構造地質(zhì)學課件

課程名稱：構造地質(zhì)學

主講課教師：廖宗廷

第1章緒論(intruduction)

1、構造地質(zhì)學的含義(meaningofstructuralgeology)

對地質(zhì)構造舉例說明比較容易，而下一個精確定義則比較困難。表示構造有

兩個詞，一個是structure,一個是tectonics,它們的原意都是建筑或結構的

意義。地質(zhì)學家便借用這個詞來表示：地殼中的巖石或巖層受力作用后發(fā)生變形

的產(chǎn)物，即地質(zhì)構造(例如褶皺、斷層、節(jié)理，各種面狀或線狀構造，以及晶體

的結晶方向，內(nèi)部結構與成分的變化等。)

由于生產(chǎn)實踐的需要，人們研究地質(zhì)構造的理論和方法稱構造地質(zhì)學

(structuralgeology),,構造地質(zhì)學：是研究地殼中的巖石或巖層受地質(zhì)作用

發(fā)生變形的規(guī)律及其機理的科學。與此同時一，人們?nèi)藗冊囍f明地質(zhì)構造怎樣與

大規(guī)模的地球運動相聯(lián)系，于是形成研究大型構造的獨立科學，即大地構造

(tectonics).

從廣義上講，構造地質(zhì)學包括大地構造，但兩者已經(jīng)形成明顯的區(qū)別，從范

圍來看：構造構造地質(zhì)學屬于小構造，研究的是小范圍區(qū)域，而大地構造屬于大

構造，所研究的是一個造山帶；一般來講，構造按尺度分成五種：大、中、小、

顯微和亞顯微，前兩者屬于大地構造，后三者屬于小構造，構造構造地質(zhì)學屬于

力學成因，主要是幾何學，涉及運動學，而大地構造主要研究構造之間的相互聯(lián)

系，即地球動力學原因，研究從運動學到動力學的關系。

2、構造構造學的范圍(scopeofstructuralgeology)

主要是地殼或巖石圈，但現(xiàn)在已涉及地幔，同時向地球外的宇宙星系發(fā)展，

航空技術和天文學發(fā)展的結果。

3、研究方法(methodofstudy)

(1)野外地質(zhì)研究是最基本的方法

(2)測試鑒定法

(3)遙感地質(zhì)

(4)地球物理

(5)地質(zhì)模擬

(6)綜合分析方法

(7)地球化學方法

強調(diào)形成思維方法的重要性，舉例說明，科學家應是哲學家，進而稱為邏輯

學家。談到這一點，我送同學們幾句話，作地質(zhì)科學家應作到：

設想要海闊天空，觀察要全面細致；

實驗要準確可靠，分析要客觀周到；

立論要有根有據(jù)，推論要適可而止；

結論要留有余地，文字要言簡意賅。

4、意義或作用(significanceoraction)

(1)研究地球形成和演化過程，認識自然科學規(guī)律，為人類生存服務；

(2)解決礦產(chǎn)資源的分布和定位空間問題，為社會發(fā)展服務。

人類的歷史也是礦產(chǎn)資源利用的歷史：石器時代，鐵器時代和青銅器時代就

是說明。

(3)工程地質(zhì)問題：構造的存在竟極大地影響巖石的強度，由此影響工程

的基礎，因此在土木工程施工時一，必須詳細對地質(zhì)構造進行研究，舉例說明。

(1)水文地質(zhì)：水的問題時人類面臨的重大問題，而水資源的分布直接或間接

受地質(zhì)構造所控制，舉臺灣的例子來說：

(2)環(huán)境地質(zhì)和災害地質(zhì)。

5、學習方法(studingmethod)

理解基礎上的記憶，對基本概念一定要記住，建立構造形態(tài)，要素的三維空

間概念，并完成有關作業(yè)。

6、講授內(nèi)容（content）及重點

第一部分構造研究的基礎

——沉積巖的原生構造及產(chǎn)狀

原因：（1）沉積巖的原生構造是構造地質(zhì)學研究的組成部分；

（2）沉積巖的分布面積最廣（占75%以上），各種構造的沉積巖表現(xiàn)最為

清楚，舉例說明。

基本內(nèi)容：（1）沉積巖的原生構造

（2）巖層的產(chǎn)狀、厚度和露頭形狀

（3）地層的接觸關系

第二部分地質(zhì)構造的形態(tài)

——怎樣對構造進行描述和分類

內(nèi)容：（1）斷裂構造——斷層與節(jié)理

（2）褶皺構造

（3）劈理與線理

（4）巖漿巖構造

（5）變質(zhì)巖構造

第三部分變形-構造是怎樣形成的

內(nèi)容：（1）應力

（2）應變；

（3）構造的形成機制。

第四部分構造地質(zhì)學研究新進展講座

7、講授方式與考試

講課與做課堂練習相結合，只要大家做了筆記，作了課堂練習，就一定能考

出好成績。

考試分兩部分，（1）平時成績，20%（包括出勤，缺…次扣一分，扣至20

分為止，練習，缺一次扣一分）；（2）考試成績80機

思考題：

（1）什么是地質(zhì)構造和地質(zhì)構造學？地質(zhì)構造研究的范圍是什么？

（2）地質(zhì)構造學的研究范圍和作用。

第一部分：沉積巖的原生構造及其產(chǎn)狀

第2章：沉積巖層的原生構造

2.1概述

1、研究沉積原生構造的原因

（1）、沉積巖原生構造是構造地質(zhì)學研究的基本內(nèi)容；

（2）、在地殼組成三大巖石中（沉積巖、火成巖和變質(zhì)巖），沉積巖占的

比例最大,75%以上。

（3）、最重要的是：我們研究的地質(zhì)構造主要由沉積巖層原生構造的產(chǎn)出

狀態(tài)和空間關系表現(xiàn)出來。

2、什么是沉積巖層的原生構造？

簡言之，指沉積物堆積過程和成巖作用過程中形成的各種構造，如層理、層

面構造以及生物遺跡、結核、縫合線及疊錐等這些生物成因或化學成因的構造。

3、巖層

沉積巖層由兩個平行或近于平行的界面所限制的由同一巖性的層狀巖石，由

沉積巖作用形成的巖層就叫做沉積巖體。

特征：

（1）每一個巖層，由巖性相同或相似的沉積巖組成；

（2）被上下兩個平行或近于平行的沉積界面所限制；巖層的上下界面叫層

面，以上的叫上層面（或頂面），以下的叫下層面（底面），巖層頂?shù)?/p>

面之間的垂直距離就是巖層的厚度。

由于沉積環(huán)境不同，有的沉積巖層在較大范圍內(nèi)保持不變，形成厚度穩(wěn)定的

沉積巖層，而有的厚度變化極大，如透鏡體，指狀交叉等。

2.2利用沉積巖層的原生構造確定巖層頂?shù)孛?/p>

確定巖層的新老層序，即頂?shù)酌媾袆e是構造學研究一個十分重要的問題，它

可以說是基礎的基礎，舉例說明。

2.2.1正常沉積巖

確定新老關系十分重要，同時也十分困難，舉例廣西三疊系的情況，我們介

紹一些常見的方法，說明要活學活用。

1、粒序：往往是粗的先沉積，細的后沉積，利用這種關系可以確定新老關

系；

2、斜層或交錯層理：是在一個單層中出現(xiàn)的與主層層理斜交的層紋構造，

其特征是頂部與主層層理呈角度相關系，其底面則收斂變斜而與主層理相

切。

3、波跡：對稱型的浪成波痕（或震蕩波痕），是由尖棱的波峰和圓弧波谷

組成，這種波痕，無論是原波痕，還是印模，都是波峰尖端指向巖層頂面,

波谷的圓弧則指向底面，這在砂巖，粉沙巖和泥巖中十分常見。

4、沖刷面：固結或未固結的沉積巖層，當出露水面或在水下遭到流水沖刷

時，就會形成凹凸不平的沖刷面，被破碎的巖石就會以礫巖的形式在低凹

處沉積下來，很明顯，后形成的巖層具有先形成的巖層的殘塊。（舉永平

的粒子來說明）

5、泥裂或稱干裂：當沉積巖層還未固結就露出水面，經(jīng)太陽曬就會干固并

發(fā)生收縮和裂開。其特征是干裂與層理大致垂直，往往是上寬下窄的楔狀。

剖面上則相反：對下層物質(zhì)來講，開口指向上，對砂巖來說，尖峰指向下,

農(nóng)村的同學大旱時農(nóng)田里就有相同的現(xiàn)象。

6、雨痕和冰雹

7、生物化石生長與保存狀態(tài)：一般來講，多數(shù)生物介殼的凸面向上為最穩(wěn)

