構(gòu)造演講形態(tài)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)

1、構(gòu)造演講形態(tài)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)第一章第一章 成層構(gòu)造和地層接觸關(guān)系成層構(gòu)造和地層接觸關(guān)系 第一節(jié)成層構(gòu)造的基本概念成層構(gòu)造的基本概念一、原生成層構(gòu)造1、層理層理 由物質(zhì)成分、顆粒大小、顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的差異而表現(xiàn)出來。在垂直方向上明顯的反映，也即成層物質(zhì)的原生界面。2、層面層面限制巖石的界面 同一層上有上、下層面，上、下層面之間的垂直距離即單層厚度。原生成層構(gòu)造是在巖石形成過程中形成的，因此，原生層理面變化之研究，是研究變形歷史的重要依據(jù)。 沉積巖、火成巖均具原生成層構(gòu)造。 沉積巖原始層面呈水平狀，僅于沉積盆地邊緣、島嶼或隆起四周會(huì)有原始傾斜。二、次生成層構(gòu)造 主要見于變質(zhì)巖中，如片理、片麻理等，它是

2、由變質(zhì)作用而形成的。三、層理形成的決定因素 沉積材料：物質(zhì)成分，顆粒大小，顏色等； 沉積環(huán)境：海相，陸相，邊緣相等； 水動(dòng)力條件：水能量，性質(zhì)（動(dòng)、靜）和水流大小等；四、層理的類型 厚度(單層)： 巨厚層 1m 厚 層 0.51m 中厚層 0.10.5m 薄 層 110cm 葉片層 0.11cm 微細(xì)層 0.1cm 成因： 1、風(fēng)層層理 2、水成層理 3、冰川層理 4、火山層理 形態(tài)：1、水平層理2、波狀層理3、交錯(cuò)層理斜層理五、層理的識(shí)別1、片狀礦物的分布方向（即層理方向）；2、厚層狀巖石中的微細(xì)層理；3、洪積層中的砂層或扁平狀礫石的分布 （雨花臺(tái)礫石層）；4、透鏡狀?yuàn)A層的延伸方向；5、沉積

3、夾層（如C和P之間梁山段頁巖夾層）；6、縫合線（厚層灰?guī)r、砂巖中）；7、巖層中結(jié)核延長(zhǎng)方向（如棲霞組中燧石結(jié)核，老虎洞組燧石結(jié)核）；六、巖層產(chǎn)狀要素 走向構(gòu)造面與水平面的交線的方向； 傾向構(gòu)造面與垂直走向直立面的交線， 由高向低于水平面； 傾角構(gòu)造面與水平面之夾角 記錄方式： 1、走向/傾向傾角 350/NE50 2、傾向傾角 8050傾伏角傾伏角構(gòu)造線與其水平投影線之間的夾角；傾伏向傾伏向水平投影線指向下傾的方向；構(gòu)造線的傾伏在包含構(gòu)造線在內(nèi)的垂直面上測(cè)量；側(cè)伏角側(cè)伏角構(gòu)造線下傾一端與構(gòu)造面走向的銳夾角；側(cè)伏向側(cè)伏向構(gòu)成此銳夾角的走向線一端的方向；構(gòu)造線的側(cè)伏在構(gòu)造面上測(cè)量七、露頭線分布規(guī)律

4、（對(duì)地質(zhì)圖而言） 露頭線構(gòu)造面與地面的交線，包括層面、斷面等； 圖1-3圖1-4圖1-5第二節(jié)鑒別巖層頂、底面的鑒別巖層頂、底面的原生構(gòu)造原生構(gòu)造一、研究目的 明確地層的新、老關(guān)系，恢復(fù)地層層序，為確定各種礦產(chǎn)所在構(gòu)造部位和層位，重建該區(qū)的構(gòu)造發(fā)展史以及為預(yù)測(cè)預(yù)防地震、找礦、找水提供可靠的依據(jù)。二、層序與層位 層序巖層形成的先后順序，即新與老； 層位巖層經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)之后的位置，有高低之分 層位高不等于地形的高低 同層位具相同的化石 同層位巖性不盡相同圖1-6 假設(shè)地面水平的地質(zhì)剖面圖同層位巖性不同 三、判別巖層頂、底的標(biāo)志 1、序粒層理（粒級(jí)層理、遞變層理） 單一巖層中，從底到頂顆粒粒度由粗變細(xì)

