經(jīng)典地質(zhì)圖集,，搞明白沉積構(gòu)造！

北京大漠 2023-08-12 發(fā)布于北京

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沉積構(gòu)造是沉積物和

沉積巖中最常見的宏觀特征之一,。

（圖源@NOAA）

形態(tài)各異,，種類繁多！

自然界中存在著各種各樣,，

極具特色的沉積構(gòu)造,。

（圖源@Rygel, M.C.）

（圖源@James St. John）

（圖源@Ron Wolf）

物理、化學(xué),、生物,，

不同作用機(jī)理下形成的

這些沉積構(gòu)造究竟有何特征？

（圖源@google.com）

物理成因的原生沉積構(gòu)造是

由于沉積物在搬運(yùn)和沉積時(shí)

以及沉積后不久在流體,、重力等

因素作用下產(chǎn)生的,。

包括波痕、層理,、

侵蝕構(gòu)造,、變形構(gòu)造等。

（圖源@google.com）

波痕

波痕是非粘性沉積物在水流,、

波浪或風(fēng)的作用下形成的一種

有規(guī)律的波狀起伏的表面痕跡,。

波痕（圖源@ Daniel Mayer）

自然界中的波痕往往成組出現(xiàn)，

在平面上表現(xiàn)為一系列近似

平行或分叉的波峰和波谷,，

在剖面中則由起伏相間的

峰和谷組成,。

由于流動(dòng)介質(zhì)的不同及其

運(yùn)動(dòng)方式和強(qiáng)度的差異，

波痕按成因可主要分為

流水波痕,、浪成波痕和

風(fēng)成波痕三種類型,。

（圖源@google.com）

單向水流作用于非粘性沉積物表面

所形成的波痕為流水波痕。

其特點(diǎn)是波痕垂直于

水流流向延長(zhǎng),，

橫剖面中顯示不對(duì)稱,，

向流面平緩，背流面較陡,。

流水波痕（圖源@google.com）

隨著水深減小和流速增大,，

流水波痕的波脊形態(tài)由

簡(jiǎn)單平直變得復(fù)雜彎曲,，

由連續(xù)變?yōu)閿嗬m(xù)。

流水波痕形態(tài)變化（圖源@google.com）

波浪作用于非粘性沉積物表面

所產(chǎn)生的波狀痕跡為浪成波痕,。

根據(jù)波脊的對(duì)稱性，

浪成波痕可分為對(duì)稱的和

不對(duì)稱的浪成波痕,。

對(duì)稱與不對(duì)稱波痕（圖源@google.com）

控制浪成波痕的形成和

規(guī)模的因素主要有兩個(gè),，

第一個(gè)為波浪的傳播速度和波長(zhǎng)，

第二個(gè)因素是沉積物的粒徑,。

浪成波痕（對(duì)稱）（圖源@Matt Affolter ）

風(fēng)成波痕是指風(fēng)作用于

沉積物表面而形成的一種層面構(gòu)造,。

一般具有直、長(zhǎng)而平行的脊,，

形態(tài)不對(duì)稱,，部分分叉。

風(fēng)成波痕（圖源@google.com）

層理

層理是沉積物成層沉積

所產(chǎn)生的構(gòu)造,，系由

組成物質(zhì)的成分,、顏色、

粒度,、形狀,、排列方向或填集方式等

在垂直F沉積表而的方向上

的變化顯示出來(lái)。

（圖源@google.com）

遞變層理又稱

粒級(jí)層理（粒序?qū)永恚?/span>

是指以組分顆粒的粒度遞變

為特征的一個(gè)沉積單元,，

層面基本上相互平行,，

沒(méi)有交切與交錯(cuò)。

