沉积岩主要类型有哪些
沉积岩又称为水成岩,是三种组成地球岩石圈的主要岩石之一(另外两种是岩浆岩和变质岩)。
沉积岩是在地壳发展演化过程中,在地表或接近地表的常温常压条件下,任何先成岩遭受风化剥蚀作用的破坏产物,以及生物作用与火山作用的产物在原地或经过外力的搬运所形成的沉积层,又经成岩作用而成的岩石。
沉积岩分类考虑岩石的成因、造岩组分和结构构造3个因素。主要有:
砾岩:是粗碎屑含量大于30% 的岩石。绝大部分砾岩由粒度相差悬殊的岩屑组成,砾石或角砾大者可达1米以上,填隙物颗粒也相对比较粗。
砂岩:在沉积岩中分布仅次于黏土岩。它是由粒度在2~0.1毫米范围内的碎屑物质组成的岩石。在砂岩中,砂含量通常大于50%,其余是基质和胶结物。碎屑成分以石英、长石为主,其次为各种岩屑以及云母、绿泥石等矿物碎屑。
粉砂岩:岩中0.1~0.01mm粒级的碎屑颗粒超过50%,以石英为主,常含较多的白云母,钾长石和酸性斜长石含量较少,岩屑极少见到。黏土基质含量较高。
黏土岩:黏土岩是沉积岩中分布最广的一类岩石。其中,黏土矿物的含量通常大于50%,粒度在0.005~0.0039mm范围以下。主要由高岭石族、多水高岭石族、蒙脱石族、水云母族和绿泥石族矿物组成。
碳酸盐岩:常见的是石灰岩和白云岩,是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的。主要成分为碳酸钙和碳酸镁,常常掺杂有其他金属元素而呈不同颜色。
碎屑岩:碎屑岩也称火山碎屑岩,是火山碎屑物质的含量占90%以上的岩石,火山碎屑物质主要有岩屑、晶屑和玻屑。
沉积岩的层面构造主要有
沉积岩的层面构造主要有:沉积岩是指成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。曾称水成岩。是组成地壳的三大岩类 (火成岩、沉积岩和变质岩)之一。沉积物指陆地或水盆地中的松散碎屑物,如砾石、砂、粘土、灰泥和生物残骸等。形成:沉积岩是由风化的碎屑物和溶解的物质经过搬运作用、沉积作用和成岩作用而形成的。形成过程受到地理环境和大地构造格局的制约。古地理对沉积岩形成的影响是多方面的。最明显的是陆地和海洋,盆地外和盆地内的古地理影响。陆地沉积岩的分布范围比海洋沉积岩的分布范围小;盆地外沉积岩的分布范围或能保存下来的范围,比盆地内沉积岩的分布或能保存下来的范围要小一些。
构造特征
一、断裂、褶皱构造北坡盆地的主体部位主要分布NWW-NW向和近EW向的逆冲断层和背斜构造(图5-4、图5-5),在东部转向NEE-NE向逆冲断层和背斜构造。西部以NNE向和近NS向正断层为主,西北侧局部发育NW向正断层,但向斜构造的走向与断层方向相反,呈NW-NNW向展布。东北部,正断层和向斜构造呈NEE-NE走向。图5-5 阿拉斯加北坡盆地构造纲要图(据IHS,2012,经修改)二、构造单元划分在区域构造上,阿拉斯加北坡盆地西侧以断层与北楚科奇盆地为邻;北界为宽缓的断层枢纽带,代表了早期裂谷发育地区,从陆壳向洋壳的转换带;南部为布鲁克斯山脉,是落基山脉构造上的延续。盆地可划分为7 个负向和2 个正向共9 个二级构造单元(图5-6;表5-1)。其中,米迪(Meade)、乌米亚特(Umiat)和伊克皮克普克(Ikpikpuk)次盆均位于陆上,面积较小,形成于石炭纪。科尔维尔次盆是盆地中面积最大的二级构造单元,向西包括汉纳地堑的南部,早白垩世后为前陆盆地。东北楚科奇次盆处于北楚科奇高地和巴罗断层带之间的深海盆。