定的埋藏狀態(tài)，為此，可以用舉例判別巖層頂?shù)椎姆较颉?/p>

2.2.2火山沉積巖，由火山噴發(fā)形成的巖石

1、氣孔和杏仁構造

巖漿中的氣體適當留出的空洞，被其它礦物充填為杏仁。一般來講是頂大而

多，底小而少。

2、枕狀構造

是水下噴出的基性巖的特征構造，頂面上凸，底面平坦，因此可用此來判別

巖層頂?shù)钻P系。

4、紅頂、綠底

上部氧化呈紅色，下部還原呈全綠色，因此可以判斷頂、底；

5、烘烤邊和冷凝面。

第3章：巖層的產(chǎn)狀及露頭形式

3.1產(chǎn)狀

1、定義：巖層的空間存在狀態(tài)，值得注意的是巖石產(chǎn)狀的判別問題較重要,

因為它可能會引起我們的迷途。對沉積巖（海相、湖相），原始產(chǎn)狀應大致呈水

平的，如我們看到的標準海相地層不水平，那么可以判斷，該區(qū)發(fā)生過地質(zhì)構造

運動。對火山沉積來就不一定了。

2、要素

（1）走向：巖層層面與水平面的交線，叫走向線，走向線兩端的指向稱走

向，有兩個端，就有兩個走向，相差180度。

（2）傾向：垂直走向線，并沿巖層面向下指的方向，只有…個；

（3）傾角：巖層與水平面之間的夾角。

值得注意的是，我們野外觀察的剖面方向并不與走向線垂直，因此就存在視

傾角的關系問題。

3、表示方法

（1）文字記錄，兩種羅盤;

（2）圖面表示方法，用符號表示。

4、測量方法

（1）直接用羅盤測量；

（2）鉆探資料;

（3）物探資料。

3.2露頭線形態(tài)

1、概念

（1）露頭指地層裸露地層，未被第四系松散堆積層覆蓋的部分；

（2）地層露頭線指地層露頭與層理地表自然形態(tài)的交線；

（3）露頭線形態(tài)是指巖層露頭線在底面和地圖上彎曲的形態(tài)。

影響露頭線形態(tài)的因素：

（1）巖層產(chǎn)狀；

（2）地層；

（3）巖層產(chǎn)狀與地形之間的關系。

2、判讀方法：

考慮三因素，我們分三種情況來介紹。

（1）水平巖層的露頭線形態(tài)；

完全受地形的影響，其地形界限與地層等高線重合；

（2）直立巖層：露頭線沿走向作直線延伸，不受地形影響。

（3）傾斜巖層：露頭線形態(tài)比較復雜，表現(xiàn)為地質(zhì)界限與等高線呈相交的

曲線延伸，但有一定規(guī)律，即“V”字型法則，其基本內(nèi)容是：

A、巖層傾向與地層坡向相反時，巖層露頭線與地形等高線呈相同方向彎曲,

但是巖層露頭線的彎曲度總呈比等高線小，在河谷處“V”字型露頭線的尖端指

向讓脊溝谷上游，在穿過山脊時，“V”字型露頭線的尖端指向山脊下坡。

B、巖層脊傾角與底面坡向相同。巖層的傾角大于底面坡度角時，巖層露頭

線與地形等高線呈相反方向彎曲，在溝谷處，“V”字型露頭尖端指向下游，在

山脊處，“V”字型露頭線尖端指向上坡。

C、巖層傾角與坡向相同，但巖層傾角小于地層坡度角：這時巖層露頭線與

地形登高向也呈相同方向彎曲，在溝谷處，“V”字型露頭的尖端指向上游，在

山脊處指向下游，與第一種情況類型，但露頭線的彎曲程度大于地形等高線程度。

注意幾點：

（1）巖層的走向與溝谷延伸方向向平行時，上述規(guī)則不適用，舉例；

（2）適用于大比例，中小比例反映不明顯，因此很少用“V”字型法則來分析。

3.3巖層露頭寬度

指在垂直巖層走向線方向上，巖層頂、底露頭線之間在底面或地圖上的距離。

1、水平巖層的露頭寬度決定于巖層的厚度和底面坡度，越厚越寬，越寬越

緩；

2、傾斜巖層的露頭寬度決定于巖層的厚度和底面坡度外，還決定于地層產(chǎn)

狀。

（1）相反分布：傾角越小越寬，坡角越緩越寬；

（2）相同方向分布，兩者之間的夾角越小越寬。

3、直立巖層的露頭寬度只取決于巖層厚度。

3.4巖層的厚度

即巖層頂面和底面的垂直距離，就是巖層的厚度。

1、水平地層一一巖層頂、底面的高程差。

2、垂直地層——平面圖上的水平距離。

3、傾斜地層----

（1）巖層頂?shù)孛娴木嚯x即真厚度H就是要求的;

（2）巖層頂?shù)酌嬖诘刭|(zhì)圖上的距離——水平厚度H可以從地圖上測得;

