碎屑巖的構(gòu)造和顏色(名牌石油院校講義)

第五章碎屑巖的構(gòu)造和顏色第一節(jié)沉積構(gòu)造的分類第二節(jié)層理第三節(jié)層面構(gòu)造第四節(jié)變形構(gòu)造第五節(jié)化學(xué)成因構(gòu)造第六節(jié)生物成因構(gòu)造第七節(jié)碎屑巖的顏色第一節(jié)沉積構(gòu)造的分類1．概念：指沉積巖的各個(gè)組成部分之間的空間分布和排列方式，或指組成巖石的顆粒彼此間的相互排列關(guān)系。第一節(jié)沉積構(gòu)造的分類2．分類按成因加形態(tài)來(lái)分：

碎屑巖構(gòu)造機(jī)械成因生物成因化學(xué)成因?qū)永碜冃螛?gòu)造層面鹽及冰晶印痕痕跡化石結(jié)核植物印痕和小根生物攪動(dòng)構(gòu)造平行層理交錯(cuò)層理波痕泥裂負(fù)載構(gòu)造滑塌構(gòu)造成因第二節(jié)層理一、基本術(shù)語(yǔ)1.基本概念:層理：是巖石性質(zhì)沿垂向變化的一種層狀構(gòu)造?？梢酝ㄟ^(guò)礦物成分、結(jié)構(gòu)、顏色的突變或漸變而顯現(xiàn)出來(lái)。2.基本術(shù)語(yǔ):(1)紋層（細(xì)層）(2)層系(3)層系組（層組）(4)層(5)層理和層的規(guī)模第二節(jié)層理第五章碎屑巖的構(gòu)造和顏色圖5-1層理類型及有關(guān)術(shù)語(yǔ)圖5-2交錯(cuò)層理的基本類型（1）紋層（細(xì)層，laminae）厚度極小同一紋層在相同水動(dòng)力條件下同時(shí)形成組成層理的最小宏觀單位（2）層系（單層，asinglebed）

多個(gè)成分、結(jié)構(gòu)、厚度和產(chǎn)狀近似的紋層組成相鄰層系由層系界面分開(kāi)（3）層系組由兩個(gè)或兩個(gè)以上巖性相似或成因有聯(lián)系的層系組成在同一環(huán)境、不同時(shí)間、相似水動(dòng)力條件下形成

（4）層組成沉積地層的基本單位巖石成分基本一致，有清晰的頂?shù)捉缑妫▽用妫用娲砹藷o(wú)沉積或沉積作用突然變化的間斷面。一個(gè)層可以包括一個(gè)或若干個(gè)紋層、層系或?qū)酉到M

（5）、層理和層的規(guī)模層按厚度劃分塊狀>1m厚層1～0.5m中層0.5～0.1m薄層0.1～0.01m頁(yè)狀層<0.01m層理按層系的厚度劃分大型>10cm中型10~3cm小型<3cm

第二節(jié)層理二、層理分類及主要類型層理分類：主要類型：1、水平層理2、過(guò)渡型層理：波狀層理、透鏡狀層理、壓扁層理3、交錯(cuò)層理：板狀、楔狀、槽狀

、羽狀

4、遞變層理5、韻律層理6、均質(zhì)層理非均質(zhì)層理均質(zhì)層理遞變層理韻律層理水平層理波狀層理交錯(cuò)層理壓扁、透鏡狀層理層理?yè)?jù)組分、結(jié)構(gòu)的性質(zhì)幾何形態(tài)水平層理（horizontallamination）平行層理（parallelbedding）

共同特點(diǎn)紋層呈直線狀互相平行，并且平行于層面水動(dòng)力條件低能靜水，F(xiàn)r<<1高能急流，F(xiàn)r>1巖性細(xì)粒（粉砂巖、泥巖、灰?guī)r）較粗粒（中、細(xì)砂巖）環(huán)境深水或沼澤、瀉湖等淺水濱淺水：湖岸、海灘濁積巖其它層理通過(guò)粒度變化、重礦物富集或有機(jī)質(zhì)含量不同等顯現(xiàn)

