地质构造

第三章地质构造主要内容1.地壳运动2.地史概要3.岩层产状及地层接触关系4.褶皱构造5.断裂构造6.地质图§3.1地壳运动地质证据：任何一个具体的岩层内都含有一组独特的化石，化石可用来确定岩层的地质年代。地质作用定义——由于地球的自然力使地球的物质组成、内部构造和地表形态发生变化的作用。地质营力——引起地质作用的自然力。地质作用分类：按速度分类：灾变性和缓变性按地质营力分类：内力作用和外力作用。如高山峡谷地貌是由于内力作用形成的，而地表形态的塑造则是有外力作用形成。内力作用形成的高山峡谷构造运动——即地壳运动，指由内力地质作用引起的地壳组成物质和结构发生变形变位的运动。类型：分为水平运动和垂直运动。地质构造构造的规模及构造地质学研究方向划分全球构造：如板块大型构造：如造山带航卫片或填图范围内的构造露头或手标本规模的构造光学显微镜下观察到的构造及其统计学上的构造电子显微镜下观察到的构造大地构造学构造地质学（狭义）显微构造学中型构造：小型构造：显微构造：超显微构造：灾后的印度尼西亚旧金山地震大裂缝1960年智利瓦尔迪瓦地震陕西神木采煤后的裂缝地质构造的概念：由地壳运动导致组成地壳的岩层和岩体发生变形或变位的现象，残留于地壳中的空间展布和形态特征，称为地质构造或构造形迹。地质构造的基本形态和分类Basicshapeandclassificationofgeologicalstructure：地质构造包括岩层的倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种基本形态,以及隆起和拗陷等。地壳运动的概念地壳运动——主要是指由地球内力引起岩石圈的变形、变位以及洋底的增生和消亡的作用。古构造运动晚第三纪以前发生的构造运动新构造运动晚第三纪以来发生的构造运动现代构造运动人类历史时期到现在所发生的构造运动根据地壳运动的速度和剧烈程度:灾变和缓变：一种是不易被人们所觉察的长期、缓慢的运动；如造山运动；喜马拉雅山区在约5000万年以前这里却是一片汪洋大海，目前，整个喜马拉雅山区仍以每年约2～3mm的速度上升一种是容易被人们看到或感觉到的迅速、剧烈的运动，如火山活动地壳运动的基本形式水平运动地壳或岩石圈大致沿地球表面切线方向的运动垂直运动地壳或岩石圈沿垂直于地表即沿地球半径方向的运动羚羊谷圣安德烈斯大断层圣安德烈斯大断层随着圣安德烈斯断层两侧板块的滑动，美国旧金山市正在以每年2英寸(约合5.08cm)的速度向洛杉矶移动，这一速度仅仅相当于人类指甲的生长速度。这两座城市将于数百万年后碰撞到一起。这一结果尽管很可怕，但是由于板块的滑动是南北运动，因此美国加利福尼亚州不会陷入海洋§3.2地史概要一．地质年代二．地层年代记确定方法地层层位法古生物化石法（生物层序律）岩性对比法三．岩层接触关系§3.2.1地质年代与地质年代表（geologicaltimeandChronologicalscale）一、GeologicalTime地质年代生物学最能反映地质学意义上的时间进程。1.地质年代——地壳上不同年代的岩石在形成过程中的时间和顺序。地质年代单位分为五级：宙、代、纪、世、期2.地质年代分为绝对地质年代和相对地质年代绝对地质年代——根据测出的岩石中某种放射性元素及蜕变产物的含量而计算出岩石生成后距今的实际年龄。相对地质年代——根据地球发展历史过程中生物演化和岩层形成的顺序，将地球历史划分力若千自然阶段，即岩石和地层之间的相对新老关系和它们的时代顺序。3.地层：地层是在地壳发展过程中于一定时期、在特定的地质环境条件下，由地质作用下先后形成的一套岩石的总称。其具有时代的新老概念。地层的上下或新老关系称为地层层序。要研究地层层序，就要确定地层时代。我们把野外见到的成层岩石（沉积岩、火山岩及其变质岩）泛称为岩层，当涉及到它们的先后顺序、地质年代和组成填图单位时，就称为地层。因此，地层除了具有一定形体和岩石内容外，还具有时间顺序的涵义。地层形成的时间规律——地层叠覆率，即上新下老。地层年代单位——地层形成的时限（即地质年代）为依据来划分的地层单位。