第五章-地质构造-岩层产状、褶皱构造

第五章地质构造第五章地质构造喜马拉雅山脉大褶皱概述一、地质作用的结果1.建造—形成：矿物——岩石（矿石）——地体（岩体和矿体）从时间上阐述其发展过程——物质的形成。2.改造：岩石——地体——变形和变位，从空间上分析其组合特点。二、地质构造：地质体存在的空间形式、状态及相互关系，是地质作用所造成的岩石等变形和变位等现象。三、构造形式：主要有褶皱、断裂等。四、研究方法：1.地质历史分析法；2.力学分析法。五、研究意义：1.探究地壳运动的发生和演化；2.分析、预测、勘查矿产资源；3.解决矿业开发及各种工程建设中遇到的问题。第一节岩层的产状及测定走向倾角一、水平岩层1.水平岩层：基本保持水平状态的沉积岩层（倾角﹤50）。2.水平岩层特征：A.地质界线与地形等高线平行或重合；B.老岩层在下，出露在地形低处；新岩层在上，分布在高处；C.岩层厚度是其顶、底面的标高差；D.岩层出露宽度取决于岩层厚度和地面坡度。二、倾斜岩层：与水平面有一定交角的岩层（50﹤倾角﹤850）。1.形成原因：A.原始沉积地形影响；B.地壳构造运动影响。三、岩层的产状及产状要素1.产状：岩层在空间上的产出状态。2.产状要素：描述岩层在空间的延伸方位及其倾斜程度。走向、倾向和倾角。3.视产状：面状构造与非正交平面相交迹线的产状。视倾斜线：岩层层面上与走向线不直交的任一直线。视倾向：它在水平面上的投影方位角。视倾角：视倾斜线和它的水平投影线之间的夹角。4.真、假倾角之间的关系tanβ=tanα•cosωtanβ=tanα•sinγ或β：视倾角，ω：真倾向与视倾向之间的夹角，γ：走向与剖面方向（视倾向）之间的夹角α≧β四、岩层产状测定及表示方法1.野外地质罗盘直接测定2.表示方法：1）文字记录A.象限角法，如N250E。B.方位角法，如530。方位角记录产状为：850∠7002）地质图上符号表示法。380倾斜岩层；水平岩层；直立岩层，箭头指新地层。五、岩层的厚度、出露宽度和深度1.岩层的厚度A.真厚度（h）：垂直于岩层走向的剖面（也就是横剖面）上顶底层面之间的垂直距离。同一岩层只有一个。B.视厚度（h’）：不垂直于岩层走向的剖面上，岩层顶、底界线之间的垂直距离。有无数个。C.铅直厚度（H）：岩层顶底面之间的铅直距离。岩层产状不变时，其在任何方向的剖面上都相等。h=H·cosαH≧hh’=H·cosβH≧h’因为β﹤α，cosβ﹥cosα，所以h’﹥h。H≧h’≧h2.岩层的出露宽度（L）：岩层在地表的出露宽度在水平面上的投影（即地质图上表现的岩层宽度）。1）L取决于地形（坡向和坡角β）、产状（倾向和倾角α）和厚度（h）。A.当地形和岩层产状不变时，L取决于h。厚者宽，薄者窄（A）。B.当地形和h不变时，L取决于α，α越小，L越大；α愈大，L愈小（B）C.岩层产状和h不变时，L决定于地形、坡度和坡向。地形愈缓，L愈宽；地形愈陡，L愈窄。在陡峭的山崖上，L为零，即为一条线，造成岩层在平面上“尖灭”的假象（C）。D.在岩层倾向与坡向相同且α﹥β的情况下，β愈大则L愈大（D）cDCD2）出露宽度（L）计算公式：L受岩层的真厚度（h）、地面坡度（β）、和岩层倾角（α）影响，有以下四种情况：A.当岩层倾向与地面坡向相反时：L=h·cosβ/sin（α+β）B.当岩层倾向与地面坡向相同时，当α﹥β时：L=h·cosβ/sin（α-β）C.当岩层倾向与地面坡向相同时，当α﹤β时：L=h·cosβ/sin（β-α）D.