巖石的成因和分類地質(zhì)構(gòu)造和地史概念

第九講巖石的成因和分類、地質(zhì)構(gòu)造和地史概念

一、內(nèi)容提要：

本講主要講述①巖石的成因和分類：主要造巖礦物—火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖的成因及其分類。常見巖石的成分、結(jié)構(gòu)及其他主要特征。②地質(zhì)構(gòu)造和地史概念：褶皺形態(tài)和分類、斷層形態(tài)和分類、地層的各種接觸關(guān)系；大地構(gòu)造概念；地史演變概況和地質(zhì)年代表。二、重點、難點：

火成巖、沉積巖、變質(zhì)巖的成因及其分類；褶皺形態(tài)和分類、斷層形態(tài)和分類、地層的各種接觸關(guān)系和地質(zhì)年代

三、內(nèi)容講解：第一節(jié)

巖石的成因和分類

一、主要造巖礦物

(一)礦物的基本概念

礦物是存在于地殼中具有一定物理性質(zhì)、化學(xué)成分和形態(tài)的自然元素或化合物。組成地殼的巖石，是一種或多種礦物的集合體。組成巖石的礦物稱為造巖礦物。巖石的特征及其工程性質(zhì)，在很大程度上取決于它的礦物成分、性質(zhì)及其在各種因素影響下的變化。已被發(fā)現(xiàn)的礦物有三千多種，而最主要的造巖礦物只有三十多種。

造巖礦物絕大多數(shù)是結(jié)晶質(zhì)，其基本特點是組成礦物的元素質(zhì)點在礦物內(nèi)部按一定的規(guī)律排列，形成穩(wěn)定的結(jié)晶格子構(gòu)造。礦物的外形特征和許多物理性質(zhì)都是礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部構(gòu)造的反映。但當(dāng)外界條件改變到一定程度后，礦物原來的成分、內(nèi)部構(gòu)造和性質(zhì)會發(fā)生變化，形成新的次生礦物。

(二)礦物的分類

礦物按生成條件可分原生礦物和次生礦物兩大類。

原生礦物：一般是由巖漿冷凝生成的，如石英、長石、輝石、角閃石、云母等。

次生礦物：一般是由原生礦物經(jīng)風(fēng)化作用直接生成的，如高嶺石、綠泥石等；或在水溶液中析出生成的，如方解石、石膏等。

(三)礦物的物理力學(xué)性質(zhì)

礦物的物理力學(xué)性質(zhì)是鑒別礦物的重要依據(jù)，主要有形狀、顏色、光澤、硬度、解理、斷口等。

1.形狀：指礦物的外表形態(tài)。結(jié)晶體的大都呈規(guī)則的幾何形狀，非結(jié)晶體則呈不規(guī)則的形狀。

2.顏色：指礦物新鮮表面呈現(xiàn)的顏色，取決于礦物的化學(xué)成分及其所含的雜質(zhì)。按成色原因，有自色、他色、假色之分。

自色

是礦物固有的顏色，顏色較固定。一般分為淺色和深色二大類。含硅、鋁、鈣成分多的礦物，如石英、長石、方解石等，多呈白、灰白、淡紅、淡黃等淺色；含鐵、錳多的礦物，如黑云母、普通角閃石、普通輝石等，多呈灰綠、褐綠、黑綠以至黑色等深色。

他色

是礦物混入了某些雜質(zhì)所引起的，與礦物本身性質(zhì)無關(guān)。他色不固定，隨雜質(zhì)的不同而異。假色

是由于礦物內(nèi)部的裂隙或表面的氧化膜對光的折射、散射所引起的。

3.光澤：指礦物表面呈現(xiàn)的光亮程度，是礦物表面反射率的表現(xiàn)，可分為金屬光澤和非金屬光澤。造巖礦物絕大多數(shù)屬非金屬光澤。由于礦物表面的性質(zhì)或礦物集合體的集合方式不同，又會反映出各種不同特征的非金屬光澤，如玻璃光澤、珍珠光澤、絲絹光澤、油脂光澤、蠟狀光澤、土狀光澤等。

4.硬度：指礦物抵抗外力刻劃、研磨的能力，它對巖石的強度有明顯影響。硬度是鑒定礦物的一個重要特征，通常是用兩種礦物相刻劃的方法來確定礦物的相對硬度。硬度對比的標(biāo)準(zhǔn)，從軟到硬依次由下列十種礦物組成，稱之為摩氏硬度計。

(1)滑石

(2)石膏

(3)方解石

(4)螢石

(5)磷灰石

(2)正長石

(7)石英

(8)黃玉

(9)剛玉

(10)金剛石

5.解理、斷口：礦物受打擊后，能沿一定方向裂開成光滑平面的性質(zhì)，稱為解理。裂開的光滑平面稱為解理面。不具方向性的不規(guī)則破裂面，稱為斷口。按解理出現(xiàn)方向的數(shù)目，有一向解理(如云母等)、二向解理(如長石等)、三向解理(如方解石等)。根據(jù)解理出現(xiàn)的完全程度，可分為極完全解理(極易裂開成極薄片狀，解理面大而完整，如云母)、完全解理(裂開成鱗片狀、板狀或塊狀，解理面平整光亮，如方解石)、不完全解理(裂開面只具有局部的光滑平面，如正長石)、無解理(裂開成貝殼狀、參差狀或鋸齒狀等不規(guī)則斷口，如磷灰石)。礦物解理的完全程度和斷口是互相消長的。此外，如滑石的滑膩感、方解石的遇鹽酸起泡等，都可作為鑒別礦物的特征。區(qū)別和認(rèn)識各種礦物，可首先觀察顏色，常見的深色礦物只有比較固定的幾種。再按形狀、光澤和硬度，縮小被鑒定的礦物范圍。最后根據(jù)解理以及其他特征，綜合定出礦物名稱。有許多礦物，它們在形狀、顏色、光澤等方面有相同之處，但每一種礦物總具有它自己的特點，鑒別礦物時應(yīng)該注意利用這一特點。

