構(gòu)造地質(zhì)學第一篇形態(tài)構(gòu)造地質(zhì)學-第一章成層構(gòu)造和地層接觸關系

第一篇形態(tài)構(gòu)造地質(zhì)學精選課件第一章

成層構(gòu)造和地層接觸關系

精選課件

第一節(jié)成層構(gòu)造的基本概念精選課件一、原生成層構(gòu)造1、層理—由物質(zhì)成分、顆粒大小、顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等的差異而表現(xiàn)出來。在垂直方向上明顯的反映，也即成層物質(zhì)的原生界面。精選課件2、層面—限制巖石的界面同一層上有上、下層面，上、下層面之間的垂直距離即單層厚度。原生成層構(gòu)造是在巖石形成過程中形成的，因此，原生層理面變化之研究，是研究變形歷史的重要依據(jù)。精選課件沉積巖、火成巖均具原生成層構(gòu)造。

沉積巖原始層面呈水平狀，僅于沉積盆地邊緣、島嶼或隆起四周會有原始傾斜。精選課件二、次生成層構(gòu)造

主要見于變質(zhì)巖中，如片理、片麻理等，它是由變質(zhì)作用而形成的。

精選課件三、層理形成的決定因素

沉積材料：物質(zhì)成分，顆粒大小，顏色等；

沉積環(huán)境：海相，陸相，邊緣相等；

水動力條件：水能量，性質(zhì)（動、靜）和水流大小等；精選課件四、層理的類型

厚度(單層)：巨厚層>1m厚層0.5—1m中厚層0.1—0.5m薄層1—10cm葉片層0.1—1cm微細層<0.1cm精選課件

成因： 1、風層層理 2、水成層理 3、冰川層理 4、火山層理

形態(tài)： 1、水平層理 2、波狀層理 3、交錯層理斜層理精選課件五、層理的識別1、片狀礦物的分布方向（即層理方向）；2、厚層狀巖石中的微細層理；3、洪積層中的砂層或扁平狀礫石的分布（雨花臺礫石層）；精選課件4、透鏡狀夾層的延伸方向；5、沉積夾層（如C和P之間梁山段頁巖夾層）；6、縫合線（厚層灰?guī)r、砂巖中）；7、巖層中結(jié)核延長方向（如棲霞組中燧石結(jié)核，老虎洞組燧石結(jié)核）；精選課件六、巖層產(chǎn)狀要素

走向—構(gòu)造面與水平面的交線的方向；

傾向—構(gòu)造面與垂直走向直立面的交線，由高向低于水平面；

傾角—構(gòu)造面與水平面之夾角記錄方式：1、走向/傾向∠傾角350°/NE∠50°

2、傾向∠傾角80°∠50°精選課件精選課件傾伏角—構(gòu)造線與其水平投影線之間的夾角；傾伏向—水平投影線指向下傾的方向；構(gòu)造線的傾伏—在包含構(gòu)造線在內(nèi)的垂直面上測量；側(cè)伏角—構(gòu)造線下傾一端與構(gòu)造面走向的銳夾角；側(cè)伏向—構(gòu)成此銳夾角的走向線一端的方向；構(gòu)造線的側(cè)伏—在構(gòu)造面上測量精選課件七、露頭線分布規(guī)律（對地質(zhì)圖而言）

露頭線—構(gòu)造面與地面的交線，包括層面、斷面等；精選課件圖1-3精選課件圖1-4精選課件圖1-5精選課件第二節(jié) 鑒別巖層頂、底面的原生構(gòu)造精選課件一、研究目的明確地層的新、老關系，恢復地層層序，為確定各種礦產(chǎn)所在構(gòu)造部位和層位，重建該區(qū)的構(gòu)造發(fā)展史以及為預測預防地震、找礦、找水提供可靠的依據(jù)。精選課件二、層序與層位層序—巖層形成的先后順序，即新與老；

層位—巖層經(jīng)構(gòu)造變動之后的位置，有高低之分層位高不等于地形的高低同層位具相同的化石同層位巖性不盡相同精選課件圖1-6假設地面水平的地質(zhì)剖面圖精選課件同層位巖性不同精選課件三、判別巖層頂、底的標志

