第五章-地質構造-巖層產狀、褶皺構造

第五章地質構造第五章地質構造喜馬拉雅山脈大褶皺概述一、地質作用的結果

1.建造—形成：礦物——巖石（礦石）——地體（巖體和礦體）從時間上闡述其發(fā)展過程——物質的形成。

2.改造：巖石——地體——變形和變位，從空間上分析其組合特點。二、地質構造：地質體存在的空間形式、狀態(tài)及相互關系，是地質作用所造成的巖石等變形和變位等現(xiàn)象。三、構造形式：主要有褶皺、斷裂等。四、研究方法：

1.地質歷史分析法；

2.力學分析法。五、研究意義：

1.探究地殼運動的發(fā)生和演化；

2.分析、預測、勘查礦產資源；

3.解決礦業(yè)開發(fā)及各種工程建設中遇到的問題。

第一節(jié)巖層的產狀及測定走向傾角一、水平巖層

1.水平巖層：基本保持水平狀態(tài)的沉積巖層（傾角﹤50）

。

2.水平巖層特征：

A.地質界線與地形等高線平行或重合；

B.老巖層在下，出露在地形低處；新巖層在上，分布在高處；

C.巖層厚度是其頂、底面的標高差；

D.巖層出露寬度取決于巖層厚度和地面坡度。二、傾斜巖層：與水平面有一定交角的巖層（50﹤傾角﹤850）。

1.形成原因：

A.原始沉積地形影響；

B.地殼構造運動影響。

三、巖層的產狀及產狀要素

1.產狀：巖層在空間上的產出狀態(tài)。

2.產狀要素：描述巖層在空間的延伸方位及其傾斜程度。走向、傾向和傾角。

3.視產狀：面狀構造與非正交平面相交跡線的產狀。視傾斜線：巖層層面上與走向線不直交的任一直線。視傾向：它在水平面上的投影方位角。視傾角：視傾斜線和它的水平投影線之間的夾角。4.真、假傾角之間的關系

tanβ=tanα?cosω

tanβ=tanα?sinγ或β：視傾角，ω：真傾向與視傾向之間的夾角，

γ：走向與剖面方向（視傾向）之間的夾角α≧β四、巖層產狀測定及表示方法

1.野外地質羅盤直接測定

2.表示方法：

1）文字記錄

A.象限角法，如N250E。

B.方位角法，如530。

方位角記錄產狀為：850∠700

2）地質圖上符號表示法。

380傾斜巖層；水平巖層；直立巖層，箭頭指新地層。五、巖層的厚度、出露寬度和深度

1.巖層的厚度

A.真厚度（h）：垂直于巖層走向的剖面（也就是橫剖面）上頂?shù)讓用嬷g的垂直距離。同一巖層只有一個。

B.視厚度（h’）：不垂直于巖層走向的剖面上，巖層頂、底界線之間的垂直距離。有無數(shù)個。

C.鉛直厚度（H）：巖層頂?shù)酌嬷g的鉛直距離。巖層產狀不變時，其在任何方向的剖面上都相等。h=H·cosαH≧hh’=H·cosβH≧h’

