带出现分布不均匀，沿着裂隙和风化带出现沉积岩的颜色沉积岩的颜色沉积岩的颜色与沉积环境密切相关：灰色及黑色：含有机质或分散状黄铁矿，与还原环境有关；红色、褐红色、黄色：与高价铁的氧化物或氢氧化物有关，代表强氧化环境；绿色：与低价铁的硅酸盐矿物如海绿石、鲕绿泥石有关，代表弱氧化弱还原介质条件。2.常见色素色素色素64 mm火山角砾岩火山角砾岩 64-
48、2 mm凝灰岩凝灰岩 2 mm2砂岩砂岩 2-0.063 mm3粉砂岩粉砂岩 0.063-0.004mm4泥质岩泥质岩 0.004 mm1Al 质岩质岩2Fe 质岩质岩3Mn 质岩质岩4P 质岩质岩5Si 质岩质岩6碳酸盐岩碳酸盐岩7蒸发岩蒸发岩8可燃性有机岩可燃性有机岩化学化学化学化学+生物生物化学化学生物生物他生沉积岩他生沉积岩自生沉积岩自生沉积岩陆源碎屑岩陆源碎屑岩思考题思考题1、如何理解、如何理解“将今论古将今论古”，如何运用这，如何运用这种方法来了解地球历史？种方法来了解地球历史？2、在大陆地区，沉积岩的平均厚度为、在大陆地区，沉积岩的平均厚度为1800m，累计时间超过，累计时间超过40亿年了，为亿年了，为什么在这么长的时间内只有这么一点什么在这么长的时间内只有这么一点沉积岩？沉积岩？