除粒度變化之外,，

一般沒(méi)有任何內(nèi)部紋層,。

遞變層理（圖源@James St. John）

遞變層理的遞變型式主要有兩種。

一種是顆粒向上逐漸變細(xì),，

但下部不含細(xì)顆粒,，可能是由

流速和搬運(yùn)能力逐漸減小的

水流沉積而成的。

遞變層理兩種類型（圖源@google.com）

另一種是細(xì)顆粒從底到頂均有分布,，

粗顆粒向上逐漸減少,。

這大概是含有各種不同

大小顆粒的懸浮體沉積的結(jié)果，

多數(shù)遞變層屬于此種,。

正向遞變層理（左）和反向遞變層理（右）（圖源@google.com）

水平層理主要見于細(xì)粒的

泥巖,、細(xì)粉砂巖和泥晶灰?guī)r中，

由彼此間與層面平行的

平直細(xì)層所組成,。

細(xì)層可連續(xù)或不連續(xù),，

可因物質(zhì)成分，有機(jī)質(zhì)含量

或顏色不同而顯現(xiàn)出來(lái),。

水平層理（圖源@google.com）

一般認(rèn)為水平層理是在

比較穩(wěn)定的水動(dòng)力條件下,，

細(xì)粒沉積物在靜水環(huán)境中

由垂向加積作用所致,，

物質(zhì)從懸浮物或溶液中沉淀而成。

水平層理（南威爾士）（圖源@文獻(xiàn)[1]）

交錯(cuò)層理由一系列

斜交于層系界面的

紋層組成,，也稱為斜層理,。

斜層系可以彼此重疊、

交錯(cuò),、切割的方式組合,。

交錯(cuò)層理（圖源@G. Thomas）

這種層理是由沉積介質(zhì)

（水流及風(fēng)）的流動(dòng)造成的。

當(dāng)介質(zhì)具有一定流速時(shí),，

底床上可產(chǎn)生一系列砂波,。

交錯(cuò)層理（俄亥俄州）（圖源@Wilson44691）

砂波順流移動(dòng)的結(jié)果是，

在陡坡加積作用一側(cè)形成了

由一系列紋層組成的斜層系,。

紋層傾向可表示介質(zhì)流動(dòng)方向,。

槽狀交錯(cuò)層理（加拿大）（圖源@Michael C. Rygel）

平行層理是指

在較強(qiáng)的水動(dòng)力條件下，

高流態(tài)中由平坦的床沙遷移,、

在床面上連續(xù)滾動(dòng)的沙粒

產(chǎn)生粗細(xì)分離而顯出的水平細(xì)層,，

沿層理面易剝開，在剝開面上

可見到剝離線理構(gòu)造,。

平行層理模型（圖源@google.com）

平行層理一般出現(xiàn)在

急流及能量高的環(huán)境,，

如河流、海灘等環(huán)境中,，常與

大型交錯(cuò)層理,、底沖刷相伴生。

平行層理（圖源@google.com）

侵蝕構(gòu)造

大多數(shù)沉積巖層系并不反映

穩(wěn)定,、連續(xù)的沉積作用,，

而是沉積作用與侵獨(dú)作用

復(fù)雜的相互影響的最終產(chǎn)物。

因此由侵蝕作用形成

的構(gòu)造是普遍存在的,。

（圖源@google.com）

沖刷痕是水流在

泥質(zhì)沉積物層面上流動(dòng)時(shí),，

由于水流分離伴生有強(qiáng)大的渦流，

導(dǎo)致對(duì)沉積物表面產(chǎn)生

差異沖蝕的結(jié)果,。

典型的沖刷痕包括

槽痕,、縱向脊與溝等。

槽模（槽痕被充填）（圖源@Lynn Recker ）

壓刻痕是水流攜帶物體在

松軟的細(xì)粒沉積物層面上運(yùn)動(dòng)時(shí)

