产状和接触关系

产状和产状要素一、产状的基本概念产状—是指地质体在三维空间的产出状态。通常我们可以用面状构造和线状构造来确定地质体的空间方位或产出状态。产状要素—用来表示面状或线状构造要素与水平参考面和地理方位之间的关系。二、面状构造的产状要素面状构造—由地质作用形成的具有面状性质的构造。例如岩层的层面、断层的断层面、岩体中的流面等。面状构造的产状要素有走向、倾向和倾角。第十五章产状与接触关系第一节产状和产状要素面状构造的产状要素及表示见下图。当剖面的方向与岩层的走向不垂直时，我们观测到的岩层倾角称之为岩层的视倾角。真倾角与视倾角之间的关系如下图。三、线状构造的产状要素线状构造：由地质作用形成的具有线状性质的构造。例如岩浆岩中的流线构造、断层面上的擦线构造等。为了反映线状构造的产出特点我们用倾伏向、倾伏角、侧伏向、侧伏角来表示其要素，见下图。第十五章产状与接触关系第二节层状岩石的产状通常我们将具有一定岩性内容的层状地质体称之为岩层。根据岩层的产状可将岩层分之为三大类：水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。其中倾斜岩层的产状特点是我们重点掌握的内容。一、水平岩层分布区的基本特点所谓的水平岩层是指岩层的倾角小于5度，岩层的层面基本与水平面平行。水平岩层分布区具有以下特点：1.上新下老,当水平岩层未发生倒转时，老的岩层在下、新的在上，在地形图上老的岩层出露于海拔较低处，新的岩层在较高处。2.水平岩层的出露形态受地形的控制水平岩层的界线与等高线平行或重合并随等高线的弯曲而弯曲。其形态与等高线相似。3.水平岩层的厚度就是该岩层的顶底标高之差。4.水平岩层的出露宽度与地形坡度有关，坡度越大出露宽度越小，反之相反。第十五章产状与接触关系第二节层状岩石的产状二、倾斜岩层分布区的基本特点所谓的倾斜岩层是指岩层的倾角为5—85度之间的岩层。1.倾斜岩层出露界线的弯曲特点当倾斜岩层的走向与山脊的走向、山坡的坡向垂直或斜交时，倾斜岩层的出露界线多呈“V”字型，其地质界线与等高线的“V”字型弯曲方向有以下三种关系。（1）相反相同当岩层的倾向与坡向相反时，岩层界线与等高线的弯曲方向相反，但是等高线更弯曲。（2）相同相反当岩层的倾向与坡向相同时，同时岩层的倾角大于坡角，岩层的界线与等高线的弯曲方向相反。（3）相同相同当岩层的倾向与坡向相同时，同时岩层的倾角小于坡角，岩层的界线与等高线的弯曲方向相同。但是岩层的界线更弯曲。“V”字型法则不仅适用于倾斜岩层，也适用于倾斜的其它构造面，如倾斜的断层面等。第十五章产状与接触关系第二节层状岩石的产状2.倾斜岩层的厚度和出露宽度（1）倾斜岩层的厚度分类岩层的真厚度—岩层顶底面之间的垂直距离。岩层的铅直地层厚度—岩层顶底沿铅直方向上的距离。真厚度（ｈ）＝铅直厚度（Ｈ）×ＣＯＳα（α为岩层真倾角）倾斜岩层的真厚度小于或等于岩层的铅直地层厚度岩层的视厚度—当剖面不垂直岩层走向时，岩层顶底的距离为岩层的视厚度。视厚度（ｈ’）=铅直厚度（H）×COSβ（β为该剖面方向上的岩层视倾角）见P26，图15—10。第十五章产状与接触关系第二节层状岩石的产状（2）倾斜岩层的出露宽度岩层的出露宽度是指岩层顶底界线在水平面上的投影距离。岩层的出露宽度与岩层的厚度、倾向、倾角、坡角、坡向及岩层倾角与坡角的差值有关。见图15—11、12。三、直立岩层分布区的特点直立岩层分布区岩层的界线不受地形的影响，为一直线。从以上可以看出，水平岩层和垂直岩层是倾斜岩层的一种特殊类型，所以重点了解倾斜岩层的特点是掌握岩层产状的关键。第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系一、地层与地层的接触关系地层—是指具有一定层位或时代含义的一层或一组岩层，也就是说，当岩层具有了时代含义后，岩层就成了地层。