紋層厚1～2mm，常與大型交錯(cuò)層理共生1、水平層理和平行層理平行層理主要由平行而又幾乎水平的紋層狀砂和粉砂組成，紋層厚1-2mm至12mm，是在較強(qiáng)水動(dòng)力條件下流動(dòng)水作用的產(chǎn)物。平行層理,灤河,爪村中原油田，下第三系，平行層理砂巖塔里木油田志留系平行層理不均一含油塔里木油田志留系平行層理不均一含油中原油田下第三系平行層理水平層理由相互平行，并且平行于層面的紋層組成，是在比較穩(wěn)定的水動(dòng)力條件下，由懸浮搬運(yùn)物質(zhì)沉積而成，多在細(xì)粒的粉砂和泥質(zhì)物中出現(xiàn)。塔里木油田志留系泥巖水平層理二連油田，白堊系，水平層理2、波狀層理水動(dòng)力能量小，F(xiàn)r<<1；層面波狀起伏沉積介質(zhì)中懸浮載荷和推移載荷比例不同→呈現(xiàn)出不同的形態(tài)特征

（1）波狀層理紋層呈連續(xù)的波狀，但總的方向平行于層面。主要由沉積介質(zhì)的波浪振蕩運(yùn)動(dòng)造成的，碎屑物質(zhì)供應(yīng)充足。（2）上攀波紋層理或爬升交錯(cuò)層理后一個(gè)層系爬疊在前一個(gè)層系上，砂波的迎水坡被逐漸剝蝕，只保留前積紋層，碎屑物質(zhì)供應(yīng)中等。（3）砂紋交錯(cuò)層理砂波只向前遷移，很少向上增長(zhǎng)，僅保留前積紋層。

波狀層理、上攀/爬升層理、

砂紋交錯(cuò)層理波狀上攀懸移>推移懸移≈推移砂紋懸移<推移下部平行層理,中上部波狀交錯(cuò)層理,爪村黃河,天然堤灤河階地:上攀層理,粉砂;遷安蘭若院,1990.53、交錯(cuò)層理交錯(cuò)層理（Crossbedding）斜層理，由一系列與層系界面斜交的紋層（前積層）組成，層系可以彼此平行、交錯(cuò)、切割，組成不同形態(tài)的交錯(cuò)層理。（1）

板狀交錯(cuò)層理層系界面為平面而且彼此平行，層系呈板狀。

（2）楔狀交錯(cuò)層理特點(diǎn)層系界面為平面，但不平行，層系厚度變化明顯呈楔形。出現(xiàn)環(huán)境海、湖淺水地帶和三角洲地區(qū)。

（3）槽狀交錯(cuò)層理層序底界為槽形沖刷面。橫切面，層系界面和紋層都是槽形；縱剖面，層系界面呈弧形，紋層與之斜交。頂面俯視，層系界面和紋層為重疊的花瓣?duì)?。出現(xiàn)環(huán)境多見(jiàn)于河流。

板狀交錯(cuò)層理,灤河,爪村上部平行層理下部板狀交錯(cuò)層理灤河,爪村平行層理及逆行砂丘交錯(cuò)層理,灤河,爪村大型槽狀交錯(cuò)層理,灤河,爪村槽狀交錯(cuò)層理,灤河,爪村大型槽狀交錯(cuò)層理,灤河,爪村灤河階地:大型槽狀交錯(cuò)層理,粉細(xì)砂;遷安蘭若院,1990.5槽狀交錯(cuò)層理,灤河,三沖塔里木盆地志留系交錯(cuò)層理塔里木盆地哈1井志留系不均一含油塔里木盆地塔中401井石炭系交錯(cuò)層理塔里木油田志留系低角度交錯(cuò)層理渤海油田螺灰?guī)r斜層理（4）羽狀交錯(cuò)層理羽狀交錯(cuò)層理形態(tài)呈羽毛狀或魚(yú)骨狀。相鄰斜層系紋層傾向相反，在層系界面處銳角相交漲潮流形成的前積層與退潮流形成的前積層交互而成常見(jiàn)于河流入湖、海的三角洲地帶

（5）浪成砂紋交錯(cuò)層理（wave-ripplebedding）出現(xiàn)環(huán)境海湖濱岸、陸棚和瀉湖等淺水環(huán)境。特點(diǎn)

在平行波浪傳播方向上上部層系傾向相反，呈人字形。底部層系界面不規(guī)則，波狀起伏。有時(shí)前積紋層單向傾斜，層系界面呈緩波狀，其上有泥質(zhì)紋層覆蓋。在垂直于波浪傳播方向上，紋層界面大致平行。

