CH10 表生構(gòu)造及撞擊構(gòu)造

第十章表生構(gòu)造及撞擊構(gòu)造西安石油大學(xué)西安石油大學(xué)油氣資源學(xué)院構(gòu)造地質(zhì)學(xué)

（一）表生構(gòu)造的特點(diǎn)

表生構(gòu)造是指并非由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)直接形成的各種構(gòu)造，其發(fā)育僅局限于地殼的最表層。有些地質(zhì)學(xué)者把它稱(chēng)為非構(gòu)造變動(dòng)，其涵意大體相同。表生構(gòu)造的規(guī)模一般不大，常局限于某一地段；其發(fā)育深度較淺，僅局限于地殼最表層，一般深度僅幾米或幾十米；大多數(shù)表生構(gòu)造是在常溫常壓下形成的，很少伴有變質(zhì)作用和熱液活動(dòng)；表生構(gòu)造與由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu)造在空間組合上具有極大的不協(xié)調(diào)性，無(wú)法用統(tǒng)一的應(yīng)力作用方式進(jìn)行解釋。表生構(gòu)造的基本形式是巖層或沉積物的彎褶和破裂，其形態(tài)常較簡(jiǎn)單，但也有較復(fù)雜的。表生構(gòu)造常掩蓋某些真正的構(gòu)造面貌，因而正確地識(shí)別表生構(gòu)造，并把它與真正的構(gòu)造變形區(qū)別開(kāi)，對(duì)地質(zhì)制圖、區(qū)域構(gòu)造研究、水文工程地質(zhì)條件的分析、地震地質(zhì)調(diào)查以及礦床勘探與開(kāi)采等都具有重要的實(shí)際意義?！?表生構(gòu)造（二）常見(jiàn)的表生構(gòu)造

各種各樣的表生構(gòu)造其形成作用也是很不同的，主要包括重力作用、差異壓實(shí)作用、震動(dòng)與擾動(dòng)作用、溶解與吸水作用、冰川作用等。1.重力作用形成的表生構(gòu)造

這種構(gòu)造是地表巖石(或地層)在重力的作用下形成的，重力作用形成的典型表生構(gòu)造有蠕動(dòng)構(gòu)造、卷曲構(gòu)造和滑坡構(gòu)造等。1）蠕動(dòng)構(gòu)造：是常見(jiàn)的表生構(gòu)造之一。在山坡上，由于殘積物和坡積物在重力作用下長(zhǎng)期緩慢地向下蠕動(dòng)，使基巖發(fā)生蠕變，從而使其產(chǎn)狀發(fā)生膝狀彎曲甚至形成平臥式褶皺。這種構(gòu)造現(xiàn)象在軟弱巖層中(如頁(yè)巖、泥灰?guī)r、千枚巖、片巖等)是常見(jiàn)的。然而，它的影響深度很有限，一般只有幾米深。

§1表生構(gòu)造2）卷曲構(gòu)造：是指復(fù)雜多變的小型彎曲,在表層重力作用下的塑性流動(dòng)確實(shí)形成了許多復(fù)雜的小型彎曲。卷曲構(gòu)造往往出現(xiàn)在某些特定的層位中，形成復(fù)雜的變形層，稱(chēng)之為卷曲紋層。由于它的形態(tài)以塑性彎曲形變?yōu)橹鳎砸卜Q(chēng)同生變形小褶皺。這種褶皺常發(fā)育于某一巖層或某一套地層中，屬典型的層內(nèi)褶皺。它與上、下相鄰層成明顯的不協(xié)調(diào)關(guān)系，褶皺向上或向下擴(kuò)展的方式是沒(méi)有規(guī)律和難以預(yù)測(cè)的，有時(shí)可造成巖層厚度的急劇變化。卷曲構(gòu)造無(wú)論在形態(tài)上和成因上都與構(gòu)造力成因的大構(gòu)造無(wú)直接關(guān)系，野外工作切不可把它誤認(rèn)為層間褶皺。二者的區(qū)別在于后者褶皺形態(tài)比較規(guī)則，軸面和樞紐都有一定的展布規(guī)律，并與區(qū)域大構(gòu)造有必然的幾何聯(lián)系?！?表生構(gòu)造