（3）巖層頂?shù)酌嬖诖怪狈较虻木嚯x，垂直厚度H由鉆孔工程可以測得。

第4章地層接觸關系

4.1概念

地層接觸關系：指上下巖層之間在空間上的接觸形態(tài)和時間上的發(fā)展概況。

直接從一個側面記錄了地殼運動發(fā)生和演化歷史。

4.2類型

1、整合：上下地層在沉積層序上沒有間斷，巖性和所含化石基本一致或基

本遞變，他們的產(chǎn)狀基本平行，是連續(xù)沉積的產(chǎn)物。這種接觸關系稱整合接觸關

系。

鑒別特征：地層連續(xù)，沒有尖端，巖性和生物演化遞變，產(chǎn)狀基本一致。

2、不整合：與上述特征相反，按特征可分：

（1）平行不整合：上下兩套地層近于平行，但之間存在地層缺失，代表地

殼運動以上升和下隆為主。

（2）角度不整合：地層上下巖層不平行，之間存在地層確實，形成的機理

及反映的地質(zhì)構造過程，并說明在地質(zhì)發(fā)展史中的應用。

4.3觀察與研究

1、識別標志

（1）平行不整合

A、上下地層間缺失某些地層及化石帶。；

B、地層厚度，特別是接觸面相鄰層的厚度在一定范圍內(nèi)有明顯的橫向變化,

反映接觸面起伏不平。

C、接觸面由有風化殼的痕跡，殘存在底礫巖，古址等。

(2)角度不整合：

A、上下地層產(chǎn)狀有明顯差異，若走向相近則傾角不同。

B、上下地層的褶皺、斷裂、劈理等構造的類型、方位、期次、強度不同；

C、上下地層經(jīng)受的變質(zhì)作用及巖漿活動的期次、強度、類型及特征不同。

2、研究要點

(1)研究上下兩套地層時代，確定不整合的存在及時代；

(2)研究上下兩套巖系的構造特征，如巖層產(chǎn)狀、褶皺與斷層的方位、類型

及特征的發(fā)育情況；

(3)研究上下兩套巖系的巖石性質(zhì)，如變質(zhì)程度差異等；

(4)不整合面的形態(tài)，古風化殼及底礫巖的特點等。

(5)研究不整合面的空間展布與變化；

(6)研究不整合與礦產(chǎn)資源的關系。

3、研究意義

(1)是重要的地質(zhì)現(xiàn)象，提供構造運動和地殼發(fā)展史的重要信息；

(2)是劃分地層的標志；

(3)地質(zhì)填圖的標志；

(4)通過古風化殼的研究，可以了解古環(huán)境；

(5)不整合面的礦床：風化礦，熱液充填礦床；

(6)是一個力學不穩(wěn)定面，控制構造的發(fā)展，強度，推覆構造；

4.4各種接觸關系地質(zhì)圖上的表示特征

1、整合接觸的各地層的地層谷線相互平行，產(chǎn)狀一致，無地層缺失；

2、平行不整合的各地層的地層谷線相互平行，產(chǎn)狀一致，有地層缺失；

3、角度不整合的下伏地層的地質(zhì)谷線被不整合界線交切，如果未被交切，

則傾角與上覆巖層有明顯差異。

思考題

1、什么是沉積巖的原生構造？它有那些主要類型？

2、巖層頂?shù)孛娴淖R別標志是什么？

3、什么叫巖層產(chǎn)狀？有哪些要素？怎樣測量巖層產(chǎn)狀？產(chǎn)狀的記錄方法有

哪些在地質(zhì)圖上如何表示？

4、什么是不整合？有哪些基本類型？識別標志是什么？

5、地層露頭線的判別方法？

實驗1：地質(zhì)圖的基本知識及讀水平巖層地質(zhì)圖。

1、什么是地質(zhì)圖？

它是一種圖件，由一定符號、色譜和花紋等來表示地殼某部分各種地質(zhì)體和

地質(zhì)現(xiàn)象(如，各種巖層，巖體、地質(zhì)構造、礦產(chǎn)等的)及相互關系的一種圖件。

舉例，中國大地構造圖。

2、地質(zhì)圖的組成

(1)圖名：取名主要依據(jù)圖件所在地區(qū)、內(nèi)容和特征等；

(2)比例尺：比例尺越大，反映的內(nèi)容越詳細，如1：200,類型數(shù)字比例尺，

線條比例尺；

(3)圖例：是一些規(guī)定的符號和線譜、色譜。

(4)順序：一般是地層、巖石構造和其它，其中地層從上到下，由新到老，從

左到右，有新到老。巖體：從酸性到基性到超基性。

3、責任表：一般格式。

4、分類：

(1)根據(jù)內(nèi)容：構造地質(zhì)圖、地質(zhì)圖、巖漿巖圖、變質(zhì)巖圖、盆地分布圖、礦

床分布圖，油氣資源分布圖、地球物理圖等。

(2)根據(jù)形狀：平面圖、剖面圖和柱狀圖。

A剖面圖：,般形式，剖面線(按標高)，方向，地質(zhì)界線

B柱狀圖：一般交地質(zhì)圖時都需要附柱狀圖。

1、填圖的一般方法和步驟

沒有一個固定的格式。一般來講，先看圖名，比例尺，圖例，以確定我們要

重點看的內(nèi)容，舉例構造圖上的一例。然后再根據(jù)自己的目的細談。

(1)讀水平地層

完全與等高線平行或重合，求水平地層厚度。

(3)傾斜地層

A相反，彎曲一致，彎曲度?。?/p>

B相同，傾角大于，坡角相反；

C相同，傾角小于，坡角相同，彎曲大于等高線。

3、不整合：平行分布，產(chǎn)狀一致，地層缺失，平行不整合；

產(chǎn)狀不平行，較新的地層的底面界線截過不同時代的較老的地層界

線，角度不整。

作業(yè)：

1、判斷哪些地層是傾斜地層，哪些是水平地層，若是傾斜地層，讀出傾向，簡

述理由；

2、是否存在不整合，若存在不整合，分析類型并簡述理由。

實驗2：用間接方法確定巖層產(chǎn)狀的要素

一、在地形地質(zhì)圖上求巖層產(chǎn)狀的要素

1、看立體圖；

2、作圖步驟：

(1)在圖上選一適當位置，條件是一巖層面同時與兩條以上的等高線相交,

一般選上層面；

(2)分別作所選層面與兩條等高線的交點的連點，其中每一條就代表走向

線。

(3)在等高線值較大的連線任選一點作垂直另一條線的連線，就代表傾角

線，用量角器測定等高線差值的線段，連接，得三角形，用量角器測出傾角。

二、三點法求巖層產(chǎn)狀的要素

1、原因：

(1)巖層產(chǎn)狀平緩，不能用羅盤準確測定；

(2)深埋地下，不能用羅盤直接測定；

2、前提：

(1)三點要位于同一巖層面上，但又不在一直線上。

(2)三點的方位，相互水平距離和標高為已知，相差不太遠；

(3)三點范圍內(nèi)巖層面，產(chǎn)狀無變化，無褶皺斷層。

3、原理：

只要在最高點A和最低點C的連線上，找到一點與B點等高的點D,就可以

作出走向線DB,過C點或A點作出與DB平行的另一高線的走向線，根據(jù)兩走向

線各自的高程水平距離，可以求出傾向和傾角。

4、步驟

(1)求等高點，圖上往往已知孔位高程和孔深，則地層頂面高程為孔位高程減

孔深。從最低點C作一輔助線CS,?AC間的高差及B點高程用等比例線

段將其等分，在AB線上得出與B點登高的D點，（關鍵是一定要找到一點

與B等高）。

（2）連接：過連接D,B,得走向線DB；

（3）DB上任選一點0,作過C點走向線的垂線0F,得傾向，以B、C之間的高

差為長度按比例作線段0E,并作三角形EF,用量角器可求得角OFE,即就

是傾角。

實驗3：作地質(zhì)剖面圖

-、原因：在地質(zhì)上或工程上，一般都要用剖面圖來反映圖區(qū)地層構造即組合特

征，有助于我們直觀認識深部的地質(zhì)情況，

二、步驟：

1、選擇剖面線位置，

（1）地質(zhì)上要使所作剖面垂直于區(qū)內(nèi)地層走向，斷層走向線方向，且要選

在地層出露最全的位置。

（2）工程上：按設計要求，一般選平行或垂直建筑物的方向，有時以建筑

物對角線方向；

2、繪地形剖面

（1）畫剖面基線，長短與剖面相等，兩端注上垂直比例；

（2）按等高線間距作一平行于基線的水平線，基線標高一般比最低等高線

高度高低一、二個間距。

（3）以基線高程為起點，按等高距離依次注明每條平行等高線的高程；

（4）要剖面線與地形等高線的交點一一投影到響應高程水平線上；

（5）按實際情況用平滑曲線連接相鄰點得地形剖面。

3、完成地質(zhì)剖面

將地質(zhì)圖剖面線上的地質(zhì)界線（地層分界線、不整合線、斷層線）等的各點

投影到地層剖面曲線上，按各點附近的地層傾角和傾角繪出分層界線，（如剖面

線與走向線斜交，則按視傾角按分層界線）。

4、按巖性繪上各層花紋，注明代號；

5、整飾剖面圖，圖名，比例尺，圖例方向。

第二部分地質(zhì)構造的形態(tài)

——怎樣對地質(zhì)構造進行描述和分類

第5章斷裂構造

5.1概述

斷裂是斷層和節(jié)理的統(tǒng)稱，是穿過巖石并使巖石失去內(nèi)聚力的裂隙構造，凡

沿裂隙面兩側的巖石有明顯位移的叫斷層，沒有明顯位移的叫節(jié)理；反過來講，

斷層是兩側巖石有明顯位移的斷裂構造，節(jié)理是兩側巖石沒有明顯位移的斷裂構

造，位移是一個相對的概念。

5.2斷層

5.2.1斷層的基本要素

1、斷層面：兩部分巖塊沿之滑動的破裂面就是斷層面，其產(chǎn)狀用V字型法

則來判斷，值得注意的是：

(1)斷層面往往不是一個平面，而是一個曲面，因而其產(chǎn)狀各處會有重大

變化；

(2)多數(shù)斷層并非一個平的面，而是一個帶，其中發(fā)育著一系列密集的破

裂面，或者雜亂堆積用斷裂作用形成的各種巖塊，帶寬從幾厘米到幾十公里；

(3)斷層的規(guī)律變化很大。

2、斷盤：一斷層面兩側相對移動的巖塊，對主斷層來講，有上升和下降盤

之分，對傾斜斷層，斷層面以上的叫上盤，以下的叫下盤，另外還有以所處方向

來命名的，如東北盤、西南盤。

3、斷層線：是斷層面與底面之交線，亦稱斷層在地幔上的露頭線，分布規(guī)

