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1、第二章沉积岩的原生构造及其产状1第二章第二章沉积岩的原生构造及其产状沉积岩的原生构造及其产状第一节沉积岩的原生构造第一节沉积岩的原生构造第二节岩层的产状、厚度第二节岩层的产状、厚度 及出露特征及出露特征第三节第三节 地层的接触关系地层的接触关系2第一节沉积岩的原生构造第一节沉积岩的原生构造 沉积岩层的原生构造：沉积岩层的原生构造：沉积岩在沉积、沉积岩在沉积、成岩过程中产生的构造，称之为原生构造。成岩过程中产生的构造，称之为原生构造。 原生构造：原生构造：主要包括层理构造、层面构主要包括层理构造、层面构造和生物遗迹等。造和生物遗迹等。 研究意义：研究意义： 1 1、可以帮助我们认识岩层形成时的古
2、、可以帮助我们认识岩层形成时的古地理环境和当时地壳运动的特征。地理环境和当时地壳运动的特征。 2 2、它是识别岩层顶底面、岩层层序的、它是识别岩层顶底面、岩层层序的标志和研究岩层变形及构造形态的重要依据。标志和研究岩层变形及构造形态的重要依据。3一、岩层、层面、层理及其识别一、岩层、层面、层理及其识别岩层：由两个平行或近乎平行的界面岩层：由两个平行或近乎平行的界面所限制的、岩性基本一致的层状岩体所限制的、岩性基本一致的层状岩体叫岩层。叫岩层。沉积岩层的沉积岩层的“层或单层层或单层”：在基本稳：在基本稳定的介质条件下沉积的一个单元，表定的介质条件下沉积的一个单元，表示最小的岩层地层单位，它由成分
3、上示最小的岩层地层单位，它由成分上基本一致的沉积物组成。基本一致的沉积物组成。4岩层的上下界面叫层面，岩层的上下界面叫层面，上层面称顶上层面称顶面，下层面称为底面。面，下层面称为底面。层理：是沉积物沉积时由于介质的流层理：是沉积物沉积时由于介质的流动在层内形成的成层构造。动在层内形成的成层构造。 层理是通过岩石成份、结构和颜色在剖层理是通过岩石成份、结构和颜色在剖面上的突变或渐变所显现出来的。面上的突变或渐变所显现出来的。 组成层理的要素有细层、层系、层系组。组成层理的要素有细层、层系、层系组。5细层（纹层）：细层（纹层）：组成组成层理的最小单位；层理的最小单位；层系：层系：由成分、结构由成分
4、、结构和产状上相同的许多和产状上相同的许多细层组成；细层组成；层系组：层系组：由两个或两由两个或两个以上的相似层系组个以上的相似层系组成的，是在同一环境成的，是在同一环境的相似水动力条件下的相似水动力条件下形成的。形成的。层理的基本类型：层理的基本类型：平行层理、波状层理平行层理、波状层理和斜层理。和斜层理。6水平层理水平层理7板板状状交交错错层层理理8楔楔状状交交错错层层理理910 羽状交错层理羽状交错层理11槽状交错层理槽状交错层理12风成交错层理风成交错层理13 层理的识别：层理的识别：沉积岩的层理主要根据成沉积岩的层理主要根据成份、结构、颜色的变化和原生层面（层间分份、结构、颜色的变化
5、和原生层面（层间分界面）特征来识别。界面）特征来识别。1.岩层成分的变化：岩层成分的变化：在成分比较单一的巨厚层在成分比较单一的巨厚层岩石中，要注意寻找成分特殊的夹层。岩石中，要注意寻找成分特殊的夹层。2.岩石结构的变化：岩石结构的变化：根据沉积原理，不同粒度根据沉积原理，不同粒度或不同形状的颗粒总是分层堆积的，从而显或不同形状的颗粒总是分层堆积的，从而显示出沉积岩层的层次性。示出沉积岩层的层次性。3.岩石颜色的变化岩石颜色的变化4.岩层的原生层面构造岩层的原生层面构造14在野外观察中，如果在一个露头上层面不在野外观察中，如果在一个露头上层面不易分清，或者分不清是层面还是其他次生易分清，或者分