地层的接触关系——是指上下两套地层在时间上的发展状态与空间上的接触类型。可分为整合与不整合接触两种。二、整合与不整合接触1.整合接触：上下两套地层的地层层序上连续，岩性及所含化石一致或递变。上下两套地层的产状基本一致或平行。整合接触代表了沉积环境连续变化，以沉积为主，无间断的过程。第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系2.不整合接触：不整合接触的基本特征为不整合面上、下两套地层的时代不连续，化石突变，缺失（缺—无沉积，失—有沉积，但被侵蚀掉）某一时代的地层及化石，不整合面下的老地层变质程度、岩浆活动一般较高，顶部常残留古风化壳，不整合面下新地层底部常有底砾岩，代表了海进序列的开始。不整合可以分为两种类型—平行与角度不整合。平行不整合—上下两套地层的地层层序不连续，缺失某一时代的地层，岩性及所含化石不一致或突变。上下两套地层的产状基本一致或平行。不整合面与新老地层层面平行。角度不整合—上下两套地层的地层层序不连续，缺失某一时代地层，岩性及所含化石不一致或突变。上下两套地层的产状不一致。不整合面与上覆新地层平行与下伏老地层斜切。3.不整合形成的过程：不整合的形成过程可分为三个阶段，平行不整合与角度不整合略有不同。1平行不整合的形成过程分为：1地壳下降接受沉积阶段2地壳水平抬升成陆，遭受风化剥蚀阶段3地壳重新下降接受沉积阶段第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系2角度不整合形成过程为:1地壳下降接受沉积阶段2地壳不均匀抬升或褶皱抬升成陆，遭受风化剥蚀阶段3地壳重新下降接受沉积阶段。三、不整合的观察与研究1.研究不整合的意义1不整合是重要的地壳运动标志,又是划分构造层的分界面。2不整合面是划分岩石地层单位的依据之一,因不整合面不是等时面,故不能作为年代地层单位的依据。3对不整合面在空间上的分布和类型变化的研究，可了解地壳运动的不均匀性.。4不整合面是构造上的薄弱面,岩浆及含矿溶液易进入而形成内生矿床，同时古风化壳中常有铁、锰、磷、铝等富集而成为外生矿床。第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系2.确定不整合存在的主要标志（1）地层古生物方面的标志—上下两套地层中所含古生物化石突变。（2）沉积方面的标志—上下两套地层岩性突变及古风化壳、底砾岩的存在等。（3）构造方面的标志—不整合面上下两套地层，通常老地层所经历的构造变形较新地层要高，其褶皱、断裂更发育，断裂面终止于不整合面。两套地层的产状不一致（角度不整合）。（4）岩浆活动与变质作用方面的标志—不整合面下老地层所遭受的岩浆活动与变质作用较新地层要强。3.不整合的空间分布与类型变化一次大的地壳升降运动所形成的不整合面，在区域上具有一定的变化规律。在地壳升降运动最强烈地区形成角度不整合、较强地区形成平行不整合、不强烈地区形成整和接触，见P31，图15—18。第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系4.不整合形成时代的确定不整合形成的时代通常是不整合面下最新地层之后与不整合面上最老地层前。五、其它接触关系（一）岩层与岩层的接触由于沉积环境的水动力条件等的变化，造成不同岩性的岩层相互接触。一般分为：不明显、明显和冲刷接触。1.不明显接触由于沉积环境的逐渐变化，使得不同岩性的岩层之间无明显的分界面，如粉砂岩与含粉砂质泥岩。2.明显接触由于沉积环境的明显变化，使得不同岩性的岩层之间有明显的分界面，如细砂岩与炭质泥岩。3.冲刷接触由于沉积环境的水动力条件突然增大，使得粗大的沉积物对早先沉积物进行冲蚀，形成冲刷面。如砾岩与下伏的泥岩。