1、序粒層理（粒級層理、遞變層理）單一巖層中，從底到頂顆粒粒度由粗變細，而且期間無明顯界線，但在兩個序粒層理之間，其粒度或成分均有明顯變化，據(jù)此可以判別巖層頂、底；序粒層理在濁流沉積中發(fā)育得最好。精選課件各種產(chǎn)狀巖層的粒級層理精選課件應注意和韻律層理相區(qū)別。韻律層理不是發(fā)生在每一單層中的顆粒粗細的變化，而是粗層—中層—細層反復成韻律，其間有界面。精選課件2、斜層理—單層與主層理斜交的層紋構(gòu)造稱為斜層理：底切、頂截精選課件3、波痕—為巖層頂面構(gòu)造之一波痕要素：波痕指數(shù)=波長/波高精選課件精選課件a、 浪成波痕—是對稱波痕，振蕩波痕斷面如圖：特點：波峰尖，波谷圓，波峰沉積物比波谷沉積物細。精選課件b、 流水波痕—不對稱斷面如圖：

特點：單向流水，沉積物波峰細，波谷粗精選課件c、 風成波痕—不對稱斷面如圖：

砂丘

特點：沉積物波峰粗，波谷細精選課件4、印模單層頂面由各種外動力作用形成凹凸不平狀，上復巖層之底面和這一頂面接觸壓實后生成恰恰相反的凹凸不平，即印模，或印痕，荷重痕。形狀似舌狀，腎狀，鱗狀，釘子頭狀等，凸出在底面上生物模：遺體化石、遺跡化石（恐龍腳?。┚x課件精選課件五、同生變形：沉積物在沉積同時或緊接其后發(fā)生的變形，常發(fā)生在沉積盆地邊緣或斜坡上，變形量往往較小，但有時卻能幫助我們判斷沉積環(huán)境和巖層上、下關系，底部變形量小，頂部變形量大。

精選課件六、干裂為表層構(gòu)造的一種，乃沉積物在尚未完全固結(jié)時脫水在干燥的大氣中曝曬而形成的干裂，其斷面形態(tài)如楔形，又被上覆碎屑物充填其中。斷面如圖：精選課件七、生物遺跡蟲管構(gòu)造、疊層石，精選課件第三節(jié) 地層的接觸關系精選課件由于地殼運動，可以使巖層改變其原來的產(chǎn)出狀態(tài)。原始水平的巖層可以變陡乃致直立、倒轉(zhuǎn)。同一地區(qū)由于地質(zhì)時期地殼運動的性質(zhì)和特點不同，還會造成不同的接觸關系。所謂接觸關系，系指同一地區(qū)相鄰近的不同時代巖層的接觸形式。精選課件地層的接觸關系主要要兩種形式：一、 整合接觸：新老巖層在巖性、古生物的演化上，基本上是連續(xù)的或逐漸變化的，而且產(chǎn)狀和構(gòu)造特征也基本一致。精選課件二、 不整合接觸：上下巖層沉積作用不連續(xù)，地層和生物演化有間斷；

精選課件1、平行不整合（假整合）當某一地區(qū)地殼沉降并接受一段沉積后，但未發(fā)生明顯的褶皺運動，已沉積的地層遭受較長時間的剝蝕，發(fā)生明顯沉積間斷，而后又重新下降接受沉積，這樣的接觸關系為平行不整合。

特點：上、下巖層產(chǎn)狀一致，但其間缺失某些時代地層，或有一古剝蝕面。精選課件精選課件2、角度不整合:地殼非平緩上升，而是伴有較強烈的褶皺、斷裂變動或巖漿活動，使已沉積的地層發(fā)生掀斜、褶皺或斷裂，并隆起遭受剝蝕造成間斷，而后又下沉接受新的沉積。精選課件

角度不整合的特征：a.上、下巖層產(chǎn)狀不一致；b.上、下巖層構(gòu)造變形強弱不一致，下強上弱；c.有沉積間斷，地層缺失；d.上巖層底部有下巖層的礫石；e.有古剝蝕面，常有古風化殼；f.上復巖層面與不整合面平行，下復巖層的構(gòu)造面（如斷層面、層面等）被不整合面切割；精選課件精選課件侵入接觸（火成接觸）不同巖類接觸，火成巖侵入沉積巖中、斷層接觸、沉積接觸精選課件