律與地層露頭線相同。

4、位移：是斷裂面兩側巖塊移動的泛稱，是一個重要問題，如礦床分布。

一般來講，按測量的角度不一樣，可以分為下列幾種情況：

（1）在斷層面上測量者：

A總滑距：斷層兩盤相當點之間移動的距離。

B走向滑距：總滑距在斷層走向線上的分量。

C傾斜滑距：總滑距在斷層走向線上的分量。

（2）在垂直于被斷地層走向的剖面上的測量者：

A地層斷距：斷層兩側相當層層面之間的垂直距離；相當于二相當層之間重

復的或缺失的一部分地層的厚度。

B鉛直地層斷距：斷層兩側相當層的鉛直距離；

C水平斷距：位于同一高度的斷層連冊額相當層之間的水平距離。

（3）在垂直于斷層走向的剖面上的測量者

同樣可以測量地層斷距，鉛直地層斷距和水平地層斷距。

5、傾伏與側伏：兩側巖層沿斷層面滑動時將留下各種痕跡，擦痕，階步，

從野外擦痕的研究，我們發(fā)現(xiàn)一個斷層面上的巖石可沿各個方向滑動，為了表示

滑動方向與斷層面間的關系，我們引入了“傾伏”和“側伏”的概念和換算。

（1）傾伏角是對盤順層上推或下掉方向（傾伏角）所構成的線段與水平面

之間的夾角；

（2）側伏角：是對盤順斷層面上推或下掉方向線與斷層面走向線之間的夾

角。

5.2.2斷層分類：分裂方案很多，這里介紹幾種

1、按形態(tài)分類：三種情況

（1）按斷層走向與區(qū)域構造線方向的關系:

A、縱斷層：斷層的走向與區(qū)域構造線方向基本平行;

B、橫斷層：斷層的走向與區(qū)域構造線方向基本垂直；

C、斜斷層：斷層的走向線與區(qū)域構造線方向斜交。

(2)根據(jù)斷層面產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀的關系分：

A、走向斷層：斷層走向與地層走向基本平行；相當于縱斷層。

B、傾向斷層：斷層走向與地層走向基本垂直；相當于橫斷層。

C、斜向斷層：斷層走向于地層走向斜交，相當于斜斷層。

D、順層斷層：斷層面于地層面大致平行。

注意兩種分類在傾伏端的變化。

(1)根據(jù)斷層兩盤巖塊相當移動的性質(zhì)：

A、正斷層：上盤相對下降，下盤相當上升的斷層；

B、逆斷層：上盤相對上升，下盤相對下降的斷層；

C、平移斷層：：兩盤沿斷層走向相對移動的斷層，按相對移動方向。

注意斷層的復雜性。

2、按組合分類：

(1)階梯狀斷層：若干條產(chǎn)狀大致相同的正斷層平行排列，在剖面上各個

斷層的上盤呈階梯狀向同一個方向依次下降，形成一個個階梯。由于斷層面一般

向下逐漸變緩，各點的位移量不等，越向下越小，從而使得斷盤的移動有圍繞水

平軸而旋轉的趨勢，其結果必然造成卜一盤邊緣的翹起。

(2)地塹、地壘：指走向大致平行，傾向相向的兩條斷層間的共同下降盤;

地壘指走向大致平行，傾向相反的兩條斷層之間的共同上升盤。地塹的研究非常

重要，裂谷、坳拉槽的形成；油氣70股80%在這種環(huán)境；超基性巖形成的關鍵，

寶石形成的關鍵。

(3)疊瓦構造：若干條產(chǎn)狀大致相同的平行排列的逆斷層，其上盤在剖面

上呈疊瓦狀或鱗片狀，向同一方向依次上推組合成為疊瓦構造，發(fā)育于地殼運動

強烈的地區(qū)。

(4)環(huán)型斷層與放射型斷層：若干產(chǎn)狀不同在平面上呈環(huán)狀或放射狀分布

的斷層組合成環(huán)狀斷層或放射狀斷層，常見于穹隆構造及火山活動，巖株出沒的

地區(qū)，斷層性質(zhì)多為正斷層。

(5)旋紐斷層：在較大的走滑斷層近旁，由于兩盤巖石相對滑動而產(chǎn)生旋

紐作用，因而形成若干規(guī)模較小的弧型斷層，它們的排列方式是趨近斷層的一端

收斂遠看一端散開，狀如掃帚，這些小斷層的組合稱旋紐斷層或稱帚狀斷層。

(6)轉換斷層：是由板塊構造的創(chuàng)始人之一，Wi1son,1965年提出來的

指的是由于洋中脊擴張的特殊條件下形成的一種特殊的斷層組合，相似于平移斷

層而又完全不同于平移斷層。

5.2.3斷層的識別標志

1、構造線的不連續(xù)

任何地質(zhì)體或地質(zhì)界線，包括地層界線、礦層、巖脈、侵入體、變質(zhì)巖的相

帶、潛入體與圍巖的接觸界線，變質(zhì)巖片理、褶皺或其樞紐，早期斷層等。如果

在平面上或剖面上突然中斷，則可能標志著斷層的存在。注意順層斷層不易被判

別。

2、地層的重復與缺失

在沉積巖發(fā)育地區(qū)，如果發(fā)現(xiàn)地層重復與缺失的現(xiàn)象，則可能指該地區(qū)有斷

層存在，按斷層的性質(zhì)，一般有下列六種情況。

3、構造巖

由于斷層作用，將使其附近的巖石發(fā)生破碎，或磨細，后又被膠結成巖石，

這種巖石稱斷層破碎巖，它使識別斷層存在重要的標志之一。

按破碎變質(zhì)的程度及結構構造特征，構造巖可分稱構造角礫巖、破碎巖、糜

棱巖及片理化巖四種：

(1)構造角礫巖：使破碎程度最弱的構造巖。特征是：

A巖塊由兩側的巖層組成；

B角礫內(nèi)部無礦物成分或結構的變化，而保持原巖的特點;