3）地面滑坡：斜坡上的基巖由于斷裂和軟弱夾層的發(fā)育而降低了巖體的內(nèi)部結(jié)合力，當(dāng)坡腳被外力侵蝕(如河流的侵蝕)或人工挖掘而破壞時(shí)，巖塊會(huì)失去平衡，在重力作用下沿著巖體內(nèi)部一個(gè)或幾個(gè)滑動(dòng)面整體向下滑動(dòng)，稱(chēng)為滑坡?；乱?guī)模大小不一，一般寬度達(dá)幾十米至幾百米?；瑒?dòng)面一般沿節(jié)理面、斷層面或某些軟弱面發(fā)育而成，無(wú)論在平面上或剖面上多呈弧形，呈“正斷層”性質(zhì)。其實(shí)質(zhì)屬重力作用下的剪切滑動(dòng)?！?表生構(gòu)造第十章表生構(gòu)造及撞擊構(gòu)造2.差異壓實(shí)作用形成的表生構(gòu)造

壓實(shí)作用是由沉積物的埋藏加載引起的一種變形效應(yīng)，是對(duì)垂直力的一種自然適應(yīng)。就像把一塊磚放在濕的海綿上，水被擠出，孔隙減小，密度增大而厚度變薄。沉積物粒度不同以及沉積物的組分不同，其壓實(shí)應(yīng)變自然也不同，這種壓實(shí)作用的差異也就是差異壓實(shí)作用。簡(jiǎn)單壓實(shí)作用只產(chǎn)生體應(yīng)變，使沉積層厚度變薄，體積減小。差異性壓實(shí)作用產(chǎn)生的構(gòu)造主要有：上薄褶皺、頂薄褶皺、魚(yú)尾構(gòu)造、縮-脹構(gòu)造及斷裂構(gòu)造。

§1表生構(gòu)造1）上薄褶皺(壓實(shí)褶皺)：這種褶皺不同于頂薄褶皺，它是由于松軟沉積物之下有埋藏的殘丘、潛山、暗礁或較難壓實(shí)的砂巖透鏡體，在成巖壓實(shí)過(guò)程中，由于殘丘等之上的松軟沉積物厚度小，而在盆地里松軟沉積物厚度大，因而表現(xiàn)出差異壓實(shí)現(xiàn)象。在盆地里的沉積物壓實(shí)量要比殘丘之上的沉積物壓實(shí)量大得多，這樣就造成巖層在殘丘邊緣下彎，形成上薄褶皺。在石油地質(zhì)上，研究上薄褶皺具有很大的實(shí)際意義，潛山或殘丘的頂部常常是石油及天然氣的賦存場(chǎng)所。§1表生構(gòu)造2）魚(yú)尾狀構(gòu)造：是兩種巖石過(guò)渡帶上交互穿插的構(gòu)造，常見(jiàn)于煤系地層中。在沼澤中形成的泥煤常常包含一些砂質(zhì)的河流沉積或沼澤邊緣沉積，泥煤會(huì)被多層沙質(zhì)沉積分隔；在壓實(shí)過(guò)程中，一個(gè)厚的煤層被橫向分成許多薄層，形成魚(yú)尾狀構(gòu)造?！?表生構(gòu)造

撞擊構(gòu)造是由外來(lái)的隕石對(duì)地殼撞擊而形成的一種圓形或卵形構(gòu)造凹地，也稱(chēng)其為隕石坑(隕擊坑)構(gòu)造或星疤構(gòu)造。

（一）撞擊作用隕石以每秒幾十公里的隕落速度與地球表面相撞擊，使隕石體和撞擊點(diǎn)的巖石(靶巖)瞬間獲得幾百億乃至幾千億帕斯卡的沖擊壓力，從而使它們受到超密壓縮。一旦沖擊波前脫離撞擊界面，將在隕石體背面及靶巖表面形成釋放波，引起隕石體迅速氣化、膨脹而發(fā)生爆炸。受極度壓密的靶巖也由于應(yīng)力的迅速釋放而膨脹，因此，隕石體及靶巖物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在爆炸和膨脹中獲得很高的質(zhì)點(diǎn)速度向外噴射與拋射。§2.撞擊構(gòu)造1.形狀和規(guī)模