6、不清是层面还是其他次生构造时，应该多观察附近的露头，加以比构造时，应该多观察附近的露头，加以比较分析较分析例例：断层一侧有一组产：断层一侧有一组产状为状为2102100 044440 0的节理发的节理发育。详细工作后发现灰育。详细工作后发现灰岩中含有代表层理的燧岩中含有代表层理的燧石结核呈断续带状分布，石结核呈断续带状分布，这才是真正的层理。这才是真正的层理。山东莱芜牛泉南断层剖面图山东莱芜牛泉南断层剖面图NE。 15二、利用沉积岩的原生构造二、利用沉积岩的原生构造确定岩层的顶底面确定岩层的顶底面（一）斜层理（一）斜层理 确定岩层顶底面的斜层理特征为确定岩层顶底面的斜层理特征为：斜层理：斜层理
7、与层系顶面呈大角度相交，与底面呈收敛变缓与层系顶面呈大角度相交，与底面呈收敛变缓而相切的关系；弧形层理凹向顶面。而相切的关系；弧形层理凹向顶面。16（二）粒级层理（二）粒级层理 特征特征：1 1、下粗上细；、下粗上细；2 2、相邻两粒级层间，、相邻两粒级层间，在粒度和成分上截然突变在粒度和成分上截然突变下层顶面常受过冲下层顶面常受过冲刷。刷。 例外例外：反粒级层理；较深变质岩中泥质岩：反粒级层理；较深变质岩中泥质岩重结晶形成粒度大的新矿物，出现与原粒级相重结晶形成粒度大的新矿物，出现与原粒级相反的现象。反的现象。17（三）波痕（三）波痕波痕有两种波痕有两种：流动波痕（不对称）：流动波痕（不对称
8、） 浪成波痕（对称）浪成波痕（对称）浪成波痕可以判别岩层顶浪成波痕可以判别岩层顶底面。底面。波峰顶印模波谷18利用波痕确定岩层的顶、底面利用波痕确定岩层的顶、底面19（四）泥裂（四）泥裂 泥裂在剖面上裂缝呈上宽下窄的泥裂在剖面上裂缝呈上宽下窄的“V”“V”字形，尖端指向老地层。字形，尖端指向老地层。20（五）雨痕、冰雹痕及其印模（五）雨痕、冰雹痕及其印模 凹坑凹坑总是分布在岩层的顶面，而总是分布在岩层的顶面，而瘤状瘤状印模印模则出现在岩层底面。则出现在岩层底面。21（六）冲刷痕迹（六）冲刷痕迹西西东东 冲刷痕迹冲刷痕迹位于岩层的顶面。在冲刷面位于岩层的顶面。在冲刷面上填充有下伏岩层的碎块或砾石
9、，往上逐上填充有下伏岩层的碎块或砾石，往上逐渐变细渐变细。22（七）古生物化石的生长和埋藏状态（七）古生物化石的生长和埋藏状态23第二节岩层的产状、厚度及出露特征第二节岩层的产状、厚度及出露特征 岩层产状：岩层产状：是指岩层层面的空间方位。是指岩层层面的空间方位。一、岩层的原始产状一、岩层的原始产状 原始倾斜：原始倾斜：在大型沉积盆地中形成的沉在大型沉积盆地中形成的沉积岩层，原始产状都是水平和近水平的，仅积岩层，原始产状都是水平和近水平的，仅在盆地边缘、岛屿、水下隆起和火山锥周围在盆地边缘、岛屿、水下隆起和火山锥周围出现一定程度的倾斜。出现一定程度的倾斜。 将岩层的原始产状理解为水平的，将岩层
10、的原始产状理解为水平的，以水以水平面为参考面是认识和分析地质构造的一个平面为参考面是认识和分析地质构造的一个基本前提。基本前提。24二、水平岩层二、水平岩层 水平岩层：水平岩层：是在同一层面上是在同一层面上各点的海拔高度各点的海拔高度基本相同的岩层。基本相同的岩层。 252627 水平岩层特征水平岩层特征 1.1.在地层未倒转的前提下，总是上新下在地层未倒转的前提下，总是上新下老，出露看剥蚀程度。老，出露看剥蚀程度。 28 2.2.露头界线与地形等高线平行或重合。露头界线与地形等高线平行或重合。 29 3.3.水平岩层的水平岩层的厚度厚度就是其顶底面的标高就是其顶底面的标高差。差。30 4.4
