导图社区 构造地质学第一章构造运动及沉积岩层产状
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编辑于2022-12-22 15:51:02 安徽第一章 构造运动及沉积岩层产状特征
大地构造观点
板块构造理论
活动论
水平运动
槽台学说
固定论
垂直运动
第一节 构造运动及构造变动
一、构造运动
广义的构造运动(地壳运动)
常是指由于内动力地质作用(地球内部动力)引起地壳或岩石圈甚至整个固体地球内部发生变形、变位或物质的改变和地表形态变化的地质作用(根本原因)。可引起大规模的水平运动和垂直运动,形成大量的褶皱、断裂构造,并引起岩浆活动、变质作用和地震作用等。
狭义的构造运动
仅指引起地壳中岩石或岩层发生变形、变位的一种内动力地质作用,即引起构造变动、形成地质构造(如褶被、断层、节理、劈理等)的作用。
构造运动的类型
1.传统分类方案
(1)按构造运动所造成的结果(最主要的构造型式)分类:振荡运动;褶皱运动;断裂运动
(2)按构造运动所表现的方式进行分类:①造山运动;②造陆运动
2. 现代划分法
(1)垂直运动:又称升降运动或垂直升降运动,系指沿地球半径方向或垂直大地水准面方向,发生大规模上升与下降运动,表现为海陆变迁,形成地堑、地垒、沉积盆地、断陷构造等
(2)水平运动:系指沿大地水准面的切线方向的运动,表现为大规模的水平位移,形成褶皱和断裂,洋底的增生与消减或消亡,陆—陆碰撞,大规模走滑断裂系等
二者关系
①垂直运动与水平运动是构造运动在两个方面的表现形式,是相辅相成的,相互联系的,不能割裂开来的。以水平运动为主时,局部可有垂直运动,反之,以垂直运动为主 时,局部可有水平运动。因此,在分析、论述构造运动时,我们应该用唯物辩证法的联系的观点来看待复杂的地质问题
②现代地壳运动分类是以“活动论”(板块构造学说)为理论基础的。活动论认为岩石圈的各大板块是漂移的,大陆内部各大单元或陆块是活动的,各级层圈也常常是活动的。即大陆在地质历史中曾发生过大规模的水平移动,从而大陆和大洋的相对位置也曾发生过显著变动。地壳运动主要以水平运动为主。特提斯洋构造域一喜马拉雅山带
二、构造变动
1. 构造变动概念:构造运动的结果,反映在岩石或岩层产状和形体(形态、位置)的改变上,由构造运动而引起的岩层和岩体的变形或变位,叫构造变动。
2. 构造变动基本类型:褶皱变动;断裂变动
褶皱变动和断裂变动是构造变动的两种表现形式,它们相辅相成,密不可分,在褶皱变动过程中存在断裂变动,在断裂变动过程中同样存在褶皱变动。褶皱变动进一步发展可发育断裂变动,反之亦然。仍可区分以褶皱变动为主,还是以断裂变动为主。
3. 非构造变动概念
由非构造运动(是由与外动力地质作用和重力作用有关的一种引起地表或地下浅层的岩层或岩体发生改变的运动(地壳浅部构造运动))引起的岩石或岩层的变形和变位
因其仅局限于地壳的最表层(仅几米至几十米,常温常压条件下),所以又称表生构造
第二节 沉积岩层的原始产状特征
一、水平岩层(水平构造、原始产状)特征
1. 水平岩层:系指岩层层面保持近水平状态,即同一层面上各点海拔高度都基本相同的岩层。(个别岩层倾斜总体<5°,也是水平岩层,运用模糊数学统计) 在广阔而平坦沉积盆地(海洋、大型湖泊)中所形成沉积岩层,其原始产状大部分是水平或近水平的。仅沉积盆地边缘或水下隆起周缘,岩层才出现一定程度的倾斜(原始倾斜)。
2. 基本特征