c角礫之間主要為更細的碎屑基質(zhì)膠結；

由于斷層的性質(zhì)不同，構造角礫巖性質(zhì)、結構、排列方式則可能存在較大差

別，張性角礫巖，角礫性質(zhì)甚不規(guī)則，大小不一，棱角明顯，雜亂散步，無定向

排列，是典型的角礫結構；膠結物多系外源物質(zhì)，孔洞多，含水性較好，多與正

斷層有關。壓性角礫巖：角礫的棱角被磨圓，性質(zhì)呈透鏡狀，膠結物多系被斷層

運動碾磨得細的碎粉狀物質(zhì)。

(2)破碎巖：是一種被斷層擠壓和碾磨得更細的構造巖，與構造巖的區(qū)別是

破碎程度更高；角礫破碎巖的結構、構造已發(fā)生了塑性變形，如可以看到

波狀消光，斜長巖雙晶彎曲，云母出現(xiàn)撓曲等。碎斑巖：若殘留有較大礦

物顆粒或原巖巖塊；碎粒巖：破碎均勻的破裂巖；碎粉巖或斷層泥：主要

由粒徑小于0.02毫米的碎粉組成的破碎巖。

(3)糜棱巖：是在封閉壓力很大，強烈壓碎作用情況下，破碎顆粒緊密結合

起來形成的一種構造巖，特征：巖性堅硬致密，外觀頗似硅質(zhì)巖，在顯微

鏡下見被壓碎呈顯微碎粒及殘留的少量碎斑；它們定向排列形成糜棱結

構；殘留的碎斑可壓扁形成眼球狀構造；由于壓碎程度或碾碎物的成分、

顏色不同，可以形成條紋狀構造，礦物存在重結晶現(xiàn)象，但不明顯，含有

一些低溫的應力礦物，如綠泥石、方解石等。

(4)片理化巖：凡因構造斷裂作用而使斷裂帶中的巖石碎塊發(fā)生強烈電壓碎

和顯著的重結晶作用，并礦物定向排列，形成片狀構造的構造巖，與糜棱

巖主要區(qū)別是：顯著的重結晶；大量新生礦物的大量出現(xiàn)；重結晶10-50

為千枚巖，50-90構造片巖。

4、擦痕

是斷層兩側巖塊相互滑動摩擦留下來的痕跡，是識別構造存在的一種十分常

見的標志，擦痕常出現(xiàn)為一系列彼此平行較均勻的細而密的線條，或為相同排列

的擦脊與擦溝。往往一端粗而深，一端細而淺。

階步是順擦痕方向的局部阻力的差異或因斷層間歇性運動的頓挫而形成的

垂直于擦痕的小臺階。

5、牽引構造

由于斷裂兩盤相對錯動時，沿斷層面將產(chǎn)生摩擦力。使兩側巖層受摩擦力的

倒拖，使其發(fā)生塑性拖曳和拉深，從而形成的弧型彎曲現(xiàn)象。不但可以指示斷層

存在，而且可以指示相對運移方向。

6、伴生構造

指斷裂兩側一系列于主斷層有成因聯(lián)系的構造。

7、斷層座和三角面

較大的斷層常常由于兩盤巖石的差別風化形成由斷層直接暴露的陡崖和斷

層崖（昆明西山），斷層崖形成以后由遭流水的侵蝕切割，便形成沿斷層走向分

布的一系列三角形的陡崖，稱為斷層三角面。

8、水系突然的折線；

9、山脊被錯斷；

10、溫泉及地震中沿一定方向呈帶狀分布的現(xiàn)象；

11、水型侵入體的線狀分布及硅化帶、礦化帶的現(xiàn)象與斷層有關。

12、地球物理與地球化學標志；

13、地理、植被標志。

5.2.4斷層研究

1、產(chǎn)狀的測定：自然露頭測量；“V”字型法則；物理鉆探的計算；

2、斷層兩盤相對運動方向；用被錯斷的標志層確定；兩盤地層的新老關系、

牽引構造推測、擦痕、階步；利用兩測相對構造；角礫和成分。

3、斷層活動的時間

4、發(fā)生在被切割的最新地層之后，覆蓋斷層的不整合面上的最老地層之前;

5、被侵入體充填的斷層早于侵入體或于其同期形成；

6、與褶皺構造有成因聯(lián)系的斷層發(fā)生于褶皺運動期；

7、很多斷層的活動是長期的，時間關系可用被切錯的關系來判斷;

8、同位素年齡測定，與此相伴生的動力變質(zhì)巖（包括斷層巖）同位素年齡

的測定可定量確立斷層活動的年齡，但偶爾涉及年齡的分析問題，使用直方圖來

說明。

5.2.5研究方法

1、地質(zhì)填圖法，構造剖面法；

2、航空衛(wèi)片解譯法；

3、斷層巖研究；

4、物探-鉆探和地球化學等。

思考題：

1、斷層有哪些要素？斷層與節(jié)理有何區(qū)別？

2、圖1為一幅地質(zhì)圖，底面近似水平，如果該圖上的斷層F1為平移斷層，請判

讀AB的距離是什么斷距？若F為正或逆斷層、斷層AB又是什么斷距。

3、根據(jù)圖，請讀出各圖斷層的性質(zhì)，并根據(jù)斷層性質(zhì)示意繪出各圖空白部分的

地質(zhì)界線。

4、斷層的基本要素又哪些？

5、簡述斷層分類方案；

6、用示意圖說明平移斷層與轉換斷層的主要區(qū)別？

7、斷層的識別標志有哪些；

8、下圖是一條走向斷層，請用圖示說明斷層與地層間的可能關系；

9、請分析下圖中斷層位移與斷層性質(zhì)（使地面水平，注意斷距）？

10、斷層巖的研究內(nèi)容及方法是什么？

實驗4：讀斷層地區(qū)地質(zhì)圖并求斷層產(chǎn)狀及斷距

一、要求

1、學會在地質(zhì)圖上分析確定斷層的存在;

2、在地質(zhì)圖上求斷層產(chǎn)狀要素；

3、學會通過地質(zhì)圖分析地殼構造發(fā)展史。

二、一般步驟

（一）讀圖

1、區(qū)內(nèi)地層、時代、產(chǎn)狀及分布特征；

2、不整合面；

3、褶皺構造；

4、斷層的分布及概略特征，用我們講的識別標志；

（-）分析斷層

1、斷層性質(zhì)分析

（1）斷層面產(chǎn)狀，用“V”字型法則。用作圖法來確定；也可以用鉆探工程

來確定；

（2）兩盤相對位移方向的確定；

A走向斷層或縱斷層，一般是地層較老的一盤為上升盤，但當斷層傾向與巖

層傾向一致時，且斷層傾角小于巖層傾角，情況恰好相反，上升盤是新地層，下

降盤是老地層。

B橫向或傾向正（或逆）斷層切過褶皺時，背斜核部變寬的一盤是上升盤，

向斜核部變窄的一盤是上升盤。

C傾斜巖層或等斜褶皺被橫斷層切斷時，它使地質(zhì)圖上的褶皺軸線或地質(zhì)界

線發(fā)生錯動，它可能是正逆造成的，也可能是平移斷層造成的。若是正或逆斷層

造成的地質(zhì)界線錯動，則巖層界限向該巖層傾向方向移動的盤為相對上升盤。若

是褶皺，則是向軸面傾斜方向移動的一盤為上升盤。

（三）斷距的測定

1、水平斷距

在垂直巖層走向的剖面上，過斷層兩盤同一層面上等高點間的水平距離，即

為水平斷距。

方法：在地質(zhì)圖上的斷層兩盤，繪出同一層面的等高走向線之間的距離，即

灰棚斷距。

2、鉛直地層斷距

只要在斷層的任一盤上作某層面某一高程的走向線，延長穿過斷層線與另一

盤的同一層面相交，此交點的標高與走向線之間的標高差，即為鉛直地層斷距。

3、求地層斷距

同一層受斷層錯動以后的垂直距離。

（四）斷層時代的確定

1、根據(jù)角度不整合：

斷層一般發(fā)生在被其錯斷的最新地層之后，而在未錯斷上覆不整合面上下的

最老地層之前；

2、根據(jù)與掩體或其它構造相互切割關系，被切割的時代相對較老；

（五）斷層的描述

名稱（地名+類型，或用編號），位置，延伸方向。

5.3節(jié)理

5.3.1概述

1、概念：凡兩側巖石沒有位移或僅有微量位移的斷裂構造；

2、意義：找礦；水文地質(zhì)；災害地質(zhì)；工程地質(zhì)。包括水利工程，建筑工

程，水庫漏水，鐵路，機場等。

5.3.2節(jié)理的分類：

1、幾何分類：是根據(jù)節(jié)理與其它構造在空間方位上的關系的分類;

2、力學成因：是按節(jié)理的力學性質(zhì)的分類。

（1）幾何分類：

節(jié)理經(jīng)常與其它的構造，如褶皺、斷層、面理、線理等伴生，或作為它們的

派生構造而存在。

A、根據(jù)節(jié)理與所在巖層產(chǎn)狀的主要關系。

走向節(jié)理：節(jié)理走向與所在巖層走向大致平行；

傾向節(jié)理：節(jié)理走向與所在巖層走向大致垂直；

斜向節(jié)理：節(jié)理走向與所在巖層走向斜交；

順層斷層：節(jié)理面大致平行于巖層層面。

B、根據(jù)節(jié)理走向與區(qū)域褶皺樞紐方向，主要斷層走向或其它線狀構造延伸

方向的關系。

縱節(jié)理：二者大致平行；

橫節(jié)理：二者大致垂直；

斜節(jié)理：二者大致斜交。

(2)力學成因分類

A、剪節(jié)理：由剪應力作用形成的節(jié)理，理論上應成隊出現(xiàn)，，自然界實際

情況也經(jīng)常如此，不過兩組剪節(jié)理的發(fā)育程度不一致。

特征：

=1\*GB3①產(chǎn)狀較穩(wěn)定，沿走向和傾向延伸較遠，但穿過巖性差別顯著

的不同巖層時，其產(chǎn)狀就可能會發(fā)生變化，反應巖石性質(zhì)對剪節(jié)理有移動程度的

控制作用。

=2\*GB3②剪節(jié)理面平整光滑，這是由于剪節(jié)理是剪破不是拉破。

=3\*GB3③剪節(jié)理面上有剪切滑動時留下的擦痕，摩擦鏡面等；

=4\*GB3④一般發(fā)育較密，即相鄰兩節(jié)理間的距離較小，密集成帶；

=5\*GB3⑤剪節(jié)理呈現(xiàn)羽列現(xiàn)象；即一組剪節(jié)理首尾相接形成羽狀排列，

如果沿節(jié)理向前觀察，后一條小節(jié)理重疊在前一條小節(jié)理的左側，稱左行(或稱

右旋)。

=6\*GB3⑥剪節(jié)理的尾端變化常有三種形式，折尾，菱形結環(huán)，節(jié)理差

是兩組方向各異的變化形式。

B、張節(jié)理：由張應力作用形成的節(jié)理，特征是：

=1\*GB3①產(chǎn)狀不溫度，平面上呈鋸齒狀，延伸不遠便消失。

=2\*GB3②節(jié)理面粗糙不平，發(fā)育在礫石中的張節(jié)理往往繞過礫石而過;

