古流向是指沈積物沈積時期的水流的流動方向。古流向的分析研究是識別沈積環境和重建古地理的重要內容和有效手段之壹，它有助於確定古盆地的邊緣和物源區的位置、古岸線的方向、盆地沈積物充填的布局、古斜坡方向以及砂巖體的形態和延伸方向。因此，在沈積地層及其沈積礦產的研究中，古流向的確定已受到普遍的重視。
壹、古流向資料的測量和數據處理方法
古流向分析是通過對那些因沈積介質流動而產生的具有指示水流方向意義的原生沈積構造和組分顆粒的定向性排列等的研究，從而恢復沈積物沈積時期的水流的流動方向。能夠指示水流方向的原生沈積構造包括交錯層理、底痕、波痕、水流線理、沖刷-充填構造以及生物化石和碎屑顆粒的定向性排列等，其中交錯層理、底痕和礫石定向性排列是確定古水流的良好標誌。這是因為在實際應用中，作為古流向分析指示標誌的指向構造必須是容易測量而又分布廣泛的，而且必須與主要的水流方向有關。下面以野外最常見的交錯層理為例，簡要介紹古流向資料的測量和數據處理方法。
（壹）交錯層理的測量
板狀交錯層理、楔狀交錯層理的前積層傾向壹般與古流向壹致，測定古流向，實際上就是測定前積層的傾斜方向。可用壹木板（或硬紙片、野外記錄簿等）放於露出的紋層面上，以擴大測量面，測量該木板產狀即代表前積層產狀。前積層常常向下或向上下兩端變緩，因此需註意在細層的中部測量。而槽狀交錯層理的前積層的傾向的測量要慎重，須註意觀察確定其軸的延伸方向。
除了測量前積層產狀外，尚應同時描述交錯層理類型及其他層理要素，並記錄於專門的表格上（表5-1）。當巖層傾角大於10°時，還應測量並記錄交錯層理所在巖層產狀，以便室內校正。
野外測量要盡可能選擇多個測量點，並盡可能測量與收集較多的數據，以便統計分析。
表5-1 交錯層理測量登記表
（二）測量數據的校正
具有各種指向構造的巖層，大部分經過了後期的構造運動而改變了原有的產狀，以致改變了這些指向構造的原始產狀，因此，必須用構造地質學中的赤平投影產狀校正的方法進行測量數據的校正，校正通常是利用吳氏網進行。圖上任意壹點均代表自原點發出的壹角度線的方位，此角度線為壹平面的法線，因此亦可代表壹平面的產狀。其傾向可自吳氏網的中心向該點作延長線交於圓周而求得，傾角可以圓心為中心，將該點轉至網的EW軸或SN軸上讀出（圖5-1）。
圖5-1 用吳氏網校正古流向數據
校正時先將透明紙覆於吳氏網上，用針固定圓心。
把巖層和交錯層理（前積層）的產狀投影到吳氏網上（稱為極點）。例如正常產狀的巖層傾向為NE30°，傾角60°，將透明紙上標有30°的地方轉動到吳氏網的赤道線上，自圓心向外讀取60°，即為此巖層產狀的投影點，以符號“□”表示，交錯層理（前積層）投影方法與巖層相同，並以符號“☉”表示。
進行校正的步驟如下：
當巖層和交錯層理均未倒轉時（如圖5-2a），將巖層投影點P轉到吳氏網的EW軸上，使之沿EW軸移向圓心（表示將巖層恢復到水平位置）。使交錯層理投影點沿其所在緯線向著與P點移動的相同方向移動相同角度至A。將透明紙恢復到原來位置，此時A點的位置即代表指向構造的原始產狀。
當巖層倒轉而交錯層理傾向未倒轉時（圖5-2b），已移到EW軸上的P點向著遠離圓心方向移動，至零位置，使交錯層理投影點沿所在緯度線向著與P移動的相同方向移動壹相同度數至A。使透明紙恢復到原來位置，A即為斜層的原始產狀。
當巖層未倒轉而交錯層理倒轉時（圖5-2c），使P點沿EW軸直接移向圓心，至零位，使交錯層理投影點沿所在緯度線向著與P移動的相同方向移動壹相同度數，至周邊後則沿赤道另壹側相對應緯度線上移動至A。使透明紙恢復到原來位置，A即為斜層的原始產狀。