（6）沖洗交錯(cuò)層理是波浪向?yàn)I岸傳播時(shí)，在坡面上產(chǎn)生往復(fù)沖洗作用形成的。也稱低角度交錯(cuò)層理。

特點(diǎn)紋層和層系界面平直，以低角度相交，2～10°，細(xì)層多向海傾斜；層系頂部被切蝕而底部完整；出現(xiàn)環(huán)境后濱—前濱帶及沿岸砂壩沉積

山東日照現(xiàn)代海岸沉積,沖洗層理山東日照現(xiàn)代海岸沉積,平行層理沖洗層理不均一含油哈1井（7）丘狀交錯(cuò)層理和洼狀交錯(cuò)層理丘狀：寬緩波狀層系組成，外形呈圓丘狀，向四周傾斜。洼狀：紋層與淺洼坑底界面平行。層系上部被侵蝕，紋層傾角<15°。出現(xiàn)環(huán)境：在正常浪底和風(fēng)暴浪底之間由風(fēng)暴浪形成。

（8）風(fēng)成交錯(cuò)層理無(wú)泥質(zhì)物砂粒磨圓和分選較好。常呈板狀、槽狀交錯(cuò)層理。層系厚度大，幾十cm到數(shù)m，前積紋層傾角高達(dá)25～34°。出現(xiàn)環(huán)境沙漠及海灘風(fēng)成沙丘帶。

4、壓扁層理和透鏡狀層理由壓扁層理（脈狀層理）、透鏡狀層理、波狀層理組合而成，也稱潮汐層理。（1）壓扁層理又叫脈狀層理（flaserbedding），是在波谷及部分波脊上含有泥質(zhì)條帶（脈狀體）的沙紋層理。砂多泥少水動(dòng)力較強(qiáng)

（2）透鏡狀層理（lenticularbedding）在泥基質(zhì)中夾有砂質(zhì)透鏡體砂少泥多潮汐水流或波浪作用較弱

透鏡狀層理塔河1井志留系（3）波狀層理砂泥均等較強(qiáng)或較弱的水動(dòng)力條件交替；壓扁層理和透鏡狀層理的過(guò)渡類型。

波狀層理出現(xiàn)環(huán)境潮間坪及潮上坪；三角洲前緣、淺水陸棚以及河流的洪泛沉積。

5、遞變層理又稱粒序?qū)永恚╣radedbedding）顆粒的粒度垂向遞變，不具任何紋層。由底到頂，由粗變細(xì)者為正粒序；由細(xì)變粗者為逆粒序。底部常有沖刷面成因——濁積巖流動(dòng)強(qiáng)度減小，懸浮物按粒度大小依次先后沉降。遞變層理的兩種基本類型(據(jù)HE賴內(nèi)克等,1973)遞變構(gòu)造礫巖二連盆地白堊系6、韻律層理韻律層理（rhythmicbedding）成分、結(jié)構(gòu)或顏色方面不同的薄層有規(guī)律重復(fù)出現(xiàn)。紋層厚度從數(shù)mm到數(shù)十cm。成因物質(zhì)沉積有規(guī)律地交替變化潮汐韻律層理；氣候的季節(jié)性變化冰川紋泥。

7、均質(zhì)層理層內(nèi)成分、結(jié)構(gòu)、顏色均勻，不具任何顯紋層構(gòu)造。成因快速沉積，洪水與濁流生物擾動(dòng)原生層理被生物擾動(dòng)完全破壞。第二節(jié)層理三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系（一）基本概念１、底床形態(tài)（bedform）：床積物形態(tài)、床沙形態(tài)。定義：指具有不同形態(tài)的床沙幾何形體，如：波紋、沙丘、沖槽、沖坑。它們的出現(xiàn)有一定的規(guī)律性；它們的類型、大小、分布跟水流速度、水流強(qiáng)度、水流深度、顆粒大小等因素有關(guān)。２、流動(dòng)體制（流動(dòng)強(qiáng)度）：主要反映水流速度與底形關(guān)系。根據(jù)Fr的大小分：

上部水流體制：Fr≥1，水淺流急，底床形態(tài)受底部水流控制上部水流體制：Fr≤1，水深流緩，底床形態(tài)受自由表面控制第二節(jié)層理三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系（一）基本概念３、河流功率：V?τ0