1||| 在正常层序下,新岩层叠置在较老岩层之上,当地形剥蚀、切割较轻弱时,地表只出露最新岩层(图1-3);地形切割强烈时,老岩层在河谷、冲淘等低洼处出露,新岩层在山顶、山脊、分水岭出露。即岩层愈老、出露愈低;岩层愈新出露愈高(图1-4)。
2||| 水平岩层的地质界线与地形等高线在地质图上呈平行或重合,河谷处“V”字型地质界线尖端指向上游。
3||| 标志层(标准层)特征显著、厚度稳定、分布广泛
4||| 水平岩层的厚度就是该岩层顶面标高与底面标高之差
5||| 水平岩层的露头宽度取决于岩层厚度和地面坡度
(1)坡度相同:厚度大→宽,厚度小→窄; (2)厚度相同:坡度小→宽,坡度大→窄。
二、海侵、海退层位
1、海侵(进)和海退/水进水退:凡是由地壳发生区域性的升降运动所造成的海水或大陆湖盆水体的大规模前进和后退现象
2、海侵层位
正沉积旋回(韵律),即下粗→上细,有规律变化
3.海退层位
反沉积旋回(韵律),即下细—上粗,有规律变化
第三节 倾斜岩层
地质构造系统
原生构造:成岩过程中形成
沉积岩
层理构造
层理构造
岩浆岩:柱状节理
同生构造:与沉积作用过程同时形成
次生(后生)构造:典型构造变动
一、岩层产状及其确定方法
(一)岩层产状要素
(二)产状要素表示方法
1、方位角:倾向∠倾角:如SW205°∠25°或205°∠25°;NE40°∠30°或40°∠30°
2、象限角:用走向/倾角和倾向象限表示:如N40°E/30°SE;N25°W/40°SW
3、两种表示方法的换算 ①倾向±90°=走向 ②方位角与象限角的换算
(三)确定岩层产状要素的方法
三点法求产状
在地质图上求产状要素
二、用原生构造建立地层层序
(一)、层面构造
1.波痕是沉积岩中常见的原生构造之一,按成因主要有三种类型①浪成波痕;②流水波痕③风成波痕浪成波痕(峰尖、谷圆),判别标志:波峰尖端指示顶面。
2. 泥裂(干裂、龟裂):判别标志:“V”字形尖端指底--正常层位;互片状泥裂片的凹面指顶,凸面指底--倒转层位。
3. 雨痕、冰雹痕及其印模
(二)、层理构造
1.斜层理——顶割底切,斜分层向底收敛
2.粒级(序)层理(递变层理)——同一层内从底部到顶部由粗逐渐变细:砾→粗砂→中砂→细砂→粉砂→泥。
①应注意区分粒级层理与沉积韵律或旋回。 ②在某些粗碎屑岩中,也有反粒级现象,出现反粒级层理,应仔细观察,多方验证
(三)、冲刷痕迹(冲刷面)
附近常有层间砾岩存在,其成分与下伏岩层岩性一致
(四)、古生态及化石埋藏状态
1.叠层石:判别标志:穹状纹层的凸起方向,指向岩层顶面。
2.生物介壳
多数介壳保持着凸面向上,一种最稳定的埋藏状态
3. 植物根系生长状态
三、倾斜岩层的厚度
(一)厚度
1.厚度(真厚度):是指岩层的两个界面(顶、底面)之间的垂直距离(h)
2.铅直厚度:是指岩层顶、底面之间沿铅直方向的距离(H)。倾斜岩层真厚度小于铅直厚度。
3.视厚度:视厚度大于真厚度。①与岩层走向斜交的直立剖面或; ②与岩层层面不垂直的任何方向的非直立剖面上测得的岩层顶、底界线之间的垂直距离(h′)
(二)测算
1.野外直接测量:①直立岩层、地面平坦;②垂直岩层走向方向的直立剖面上可直接测量其真厚度
2.利用钻探资料计算:h=H·cosα (H—铅直厚度;α—岩层真倾角) 注意:斜井则要作较正
3.野外地层剖面的测量与计算
即求算岩层真厚度的列昂托夫斯基公式) h=L·(sinαcosβsinγ±cosαsinβ)
四、倾斜岩层出露特征
(一)倾斜岩层的露头宽度
1.当地形和岩层产状不变时 露头宽度取决于岩层厚度:厚→宽 薄→窄
