第三章思考題1、何謂層理？層理的基本類型有哪些？試述每種層理的形態特點、成因及環境意義，并用圖表示。2、試述層理的研究意義和研究方法。3、何謂層面構造？試述與機械成因有關的主要層面構造類型的形態特點、成因機制及環境意義。4、試圖示波痕要素，并說明波痕指數、對稱指數的含義。5、試對比不同成因類型(浪成的、流水的、風成的)波痕的特點及指數變化范圍。6、試舉例說明波痕的研究意義。7、何謂同生變形構造？它包括哪些類型？試述每種類型的形態特點、成因及環境意義。8、試述晶體印痕特點、成因及指相意義。9、何謂生物成因構造？何謂痕跡化石？試述痕跡化石在不同的沉積環境(相帶)中的分布特點。10、何謂自生色、繼承色、次生色？試以粘土巖為例，說明自生色產生的原因。并說明自生色在巖相石地理研究中的意義。第三章沉積巖的構造與顏色

Structuresandcolorsofsedimentaryrocks主要參考書《沉積巖石學》教材第五章P.72~92第一節沉積構造概述沉積構造是沉積物和沉積巖中最常見的而又最容易直接觀察到的主要特征之一。

一、沉積構造的概念沉積構造(sedimentarystructure)——是指沉積巖各組成部分的空間分布和排列方式，它是沉積物在沉積期或沉積以后由物理作用、化學作用、生物作用在沉積物內部或者沿著沉積物與流體界面所形成的。

原生沉積構造(primarysedimentarystructure)——在沉積過程中形成的并受沉積條件所控制的沉積構造，如波痕、層理等。次生沉積構造(secondarysedimentarystructure)——在沉積期后由各種成巖作用所形成的沉積構造，如縫合線、成巖結核等。二．沉積構造的研究意義

確定沉積環境分析恢復水流系統、指出水流狀態確定地層的頂底和層序三．沉積構造的分類

（1）按形態分（2）按沉積巖形成階段分（3）按成因分（1）按形態分

①層理構造②層面構造③結核（2）按沉積巖形成階段分①沉積的②成巖的③后生的（3）按成因分①物理成因的沉積構造②化學成因的沉積構造③生物成因的沉積構造第二節物理成因的沉積構造

一、流動構造

二、準同生變形構造

三、暴露成因的構造

Physicalgeneticstructure

流動構造系指沉積物在搬運和沉積時，在流體（主要是水和空氣）的流動作用下形成的構造。一、流動構造currentstructure

（一）波痕（二）沖刷痕（三）壓刻痕（四）其它表面痕跡（五）層理（六）疊瓦狀構造

波痕是風、水流或波浪等介質的運動，在沉積物表面所形成的一種波狀起伏的層面構造。（一）波痕（ripplemark）

波痕要素

不對稱指數（RSI）=l1/l2，表示波痕的不對稱程度

波長（L）—兩個相鄰波峰或波谷之間的水平距離波高（H）—波峰與波谷之間的高差波痕指數（RI）=L/H，表示波痕相對高度及起伏情況波痕的形態、大小差別很大，種類繁多，按成因可大致分為三種類型：浪成的、流水的和風成的，然后再根據其大小和形態還可以進一步劃分。

1、浪成波痕（waveripple）

成因：由波浪作用于沉積物表面所形成的，也稱為擺動波痕(oscillationripple)，常見于海、湖淺水地帶。特點：波峰尖銳、波谷圓滑、形狀對稱，RSI≈1，RI=4～13（多為6～7）。