【例題1】在礦物的主要物理力學(xué)性質(zhì)中不包括（）。

A.顏色

B.光澤

C.抗壓強度

D.解理

答案：C

【例題2】在下列幾種礦物中，硬度最小的是（）。

A.磷灰石

B.方解石

C.正長石

D.金剛石

答案：B

最常見的主要造巖礦物及其物理性質(zhì)，見表16-1-1。

二、巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖的成因及其分類巖石按成因可分為三大類：巖漿巖(火成巖)、沉積巖和變質(zhì)巖。(一)巖漿巖巖漿巖又稱火成巖，是由地殼下面的巖漿沿地殼薄弱地帶上升侵入地殼或噴出地表后冷凝而成的。巖漿是存在于地殼下面高溫、高壓的熔融狀態(tài)的硅酸鹽物質(zhì)(它的主要成分是Si02，還有其他元素、化合物和揮發(fā)成分)。巖漿內(nèi)部的壓力很大，不斷向壓力低的地方移動，以至沖破地殼深部的巖層，沿著裂縫上升，噴出地表；或者當(dāng)巖漿內(nèi)部壓力小于上部巖層壓力時迫使巖漿停留下，冷凝成巖。

依冷凝成巖時的地質(zhì)環(huán)境的不同，將巖漿巖分為三類：戴

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截

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緣全3祥.敗變噸質(zhì)混巖戴的吉礦宅物膝成愚分呢：智組倡成摘變謀質(zhì)近巖宰的塌礦談物功有蓮兩效類孤，孕第再一犬類功是值與此巖虎漿齊巖咱或濁沉渠積分巖罩共釘有鑄的襯礦小物門，走如刑石稀英綁、蠻長立石逗、平云賢母蹦、悶角微閃武石較、址輝說石倒和勻方仿解臂石頁等爐；兄第掏二需類準(zhǔn)是假變?nèi)|(zhì)善巖倒特流有死的綁礦斧物名，鼓如餐滑痕石充、講綠丑泥寇石祖、玻蛇樓紋炒石企等殘，墾它累們睬是樹在怒變珠質(zhì)廟過周程醒中棚新災(zāi)產(chǎn)川生究的益變蠻質(zhì)漠礦駕物因。頂

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皮

疑

元匯全軌晶抱質(zhì)很結(jié)坊構(gòu)詞

槳俗巖畏石帥全淹部嘉由某結(jié)殿晶希的擊礦櫻物票顆膊粒定組潮成痰。散其塌中同同俊一辣種暑礦竟物獻(xiàn)的鋒結(jié)惜晶錄顆蝶粒磨大駁小脾近廚似牲者尖，叔稱酬為犯等奏粒塞結(jié)匪構(gòu)沸；揀如瓦結(jié)著晶土顆疾?；贝筇斝「鈶姨锸馍?，吸則牢稱銀為挎似鞠斑販狀捐結(jié)饒構(gòu)烤。思全蓬晶塊質(zhì)尿結(jié)謀構(gòu)瞞主板要敞為堤深蕉成鏡巖卻和工淺持成攻巖憑的蔥特閃征奏。巧

組

嬸

宮僻半融晶填質(zhì)孩結(jié)樹構(gòu)皺

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抬

非

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流

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中招是箱由錢碎君屑雁物塌質(zhì)墨被聾膠扯結(jié)掃物遙膠牌結(jié)業(yè)而伍成槳的濃一遍種浴結(jié)污構(gòu)妻。卻通白常弦按器碎收屑鞋的鋒大悠小迷、電形送狀劃和來膠掌結(jié)都形劃式舒可襯細(xì)樹分古為我各苦種籌碎過屑接巖恐，侵如汪火望山母角伙礫抄巖朱、俗凝闊灰溪巖立、姓礫符巖員、蠅砂扯巖友、鳥粉告砂挽巖變等莫。番泥摔質(zhì)尤結(jié)助構(gòu)礦

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釘塊豈狀信構(gòu)進(jìn)造乳

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罰片嫂理擊構(gòu)雕造稍

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副拜(夜4早)緩千寬枚仿狀跪構(gòu)訴造左

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繞A莊.京聾巖遣漿盜巖躁若星

姻B憂.拒覽沉齒積金巖剩臂罰

撓C蜻.龜冤變史質(zhì)裹巖膽蜘襪獄

姑答吃案香：勝B

禍【伶例籍題鉆7湊】掘某隙種視巖茫石屠具騙有聲片榆理收構(gòu)尾造蓄，幻該要巖宋石系屬頁于云（廁柔棚）耳。

朋A悉.竹薦巖生漿攔巖敬先泳

插B技.拴腸沉冶積騎巖撿撐筆

芹C雷.引意變煩質(zhì)御巖稼彎哄狂

窄答似案屯：運C第二節(jié)

地質(zhì)構(gòu)造和地史概念

在漫長的地質(zhì)發(fā)展過程中，地殼在內(nèi)、外力地質(zhì)作用下，不斷運動演變，所遺留下來的種種構(gòu)造形態(tài)，如地殼中巖體的位置、產(chǎn)狀及其相互關(guān)系等，稱為地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模有大小，但即使是大型的復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，也是由一些基本構(gòu)造形態(tài)組合而成的，常見的如褶曲和斷層。