=3\*GB3③沒有擦痕；

=4\*GB3④發(fā)育比較稀疏；

=5\*GB3⑤常被巖脈、礦體和油氣充填；

=6\*GB3⑥尾端變化有棱狀和杏仁狀結環(huán)。

5.3.2節(jié)理的觀測與研究

1、目的：理論上配合褶皺與斷層研究，以分析構造應力場，闡明構造的分

布和發(fā)展規(guī)律；生產(chǎn)實踐上，闡明節(jié)理對礦產(chǎn)、地下水分布的控制關系以及對水

利，工程建設的影響等

2、野外觀測與研究

（1）觀測點的選定：原則是依靠要了解的問題的實際情況而定，一般選在既有

平面又有剖面的露頭上；

（2）觀測內(nèi)容：點號及位置；所在構造位置；所在巖層時代、層位、巖性、產(chǎn)

狀；節(jié)理的產(chǎn)狀要求；節(jié)理面性質(zhì)及充填物質(zhì)；力學性質(zhì)及旋向；節(jié)理組

系歸屬；極力密度；備注。

（3）節(jié)理發(fā)育程度

影響發(fā)育程度的原因有三個，巖石性質(zhì)、巖層厚度、局部應力集中情況。

巖性包括塑性、剪發(fā)育、脆性，張發(fā)育，一般用密度來表示，對水利與工程

建筑，為了了解巖石的滲透性及其影響，還要考慮節(jié)理壁距，求出縫隙度。U為

垂直于節(jié)理走向一米距離內(nèi)的節(jié)理數(shù)，T為平均的節(jié)理壁距，Q越大，巖石的滲

透性就越好。

3、節(jié)理的分期及配套研究

(1)分期：就是區(qū)分不同時期形成的節(jié)理的先后關系，不同地殼運動的產(chǎn)物非

常重要，是認識本質(zhì)和地殼構造發(fā)展的中間環(huán)節(jié)；有下列幾種情況：

A切斷錯開；

B限制中止；

C相互切斷錯開。

(2)配套：就是在野外找出反應由同一應力場作用形成的各種不同類型，不同

序次和不同級別的構造，并將它們當作統(tǒng)一體來進行研究的工作，我們在

下一篇詳細論述，這里談三種情況：

4、節(jié)理測量資料的室內(nèi)整理

在節(jié)理研究中，為了簡明、清晰地反映不同性質(zhì)節(jié)理的發(fā)育規(guī)律，需要將野

外所測節(jié)理產(chǎn)狀要素資料分別不同的組、系以整理繪圖。常用方法有玫瑰花圖法,

極點和等密法。

思考題：

1、節(jié)理的類型有哪些？

2、張節(jié)理與剪節(jié)理的主要區(qū)別是什么？

3、什么是節(jié)理的分期與配套？下圖是節(jié)理平面圖，請將圖上的四組節(jié)理分期與

配套(即確定出節(jié)理形成的先后次序，分析是否存在其它節(jié)理系)。

4、下圖，表示四種節(jié)理分期標志，請指出各圖所示的分期標志是什么？

第6章褶皺構造

6.1概述

1、定義：簡言之，巖石受力發(fā)生的彎曲就稱為褶皺。

2、特征：它在層狀巖層中表現(xiàn)的最為明顯；是地殼上最常見的一種地質(zhì)構

造形式；規(guī)模差別很大，手標本-幾百公里。

3、意義：

(1)褶皺是最重要的構造現(xiàn)象，因而是構造地質(zhì)學研究的重要內(nèi)容;

（2）與礦產(chǎn)的關系：大向斜就是盆地，形成沉積礦床，虎睛形成于熱液充

填礦床；

（3）與石油：背斜圈閉，過去發(fā)現(xiàn)的石油絕大多數(shù)與此有關；

（4）工程地質(zhì)，水文地質(zhì)。

（5）旅游地質(zhì)；

（6）構造地質(zhì)。

4、基本類型

背斜：向上彎曲；

向斜，向下彎曲。

6.2要素

1、核：泛指褶皺彎曲的核心部位；

2、翼部：泛指褶皺核部兩測的巖層；

3、轉折端：泛指褶皺兩翼巖層互相過度的彎曲部分。

4、樞紐：褶皺的同一層面上的各最大彎曲點的連線叫樞紐；可以是直線，

也可以是曲線或折線，可以是水平線，也可以是傾斜線；

5、軸面（樞紐面）：連接褶皺各層的樞紐構成的面稱為褶皺軸面，可以是

平面，也可以是曲面，一般用走向、傾向核傾角三要素來描述。

6、軸跡：軸面與包括底面在內(nèi)的任何平面的交線均為軸跡；

7、脊線與槽線：背斜中同一層面上彎曲的最高點的連線稱為脊線；向斜中

同一層面上彎曲的最低點的連線稱為槽線。

與樞紐軸跡的區(qū)別，在尋找儲油構造核開發(fā)油氣礦床核地下水，弄清脊核和

的位置。

8、褶軸：是指與樞紐平行的一條直線。該直線平行自身移動的軌跡形成一

個與褶皺層面完全一致的面;

9、傾伏和側伏：都是測量構造線空間位置的要素。傾伏是一條構造線在該

線所在直立平面上與水平面之間的夾角；側伏角：構造線在它所在平面上與該面

平面交線之間的夾角。

6.3分類

方式多種多樣，一般按產(chǎn)狀、形態(tài)和組合形態(tài)分類。

6.3.1產(chǎn)狀分類

1、根據(jù)褶皺軸面產(chǎn)狀，結合兩側產(chǎn)狀特點分：

直立褶皺：軸面近于直立，兩翼傾向相反，傾角近于相等；

斜立褶皺：軸面傾斜，兩翼傾向相反，傾角不相等；

倒轉褶皺：軸面傾斜，兩翼傾向相同，傾角可以相等，也可以不相同；

平臥褶皺：軸面近于水平，一翼地層正常，另一翼地層倒轉；

翻卷褶皺：軸面彎曲的平臥褶皺。

2、根據(jù)樞紐產(chǎn)狀，褶皺可分為：

水平褶皺：樞紐近于水平，兩翼的走向基本平行；

傾伏褶皺：樞紐傾伏（傾伏角介于10度-80度之間），兩翼走向不平行；

傾堅褶皺：樞紐近于直立。

以上：1、反應橫剖面；2、反應縱剖面

3、將1、2結合起來進行分類，即既反應橫剖面的情況，又反應縱面的情況。

名稱軸面樞紐

直立水平褶皺近于直立(80°-90°)水平(0°-10°)

直立傾伏褶皺近于直立(80°-90°)傾斜(10°-80°)

傾堅褶皺近于直立(10°-80°)近于直立(80°-90°)

斜歪水平褶皺傾斜(0°-10°)水平(0°-10°)

平臥褶皺水平(80°-90°)水平(0°-10°)

斜歪傾伏褶皺傾斜(10°-80°)傾伏(10°-80°)

斜臥褶皺軸面(10°-80°)樞紐傾伏(10°-80°)

6.3.2形態(tài)分類

1、橫剖面的形態(tài)分類

（1）褶皺巖層的兩翼夾角大小

開闊褶皺：夾角大于70°；

中常褶皺：夾角小于70°,大于30°；

緊密褶皺，夾角小于30°；

同斜褶皺：近于0°。

（2）褶皺巖層的彎曲形態(tài)：

圓弧褶皺：巖層是圓弧形彎曲；

尖棱褶皺：兩翼巖層平整相交，轉折端呈棱角狀；

箱狀褶皺：兩翼近直立，到轉折端轉為水平；

扇形褶皺：兩翼均為倒轉，以致整個褶皺呈扇形；

撓曲褶皺：緩傾斜巖層中的一段突然變陡，形成臺階狀彎曲;

（3）根據(jù)同一褶皺巖層的厚度在褶皺不同部位的變化特點：

等厚褶皺；

頂厚褶皺；

頂薄褶皺。

2、褶皺在平面上的形態(tài)分類

基于同一巖層在平面上的縱向長度和橫向?qū)挾戎?/p>

穹隆構造：長/寬＜3/1的背斜構造；

構造盆地:長/寬G/3的向斜構造；

短軸褶皺:長/寬G/3T0/1之間；

線狀褶皺:長/寬超過10/1.

