第三章  沉积岩的构造与颜色...         1                      

第一节 碎屑岩的构造概述...         3                      

第二节  物理成因的沉积构造...         3                      

一、流动构造...         3                      

二、准同生变形构造（penecontemporaneousdeformationstructures）...         11                      

三、暴露成因的构造...         12                      

第三节  化学成因的构造（Chemical genetic    strucutres）...         13                      

一、结晶构造...         13                      

二、压溶构造...         13                      

三、增生与交代构造...         14                      

第四节  生物成因的沉积构造（Organic genetic    structures）...         15                      

二、生物扰动构造（bioturbationstructure）...         15                      

三、生物生长构造——叠层构造...         15                      

四、植物根痕迹(Rootimprint).         16                      

第五节  沉积岩的颜色（Colors of sedimentary    rocks）...         16                      

一、沉积岩颜色的成因类型(Genetictypesofcolorsofsedimentaryrocks)          16                      

二、引起沉积岩颜色的原因(Causesresultingincolorsofclasticrocks)          16                      

三、颜色的意义和描述方法(Significanceanddescriptionmethodsofcolors)          17                      

第三章 沉积岩的构造与颜色    

（Structures and colors of sedimentary rocks）  

学时：6学时（其中理论教学4学时、实验2学时）    

基本内容：    

①基本概念：沉积构造、层理、纹层、层序、层系组、水平层理、平行层理、斜层理、交错层理、板状交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理、爬升交错层理、羽状交错层理、压扁层理（脉状层理）、波状层理、透镜状层理、递变层理、韵律层理、均质层理、层面构造、波痕、泥裂、槽模、沟模、晶体印痕、结核、生物遗迹构造、继承色、自生色、次生色  

②基本原理：描述层理的的一些基本术语、层理的分类及主要类型、层理的研究意义及研究方法、三种成因类型波痕的特征、不同类型沉积构造与沉积环境的关系、碎屑岩颜色的成因意义    

重点与难点：描述层理的的一些基本术语、‚层理的分类与基本类型、ƒ各交错层理的特征、„各类层理的特征与其形成时的水动力条件之间的关系、…常见层面构造的特征及其环境意义    

教学思路：①本部分内容备有录相片和大量实物图片，在课堂教学中将充分利用，以增强学生的感性认识；②在介绍沉积构造分类的基础上，分别讲解机械成因、化学成因和生物成因的沉积构造，在机械成因的沉积构造中重点介绍波痕和层理；③简要介绍碎屑岩的颜色及其成因意义。④引导同学们利课余时间观看《沉积构造与环境解录相片》和长江三峡标本长廊。    

主要参考书:  

①冯增昭主编《沉积岩石学》上册第四章，石油工业出版社，1993.  

②曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第四章，地质出版社，1986.

③《沉积构造与环境解释》编著组编著《沉积构造与环境解释》，科学出版社，1991.

④何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第四章，江汉石油学院，2003.

复习思考题：  

①何谓层理?层理的基本类型有哪些?试述每种层理的形态特点、成因及环境意义，并用图表示。    

②试述流动体制、底床形态和层理类型之间的关系，并用图表示。    

③试述流水型交错层理和浪成交错层理的形成机制和主要控制因素。    

④试述层理的研究意义和研究方法。    

⑤何谓层面构造?试述与机械成因有关的主要层面构造类型的形态特点、成因机制及环境意义。    

⑥试对比不同成因类型（浪成的、流水的、风成的）波痕的特点及指数变化范围。    

⑦试举例说明波痕的研究意义。    

⑧何谓同生变形构造?它包括哪些类型?试述每种类型的形态特点、成因及环境意义。    

⑨试述晶体印痕特点、成因及指相意义。    

⑩试述结核的成因类型及其形成机理以及研究结核的地质意义。图示同生、成岩、后生等结核与层理的关系。    

⑾何谓生物成因构造?何谓痕迹化石?以塞拉克（Seilacher,1964）研究成果为例，指明复理式和磨拉式沉积中的主要痕迹化石类型。    

⑿与实体化石比较，痕迹化石在相分析中有哪些优点?  

