新知丨如果福尔摩斯出野外地质考察,他看什么?

来源: 中科院地质地球所

发布日期: 2019-06-16 08:00:00

本文详细介绍了福尔摩斯如果进行野外地质考察时需要注意观察的各种地质现象,包括竹叶状灰岩、鲕粒灰岩、叠层石、豹皮灰岩、生物遗迹构造、缝合线构造、交错层理、波痕、泥裂和雨痕等,这些现象对于分析沉积环境和恢复沉积相具有重要意义。

如果福尔摩斯一不小心读了个沉积学的博士,要出野外采样,观察地质现象,分析沉积环境,他要注意看什么呢?小编这次精心整理碳酸盐岩和碎屑岩典型的沉积构造,为恢复沉积相提供一丢丢的线索。

竹叶状灰岩是一种砾石级的内碎屑,即砾屑(>2mm)。早在1927年,李学清就正确地阐述了这种竹叶状砾屑的成因。这种砾屑多呈扁饼状,圆度好,分选也常较好,其截面常呈长条状,似竹叶,故常称为竹叶状砾屑。竹叶状砾屑是在浅水海洋环境中,半固结或已固结的薄层碳酸盐岩,经强大的水流、潮汐或风暴作用,发生破碎、磨蚀、搬运并堆积而成。

鲕粒是具有核心和同心层结构的球状颗粒,很像鱼子(鲕),故得名。

鲕粒大都为极粗砂级到中砂级的颗粒(0.25-2mm),常见的鲕粒为粗砂级(0.5-1mm),大于2mm和小于0.25mm的鲕粒及少见。鲕粒通常有两部分组成,即核心和同心层,核心可以是内碎屑、化石(完整或是破碎的)、球粒、陆源碎屑颗粒等;同心层主要由泥晶方解石组成。鲕粒确切的成因机制至今还未得到合理解释,目前的很多学说和观点归纳起来主要有两类:生物说和无机说。

叠层石是蓝细菌等微生物群体形成的一种成层的生物沉积构造。最早的叠层石出现在35亿年前,被认为是地球上最古老的化石,是地球上探索生命起源和生物演化的直接证据。叠层石的形态多样,基本形态主要有层状(包括波状)和柱状(包括锥状)两种,其他形态都是这两种的过渡或组合。

豹皮灰岩(豹斑灰岩)是指具有不规则白云质条带或斑块的石灰岩,通常认为斑块部分为白云岩,基质部分为石灰岩,也有学者将其描述为蠕虫状灰岩。豹皮灰岩广泛分布于华北板块寒武系、奥陶系地层中。

生物遗迹构造是指由于生物活动而产生于沉积物表面或内部并具有一定形态的各种痕迹,包括生物生存期间的运动、居住、觅食和摄食等行为遗留下的痕迹。风暴沉积中的遗迹化石可以指示某种特有的沉积条件,遗迹群落可以推断产生它们的沉积环境。

缝合线构造是碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造。在岩层剖面上,它呈现为锯齿状的曲线,即称为缝合线。关于缝合线的成因,争论已久,主要有原生和次生两大观点。

交错层理是由一系列近于平行或一致的细层与层相交而成的层理。交错层理是沉积物在理流动的沉积介质(水流和风)中沉积形成的。

波痕是由风、水流或是波浪等介质的运动,在沉积物表面所形成的一种波状起伏的层面构造。波痕按照成因可以分为浪成的、流水的和风成的。

泥裂是沉积物露出水面时因暴晒干涸所发生的收缩裂缝。泥裂常见于黏土岩和碳酸盐岩中,非粘性的砂不会形成泥裂,但某些覆盖在泥裂表面的砂层底面可以有泥裂铸模。

雨痕是指雨滴降落在松软沉积物表面时所形成的小型撞击凹穴,规模多为毫米级到厘米级。如果雨滴垂直降落则凹穴为圆形,如雨滴倾斜降落则凹穴略呈椭圆形。

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