层理是什么？关于层理的科普介绍

创闻用户 2022-08-01 09:25:50

层理即岩石性质沿垂向变化的一种层状构造。它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变或渐变显现出来。一般厚几厘米至几米，其横向延伸可以是几厘米至数千米。具有层理被看作是沉积岩的一个重要的特征。

简介

常见于大多数沉积岩和一些火山岩中，是研究地质构造变形及其历史的重要参考面。岩石层之间的分界面称为层理面。

沉积岩中的层理的形成可能是沉积物结构和成分的变化或者沉积间歇、沉积季节的变化所致。火山碎屑物在其爆发和降落过程中，由于重力、颗粒大小和风的影响，成岩时也会形成具有分选性的层理。如果火山碎屑物落在湖泊或海洋中，则可形成类似于沉积岩的层理。

沉积岩层的原始产状多是趋于水平的，后来的构造运动可以使其倾斜、直立、弯曲甚至发生破裂，形成褶皱、节理、断层、劈理等构造形态。

组成要素

1、纹层（细层）：组成层理的最基本的最小单位，内部没有任何肉眼可见的层。

2、层系（丛系）：由许多成分、结构、厚度和产状近似的同类型纹层组合而成，形成于相同的沉积条件下，是一段时间内水动力条件相对稳定的水流条件下的产物。

3、层系组（层组）：由两个或两个以上的岩性（成分、结构）基本一致的相似层系或性质不同，但成因上有联系的层系叠覆组成，期间没有明显间断。

4.下沉积而成的，可以根据它在成分和结构上的不连续性与上下邻层区分开。一个层可以包括一个或若干个纹层、层系或层系组，其厚度变化范围很大，从数毫米到数十米。按照层的厚度可划分为：块状层（>1m）、厚层（1.0~0.5m）、中层（0.5~0.1m）、薄层（0.1~0.01m）、微细层或页状层（<0.01m）。

分类及主要类型

按照层内组分和结构的性质，一般把层理划分为四种类型：①非均质层理；②均质层理；③递变层理；④韵律层理。在非均质层理中，按几何形态细分为：水平、波状、交错、透镜状等层理。

水平层理及平行层理

水平层理（horizontal bedding）的特征是薄的纹层呈直线状平行排列并平行总的层面。一般认为这种层理是在比较弱的水动力条件下，由悬浮物质或溶解物质沉淀而成。主要发育于粉砂岩、粘土岩和泥晶灰岩中，常见于海、湖深水地带、潮坪、闭塞海湾、泻湖、沼泽及牛轭湖等环境。

平行层理（parallel bedding）主要产于砂岩中，在外貌上与水平层理相似。其特征是：纹层较厚，可达几厘米，纹层之间没有清晰的界面，只能通过细微的粒度可以看出，但层理易剥开，在剥开面上有剥离线理构造(parting lineation)。平行层理是在较强的水动力条件下，高流态中由平坦的床沙迁移，床面上连续滚动的砂粒产生粗细分离而显出的水平细层。平行层理一般出现在急流及能量高的环境中，如河道、湖岸、海滩、浊流等环境，常与大型交错层理共生。

波状层理

纹层呈对称或不对称的波状，但其总的方向平行于层面。主要形成于沉积介质的波浪震荡运动造成的，其次是单向水流的前进运动造成的。前者形成对称形态的波状层理，后者形成不对称波状层理，同时叠覆层的相位错开，称为爬升波纹层理。

交错层理

交错层理是最常见的一种层理。在层的内部由一组倾斜的细层(前积纹层)与层面或层系界面相交，所以又称斜层理。交错层理是沉积介质的流动造成的。

（1）板状交错层理

层系之间的界面为平面，而且彼此平行。每一单层中的前积细层（或纹层）较直，而且是同向倾斜。有时层系底界面有冲刷面，纹层内常下粗上细，有的纹层向下收敛。

（2）楔状交错层理

层系之间的界面为平面，但不互相平行，层系厚度变化明显呈楔形，层系间常彼此切割，纹层的倾向及倾角变化不定。常见于海、湖浅水地带和三角洲地区。

（3）槽状交错层理

层系底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。大型槽状交错层理层系底界冲刷面明显，底部常有泥砾。多见于河流环境中。

（4）羽状交错层理

羽状交错层理又称人字形交错层理或鱼骨状交错层理，是涨潮流形成的前积层与退潮流形成的前积层交互而成，在剖面上层系互相叠置，相邻层系的细层倾向正好相反，呈羽毛状或人字形，层系间常夹有薄的水平层。常见于潮间带的潮汐沟、三角洲等沉积地带。

（5）浪成砂纹交错层理：

由浪成沙波迁移形成的交错层理即浪成沙纹层理。浪成沙纹层理主要出现在海岸、陆棚、泻湖、湖泊等沉积环境中。

（6）冲洗交错层理：

当波浪破碎后，继续向海岸传播，在海滩的滩面上产生向岸和离岸往复和冲洗作用，形成冲洗交错层理又称海滩加积层理。这种层理的特征是，层系界面成低角度相交，一般2～10°之间；相邻层系中的细层面倾向可相同或相反，倾角不同；组成细层的碎屑物粒度分选好，有粒序变化，含重矿物多；细层侧向延伸较远，层系厚度变化小，在形态上多成楔状，以向海倾斜的层系为主。冲洗交错层理常出现在后滨-前滨带及沿岸砂坝等沉积环境中。

（7）丘状交错层理（风暴）交错层理：

丘状交错层理是由一些大的宽缓波状层系组成的，外形呈圆丘状，向四周缓倾斜；丘高20～50cm，宽100～500cm；层系上部被侵蚀；纹层与层系底界近于平行，而中部呈发散-收敛状，纹层倾角小(一般＜5°)而变化大。丘状交错层理主要出现于粉砂岩和细砂岩中，常有大量云母和碳屑。

（8）风成交错层理：

风成交错层理的特点是规模大，层系厚度一般由几十厘米到100～200cm，有时可达10m以上；前积纹层具有高角度倾角，一般在25~34°之间，甚至达40 °以上。

这类层理是由风成沙丘的迁移形成的。沙丘的高度取决于风的强度和颗粒大小。

风成交错层中不夹泥质物，砂粒磨圆和分选较好，并呈板状、槽状及楔状交错层。它们主要出现于沙漠环境和海滩上的风成沙丘带。

压扁层理和透镜状层理

这是在砂、泥沉积中的一种复合型层理，有时也称为潮汐层理，由压扁层理（脉状层理）、波状层理、透镜状层理组合而成。

递变（粒序）层理

递变层理(graded bedding)又称粒序层理，是在一个层内因粒度从底部到顶部逐渐变化所造成。从层的底部至顶部，粒度由粗逐渐变细者称正粒序，若由细逐渐变粗则称为逆粒序。粒序层理底部常有一冲刷面，内部除了粒度渐变外，不具任何纹层。

粒序层理主要有两种基本类型。一种是颗粒向上逐渐变细，但下部不含细粒物质。另一种是细粒物质全层均有分布，即以细粒物质作为基质，粗粒物质向上逐渐减少和变细，其形成可能是由于悬浮体含有各种大小不等的颗粒，在流速减低时因重力分异而整体堆积的结果。上述两种类型，前者属牵引流成因，后者属浊流成因，大多数粒序层理属于第二种类型。