沉积岩的构造 沉积岩的结构和构造

沉积构造是指沉积岩形成时所生成的各个组成部分的空间分布和排列形式。它不仅构成沉积岩的重要宏观特征，而且还反映了沉积岩的形成环境。有以下主要类型。

1.层理构造

层理 是因不同时期沉积作用的性质变化，使沉积岩的颜色、矿物成分、碎屑的特征及结构等在垂直方向上表现出的成层现象。是沉积岩最特征、最基本的沉积构造。层理中各层纹相互平行者称为水平层理，层纹倾斜者称为斜层理，相互交错者称为交错层理(图12-3)。

图12-3 层理的类型

(据H.E.Reineck，I.B.Singh)

分隔不同性质沉积层的顶、底界面称为层面。该沉积层就称为岩层。沿岩层层面往往最易劈开。层面可以是平的，也可以是波状起伏的。

岩层的顶面和底面的垂直距离称为岩层的厚度。层厚可以薄如纸，也可厚达1m以上。层厚可以反映在单位地质时间内沉积的速度及沉积环境的变化频率。根据层厚可以分为：厚度＞1m者称为块层；厚度1～0.5m者称为厚层；厚度0.5～0.1m者称为中厚层；厚度0.1～0.01m者称为薄层；厚度＜0.01m者称为微层。岩层的厚度在横向上常有变化，只是有的变化较小较稳定，有的则逐渐变薄，甚至消失尖灭。

如果大多数为岩性基本均一的岩层，中间有少量其他岩性的岩层，称为夹层，如砂岩夹页岩，炭质页岩夹煤层等；如果岩层由两种以上不同岩性的岩层交互组成，则称为互层，如砂、页岩互层，页岩、灰岩互层等。夹层和互层反映构造运动或气候变化所导致的沉积环境的变化。

递变层理 在一个层内碎屑颗粒粒径由下向上逐渐变细(图12-4)。它的形成常常是因沉积作用发生在水流速度和强度逐渐减弱的情况下。如果出现相反的情况，既同一层内碎屑颗粒由下往上逐渐变粗者，称为反递变层理。

图12-4 递变层理

(据夏邦栋，1995)

2.层面构造

在沉积岩层面上常保留有各种自然作用产生的一些痕迹，是恢复岩层沉积时的地理环境的重要依据。

波痕 由流水、波浪、潮汐、风力等作用产生的波浪状构造，保留在碎屑岩层的顶面(化学岩中少见)。最常见的是流水波痕和浪成波痕。反映浅水(河流、滨海、湖滨等)沉积环境。

泥裂 是滨海或滨湖地带泥质沉积物暴露水面后失水变干收缩而成，由岩层表面垂直向下的多边形裂缝。裂缝向下呈楔形尖灭。刚形成的泥裂是空的，地质历史中形成的尾裂均已被砂或其他物质所填充(图12-6)。利用泥裂可以确定岩层的顶底，即裂缝开口方向为顶，裂缝尖灭方向为底。泥裂常指示海滨、河床、湖滨等浅水环境及阳光充足的干燥气候条件。

图12-5 波痕

(据夏邦栋，1995)

a—对称波痕；b—非对称波痕

图12-6 现代泥裂(A)和岩石中泥裂(B)

(引自C.K.Seyfert ＆.L.A.Sirkin，EARTH HISTORY AND PLATE TECTONICS)

3.结核

在沉积岩中某种成分的物质聚积而成与围岩成分有明显区别的团块，称为结核。其形状有球状、椭球状、透镜体状、不规则状等。其内部构造有同心圆状、放射状等。如石灰岩中常见的燧石结核，含煤沉积物中的黄铁矿结核。

4.化石

在自然作用下，保存在沉积岩中的古生物遗体或遗迹，称为化石。这是沉积岩区别于其他岩类的重要特征之一。根据化石可以研究生物的演化规律，进行划分对比地层，确定沉积岩的形成时代，而且还可以了解和恢复沉积时的地理环境。

(一)沉积岩的结构
据组成物质、颗粒大小及其形状等方面的特点,沉积岩可分为如下几种结构。
1.碎屑结构
由碎屑物质被胶结物胶结而成。
1)按碎屑粒径的大小,可分为:砾状结构,碎屑粒径大于2mm,砂质结构,碎屑粒径介于2～0.05mm之间,粉砂质结构,碎屑粒径为0.05～0.005mm,如粉砂岩;按磨圆程度分:角砾状结构、砾状结构。
2)按胶结物的成分,可分为:硅质胶结,由石英及其他二氧化硅胶结而成。颜色浅,强度高;铁质胶结,由铁的氧化物及氢氧化物胶结而成,颜色深,呈红色,强度次于硅质胶结;钙质胶结,由方解石等碳酸钙类物质胶结而成,颜色浅,强度比较低,容易遭受侵蚀,泥质胶结:由细粒黏土矿物胶结而成,颜色不定,胶结松散,强度最低,容易遭受风化破坏。
2.泥质结构
几乎全部由小于0.005mm的黏土质点组成,是泥岩、页岩等黏土岩的主要结构。
3.结晶结构
由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。由沉淀生成的晶粒极细,经重结晶作用晶粒变粗,但一般多小于1mm,肉眼不易分辨。结晶结构为石灰岩、白云岩等化学岩的主要结构。
4.生物结构
由生物遗体或碎片所组成,如贝壳结构、珊瑚结构等,是生物化学岩所具有的结构。
(二)沉积岩的构造
沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。沉积岩最主要的构造是层理构造。
层理构造是沉积岩成层的性质。由于季节性气候的变化,沉积环境的改变,使先后沉积的物质在颗粒大小、形状、颜色和成分上发生相应变化,从而显示出来的成层现象,称为层理构造。
层理分为水平层理(图3-56a)、斜层理(图3-56b)和交错层理(图3-56c)等。

图3-56 层理构造(http://jpkc.cu.gedu.cn)

层与层之间的界面,称为层面。上下两个层面间成分基本均匀一致的岩石,称为岩层。它是层理最大的组成单位。一个岩层上下层面之间的垂直距离称为岩层的厚度。
在短距离内岩层厚度的减小称为变薄;厚度变薄以至消失称为尖灭;两端尖灭就成为透镜体;大厚度岩层中所夹的薄层,称为夹层。
沉积岩内岩层的变薄、尖灭和透镜体,可使其强度和透水性在不同的方向发生变化;松软夹层,容易引起上覆岩层发生顺层滑动。

沉积岩的结构，按组成物质、颗粒大小及形状等方面的特点，一般分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构及生物结构四种。
1、碎屑结构由碎屑物质被胶结结构胶结而成，沉积岩所特有。
2、泥质结构由粒径小于0.0005的粘土矿物颗粒组成，是泥岩、页岩等粘土岩的主要结构。
......
见《公路工程地质》第三版。第9页。

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