不整合接觸的地質(zhì)意義及其研究1、意義a、是鑒定地殼運動的重要依據(jù)，又是劃分構(gòu)造層的分界面。構(gòu)造層是在一定地史階段內(nèi)受地殼運動的作用（包括沉積建造、構(gòu)造變動、巖漿活動、變質(zhì)作用等）而形成的綜合地質(zhì)體。精選課件b、是劃分巖石地層單位的依據(jù)之一c、其空間分布變化情況，可以表明地殼運動的不均衡性d、是研究古地理環(huán)境的重要依據(jù)e、常常是風化礦床，F(xiàn)e、Mn、P、Al等外生礦床的產(chǎn)出地帶精選課件2、研究中應注意的問題a、確定不整合面，識別底礫巖與火山角礫巖、斷層角礫巖、同生角礫巖和膏溶礫巖的區(qū)別。b、注意不整合在空間上的變化繼承與上迭問題，以南象山、鐘山兩剖面為例精選課件精選課件精選課件（圖1-15）精選課件精選課件圖1-17精選課件不整合時代的確定：

上限：不整合面以上地層中最老的地層形成之前；

下限：不整合面以下地層中最新的地層形成之后；

精選課件

一次地殼運動必會導致一個不整合，但一個不整合不一定只反映一次地殼運動。如果某一地區(qū)長期處于隆起狀態(tài)，或者一次地殼運動后接受的沉積又完全剝蝕掉，以致缺少沉積歷史記錄，最后再有新地層沉積下來，這樣的不整合面就不止包含一次地殼運動。精選課件研究不整合面，對工程地質(zhì)也相當重要例：1983年3月7號，甘肅蘭州東鄉(xiāng)鎮(zhèn)，有一海拔2200m高山發(fā)生滑坡，這滑坡就是沿著不整合面滑下的，70年就有人發(fā)現(xiàn)有裂縫，但未引起足夠重視，雖有人從山坡上搬到坡下來住，但仍未免遭于難，這次滑坡速度300m/分鐘，總滑距達1600m。精選課件第二章 褶皺構(gòu)造精選課件具有層狀構(gòu)造的地質(zhì)體，由于受到力的作用而產(chǎn)生的彎曲變形，叫做褶皺。運動著的地球至今仍不斷地變化著，褶皺就是各種各樣變化中的一種，其規(guī)模大小不一，但基本型式有兩種：1.背形—褶皺巖層向上彎曲，形成凸狀2.向形—褶皺巖層向下彎曲，形成凹狀精選課件圖2-1精選課件上述兩種型式是在褶皺巖層新老關系不清時使用，當褶皺巖層的新老關系清楚時，有如下兩種型式：1.背斜—褶皺巖層向上彎曲，核心部位地層較老，而兩側(cè)巖層依次較新，并對稱重復出現(xiàn)2.向斜—褶皺巖層向下彎曲，核心部位地層較新，而兩側(cè)巖層依次較老，并對稱重復出現(xiàn)精選課件由于構(gòu)造運動的多期性和復雜性，也可出現(xiàn)：1.背形向斜2.向形背斜研究褶皺構(gòu)造，對闡明某一地區(qū)的構(gòu)造形成和發(fā)展史，解決礦產(chǎn)的分布、開采以及水文工程地質(zhì)等均有重要的理論和實際意義。精選課件第一節(jié)褶皺要素精選課件褶皺樣式很多，為便于正確描述和研究，首先要分清構(gòu)成褶皺的各個組成部分的特征和相互關系，即所謂褶皺要素（圖2-2）：1、 核部—褶皺巖層中中心部位。常指出露地表的褶皺中心部分2、 翼部—核部兩側(cè)巖層部位（曲率半徑大于平均圓弧部分）精選課件精選課件3、 轉(zhuǎn)折端—褶皺兩翼巖層互相過渡的彎曲部分（曲率半徑小于平均圓弧部分），巖層彎曲度最大的部分。4、 褶軸—褶皺面上以自身移動的軌跡和褶皺面形態(tài)完全吻合的直線。它無固定位置，亦不限于哪一條，凡與此平行的均為褶軸。精選課件5、 樞紐—同一層面上各個不同橫截面上最大彎曲點的連線。它可以是曲線，也可以是直線，可以水平，也可以傾斜。6、 軸面（樞紐面）—連接褶皺各層的樞紐而構(gòu)造的面。它可以是平面，也可以是曲面。在對稱褶皺中，當軸面為平面時，軸面是兩翼夾角的平分面。不對稱褶皺中否（見P35圖2-2）7、 軸跡—軸面與任一平面的交線，常指與地面、與橫截面的交線。精選課件8、 脊線—背斜橫剖面中同一層面上彎曲的最高點為脊，不同橫剖面上脊的連線為脊線9、 槽線—向斜橫剖面中同一層面上彎曲的最低點為槽，不同橫剖面上槽的連線為槽線10、脊面—連接各褶皺面脊線的面11、槽面—連接各褶皺面槽線的面精選課件精選課件褶皺的度量度量褶皺大小的要素是波長和波幅S’0為包絡面—某一褶皺截面中幾個褶皺或所有褶皺樞紐的切線面稱為包絡面。精選課件i為拐點—即周期性波形中彎曲方向改變，斜率變化率為零的點。也是相鄰的向斜與背斜的交接點。同一褶皺面的一翼上，許多拐點的聯(lián)線為拐線，聯(lián)結(jié)同一褶皺面許多拐線的面為拐面，當褶皺面為嚴格循環(huán)的波形時，其拐面位于兩包絡面的正中，因此，拐面亦可稱中間面。精選課件

