地科教室-岩礦之美-岩石-沉積岩構造

砂岩中經常發現層層平行的弧形斜面紋理(側面呈弧線)，並與上下的岩層的層面呈斜交，這種紋理稱為交錯層；它是由強勁的水流搬運沈積物時所形成的構造。

           沈積岩構造    當風、水流將沈積物搬動時會因為搬運力量的大小與方式的不同，而造成沈積物被搬動時產生不同的運動方式。

所以當沈積物沈降下來時堆積排列的樣式就有不同，而形成不同形態的沈積構造。

例如水流作用時會將海床表面的砂搬動形成波狀的表面以及具有小型交錯層理的內部構造，這種波狀的構造稱為波痕（圖11）。

假如水流是因波浪的作用所造成，海床表面的砂會因為波浪來回的震盪作用而使海床上的波痕形成對稱的形狀；假如是由單方向的流水所造成的波痕時，會形成一側較平緩與另一側較陡的不對稱波痕。

因此，從波痕的沈積構造就可以知道它是由何種水流所造成，更進一步知道沈積當時是屬於何種環境。

沈積岩中有各式各樣的沈積構造，如交錯層理、魚骨狀交錯層理、平行層理、波痕、潮汐構造、暴風構造、濁流岩。

以下就來認識岩石中常見的沈積構造。

(1) 交錯層理    砂岩中經常發現層層平行的弧形斜面紋理(側面呈弧線)，並與上下的岩層的層面呈斜交，這種紋理稱為交錯層；它是由強勁的水流搬運沈積物時所形成的構造。

交錯層理有許多種形狀，斜面呈弧形稱為槽狀交錯層（圖12），斜面呈平面稱為平板狀交錯層（圖13），斜面呈S型稱為S型交錯層。

交錯層的斜面在不同環境之下形成的角度各有不同在空氣中形成交錯層斜面的最大角度約34°，在水中形成斜面的最大角度約26°。

因此，陸上沙丘環境中形成的交錯層的斜面角度可以達三十幾度，而在水中形成的交錯層角度只由十幾度至二十幾度。

因此可以以交錯層的斜面角度來判斷岩層的沈積環境是否為陸地環境或海洋環境。

地質學家在推測古代環境的水流方向時時常以交錯層作為最佳的判斷工具，交錯層的斜面傾斜方向就是水流的流動方向（圖13）。

(2) 魚骨狀交錯層理    砂岩中有時在同一層當中發現排列整齊的交錯層，但交錯層紋的傾斜方向相反，表示同一處的水流在流動時呈現相反流向。

這種現象可以在現今的潮汐環境中觀察到如潮間帶的環境，漲潮與退潮時的流向就是相反，因此在潮間帶或潮下帶中經常可以發現有呈雙向的交錯層。

因為它排列的形狀像魚骨的形狀所以稱為魚骨狀交錯層（圖14），也可以確定沈積的環境是受到潮汐的作用，位在潮間帶或潮下帶。

(3) 平行層理    砂岩中除了具有與層面斜交的交錯層理之外，在厚層的砂岩中也經常發現有一條條平行狀的紋理，稱為平行紋理（圖15）。

當水流快速的搬動沈積物時，砂粒是沿著海床表面水平的被搬運，之後當砂沈降下來時就會形成平面狀的層層砂層疊加在一起，而成為一層層的平行層理構造。

(4) 崩移構造    呈層的沈積岩在沈積時都是呈水平狀態，雖然野外看見的岩層雖然已經呈傾斜的狀態，但其中每一層都是互相平行的，這是受到構造作用而形成傾斜的狀態。

但是有少部份的岩層不是呈層層的岩層，而是形成捲曲狀或呈不連續且有類似褶皺的現象（圖16）。

這是沈積的時候或之後受到外力的作用造成岩層局部的變形。

形成原因可能是沈積層發生液化現象而產生滑動或流動使得岩層扭曲變形。

這種構造常見於地殼活動頻繁的地區，如台灣處在板塊的碰撞帶經常發生地震。

地震時造成地殼的震動引發海底山崩造成海底的岩層滑動或是岩層產生流動而扭曲變形（圖17），形成崩移構造。

(5) 波痕    砂岩表面經常發現有排列整齊呈波狀外型的構造，這是由波浪、潮汐或水流流動時將海床表面沈積物搬動所形成的波狀外型，稱為波痕（圖18）。

仔細的察看波痕的結構，突起的部份稱為波峰、凹下的稱為波谷。

從波峰突起的外型來看，兩側斜面有時呈對稱形型，有時呈不對稱形型，以此外型就可以知道是由那種水流作用所形成的波痕，呈對稱型的是由波浪作用造成，不對稱狀的是由單向水流或潮汐作用形成（圖19）。

一般在野外看到的波痕大小只有十數公分長，而且都是由砂岩所組成。

但極少的機會可以看到長約1公尺以上巨大的波痕，巨大的波痕必須由非常強勁的波浪才能形成，只有在颱風或是海嘯時的暴風浪才可能造成。

不對稱形的波痕可以從外型知道當時的水流方向，不對稱型波痕有一側的斜面較大且較緩，另一側較小且較陡；水流是由斜面較緩的流向較陡的方向（圖19）。

(6) 暴風岩    颱風來襲時暴風波浪會將濱海的沈積物搬運到外海的大陸棚上，或由洪水將河流中的沈積物沖刷到外海。

暴風波浪的作用下會形成較奇特的沈積構造，如圓丘狀的砂層（圖20）或具有平行層理與小型交錯層的濁流岩。

大陸棚的暴風沈積層還有一種特徵是呈砂岩與頁岩的互層（圖21）。

暴風作用時海床上會堆積砂岩，當暴風過後海水恢復平靜狀態時，開始沈澱海水中懸浮的泥形成泥岩，因此在海床上形成一層砂岩與一層頁岩的交互現象。

(7) 潮汐岩    由潮汐作用所沈積的岩層稱為潮汐岩，潮汐岩是因漲潮與退潮時水流的能量有高低變化，經常由砂岩與頁岩的互層所組成，有時砂岩的延續性不佳，呈斷斷續續的透鏡狀或扁豆狀砂層，看似豆夾一般，表面有波痕構造（圖22），這種構造都出現在潮間帶的環境。