迪库姆地堑位于枢纽带南部侏罗纪和尼欧克姆时期的消亡裂谷盆地。北楚科奇高地位于盆地的西北部,与巴罗穹隆相接,可能是巴隆穹隆向西延伸。北部斜坡褶皱带位于布鲁克斯山脉北部,受布鲁克斯山脉构造作用的影响,其地层已褶皱变形。图5-6 阿拉斯加北坡盆地主要构造单元(据IHS,2012,经修改)表5-1 阿拉斯加北坡盆地各构造单元面积统计表三、构造演化阿拉斯加北坡盆地构造演化经历了4个明显的变形阶段:前中泥盆世埃尔斯米尔造山阶段,晚泥盆世-中侏罗世被动边缘阶段,中侏罗世-早白垩世同裂谷阶段以及最后的布鲁克造山和前陆阶段(图5-7)。图5-7 阿拉斯加北部斜坡海盆地构造演化示意图(据Thurson D.K.和Theiss L.A.,1987,经修改)1.埃尔斯米尔造山阶段(前中泥盆世)埃尔斯米尔造山运动主要影响埃尔斯米尔不整合之下地层,即富兰克林层序。北极台地是北部斜坡地区最古老的区域地质单元之一,由中泥盆统和更古老的变质岩组成,在阿拉斯加北部地区变形程度高,形成了盆地的基底。2.被动边缘阶段(晚泥盆世-中侏罗世)晚古生代至早中生代,盆地处于被动大陆边缘,在伸展和断层作用下,先沉积Edicotte群非海相碎屑岩,随后沉积Lisburne群含碳酸盐岩的浅海砂岩和页岩,沉积物主要来源于北部隆起的富兰克林层序的剥蚀区,其北部的北极台地形成了宽广的陆架区,向南往现今布鲁克斯山脉一侧水体加深。伴随着拉张/转换作用,盆地形成了多个局部次盆和穹隆,包括米迪穹隆以及米迪、乌米亚特和伊克库克普克次盆,这些较小次盆受断层的控制,呈现地堑-半地堑结构。3.同裂谷阶段(中侏罗世-早白垩世)同裂谷阶段包括中-晚侏罗世早期消亡的裂谷和早白垩世发育的裂谷,以后者裂谷作用为主,其结束于南部的布鲁克斯造山运动开始。盆地在断层作用下发生差异沉降,大量碎屑岩沿着大陆边缘沉积在断层控制的次盆内,包括迪库姆地堑。4.布鲁克造山和前陆阶段(早白垩世-第四纪)早白垩世-第四纪,盆地构造格局发生明显的变化,整体呈现南部挤压变形和抬升、北部沉降的构造格局(图7)。中白垩世汇聚造山运动,布鲁克斯山脉形成,阿拉斯加北坡盆地由裂谷盆地转化为前陆盆地。该时期盆地可进一步分为3个发育阶段:阿普第-赛诺曼(早-中白垩世)、赛诺曼-始新世和始新世-上新世,且每个阶段的沉降中心不同。中侏罗世至早白垩世,盆地北部发生褶皱和逆冲,其变形时间尚未准确界定,但可以肯定在白垩纪之后,源于布鲁克斯山脉东部连续的抬升,推进了海岸前缘的变形,科尔维尔次盆变为前陆盆地;东北部逆冲断裂将白垩纪之前的地层推覆到地表并遭受剥蚀;西部和西北部伴随着扭动构造产生了大量断裂、褶皱构造,如汉纳枢纽断裂带等。巴罗穹隆是侏罗纪-白垩纪期间形成的构造高地。阿普第-赛诺曼时期,盆地沉积中心位于楚科奇海和NPRA地区。赛诺曼-始新世时,盆地发生了最大规模的海侵,沉积中心位于中东部及普鲁德霍湾地区的南部,盆地从西南到东北发育Colville群以及Sagavanirtok组三角洲沉积;古新世三角洲沉积覆盖在巴罗穹隆上,盆地北部的枢纽地区发生了巨厚的沉积。始新世-上新世,盆地沉积中心位于北极国家野生动物自然保护区(ANWR)北部的海上区域。
结构特征
沉积岩的结构是指组成沉积岩的物质组分成因类型和组合方式,结构类型丰富,明显地不同于岩浆岩单一的晶粒结构,而沉积岩的结构则随岩石的类型和成分的不同而变化,如陆源碎屑岩具碎屑结构;泥质岩具泥状结构;化学及生物化学岩具晶粒结构;某些内源沉积岩具有颗粒结构等;某些内源沉积岩则具有特征的生物结构。其详细特征见第五章。