浪成波痕2、流水波痕（currentripple）

特點：波峰波谷均較圓滑，呈不對稱狀，RSI>2，RI>5（8～15），陡坡傾向指示水流方向。

成因：由定向流動的水流形成，見于河流和存在有底流的海、湖近岸地帶。流水波痕波脊(波峰的脊線)的形態：直線形、波曲形、鏈形、舌形、新月形、菱形等。

波脊形態的變化主要與水深和流速有關。一般來說，隨著水深減小和流速增大，波脊形態由簡單變復雜，由連續變斷續。直線型波痕波曲型波痕流水波痕按大小可進一步分為:小型的：波長<0.6m，波高0.3~6cm大型的：波長0.6~30m，波高6cm~1.5m巨型的：波長>30m，波高1.5~15m3、風成波浪

(aeolian

ripple)

成因：由定向風形成的，常見于沙漠、海或湖的濱岸沙丘沉積中。

特點：呈不對稱狀(極不對稱)，不對稱度比流水波痕更大，RI=10～70，陡坡傾向與風向一致。4、修飾波痕和疊置波痕

由于水位、水流和波浪方向、浪基面的變化，而導致早先形成的波痕被修飾改造而形成修飾波痕(modifiedripple)，或在早先形成的大波痕的基礎上重疊小波痕，形成疊置波痕。

干涉波痕疊加波痕5、波痕的研究意義

（1）根據波痕類型可以了解巖石形成條件（2）不對稱波痕指示介質的流動方向（3）浪成波痕可指示地層的頂底（4）海、湖波痕在平面上的分布有平行濱線的趨勢因此，波痕的形態和分布，是識別沉積環境的重要依據。波痕在不同沉積環境中的分布

6、波痕的研究方法

（1）測量波峰走向、陡坡傾向和傾角、波長、波高，計算波痕指數、不對稱度。（2）測量大量波峰走向、陡坡傾向，編制玫瑰圖。（3）波痕在平面上的分布。問題1：波痕主要出現在砂質沉積物中還是泥質沉積物中？

深海調查一個引人注目的發現是：在世界各大洋盆中廣泛發育一種大型沉積物波，包括泥波和沙波，特別是泥波更為普遍。問題2：波痕的出現反映沉積環境的水體是深還是淺？

Normark等總結了已報道的30個深海大型沉積物波發育區的沉積物波特征：

波長范圍為0.3~20km，以1~10km最為常見。

波高范圍為3~140m，以10~100m為主Bottomphotograph，ScotiaSea，Eltanin7-22，3146mdepthBottomphotograph，NorthernGulfofCadiz，900mdepth高振中、Eriksson、何幼斌等編著的《深水牽引流沉積》一書對深水沉積物波進行成因初探(1998)，用內波理論進行了合理的解釋國際著名沉積學家、前IAS副主席、IGCP432項目負責人Stow博士主持編著了一本深水等深流沉積的專著（2002）（二）沖刷痕

（scourmark）

水流在泥質沉積物表面流動時沖刷出來的痕跡稱為沖刷痕。

形成于泥質沉積物表面上的沖刷痕，通常以上覆砂質層底面上的鑄型形式保在下來。流動構造——沖刷痕（二）常見的沖刷痕1、槽痕2、縱向脊與溝3、橫向沖刷痕4、障礙沖刷痕槽痕（flutemark）水流在泥質沉積物表面沖刷而形成的不連續的長形小凹坑。凹坑最深可達幾厘米，長從幾厘米到幾十厘米。其上游端陡而深，向下游變寬變淺，逐漸與沉積物表面齊平。上覆砂質層底面上的槽痕鑄型——槽模。槽模（flutecast）內蒙古桌子山中奧陶統拉什仲組槽模（flutecast）湖北興山下志留統龍馬溪組

障礙沖刷痕（obstacle-scourmark）是指水流在位于沉積物表面上的障礙物周圍發生侵蝕和沉積所形成的構造，也常稱為水流新月形構造（currentcrescent）。（三）壓刻痕水流所攜帶的物體在松軟的沉積物表面上運動時所刻蝕或刻劃出來的痕跡稱為壓刻痕或工具痕（toolmark）。流動構造——壓刻痕（三）1、溝痕(模)（groovemark/cast）是水流所攜帶的物體沿松軟的沉積物表面連續運動時所刻劃出來的、直而長的小溝。2、V形痕（chevronmark）3、戳痕（prodmark）4、彈跳痕（bouncemark）5、刷痕（brushmark）