V：平均流速τ0：底床上的剪應(yīng)力河流功率在很大程度上取決于水深和流速。４、沙紋、沙丘沙紋：波高0.5-3cm，波長(zhǎng)<30cm。沙丘：波高7-20cm（在3-7cm高度的沙丘很少大量出現(xiàn)），波長(zhǎng)可達(dá)米級(jí)。第二節(jié)層理三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系（二）流動(dòng)體制、底床形態(tài)及與層理形成的關(guān)系表面起伏與水面起伏的關(guān)系水流體制底床形狀沉積構(gòu)造圖示上部流動(dòng)體制（Fr>1）同向急沖槽、沖坑（Fr>1.3）沖刷面緩逆行砂丘(Fr=1.3-1.5)逆行砂丘交錯(cuò)層理與平行層理共生過(guò)渡流動(dòng)體制（Fr=1）平坦底床（Fr=1-1.5）（其沉積物移動(dòng)）平行層理剝離線理下部流動(dòng)體制（Fr<1）異向緩砂丘（大型沙波，F(xiàn)r=0.3-0.4）大型槽、板狀交錯(cuò)層理（單向、雙向）急沙紋（小型沙波，F(xiàn)r=0.15-0.3）小型槽、板狀交錯(cuò)層理（單向、雙向）平坦底床水平層理第二節(jié)層理三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系（三）底床形態(tài)與河流功率與粒度的關(guān)1、底床形態(tài)的發(fā)育順序與層理的關(guān)系：沙紋——→沙丘———→平坦底床—————→逆行沙丘———→沖槽、沖坑↓↓↓↓↓小型交錯(cuò)→大中型交錯(cuò)→平行層理、剝離線理→逆行砂丘交錯(cuò)→沖刷面、沖槽、沖坑

河流功率增大2、隨著粒度的增粗，則形成同種底床形態(tài)要求河流功率增大。三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系圖5-18隨流動(dòng)強(qiáng)度變化形成底床形態(tài)變化（據(jù)裴蒂莊，1972）圖5-19底床形態(tài)及其與河流功率和粒度的關(guān)系（據(jù)賴內(nèi)克等，1973）第二節(jié)層理三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系（四）底床形態(tài)與水深和流速的關(guān)系Fr<1，下部流動(dòng)體制：超過(guò)一定的臨界水深以后，水深的影響不再起重要作用（受底部水流控制）。Fr>1，上部流動(dòng)體制（受自由表面控制）：水深增加，要求水流速度也相應(yīng)增加，才能形成相同的底床形態(tài)。三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系圖5-20底床形態(tài)與流速和水深的關(guān)系（據(jù)賴內(nèi)克等，1973）小型交錯(cuò)層理與水流條件、粒度大小和加積速率的關(guān)系三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系第二節(jié)層理三、流動(dòng)體制、底床形態(tài)及其與層理形成的關(guān)系（五）交錯(cuò)層理的影響因素1、最重要、最直接的因素：砂波的大小、形態(tài)2、砂波的形成與水流條件、粒度大小、沉積物的供給密切相關(guān)（六）層理的意義及其研究方法1、意義：①劃分、對(duì)比地層，恢復(fù)地層正常產(chǎn)狀；②指向構(gòu)造，確定古水流系統(tǒng)（水流大小、方向、水深）；③恢復(fù)、推斷沉積環(huán)境。2、研究方法：①確定層理類型及其在剖面中的組合關(guān)系；

②查明層理顯現(xiàn)的原因；

③詳細(xì)描述層理的內(nèi)部特征；

④對(duì)交錯(cuò)層理的定向測(cè)量。第三節(jié)層面構(gòu)造定義：在巖層表面呈現(xiàn)出的各種不平坦的沉積構(gòu)造的痕跡。一、波痕1、波痕：是由風(fēng)、水流或波浪等介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，在沉積物表面所形成的一種波狀起伏的層面構(gòu)造。是非粘性的砂粒所特有的沉積構(gòu)造。常見(jiàn)于砂巖、粉砂巖和某些碳酸鹽巖的層面上。2、波痕要素：波長(zhǎng)（Ｌ）、波高（Ｈ）、波痕指數(shù)L/H；3、波痕種類：按成因分類浪成波痕流水波痕風(fēng)成波痕干涉波痕