6.3.3褶皺形態(tài)的空間組合分類

1、平面上的組合類型：

平行褶皺群；

雁行褶皺群；

帚狀褶皺群；

弧形褶皺群；

2、剖面上的組合類型

復背斜和復向斜，系指褶皺兩翼被一系列次一級的褶皺所復雜化的大背斜或

大向斜；

隔擋或和隔槽褶皺：一個平行褶皺群內(nèi)，如果背斜呈緊密褶皺，而向斜呈開

闊平緩褶皺，稱為隔擋或隔槽，四川東部的情況；

隔槽或褶皺系一系列相面排列的開闊背斜被一系列緊密向斜所隔開。

6.4褶皺構造的研究

6.4.1研究的主要內(nèi)容

1、確定褶皺的存在及其相對位置與規(guī)模大小，從填圖做起；

2、褶皺形態(tài)、產(chǎn)狀；

3、褶皺組合與分布特點；

4、褶皺伴生構造

5、形成機制；

6、褶皺與區(qū)域地質(zhì)構造、巖漿活動，變質(zhì)作用遺跡礦產(chǎn)、水文地質(zhì)工程等

的關系；

7、形成時代；

6.4.2研究方法

1、小型褶皺可以在露頭或手標本上直接觀察研究；

2、較大型出露不全的褶皺，要研究地層或巖層分布的對稱性，巖層產(chǎn)狀的

規(guī)律性變化或地質(zhì)界線的非地形影響的規(guī)律性彎曲與圈閉等才能確定，其方法

是：

地質(zhì)填圖與剖面研究，其中地層研究是褶皺研究的基礎；

用鉆探、物探（電法、磁法、重力法、地震法）確定標志層的深度并做構造

等高圖，不僅可以確定褶皺的存在，還可以研究其形態(tài)產(chǎn)狀和規(guī)模；

遙感法，航空、衛(wèi)星像法解釋；

3、褶皺的形態(tài)是通過觀測巖層的產(chǎn)狀，樞紐和軸面的產(chǎn)狀、轉折端的形態(tài)、

褶皺層厚度的變化等來確定，其方法包括：

露頭直接觀測測量；

赤平投影；

正交剖面法；

橫切面上作等傾斜線法；

構造等高線法；

深部變化的研究，利用理論和實際方法相結合來進行研究，理論上如從地表

往深部，頂薄背斜的兩翼將變陡，平行褶皺向下延伸有限，將在一個滑脫面上消

失，等等，利用地質(zhì)物探方法可以表示具體的特征；

4、通過褶皺內(nèi)部小構造研究來確定大構造性質(zhì)及形成機制；

5、時代研究，一般說褶皺發(fā)生在褶皺的最新地層的時代之后，多數(shù)褶皺與

區(qū)域性的構造運動相關，不整合面上的未褶皺的最老地層時代之前，多數(shù)褶皺與

區(qū)域性的構造運動相關。

6、形成機制研究：一般通過形態(tài)、幾何類型及伴生構造來推測其形成機制;

7、綜合作圖法：一般有下列幾種圖件，構造綱要圖；構造剖面圖；構造等

高線圖；立體圖；地質(zhì)圖。

思考題:

1、用書本或紙片彎一個褶皺，并說明褶皺要素；

2、褶皺的樞紐、褶軸和軸跡以及脊線和槽線有什么區(qū)別？

3、褶皺橫剖面上的形態(tài)有哪些，根據(jù)哪些標志和要素來對褶皺的剖面形態(tài)進行

描述和命名？

4、如何在地質(zhì)圖上研究和判斷褶皺形態(tài)：

（1）兩翼產(chǎn)狀-據(jù)此可以判斷直立斷層；

（2）地層的變質(zhì)；

（3）地質(zhì)界線的收斂與開闊標志；

5、掌握褶皺的研究內(nèi)容和方法：大型褶皺的研究方法包括地質(zhì)填圖、鉆探物探、

航空遙感。

實驗5：讀褶皺地區(qū)地質(zhì)圖

主要掌握以下內(nèi)容

一、小比例尺地質(zhì)圖

直接在圖上標志，只需要從圖例然后查看地圖就可以了解圖區(qū)的褶皺出現(xiàn)情

況；

二、大比例尺地質(zhì)圖

基礎工作是從圖例或所附柱狀圖了解圖區(qū)的時代、層序和接觸關系，然后根

據(jù)褶皺地層的特征，對稱要素，確定褶皺的存在，進一步根據(jù)地層新老關系，兩

翼地層產(chǎn)狀，軸面產(chǎn)狀，樞紐產(chǎn)狀確定褶皺的性質(zhì)和分類特征，下面介紹幾點：

（一）對單個褶皺形態(tài)的認識和分析

1、背斜和向斜；

2、確定兩翼產(chǎn)狀；

3、倒轉褶皺;

4、判斷軸面產(chǎn)狀：準確赤平投影的平面夾角法估計；

5、樞紐產(chǎn)狀的確定，兩翼呈平行延伸的，樞紐水平，交會成“V”字型，傾角，

尖端指向樞紐傾斜方向，向斜則稱揚起。

6、轉折端形態(tài)：在地形較平坦的情況下，軸面直立或陡傾的傾伏褶皺，在地質(zhì)

圖上褶皺傾伏端的地層界線的彎曲形態(tài)，大致可以反應褶皺在剖面上的轉折

端形態(tài)。

（二）褶皺的組合特征認識

基于圖區(qū)所有褶皺的組合形式或空間組合特征，平行褶皺群雁行排列，隔擋

式、隔槽式、復背斜、向斜等。

（三）時代

（四）描述

內(nèi)容一般包括，名稱（地名加褶皺類型）、位置（地理位置和區(qū)域構造位置）、

分布延伸情況、核部位置及組成地層，組成兩翼地層及產(chǎn)狀，軸面及樞紐產(chǎn)狀，

次級褶皺分布及特征，褶皺被段地層或侵入體破壞情況等。

三、讀褶皺區(qū)地質(zhì)圖的具體步驟

（一）單個褶皺形態(tài)的認識和分析

（1）確定背斜和向斜，橫剖面上基于巖層新老關系來確定；

（2）確定兩翼產(chǎn)狀，主要根據(jù)圖上標繪的地層產(chǎn)狀符號。

注：每個褶皺構造都有一定的規(guī)模，從背斜中心部分向兩端，巖層的產(chǎn)狀呈

60度，逐步變化的，例如一個正常背斜對向斜則相反，對倒轉背斜傾的倒轉翼

從中部向兩端，巖層產(chǎn)狀由倒轉逐漸轉為直立，漸轉為正常，對背斜來講，從褶

皺逐漸轉為正常的一端為傾伏直立，對向斜則稱揚起端。

（3）確定軸面產(chǎn)狀，在圖上，可以從兩翼產(chǎn)狀大致判斷軸面；

（4）樞紐產(chǎn)狀和軸跡的確定;