⒀何谓自生色、继承色、次生色?试以粘土岩为例，说明自生色产生的原因。并说明自生色在岩相石地理研究中的意义。  

教学内容提要：    

第一节 碎屑岩的构造概述    

1．构造—岩石各组成部分的空间分布和排列方式（or组成岩石的颗粒彼此间的相互排列关系）。  

“沉积构造”——指的是沉积物在沉积时到石化之前由物理、化学、生物等作用在沉积物内部或者沿着沉积物与流体界面所形成的构造。  

2．研究意义——可以确定沉积环境、确定地层的顶底和层序、分析恢复水流系统以及指出水流状态等。  

3．分类  

沉积构造        

机械成因构造        

流动成因的        

波 痕        

层 理        

侵蚀成因的        

同生变形成因的        

暴露成因的        

化学成因构造        

盐和冰晶体印痕        

结核        

生物成因构造        

第二节  物理成因的沉积构造    

一、流动构造  

（一）波痕（ripple mark）（重点）  

波痕是非粘性的砂质沉积物层面上特有的波状起伏的层面构造。  

波痕是保留在层面上的底沙形体痕迹，在层内的痕迹就是层理。  

所以说，波痕是风、水流或波浪等介质的运动，在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。  

波痕要素包括波长（L）、波高（H）、波痕指数（RI）和波痕不对称指数（RSI）。  

波长（L）—两个相邻波峰或波谷之间的水平距离。  

波高（H）—波峰与波谷之间的高差。  

波痕指数（RI）=L/H，表示波痕相对高度及起伏情况。  

波痕不对称指数（RSI）=                         ，表示波痕的不对称程度。  

波痕的形态大小差别很大，种类繁多，按成因可大致分为三种类型：浪成的、流水的和风成的。  

1．浪成波痕（wave ripple）  

（1）成因：由产生波浪的动荡水流形成，常见于海、湖浅水地带。  

（2）特点：波峰尖锐、波谷圆滑、形状对称，RS1≈1，RI=4～13（多为6～7）  

浪成波痕  

2．流水波痕（current ripple）  

（1）成因：由定向流动的水流形成，见于河流和和存在有底流的海湖近岸地带。  

（2）特点：波峰波谷均较圆滑，呈不对称状，RSI>2（2.5），RI>5（8～15），陡坡指示水流方向。  

                             小型的，L30m

流水波痕  

3．风成波浪（aeolianripple）  

（1）成因：由定向风形成，常见于沙漠、海、湖滨岸的沙丘沉积中。  

（2）特点：呈不对称状，不对称度比流水波痕更大，RI=10～70，陡坡倾向与风向一致。  

4．修饰波痕（modifiedripple）和叠置波痕（compoundripple）  

由于水位，水流和波痕方向、浪基面的变化，而导致早先形成的波痕被修饰改造而形成修饰波痕，或在早先形成的大波痕的基础上重叠小波痕，形成叠置波痕。  

5．波痕研究意义  

（1）根据波痕类型可以了解岩石形成条件。  

（2）不对称波痕指示介质的流动方向。  

（3）浪成波痕可指示地层的顶底。  

（4）海、湖波痕在平面上的分布有平行滨线的趋势。  

（5）波痕的形态和分布，是识别沉积环境的重要依据。  

6．研究方法  

（1）测量波峰走向、陡坡倾向和倾角、波长、波高，不对称度。  

（2）波痕在平面上的分布。  

（3）测量大量波峰走向、陡坡倾角，编制玫瑰图。  

（二）冲刷痕（scour marks）  

水流在泥质沉积物表面流动时冲刷出来的痕迹称为冲刷痕（scourmarks）。形成于泥质沉积物表面上的冲刷痕，通常以上覆砂质层底面上的铸型形式保在下来。  

1.槽痕（flutemarks）  

2.槽模（flutecasts）  

3．纵向脊与沟（longitudinal ridges and furrows）  

（三）压刻痕（press marks）  

水流所携带的物体在松软的沉积物表面上运动时所刻蚀或刻划出来的痕迹称为压刻痕或工具痕（tool marks）。  

1.沟痕（groove marks）  

2. V形痕（chevron marks）  

3.戳痕（prod marks）  

4.弹跳痕（bounce marks）  

5.刷痕（brush marks）  

6.跳跃痕（skip marks）  

7.滚动痕（roll marks）  

8.大型滑动痕（large-scale slide marks）  

（四）其它表面痕迹  

1.细流痕（rill marks）  

2.冲淤构造（scour-and-fill structures）  

3.冲蚀构造（washout structures）  

4.冲流痕（swash marks）  

5.剥离线理（parting lineation）  

这种构造常出现在具有平行层理的薄层砂岩中，沿层面剥开，出现大致平行的非常微弱的线状沟和脊，常代表水流方向。  

它是砂粒在平坦床沙上作连续的滚动留下的痕迹。所以与平行层理共生。  

6.水位痕（water level marks）  

（五）层理（bedding）  

        1. 基本术语  

（1）层理  

（2）纹层  

（3）层系  

（4）层系组  

（5）层  

层理是沉积岩最典型最重要的特征之一。它是沉积物沉积时水动力条件的直接反映，也是沉积环境的重要标志之一。  

层理：岩石性质沿垂向变化的一种层状（bedding）构造，它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变和渐变而显现出来。岩石因层理的存在而显出岩石的非均质性。  

