[科普中国]-层理构造

简介

层理是沉积岩层最重要的沉积特征，研究层理具有重要的理论意义和实际意义，有助于正确划分和对比地层，恢复地层的正常产状。根据沉积岩具有成层构造的特点，可以合理划分和对比地层。交错层理是最有价值的指向构造，可以确定古水流体系。同时根据层理类型可以推断沉积环境。不同的流态下可形成不同的床砂底形，而不同的床砂底形则形成不同的层理类型(右表)。因此，对各种沉积构造细致的描述与研究是进行水动力分析、沉积环境判别的重要内容。1

层理构造的类型根据层理的形态和成因类型，包括成分、内部构造、纹层与单层的形态等，将层理构造划分为若干类型。

1.水平层理(Horizontal Bedding)

纹层呈直线状互相平行，并且平行于层面，细层厚1~2mm。由于没有明显的层系界面，所以也称水平纹层。一般认为这种层理是在比较稳定的水动力条件下，物质从悬浮或溶液中沉淀而成。层理的显现是由于进人沉积物中的物质发生变更所致，如粒度变化、不透明矿物的分布、云母片和碳质碎片的顺层排列等。

水平层理分布广泛，多在细粒的粉砂和泥质物中出现，也可以是季节性气候变化所形成的季节性纹层或年纹(Varve)，通常代表低能的相对安静环境，属于低流态(Fr>1)，因此常见于海/湖的深水地带、封闭海湾、湖、沼泽以及牛辘湖等环境中。

2.平行层理(Parallel Bedding)

平行层理不同于水平层理，是由平行而又儿乎水平的纹层状砂岩组成的，纹层厚1~2 mm，它是在较强水动力条件下流动水作用的产物，非静水沉积。通常可见裂线理(剥离线)，代表着水浅流急条件下的产物，故它属于高流态(Fr>1)。

平行层理的一般特点是颗粒大小不同的纹层叠覆，或是含有不同重矿物的纹层叠覆，或二者兼备。多在细砂和中砂中发育良好，偶见于粉细砂中，层系间通常被极低角度的侵蚀面分开，常与大型交错层理共生。平行层理一般发育在滨浅水(湖岸、海滩、浊积岩及河流(河流中的沙坪)等)砂质环境沉积的地区。

3.交错层理(Cross Bedding)

是由一系列斜交于层系界面的纹层组成，纹层与层系间的关系可以通过彼此重叠、交错、切割的方式组合。交错层理是沉积介质的流动造成的，当流速一定时，沙床上可以产生一系列的沙波，而沙波的顺流迁移，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的方向，层系互相平行或彼此切割构成不同形态的交错层理。交错层理在不同方向的剖面中可以显示不同的特征，如顺水流方向的剖面中，纹层虽都是单向倾斜，但是在垂直水流方向的剖面中则可能表现为水平、波状甚至缓斜交错，所以在野外观察时，应该多观察几个剖面。

4.复合层理

复合层理过去认为主要是潮汐作用的典型产物，主要的原因是水体频繁进退造成的砂泥间互在垂向上不均匀叠置所构成的层理特征。由于它不是床砂底形的迁移，故其内部通常没有纹层与层系的交错。近20年来，人们发现在湖泊与三角洲前缘多发育此类层理，这主要是由于这些地区也可以出现水体的频繁进退。

5.递变层理(Graded Bedding)

又称粒序层理，是以组分颗粒的粒度递变为特征的一个沉积单元，层面基本上相互平行，没有交切与交错。除粒度变化之外，一般没有任何内部纹层。其成因是由泥、砂和水搅混在一起的密度流周期性地顺斜坡流动，并将砂岩搬运至深水中，在沉积过程中，因水流程度逐渐衰竭所致。

6.韵律层理(Rhythmic Bedding)

是在成分、结构与颜色方面不同的薄层做有规律地重复出现而组成的。狭义的韵律层理纹层厚度通常小于4mm，有别于一般的韵律层理。这种韵律性重复的原因是物质搬运或产生方式有规律地发生交替变化造成的。这种变化可以是短期的，例如由潮汐环境变化形成的潮汐韵律，或者是长期的，例如由气候季节变化形成的季节韵律。

潮汐环境中形成的韵律层理，实质上是一种砂、泥薄层相间的交替纹层，其砂层是在涨潮和落潮的水流活动的时期沉积，泥层是在高潮和低潮的滞留阶段沉积，二者交替变成构成韵律。这种韵律在潮间滩地和河口湾相当普遍，在开阔的大陆架环境很稀少。

季节变化所产生的韵律层理，实质上是由暗色和淡色层交替组成的。构成韵律的各个单层，其物质组成都是很细的粉砂或泥质颗粒，它们通常只是根据颜色的浓淡来区分。

冰川纹泥是季节韵律层理的一个重要类型，纹泥是冰融水在冰川湖中沉积的，每一套韵律层颗粒较粗的淡色层与粒度较细的暗色层组成。

7.均质层理(Homogenous Bedding)

通常称块状层理(Massive Bedding)，是一种呈现大致均质外貌，不具任何纹层构造的层理。特点是内部物质相对均匀，无论组分和结构都没有分异现象，故不显层理，在细粒与粗粒沉积中都有块状层理出现，是快速沉积的产物。1

层理构造厚度厚层理：层厚0.5米至1米；

中厚层理：层厚0.1米至0.5米；

薄层理：层厚0.01米至0.1米；

微层理：层厚小于0.01米。