地質(zhì)構(gòu)造(或巖層)在空間的位置叫做產(chǎn)狀。產(chǎn)狀有三個要素，即走向、傾向和傾角(圖16-2-1)。

走向：地質(zhì)構(gòu)造面或傾斜巖層層面與水平面的交線稱為走向線，走向線兩端的延伸方向就是走向，它表示

地質(zhì)構(gòu)造或巖層在空間的水平延伸方向。

傾向：垂直于走向線的地質(zhì)構(gòu)造面或巖層傾斜方向線在水平面上的投影，也就是地質(zhì)構(gòu)造面或巖層層面的傾斜方向，傾向與走向正交。

傾角：地質(zhì)構(gòu)造面或傾斜巖層層面與水平面之間的所夾的銳角。

地質(zhì)構(gòu)造面或巖層層面的產(chǎn)狀要素可以用地質(zhì)羅盤測得，測量結(jié)果以傾向的方位角(從正北開始順時針方向量至傾向線)和傾角表示出來。常用的記錄格式如：150°∠60°上式表示：傾向為150°(即南偏東30°)，傾角為60°。

【例題8】巖層產(chǎn)狀的三要素中不包括（）。

A.走向

B.傾向

C.傾角

D.方位角

答案：D

珠【劍例毛題咬9競】幟巖族層逢層賓面尿的浪產(chǎn)孟狀籌要將素葛為聯(lián)1場5殊0計°臘∠努6字0每°葛，謀據(jù)支此膀可軋以代判篇斷泥該努巖請層款層拼面鏡的憲走芒向雁為路（里桌誦）攻。

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喉一改、罪褶閣皺怪形魂態(tài)遲和惕分踢類

理組姑成瑞地誠殼寧的忌巖蛙層功受替水精平城構(gòu)坊造灶應(yīng)錦力矩的題作潤用渣，剃使稻原眨始浸為蔑水過平次產(chǎn)饅狀雙的院巖喉層忌塑竊性早變屈形扎，堅形攜成澤一饞系遙列編波有狀刻彎慢曲功而負(fù)未脅喪麻失幟其駐連攔續(xù)敏性店的指構(gòu)名造糕，愿稱忘為伴褶縣皺瓣構(gòu)網(wǎng)造遮。

鴉(瞇一寸)秘褶造曲

飛褶圍皺蜘的這基例本蒼單默元匠是榮褶熱曲陰，飼它刷表籮示址褶貼皺岔的山一誤個婚彎中曲仍。骨每敬一萍個防褶絲曲猴都谷有搏核哀部役、盞翼等、害軸挨面磁、頓軸鴿及嫩樞級紐遠(yuǎn)等專幾沾個雙部踏分擋組皮成膨，媽一拖般坊稱岔為閉褶刷曲繡要脾素裙(跳圖冊1傘6衣-廁2界-避2作)非。

礙核什部諷

據(jù)唇褶嚴(yán)曲牌的察中柳心售部駁分射。捕通社常沉把上位秤于茂褶俘曲送中歌央球最盛內(nèi)插部鉗的汗一震個婚巖蟲層課稱渠為第褶授曲叛的望核炒。

繳翼筑位酒于假核噴部務(wù)兩半側(cè)欣，顧向帶不書同勻方膀向拌傾丸斜坊的盛部慧分跨，罷稱挺為冰褶皇曲時的槽翼租。

片軸給面處

謹(jǐn)石從腦褶妻曲孝頂英平徒分險兩她翼削的賞一悶個光假播想必面姓。謹(jǐn)軸供面江可嚴(yán)以褲是倦一蛋個傳簡叫單健的表平毒面級，蜻也余可解以脹是音一宮個絨復(fù)矩雜瞎的改曲怨面堅。未軸頂面堂可互以萌是擊直香立漫的挖、暖傾嗓斜腐的撤或候平擠臥逢的考。

忌軸疤

屬賴軸值面聞與負(fù)水猴平嘴面戒的挎交分線照。董軸嗚的寺方莊位厚，功表兔示床褶肥曲師的傷方忌位番；墊軸城的悠長詠度貓，激表賊示釣褶癢曲險延皺伸衫的逆規(guī)昏模瓜。

紛樞歸紐弄

涂堅軸岔面坦與抽褶酒曲納同叔一姓巖還層鑰層水面石的虹交間線蟲。誓褶希曲達(dá)的六樞宗紐令有溝水吐平冊的起、裁傾鈔斜策的便，胸也塔有弦波抄狀疲起校伏遵的易。距樞攜紐憐可曲反占映痰褶狡曲道延圾伸法方福向棗產(chǎn)毀狀銜變舊化俊情隸況災(zāi)。

饞(辰二桑)太褶盆曲斜的倆類須型

在褶霸曲碗的陣基辭本興類鐘型跌是糠背址斜架和惰向股斜邊兩爸種揉(緊圖應(yīng)1撫6縱-士2繩-搭3牢)澤。

背斜

背斜是核部由較老的巖層組成，翼部由較新的巖層組成，而且新巖層對稱重復(fù)出現(xiàn)在老巖層的兩側(cè)。它在橫剖面上的形態(tài)是向上凸起彎曲。

向斜

向斜是核部由新巖層組成，翼部由老巖層組成，而且老巖層對稱重復(fù)出現(xiàn)在新巖層的兩側(cè)。在橫剖面上的形態(tài)是向下凹曲。

由于現(xiàn)在看到褶曲，一般來說其形成的年代已很久，它們長期暴露于地表使得部分巖層(尤其是裂縫特別多的巖石或軟弱的巖石)受到風(fēng)化和剝蝕作用的嚴(yán)重破壞而喪失了完整的褶曲形態(tài)。褶曲頂部被侵蝕變成了低洼谷地(稱背斜谷)，而兩側(cè)的堅硬巖層及向斜部分則可以相對地突出成為山地(稱向斜山)。