（5）轉折端的形態(tài)，在地形較平緩的情況下，軸面直立或陡傾斜的傾伏褶皺，

在地形圖上褶皺傾伏端地層線彎曲形態(tài)，大致可以反映在剖面上的轉折端

的形態(tài)。

（二）空間組合特征：

單個特征褶皺分析完以后，然后根據(jù)一個地區(qū)所存在褶皺的展布情況可以看

出它的組合特征。

1、平面：平行褶皺群；雁行褶皺群；帚狀褶皺群；弧形褶皺群；

2、剖面：復背斜、復向斜；隔槽式和隔擋式。

組合特征的研究是相當重要的，它可為區(qū)域構造的研究提供許多信息，如力

學成因，構造活動期次等，滑動面等。

（三）時代確定

主要根據(jù)角度不整合來確定：被褶皺的最新地層之后，未被褶皺的最老地層

之前。

實驗6：繪制褶皺地區(qū)剖面圖

1、褶皺地區(qū)剖面圖包括：

（1）鉛直剖面：橫切延伸方向；

（2）橫截面圖或正交剖面圖。

（3）垂直于水平面的，與褶皺延伸方向直交的剖面圖；

（4）與樞紐垂直的剖面圖；

（5）橫截面圖是垂直于褶皺樞紐的截面投影圖，這種圖一般不常用，我們

就不詳細介紹了。

今天我們主要介紹鉛直剖面圖：

2、繪制步驟:

（1）分析圖區(qū)內(nèi)的地質(zhì)特征，主要讀出褶皺構造在區(qū)內(nèi)產(chǎn)生特征，前一次課的

內(nèi)容；

（2）選擇剖面位置，選擇的剖面應盡可能垂直褶皺軸跡的延伸方向，當然有些

工作要其繪制縱剖面圖，那選擇的方向應盡可能地平行于軸跡的方向。

（3）繪制地形剖面，方法同我們第二次課實習的內(nèi)容；

（4）在剖面線上用鉛筆標出背斜的位置；

（5）繪出褶皺形態(tài)，根據(jù)產(chǎn)狀作自然延伸。

注意以下幾點：

1、剖面切過不整合界線時，應先劃不整合面以上的地層和構造，然后再劃不整

合以下的地層和構造。被不整合面所掩蓋的地質(zhì)界線可順延伸方向至剖面上,

然后再投影到不整合面上，從此點繪出不整合面以下的地層和構造；

2、剖面切斷層時;先劃斷層，然后再劃斷層兩側的地層和構造；

3、繪褶皺構造應先從褶皺核部開始，然后繪兩翼；

4、當剖面線與地層走向斜交時，應換斷層視傾角，再劃入剖面。

5、轉折端形態(tài)大致和平面上的形態(tài)的相似；

6、當同一翼相鄰巖層的傾角相差較大，而上下巖層是整合的接觸關系，可按同

一巖層厚度基本不變?yōu)榍疤幔瑤r層的傾角在地表部分可按所側數(shù)據(jù)值繪制，

但深部常作修正，使產(chǎn)狀在剖面上協(xié)調(diào)一致。

實驗7：極射赤平投影在構造地質(zhì)學研究中的應用

一、赤平投影的基本概念

簡言之，赤平投影是化球面投影為平面投影的一種方法。

設想空間有一個平面（代表各種構造面）假如產(chǎn)狀是220度＜30度，在平面

上任取一0為圓心，任意長為半徑，劃一個空心圓球，叫投影球，投影球?qū)⑵矫?/p>

切成一個向西南傾角30度的大圓，如果是直立平面，投影球切出的大圓邊也是

直立的；

如果是水平平面，投影球切出的大圓邊也是水平的。

這種用投影球反映物體空間幾何要素的方法叫球面投影，球面投影能直觀地

反映物體的空間產(chǎn)狀，但是它是一種立體透視圖，不僅難以繪制，而且也無法從

圖上直接量讀產(chǎn)狀，要消除上述缺陷，就得化球面投影為平面投影，這種化球面

投影為平面投影的方法就是赤平投影法。

二、基本要素

1、投影球(投射球)，以任意長為半徑作成的球；

2、赤平面：過投影球心的水平面，即赤平投影面；

3、基圓：

赤平面與投影球面相交的大圓，或稱赤平大圓極射點：球的上頂點和下頂點

稱為極，球上的兩極的發(fā)射點，由上極射點把下半球的幾何要素投影到赤平面上

的投影稱下半球投影，反之以下極射點把上半球的幾何要素投影到赤平面上的投

影稱上半球投影，一般采用下半球投影；

三、基本原理

任何構造都可以通過面、線的幾何關系來描述，赤平投影也主要是面和線的

投影。

1、面的投影

(1)直立平面的赤平投影是赤平大圓的一條直徑線，該直線的方向就是直立平

面的走向線；

(2)水平面的赤平投影就是赤平大圓周；

(3)傾角斜平面的赤平投影，則是一個一部分圓弧在赤平大圓內(nèi)，一部分圓弧

在赤平大圓外的大圓;

(4)球面校園的赤平投影仍是小園，當球面小園水平時，極易看出它的赤平投

影是赤平大圓的一個同心小園，小園直立，投影后下半球部分時基圓內(nèi)地

一條弧，小圓傾斜，投影后可以是：全部位于基圓內(nèi)，部分在基圓內(nèi)，全

部在基圓外。

2、直線的投影

任何一條直線，它的球面投影時兩個點

(1)直線直立：這兩個點就與赤平大圓的圓心重合為一個點；

(2)直線水平：則它的兩個赤平投影點都在赤平大圓上，為一直線的兩個端點;

(3)直線傾斜：其赤平投影點就繪一個點在基圓內(nèi)，一個點在基圓外，并在同

一條線上，兩點之間的角距恒為180度，即為對點，其中任何一點都代表

直線的產(chǎn)狀。

四、吳氏網(wǎng)和施氏網(wǎng)

由上看出，通過赤平投影來研究面狀和線狀構造，來解決所有的構造問題，

必然要繪圖和讀圖，為了簡化這些煩瑣的工作，可以預先運用赤平投影原理繪稱

赤平投影網(wǎng)，利用赤平投影網(wǎng)繪出直線，平面的赤平投影，或根據(jù)直線，平面的

赤平投影，判讀它們產(chǎn)狀就更加方便。

赤平投影網(wǎng)有好幾種，目前比較流行，用得最多的是吳氏網(wǎng)和施氏網(wǎng)。

(一)吳氏網(wǎng)

1、構成：由基圓和一系列經(jīng)緯網(wǎng)洛組成。

(1)經(jīng)向大圓弧，系由一系列通過球心，走向南北，分別向東向西傾向，傾角

從0度到90度的許多平面的投影大圓弧組成，幻燈片。

(2)緯向小圓弧，系由一系列走向東西而不通過球心的直立球面小圓投影而成,

這些小圓離球心越遠，圓弧的半徑角距就越小。

經(jīng)向大圓弧和緯向小圓弧每格比成一定比例，這樣便構成了一個網(wǎng)。

2吳氏網(wǎng)的使用方法，我們舉例來予以說明

(1)平面的赤平投影方法

例如一礦層的產(chǎn)狀為120度＜40度，試用吳氏網(wǎng)作出它的赤平投影，步驟：

A將透明紙蒙在吳氏網(wǎng)上，用針固定網(wǎng)心，在透明紙上標出NESW方位點；

B從N點順時針方向數(shù)到方位角30度處，得A點，即礦層的走向線；

C由于A點下面的吳氏網(wǎng)上沒有經(jīng)向大圓弧通過，因此要轉動透明紙，使A

與下伏吳氏網(wǎng)的N點重合，這時吳氏網(wǎng)上的大圓弧都匯集到A點處，可供選擇，

根據(jù)產(chǎn)狀120度〈40度，就可以從吳氏網(wǎng)上找到向東傾斜，傾角為40度的一條

圓弧ABC,它就是礦床的赤平投影。

D再將透明紙轉向原來位置，整個過程完成。

(2)直線的赤平投影方法

直線的赤平投影更簡單，例如一條構造線產(chǎn)狀為320度＜40度，其投影步驟

是：

A將透明紙蒙再吳氏網(wǎng)上，標出NSEW四個方位點；

B找到320度的方位點A,半徑0A的方向就是傾伏的方向；

C由于A下沒有直徑通過，轉動透明紙，從A點沿直線向圓點數(shù)40度角距,

得B點就是所求的赤平投影點；

(3)法線的赤平投影方法

任一平面都可以作它的法線，由于法線與它的對應平面恒是9