圖5-2 交錯層理原始產狀的校正
（據劉寶珺等，1985）
a—巖層和交錯層理均未倒轉；b—巖層倒轉而交錯層理傾向未倒轉；c—巖層未倒轉而交錯層理倒轉；d—巖層與交錯層理均倒轉
當巖層與交錯層理均倒轉時（圖5-2d），使P點沿著與圓心相背的方向移至圓心，使交錯層理投影點沿所在緯度線向著與P移動的相同方向移動相同度數，至周邊後則沿赤道另壹側相對應緯度線上移動至A。使透明紙恢復到原來位置，A即為斜層的原始產狀。
（三）數據的整理與作圖
古流向數據整理方法較多，其中包括直方圖、玫瑰花圖、極點圖、算術平均法、矢量平均法和矩陣法等。前三種方法主要是定性而形象地表示古水流方向，後三種方法是定量地表示古水流方向的平均值和標準偏差。
圖5-3 古流向直方圖和相應的玫瑰花圖
（據波特等，1977）
直方圖和玫瑰花圖是最常用的圖示方法，它簡單、形象地標明了古水流方向。壹般用30°、40°或45°的分組間隔將全部古水流方向數據進行分組，計算出每個分組中觀測數和觀測數的百分比。將它們按橫坐標上的分組間隔和縱坐標上的標尺繪在圖上，可得出直方圖。玫瑰花圖實際上就是將直方圖變成圓形，即用圓周上的方位間隔代替橫坐標上的分組間隔，兩者之區別只是作圖方法和表達方法不同而已。
（四）古流向資料的環境意義
不同的沈積環境有不同的水動力條件，也可能有不同的古水流型式。常見的古流向玫瑰花圖有三種類型（圖5-4）：單向的（或稱單眾數的）、雙向的（雙眾數的）、多向的（多眾數的）或方向不明顯的，它們代表了三種不同的古水流型式。河流砂屬於單向的，其古流向的變化範圍大都在90°～120°之間，這種變化可能與河流的彎曲度有關。蛇曲越復雜，其變化性就愈大。大部分濁流砂和許多古代風成砂也是單向的，三角洲砂大多數是單向的，其水流變化範圍較大，壹般為180°～220°；但極少數三角洲砂由於受潮汐作用的影響而呈雙向的。海灘砂和港灣砂大都是雙向的，但也有壹部分可呈單向的。其雙向水流型式推測是由潮汐作用產生的；單向水流型式可能與向岸、離岸或沿岸流有關。淺海陸棚砂由於受古斜坡的控制較小，其古流向變化較大，壹般呈雙向或無定向。表5-2歸納了沈積環境與古水流型式之間的關系。至於古流向與古沈積斜坡之間的關系，各種沈積環境有所不同。其中有些沈積環境的古流向受古斜坡的控制，如河流、三角洲和大多數的濁流沈積。有些沈積環境，如風成沙坪和海岸，其古流向與古斜坡之間則沒有什麽關系。
圖5-4 水流玫瑰花圖的類型
（據波特等，1977）
表5-2 沈積環境與古水流形式之間的關系
（據Selley，1968）
二、實習內容
（1）了解和熟悉古流向野外資料收集、資料整理、作圖和解釋的過程和方法。
（2）用校正後的交錯層前積層產狀資料作頻率直方圖和玫瑰花圖。
（3）對圖中的反映古流型式進行解釋。
三、實習目的與要求
（1）掌握測量、記錄指向構造的野外測量描述的方法。
（2）掌握頻率直方圖、玫瑰花圖的作圖方法及其古流向解釋。
四、實習資料和作業
（壹）實習資料
準噶爾南緣×××剖面×××組交錯層理前積層測量與水平校正數據表，已知交錯層理前積層60個測量與校正數據（表5-3）。
表5-3 準噶爾南緣×××剖面×××組交錯層理測量與水平校正數據表
續表
續表
（二）作業
（1）繪制交錯層理前積層傾向直方圖和玫瑰花圖。
（2）資料解釋，即分析所做出的古流向玫瑰花圖的類型是屬於單向的（或稱單眾數的）、雙向的（雙眾數的）、多向的（多眾數的）或方向不明顯的，推斷其可能的形成環境。
實習報告五 古流向資料整理與作圖
沈積學及古地理學實習指導書