【例題10】在下列各種地質(zhì)構(gòu)造中，最有可能形成山地的是（）。

A.向斜

B.背斜

C.斷層

D.構(gòu)造帶

答案：A

無論是背斜褶曲或向斜褶曲，如果按褶曲的軸面產(chǎn)狀，可將褶曲分為如圖16-2-4所示的幾種形態(tài)類型：

直立褶曲

軸面直立，兩翼向不同的方向傾斜，兩翼巖層的傾角基本相同，在橫剖面上兩翼對稱，也稱對稱褶曲。

傾斜褶曲

軸面傾斜，兩翼向不同的方向傾斜，但兩翼巖層的傾角不等，在橫剖面上兩翼不對稱，也稱不對稱褶曲。

倒轉(zhuǎn)褶曲

軸面傾斜程度更大，兩翼巖層大致向同一方向傾斜，一翼層位正常，另一翼老巖層覆蓋于新巖層之上，層位發(fā)生倒轉(zhuǎn)。

平臥褶曲

軸面水平或近于水平，兩翼巖層也近于水平，一翼層位正常，另一翼層位發(fā)生倒轉(zhuǎn)。

如果按褶曲的樞紐產(chǎn)狀，又可將褶曲分為兩種形態(tài)類型：

水平褶曲

褶曲的樞紐水平展布，兩翼巖層平行延伸(圖16-2-5)。

傾伏褶曲

褶曲的樞紐向一端傾伏，兩翼巖層在轉(zhuǎn)折端閉合(圖16-2-6)。

(三)褶皺構(gòu)造

褶皺是褶曲的組合形態(tài)。換句話說，褶皺是由兩個或兩個以上褶曲組成的。一般單個的褶曲比較少見，大多是背斜和向斜相間排列，以大體一致的走向平行延伸，有規(guī)律地組合成不同形式的褶皺構(gòu)造。

二、斷層形態(tài)和分類

巖體受地殼運動的作用，受力發(fā)生變形達(dá)一定程度后，在其內(nèi)部產(chǎn)生了許多斷裂面，使巖石喪失了原有的連續(xù)完整性，統(tǒng)稱為斷裂構(gòu)造。斷裂構(gòu)造可分為兩種類型：節(jié)理和斷層。

(一)節(jié)理

節(jié)理也稱裂隙，是沿斷裂面兩側(cè)的巖層未發(fā)生位移或僅有微小錯動的斷裂構(gòu)造。節(jié)理在巖石中廣泛分布，因為巖石在漫長的地質(zhì)年代里經(jīng)歷了各種各樣的地殼運動，所以幾乎不存在無節(jié)理的巖石。節(jié)理按成因，可分為構(gòu)造節(jié)理和非構(gòu)造節(jié)理。

1.構(gòu)造節(jié)理：構(gòu)造節(jié)理是指巖層在地殼運動的作用下所產(chǎn)生的斷裂。按其成因可分為扭(剪)性節(jié)理(閉合節(jié)理)和張性節(jié)理(張開節(jié)理)。

扭(剪)性節(jié)理

是巖層由剪切應(yīng)力而產(chǎn)生的斷裂，它一般是閉合的，節(jié)理線平直并延長較遠(yuǎn)，常成對出現(xiàn)，呈“X”型，裂面平滑常有擦痕。扭(剪)性節(jié)理常出現(xiàn)在褶曲的翼部和斷層附近。

張性節(jié)理

是巖層受力彎曲時，在它的外凸部位產(chǎn)生張拉應(yīng)力而引起的斷裂，它張開較寬，具有明顯的可見空隙，節(jié)理面粗糙少有擦痕，裂隙間距較大且分布不勻，沿走向和傾向延伸都不長。張性節(jié)理能吸收地表徑流，是地下水的通道。

在褶皺的巖體中，有時還存在一種極微細(xì)的(肉眼很難鑒定，須在顯微鏡下觀察才能識別的)密集裂縫，稱為劈理。它經(jīng)常發(fā)育在強烈褶皺的軟弱巖層中(例如頁巖和片巖)。它的存在對工程不利。

2.非構(gòu)造節(jié)理：非構(gòu)造節(jié)理是由成巖作用、外動力、重力等非構(gòu)造運動引起的，可分為原生節(jié)理和風(fēng)化節(jié)理。

原生節(jié)理

是指巖漿巖形成時，由于巖漿冷凝收縮產(chǎn)生張拉應(yīng)力而引起的斷裂面。這種原生節(jié)理常把巖漿巖切割成塊狀體或柱狀體。

風(fēng)化節(jié)理

主要發(fā)育在巖體靠近地表的部分，分布零亂，沒有規(guī)律性，巖石多成碎塊。風(fēng)化節(jié)理是在物理風(fēng)化作用(由于溫度變化和裂隙中水的凍結(jié)以及鹽類的結(jié)晶而使巖石表面逐漸產(chǎn)生裂縫而崩解)、化學(xué)風(fēng)化作用(在水溶液、大氣以及有機體的化學(xué)作用或生物風(fēng)化作用下引起巖石氧化、水化、水解、溶解、碳酸化而產(chǎn)生的破壞)、生物風(fēng)化作用(動、植物活動過程中對巖石產(chǎn)生的破壞)或者它們的綜合影響下產(chǎn)生的。