当地面水平时，即β=0时：L=h·/sinα注意：当同一岩层出露的地面起伏不平时，计算比较复杂，要根据具体情况综合分析。3.深度：地面某一点到目的层的铅直距离。研究岩层和矿层深度，可以了解它们在地下的分布情况。第二节褶皱构造加拿大Rocky山脉的大褶皱一、褶皱构造1.概念：层状岩石，受力发生变形，形成一系列波状弯曲形态，但岩石的连续完整性基本没有受到破坏，是塑性变形的结果。2.研究内容和意义：研究褶皱产状、类型、形成方式及分布特点，揭示地质构造的发生发展规律。3.褶曲：一系列波状弯曲形态中的一个，由其组合构成褶皱。4.褶曲基本形态：背斜和向斜5.判别依据：核部和两翼岩层的相对新老关系。背斜：核部为老地层，两翼为新地层对称重复出现；向斜：核部为新地层，两翼为老地层对称重复出现。背斜向斜二、褶曲的要素：描述褶曲空间形态的各个组成部分。1.核部：褶曲的中心部分。背斜核部是老地层，向斜新地层。2.翼部：褶曲中心两侧滑弧状部分。形态多样。3.转折端：褶曲从一翼到另一翼的过渡部分。4.顶角：A.平直的两翼岩层所夹的角。B.圆弧形褶曲两翼岩层层面切线的交角。5.枢纽：同一褶曲面上最大弯曲点的连线。6.轴面：各相邻褶曲面的枢纽连成的面，是平分褶曲为两部分的一个假想面。7.轴线（轴）：轴面与水平面的交线，它总是一条水平线，表示褶曲在平面上的延伸方向。8.脊线和槽线：同一褶曲面的横剖面上，沿背斜最高点的连线为脊线，沿向斜最低点的连线为槽线。轴面可以是平面，也可以是曲面枢纽可呈直线，也可以呈曲线或折线；枢纽可以是水平线，也可以是倾斜线枢纽轴面枢纽背斜背斜向斜枢纽三、褶曲的形态分类：根据褶曲要素的变化，从不同角度进行相应分类。1.根据轴面产状和枢纽产状A.根据轴面产状，结合两翼特点分为：a.直立褶曲b.歪斜褶曲c.倒转褶曲d.平卧褶曲直立褶曲直立褶曲轴面近直立，两翼倾角近于相等。歪斜褶皱歪斜褶皱轴面倾斜，两翼倾角不等。倒转褶皱倒转褶皱平卧褶皱轴面几乎水平－高级变质岩(片麻岩)特有的平卧褶皱南美安第斯山脉e.翻卷褶曲B.根据褶曲枢纽产状分为：a.水平褶曲c.倾竖褶曲c.倾伏褶曲倾伏褶曲2.根据褶曲横剖面的岩层弯曲程度、形态A.根据褶曲岩层顶角大小分为：a.平缓褶曲——120°＜顶角＜180°；b.开阔褶曲——70°＜顶角＜120°；c.中常褶曲——30°＜顶角＜70°；d.紧闭（闭合）褶曲——5°＜顶角＜30°；e.等（同）斜褶曲——顶角在0°到5°。褶曲顶角大小反映该褶曲的紧闭程度和变形程度，是描述褶曲形态的重要方面。平缓褶曲开阔褶曲中常褶曲紧闭（闭合）褶曲B.根据褶曲的弯曲形态分为：a.圆弧褶曲b.尖棱褶曲c.箱形褶曲e.挠曲d.扇形褶曲圆弧和尖棱褶曲组合扇形褶曲3.褶曲在平面上的形态分类：根据褶曲的某一岩层在平面上出露的纵向长度和横向宽度之比分为：A.线状褶皱：长宽之比大于10∶1B.长轴褶皱：长宽之比介于10∶1到5∶1C.短轴褶皱：长宽之比介于3∶1到5∶1D.穹窿构造：长宽之比小于3∶1的背斜构造，褶皱层面呈浑圆形隆起E.构造盆地：长宽之比小于3∶1的向斜构造，褶皱层面从四周向中心倾斜北京延庆红石湾穹隆构造，东西长8公里，南北宽3公里。核部为太古代变岩，周边由元古代地层组成。新疆吐鲁番构造盆地4.褶皱形态的空间组合分类1）褶皱在平面上的组合类型A.平行褶皱群B.雁形褶皱群C.帚状（弧形）褶皱群2）褶皱在剖面上的组合类型A.复背斜B.复向斜