大多數(shù)撞擊構(gòu)造具有圓形的外觀，一般中間較低凹，周?chē)Ｓ协h(huán)狀的堤埂甚至有環(huán)形山。有些圓形外觀的隕石坑，中心尚有中央隆起，經(jīng)長(zhǎng)期剝蝕形成中央高四周低的地貌特征。吉林上河灣隕石坑的周?chē)幸粋€(gè)環(huán)形水系。也有些隕石坑具有多層的同心環(huán)狀構(gòu)造。2.2撞擊構(gòu)造的基本地質(zhì)特征撞擊構(gòu)造有自己獨(dú)特的特征是鑒別否屬于撞擊構(gòu)造的重要標(biāo)志。2.巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)的某些特征

作為瞬時(shí)的突變性的撞擊構(gòu)造，無(wú)論在巖石學(xué)上、礦物學(xué)上以及某些元素的地球化學(xué)性質(zhì)上都留下了深刻的記錄。巖石學(xué)方面的突出標(biāo)志是具有撞擊熔巖、撞擊玻璃和撞擊角礫巖。1）撞擊熔巖：撞擊熔巖是由于隕石撞擊產(chǎn)生的高壓高溫使被撞擊巖石熔化而成的熔融巖石。這些熔巖常呈假斑狀結(jié)構(gòu)，有的斑晶為一個(gè)帶有顯微頁(yè)理的石英顆粒，顆粒常被熔融成港灣狀，斑晶外圍多由輝石、堿性長(zhǎng)石及石英、白云母組成的邊所環(huán)繞。撞擊熔巖的成分和結(jié)構(gòu)常與靶區(qū)原巖成分有很大關(guān)系，因此各地撞擊熔巖是不能完全進(jìn)行類(lèi)比的。2）撞擊玻璃：撞擊玻璃是當(dāng)隕石爆炸而被噴射出的熔融物質(zhì)在空氣中急速冷卻而形成球粒狀、紡錘狀、’啞鈴狀等各種形狀的撞擊玻璃。在月球上，撞擊玻璃極為常見(jiàn)。3）撞擊角礫巖：撞擊角礫巖是由撞擊玻璃、氣泡以及撞擊產(chǎn)生的巖石碎塊膠結(jié)在一起而形成的一種巖石。2.2撞擊構(gòu)造的基本地質(zhì)特征3.撞擊的構(gòu)造標(biāo)志：主要包括震裂錐、放射狀及環(huán)狀斷裂及各種礦物中的撞擊微頁(yè)理及膝折等。震裂錐是隕石坑中的一種特殊的小型構(gòu)造，普遍被認(rèn)為是來(lái)自上方的一種撞擊效應(yīng)，其錐頂對(duì)著隕石撞擊方向，錐母線呈放射狀，是高應(yīng)變率剪應(yīng)力作用的產(chǎn)物。撞擊作用也產(chǎn)生不同規(guī)模和級(jí)別的破裂構(gòu)造，大者可以是斷層，小者是節(jié)理，并可見(jiàn)顯微頁(yè)理。斷層、節(jié)理等這些破裂構(gòu)造盡管很復(fù)雜，但卻具有明顯的空間組合規(guī)律，以隕石坑為中心呈環(huán)狀或放射狀分布。第十章表生構(gòu)造及撞擊構(gòu)造撞擊構(gòu)造的研究不僅具有地質(zhì)理論方面的意義，而且具有重要的實(shí)踐意義。

1.理論意義:撞擊構(gòu)造的研究可望提供原始星球物質(zhì)的最初分異及陸殼成因方面的信息。這些撞擊記錄至今還較完好地保存于月球、水星、火星等星球上。佛里(H·．Frey)認(rèn)為4Ga前原始地球表面一半以上變成了撞擊盆地。近年采，大量的古生物、地層及巖石學(xué)方面的資料研究表明，在地史上，古生物曾發(fā)生過(guò)多次全球性的突然滅絕事件，例如在許多地方白堊系與第三系的界面上，不僅表明有大量生物的滅絕，而且有高達(dá)幾個(gè)ppb的銥的異常，而銥的異常是與隕石等天體對(duì)地球的撞擊作用有關(guān)。

2.實(shí)際意義：這為越來(lái)越多的事例證明。加拿大薩德伯利鎳礦床，很久以來(lái)就被認(rèn)為是隕石撞擊成因的，該隕石坑面積達(dá)1