【例題11】在下列各種構(gòu)造中，屬于斷裂構(gòu)造的是（）。

A.背斜

B.向斜

C.構(gòu)造破碎帶

D.斷層

答案：D

(二)斷層

巖體受力斷裂后，如斷裂面兩側(cè)的巖塊發(fā)生了顯著位移，則這種構(gòu)造現(xiàn)象稱為斷層。斷層規(guī)模大小不一，相對位移也不相同。

1.斷層要素

斷層有斷層面、上盤和下盤等要素。

斷層面

兩側(cè)的巖體發(fā)生相對位移的斷裂面稱為斷層面。地殼中的斷裂變動，往往不是局限在一個斷層面上進(jìn)行的，而是沿著許多破裂面運動，因此，嚴(yán)格地說，斷層面不是一個面，而是一個帶(即斷層帶)。斷層規(guī)模越大，這個帶就越寬，破壞性質(zhì)越復(fù)雜，破壞程度也越嚴(yán)重。大斷層帶有時可寬達(dá)數(shù)十米至數(shù)百米，它的長度差別也很大，長者可達(dá)數(shù)公里至數(shù)千公里。在斷層面上?？烧业揭恍嗔彦e動的證據(jù)，例如斷層擦痕、斷層泥、斷層角礫巖、糜棱巖等。

斷層線

斷層面與地面的交線，表示斷層的延伸方向。

上盤和下盤

斷層面兩側(cè)的兩個斷塊，其中位于斷層面之上的稱為上盤，位于斷層面之下的稱為下盤。

斷距

斷層兩盤沿斷層面相對移動開的距離。

2.斷層的基本類型

斷層的分類方法很多。根據(jù)斷層兩盤相對錯動的情況，可以分成三種。正斷層

上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升的斷層(圖16-2-7a)。正斷層一般是由于巖體受到水平張應(yīng)力及重力作用而成，斷層面傾角較陡，常大于45°。

逆斷層

上盤沿斷層面相對上升，下盤相對下降的斷層(圖16-2-7b)。逆斷層一般是由于巖體受到水平方向強烈擠壓力作用而成。斷層面從陡傾角至緩傾角都有。其中斷層面傾角大于

45°的稱為沖斷層；介于25°～45°之間的稱為逆掩斷層(圖16-2-7c)，小于25°的稱為輾掩斷層。逆掩斷層和輾掩斷層常是規(guī)模很大的區(qū)域性。

平推斷層

由于巖體受水平扭應(yīng)力作用，使兩盤沿斷層面發(fā)生相對水平位移的斷層。平推斷層的傾角很大，斷層面近于直立(圖16-2-7c)。

【例題12】某斷層上盤沿斷層面相對下降，下盤相對上升，此斷層屬于（）。

A.正斷層

B.逆斷層

C.平推斷層

答案：A

3.斷層的組合形式

斷層的形成和分布，不是孤立的現(xiàn)象。各構(gòu)造之間以一定的排列形式有規(guī)律地組合在一起，形成不同形式的斷層帶，如階狀斷層(圖16-2-8)、地塹、地壘(圖16-2-9)和迭瓦狀構(gòu)造(圖16-2-10)等。

三、地層的各種接觸關(guān)系

不同成因、不同形成年代的巖層，在經(jīng)歷了各種構(gòu)造運動的作用后可能會重疊在一起，它們之間會有各種接觸關(guān)系。根據(jù)巖層之間的不同接觸關(guān)系，可以判別巖層的相對地質(zhì)年代。

(一)沉積巖之間的接觸關(guān)系

1.整合接觸

沉積巖的沉積次序是銜接的、產(chǎn)狀是彼此平行的，在形成的年代上也是順次連續(xù)的，巖層之間的這種接觸關(guān)系稱為整合接觸(圖16-2-11a)。

2.不整合接觸

如沉積過程發(fā)生間斷，形成年代不相連續(xù)的巖層重疊在一起，中間發(fā)生間斷期，巖層之間的這種接觸關(guān)系稱為不整合接觸關(guān)系。存在于接觸面之間因沉積間斷而形成的剝蝕面，稱為不整合面。不整合有不同類型，基本的有平行不整合和角度不整合。

平行不整合

不整合面上下兩套巖層形成的年代不連續(xù)，缺失沉積間斷期的巖層，但彼此的產(chǎn)狀基本上是一致的，看起來貌似整合接觸，所以也稱假整合(圖16-2-11b)。

角度不整合

角度不整合又稱斜交不整合。角度不整合不僅不整合面上下兩套巖層的地質(zhì)年代不連續(xù)，而且兩者的產(chǎn)狀也不一致，下伏巖層在接受新的沉積前發(fā)生過褶皺變動，與不整合面相交有一定角度(圖16-2-11c)。

【例題13】如沉積過程發(fā)生間斷，形成年代不相連續(xù)的巖層重疊在一起，中間發(fā)生間斷期，但巖層的產(chǎn)狀基本上保持一致，這種接觸關(guān)系稱為（）接觸關(guān)系。

A.整合

B.不整合

C.假整合

D.角度不整合

答案：C

(二)沉積巖與巖漿巖之間的接觸關(guān)系

巖漿巖總是侵入或噴出于周圍的沉積巖層之中。按兩者形成的先后關(guān)系，有兩種接觸關(guān)系：

1.侵入接觸

巖漿侵入體侵入于沉積巖之中，使圍巖發(fā)生變質(zhì)，說明巖漿體形成年代晚于沉積巖層的形成年代(圖16-2-12a)。

2.沉積接觸

巖漿巖形成后又經(jīng)過長期風(fēng)化剝蝕，在剝蝕面上又形成新的沉積巖層，剝蝕面上的沉積巖層無變質(zhì)現(xiàn)象，說明巖漿體形成年代早于沉積巖層的形成年代(圖16-2-12b)。

四、大地構(gòu)造的基本概念

大地構(gòu)造學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個分支，它著重從造成地質(zhì)構(gòu)造的地質(zhì)運動的角度研究巖石

