樣品採得好
地質現象看得妙
大小特徵來一套
其他數據搞一搞
順利畢業把你罩
如果福爾摩斯一不小心
讀了個沉積學的博士
要出野外採樣
觀察地質現象
分析沉積環境
他要注意看什麼呢?
小編這次精心整理
碳酸鹽巖和碎屑巖典型的沉積構造
為恢復沉積相提供一丟丟的線索
竹葉狀灰巖
竹葉狀灰巖(引自陳吉濤等,2009)
竹葉狀灰巖是一種礫石級的內碎屑,即礫屑(>2mm)。早在1927年, 李學清就正確地闡述了這種竹葉狀礫屑的成因。
這種礫屑多呈扁餅狀,圓度好,分選也常較好,其截面常呈長條狀,似竹葉,故常稱為竹葉狀礫屑。
礫屑灰巖(引自餘寬宏等,2015)
竹葉狀礫屑是在淺水海洋環境中,半固結或已固結的薄層碳酸鹽巖,經強大的水流、潮汐或風暴作用,發生破碎、磨蝕、搬運並堆積而成。
與層面斜交或垂直以及呈疊瓦狀或漩渦狀排列的竹葉,更反映了強大的水動力條件。近年,也有些學者把竹葉狀礫屑視作風暴的產物,也有人把它的分布與地震作用聯繫起來,都是有一定道理的。
鮞粒灰巖
鮞粒灰巖的宏觀特徵(引自梅冥相,2008)
鮞粒是具有核心和同心層結構的球狀顆粒,很像魚子(鮞),故得名。
鮞粒大都為極粗砂級到中砂級的顆粒(0.25-2mm),常見的鮞粒為粗砂級(0.5-1mm),大於2mm和小於0.25mm的鮞粒及少見。
顯微鏡下的橢圓狀同心鮞粒
鮞粒通常有兩部分組成,即核心和同心層,核心可以是內碎屑、化石(完整或是破碎的)、球粒、陸源碎屑顆粒等;同心層主要由泥晶方解石組成。
顯微鏡下複合鮞粒
鮞粒確切的成因機制至今還未得到合理解釋,目前的很多學說和觀點歸納起來主要有兩類:生物說和無機說。生物說認為構成鮞粒的碳酸鹽晶體的形成與微生物細菌存在關聯。無機沉澱學說是把鮞粒的生成與它的機構特徵(有核心和同心層)及水動力較強的生成環境聯繫起來。
疊層石
在1908年由Kalkowsky首先定義了「疊層石」這一術語,並強調具有一定的幾何學形態、斷面顯示典型紋層構造的,應該屬微生物成因。近些年不斷得到了補充和修訂。
A.柱狀疊層石,a 為柱狀雙錐疊層石
B.凝塊狀疊層石, 白色箭頭為凝塊, 朝上的黑色箭頭為紋層, 朝下的黑色箭頭為紋層放大(圖片來自肖傳桃等,2018)
疊層石是藍細菌等微生物群體形成的一種成層的生物沉積構造。最早的疊層石出現在35億年前, 被認為是地球上最古老的化石,是地球上探索生命起源和生物演化的直接證據。
根據現代碳酸鹽沉積物中藍細菌紋層結構的觀察,疊層石主要生活在潮間淺水地帶,營光合作用而生長。
A.層狀疊層石 B.波狀疊層石
(圖片來自肖傳桃等,2018)
疊層石的形態多樣,基本形態主要有層狀(包括波狀)和柱狀(包括錐狀)兩種,其他形態都是這兩種的過渡或組合。疊層石的形態和沉積環境水動力密切相關。一般來說,層狀疊層石生成環境的水動力條件較弱,多屬潮間帶上部的產物;柱狀疊層石疊層石生成環境的水動力條件較強,多為潮間帶下部及潮下帶上部的產物。
豹皮灰巖
豹皮灰巖(豹斑灰巖)是指具有不規則白雲質條帶或斑塊的石灰巖,通常認為斑塊部分為白雲巖,基質部分為石灰巖,也有學者將其描述為蠕蟲狀灰巖。豹皮灰巖廣泛分布於華北板塊寒武系、奧陶系地層中。
豹皮灰巖(引自劉夢瑤等,2019)
目前對豹皮灰巖的成因主要有無機成因、有機無機混合成因兩種觀點。無機成因認為由於白雲石充填泥裂裂隙所形成、重力作用、構造作用、溶蝕作用有關等等。有機無機混合成因認為與生物擾動作用有關。
生物遺蹟構造
侏羅紀地層中的恐龍腳印的遺蹟(中間),
周圍是幹化的裂縫。
