CH10 表生構造及撞擊構造

第十章表生構造及撞擊構造西安石油大學西安石油大學油氣資源學院構造地質學

（一）表生構造的特點

表生構造是指并非由構造運動直接形成的各種構造，其發(fā)育僅局限于地殼的最表層。有些地質學者把它稱為非構造變動，其涵意大體相同。表生構造的規(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；大多數表生構造是在常溫常壓下形成的，很少伴有變質作用和熱液活動；表生構造與由構造運動形成的構造在空間組合上具有極大的不協(xié)調性，無法用統(tǒng)一的應力作用方式進行解釋。表生構造的基本形式是巖層或沉積物的彎褶和破裂，其形態(tài)常較簡單，但也有較復雜的。表生構造常掩蓋某些真正的構造面貌，因而正確地識別表生構造，并把它與真正的構造變形區(qū)別開，對地質制圖、區(qū)域構造研究、水文工程地質條件的分析、地震地質調查以及礦床勘探與開采等都具有重要的實際意義。§1表生構造（二）常見的表生構造

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

這種構造是地表巖石(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造有蠕動構造、卷曲構造和滑坡構造等。1）蠕動構造：是常見的表生構造之一。在山坡上，由于殘積物和坡積物在重力作用下長期緩慢地向下蠕動，使基巖發(fā)生蠕變，從而使其產狀發(fā)生膝狀彎曲甚至形成平臥式褶皺。這種構造現象在軟弱巖層中(如頁巖、泥灰?guī)r、千枚巖、片巖等)是常見的。然而，它的影響深度很有限，一般只有幾米深。

§1表生構造2）卷曲構造：是指復雜多變的小型彎曲,在表層重力作用下的塑性流動確實形成了許多復雜的小型彎曲。卷曲構造往往出現在某些特定的層位中，形成復雜的變形層，稱之為卷曲紋層。由于它的形態(tài)以塑性彎曲形變?yōu)橹?，所以也稱同生變形小褶皺。這種褶皺常發(fā)育于某一巖層或某一套地層中，屬典型的層內褶皺。它與上、下相鄰層成明顯的不協(xié)調關系，褶皺向上或向下擴展的方式是沒有規(guī)律和難以預測的，有時可造成巖層厚度的急劇變化。卷曲構造無論在形態(tài)上和成因上都與構造力成因的大構造無直接關系，野外工作切不可把它誤認為層間褶皺。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)域大構造有必然的幾何聯(lián)系?！?表生構造

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部結合力，當坡腳被外力侵蝕(如河流的侵蝕)或人工挖掘而破壞時，巖塊會失去平衡，在重力作用下沿著巖體內部一個或幾個滑動面整體向下滑動，稱為滑坡?；乱?guī)模大小不一，一般寬度達幾十米至幾百米?；瑒用嬉话阊毓?jié)理面、斷層面或某些軟弱面發(fā)育而成，無論在平面上或剖面上多呈弧形，呈“正斷層”性質。其實質屬重力作用下的剪切滑動。§1表生構造第十章表生構造及撞擊構造2.差異壓實作用形成的表生構造

壓實作用是由沉積物的埋藏加載引起的一種變形效應，是對垂直力的一種自然適應。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，其壓實應變自然也不同，這種壓實作用的差異也就是差異壓實作用。簡單壓實作用只產生體應變，使沉積層厚度變薄，體積減小。差異性壓實作用產生的構造主要有：上薄褶皺、頂薄褶皺、魚尾構造、縮-脹構造及斷裂構造。

§1表生構造1）上薄褶皺(壓實褶皺)：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、暗礁或較難壓實的砂巖透鏡體，在成巖壓實過程中，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，因而表現出差異壓實現象。在盆地里的沉積物壓實量要比殘丘之上的沉積物壓實量大得多，這樣就造成巖層在殘丘邊緣下彎，形成上薄褶皺。在石油地質上，研究上薄褶皺具有很大的實際意義，潛山或殘丘的頂部常常是石油及天然氣的賦存場所?！?表生構造2）魚尾狀構造：是兩種巖石過渡帶上交互穿插的構造，常見于煤系地層中。在沼澤中形成的泥煤常常包含一些砂質的河流沉積或沼澤邊緣沉積，泥煤會被多層沙質沉積分隔；在壓實過程中，一個厚的煤層被橫向分成許多薄層，形成魚尾狀構造?！?表生構造

撞擊構造是由外來的隕石對地殼撞擊而形成的一種圓形或卵形構造凹地，也稱其為隕石坑(隕擊坑)構造或星疤構造。

（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力的迅速釋放而膨脹，因此，隕石體及靶巖物質質點在爆炸和膨脹中獲得很高的質點速度向外噴射與拋射?！?.撞擊構造1.形狀和規(guī)模

大多數撞擊構造具有圓形的外觀，一般中間較低凹，周圍常有環(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，經長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圍有一個環(huán)形水系。也有些隕石坑具有多層的同心環(huán)狀構造。2.2撞擊構造的基本地質特征撞擊構造有自己獨特的特征是鑒別否屬于撞擊構造的重要標志。2.巖石學、礦物學和地球化學的某些特征

作為瞬時的突變性的撞擊構造，無論在巖石學上、礦物學上以及某些元素的地球化學性質上都留下了深刻的記錄。巖石學方面的突出標志是具有撞擊熔巖、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構，有的斑晶為一個帶有顯微頁理的石英顆粒，顆粒常被熔融成港灣狀，斑晶外圍多由輝石、堿性長石及石英、白云母組成的邊所環(huán)繞。撞擊熔巖的成分和結構常與靶區(qū)原巖成分有很大關系，因此各地撞擊熔巖是不能完全進行類比的。2）撞擊玻璃：撞擊玻璃是當隕石爆炸而被噴射出的熔融物質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。3）撞擊角礫巖：撞擊角礫巖是由撞擊玻璃、氣泡以及撞擊產生的巖石碎塊膠結在一起而形成的一種巖石。2.2撞擊構造的基本地質特征3.撞擊的構造標志：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理及膝折等。震裂錐是隕石坑中的一種特殊的小型構造，普遍被認為是來自上方的一種撞擊效應，其錐頂對著隕石撞擊方向，錐母線呈放射狀，是高應變率剪應力作用的產物。撞擊作用也產生不同規(guī)模和級別的破裂構造，大者可以是斷層，小者是節(jié)理，并可見顯微頁理。斷層、節(jié)理等這些破裂構造盡管很復雜，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。第十章表生構造及撞擊構造撞擊構造的研究不僅具有地質理論方面的意義，而且具有重要的實踐意義。

1.理論意義:撞擊構造的研究可望提供原始星球物質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、地層及巖石學方面的資料研究表明，在地史上，古生物曾發(fā)生過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，而且有高達幾個ppb的銥的異常，而銥的異常是與隕石等天體對地球的撞擊作用有關。

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