圈(包括地殼和地幔的最頂部)構(gòu)造的成因、組合關(guān)系以及發(fā)展規(guī)律。它要解決的中心問題是：地殼運動的方向；地殼運動蹤跡的空間分布規(guī)律；地殼運動隨時間的發(fā)展規(guī)律；以及地殼運動的動力來源。并綜合對這些問題的看法，對各個區(qū)域的大地構(gòu)造特征和規(guī)律作出合理解釋。

(一)構(gòu)造運動的類型

地殼在發(fā)展過程中是不穩(wěn)定的。這種不穩(wěn)定性不僅表現(xiàn)在有時地殼下降，大陸被海水淹沒；有時地殼上升，滄海又變?yōu)樯Ｌ铮欢疫€使地殼的構(gòu)造形態(tài)發(fā)生改變。這些改變是由內(nèi)部原因引起的地殼運動而造成的。這種由內(nèi)部原因引起的和導(dǎo)致地殼構(gòu)造改變的地殼運動變形被稱為大地構(gòu)造運動。

根據(jù)構(gòu)造變形的強度以及地貌景觀的特征，可以把構(gòu)造運動分為造陸運動和造山運動。

造陸運動

又稱垂直運動指地殼上廣闊地區(qū)，如平原、高原、淺海盆地，總體的垂直升降運動。這種運動影響范圍很廣，幅度不大，進(jìn)行速度緩慢，內(nèi)部相對差異分化較小。造陸運動往往引起大規(guī)模的海水進(jìn)退和海陸變遷，但巖層變形極為微弱。與造山運動相比，造陸運動比較和緩，它代表地殼上相對穩(wěn)定的地殼運動類型。

造山運動

又稱水平運動出現(xiàn)在地殼上狹長的活動地帶，如大陸邊緣的地槽，在地槽發(fā)展的褶皺階段中，由于水平的擠壓作用，地殼在短期內(nèi)急劇壓縮，從而引起巖層的強烈變質(zhì)作用，最后隆起成山，成為造山帶或褶皺。造山運動代表了地殼上相對活動的地殼運動類型。

(二)大地構(gòu)造學(xué)中的一些基本概念

1.地槽與地臺

各種構(gòu)造運動的表現(xiàn)，在地殼上并不是到處完全一樣的。有的地方強，有的地方弱，這就是地殼穩(wěn)定與活動的不均勻性。地殼的活動性與穩(wěn)定性及其由活動轉(zhuǎn)向穩(wěn)定的時期（即褶皺時期)，是劃分大地構(gòu)造的主要依據(jù)。按照地殼的穩(wěn)定與活動程度的不同，可將地殼劃分為穩(wěn)定的地臺和活動的地槽兩個基本構(gòu)造單位。

地槽

是指地殼上的強烈活動地帶。通常分布在大陸邊緣地帶，并沿大陸邊緣延伸，是狹窄的條帶狀，寬度常為數(shù)十公里左右，有時也有達(dá)幾百公里以上的，而長度卻要達(dá)數(shù)百甚至上千公里。地槽的早期主要表現(xiàn)為地殼上形成深凹陷，這種凹陷可以被沉積物所補償而形成巨厚沉積帶，也可以不被沉積物所補償而形成深海盆地；晚期則是地槽的強烈褶皺形成褶皺帶。地槽的一般特征是：構(gòu)造運動強烈，升降運動幅度、速度大：沉積層厚度巨大，形成巨厚的(數(shù)千米至萬米以上)地槽型沉積和特有的沉積建造(建造的概念是：在一定的構(gòu)造發(fā)展階段中，一定的構(gòu)造環(huán)境下所形成的成因相同的不間斷的一套巖層組合)；巖漿活動和變質(zhì)作用發(fā)育；后期褶皺回返形成褶皺山脈。

地臺

是指地殼上的相對穩(wěn)定地區(qū)。地臺大多是不規(guī)則的圓形，其直徑往往達(dá)數(shù)百甚

至數(shù)千公里。這種地殼運動主要表現(xiàn)為大面積的緩慢的升降運動，幅度小，一般上升和下降幅度不過數(shù)百米，有時僅數(shù)十米。因此形成厚度不大的(一般只有數(shù)十至數(shù)百米)巖性巖相變化較小的沉積巖層，構(gòu)造變動輕微，巖層產(chǎn)狀平緩，多為穩(wěn)定性堆積。而下臥的結(jié)晶基底常為巨厚的沉積巖系和構(gòu)造變質(zhì)巖系，構(gòu)造也往往比較復(fù)雜，混合巖化、花崗巖化相當(dāng)普遍。這種雙層結(jié)構(gòu)是地臺的最重要的特點。前者一般稱為沉積蓋層，后者一般稱為基底，兩者之間為不整合接觸。這種結(jié)構(gòu)顯示了地臺是從地槽演變而來的。地臺區(qū)的巖漿活動也不如地槽區(qū)強烈，侵入巖一般只是一些零散分布的小型巖體；噴出巖雖有時也有大面積的分布，但巖性單一，大部是玄武巖質(zhì)的，不像地槽中熔巖成分的變化多端。構(gòu)造變動也一般平緩，只形成一些孤立存在的平緩的背斜和向斜。斷裂不如地槽中強烈，少有逆掩斷層出現(xiàn)(一般多為正斷層與逆斷層)。由于各種構(gòu)造運動的微弱，所以沒有或少有區(qū)域變質(zhì)作用。以上所述為一般地臺的特點。但有些地臺活動性較強，可稱為準(zhǔn)地臺。