第三節(jié)層面構(gòu)造圖5-22組成波痕要素及流動(dòng)方式示意圖A，B—波峰；a，b—波谷；H—波高；L—波長(zhǎng)；L1,L2—分別為緩坡和徒坡的水平投影距離第三節(jié)層面構(gòu)造圖5-23不同類型波痕示意圖L—波長(zhǎng)；H—波高流痕,山東日照干涉波痕,山東日照干涉波痕,山東日照波痕,山東日照黃金海岸直脊波痕,打網(wǎng)崗曲脊波痕,打網(wǎng)崗第三節(jié)層面構(gòu)造二、泥裂（干裂）定義：是沉積物露出水面時(shí)因曝曬干涸所發(fā)生的收縮裂縫。常見(jiàn)于粘土巖和碳酸鹽巖中，非粘性的砂則不會(huì)形成泥裂。①形狀、大?。骸癡”字形，2～3cm寬，幾毫米到幾十厘米深。②在極其干燥的情況下，泥質(zhì)層碎裂成小片，經(jīng)搬運(yùn)磨蝕即成扁餅狀泥礫。③常見(jiàn)于海、湖濱岸、干涸池塘、廢棄河道、泛濫平原以及潮間帶。④沉積面間斷暴露于地表的最好標(biāo)志，通常和雨痕、冰雹痕等伴生。第三節(jié)層面構(gòu)造三、雨痕和冰雹痕①雨痕：是指雨滴降落在松軟沉積物表面時(shí)所形成的小型撞擊凹穴。②冰雹痕：形似雨痕，但較大、較深和不規(guī)則。③形成于干燥與半干燥氣候條件下的大陸沉積，偶有降雨的地方，雨痕易于保存。第三節(jié)層面構(gòu)造四、底層面構(gòu)造—底模1、槽模：是分布在底面上的一種半圓錐形突起構(gòu)造。是定向的濁流在未固結(jié)的軟泥表面侵蝕沖刷的凹槽被砂質(zhì)充填而成。2、溝模：是砂質(zhì)巖層底面上一些稍微突起的直線形的平行脊?fàn)顦?gòu)造。是由下伏泥質(zhì)巖層面上的細(xì)溝被砂質(zhì)物充填而成。3、梭模、刷模、錐模梭模：砂質(zhì)層底面上以較規(guī)則的間距分布的呈近似棱形的短小脊?fàn)铙w。由跳動(dòng)搬運(yùn)的物體沿流向前進(jìn)過(guò)程中，間斷地撞擊底床所造成刷模：砂質(zhì)層底面上微呈新月形的短小脊?fàn)铙w。成因類似梭模。錐模：砂質(zhì)底面上呈扁長(zhǎng)的半圓錐形或三角形的短小脊?fàn)铙w。槽模,東濮凹陷,下第三系底模構(gòu)造溝模第四節(jié)變形構(gòu)造定義：是指在沉積作用的同時(shí)或在沉積物固結(jié)成巖之前處于塑性狀態(tài)時(shí)發(fā)生變形所形成的各種構(gòu)造。一、負(fù)載構(gòu)造（負(fù)荷構(gòu)造、載荷構(gòu)造、重荷構(gòu)造）：是指覆蓋泥質(zhì)巖之上的砂層底面上的瘤狀突起。二、球枕構(gòu)造（假結(jié)核）：砂巖層斷開(kāi)并陷入泥巖中形成的許多緊密或稀疏排列的橢球狀或枕狀塊體。三、包卷層理（卷曲層理、旋圈層理、揉皺層理）：是指在一個(gè)巖層內(nèi)所發(fā)生的紋層盤(pán)回和扭曲現(xiàn)象。四、滑塌構(gòu)造：指斜坡上未固結(jié)的軟沉積物在重力作用下發(fā)生滑動(dòng)而形成的變形構(gòu)造?；鹧鏄?gòu)造重荷構(gòu)造東濮凹陷下第三系同生變形構(gòu)造第五節(jié)化學(xué)成因構(gòu)造定義：是指在成巖作用過(guò)程中和其以后由化學(xué)作用所形成的構(gòu)造。大多是沉淀和溶解二種作用的結(jié)果。一、晶體印痕常見(jiàn)類型：

石鹽晶體：鹽度高，干燥炎熱環(huán)境，海、非海相均可。冰晶印痕：針