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1、第八章 地壳运动与地质构造,目的要求：知道地壳运动的基本方式，掌握地层产状的基本概念、掌握褶皱的几何要素及基本类型，掌握断层的概念及断层的分类，学会褶皱与断层的野外视别方法。掌握地层接触关系的基本类型及其特点。了解构造运动的旋迴性重点：1.褶皱的要素及分类2.断层的类型3.褶皱与断层的野外视别。4.地层接触关系 难点：褶皱与断层的野外视别。,第一节 地壳运动的基本概念,一地壳运动：地壳运动是指地壳的机械运动。 地壳无时不在运动，但一般情况下速度极慢，仅为几个mm到几个cm，因此不为人们所察觉，但特殊情况下，地壳运动会快速而激烈，它常引起山崩、地裂、海啸，这时人能感觉到。地壳运动尽管速度很慢，但
2、是在不断进行，它直接引起各种类型和规模的地质构造，控制着沉积作用、岩浆作用、变质作用，因此它对于各种地质作用的发生具有十分重要的意义。地壳运动按其运动方向分为水平运动和得不到垂直运动两种方式。,二、 构造运动的类,按地壳运动方向分类,垂直运动：相邻地块或同一地块不同部分作差异性升降运动，其结果使某些地区成为高山，另一些地区成为盆地，“沧海桑田”是古人对地壳垂直运动的表述。,水平运动：地壳或岩石圈块体在水平方向上的移动，表现为相邻块体或相互分开或相互聚拢挤压，或呈剪切运动三种基本运动方式。,同一地区，地壳运动随时间推移而不断变化，某一时期以水平运动为主，而另一时期以垂直运动为主。不同地区不同方向
3、上地壳运动往往有因果关系。,升降运动常表现地壳大规模的隆升和下降，并引起地势高低的变化和海陆变迁，上升可成陆，下降可成海。 意大利那不勒斯湾海岸古罗马时代的著名大理石柱是升降运动的最好例子。柱子下部一段是在1533年火山喷发时被火山灰掩埋部分，柱面光滑；其上2.7米一段在地壳下降时淹没在海水中，被海水和牡蜊侵蚀了许多小孔。18世纪中期，全柱升出海面。19世纪，地面又开始下沉，柱脚已被淹在海水里了。,海水侵蚀部分,水平运动表现为岩石圈的挤压或扩张、剪切。因而引起强烈的褶皱、断层，形成巨大的褶皱山系，巨大的地堑、沟谷等。,第二节 岩石变形与地质构造,一、地质构造： 地壳运动引起原始岩层或倾斜、弯曲
4、，或破碎、错断，改变了原始地层的原生状态和位置，我们称之为构造变形。 岩石变形的产物我们称之为地质构造。 最常见的地质构造为褶皱和断裂。 由于地壳运动是引起地质构造的最重要、最基本的动力，因此，地壳运动又称为构造运动,产状要素,走向岩层面与水平面的交线，称走向线。走向线两端所指的方向称走向,倾向 垂直于走向线沿层面向下所引的直线，称倾斜线。其在水平面上的投影线所指方向，称为倾向,倾角 倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角,水平面,a,b,c,d,e,ab-走向线 ce-倾斜线 cd-倾向 -倾角,二岩石空间位置的测定（产状）空间位置取决于岩层的走向、倾向、倾角三要素以及岩层厚度。产状要素在野外
5、用地质罗盘来测量,岩层厚度：顶面与底面间距离。真厚度：顶底板间的垂直距离假厚度：顶底板间的斜向距离。其大于真厚度。因为地面常有起伏，所以岩层顶、底面间沿自然地面所表现出的距离是假厚度，也叫露头。注：1.倾角为层面与假想水平面的最大交角，沿倾向方向测量称为真倾角，沿其它方向称为假倾角（视倾角）。2.岩层水平产出时，其倾角为零，没有走向与倾向。它的空间位置只受岩层厚度影响。3.岩层直立时，它的空间位置取决于走向和厚度,常见岩层产状类型：水平产状岩层倾角5_85正常产状（正常岩层）顺倾向方向岩层由老到新倒转产状（倒转岩层）顺倾向方向岩层由新到老,三、褶皱构造,1.褶皱的概念与形成： 褶皱“一词表明了