6、跳躍痕（skipmark）7、滾動痕（rollmark）8、大型滾動痕（large-scaleslidemark）（四）其它表面痕跡流動構造——其它表面痕跡（四）1、剝離線理(partinglineation)2、細流痕(rillmark)3、沖淤構造(scourandfillstructure)4、沖蝕構造(washoutstructure)5、沖流痕(swashmark)6、水位痕(waterlevelmark)7、皺痕(wrinklemark)8、粘附波痕和粘附瘤(adhesionrippleandadhesionwarts)（五）層理(bedding)

層理是沉積巖最典型最重要的特征之一。它是沉積物沉積時水動力條件的直接反映，也是沉積環境的重要標志之一。流動構造——層理（五）1、基本術語

層理（bedding）—巖石性質沿垂向變化的一種層狀構造，它可以通過礦物成分、結構、顏色的突變和漸變而顯現出來。巖石因層理的存在而顯出巖石的非均質性。層理的基本類型及有關術語

紋層(Lamina)—組成層理的最基本的最小的單位，紋層之內沒有任何肉眼可見的層。亦稱細層。

成因：在一定條件下同時沉積的。

特征：厚度小，一般數mm～數cm。

層系（set）—由許多在成分、結構、厚度和產狀上近似的同類型紋層組合而成。它們形成于相同的沉積條件下，是一段時間內水動力條件相對穩定的產物。

層系組(coset)—由兩個或兩個以上巖性（成分、結構）基本一致的相似層系或性質不同但成因上有聯系的層系疊覆組成，其間沒有明顯間斷。也稱層組。

層（bed）—組成沉積地層的基本單位。由成分基本一致的巖石組成，它是在較大區域內，在基本穩定的自然條件下沉積而成的。一個層可以包括一個或若干個紋層、層系或層系組。層沒有限定的厚度，其厚度變化范圍很大，為幾厘米～幾十米，通常是幾厘米～幾十厘米。

按厚度，可以劃為：

塊狀層(>1m或>2m)、

厚層(0.5~1m或0.5~2m)、

中層(0.1~0.5m)、

薄層(0.1~0.01)、

微細層或頁狀層(<0.01m)。2、層理的分類及主要類型首先，按照層內組分和結構性質把層理劃分為四種類型：（1）非均質層理、（2）均質層理、（3）遞變層理、（4）韻律層理。其次，在非均質層理中，再按照幾何形態進一步分為水平、平行、波狀、交錯、壓扁、透鏡狀層理。2.1水平層理和平行層理

（1）特點：紋層呈直線互狀相平行，并且平行于層面。層面層面紋層（2）水平層理（horizontalbedding）主要產于泥質巖、粉砂巖以及泥晶灰巖中，是在比較弱的水動力條件下，由懸浮物沉積而成。出現在低能環境中，如深湖、瀉湖、深海等環境。（3）平行層理（parallelbedding）主要產于砂巖中，是在較強的水動力條件下，高流態中由平坦的床沙遷移而成的。一般出現在急流或高能環境中，如河道、湖岸、海灘等環境。思考題

試比較水平層理與平行層理的異同點（形態、巖性、形成時的水動力條件、形成環境）。2.2波狀層理（wavybedding）

（1）特點：紋層呈對稱或不對稱的波狀，但總的方向平行于層面。

（2）成因：主要是沉積介質的波浪振蕩造成的，其次是單向水流的前進運動造成的。一般要有大量懸浮物質沉積，當沉積速率>流水的侵蝕速率時，可保存連續的波狀層理。在水介質稍淺的地區，如海、湖的淺水地帶和河漫灘等地區較常見。在波浪影響下水流波痕的遷移形成波狀交錯層理