所刻劃出的痕跡,。

包括溝痕,、V形痕和戳痕等。

壓刻痕（圖源@google.com）

這類層面痕跡在古代沉積物中

多以鑄型保存在

上覆粗粒層的底面上,。

是濁流沉積的良好標(biāo)志之一,，

其指向特征可用于恢復(fù)古流向。

濁積層基底（含溝模（溝痕的鑄型）和遺跡化石）（圖源@文獻(xiàn)[2]）

細(xì)流痕是指當(dāng)沉積物層面

在水退卻后露出水面時(shí),，

從沉積物中不斷滲出的薄水層

沿自然傾斜表面向下流動(dòng),，

從而在其上侵蝕出

各種形狀的微細(xì)溝槽,。

細(xì)流痕（圖源@文獻(xiàn)[3]）

變形構(gòu)造

變形構(gòu)造是沉積物在

沉積之后到固結(jié)成巖之前，

受局部性物理因素的作用

而發(fā)生不同程度形變所形成的構(gòu)造,，

通常限于上,、下未變形層

之間的一個(gè)層內(nèi)。

火焰狀構(gòu)造（圖源@Mikesclark）

導(dǎo)致沉積物變形的作用因素

是多種多樣的,，主要有重力,、

沉積物液化、超孔隙壓力,、

收縮、破裂,、撞擊等,。

包卷層理（圖源@ EdwardEMeyer）

常見的變形構(gòu)造主要包括

火焰狀構(gòu)造、包卷層理,、

干裂和雨痕等,。

雨痕（圖源@ EdwardEMeyer）

化學(xué)成因構(gòu)造是指

沉積時(shí)期和沉積期后由

結(jié)晶、溶解,、沉淀等化學(xué)作用

在沉積面上或沉積物中

所形成的沉積構(gòu)造,。

如晶體印痕、鳥眼構(gòu)造,、

結(jié)核和縫合線等,。

（圖源@google.com）

在適宜的條件下，

冰,、鹽類等物質(zhì)在松軟的

沉積物層面上結(jié)晶生長(zhǎng),，

它們后來(lái)由于溶融、溶解而消失,，

從而在層面上留下其晶體的印痕,。

晶體印痕（圖源@Baidu百科）

如果這類晶體后來(lái)

被其它物質(zhì)交代，或者晶體印痕

為其它物質(zhì)充填,，就形成

晶體假象即假晶,。

石膏假晶（圖源@Baidu百科）

鳥眼構(gòu)造主要發(fā)育于泥晶

或粉晶石灰?guī)r及白云巖中，

由單個(gè)或成群的毫米級(jí)

鳥眼狀孔隙被亮晶方解石或

石膏等膠結(jié)物充填而成,。

鳥眼構(gòu)造（圖源@Baidu百科）

它們常呈淺色斑點(diǎn)出現(xiàn)在

暗色的基底中,

如果成群定向排列,

則形成篩狀,、窗格狀或

網(wǎng)格狀構(gòu)造。

鳥眼構(gòu)造（圖源@Baidu百科）

關(guān)于鳥眼構(gòu)造的成因

有以下多種說(shuō)法：

（圖源@Baidu百科）

結(jié)核是指在成分,、結(jié)構(gòu),、顏色等

方面與圍巖有顯著區(qū)別，

且與圍巖間有明顯

界面的礦物集合體,。

結(jié)核群（加利福尼亞州）（圖源@Brocken Inaglory ）

結(jié)核的成分有碳酸鹽質(zhì),、

錳質(zhì),、鐵質(zhì)、硅質(zhì),、

磷酸鹽質(zhì)和硫化鐵等,。

形狀有球形、橢球形,、透鏡形或

不規(guī)則團(tuán)塊狀等,；大小懸殊，

其內(nèi)部構(gòu)造也很不一致,。

大型碳酸鹽結(jié)核（圖源@James St. John）

結(jié)核常在碎屑巖,、粘土巖、

碳酸鹽巖中成單個(gè)或

串珠狀群體出現(xiàn),。

結(jié)核（密歇根州）（圖源@James St. John）

縫合線構(gòu)造在碳酸鹽巖

地層中廣泛發(fā)育,，

在石英砂巖、硅質(zhì)巖,、

鹽巖等巖層內(nèi)也有產(chǎn)出,。

縫合線（圖源@Michael C. Rygel）

它在剖面上表現(xiàn)為

連接巖層的兩個(gè)

