确定岩层的顶面和底面
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发布时间：2022-04-23 11:23
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时间：2023-10-12 06:28
在野外观察研究地质构造，确定岩层的层序是极为重要的问题，否则就会对观察研究地质构造带来困难，甚至会把构造性质搞错。因为岩层形成以后，经过构造变动，有些保持着正常层序，即岩层的顶面向上，底面向下，顺着岩层倾向，岩层由老到新分布; 若岩层经受强烈的或多次构造变动，使其直立，甚至倒转，即岩层底面反而向上，顶面反而向下，顺岩层倾向观察，岩层由新到老出现，层序颠倒。因此，单凭岩层产状，有时还不能正确认识构造形态。
一、鉴别沉积岩层顶、底面的标志
图 5 －1 确定岩层顶、底面的常见构造类型
1. 斜层理
斜层理是在一个单层中出现的细层与层面斜交的层纹构造，其特点是顶部与层面呈角度相交关系，其底部则呈收敛变缓而与层面相切，根据这种特征，可以鉴别岩层的顶、底面 ( 图 5 －1) 。
2. 波痕
对称型的浪成波痕是由尖棱的波峰和圆弧的波谷所组成。这种波痕，无论是原波痕，还是其印模，都是波峰尖端指向岩层顶面，波谷的圆弧则凸向底面。波痕常见于砂岩、粉砂岩及泥灰岩中。
3. 粒序层理
粒序层理又叫递变层理。其特征是岩层中从底到顶，颗粒由粗逐渐变细形成正粒层理。根据粒序层理的这种下粗上细渐变的特征，可以帮助确定岩层的顶、底面。但要注意，在粗粒碎屑岩中，逆粒序层理应用时要审慎。这种具粒级层特征的岩层，在形成浅变质岩后，常可能保留粒级层的特征。因此，在变质岩中可利用变余粒序层理确定浅变质岩层序。
4. 冲刷面
岩层沉积后，出露水面或在水下，经水流冲刷破碎，造成凹凸不平的冲刷面，接着在不平整的冲刷面上再堆积时，往往在冲刷作用造成的沟、槽、浅坑中常填充有下伏岩层的碎块或砾石，往上逐渐变细。这种具有侵蚀和充填先后关系的特征，可作为确定岩层新老层序的标志。
5. 泥裂
泥裂是一些细粒沉积物还未固结时，曾露出水面，经暴晒而干枯，发生收缩和裂开形成的与层面垂直的裂缝。在层面上，裂缝构成多边形网状、放射状或不规则的分叉状，并被后来的沉积物充填和掩埋，成岩后被保留下来。泥裂在剖面上呈上宽下窄的楔形裂缝，而其充填的岩石底面成为脊状印模。无论楔形裂缝或脊状印模的尖端均指向岩层的底面，即指向老的岩层，据此可以鉴别岩层的顶、底面。
6. 雨痕和冰雹印模
雨痕和冰雹印模是稀疏的雨滴或冰雹落在湿润而柔软的泥质或粉砂质沉积物上，冲打出圆形或椭圆形凹坑的一种原生构造。它们为上覆沉积物所填充掩埋而保存下来，因而在上覆岩层的底面，形成圆形或椭圆形瘤状突起的印模，凹坑总是分布在岩层的顶面，而瘤状印模则出现在岩层的底面。或者说，凹坑和瘤状印模的圆弧外形均突向岩层底面，据此可以鉴别岩层的顶、底面。
除上述的层面原生构造外，还有由于生物的活动造成的印痕 ( 如虫迹、脚印) ，或流水携带某些 “工具”( 如砂砾、贝壳) 对沉积物层面的冲击、刻划所形成槽模、沟模、跳模……印痕和上覆岩层的印模，也具和雨痕、雹痕相类似的特征，均可用来确定岩层的顶、底面，从而判别岩层层序。
7. 古生物化石生长状态和保存状况
保存在岩层中的古动、植物化石，不仅可以根据其种属的鉴定，确定地质时代，而且有些化石还可以从它们在岩层中的埋藏保存状况和生长状态鉴定岩层的顶、底面。
叠层石常呈柱状、分枝状、锥状及瘤状向上穹起的叠积纹层构造。这种内部穹状纹层的凸向均指向岩层顶面。一些平凸形或凹凸形的腕足类和斧足类介壳，在它们被沉积物掩埋时，大多数介壳呈凸面向上这种最稳定的埋藏状态。因此，大多数介壳凸瓣的凸面所指的方向，即为岩层的顶面所在。古树根系的形迹，也可作为鉴定岩层顶、底面的标志。
二、鉴别火山熔岩层顶、底面的标志
1. 气孔和杏仁构造
有些熔岩流顶部气孔多而大，有的很密集呈不规则云朵状，底部气孔少而小，常具椭圆形或被压扁拉长。如果熔岩喷溢覆盖在含水岩石上，会使熔岩底部的气孔大于顶部气孔，但底部气孔 “层”要比顶部薄得多。如气孔 ( 或填充为杏仁体) 成管状，则管状分叉常指向底面。半填充杏仁体不仅可指示熔岩层面位置，而且可以从填充物平面和未填充空余部分方位指示出层面的顶、底关系。
它是水下喷发的基性熔岩的特征构造。一般为椭球形及长柱状，或呈顶面上凸、底面较平的圆面包形。根据枕状构造的顶面上凸、底面较平这一特征，可以判别熔岩层的顶、底面。
2. “红顶”和 “绿底”
熔岩喷出地表后，与空气直接接触的顶面，因强烈氧化而形成红色氧化壳，称为“红顶”。而熔岩的底部覆盖地面，往往不直接接触空气，处于还原状态，故常成绿色，常称为 “绿底”。有时底部也略受氧化而呈*，这与顶部成红色仍然有些差异。
3. 烘烤边和冷凝边
炽热的熔浆溢出地表后，对下伏岩石顶部发生烘烤，使之形成薄的烘烤边 ( 常成退色带) ，而熔岩的底面因与地面冷的岩石接触，冷却较快，形成薄层的玻璃质或隐晶质的冷凝边。熔岩顶与空气或水接触，因大量气体迅速外逸，造成熔岩顶面粗糙的熔渣状玻璃壳。根据上述特征，可以帮助判别熔岩层的顶、底面。