2.3交錯層理（crossbedding）

最常見的一種層理。在層的內部邊一組傾斜的細層（前積層）與層面或層系界面相交。又稱斜層理。按層系厚度，交錯層理可分為：小型交錯層理（<3cm）

中型交錯層理（3～10cm）

大型交錯層理（10～200cm）

特大型交錯層理（>200cm）這種層理是沉積介質（水流及風）的流動造成的。當介質具有一定流速時，底床上可以產生一系列的沙波，這種沙波順層流動的結果，在陡坡一側形成了由一系列紋層組成的斜層系，紋層傾向表示介質流動方向。

根據層系與上下界面的形狀和性質，通常可以將交錯層理分為三種基本類型：板狀、楔狀、槽狀交錯層理。 斜層系互相平行或彼此切割構成不同形態的交錯層理。

（1）板狀交錯層理（tabularcrossbedding）

層系之間的界面為平面而且彼此平行。大型板狀交錯層理在河流沉積中最為典型。直線形水流波痕的遷移形成板狀交錯層理的示意圖

（2）楔狀交錯層理（wedge-shapedcrossbedding）

層系之間的界面為平面，但不互相平行，層系厚度變化明顯呈楔形。層系間常彼此切割，紋層的傾向及傾角變化不定。常見于海、湖淺水地帶及三角洲地區。（3）槽狀交錯層理（troughcrossbedding）

層系底界為槽形沖刷面，紋層在頂部被切割。在橫切面上，層系界面是槽狀，紋層與之一致也是槽狀；在縱切面上，層系底界面呈弧狀，紋層與之斜交。頂視為重疊的瓣狀。大型槽狀交錯層理系底界沖刷面明顯，底部常有泥礫。多見于河流環境中。在確定交錯層理類型時，最好有三度空間或至少有兩個斷面的露頭。因為在不同的斷面上，層系或細層可以有不同的形態。曲波形水流波痕的遷移形成槽狀交錯層理的示意圖

舌形水流波痕的遷移形成槽狀交錯層理的示意圖

新月形水流波痕的遷移形成槽狀交錯層理的示意圖

（4）其它類型的交錯層理

①爬升波紋交錯層理（climbingripplebedding）②羽狀交錯層理（herringbonecrossbedding）③浪成波紋交錯層理（wave-ripplebedding）④沖洗交錯層理（swashcrossbedding）⑤側積交錯層理（epsiloncrossbedding）⑥丘狀交錯層理（hummockycrossbedding）⑦洼狀交錯層理（swaleycrossbadding）⑧風成交錯層理（aeoliancrossbedding）①爬升波紋交錯層理亦稱上疊波紋交錯層理，也是沙波遷移的產物。在沙波向前過移的同時，有大量沉積物特別是懸浮物供給，沙波依順流方向沿其背部向上爬升增長，使后一層爬疊在前一層系之上，形成具有爬升特點的交錯層理。這種層理的形成反映了懸浮載荷與底載荷的關系。②羽狀交錯層理一種特殊類型的交錯層理。其特點是紋層平直或微向上彎曲，相鄰斜層系的紋層傾向相反，延伸至層系界面進彼此呈銳角相交，呈羽毛狀。湖南石門楊家坪寒武系灰巖中的羽狀交錯層理這種層理是在具有反向水流存在的情況下形成的③浪成波紋交錯層理