11、.露头宽度露头宽度在厚度不变时随地面坡度变在厚度不变时随地面坡度变化，在坡度不变时随厚度变化。化，在坡度不变时随厚度变化。31 水平岩层发生构造变动成为倾斜岩层。水平岩层发生构造变动成为倾斜岩层。倾斜岩层是最常见的构造形态，它可能是褶倾斜岩层是最常见的构造形态，它可能是褶皱一翼、断层一盘或单斜构造。皱一翼、断层一盘或单斜构造。三、倾斜岩层三、倾斜岩层火火焰焰山山的的倾倾斜斜岩岩层层32 （一）岩层产状要素的测定（一）岩层产状要素的测定 、岩层的产状要素：、岩层的产状要素：即层面的走向、倾即层面的走向、倾向和倾角。向和倾角。倾倾斜斜线线33真倾角真倾角与视倾角与视倾角的关系的关系 tan=tan
12、.cos tan=tan.cos ( (为真倾向与视倾向的夹角为真倾向与视倾向的夹角) )HO/OG=tanHO/OG=tanHO/OC=tanHO/OC=tanHO=OGtanHO=OGtanHO=OCtanHO=OCtanOG/OCtanOG/OCtan= =tantantan=tan=tan.costan.cos342.2.岩层产状要素的测定与表示方法岩层产状要素的测定与表示方法测定方法：测定方法：直接法直接法( (用罗盘测量用罗盘测量) ) 间接法间接法( (作图法、赤平投影方法作图法、赤平投影方法) )。表示方法：表示方法： 符号表示法：符号表示法：文字表示文字表示方位角表示法：方位
13、角表示法：2052050 025250 0象限角表示法：象限角表示法：N35N350 0E/25E/250 0 SESE走向走向倾向倾向倾角倾角300倾斜岩层倾斜岩层水平岩层水平岩层直立岩层直立岩层700倒转岩层倒转岩层35( (二二) )岩层厚度岩层厚度 真厚度真厚度(h)(h)：岩层顶、岩层顶、底面之间的垂直距离。底面之间的垂直距离。 视厚度视厚度(h)(h)：在不在不于岩层走向的剖面上，于岩层走向的剖面上，岩层顶底界线间的垂直岩层顶底界线间的垂直距离。距离。 铅直厚度铅直厚度(H)(H)：在铅在铅直方向测得的岩层厚度。直方向测得的岩层厚度。h=H.cosh=H.cosh=H.cosh=H
14、.cos36( (三三) )倾斜岩层的露头界线形态倾斜岩层的露头界线形态 露头界线形态决定于地层产状、地形以露头界线形态决定于地层产状、地形以及两者之间的关系。及两者之间的关系。 水平岩层水平岩层: :露头界线与地形露头界线与地形等高线平行或重合。等高线平行或重合。直立岩层直立岩层: :露头界线不受露头界线不受地形影响。地形影响。倾斜岩层倾斜岩层: :露头界线与等露头界线与等高线相交，呈高线相交，呈“”字形曲线字形曲线延伸，符合延伸，符合“”字形法则。字形法则。37 水平岩层水平岩层的露头界线与地形等的露头界线与地形等高线平行或重合高线平行或重合。38直立岩层直立岩层的的露头界线不露头界线不受
15、地形影响。受地形影响。39 . .当岩层当岩层倾向与坡向相倾向与坡向相反时：反时：地质界地质界线的弯曲方向线的弯曲方向与等高线的弯与等高线的弯曲方向相同，曲方向相同，地质界线弯曲地质界线弯曲程度小于等高程度小于等高线，简称线，简称“相相反相同反相同”。40 2.2.当岩层倾向与坡向相同，且当岩层倾向与坡向相同，且时：时：地质界线与等高线的弯曲方向相反，地质界线与等高线的弯曲方向相反，简称简称“相同相反相同相反”。4142 3.3.当岩层倾当岩层倾向与坡向相同，向与坡向相同，且且 时：时：地质界线的弯曲地质界线的弯曲方向与等高线的方向与等高线的弯曲方向相同，弯曲方向相同，但地质界线弯曲但地质界线