相鄰部分的鋸齒狀接縫，

其中常富集粘土等不溶殘余物,，

在平面上呈參差起伏的表面,。

縫合線（瑞士）（圖源@Woudloper）

縫合線的起伏幅度變化較大，

小者小于1mm,，

大者可達(dá)十幾厘米或更大,。

它的幾何形狀常見的有

簡(jiǎn)單波曲形、復(fù)雜彎曲形,、

尖齒形,、方齒形和震波曲線形。

縫合線類別（圖源@GEOCACHING）

生物成因構(gòu)造指

生物由于活動(dòng)或生長(zhǎng)在

沉積物表面或內(nèi)部遺留下來(lái)的

各種痕跡,。包括

疊層石構(gòu)造和遺跡化石等,。

（圖源@google.com）

疊層石是是由藻類

在生命活動(dòng)過(guò)程中，將海水中的

鈣,、鎂碳酸鹽及其碎屑顆粒粘結(jié),、

沉淀而形成的一種化石。

疊層石（澳大利亞）（圖源@Paul Harrison ）

隨著季節(jié)的變化,、

生長(zhǎng)沉淀的快慢,，

形成了疊層石深淺相間的

復(fù)雜色層構(gòu)造。這種構(gòu)造主要有

紋層狀,、球狀,、半球狀、

柱狀、錐狀及枝狀等,。

疊層石（紐約）（圖源@Rygel, M.C. ）

在地質(zhì)年代中,，疊層石

從古至今均可見及。

它幾乎出露于世界各地,。

如在我國(guó),，以前寒武紀(jì)，

主要是中,、晚元古宙最為繁盛,。

疊層石剖面（加拿大）（圖源@Wilson44691 ）

遺跡化石是指地質(zhì)歷史時(shí)期的

生物遺留在沉積物表面或

沉積物內(nèi)部的各種生命活動(dòng)的

形跡構(gòu)造形成的化石。

Chirotherium腳印化石（三疊紀(jì)）（圖源@Ballista ）

從沉積學(xué)角度來(lái)看也可認(rèn)為

遺跡化石是各種

生物成因的沉積構(gòu)造,，

如各種生物擾動(dòng),、足跡、移跡,、

潛穴,、糞化石等；

以及生物侵蝕構(gòu)造,，如鉆孔等,。

爬行痕跡化石（寒武紀(jì)）（圖源@Kennethcgass ）

絕大多數(shù)遺跡化石都是原地保存,。

無(wú)論是產(chǎn)生于沉積物表面的

足跡,、移跡或產(chǎn)生在

沉積物內(nèi)部的潛穴、鉆孔,，

都會(huì)隨著沉積物的

成巖固結(jié)作用而保存在原地,。

針管跡化石（圖源@Wilson44691）

遺跡化石既可以同

古生物實(shí)體化石共同產(chǎn)生，

也可以在缺乏實(shí)體化石

的地層中產(chǎn)生,，

具有硬殼的生物可以造成遺跡,，

缺乏硬體只有軟軀體的生物

（例如蠕形動(dòng)物）也可以造成遺跡。

蠕動(dòng)痕跡化石（圖源@Wilson44691）

遺跡化石的研究可以為

古生物學(xué),、地層學(xué),、古生態(tài)和

沉積環(huán)境提供許多有用的資料。

鉆孔遺跡（圖源@Wilson44691）

參考資料：

[1] Gutiérrez De La Cruz, Liseth Vanessa. (2004). Geological Structures and Maps - A PRACTICAL GUIDE Richard J. Lisle 2004.

[2] ?imo, Vladimír & Starek, Du?an & Toma?ovych, Adam & Fekete, Kamil & Ol?avsky, Mário & ?urka, Juraj. (2014). 5th Workshop on Ichnotaxonomy - Abstracts and Guide Excursion. 10.13140/2.1.4360.0329.

[3] Das, Gautam. (2016). Bedforms and their Hydrodynamic Interpretations from the Thakuran Drainage Basin of the Sunderbans, Eastern India. Earth Science India. 9. 10.31870/ESI.09.2.2016.7.

[4] 馮增昭. 中國(guó)沉積學(xué)[M]. 石油工業(yè)出版社, 1994.

[5] Daniel Mikes. Reservoir characterisation and upscaling[M]. VDM Verlag Dr. Müller, 2011.

NOAA,、GEOCACHING,、、YouTube,、維基百科,、搜狐等

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來(lái)自：北京大漠 > 《環(huán)境》

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