由浪成沙波遷移形成的浪成波痕的遷移形成浪成交錯層理的示意圖

④沖洗交錯層理也稱低角度交錯層理。其特點是層系界面和紋層平直，層系呈楔狀以低角度相，一般2～10°，多向海傾斜。主要出現于前濱環境中。⑤丘狀交錯層理

由一些大型的寬緩波狀層系組成，外形上象隆起的圓丘狀，向四周緩傾斜。2.4壓扁層理和透鏡狀層理這是在砂、泥沉積中的一種復合層理。它是由壓扁層理（又稱脈狀層理flaserbedding）、波狀復合層理和透鏡狀層理（lenticularbedding）組合而成。這種復合層理的形成，說明環境有砂、泥供應，而且水流活動期與水流停滯期交替出現。主要發育在粉砂巖、泥質粉砂巖與泥巖、粉砂質泥巖互層的地層中。主要形成于潮下帶、潮間帶及深水砂泥沉積環境中。2.5遞變層理又稱粒序層理（gradedbedding），是具有粒變遞變的一種特殊層理。其特點由底向上至頂部顆粒逐漸由粗變細，除了粒度變化外，沒有任何內部紋層。主要由濁流、風暴流等形成。EAE2.6韻律層理(rhythmicbedding)

在成分、結構和顏色方面的不同的薄層作有規律地重復出現而組成的。成因：物質搬運或產生方式有規律地發生交替變化造成的。（1）潮汐環境中形成的韻律層理（2）季節性變化產生的韻律層理2.7均質層理通常稱塊狀層理（massivebedding），是一種呈現大致均質外貌，不具任何紋層構造的層理。其特點內部物質均勻，組分和結構都無分異現象。

成因：(1)懸浮物質快速沉積，(2)濁流，(3)生物擾動。3、流動體制、底床形態及其與層理形成的關系4、層理的意義和研究方法

研究意義：（1）有助于正確劃分和對比地層、恢復地層產狀。（2）交錯層理是最有價值的指向構造，可以確定古水流系統。（3）根據層理類型，可以推斷沉積環境。

研究方法：（1）確定層理類型及其在剖面中的組合關系。（2）查明層理顯現的原因。（3）詳細描述層理的內部特征。（4）必須進行交錯層理的定向測量。（六）疊瓦狀構造（imbricatedstructures）

主要是指扁平礫石在流水的作用下均向同一方向排列的現象。礫石的疊瓦形式與流水方向的關系，最常見的是迎流疊瓦，即礫石的最大扁平面的傾斜方向與水流方向相反。流動構造——疊瓦狀構造（六）礫石疊瓦狀構造在不同環境中的發育情況二、準同生變形構造（一）負載構造（二）球枕構造（三）滑塌構造（四）包卷層理（構造）（五）碟狀構造（六）坑丘構造（penecontemporaneousdeformationstructures）

準同生變形構造(penecontemporane-ousdeformationstructures)是指在沉積作用的同時或在沉積物固結成巖之前處于塑性狀態時發生變形所形成的各種構造。這類構造通常是局部分布的，基本上局限于上、下未變形層之間的一個層內。（一）負載構造(Loadstructure)

也稱負荷構造、重荷模（loadcasts）等。是指覆蓋在泥質巖之上的砂層底面上的瘤狀突起。是由于下伏的含水塑性軟泥承受了不均勻的負載，使上覆砂質物陷入下伏泥質物中而產生的。形狀很不規則，一般不對稱，排列雜亂，大小不一，幾毫米～幾分米。負載構造多在濁積巖中保存良好。（二）球枕構造

砂球和砂枕構造（ball-andpillowstructure）

主要出現在砂、泥互層并靠近砂巖底部的泥巖中，是被泥質包圍了的緊密堆積的砂質橢球體或枕狀體。多數人認為，球枕構造是砂層斷裂，然后陷入下伏泥質巖中形成的。（三）滑塌構造（slumpstructure）

是指斜坡上未固結的沉積物在重力作用下發生滑動而形成的變形構造。這類構造常局限于一定層位中，與上、下巖層呈突變接觸。一般伴隨快速沉積而產生，它是水下滑坡的良好標志。多出現在三角洲的前緣、礁前、大陸斜坡及海底峽谷前緣。江西萍鄉T1d（四）包卷層理（構造）（convolutebedding）

或稱包卷構造、旋卷層理、扭曲層理、揉皺層理、卷曲層理等。是指在一個巖層內所發生的紋層盤回和扭曲現象。