6、原来平坦的岩层，受构造运动力的作用形成褶曲。岩层褶皱后原有的空间位置和形态都已发生改变，但其连续性未受到破坏。构造运动是导致褶皱存在的直接原因。褶皱是岩石的弯曲，单个弯曲称之为褶曲,褶皱的形成过程,褶曲形成过程,褶皱构造,褶皱构造,褶皱构造,2.褶皱构造的基本类型,褶皱构造的基本类型,背斜 指岩层向上拱弯，形成中心部位岩层的时代老，外侧岩层时代新的褶皱。,向斜 指岩层向下凹曲，形成中心部位岩层的时代新，外侧岩层时代老的褶皱。,背斜,向斜,褶皱构造,3.褶曲的要素,褶皱的要素,核：褶皱中心部分的地层,翼：核部两侧对称出露的地层,轴线：轴面与地面的交线,枢纽：轴面与层面的交线,轴面,枢纽,核,翼,
7、翼,轴面：褶曲近似对称的假想平面。,弧尖：岩层弯曲的最大部位,弧尖,褶皱的要素,核：褶皱中心部分的地层,翼：核部两侧对称出露的地层,轴线：轴面与地面的交线,枢纽：轴面与岩层面的交线,轴面：指大致平分褶皱的一个假想面,轴面,枢纽,岩层面,5.褶皱的分类,直立褶皱：轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。斜歪褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不等。倒转褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾向相同，一翼岩层产状正常，另一翼岩层倒转。平卧褶皱：轴面水平，两翼岩层近于水平，一翼岩层产状正常，另一翼岩层倒转。,褶皱的分类,1）.据轴面及两翼产状分类,直立褶皱：轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。,直立褶皱
8、,直立褶皱：轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。,直立褶皱,斜歪褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不等。,斜歪褶皱,斜歪向斜,倒转褶皱：轴面倾斜，两翼岩层倾向相同，一翼岩层产状正常，另一翼岩层倒转。,倒转背斜,平卧褶皱：轴面水平，两翼岩层近于水平，一翼岩层产状正常，另一翼岩层倒转。,平卧褶皱,平卧褶皱,2.）按翼间角分类平缓褶皱： 翼间角120开阔褶皱： 翼间角120-70中常（闭合）褶皱： 翼间角70-30紧闭褶皱： 翼间角30,平缓褶皱,开阔褶皱开阔,中常褶皱,紧闭褶皱,3）按转折端形态分类（剖面形态分类）：圆弧褶皱： 转折端圆弧形弯曲尖棱褶皱： 转折端呈尖棱状箱状褶皱： 两翼陡
9、，且平直扇状褶皱： 褶皱面弯曲呈扇形，两翼均倒转,圆弧褶皱,尖棱褶皱,箱状褶皱,扇状褶皱,4）据枢纽产状分类水平褶曲：褶曲枢纽产状近于水平，两翼岩层走向平行，不合围。倾伏褶曲：褶曲枢纽的一端倾伏，两翼岩层走向发生弧形闭合，对于背斜合围端指向倾伏端，对于向斜合围口方向指向倾伏端。,枢纽在空间上的产出状态,背斜,枢纽水平,枢纽,枢纽倾斜,枢纽水平,枢纽倾斜,枢纽水平,枢纽水平,枢纽倾斜,5.）据长宽比例（长短轴比例）分类,线状褶曲：长为宽10倍以上，常达数十倍短轴褶曲：3-10倍穹与盆：长为宽3倍以下,穹隆,构造盆地,6）复背斜与复向斜：褶皱的组合形式，大规模背斜（向斜）两翼被次一级（较小的）褶皱
10、复杂化者。,6.褶曲的野外认识断层的野外视别首先是要判别背斜与向斜，然后确定其形态特征。另外有时还要判断褶曲的地质年代。概括起来应注意以下几个方面的问题：首先应该注意，不能依地形的高低来判断褶曲的类型。地形的高低并不是判别背斜与向斜的标志。 岩石变形后，背斜为高地，向斜为洼地，即背斜成山，向斜成谷，这时地形是构造直观反映。但经过长期风化剥蚀，地形可能发生相反变化，即背斜为谷，向斜为山。前者称为背斜谷，后者称为向斜山。这种地形高地与褶曲形态凹凸相反的现象称之为地形倒置。地形倒置的原因是背斜遭受剥蚀的速度比向斜快。背斜的轴部一般裂隙发育，岩层较为破碎，而且地形突出，剥蚀作用易于快速进行。与此相反，