2.褶皺硬化和斷裂活化

地槽從強烈活動開始到最后褶皺隆起形成褶皺帶，其演化的總趨勢是從活動轉(zhuǎn)向穩(wěn)定。地臺在經(jīng)歷了穩(wěn)定的發(fā)展后，有時也會出現(xiàn)許多特殊的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。這也就是說，經(jīng)過構(gòu)造運動，活動區(qū)可轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定區(qū)，穩(wěn)定區(qū)也可轉(zhuǎn)化為活動區(qū)。前者可稱為褶皺硬化，后者可稱為斷裂活化。

3.褶皺幕

褶皺幕又稱造山幕。在地槽發(fā)育的晚期，褶皺帶不斷隆起高抬成山，同時遭受風(fēng)化剝蝕，夷為準(zhǔn)平原。當(dāng)?shù)貧こ两禃r，海水侵進(jìn)，侵蝕面上堆積了一套新的巖層，形成明顯的角度不整合。褶皺幕實際就是地殼在相對短時期內(nèi)發(fā)生的一次造山運動。一般認(rèn)為，建立褶皺幕必須具備的條件是：a)出現(xiàn)在地槽或者其他的活動帶；b)巖層間為角度不整合；c)有相當(dāng)廣闊的范圍；d)有確定的時間間隔。

4.構(gòu)造旋迥

褶皺幕在時間上的出現(xiàn)，有周期性和階段性的特點。地殼運動有比較長期的相對寧靜的時期(即造陸運動或升降運動)，以及比較短期的相對活動的時期(即造山運動或褶皺運動)。它們在時間上交替出現(xiàn)，使我們能夠把地質(zhì)歷史區(qū)分成若干個構(gòu)造期，也即通常所稱的構(gòu)造旋迥。

五、地史演變概況和地質(zhì)年代表

地球形成到現(xiàn)在大約已有60億年的歷史了，期間經(jīng)歷了種種的變化。這些變化在整個地球歷史中可分為若干個發(fā)展階段。地球發(fā)展的時間段落稱為地質(zhì)年代。

地球巖層的地質(zhì)年代有兩種，一種是絕對地質(zhì)年代，另一種是相對地質(zhì)年代。絕對地質(zhì)年代是指巖層從形成到現(xiàn)在有多少“年”，它能說明巖層形成的確切時間，但不能反映巖層形成的地質(zhì)過程。相對地質(zhì)年代雖然不能說明巖層形成的確切時間，但能說明巖層形成的先后順序及相對的新老關(guān)系，能反映巖層形成的自然階段。

(一)相對地質(zhì)年代的單位和地層單位

劃分地質(zhì)年代和地層單位的主要依據(jù)，是地殼運動和生物演變。地殼發(fā)生；大的構(gòu)造變動之后，自然地理條件將發(fā)生顯著變化，各種生物也將隨之演變，以適應(yīng)新的生存環(huán)境，這樣就形成了地殼發(fā)展歷史的階段性。一般把地殼形成后的發(fā)展歷史過程分成五個稱為“代”的大階段，每個代又分成若干個“紀(jì)”，紀(jì)內(nèi)因生物發(fā)展及地質(zhì)情況的不同，又細(xì)分為若干個“世”及“期”，以及一些更細(xì)的段落，這些統(tǒng)稱地質(zhì)年代。每一個地質(zhì)年代都有相應(yīng)的地層。相對地質(zhì)年代的單位和地層單位、順序和名稱，對應(yīng)列表16-2-1。

【例題14】下列屬于地層單位的是（）。

A.代

B.系

C.紀(jì)

D.世

答案：B

(二)地史演變概況

地球形成的初期，高溫熔融的地球在旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生物質(zhì)分異作用，逐漸出現(xiàn)層圈結(jié)構(gòu)。最外面的圈開始降溫冷卻，在超鐵鎂質(zhì)地幔外面出現(xiàn)冷凝的玄武巖質(zhì)外殼。這就是初期原始地殼。地球上原始地殼的形成，標(biāo)志著地球由天文行星時代進(jìn)入地質(zhì)發(fā)展時代。

1.太古代(Ar)

大致距今20.5～36.5億年，經(jīng)歷16億年。這是地質(zhì)發(fā)展史中最古老的時期，也是地球歷史的關(guān)鍵時期。地殼處于超活動狀態(tài)，巖石圈由于火山作用和巖漿侵入活動而迅速增厚，它一方面把原始地殼重熔，另一方面由于地內(nèi)物質(zhì)進(jìn)一步分異，離析出大量的花崗質(zhì)巖石進(jìn)入巖石圈，形成了原始的硅鋁質(zhì)大陸地殼，稱為次生原始地殼。其中許多部分保存至今，成為古陸核。強烈的火山作用又使地球上水圈迅速形成，原始生命也幾乎同時出現(xiàn)。

2.元古代(Pt)

大致距今6～20.5億年，經(jīng)歷14.5億年。一般分成早元古代和晚元古代。元古代時期火山作用明顯減弱。早元古代時期，已出現(xiàn)廣泛的沉積作用，古陸核以島嶼狀態(tài)出現(xiàn)。早元古代末巖石圈開始出現(xiàn)穩(wěn)定的地臺區(qū)與活動的地槽區(qū)并存的格局。海洋中的原核藻類已有相當(dāng)數(shù)量。大氣中含氧量增加十分明顯。世界上最早的后生動物便在晚元古代末出現(xiàn)，激化了生物的進(jìn)化。晚元古代發(fā)生了兩件大事：一是距今6.5～7.5億年前后出現(xiàn)了廣泛的冰川，從此地球具有明顯的分帶性氣候環(huán)境，為生物發(fā)展的多樣性提供了自然條件；二是冰期以后，距今6～7億年間出現(xiàn)無殼后生動物，最終發(fā)展為具有分泌硬殼能力的適應(yīng)性更強的后生動物。

3.古生代(Pz)

距今2.25～6億年，經(jīng)歷3.75億年。一般分成下古生代和上古生代。按早晚順序，下古生代又分成寒武紀(jì)(?)、奧陶紀(jì)(O)、志留紀(jì)(S)三個紀(jì)；上古生代又分成泥盆紀(jì)(D)、石炭紀(jì)(C)、二疊紀(jì)(P)三個紀(jì)。

(1)寒武紀(jì)(?)

