四、沉积岩的构造

沉积岩在沉积过程中，或在沉积岩形成后的各种作用影响下，使其各种物质成分形成特有的空间分布和排列方式，称为沉积岩的构造。它不仅构成沉积岩的重要宏观特征，而且还可据以恢复沉积岩的形成环境。

（一）层理构造

沉积岩在沉积过程中，由于气候、季节等周期性变化，必然引起搬运介质如水的流向、水量的大小等变化，从而使搬运物质的数量、成分、颗粒大小、有机质成分的多少等也发生变化，甚至出现一定时间的沉积间断，这样就会使沉积物在垂直方向由于成分、颜色、结构的不同，而形成层状构造，总称为层理构造。

在一个基本稳定的物理条件下所形成的沉积单位叫做层；层与层间常代表一个沉积条件的突变面，或代表一个侵蚀面。一个层的顶面或底面叫做层面。层面可以是平的，也可以是波状起伏的。有的层很厚，有的层很薄，层厚可以反映在单位地质时间内沉积的速度。根据层厚可以分为：块状（层厚

＞100cm）、厚层（50—100cm）、中厚层（10—50cm）、薄层（1—10cm）、微层（页片层，0.1—1cm）等类型。在一套岩层中层的厚薄变化可以反映沉积环境的变化频率。

根据层理的形态，可以分为水平层理、波状层理和斜层理。

在一个层内的微细层理比较平直，并与层面平行，称为水平层理（图 4-9 上部）。这种层理主要是在水动力条件微弱、平静环境条件下形成的，多形成于闭塞海湾、较深的海、湖泊、潟湖、沼泽、河漫滩等比较稳定的沉积环

境。

波状层理是微细层理呈波状起伏，但总的方向平行层面的层理。波状形态对称或不对称，规则或不规则，连续或断续这种层理主要是在较浅的湖泊、海湾、潟湖等处由于波浪的振荡作用形成的。单向水流对于河漫滩沉积也可形成不对称波状层理。

如果层内的微细层理呈直线或曲线形状，并与层面斜交，则称斜层理（图4-9 下部）。若各微细层理均向同一方向倾斜，可称单向斜层理（或简称斜层理），这种层理主要由河流形成。在河床上常常形成垂直于流水方向的砂垅，在河流搬运过程中砂垅逐渐向前移动，形成了斜层理（图 4-10）。层理的倾向代表流水的方向。在湖滨、海滨三角洲中也有显著的斜层理。有时斜层理的倾斜方向互不一致，可称交错层理。在滨海浅海地带，由于海水运动方向反复不定，或在风成堆积中由于风向多变，都可形成交错层理。

上述波状层理、斜层理、交错层理，一般都反映海中或陆地上的浅水环境（风成者除外），因而可以据以恢复沉积时的古地理环境。

根据沉积物的颗粒粗细分异情况，可以分为递交层理（粒序层理）和块状层理。速变层理是在一个层内颗粒由下向上由粗逐渐变细的层理。其中又有两种类型，如图 4-11a，在下部没有细小颗粒，当水流速度和强度逐渐减弱的情况下常形成这种层理。如图 4-11b，在由粗变细的颗粒中还夹杂着细小颗粒，在携带各种大小颗粒的浊流或悬浮流中常沉积形成这种层理，这种类型是最多的一种。块状层理是层内物质均匀或者没有分异现象、层理不很清楚的一种层理，这种层理常因沉积物快速堆积而成。

（二）层面构造

在沉积岩层面上常保留有自然作用产生的一些痕迹，它不仅标志着岩层的某些特性，而更重要的是记录下来岩层沉积时的地理环境。

波痕在现代河床、湖滨、海滩以及干旱地区的沙丘表面上，常形成一种由流水、波浪、潮汐、风力作用产生的波浪状构造，称为波痕（图 4-12）。这种构造也常保留在沉积岩层的层面上。波痕经常保存在砂岩中，但在泥灰岩、薄层灰岩中亦可见到。