纹层：组成层理的最基本的最小的单位，纹层之内没有任何肉眼可见的层，亦称细层Lamina。  

成因：在一定条件下同时沉积的  

厚度：小，一般数mm～数cm

层系—由许多在成分、结构、厚度和产状上近似的同类型纹层组合而成。它们形成于相同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的产物。（set）  

层系组—由两个或两个以上岩性（成分、结构）基本一致的相似层或性质不同组成因上有联系的层系叠覆组成，其间没有明显间断。也称层组。（coset）  

层—组成沉积地层的基本单位。（bed）  

由成分基本一致的岩石组成，它是在较大区域内，在基本稳定的自然条件下沉积而成的。  

一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组。层没有限定的厚度，其厚度变化范围很大，可自数mm～数十米，通常是几cm～几十cm。按厚度，可以划为：  

层的类型        

单层厚度        

块状层        

（>1m）(or >2m)

厚层        

（1.0～0.5m）(or 2.0～0.5m)

中层        

（0.5～0.10m）        

薄层        

（0.10～0.01m）        

微细层或页状层        

（流水的侵蚀速率时，可保存连续的波状层理。  

在水介质稍浅的地区，如海、湖的浅水地带和河漫的滩等地区较常见。  

2.3交错层理  

最常见的一种层理。在层的内部边一组倾斜的细层（前积层）与层面或层系界面相交。又称斜层理。  

按其层系厚度可分为小型（200cm）交错层理。  

这种层理是沉积介质（水流及风）的流动造成的。当介质具有一定流速时，  

底床上可以产生一系列的沙波，这种沙波顺层流动的结果，在陡坡一侧形成了由一系列纹层组成的斜层系，纹层倾向表示介质流动方向。斜层系互相平行或彼此切割构成不同形态的交错层理。  

根据层系与上下界面的形状和性质，通常可以将交错层理分为三种基本类型：板状、楔状、槽状交错层理。  

（1）板状交错层理（tabularcrossbedding）  

层系之间的界面为平面而且彼此平行。大型板状交错层理在河流沉积中最为典型。  

（2）楔状交错层理（wedge-shapedcross-bedding）  

层系之间的界面为平面，但不互相平行，层系厚度变化明显呈楔形。层系间常彼此切割，纹层的倾向及倾角变化不定。常见于海、湖浅水地带及三角洲地区。  

（3）槽状交错层理（troughcrossbedding）  

层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。在横切面上，层系界面是槽状，纹层与之一致也是槽状；在纵切面上，层系底界面呈弧状，纹层与之斜交。顶视为重叠的瓣状。  

大型槽状交错层理系底界冲刷面明显，底部常有泥砾。多见于河流环境中。  

在确定交错层理类型时，最好有三度空间或至少有两个断面的露头。∵在不同的断面上，层系或细层可以有不同的形态。  

（4）其它类型的交错层理  

①爬升波纹交错层理（Climbingripplebedding）  

亦称上叠波纹交错层理，也是沙波迁移的产物。  

在沙波向前过移的同时，有大量沉积物特别是悬浮物供给，沙波依顺流方  

向沿其背部向上爬升增长，使后一层爬叠在前一层系之是，形成具有爬升特点的交错层理。  

这种层理的形成反映了悬浮载荷与底载荷的关系。  

②羽状交错层理（herringbonecrossbedding）  

一种特殊类型的交错层理。其特点是经纬度层平直或微向上弯曲，相邻斜层系的纹层倾向相反，延伸至层系界面进彼此呈锐角相交，呈羽毛状。这种层理是在具有反向水流存在的情况下形成的。  

③浪成波纹交错层理（Wave-ripplebedding）(oscillationcrossbedding)

由浪成沙波迁移形成的。  

③冲洗交错层理（Swashcrossbedding）  

也称低角度交错层理。其特点是层系界面和纹层平直，层系呈楔状以低角度相，一般2～10°，多向海倾斜。主要出现于前滨环境中  

④丘状交错层理（hummockycrossbedding）  

由一些大型的宽缓波状层系组成，外形上象隆起的圆丘状，向四周缓倾斜。  

⑤洼状交错层理（swaleycrossbadding）  

是彼此以低角度变切的浅洼坑，其中充填的细层与浅洼坑底界面平行，而向上变成很缓的波状并近于平行的层理。  

⑥风成交错层理（aeoliancrossbedding）  

风的吹扬作用可形成风砂流，风砂流的流动成床沙形体迁移，从而形成风成效错层理。  

层系厚度较大（巨大），几十cm～几m。前积纹层多角度倾斜，25°～34°。  

2.4压扁层理和透镜状层理  

这是在砂、泥沉积中的一种复合层理。它是由压扁层理（又称脉状层理flaser bedding）、波状复合层理和透镜状层理（lenticular bedding）组合而成。  

