###前情提要 沉積構造系列01——流體與沉積物的交互關係 層理 當沉積物在堆積時,如果其型態都沒有變化,也沒有任何的沉積間斷,那麼堆積出來的沉積物,質地就會相當的均勻,這種我們稱為「塊狀」(Massive)的產狀。反過來說,如果在某個時間點,沉積的條件突然改變,可能是沉積物的大小、形狀、排列方式或成份發生了變化,也有可能是短暫的沉積間斷,就會形成一個界面,分隔了兩種外觀不同的沉積岩單位,這個界面便稱為「層面」(Bedding plane)。相鄰兩個層面之間的岩石單位,稱為單層或小層(Bed)。若單層的厚度大於一公尺,就稱為前面提到的塊狀層(或極厚層,Massive bed);厚度小於一公分者,則稱為紋層(Lamina)。在野外的露頭中,有時無法看到層面,而是看到層面和岩壁表面所相交的線,這一條一條分隔不同層的線狀構造,便稱為「層理」(Bedding)。層理通常是一個明顯的邊界,不過有時也會是一個漸變的過渡帶。 層理的概念,就像是在地上鋪沙子。先鋪一層黑色的沙子,接著換成白色,再換成黃色…等等,最後就會形成一層一層不同顏色的沙子堆。從正面往下看,相鄰不同顏色砂層之間的界面就是層面;而從側面看來,則是一層一層不同顏色交錯的層理。 圖一、層理的形成簡圖(忽略侵蝕作用)。圖中區分不同beds的依據是顆粒的大小。 圖二、圖中可以看到粗細不同的沉積物交錯相間而形成層理。這個露頭比較特別的地方,在於水平面和鉛直面上都可以看到層理,所以很容易得知層面的位態。(都巒山層,臺東長濱) 若不考慮構造作用的影響,層理在形成時,理論上應該要是水平的(嚴格來說,層面是一個重力等位面)。但是在很多地方並不是這樣,例如受到地形的影響,層理就會傾斜;若沉積時受到強勁的水流或風所影響,也會使得層理傾斜、彎曲,這之後會再討論。當然,在巨觀尺度下,通常還是可以視層理為水平,或至少趨近於水平。 圖三、傾斜的層理(以黃色虛線標示部份層理)。圖中的層理往右傾斜,這是受到構造作用的影響。另外,圖中的「層理們」彼此互相平行且略成直線,這稱為Planar beddings。(嘉陽層,沖繩) 塊狀層 塊狀的沉積岩,如果是由粒徑小於1/256mm的泥所組成,就稱為泥岩(Mudstone)。泥岩通常沉積在大陸棚下部至深海的環境,是在幾乎靜止的水體中緩慢沉積。若泥質沉積岩具有發達的層理,則稱為頁岩(Shale)。 塊狀的砂岩(Sandstone,砂:粒徑2~1/16mm)通常是快速的沉積作用所形成的——當沉積的速率非常快,就可以在短時間內堆積出很厚的一層。不過厚層的塊狀砂岩不太常見,因為砂大多是在水流的環境下堆積,不像泥一樣可以在靜水環境下長時間堆積出一大層。所以在野外看到的砂岩,層理大多都蠻發達的。 圖四、塊狀的砂岩,沒有任何的沉積構造,十分均勻。(石底層,龜吼) 另外一種塊狀砂岩的常見形成方式,是「層理的破壞」。也就是說,層理本來是存在的,但是在沉積物尚未完全固結時,受到了外在的破壞而消失。破壞的來源通常是生物活動或脫水作用。當沉積物中有大量的生物(以淺海環境居多),挖洞、鑽孔與爬行等活動會把沉積物蹂躪得「體無完膚」,那麼層理(以及其它的沉積構造)就自然地被破壞殆盡。脫水作用則是沉積物固結前受到外在擾動(例如地震的晃動)而脫水液化,顆粒重新排列,使原始的層理被破壞。 圖五、塊狀的砂岩,內部含有非常多生物活動的痕跡。(大寮層,野柳) 層理在野外是十分容易辨識的構造,尤其在巨視尺度下,發達的層理經常能夠左右地形的發展。單面山就是一個例子,這在臺灣的東北部特別多,這和發達的砂頁互層有關。但是當你在一個露頭近看時,若有許多不同的「理」,可能包括層理、節理、劈理等等,你要如何判斷何者是層理呢? ###繼續閱讀 沉積構造系列03——波痕 沉積構造系列04——交錯層理 沉積構造系列05——底痕 沉積構造系列06——變形構造 沉積構造系列07——生痕化石