波長（W）—相當于同一褶皺面上，兩個相鄰同相位拐點之間的距離。

波幅（A）—為二包絡面之間垂直距離的一半。精選課件不對稱褶皺的波長與波幅還可以分別在垂直于及平行于軸面的方向上測量θ--軸面與中間面之余角Wm=WaSecθAm=AaCosθ精選課件第二節(jié)

褶皺形態(tài)的描述精選課件一、幾何形態(tài)描述1、圓柱狀褶皺—具有褶軸平行自身移動的軌跡與褶皺形態(tài)完全一致的褶皺。

特點：樞紐呈直線，在其延伸方向上褶皺的規(guī)模和形態(tài)基本上無變化，樞紐和褶軸產(chǎn)狀一致。精選課件2、非圓柱狀褶皺—無褶軸，不具備上述圓柱狀褶皺的特點。實際上，自然界大多數(shù)褶皺并非圓柱狀，也就是說樞紐不是直線。在一定大的范圍內(nèi)，褶皺規(guī)模、形態(tài)、方向均有變化。但為了對褶皺形態(tài)和產(chǎn)狀進行統(tǒng)計研究，可將某褶皺劃分若干區(qū)段，使其近似圓柱狀褶皺。特別是對變質(zhì)巖地區(qū)的研究是非常必要的。精選課件精選課件精選課件二、縱、橫剖面形態(tài)描述

1、樞紐：水平褶皺、傾伏褶皺、傾豎褶皺2、軸面和兩翼：直立褶皺、斜歪褶皺、平臥褶皺、倒軸褶皺、翻卷褶皺精選課件a-直立褶皺；b-斜歪褶皺；c-倒轉(zhuǎn)褶皺；d-平臥褶皺；e-翻卷褶皺；p-橫剖面上的軸跡精選課件3、翼間角（橫截面上，兩翼同一褶皺面上拐點切線之夾角）：平緩褶皺、開闊褶皺、閉合褶皺、緊閉褶皺、等斜褶皺精選課件4、 褶皺轉(zhuǎn)折端彎曲形態(tài)圓弧狀褶皺、尖棱狀褶皺、箱狀褶皺、扇形褶皺、撓曲精選課件5、 褶皺對稱性

對稱褶皺—一組褶皺的軸面與該組褶皺的包絡面垂直，而且兩翼近于等長，單個對稱褶皺的橫剖面形態(tài)的兩半互為鏡象，即軸面平分翼間角（圖2-3）。

不對稱褶皺----精選課件精選課件6、 同一褶皺中各層彎曲形態(tài)協(xié)調(diào)褶皺—各彎曲巖層形態(tài)一致不協(xié)調(diào)褶皺—各彎曲巖層形態(tài)不一致；鹽丘構(gòu)造（底辟褶皺）底辟褶皺的核心與其上巖層的褶皺形態(tài)不協(xié)調(diào)，核心層往往是復雜褶皺，其上往往是穹窿狀或短軸狀背斜。精選課件三、平面形態(tài)描述同一巖層出露之長、寬比