16、弯曲程度大于等高线，程度大于等高线，简称简称“相同相同相同相同”。43应用应用“V”“V”字形法则时应注意：字形法则时应注意： (1) (1)倾向、坡向相同且倾角等于坡角时，倾向、坡向相同且倾角等于坡角时，界线沿沟谷平行延伸，到上游变陡才出现界线沿沟谷平行延伸，到上游变陡才出现“”字形。字形。(2)(2)在中、小比例尺地形地质图上，地在中、小比例尺地形地质图上，地形影响不明显，界线形态主要受岩层走向形影响不明显，界线形态主要受岩层走向控制。控制。44( (四四) )岩层露头宽度岩层露头宽度 倾斜岩层的露头宽度决定于岩层厚度和地倾斜岩层的露头宽度决定于岩层厚度和地面坡度、坡向与岩层倾角、倾向之间
17、的关系。面坡度、坡向与岩层倾角、倾向之间的关系。 1 1、当岩层倾向与坡向相反，岩层倾角不、当岩层倾向与坡向相反，岩层倾角不变时：变时：地面坡度缓，岩层露头宽，反之则窄。地面坡度缓，岩层露头宽，反之则窄。45 2 2、当岩层面与倾斜地面直交时，露头宽度当岩层面与倾斜地面直交时，露头宽度小于岩层厚度。小于岩层厚度。 3 3、直立岩层不受地形影响，露头宽度等于直立岩层不受地形影响，露头宽度等于岩层厚度。岩层厚度。 4 4、当岩层面与地面之间的交角（指锐夹角）当岩层面与地面之间的交角（指锐夹角）由大变小，则露头宽度由窄变宽。由大变小，则露头宽度由窄变宽。t tt tt t4 43 32 24647第
18、三节地层的接触关系第三节地层的接触关系 地层的接触关系是研究地层的接触关系是研究地壳运动的发展和地壳运动的发展和地壳构造的形成历史的一个重要依据。地壳构造的形成历史的一个重要依据。一、整合与不整合一、整合与不整合 整合接触：整合接触：上下层的沉积层序没有间断，上下层的沉积层序没有间断，它们的接触关系称为整合接触。反映形成这两它们的接触关系称为整合接触。反映形成这两套地层时地壳处于持续缓慢下降，或虽有短期套地层时地壳处于持续缓慢下降，或虽有短期上升，但沉积作用从未间断，地壳运动处于相上升，但沉积作用从未间断，地壳运动处于相对平衡状态。对平衡状态。48 不整合接触：不整合接触：上、下两套地层间如果
19、上、下两套地层间如果出现了间断，缺失了一部分地层，它们的出现了间断，缺失了一部分地层，它们的接触关系称为不整合。间断的时期，代表接触关系称为不整合。间断的时期，代表了一个剥蚀期，即无沉积作用的时期或侵了一个剥蚀期，即无沉积作用的时期或侵蚀期。蚀期。 不整合面：不整合面：上、下两套地层之间的沉上、下两套地层之间的沉积间断面叫做不整合面。积间断面叫做不整合面。 不整合线：不整合线：不整合面在地面的出露线不整合面在地面的出露线叫不整合线。叫不整合线。 49二、不整合的类型二、不整合的类型 分为平行不整合与角度不整合两大类。分为平行不整合与角度不整合两大类。 ( (一一) )平行不整合：平行不整合：
20、1 1、概念：、概念：上、下两套地层的产状彼此平行，上、下两套地层的产状彼此平行，但中间缺失了一套地层，有沉积间断，它们的但中间缺失了一套地层，有沉积间断，它们的接触面（不整合面）是古侵蚀面。接触面（不整合面）是古侵蚀面。 2 2、形成过程：、形成过程：下降沉积下降沉积平缓上升，沉积平缓上升，沉积间断或遭受剥蚀间断或遭受剥蚀再下降，再沉积。再下降，再沉积。 3 3、在平面和剖面上的表现：、在平面和剖面上的表现：不整合面上下不整合面上下两套地层的界线在较大区域内都呈平行展布，两套地层的界线在较大区域内都呈平行展布，产状也基本一致，但其间缺失了部分地层。产状也基本一致，但其间缺失了部分地层。50北
