三、特殊沉积岩类

除去上述,还有一些沉积岩是在特殊地质条件下形成的,它们不属于正常分类系统,但这类岩石对于恢复古地理环境,阐明地球历史当中的一些事件,具有特殊的意义,故日益引起人们的重视,现择其要者介绍如下:

(一)风暴岩

指在风暴天气影响下在水盆地特别是在海洋中形成的沉积岩。当风暴天气发生时:

  1. 在海洋中会一时掀起强大的涌浪,造成大片海面升高,海水流速增大,波浪传播加深(超过正常天气浪基面的深度,可以深达几十米甚至到达200m 深度),因而常将海底沉积物中的细物质簸出,形成混浊的密度流;

  2. 这种风浪对原海底沉积物有很大的侵蚀作用,常形成侵蚀基底面,在基底面上形成冲蚀坑,上覆泥砂等填充其中,形成填充构造;

  3. 风暴涌浪还经常挖掘出海底浅埋藏物质,包括各种完整的生物化石, 再加上新冲刷来的化石碎片,形成混合的生物组合;

  4. 风暴作用不但使沉积物高速流动,还形成较强的往复运动,时常改变方向,或发生旋卷,使其呈杂乱状或旋卷状排列;

  5. 涌浪一般在不太长时间内,能量即迅速衰减,产生向海密度流,在陆棚上或携带陆棚边缘物质在潮下沉积形成粒级递变层(即泥砂由粗到细逐渐沉积而成的层),而在海水较浅的底部还可以形成波状沙垅,使沉积物具有交错层理;

  6. 风暴层多位于侵蚀底面上,厚几毫米、几厘米到十数米,常呈透镜状、口袋状;

  7. 前边曾讲到一种叫竹叶灰岩的碳酸盐岩,是我国北方上寒武统中广泛分布的岩石,近年有人指出有些竹叶灰岩的“竹叶”(扁砾)排列杂乱,无一定方向,或呈涡卷排列,认为是在强烈振荡水流影响下形成的一种风暴岩。

(二)浊积岩

指浊流沉积形成的各类沉积岩。浊流理论认为,由于地震、风暴、海底火山爆发等原因,把陆棚浅海底上的陆源沉积物搅动起来,形成阵发性的混浊的高密度流(即含有大量泥沙等物质的水流),并把陆源沉积物冲刷到大陆坡上去;由于大陆坡上发育大冲沟或峡谷,再加上重力滑塌作用,许多陆源物质包括巨大碎屑及陆地和浅海生物化石,又可以被搬运到大陆坡脚和深海底,在那里沉积下来,形成浊积岩(图 4-18)。这样一来,过去所谓深海沉积中没有陆源物质便给否定了;同时过去认为在海相沉积岩中为什么不见深海相、半深海相沉积岩之谜也解决了。因此浊流理论的提出和浊积岩的发现,对于改变和研究沉积模式以及根据沉积相恢复古地理面貌具有重要意义。

浊积岩的主要特征是:

  1. 碎屑成分比较复杂,陆源物质较多,碎屑磨圆度不好,分选也不太好

(来自海滨物质除外),常含有异地搬运来的浅水动物化石(如大型介壳、浅水底栖动物化石等)和植物化石及其碎片等;

  1. 浊积岩的每一个单元(即一次阵发性泥沙密度流形成的沉积),往往下部物质较粗,有时含有砾石,如含砾砂岩等,向上物质变细,顶部常为泥岩、泥灰岩;下部常形成递变层理,向上逐渐变为微细水平层理,最上变为不甚清晰层理。A.H.鲍马曾归纳出浊积岩的沉积序列,称鲍马序列,但由于顶部往往被后期密度流所冲刷,事实上很少存在完整的序列;

  2. 浊积岩的一个沉积序列的厚度不大,但许多个单元积累在一起,则常形成很大的厚度,达数百至上万米,并显示很好的沉积韵律(即多次重复的互层状);

  3. 由于浊流的前部富含粗物质,流速也大,具有很强的侵蚀力,故常在流经底部泥质表面时形成一系列有方向性的冲槽、冲沟,并很快地被砂等浊积物所充填,在沙岩层底面形成其铸模,即槽模、沟模等;或由于迅速沉积在底部软泥上的浊积砂具有不均匀的荷重,在砂岩底部铸上高低不平的荷重模;

  4. 典型的浊积岩分布面积很广,可达 1 万至 10 万 km2 以上;

  5. 因厚度大、粗细物质交替,常形成油田较好的生(油层)储(油层)

    盖(层)组合;

  6. 前述风暴岩,实际上也可以归入浊积岩的系统,是浪成浊流的产物。