因為β﹤α，cosβ﹥cosα，所以h’﹥h。

H≧h’≧h

2.巖層的出露寬度（L）：巖層在地表的出露寬度在水平面上的投影（即地質圖上表現(xiàn)的巖層寬度）。

1）L取決于地形（坡向和坡角β）、產狀（傾向和傾角α）和厚度（h）。

A.當?shù)匦魏蛶r層產狀不變時，L取決于h。厚者寬，薄者窄（A）。

B.當?shù)匦魏蚳不變時，L取決于α，α越小，L越大；α愈大，L愈?。˙）

C.巖層產狀和h不變時，L決定于地形、坡度和坡向。

地形愈緩，L愈寬；地形愈陡，L愈窄。在陡峭的山崖上，L為零，即為一條線，造成巖層在平面上“尖滅”的假象（C）。

D.在巖層傾向與坡向相同且α﹥β的情況下，β愈大則L愈大（D）

cDCD

2）出露寬度（L）計算公式：

L受巖層的真厚度（h）、地面坡度（β）、和巖層傾角（α）影響，有以下四種情況：

A.當巖層傾向與地面坡向相反時：

L=h·cosβ/sin（α+β）

B.當巖層傾向與地面坡向相同時，當α﹥β時：L=h·cosβ/sin（α-β）

C.當巖層傾向與地面坡向相同時，當α﹤β時：L=h·cosβ/sin（β-α）

D.當?shù)孛嫠綍r，即β=0時：

L=h·/sinα

注意：當同一巖層出露的地面起伏不平時，計算比較復雜，要根據(jù)具體情況綜合分析。

3.深度：地面某一點到目的層的鉛直距離。研究巖層和礦層深度，可以了解它們在地下的分布情況。第二節(jié)褶皺構造加拿大Rocky山脈的大褶皺一、褶皺構造

1.概念：層狀巖石，受力發(fā)生變形，形成一系列波狀彎曲形態(tài)，但巖石的連續(xù)完整性基本沒有受到破壞，是塑性變形的結果。

2.研究內容和意義：研究褶皺產狀、類型、形成方式及分布特點，揭示地質構造的發(fā)生發(fā)展規(guī)律。

3.褶曲：一系列波狀彎曲形態(tài)中的一個，由其組合構成褶皺。

4.褶曲基本形態(tài)：背斜和向斜

5.判別依據(jù)：核部和兩翼巖層的相對新老關系。

背斜：核部為老地層，兩翼為新地層對稱重復出現(xiàn)；向斜：核部為新地層，兩翼為老地層對稱重復出現(xiàn)。背斜向斜二、褶曲的要素：描述褶曲空間形態(tài)的各個組成部分。

1.核部：褶曲的中心部分。背斜核部是老地層，向斜新地層。

2.翼部：褶曲中心兩側滑弧狀部分。形態(tài)多樣。

3.轉折端：褶曲從一翼到另一翼的過渡部分。

4.頂角：

A.平直的兩翼巖層所夾的角。

B.圓弧形褶曲兩翼巖層層面切線的交角。

5.樞紐：同一褶曲面上最大彎曲點的連線。

6.軸面：各相鄰褶曲面的樞紐連成的面，是平分褶曲為兩部分的一個假想面。

7.軸線（軸）：軸面與水平面的交線，它總是一條水平線，表示褶曲在平面上的延伸方向。

8.脊線和槽線：同一褶曲面的橫剖面上，沿背斜最高點的連線為脊線，沿向斜最低點的連線為槽線。

軸面可以是平面，也可以是曲面樞紐可呈直線，也可以呈曲線或折線；樞紐可以是水平線，也可以是傾斜線樞紐軸面樞紐翼翼翼翼翼背斜背斜向斜

樞紐三、褶曲的形態(tài)分類：根據(jù)褶曲要素的變化，從不同角度進行相應分類。

1.根據(jù)軸面產狀和樞紐產狀

A.根據(jù)軸面產狀，結合兩翼特點分為：

a.直立褶曲b.歪斜褶曲c.倒轉褶曲d.平臥褶曲直立褶曲直立褶曲軸面近直立，兩翼傾角近于相等。歪斜褶皺歪斜褶皺軸面傾斜，兩翼傾角不等。倒轉褶皺倒轉褶皺平臥褶皺軸面幾乎水平－高級變質巖(片麻巖)特有的平臥褶皺南美安第斯山脈e.翻卷褶曲B.根據(jù)褶曲樞紐產狀分為：a.水平褶曲c.傾豎褶曲c.傾伏褶曲傾伏褶曲2.根據(jù)褶曲橫剖面的巖層彎曲程度、形態(tài)A.根據(jù)褶曲巖層頂角大小分為：a.平緩褶曲——120°＜頂角＜180°；

b.開闊褶曲——70°＜頂角＜120°；

c.中常褶曲——30°＜頂角＜70°；

d.緊閉（閉合）褶曲——5°＜頂角＜30°；e.等（同）斜褶曲——頂角在0°到5°。

褶曲頂角大小反映該褶曲的緊閉程度和變形程度，是描述褶曲形態(tài)的重要方面。平緩褶曲開闊褶曲中常褶曲緊閉（閉合）褶曲B.根據(jù)褶曲的彎曲形態(tài)分為：a.圓弧褶曲b.尖棱褶曲c.箱形褶曲e.撓曲d.扇形褶曲圓弧和尖棱褶曲組合扇形褶曲3.褶曲在平面上的形態(tài)分類：根據(jù)褶曲的某一巖層在平面上出露的縱向長度和橫向寬度之比分為：A.線狀褶皺：長寬之比大于10∶1B.長軸褶皺：長寬之比介于10∶1到5∶1C.短軸褶皺：長寬之比介于3∶1到5∶1D.穹窿構造：長寬之比小于3∶1的背斜構造，褶皺層面呈渾圓形隆起E