沉积岩中最常见的是流水波痕和浪成波痕。流水波痕形态不对称，波峰波谷均较圆滑，陡坡方向代表流水方向。浪成波痕对称性显著，波峰尖锐，波谷圆滑。这两种波痕都反映浅水（河流、海滨、湖滨等）沉积环境（因为波浪的作用只能达到一定深度）。但前者是在流水条件下，而后者是在静水条件下形成的。在沙漠及湖海滨岸带砂丘沉积物中，还常见到风成波痕，此类波痕不对称的程度更高，陡坡倾向与风向一致（图 4-13）。

波痕构造在岩层的纵剖面或横剖面上常与一定类型的斜层理相适应。如图 4-14，为一种不对称波痕及其相关的斜层理构造块状示意图；从图 4-10 中亦可看出这种相应关系。

干裂出现代河滩、湖滨、海边等泥质沉积物上，常可见到多角形的

裂纹，称为干裂，又称泥裂（图 4-15）。在沉积岩层面上亦可见到干裂（图 4-16），它是在沉积当时沉积物未固结即露出水面，受到日晒，水分蒸发，体积收缩而产生的。裂纹常具上宽下窄形态，其中被泥沙填充，充填物与上覆岩层的成分相当。干裂多见于泥岩、泥质砂岩中，在碳酸盐岩中亦偶有可见。干裂常指示海滨、河床、湖滨等浅水环境及阳光充足的干燥气候条件。 3.盐类的晶体印痕和假象 在某些泥质岩石的层面上，有时可以看到

盐类晶体的凹入印痕或凸起的晶体假象。其成因可能是多种的：例如在含盐度高、蒸发量大的咸水盆地沉积物中，常有石盐、石膏等晶体形成。由于成岩作用或后生作用，使沉积物失水、压缩、厚度减薄，而盐类晶体比泥质物质收缩小，因而突出于层面上，当新沉积物覆盖其上时，这凸出的晶体便嵌入上覆岩层，并在上覆岩层底面留下凹入的晶体印痕。还有一种情况，当泥质沉积物中有盐类晶体结晶出来，后来又被咸水所覆，使晶体溶解并留下其晶体外形的空洞，然后在其上又堆积了泥沙，这样上覆岩层的底面便有凸出的晶体假象嵌入下边的岩层之中。如在我国华北下寒武统馒头组页岩中，常见有食盐的晶体印痕和假象。这种层面构造常反映沉积当时的干燥环境。

雨痕雨点降落在未固结的泥、砂质沉积物的表面，可形成圆形或椭圆形凹坑，直径 2—3mm（有时可达 15mm），深约 1—2mm，边缘稍高。这种构造有时可以保留在沉积岩的层面上。
生物痕迹 指动物在未固结的沉积物表面活动时所留下的足痕（脚印）、爬痕、虫孔等，后被沉积物覆盖而保留在岩层中。常见的有恐龙足痕、动物爬痕、虫孔等。

（三）结核

在沉积岩中常含有与围岩成分有明显区别的某些矿物质团块，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。其大小不一，从数厘米到数十厘米甚至数米。其分布有的呈层状，有的顺层呈串珠状。根据成因，可以分为：

原生结核 指在沉积过程中某些矿物质或化学成分，围绕它种物质质点层层凝聚而成的结核。如石灰岩中含有燧石结核，砂岩中含有铁结核，此外还有黄铁矿、菱铁矿、磷灰石等结核，现代海底有大量的铁锰结核。这种结核体一般不穿过层理（图 4-17A）。
后生结核 指岩石生成以后，含矿物质的溶液从层间淋滤渗入，围绕某些中心沉淀，或者与岩石中某些物质进行交代而成的结核。其特点是结核穿过层理（图 4-17B）。黄土中的石灰结核属于后生结核。

由于风化作用，可以形成类似结核的团块，称为假结核。例如有些岩石被纵横裂隙分割成许多几何形状的小块，然后含氢氧化铁的溶液沿裂缝渗入，并溶解岩石，最后被分割的岩石小块变成被褐铁矿包围的假结核形状。

（四）生物遗迹构造

在沉积岩中，特别是在古生代以来的沉积岩中，常常保存着大量的种类

繁多的生物化石，这是沉积岩区别于其它岩类的重要特征之一。根据化石不仅可以确定沉积岩的形成时代，研究生物的演化规律，而且还可了解和恢复沉积当时的地理环境。