11、向斜轴部岩石较为完整，并常用背斜剥蚀物质堆积，起到保护作用，因此其遭受剥蚀速度比背斜要慢。不能根据地形判断背斜或向斜的另一个原因是：有些山既非背斜亦非向斜，而是由单斜岩层组成，我们称之单斜山。单斜山中，岩层产状平缓，顺岩层倾向一侧坡缓，另一侧陡者为单面山。岩层倾角及两坡均陡者称猪背岭。由以上可知我们在野外决不能单靠地形的凸与凹来判断背斜与向斜。,岩层的倾斜状况也不是判断背斜与向斜的可靠标志 因为直立的褶曲固然两侧岩层倾向相反，但倒转褶曲、同斜褶曲以及平卧褶曲的两翼岩层倾向却是相同。如果单根据岩层倾向相反这一点来断定其是背斜或向斜，那么后三种褶曲会被我们误认为是单斜，或倾斜岩层。,褶曲存在的根本
12、标志是在沿倾向方向上相同年代的岩层作对称式重复排列。就背斜而言，核部为老，两侧为新，向斜相反。根据相同年代的地层沿倾向方向所作的对称式重复排列，确定了背斜或者是向斜，那么进一步研究褶曲两侧岩层产状特点就可以判断其型态。如书中8-12a图，北部为直立背斜，南部为直立向斜。而在b图中，两翼岩层倾向相同，且一翼层序正常，另一翼倒转，且倾角大致相等，故可判断其为同斜褶曲。,除了观察褶曲断面的特点以外，常常还需要了解褶曲枢纽是否倾伏，并确定其倾伏方向。这需要沿同一年代地层走向进行追索，如果其走向呈弧形合围，表明褶曲枢纽倾伏，反之平行。如果褶曲为倾伏褶曲，还可以根据其合围弧尖方向判断褶曲的倾伏方向，即如果
13、是背斜，合围弧尖方向为其枢纽倾伏方向，如果为向斜，合围弧尖为其枢纽昂起方向。,确定解褶曲形成年代也是野外认只褶曲的任务之一，确定褶曲的形成年代的基本原则是：褶曲形成的年代介于组成褶曲的最新岩层与未参加褶曲 的上覆最老岩层之间.,O,S,D,C,P,四断裂断裂是岩石的破裂，是岩石完整性、连续性受到破坏的表现。断裂包括断层与节理两类，岩石破裂并且沿破裂面两侧岩块有明显滑动者称之为断层，无明显滑动者称为节理。,1.断层几何要素断层面：断层两侧岩块发生相对滑动的滑动面。断层线：断层面与地面的交线，表示断层延伸方向。断层盘：被断层断开的两部分岩块，断层面上面的一盘为上盘，断层面以下的一盘为下盘，相对上升
14、者为上升盘或仰侧，相对下降者为下降盘或俯侧。仰侧、俯侧与断层的上、下盘无关，只与其相对升降关系有关。如果断层直立，就分不出上下盘，如果断块作水平运动就分不出仰侧和俯侧。断层位移：断层两盘相对移动的距离。它有不同的表示方法，断层两盘相当的点（未断裂前为同一点）因断裂而移动的距离为滑距，代表真位移，它还可以分解为水平和垂直两个方向。断层两盘中相当层（未断前为同一层）因断裂移而移动的距离称为断距，代表视位移。,上盘,下盘,断层面,2.断层的命名断层的命名有多种标准1）据两盘相对滑动方向可分为：正断层：上盘向下滑动。逆断层：上盘向上滑动。逆断层中断层面倾角平缓（小于25）者为逆掩断层，倾角很大者称又被
15、称为逆冲断层。平移断层：断面近于直立，两盘岩块作水平滑动。根据两盘相对滑动方向又可分为左旋断层和右旋断层：观察者位于断层的一侧，对侧向左滑动者称为左旋断层，对侧向右滑动者称为右旋断层。如果断层兼有两种性质，可复合命名：如平移-逆断层，逆-平移断层。前者表示以逆断层为主兼有平移断层性质，后者表示以平移断层为主兼有逆断层性质。,正断层,上盘下降,逆断层,上盘上升,平移断层,水平错动,斜向运动1逆平移断层,上盘斜向上升,斜向运动2正平移断层,上盘斜向下降,2）根据断层走向与被断岩层走向的几何关系可分为：走向断层：断层走向与岩层走向平行。断层若与大的区域性岩层走向平行，则称为纵断层，即大的区域性走向断层一般被称为纵断层。倾向断层：断层走向与岩层走向垂直即断层走向与岩层倾向相同，则称为倾向断层，大的区域性倾向断层常被称为横断层。斜向断层：断层走向与岩层走向斜交者，称为斜向断层，大的区域性斜向断层称为斜断层。,3）断层的组合类型,1.阶梯状断层 2.叠瓦状断层 3. 地堑 4. 地垒,阶梯状断层,叠瓦状断层,地垒,地堑,断层的组合类型,