5、，而且期間無明顯界線，但在兩個(gè)序粒層理之間，其粒度或成分均有明顯變化，據(jù)此可以判別巖層頂、底； 序粒層理在濁流沉積中發(fā)育得最好。各種產(chǎn)狀巖層的粒級(jí)層理 應(yīng)注意和韻律層理相區(qū)別。韻律層理不是發(fā)生在每一單層中的顆粒粗細(xì)的變化，而是粗層中層細(xì)層反復(fù)成韻律，其間有界面。2、斜層理單層與主層理斜交的層紋構(gòu)造稱為斜層理：底切、頂截 3、波痕為巖層頂面構(gòu)造之一波痕要素： 波痕指數(shù)=波長(zhǎng)/波高a、浪成波痕是對(duì)稱波痕，振蕩波痕斷面如圖：特點(diǎn)：波峰尖，波谷圓，波峰沉積物比波谷沉積物細(xì)。b、流水波痕不對(duì)稱 斷面如圖： 特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄魉?，沉積物波峰細(xì)，波谷粗c、風(fēng)成波痕不對(duì)稱 斷面如圖： 砂丘 特點(diǎn)：沉積物波峰粗，波谷

6、細(xì)4、印模 單層頂面由各種外動(dòng)力作用形成凹凸不平狀，上復(fù)巖層之底面和這一頂面接觸壓實(shí)后生成恰恰相反的凹凸不平，即印模，或印痕，荷重痕。 形狀似舌狀，腎狀，鱗狀，釘子頭狀等，凸出在底面上生物模：遺體化石、遺跡化石（恐龍腳印）五、同生變形： 沉積物在沉積同時(shí)或緊接其后發(fā)生的變形，常發(fā)生在沉積盆地邊緣或斜坡上，變形量往往較小，但有時(shí)卻能幫助我們判斷沉積環(huán)境和巖層上、下關(guān)系，底部變形量小，頂部變形量大。 六、干裂 為表層構(gòu)造的一種，乃沉積物在尚未完全固結(jié)時(shí)脫水在干燥的大氣中曝曬而形成的干裂，其斷面形態(tài)如楔形，又被上覆碎屑物充填其中。 斷面如圖：七、生物遺跡 蟲管構(gòu)造、疊層石，第三節(jié)地層的接觸關(guān)系地層的

7、接觸關(guān)系 由于地殼運(yùn)動(dòng)，可以使巖層改變其原來的產(chǎn)出狀態(tài)。原始水平的巖層可以變陡乃致直立、倒轉(zhuǎn)。同一地區(qū)由于地質(zhì)時(shí)期地殼運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和特點(diǎn)不同，還會(huì)造成不同的接觸關(guān)系。 所謂接觸關(guān)系，系指同一地區(qū)相鄰近 的不同時(shí)代巖層的接觸形式。地層的接觸關(guān)系主要要兩種形式：一、 整合接觸： 新老巖層在巖性、古生物的演化上，基本上是連續(xù)的或逐漸變化的，而且產(chǎn)狀和構(gòu)造特征也基本一致。二、 不整合接觸： 上下巖層沉積作用不連續(xù)，地層和生物演化有間斷； 1、平行不整合（假整合） 當(dāng)某一地區(qū)地殼沉降并接受一段沉積后，但未發(fā)生明顯的褶皺運(yùn)動(dòng)，已沉積的地層遭受較長(zhǎng)時(shí)間的剝蝕，發(fā)生明顯沉積間斷，而后又重新下降接受沉積，這樣的接

8、觸關(guān)系為平行不整合。 特點(diǎn)：上、下巖層產(chǎn)狀一致，但其間缺失某些時(shí)代地層，或有一古剝蝕面。2、角度不整合: 地殼非平緩上升，而是伴有較強(qiáng)烈的褶皺、斷裂變動(dòng)或巖漿活動(dòng)，使已沉積的地層發(fā)生掀斜、褶皺或斷裂，并隆起遭受剝蝕造成間斷，而后又下沉接受新的沉積。 角度不整合的特征： a.上、下巖層產(chǎn)狀不一致； b.上、下巖層構(gòu)造變形強(qiáng)弱不一致，下強(qiáng) 上弱； c.有沉積間斷，地層缺失； d.上巖層底部有下巖層的礫石； e.有古剝蝕面，常有古風(fēng)化殼； f.上復(fù)巖層面與不整合面平行，下復(fù)巖層的構(gòu)造面（如斷層面、層面等）被不整合面切割；侵入接觸（火成接觸） 不同巖類接觸，火成巖侵入沉積巖中、斷層接觸、沉積接觸不整合

