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重荷模与火焰构造:砂舌下陷、泥舌上窜,一对定顶底

砂层底面翻过来,能看到一个个圆鼓的瘤子,旁边还夹着向上翘的尖舌。多数人把它当成水流冲刷的痕迹,其实这一对构造与水流无关,是密度大的砂压在饱水泥上,靠重力挤出来的。看对称性比看大小管用。

砂舌圆头朝下,压进泥里形成重荷模

重荷模是砂层向下陷进泥里的部分,平面上呈圆或椭圆,直径 5–30 厘米,陷深 2–10 厘米。瘤体底部圆滑,没有尖尾,横剖面像一只只倒扣的碗,成群出现时排列成不规则的网格,边缘常有一圈被压弯的泥质纹层。

单个重荷模两侧对称,前后也对称,量不出方向。这一点与槽模正好相反:槽模一头钝一头尖,重荷模两头一样圆。对称性是排除槽模最省事的一条,比量尺寸快得多。量三个方向的尺寸,两个方向相等即为对称。

泥舌尖头朝上,从砂层底面窜出火焰构造

火焰构造是泥向上挤进砂层的部分,形似火苗,高 2–20 厘米,基部宽、顶部尖,尖端常向一侧弯。弯的方向指示泥被挤出的相对运动,同一个露头上常成排同向,可以当作局部参照,火焰越高,说明下伏泥层越软。

火焰与重荷模是一对共生构造:砂往下压,泥被挤上来,两者在同一个界面上同时形成。看到火焰构造,脚下几厘米内几乎一定能找到重荷模,反过来也一样,两者互为旁证,中间没有时间差,属于同一次事件。

接触面总在砂泥界面上,位置本身就能定顶底

顶底判断很直接:砂舌朝下、泥舌朝上,说明砂层原来压在上面。凡是圆头往下、尖头往上的组合,顶面就在砂层一侧。这一条在倒转地层里照样成立,因为构造发生在成岩之前,倒转地层里这一条同样成立。

形成条件是密度倒置加水。砂的密度约 2.0–2.2 克每立方厘米,饱水泥只有 1.5–1.8,砂压在泥上本就不稳;一旦快速沉积或震动触发,界面就会失稳,砂呈舌状下沉,泥被顶起。泥的含水率高时,界面最容易失稳。

槽模与结核也会冒充,看对称性和内部圈层

重荷模的规模与砂层厚度有关:砂层厚 10–50 厘米时,瘤体直径多在 5–20 厘米;砂层超过 1 米,瘤体可长到 50 厘米,陷深也更大。薄砂层只留下浅浅的波状起伏,认不出单个瘤体。砂层越厚,陷得越深,瘤体也越粗。

容易混进来的是结核与差异风化。结核成分与围岩不同,敲开有同心圈层;差异风化的凸起成分与围岩一致,只是胶结更硬。本文判断,瘤体内部有同心纹层或壳层的,一律不算重荷模。敲开看内部,是最快的排除办法。

关键数据

下列数值为常见量级,砂泥粒度差越大,构造越发育。本文判断:把重荷模与火焰构造当成一对来看,比单独认其中一个可靠,方向也不会读反。量瘤体时取最大直径与最大陷深,两个数一起记。

  • 重荷模直径 5–30 厘米,陷深 2–10 厘米
  • 火焰构造高 2–20 厘米,基部宽顶部尖
  • 砂层厚 10–50 厘米时,瘤径 5–20 厘米
  • 砂层超过 1 米,瘤径可到 50 厘米
  • 湿砂密度约 2.0–2.2 克每立方厘米
  • 饱水泥密度约 1.5–1.8 克每立方厘米
  • 重荷模两侧对称,槽模一头钝一头尖

边界:界面模糊与后期压扁都会让形态失真

重荷模只在砂泥界面清楚时好认。砂层与泥层粒度接近,界面本就模糊,压实后更难分辨;砂层很薄时下沉量不到 1 厘米,形态被压平,只剩波状起伏,看不出单个瘤体。界面模糊的剖面,只能靠上下岩性推断。

另一处边界是后期变形。岩层经历褶皱与压扁后,重荷模被拉长成椭圆,长宽比可到 3:1,看着像流水成因。本文判断,先恢复岩层的原始产状再谈形态,否则方向结论会整体读反,压扁超过一半的剖面,形态判据基本失效。

参考文献

  • 曾允孚, 夏文杰 主编.《沉积岩石学》. 地质出版社, 1986. —— 重荷模与火焰构造。
  • 冯增昭 主编.《沉积岩石学》(第二版). 石油工业出版社, 1993.
  • 里丁 H.G. 编, 周明鉴 等译.《沉积环境和相》. 科学出版社, 1985.
  • 刘宝珺 主编.《沉积岩石学》. 地质出版社, 1980.
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文章名称:重荷模与火焰构造:砂舌下陷、泥舌上窜,一对定顶底
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