地质年代宙代纪世期时地层年代宇界系统阶时带仅限于在某个地区划分的地层单位和年代有：群、组、段、层。年代地层单位地质时代单位岩石地层单位宇（Eonthem）………宙（Eon）……大群界（Erathem）………代（Era）…………群系（System）………纪（Period）………组统（Series）……………世（Epoch）………段阶（Stage）………期（Stage）………层在地质工作中，确定地层的相对地质年代一般有四种方法：地层层位（序）法古生物化石法（生物层序律）岩性对比法岩层接触关系法地层层序律、化石顺序律和切割律。地层层位（序）法根据沉积岩形成的原理，在沉积岩形成之后，若未经剧烈的构造运动使之倒转，则位于下面的地层时代较老，位于上面的地层时代较新，即下老上新。复杂情况下，按沉积韵律（颗粒下粗上细）TheyoungestlayerTheoldestlayer古生物化石法（生物层序律）即利用地层中所含化石确定地层的时代。岩性对比法以岩石的组成、结构构造等岩性特点为对比基础，在一定区域内形成的岩石，岩性特点基本上相同或近似，通过与已经的地层岩性进行对比，来确定未知的地层年代。岩层接触关系法------themethodofrocklayerscontactrelation①therelationsamongsedimentaryrock（沉积岩之间的接触关系）②therelationsamongtheigneousrock,（岩浆岩之间的接触关系）③therelationbetweensedimentaryrockandigneousrock.（沉积岩和岩浆岩之间的接触关系）①沉积岩之间的接触关系therelationsamongsedimentaryrock(1)整合上下地层连续沉积，互相平行，没有明显的沉积间断。代表沉积时地壳比较稳定或地壳连续下降，接受沉积。(2)假整合又称平行不整合，上下地层虽然平行，但它们中间有一明显的高低不平的侵蚀面（常夹一层砾岩），并缺少地层，表明上下两套地层之间有一个时间的沉积间断。(3)不整合。又称角度不整合。上下地层之间有明显沉积间断，并以一定角度相接触，接触面起伏不平，往往保存着底砾岩和古风化痕迹。conformity（整合接触关系）藏西南扎达士林整合接触Unconformity（不整合）.整合接触平行不整合接触角度不整合接触平行不整合接触在地质图和剖面图上，角度不整合表现为上覆地层底面的地质界线截切下伏不同时代地层的地质界线。不整合的判别标志：1.地层标志：时代、岩性、古生物2.地层产状的不同3.古风化面（古土壤、古铁帽等表生地质现象）3.变形特征4.变质和岩浆岩特征5.底砾岩（分选、磨圆好呈大规模面状分布，成分上源于下套地层）不整合研究意义岩浆岩之间的接触关系②岩浆岩之间的接触关系therelationsamongthegneousrock③therelationbetweensedimentaryrockandigneousrock.（沉积岩和岩浆岩之间的接触关系）§3.3岩层产状与地产接触关系一、概念岩层——指由同一岩性组成的，有两个平行或近于平行的界面所限制的层状岩石。岩层的产状——指岩层在地壳中的空间方位。是以岩层面的空间方位及其与水平面的关系来确定的。按产状可分为二、分类水平岩层倾角＜5˚倾斜岩层倾角5˚～85˚直立岩层倾角≥85˚倒转岩层水平岩层水平岩层一般出现在地壳运动影响轻微的地区。前提：岩层没有发生倒转水平岩层特征⑴新岩层在上，老岩层在下；⑵岩层的厚度等于岩层顶、底面标高之差；⑶岩层的露头宽度决定于岩层的厚度和地面坡度；⑷地质界线，在地质图上与地形等高线平行或重合，而不相交。倾斜岩层倾斜岩层往往是某种构造形态的一部分。单面山倾斜岩层按倾角a的大小又可分为：缓倾岩层，a＜30˚陡倾岩层，30˚≤a＜60˚陡立岩层，a≥60˚直立岩层直立岩层一般出现在构造强烈的地区。三、岩层产状产状三要素走向、倾向、倾角任何构造面或地质体的界面，也可以通过测定这三个要素来确定其产状。