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石油課堂 | 地質(zhì)構(gòu)造之奇妙的層理

 油氣物聯(lián) 2021-06-22

沉積巖是地層表面分布最廣泛的巖石,其分布面積約占地球大陸面積的75%。大陸地殼表面的地質(zhì)構(gòu)造很多都是由沉積巖形成的。觀測分析沉積巖層的原生構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀和接觸關(guān)系是研究地質(zhì)構(gòu)造的一項(xiàng)基本工作。

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巖層的定義

由兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制巖性基本一致的層狀巖體叫做巖層,由沉積作用形成的巖層叫沉積巖層。巖層的上、下界面叫層面,上層面又稱頂面,下層面又稱底面。兩個(gè)巖層的接觸面,既是上覆巖層的底面,又是下伏巖層的頂面。兩層面間的垂直距離,就是巖層的厚度。

 2 

層理及其識別

層理是沉積巖最常見的一種原生構(gòu)造。它是通過巖石成分、結(jié)構(gòu)、顏色在剖面上的突變或漸變所顯示出來的一種成層構(gòu)造。層理按其形態(tài)的不同可分為三種基本類型:即平行層理、波狀層理和斜層理。
(1)平行層理

平行層理是指在較強(qiáng)的水動力條件下,高流態(tài)中由平坦的床沙遷移、在床面上連續(xù)滾動的沙粒產(chǎn)生粗細(xì)分離而顯出的水平細(xì)層,沿層理面易剝開,在剝開面上可見到剝離線理構(gòu)造。

平行層理一般出現(xiàn)在急流及能量高的環(huán)境,如河流、海灘等環(huán)境中,常與大型交錯(cuò)層理、底沖刷相伴生。

(2)波狀層理

波狀層理指具波狀界面能層理。層理單位呈對稱或不對稱、規(guī)則或不規(guī)則的波狀,但總的方向都平行于層面。它常見于淺?;蚝吹牡撞?,是在振蕩的水動力條件下形成的。

波狀層理是層理基本類型之一。由許多呈波狀起伏的細(xì)層重疊在一起組成,振蕩的水動力條件下或者風(fēng)力作用下形成的。層內(nèi)的層紋呈連續(xù)的波狀、互相平行或薄的泥紋層和砂紋層成波狀互層,細(xì)層可連續(xù)或斷續(xù),總方向平行層理。形成波狀層理一般要有大量的懸浮物質(zhì)沉積,沉積速率大于流水的侵蝕速度,方能保存連續(xù)的細(xì)層。

(3)斜層理

斜層理層理基本類型之一。由一系列傾斜層系重疊組成,層系之間界面較平直。層系是由同向傾斜的許多細(xì)層重疊組成,細(xì)層與層系界面斜交。若相鄰層系互相平行,各層系中的細(xì)層均向一個(gè)方向傾斜的,稱為單項(xiàng)斜層理。它是當(dāng)沙波向同一方向運(yùn)動時(shí)形成的,其細(xì)層的傾斜方向指示水流的下游方向,常見于河流沉積及其他流動水的沉積物中。若相鄰系相互交錯(cuò),各層系中細(xì)層的傾斜方向也多變,稱為交錯(cuò)層理。此名詞在歐美文獻(xiàn)中很少采用,在蘇聯(lián)則作為層理的三大基本類型之一。

波狀層理就好像一連串起伏延續(xù)的波浪線,上下相鄰兩層波浪線之間是近似平行的。斜層理和前面提到的兩種不同,上下層之間并不平行。斜層理看起來就好像我們小時(shí)候練習(xí)寫字——在兩條平行線之間寫下許多撇(丿)和捺(乀)。如果你只寫撇的話,那么書寫的筆畫都是只朝一側(cè)偏的,對應(yīng)的這種層理被稱為單向斜層理;如果你用一撇一捺的方式寫字的話,對應(yīng)的那就是交錯(cuò)層理。

(4)水平層理

除了三種基本層理外,還有很多細(xì)分的層理,例如水平層理。水平層理和平行層理很相似,都好像我們用尺子畫出的許多組平行線。

一般認(rèn)為這種層理是在比較穩(wěn)定的水動力條件下,細(xì)粒沉積物在靜水環(huán)境中由垂向加積作用所致,物質(zhì)從懸浮物或溶液中沉淀而成。層理的顯理是由于進(jìn)入沉積物中的物質(zhì)發(fā)生變更所致,如粒度變化、不透明礦物的分布、云母片和碳質(zhì)碎片等片狀礦物的順層排列等。水平層理分布廣泛,多在細(xì)粒的粉砂和泥質(zhì)物中出現(xiàn),常見于海(湖)深水地帶、閉塞海灣、潟湖、沼澤、牛軛湖以及淺海的中風(fēng)暴浪基面以下等環(huán)境中。

層面相互平行且水平的層理。水平層理表示沉積環(huán)境相當(dāng)穩(wěn)定。如深湖沉積。

層理之所以有那么多種類型,是因?yàn)樗鼈兊男纬膳c所處的環(huán)境各有不同。水平層理是一類喜歡安靜環(huán)境、不喜歡被打擾的類型,它往往會在平靜或者微弱流動的水體中緩慢形成。水平層理是最為細(xì)密的層理之一,組成水平層理的巖石顆粒一般都比較細(xì)小,包括粒徑很細(xì)的小砂粒和沒有顆粒感的泥巴。相對而言,平行層理形成于流速更快的環(huán)境中,組成層理的巖石顆粒也更粗。波狀層理喜歡熱鬧一些的環(huán)境,它是在波浪引起巖石的移動的條件下逐漸形成的,組成層理的巖石粒徑更粗一些。當(dāng)水流朝一個(gè)方向流動時(shí),往往會形成單向斜層理;而往復(fù)流動的水體中,交錯(cuò)層理就比較常見。

層理的逐漸變化往往也能反映沉積環(huán)境的變遷。雖然河流到淺海岸邊都在進(jìn)行著沉積作用,并且都能形成類似的巖石組合,但是由于河流是朝一個(gè)方向不停流去,不同于海浪雙向往復(fù)的拍打作用,所以二者形成的層理是有很大不同的。另外一方面,如果海平面上升,淺海地區(qū)變?yōu)楦畹乃w時(shí),形成的層理也會忠實(shí)地記錄下這些環(huán)境變化。

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