距今5～6億年，經(jīng)歷1億年。地殼運動方面，地臺區(qū)相對平靜，以升降運動為主。原來處于大陸狀態(tài)的地臺區(qū)開始接受海侵，到中寒武世海侵最大。上寒武世時，各地臺區(qū)緩緩上升，出現(xiàn)海退。在地槽區(qū)，海區(qū)基本上繼承了震旦紀(jì)的海洋。有些地槽區(qū)活動頻繁而強烈，發(fā)生褶皺運動，伴有巖漿侵入，部分地區(qū)在上寒武世時期出現(xiàn)地磁場倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。生物演化出現(xiàn)了一次飛躍。帶硬體的動物趨向繁榮。各階段生物出現(xiàn)了不同的組合群類。在無脊椎動物中，最盛的是節(jié)肢動物三葉蟲。

(2)奧陶紀(jì)(O)

距今4.4～5億年，經(jīng)歷0.6億年。奧陶紀(jì)海侵的范圍較寒武紀(jì)大得多，是地史上海侵范圍最大的時期之一。地槽區(qū)除部分地區(qū)上升為山外，其他仍然繼承了寒武紀(jì)時的沉積環(huán)境，有些地槽區(qū)火山活動也比較頻繁。期間地殼的升降運動較為普遍，但各地區(qū)活動強度與性質(zhì)各不相同。奧陶紀(jì)時地臺區(qū)的海陸面貌基本上是寒武紀(jì)時的繼續(xù)，但在上奧陶世，許多地臺區(qū)有不同程度的上升，引起海退，陸區(qū)增大，海區(qū)縮小。

植物界中，前寒武紀(jì)非常繁盛的疊層石到中奧陶世時急劇衰落，上寒武世出現(xiàn)的原始無頜類動物到中奧陶世時已從海洋擴展到陸上。海生無脊椎動物到奧陶紀(jì)時空前繁榮，如筆石、三葉蟲、腕足類、鸚鵡螺類、腹足類、苔蘚動物、珊瑚等。

(3)志留紀(jì)(S)

距今4～4.4億年，經(jīng)歷0.4億年。各地槽區(qū)的活動性大有差異，部分地槽區(qū)發(fā)生褶皺上升，形成新的山系。地槽區(qū)內(nèi)火山作用不強烈。只是到了上志留世，地殼運動才逐漸趨于強烈，伴隨著大量巖漿侵入。志留紀(jì)后期至泥盆紀(jì)初期，古北美板塊與古歐洲板塊互相碰撞，產(chǎn)生了強烈的地殼運動，即加里東運動。地臺區(qū)，部分仍然處于古陸環(huán)境，部分逐漸下陷，發(fā)生海侵。上志留世隨著地殼運動的增強，普遍海退，局部出現(xiàn)淡化海灣或咸化瀉湖。

生物方面，除海生藻類繼續(xù)繁殖外，志留紀(jì)末期開始出現(xiàn)具維管束植物，以裸蕨目和石松目為代表，是目前所知的最早的陸生植物。脊椎動物的無頜類進(jìn)一步發(fā)展，到中期出現(xiàn)有頜的棘魚類。

(4)泥盆紀(jì)(D)

距今3.5～4億年，經(jīng)歷0.5億年。地殼運動比較平靜，僅在某些地區(qū)發(fā)生局部性地殼運動。由于志留紀(jì)末期的加里東運動的影響，泥盆紀(jì)世界古地理面貌發(fā)生了巨大變化，海區(qū)明顯縮小，陸區(qū)面積擴大。因此陸相地層發(fā)育，陸生生物得到了很大發(fā)展。主要特點表現(xiàn)在海生無脊椎動物的門類和組分有了重大變化。筆石、三葉蟲、鸚鵡螺類大為衰退，腕足類和珊瑚類以及以營浮游生活為主的菊石類獲得了進(jìn)一步發(fā)展，但其組成有很大的改變。泥盆紀(jì)是生物界發(fā)生巨大變革的時期。

(5)石炭紀(jì)(C)

距今2.7～3.5億年，經(jīng)歷0.8億年。泥盆紀(jì)末的布列東運動，使海域一度縮小，陸地面積擴大。到下石炭世初，北方大陸遭受廣泛的海侵，并逐漸擴大。在下石炭世末發(fā)生了強烈的地殼運動，使部分地槽區(qū)上升；而上石炭世中、晚期的阿思杜運動，使地槽區(qū)普遍上升，形成了地殼上分布最廣的上古生代海西山系的雛形。通過各大陸的漂移、拼接乃至碰撞，地槽消失，全球完整的聯(lián)合大陸于上石炭世時出現(xiàn)了。

石炭紀(jì)時，生物界的重要特征是陸生生物空前發(fā)展。海生無脊椎動物得到更新。植物地理分區(qū)相當(dāng)清楚。

(6)二疊紀(jì)(P)

距今2.25～2.7億年，經(jīng)歷0.45億年。是全球構(gòu)造運動相當(dāng)活躍的時期之一。由于各個陸塊的相對移動及海西構(gòu)造的最后完成，西歐北美等地槽最后封閉，海水撤出，使西伯利亞和歐亞大陸連成一片，勞亞大陸和岡瓦納大陸相連。海西運動導(dǎo)致的褶皺帶，形成高峻山系，地臺區(qū)上則出現(xiàn)了