21、京周口店北京周口店太平山南坡太平山南坡奥陶系奥陶系与石与石炭系接触关炭系接触关系系奥陶系奥陶系石炭系石炭系5152( (二二) )角度不整合角度不整合 1 1、概念：、概念：不整合面上、下两套地层间既不整合面上、下两套地层间既 缺失部分地层，彼此产状又不相同。上覆地层缺失部分地层，彼此产状又不相同。上覆地层底部常有底砾岩，底面常与不整合面基本平行。底部常有底砾岩，底面常与不整合面基本平行。 2 2、形成过程：、形成过程：下降，接受沉积下降，接受沉积褶皱上褶皱上升，剥蚀或沉积间断升，剥蚀或沉积间断再下降、再沉积。再下降、再沉积。 3 3、在平面和剖面上的表现：、在平面和剖面上的表现：不整合面上不
22、整合面上下地层的产状有明显差异，其间缺失部分地层，下地层的产状有明显差异，其间缺失部分地层，不整合线与下伏不同层位的地质界线相交不整合线与下伏不同层位的地质界线相交截截。535455565758 上述为两类不整合主要地质特征，而地上述为两类不整合主要地质特征，而地层不整合接触关系其形态是变化多端的，它层不整合接触关系其形态是变化多端的，它们在们在时间上时间上和和空间上空间上的分布情况也是错综复的分布情况也是错综复杂的，常表现出互相过渡。杂的，常表现出互相过渡。 空间分布：空间分布：一个一个区域不整合（地理不整区域不整合（地理不整合）合），局部可以表现为平行不整合。，局部可以表现为平行不整合。5
23、9 如：如：南京南京侏罗侏罗系象山群系象山群在在钟山钟山（紫金山）与中上（紫金山）与中上三叠统黄马青群三叠统黄马青群为为整合接触；整合接触； 在在仙鹤观仙鹤观一带一带侏罗系与下中三叠侏罗系与下中三叠统为平行不整合接统为平行不整合接触；触； 而在而在象山、栖象山、栖霞山霞山则为不整合接则为不整合接触。触。60三、不整合的观察和研究三、不整合的观察和研究（一）确定不整合的存在（一）确定不整合的存在 1 1地层古生物方面的标志：地层古生物方面的标志： 生物化石带的缺失和生物演化中出现的突生物化石带的缺失和生物演化中出现的突然中断，可能说明存在不整合。然中断，可能说明存在不整合。 2 2沉积方面的标志
24、：沉积方面的标志： （1 1）存在底砾岩层：砾石为下伏地层的）存在底砾岩层：砾石为下伏地层的岩石。岩石。 （2 2）上下地层在岩性和岩相上截然不同。）上下地层在岩性和岩相上截然不同。61如：如：华北华北南京南京海陆交互相海陆交互相C C2 2本溪组本溪组O O2 2八徒组八徒组 海相，灰岩海相，灰岩J J砾岩砾岩河流相河流相P P灰岩灰岩海相海相平行不整合平行不整合角度不整合角度不整合 (3)(3)存在不整合面：存在不整合面：保存有古风化壳、保存有古风化壳、古土壤层或与古风化壳有关的各种沉积矿古土壤层或与古风化壳有关的各种沉积矿床。如：铁、锰和铝土矿等床。如：铁、锰和铝土矿等。 C C2 2本
25、溪组本溪组O O2 2八徒组八徒组铝土矿、褐、赤铁矿铝土矿、褐、赤铁矿山西式赤铁矿山西式赤铁矿华北华北62 3 3构造方面的标志：构造方面的标志： 角度不整合面上、角度不整合面上、下两套地层构造变形下两套地层构造变形特征包括特征包括产状、构造产状、构造线方向、类型、强度线方向、类型、强度等常有不同。一般来等常有不同。一般来说，角度不整合面以说，角度不整合面以下的老地层总比上覆下的老地层总比上覆新地层受到的变形次新地层受到的变形次数多，故构造要强烈数多，故构造要强烈且复杂些。且复杂些。63 4 4、岩浆活动和变质作用方面的标志：、岩浆活动和变质作用方面的标志： 不整合面上、下两套地层及其构造是在