这种复合层理的形成，说明环境有砂、泥供应，而且水流活动期与水流停滞期交替出现。主要发育在粉砂岩、泥质粉砂岩与泥岩、粉砂质泥岩互层的地层中。主要形成于潮下带和潮间带。  

2.5．递变层理  

又称粒序层理（gradedbedding），是具有粒变递变的一种特殊层理。  

其特点由底向上至顶部颗粒逐渐由粗变细，除了粒度变化外，没有任何内部纹层。主要由浊流形成。  

2.6．韵律层理(rhythmicbedding)

在成分、结构和颜色方面的不同的薄层作有规律地重复出现而组成的。  

成因：物质搬运或产生方式有规律地发生交替变化造成的。  

（1）潮汐环境中的韵律层理  

（2）季节性变化产生的韵律层理  

2.7．均质层理  

通常称块状层理（massivebedding），是一种呈现大致均质外貌，不具任何纹层构造的层理。  

其特点内部物质均匀，组分和结构都无分异现象。  

成因：（1）悬浮物质快速沉积，（2）浊流，（3）生物扰动  

3.流动体制、底床形态及其与层理形成的关系（自学）  

4.层理的意义及其研究方法  

研究意义  

（1）有助于正确划分和对比地层、恢复地层产状。  

（2）交错层理是最有价值的指向构造，可以确定古水流系统。  

（3）根据层理类型，可以推断沉积环境。  

研究方法  

（1）确定层理类型及其在剖面中的组合关系。  

（2）查明层理显现的原因。  

（3）详细描述层理的内部特征。  

（4）必须进行交错层理的定向测量。  

（六）叠瓦状构造（imbricatedstructures）  

主要是指扁平砾石在流水的作用下均向同一方向排列的现象。砾石的叠瓦形式与流水方向的关系，最常见的是迎流叠瓦，即砾石的最大扁平面的倾斜方向与水流方向相反。  

二、准同生变形构造（penecontemporaneousdeformationstructures）  

准同生变形构造是指在沉积作用的同时或在沉积物固结成岩之前处于塑性状态时发生变形所形成的各种构造。这类构造通常是局部分布的，基本上局限于上、下未变形层之间的一个层内。  