第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系（二）地层中的断层接触当地层中发育断层时，断层两侧的不同时代地层会直接接触，这种接触关系称为断层接触。断层接触也会造成不同时代的地层直接接触，且两侧的岩层产状可以不同，故易与角度不整合混淆。如何区别，将在后续课程中介绍。（三）侵入岩体与围岩的接触关系侵入岩体与周围的岩石（围岩—岩浆岩、变质岩、沉积岩）的接触关系可分为以下几种类型：1.侵入接触—岩体侵入围岩中而形成的一种接触关系。该种接触关系具有以下特点:（1）岩体边界有冷凝边，围岩边界有烘拷边。（2）岩体边缘有捕虏体，围岩中有岩枝或岩脉穿插。（3）岩体从边缘到中心矿物颗粒由小变大而分为边缘相、过度相和中央相，靠近岩体的围岩因岩浆带来的大量热量而使围岩发生接触热变质作用，其变质程度随距离的而降低，如灰岩变质成大理岩等。第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系2.沉积接触—侵入岩侵入后因遭受风化侵蚀，在风化侵蚀面上形成新的沉积物，此时岩体与新的沉积物之间的接触关系称之为沉积接触。如上右图中f与岩体。沉积接触通常具有以下特点：（1）岩体边界无冷凝边，围岩边界无烘拷边。（2）岩体边缘无上覆新岩层的捕虏体，围岩中无岩枝或岩脉穿插，但有下伏岩体的岩屑。（3）岩体边缘的流动构造（流面、流线等）到接触面终止。（3）围岩无热接触变质现象，岩体上覆岩层可覆盖于不同的岩相带上（边缘相、过度相和中央相）。3.断层接触—岩体与围岩因断层的错动而造成岩体与围岩的接触，称断层接触。断层接触可发生于岩层与岩层之间、岩体与岩体之间及岩体与岩层之间，见下图。第十五章产状与接触关系本章总结本章节重点内容提示第十五章应重点掌握的内容为：产状及产状要素，面状构造与线状的表示方法。岩层与地层的区别，倾斜岩层出露区的基本特点。整合与不整合接触的地质意义及不整合的时代确定。思考题1.图示倾斜岩层分布区岩层界线的“V”字型法则的基本规律。2.试述倾斜岩层的出露宽度与哪些因素有关（作图说明）。3.简述角度不整合的形成过程与主要标志。4.简述现代风化壳与古风化壳的异同点。5.试述侵入接触与沉积接触的标志与原因。第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系第十五章产状与接触关系第三节地层的接触关系第十五章产状与接触关系面状构造产状示意图AB0D’aDA-B为走向线，走向有两个：OA、OBOD为倾斜线OD’为倾向线，OD’所指的方向为真倾向a为倾角面状构造的产状要素为：走向、倾向和倾角真倾角与视倾角关系示意图ABHOCGDaββ’a—真倾角β，β’—视倾角ω—真倾向与视倾向间的夹角，两者关系为：tgβ=tga•cosω通过上式可以发现，真倾角总是大于或等于视倾角。ω线状构造示意图ABB’CaβAB为构造线AB’为倾伏向a为倾伏角AC为侧伏向β为侧伏角线状构造产状要素：水平岩层分布区特点水平岩层“V”字型法则.第十五章产状和接触关系第二讲倾斜岩层直立岩层“V”字型法则.第十五章产状和接触关系第二讲α地层厚度与视地层厚度关系示意图hh、HHβα真厚度（ｈ）＝铅直厚度（Ｈ）×ＣＯＳα（α为岩层真倾角）视厚度（ｈ’）=铅直厚度（H）×COSβ（β为该剖面方向上的岩层视倾角）E酸性火山岩/K3沉积岩角度不整合接触不整合的形成过程.第十五章产状和接触关系第二讲湖北秭归陡山陀组/南陀组整合接触陡山陀组南陀组侵入接触与沉积接触示意图edcba围岩捕虏体abcf岩体岩体III侵入接触沉积接触断层接触示意图岩层岩体断层面辉绿岩脉与正长斑岩侵入接触关系照片正长斑岩中的烘烤边水平岩层分布区特点水平岩层分布区特点水平岩层分布区特点水平岩层分布区特点水平岩层分布区特点