9、接觸的地質(zhì)意義及其研究1、意義 a、是鑒定地殼運(yùn)動(dòng)的重要依據(jù)，又是劃分構(gòu)造層的分界面。構(gòu)造層是在一定地史階段內(nèi)受地殼運(yùn)動(dòng)的作用（包括沉積建造、構(gòu)造變動(dòng)、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用等）而形成的綜合地質(zhì)體。b、是劃分巖石地層單位的依據(jù)之一c、其空間分布變化情況，可以表明地殼運(yùn)動(dòng)的不均衡性d、是研究古地理環(huán)境的重要依據(jù)e、常常是風(fēng)化礦床，F(xiàn)e、Mn、P、Al等外生礦床的產(chǎn)出地帶2、研究中應(yīng)注意的問題 a、確定不整合面，識(shí)別底礫巖與火山角礫巖、斷層角礫巖、同生角礫巖和膏溶礫巖的區(qū)別。 b、注意不整合在空間上的變化繼承與上迭問題，以南象山、鐘山兩剖面為例（圖1-15）圖1-17 不整合時(shí)代的確定： 上限：不整合

10、面以上地層中最老的地層形成之前； 下限：不整合面以下地層中最新的地層形成之后； 一次地殼運(yùn)動(dòng)必會(huì)導(dǎo)致一個(gè)不整合，但一個(gè)不整合不一定只反映一次地殼運(yùn)動(dòng)。如果某一地區(qū)長(zhǎng)期處于隆起狀態(tài)，或者一次地殼運(yùn)動(dòng)后接受的沉積又完全剝蝕掉，以致缺少沉積歷史記錄，最后再有新地層沉積下來，這樣的不整合面就不止包含一次地殼運(yùn)動(dòng)。 研究不整合面，對(duì)工程地質(zhì)也相當(dāng)重要例：1983年3月7號(hào)，甘肅蘭州東鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有一海拔2200m高山發(fā)生滑坡，這滑坡就是沿著不整合面滑下的，70年就有人發(fā)現(xiàn)有裂縫，但未引起足夠重視，雖有人從山坡上搬到坡下來住，但仍未免遭于難，這次滑坡速度300m/分鐘，總滑距達(dá)1600m。第二章第二章褶褶 皺皺

11、 構(gòu)構(gòu) 造造具有層狀構(gòu)造的地質(zhì)體，由于受到力的具有層狀構(gòu)造的地質(zhì)體，由于受到力的作用而產(chǎn)生的彎曲變形作用而產(chǎn)生的彎曲變形，叫做褶皺褶皺。運(yùn)動(dòng)著的地球至今仍不斷地變化著，褶皺就是各種各樣變化中的一種，其規(guī)模大小不一，但基本型式有兩種：1.背形褶皺巖層向上彎曲，形成凸?fàn)?.向形褶皺巖層向下彎曲，形成凹狀圖2-1上述兩種型式是在褶皺巖層新老關(guān)系不清時(shí)使用，當(dāng)褶皺巖層的新老關(guān)系清楚時(shí)，有如下兩種型式：1.背斜褶皺巖層向上彎曲，核心部位地層較老，而兩側(cè)巖層依次較新，并對(duì)稱重復(fù)出現(xiàn)2.向斜褶皺巖層向下彎曲，核心部位地層較新，而兩側(cè)巖層依次較老，并對(duì)稱重復(fù)出現(xiàn) 由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的多期性和復(fù)雜性，也可出現(xiàn)：1.背

12、形向斜2.向形背斜 研究褶皺構(gòu)造，對(duì)闡明某一地區(qū)的構(gòu)造形成和發(fā)展史，解決礦產(chǎn)的分布、開采以及水文工程地質(zhì)等均有重要的理論和實(shí)際意義。第一節(jié)褶褶 皺皺 要要 素素 褶皺樣式很多，為便于正確描述和研究，首先要分清構(gòu)成褶皺的各個(gè)組成部分的特征和相互關(guān)系，即所謂褶皺要素（圖2-2）：1、核部核部褶皺巖層中中心部位。常指出露地表的褶皺中心部分 2、 翼部翼部核部?jī)蓚?cè)巖層部位（曲率半徑大于平均圓弧部分）3、轉(zhuǎn)折端轉(zhuǎn)折端褶皺兩翼巖層互相過渡的彎曲部分（曲率半徑小于平均圓弧部分），巖層彎曲度最大的部分。 4、褶軸褶軸褶皺面上以自身移動(dòng)的軌跡和褶皺面形態(tài)完全吻合的直線。它無固定位置，亦不限于哪一條，凡與此平行的