穹窿構(gòu)造：長、寬比小于3：1的背斜；

構(gòu)造盆地：小于3：1的向斜；

短軸褶皺：長、寬比在3：1—10：1之間的褶皺；

線狀褶皺：長、寬比大于10：1的褶皺；精選課件精選課件第三節(jié)褶皺的類型和組合型式精選課件一、結(jié)合軸面和樞紐產(chǎn)狀的分類Rickard（1971）根據(jù)軸面傾角、樞紐傾伏角和側(cè)伏角三個變量，給制了三角投影網(wǎng)圖。按褶皺產(chǎn)狀可分七種：直立水平褶皺、直立傾伏褶皺、傾豎褶皺、斜歪水平褶皺、平臥褶皺、斜歪傾伏褶皺、斜臥褶皺；精選課件Ⅰ、直立水平褶皺—軸面近于直立（傾角80°-90°），樞紐近水平（傾伏角0°-10°）Ⅱ、直立傾伏褶皺—軸面近于直立（傾角80°-90°），樞紐傾斜（傾伏角10°-80°）Ⅲ、傾豎褶皺—軸面近于直立（傾角80°-90°），樞紐近直立（傾伏角80°-90°）Ⅳ、斜歪水平褶皺—軸面傾斜（傾角10°-80°），樞紐近水平（傾伏角0°-10°）精選課件Ⅴ、平臥褶皺—軸面近水平（傾角0°-10°），樞紐近水平（傾伏角0°-10°）Ⅵ、斜歪傾伏褶皺—軸面傾斜（傾角10°-80°），樞紐傾伏（傾伏角10°-80°）（兩者傾向和傾斜程度均不相同）Ⅶ、斜臥褶皺—軸面傾斜（傾角80°-90°），樞紐傾伏（傾伏角10°-80°）（且兩者傾向基本一致，傾角大致相等）精選課件精選課件二、根據(jù)巖層等傾斜線型式分類等傾斜線—相鄰層面上切線傾角相等的切點的連線；精選課件精選課件

由于不同形態(tài)的褶皺在橫截面上相鄰褶皺面的曲率不同，因此，其等傾斜線型式、長度及巖層厚度也不一樣，Ramsay將此分為三類五型：精選課件Ⅰ類：

等傾斜線呈扇形，并向內(nèi)弧方向收斂。根據(jù)收斂程度不同分三型：ⅠA型：強烈收斂，自轉(zhuǎn)折端至翼部，等傾斜線長度逐漸增加，即頂薄褶皺精選課件特點：1、內(nèi)弧曲率比外弧大2、同一層靠近軸面的真厚度（to）小于翼部真厚度（ta）[to<ta]精選課件ⅠB型：中等程度收斂，大體與褶皺面垂直，等傾斜線長度大致相等，由于各層褶皺彎曲只有一個曲率中心，故稱同心褶皺（平行褶皺、等厚褶皺）

特點：1、褶皺層彎曲相互平行2、內(nèi)弧曲率大于外弧3、同一巖層在褶皺各部位厚度相同（to=ta）

精選課件4、軸部巖層的軸面厚度(To)小于翼部平行軸面之厚度(Ta)（To<Ta）精選課件ⅠA型：等傾斜線向內(nèi)弧微弱收斂，轉(zhuǎn)折端較之兩翼略長，to>ta是同心褶皺向相似褶皺過渡的型式精選課件Ⅱ類：各等傾斜線均與軸面平行且等長，褶皺各層曲率相同（相似褶皺）to>ta，To=Ta

精選課件Ⅲ類：

等傾斜線向外弧收斂呈倒扇形，為頂厚褶皺；

特點：1、外弧曲率大于內(nèi)弧2、to>ta3、To>Ta精選課件三、褶皺的平面組合型式和剖面組合型式（一）褶皺的平面組合型式1、 平行型