生物遺蹟構造是指由於生物活動而產生於沉積物表面或內部並具有一定形態的各種痕跡,包括生物生存期間的運動、居住、覓食和攝食等行為遺留下的痕跡。因而又稱痕跡化石或遺蹟化石。
Skolitho遺蹟相——代表海洋環境中高能條件下砂質底層上的一套遺蹟化石組合,以居住潛穴為重要特徵
產生在同一地層的遺蹟化石群(或稱遺蹟化石組合),它們絕大多數是原地埋藏未經搬運的遺蹟群落,因此遺蹟化石可以指示某種特有的沉積條件,遺蹟群落可以推斷產生它們的沉積環境。
風暴沉積中的遺蹟化石(引自白萬備等,2018)
縫合線構造
縫合線構造是碳酸鹽巖中常見的一種裂縫構造。在巖層剖面上,它呈現為鋸齒狀的曲線,即稱為縫合線。在平面上,即在沿此裂縫破裂面上,它呈現為參差不平、凹凸起伏的面,此即縫合面。縫合線的構造有的與層面平行,甚至和平面一致,有的和層面交叉。
鈣質白雲巖層面上沿著早期平面 X 剪節理髮育的垂直縫合線(引自呂洪波等,2009)
關於縫合線的成因,爭論已久,主要有原生和次生兩大觀點。原生論者是認為縫合線是在沉積作用過程中生成的,但是大多數的縫合線構造還是在成巖作用或是後生作用階段生成的,由壓溶作用生成的。
一般認為,平行於層面的縫合線是成巖期的壓溶作用造成的,而垂直於層面的縫合線則是成巖期水平構造擠壓作用的結果。縫合線構造是一種裂縫構造,因此,它必然成為油、氣、水運移的通道。已有很多證據證明,縫合線在油氣的運移和聚集過程起了積極作用。
交錯層理
交錯層理是由一系列近於平行或一致的細層與層相交而成的層理。交錯層理是沉積物在理流動的沉積介質(水流和風)中沉積形成的。在沉積介質具有一定的流速時,底床上可以產生一系列的砂波,這是砂波順流移動的結果,在陡坡加積作用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的方向斜層系互相平行或彼此切割構成了不同形態的交錯層理。
槽狀交錯層理
板狀交錯層理
丘狀交錯層理
丘狀交錯層理是風暴沉積序列中的組成單元,是風暴衰減到某一階段大量碎屑物質堆積形成的似丘狀的層理構造。
丘狀交錯層理以其特有的構造特徵成為鑑別風暴沉積的重要標誌之一,對於研究風暴沉積的水深控制、古水流方向等具有重要的意義。
波痕
與交錯層理是同一事物的兩個表現方面,它們的形成條件是密切相關的。砂波遷移在層面內保留下來的底床形態,即為交錯層理;而當它們被埋藏下來保留在層面上,即為波痕。
對稱波痕
波痕是由風、水流或是波浪等介質的運動,在沉積物表面所形成的一種波狀起伏的層面構造。
不對稱波痕
波痕按照成因可以分為浪成的、流水的和風成的。按照不對稱度可以分為對稱波痕和不對稱波痕。
泥裂
泥裂是沉積物露出水面時因暴曬乾涸所發生的收縮裂縫。
泥裂常見於黏土巖和碳酸鹽巖中,非粘性的砂不會形成泥裂,但某些覆蓋在泥裂表面的砂層底面可以有泥裂鑄模。
在平面上,泥裂的典型發育形式為網格狀龜裂紋,把巖石切割成多角形。泥裂的斷裂面形狀常呈「V」字形,但也有的呈「U」 字形,以及壓實變形而呈腸狀。
泥裂是沉積間斷暴露於地表的標誌 ,具有重要的指向意義。此外,利用泥裂的尖端方向可指示地層頂底。
雨痕
雨痕是指雨滴降落在鬆軟沉積物表面時所形成的小型撞擊凹穴,規模多為毫米級到釐米級。
如果雨滴垂直降落則凹穴為圓形,如雨滴傾斜降落則凹穴略呈橢圓形。降雨多時,凹穴形狀多不規則;在偶有降雨的地方,雨痕易保留。所以雨痕主要見於乾燥與半乾燥氣候條件下的大陸沉積。
參考文獻:
朱筱敏. 沉積巖石學[M]. 2008.
維基百科等
文章來源:中科院地質地球所