13、均為褶軸。5、樞紐樞紐同一層面上各個(gè)不同橫截面上最大彎曲點(diǎn)的連線。它可以是曲線，也可以是直線，可以水平，也可以傾斜。 6、軸面軸面（樞紐面）連接褶皺各層的樞紐而構(gòu)造的面。它可以是平面，也可以是曲面。在對(duì)稱褶皺中，當(dāng)軸面為平面時(shí)，軸面是兩翼夾角的平分面。不對(duì)稱褶皺中否（見P35圖2-2） 7、 軸跡軸面與任一平面的交線，常指與地面、與橫截面的交線。 8、 脊線脊線背斜橫剖面中同一層面上彎曲的最高點(diǎn)為脊，不同橫剖面上脊的連線為脊線 9、槽線槽線向斜橫剖面中同一層面上彎曲的最低點(diǎn)為槽，不同橫剖面上槽的連線為槽線10、脊面脊面連接各褶皺面脊線的面 11、槽面槽面連接各褶皺面槽線的面褶皺的度量度量褶皺大

14、小的要素是波長(zhǎng)和波幅S0為包絡(luò)面包絡(luò)面某一褶皺截面中幾個(gè)褶皺或所有褶皺樞紐的切線面稱為包絡(luò)面。i為拐點(diǎn)即周期性波形中彎曲方向改變，斜率變化率為零的點(diǎn)。也是相鄰的向斜與背斜的交接點(diǎn)。 同一褶皺面的一翼上，許多拐點(diǎn)的聯(lián)線為拐線，聯(lián)結(jié)同一褶皺面許多拐線的面為拐面，當(dāng)褶皺面為嚴(yán)格循環(huán)的波形時(shí)，其拐面位于兩包絡(luò)面的正中，因此，拐面亦可稱中間面。 波長(zhǎng)（W）相當(dāng)于同一褶皺面上，兩個(gè)相鄰?fù)辔还拯c(diǎn)之間的距離。 波幅（A）為二包絡(luò)面之間垂直距離的一半。不對(duì)稱褶皺的波長(zhǎng)與波幅還可以分別在垂直于及平行于軸面的方向上測(cè)量-軸面與中間面之余角 Wm=WaSec Am=AaCos第二節(jié)褶皺形態(tài)的描述褶皺形態(tài)的描述一、幾

15、何形態(tài)描述 1、圓柱狀褶皺具有褶軸平行自身移動(dòng)的軌跡與褶皺形態(tài)完全一致的褶皺。 特點(diǎn)：樞紐呈直線，在其延伸方向上褶皺的規(guī)模和形態(tài)基本上無變化，樞紐和褶軸產(chǎn)狀一致。 2、非圓柱狀褶皺無褶軸，不具備上述圓柱狀褶皺的特點(diǎn)。 實(shí)際上，自然界大多數(shù)褶皺并非圓柱狀，也就是說樞紐不是直線。在一定大的范圍內(nèi)，褶皺規(guī)模、形態(tài)、方向均有變化。但為了對(duì)褶皺形態(tài)和產(chǎn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)研究，可將某褶皺劃分若干區(qū)段，使其近似圓柱狀褶皺。特別是對(duì)變質(zhì)巖地區(qū)的研究是非常必要的。二、縱、橫剖面形態(tài)描述1、樞紐：水平褶皺、 傾伏褶皺、 傾豎褶皺 2、軸面和兩翼：直立褶皺、 斜歪褶皺、 平 臥褶皺、 倒軸褶皺、 翻卷褶皺a-直立褶皺； b