（一）负载构造（loadstructures）  

也称负荷构造、重荷模（loadcasts）等  

是指覆盖在泥质岩之上的砂层底面上的瘤状突起。  

它是由于下伏的含水塑性软泥承受了不均匀的负载，使上覆砂质物陷入下伏泥质物中而产生的。  

形状很不规则，一般不对称，排列杂乱，大小不一，几mm～几dm。  

当下伏软泥中的纹层发生畸变时，常被向上挤入夹于下垂的负载构造之间，呈薄的舌状体，称之为火焰状构造。  

负载构造多在浊积岩中保存良好。  

（二）球枕构造（ballorpillowstructures）  

砂球和砂枕构造（ball-andpillowstructure）  

主要出现在砂、泥互层并靠近砂岩底部的泥岩中，是被泥质包围了的紧密堆积的砂质椭球体或枕状体。  

大小几cm～几m，一般不具内部构造。  

多数人认为，球枕构造是砂层断裂，然后陷入下伏泥质岩中形成的。  

（三）滑塌构造（slumpstructure）  

是指斜坡上未固结的沉积物在重力作用下发生滑动而形成的变形构造。  

这类构造常局限于一定层位中，与上、下岩层呈突变接触。  

一般伴随快速沉积而产生，它是水下滑坡的良好标志。多出现在三角洲的前缘、礁前、大陆斜坡及海底峡谷前缘。  

（四）包卷层理（构造）（convolutebedding（structure））  

或称包卷构造、旋卷层理、扭曲层理、揉皱层理、卷曲层理等。  

是指在一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象。  

它常被限于一个层内连续分布，并显示出小型开阔向斜和紧密背斜的复杂现象。  

主要见于较薄层粗粉砂层或细粉砂层中，可以是硅质的或碳酸盐质的。  

有多种成因解释：（1）沉积物的液化作用，（2）孔隙水的泄水作用。  

在浊流沉积中较为常见。  

（五）碟状构造（dishstructures）  

由模糊的形如碟状的上凹纹层组成，直径一般为几cm。它们在横向上断续分布，垂向上互相重叠，其间的泄水通道的砂柱分开。  

一般认为，碟状构造的形成与快速堆积的沉积物中孔隙水的向上泄出引起颗粒重新排列有关，因而又称泄水构造（water-escapestructure）。  

主要出现在迅速沉积并饱含孔隙水的砂岩中，尤其是重力流沉积中。  

（六）坑丘构造（pitandmoundstructures）  

当沉积物中所含的气体或水分穿过沉积层向上运动到沉积表面时，就形成坑丘。  

三、暴露成因的构造  

沉积物露出水面（或在水面附近），处于大气中，表面逐渐干涸收缩，或者受到撞击而形成的层面构造，如干裂、雨痕、泡沫痕等。这些沉积构造具有指示沉积环境及古气候的意义。  

（一）雨痕及冰雹痕（raindropimpression&hailprint）  

雨痕、冰雹痕是雨滴或冰雹降落在泥质沉积物的表面，撞击成的小坑。  

（二）泥裂（干裂）（mudcrack）  

它是沉积物露出水面时因曝晒干涸所产生的收缩裂缝。  

在平面上呈多角形或网格状龟裂纹，断裂面形状呈“V”字形，也可呈“U”字型。  

常见于粘土岩和碳酸盐岩中。  

（三）流痕（currentmark）  

流痕是在水位降低，沉积物即将露出水面时，薄水层汇集在沉积物表面上流动时形成的浸蚀痕。一般呈齿状、梳状、穗状、树枝状、蛇曲状等。  

（四）泡沫痕（foamimpressions）  

是沉积物近于出露水面时，水泡沫在沉积物表面暂停留所留下的半球形小坑，坑壁光滑，边缘凸起，很象小的痘疤，常成群出现，大小悬殊。  

第三节  化学成因的构造（Chemical genetic strucutres） 

这类构造是指在成岩作用过程中和其以后由化学作用所形成的构造。这类次生成因的沉积构造金星沉淀和溶解二种作用的结果。如晶体印痕、结核、缝合线、叠锥等。  

一、结晶构造  

（一）晶体印痕与假晶（crystalimprintsandcrystalpseudomophos）  

如果条件适宜，在松软沉积物表面上可形成盐类和冰等物质的结晶体，这些晶体后来由于溶融、溶解作用等而消失，从而在层面上留下特殊的晶体印痕。  

晶体印痕一般在泥质沉积物中容易保存。  

常见的有石盐晶体印痕（石盐假晶）、石膏晶体印痕（石膏假晶）、冰晶印痕等。  

（二）鸟眼与窗孔构造（bird-eye,fenestralstructures）  

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。  

主要出现在潮上带和潮间带上部的沉积物中。  

成因：气泡成因、收缩成因、生物成因等  

（三）示顶底构造(geopetalstructure)

在碳酸盐岩的原生孔洞中，有两种不同的充填物，在孔洞的底部或下部，为泥屑、粉屑等内碎屑充填，色较暗；孔洞的顶部或上部为亮晶方解石充填，色较浅，两者之间界面平直，能表示岩层的顶和底。  

二、压溶构造  

（一）缝合线（styolite）  

缝合线常见于碳酸盐岩中，但也出现在石英砂岩、硅质岩及蒸发岩中。  

缝合线是一种裂缝构造。  

在岩层的切面上，它呈现为锯齿状的曲线——缝合线  

在平面上，它呈现的参差不齐凹凸起伏的面——缝合面  

从立体上看，这些凹下或凸起的大小不等的柱体——缝合柱  

缝合线大小：1mm～几十cm（起伏）  

产状：有的与层面平行，甚至与层面一致，有的则与层面交叉。  

成因：压溶  

（二）叠锥构造（cone-in-conestructures）  

叠锥常见于泥灰岩、钙质泥岩中，也可见于石灰岩和方解石脉中。  

它是由一连串漏斗状锥体套叠在一起所组成。  

锥体一般垂直于层面或脉壁，在层面上呈同心圆状，纵切面上呈“V”字型套叠。锥高一般1～10cm，锥顶角30～60°。  

叠锥为纤维状方解石组成，其C轴和锥轴大致平行排列，具波状消光。  

三、增生与交代构造  

（一）结核（concretion）  

1．结核是岩石中自生矿物的集合体。这种矿物集合体表现为在成分、结构、颜色等方面与围岩有显著判别的不规则团块。  

2．成因：主要是未固结岩石中的呈溶液状态的分散物质，重新分配和集中并逐渐增长而成。  

3．特征：  

（1）形状：球状、椭球状、饼状或不规则状  

（2）大小：