26、不整合面上、下两套地层及其构造是在不同时期的地壳运动中形成的。因此往往各不同时期的地壳运动中形成的。因此往往各自伴生不同时期和不同特点的岩浆活动和变自伴生不同时期和不同特点的岩浆活动和变质作用。质作用。（二）不整合的研究内容和方法：（二）不整合的研究内容和方法： 1 1、研究不整合面的形态：、研究不整合面的形态：不整合面的平不整合面的平整情况可反映该区当时大陆侵蚀程度和地貌整情况可反映该区当时大陆侵蚀程度和地貌特征。研究不整合面的形态，关键是确定不特征。研究不整合面的形态，关键是确定不整合面位置。整合面位置。64确定不整合面位置确定不整合面位置 确定不整合面位置，要注意研究以下内容：确定不整合
27、面位置，要注意研究以下内容： （1 1）靠近不整合面的下伏岩层，因风化剥靠近不整合面的下伏岩层，因风化剥蚀而碎裂，造成与上覆岩层呈过渡关系，从而蚀而碎裂，造成与上覆岩层呈过渡关系，从而使不整合面不清晰。使不整合面不清晰。 研究方法：研究方法：仔细观察、详测剖面，分析岩仔细观察、详测剖面，分析岩性、岩相特征。性、岩相特征。 （2 2）研究并排除褶皱和断裂的影响。研究并排除褶皱和断裂的影响。 研究方法：研究方法：系统测量不整合面上、下地层系统测量不整合面上、下地层产状，进行分析。产状，进行分析。65 （3 3）加强底砾岩研究：加强底砾岩研究： 研究方法：研究方法：研究砾石成分及所含化石，研究砾石成
28、分及所含化石，分析其来源；收集砾石的粒度、圆度、分选分析其来源；收集砾石的粒度、圆度、分选性和排列方向资料，以便研究该区的抬升情性和排列方向资料，以便研究该区的抬升情况及古地理特征。况及古地理特征。 2 2、研究不整合的空间分布和类型变化：、研究不整合的空间分布和类型变化： 要在广大区域内进行研究，才能搞清不要在广大区域内进行研究，才能搞清不整合类型的空间变化。整合类型的空间变化。 因为一次地壳运动影响的范围内，各地因为一次地壳运动影响的范围内，各地的强弱不同，间断时间、风化剥蚀程度不同，的强弱不同，间断时间、风化剥蚀程度不同，所以类型也不同。所以类型也不同。6667 3 3、确定不整合的形成
29、时代：、确定不整合的形成时代： 形成时代在上覆最老地层沉积之前，下伏形成时代在上覆最老地层沉积之前，下伏最新地层沉积之后。最新地层沉积之后。 注意：注意： (1)(1)穿时性穿时性：一次构造运动在不同地点发：一次构造运动在不同地点发生时间有先有后，时间有长有短；故不同阶段生时间有先有后，时间有长有短；故不同阶段影响的空间范围不同，强度也不同。影响的空间范围不同，强度也不同。 现象现象：不同地区不整合面上下相接触的地：不同地区不整合面上下相接触的地层层位不相同、上下地层变形强度、类型不同。层层位不相同、上下地层变形强度、类型不同。 (2)(2)归并现象归并现象：几个不整合在长期隆起地：几个不整合
30、在长期隆起地区归并成一个不整合。区归并成一个不整合。68 （3 3）要准确地确定不整合的下限和查明不）要准确地确定不整合的下限和查明不整合哪些地层是整合哪些地层是“缺缺”，哪些地层是，哪些地层是“失失”，是困难的。是困难的。 因此，需要根据区域地层、岩相及古地理、因此，需要根据区域地层、岩相及古地理、构造和岩浆活动等大量资料，进行综合分析，构造和岩浆活动等大量资料，进行综合分析，才能正确地认识不整合。才能正确地认识不整合。两套地两套地层层C C和和D D的角度的角度不整合不整合接触关接触关系示意系示意图图69分分析析地地质质图图思路：思路：1 1、地形特征；、地形特征；2 2、出露地层；、出露地层；3 3、地层、地层 产状；产状；4 4、接触关系；、接触关系；4 4、构造面貌；、构造面貌； 5 5、不整合形成时期。、不整合形成时期。70