16、-斜歪褶皺； c-倒轉(zhuǎn)褶皺； d-平臥褶皺； e-翻卷褶皺； p-橫剖面上的軸跡3、翼間角（橫截面上，兩翼同一褶皺面上拐點(diǎn)切線之夾角）： 平緩褶皺、 開闊褶皺、 閉合褶皺、 緊閉褶皺、 等斜褶皺4、褶皺轉(zhuǎn)折端彎曲形態(tài) 圓弧狀褶皺、尖棱狀褶皺、箱狀褶皺、扇形褶皺、撓曲5、褶皺對(duì)稱性 對(duì)稱褶皺一組褶皺的軸面與該組褶皺的包絡(luò)面垂直，而且兩翼近于等長(zhǎng)，單個(gè)對(duì)稱褶皺的橫剖面形態(tài)的兩半互為鏡象，即軸面平分翼間角（圖2-3）。 不對(duì)稱褶皺-6、同一褶皺中各層彎曲形態(tài)協(xié)調(diào)褶皺各彎曲巖層形態(tài)一致不協(xié)調(diào)褶皺各彎曲巖層形態(tài)不一致；鹽丘構(gòu)造（底辟褶皺）底辟褶皺的核心與其上巖層的褶皺形態(tài)不協(xié)調(diào)，核心層往往是復(fù)雜褶皺，其

17、上往往是穹窿狀或短軸狀背斜。三、平面形態(tài)描述 同一巖層出露之長(zhǎng)、寬比 穹窿構(gòu)造：長(zhǎng)、寬比小于3：1的背斜； 構(gòu)造盆地：小于3：1的向斜； 短軸褶皺：長(zhǎng)、寬比在3：110：1之間 的褶皺； 線狀褶皺：長(zhǎng)、寬比大于10：1的褶皺；第三節(jié) 褶皺的類型和組合型式褶皺的類型和組合型式一、結(jié)合軸面和樞紐產(chǎn)狀的分類 Rickard（1971）根據(jù)軸面傾角、樞紐傾伏角和側(cè)伏角三個(gè)變量，給制了三角投影網(wǎng)圖。 按褶皺產(chǎn)狀可分七種：直立水平褶皺、直立傾伏褶皺、傾豎褶皺、斜歪水平褶皺、平臥褶皺、斜歪傾伏褶皺、斜臥褶皺；、直立水平褶皺軸面近于直立（傾角80-90），樞紐近水平（傾伏角0-10）、直立傾伏褶皺軸面近于直立

18、（傾角80-90），樞紐傾斜（傾伏角10-80）、傾豎褶皺軸面近于直立（傾角80-90），樞紐近直立（傾伏角80-90）、斜歪水平褶皺軸面傾斜（傾角10-80），樞紐近水平（傾伏角0-10）、平臥褶皺軸面近水平（傾角0-10），樞紐近水平（傾伏角0-10）、斜歪傾伏褶皺軸面傾斜（傾角10-80），樞紐傾伏（傾伏角10-80） （兩者傾向和傾斜程度均不相同）、斜臥褶皺軸面傾斜（傾角80-90），樞紐傾伏（傾伏角10-80）（且兩者傾向基本一致，傾角大致相等）二、根據(jù)巖層等傾斜線型式分類等傾斜線相鄰層面上切線傾角相等的切點(diǎn)的連線； 由于不同形態(tài)的褶皺在橫截面上相鄰褶皺面的曲率不同，因此，其等傾斜線

19、型式、長(zhǎng)度及巖層厚度也不一樣，Ramsay將此分為三類五型：類： 等傾斜線呈扇形，并向內(nèi)弧方向收斂。根據(jù)收斂程度不同分三型：A型：強(qiáng)烈收斂，自轉(zhuǎn)折端至翼部，等傾斜線長(zhǎng)度逐漸增加，即頂薄褶皺特點(diǎn)：1、內(nèi)弧曲率比外弧大2、同一層靠近軸面的真厚度（to）小于翼部真厚度（ta）totaB型：中等程度收斂，大體與褶皺面垂直，等傾斜線長(zhǎng)度大致相等，由于各層褶皺彎曲只有一個(gè)曲率中心，故稱同心褶皺（平行褶皺、等厚褶皺） 特點(diǎn)：1、褶皺層彎曲相互平行 2、內(nèi)弧曲率大于外弧 3、同一巖層在褶皺各部位厚度相同（to=ta） 4、軸部巖層的軸面厚度(To)小于翼部平行軸面之厚度(Ta)（Tota 是同心褶皺向相似褶皺過渡的型式類： 各等傾斜線均與軸面平行且等長(zhǎng)，褶皺各層曲率相同