水平面abdceab-走向线ce-倾斜线cd-倾向α-倾角a走向岩层面与水平面的交线即走向线两端所指的方向。（两个方位角，相差180˚）产状要素倾向垂直于走向线沿层面向下所引的直线（倾斜线）在水平面上的投影所指方向。走向=倾向±90°倾角岩层面与水平面的夹角。(0～90˚）岩层产状要素的测定，一般在野外用罗盘仪（袖珍经纬仪）来测定。产状要素的测量方法罗盘长边与层面紧贴，然后转动罗盘，使底盘水准器的水泡居中，读出指针所指刻度即为岩层之走向。将罗盘北端或接物觇板指向倾斜方向，罗盘南端紧靠着层面并转动罗盘，使底盘水准器水泡居中，读指北针所指刻度即为岩层的倾向。测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之倾角。文字表示法符号表示法产状要素的表示方法地质图件方位角法象限角法野外记录和文字报告1．象限角表示法以北或南的方向（0°）为准，一般记走向、倾向、倾角。如N65°W/25°S，即走向北偏西65°、倾角25°、大致向南倾斜；N30°E/27°SE，即走向北偏东30°、倾角27°、倾向南东。2．方位角表示法一般只记录倾向和倾角。如205°∠25°，前者是倾向的方位角，后面是倾角。即倾向205°，倾角25°。再用加或减去90°的方法计算出走向。135˚∠30˚（倾向、倾角）135°N30°方位角法0˚文字表示法45°30°NWSEN45˚E∠30˚SE（走向、倾角、倾向象限）0°0°90°90°象限角法文字表示法——长线代表走向，短线代表倾向，数字是倾角。（长短线必须按实际方位标绘在图上）；——岩层水平（0˚～5˚）；——岩层直立（箭头指向较新岩层）；——岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向，即指向老岩层，数字是倾角)30°符号表示法30°一、概念褶皱构造——岩层受到构造运动作用后，在未丧失连续性的情况下产生的弯曲变形。§3.4褶皱构造（Folding）绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的；有的褶皱是在垂直作用力下形成的；还有一些褶皱是在力偶的作用下形成的，多发育在夹于两个坚硬岩层间的较弱岩层中或断层带附近。褶皱形成过程褶曲背斜向斜褶曲——褶皱构造中的任何一个单独的弯曲。老新新背斜向斜老新老地形倒置：向斜成山，背斜成谷。向斜和背斜剖面示意图二、褶曲要素轴线——轴面和包括地面在内的任何面的交线。轴面轴线核翼翼核部——泛指褶皱弯曲的核心部位。翼部——泛指褶皱核部两侧的岩层。轴面——通过褶皱核部，平分褶皱的一个假想面。脊线槽线枢纽枢纽枢纽——褶皱中同一层面上最大弯曲点的连线。脊线——背斜弯曲最高点的连线。槽线——向斜弯曲最低点的连线。三、褶曲分类（一）根据褶曲轴面产状，结合两翼产状特点，可将褶曲分为：直立褶曲倾斜褶曲倒转褶曲平卧褶曲轴面直立，两翼倾向相反，倾角近于相等（差值小于5˚）直立褶曲直立褶曲轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不等倾斜褶曲轴面倾斜，两翼向同一方向倾斜，有一翼地层层序倒转。倒转褶曲轴面近于水平，一翼地层正常，另一翼地层层序倒转。平卧褶曲根据褶皱面弯曲形态分为：（二）根据褶曲枢纽产状，可将褶曲分：倾伏褶曲水平褶曲枢纽水平时，在实际地形图上的表现为互相近似平行且呈直线延伸。枢纽水平时，地质界线在平面图上仍表现为互相近似平行；在实际地形图上，倾伏背斜的地质界线表现为在倾伏端封闭弯曲；倾伏向斜的地质界线表现为在仰起端封闭弯曲。枢纽倾斜时，地质界线在平面图上表现为在一端封闭弯曲。直立水平背斜直立倾伏背斜（三）根据褶曲在平面上的形态，可分为：线状褶曲短轴褶曲穹窿构造构造盆地线状褶曲：长宽比超过10∶1的褶曲；短轴褶曲：长宽比为3∶1～10∶1的褶曲；穹窿构造长宽比小于3∶1的背斜构造；构造盆地长宽比小于3∶1的向斜构造。A——穹窿构造Ｂ——构造盆地四、褶