2.当地形和厚度不变时 露头宽度取决于岩层产状:倾向相同:倾角缓→宽 倾角陡→窄倾向不同→情况复杂
3.岩层产状和厚度不变时 露头宽度取决于地形(坡角、坡向); 坡向相同 :坡角缓→宽; 坡角陡→窄
4.当岩层直立时 露头宽度取决于岩层厚度,不受地形影响。近似等于岩层厚度。
5.岩层倾角和倾向与地面坡角和坡向的组合关系不同,可对露头宽度(厚度相同之岩层)造成复杂影响。
(二)倾斜岩层的露头界线形态
①水平岩层:两线平行或垂合;
②直立岩层:地质界线沿走向以直线延伸,不随地形变曲;
③倾斜岩层:地质界线与等高线相交(交切)关系。
直立直线---反之不然。(比例影响); 水平平行; 倾斜v字形法则
“V”字形法则
(三)、确定倾斜岩层的埋藏深度
第四节地层的接触关系
一、整合和不整合
1、整合接触:上、下岩层的产状平行一致, 它们是连续沉积形成
2. 不整合接触
(1) 上、下地层之间的层序有沉积间断(缺失化石带), 即先后沉积的地层之间缺失了部分地层
(2) 平行不整合(假整合)
下降沉积→上升、接受剥蚀,沉积间断→再下降, 再沉积。反映了这个地区是存在着一个整体水平的升降运动
(3) 角度不整合
下降, 接受沉积→地层褶皱上升、断裂、岩浆活动、岩石变质, 接受剥蚀, 沉积间断→再次下降, 接受沉积。 反映了在上覆地层沉积之前, 下伏地层曾发生过构造变形运动
对于倾斜岩层而言顺着倾向观察,时代越来越新,正常床位。反之,顺着这倾向观察,地层时代越来越老,说明岩层就倒转
角度不整合在平面图和剖面图上的表现:不整合面上、下两套地层的产状有较明显的差异, 其间又缺失一部分地层, 上覆较新地层的底面界线(即不整合线)与下伏较老地层的不同层位相交截
岩体与围岩的接触关系
(三) 不整合的观察和研究
1. 确定不整合存在的标志
(1) 地层古生物方面的标志
上, 下两套地层中的化石的时代相差较远, 这两套地层之间的化石反映出在古生物的演化过程中存在不连续的现象, 或二者的生物群逥然不同. 这些反映了下伏岩层沉积以后, 由于地壳运动的影响, 引起自然地理环境的较大变化而导致生物物种的不连续, 说明有不整合的存在
(2) 沉积方面的标志
上, 下两套地层的岩性和岩相截然不同 上, 下两套地层之间接触面不平整或平整, 保存有古风化壳, 古土壤或与之有关的残积型矿 上覆地层的底部岩层常有由下伏地层的岩石碎块, 砾石组成的底砾岩
(3) 构造方面的标志
上, 下两套地层的的产状不一致, 构造变形的强弱也有所不同, 上, 下两套地层中的褶皱样式及断裂性质存在差异 下伏地层中的构造变形较上覆的新地层要强, 构造变形的期次也要多于上覆的新地层 下伏地层中的地质构造, 如断层, 褶皱等, 延伸到不整合面时就被上覆地层所截交覆盖 一般来说, 上, 下两套地层中的地质构造的构造线方向逥然不同
(4) 岩浆活动和变质作用方面的标志
由于不整合面上, 下两套地层及其地质构造是在不同时期的地壳运动中形成的, 因此各自发育有不同时期, 不同特点的岩浆活动和变质作用, 一般来说, 下伏老地层中的变质程度要比上覆新地层中的变质程度要强
2. 观察研究不整合面及其上, 下地层的产状, 岩性和时代
3. 研究不整合的空间分布和类型变化
4. 确定不整合的形成时代
确定不整合的形成时代, 是以不整合面下伏地层中最新的地层时代为下限, 以不整合面上覆地层中最老的地层时代为上限, 其间所缺失的那部分地层的时代就是不整合形成的时代
空间特征