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1、第十章第十章表生构造及撞击构造学学习内容内容一、一、 表生构造表生构造 1.表生构造的特点表生构造的特点 2.常见的表生构造常见的表生构造二、二、 撞击构造撞击构造 1.撞击作用撞击作用 2.撞击构造的基本地质特征撞击构造的基本地质特征 3.撞击构造研究意义撞击构造研究意义第一节第一节表生构造 一、表生构造的特点一、表生构造的特点 1.定义：定义：表生构造表生构造(非构造变动非构造变动)，是指是指并并非由构造运动非由构造运动直接形成的各种构，造，其发直接形成的各种构，造，其发育仅局限于地壳的最表层，所以称为表生构育仅局限于地壳的最表层，所以称为表生构造。造。 表生构造的表生构造的规模一般不大，
2、规模一般不大，常局限于某常局限于某一地段；其发育深度较浅，仅局限于一地段；其发育深度较浅，仅局限于地壳最地壳最表层表层，一般深度仅几米或几十米；大多数表，一般深度仅几米或几十米；大多数表生构造是在生构造是在常温常压常温常压下形成的，很少伴有变下形成的，很少伴有变质作用和热液活动；质作用和热液活动； 表生构造与由构造运动形成的构造在表生构造与由构造运动形成的构造在空间组合上具有极大的空间组合上具有极大的不协调性不协调性，无法用，无法用统一的应力作用方式进行解释。统一的应力作用方式进行解释。 表生构表生构造的基本形式是岩层或沉积物的造的基本形式是岩层或沉积物的弯褶和破弯褶和破裂裂，其，其形态常较简
3、单形态常较简单，但也有较复杂的。，但也有较复杂的。表生构造常掩盖某些真正的构造面貌，因表生构造常掩盖某些真正的构造面貌，因而正确地识别表生构造，并把它与真正的而正确地识别表生构造，并把它与真正的构造变形区别开，对地质制图、区域构造构造变形区别开，对地质制图、区域构造研究、水文工程地质条件的分析、地震地研究、水文工程地质条件的分析、地震地质调查以及矿床勘探与开采等都具有重要质调查以及矿床勘探与开采等都具有重要的实际意义。的实际意义。二、常见的表生构造二、常见的表生构造 各种各样的表生构造其形成作用也是很不同各种各样的表生构造其形成作用也是很不同的，主要包括重力作用、差异压实作用、震动的，主要包括
4、重力作用、差异压实作用、震动与扰动作用、溶解与吸水作用、冰川作用等。与扰动作用、溶解与吸水作用、冰川作用等。1.重力作用形成的表生构造重力作用形成的表生构造 这种构造是地表岩石这种构造是地表岩石(或地层或地层)在在重力重力的作的作用下形成的，重力作用形成的用下形成的，重力作用形成的典型典型表生构造表生构造有有蠕动构造蠕动构造、卷曲构造和滑坡构造卷曲构造和滑坡构造等。等。1）蠕动构造）蠕动构造 蠕动构造是常见的表生构造之一蠕动构造是常见的表生构造之一。 在山坡上，由于残积物和坡积物在重力作用在山坡上，由于残积物和坡积物在重力作用下长期缓慢地向下蠕动，使基岩发生蠕变，从下长期缓慢地向下蠕动，使基岩
5、发生蠕变，从而使其产状发生膝状弯曲甚至形成平卧式褶皱。而使其产状发生膝状弯曲甚至形成平卧式褶皱。这种构造现象在软弱岩层中这种构造现象在软弱岩层中(如页岩、泥灰岩、如页岩、泥灰岩、千枚岩、片岩等千枚岩、片岩等)是常见的。然而，它的影响深是常见的。然而，它的影响深度很有限，一般只有几米深。度很有限，一般只有几米深。2）卷曲构造）卷曲构造 卷曲构造是指复杂多变的小型弯曲。由于它的卷曲构造是指复杂多变的小型弯曲。由于它的形态以塑性弯曲形变为主，所以也称同生变形小褶形态以塑性弯曲形变为主，所以也称同生变形小褶皱。皱。 虽然很多卷曲构造并非重力作虽然很多卷曲构造并非重力作用的结果，但用的结果，但是不可否认
6、，在表层重力作用下的塑性流动确实形是不可否认，在表层重力作用下的塑性流动确实形成了许多复杂的小型弯曲。卷曲构造往往出现在某成了许多复杂的小型弯曲。卷曲构造往往出现在某些特定的层位中，形成复杂的变形层，称之为卷曲些特定的层位中，形成复杂的变形层，称之为卷曲纹层。纹层。 这种褶皱常发育于某一岩层或某一套地层中，属这种褶皱常发育于某一岩层或某一套地层中，属典型的层内褶皱。它与上、下相邻层成明显的不协典型的层内褶皱。它与上、下相邻层成明显的不协调关系，褶皱向上或向下扩展的方式是调关系，褶皱向上或向下扩展的方式是没有规律和没有规律和难以预测的难以预测的，有时可造成岩层厚度的急剧变化。，有时可造成岩层厚度
7、的急剧变化。3 ）地面滑坡）地面滑坡 岩块会失去平衡，在重力作用下沿着岩体岩块会失去平衡，在重力作用下沿着岩体内部一个或几个滑动面整体向下滑动，这种内部一个或几个滑动面整体向下滑动，这种现象称为现象称为滑坡。滑坡。 滑坡规模大小不一，一般宽度达几十米至滑坡规模大小不一，一般宽度达几十米至几百米。滑动面一般沿节理面、断层面或某几百米。滑动面一般沿节理面、断层面或某些软弱面发育而成，它们无论在乎面上或剖些软弱面发育而成，它们无论在乎面上或剖面上多呈弧形。依据滑动面两侧岩块相对运面上多呈弧形。依据滑动面两侧岩块相对运动的几何关系，动的几何关系，“正断层正断层”性质。其性质。其实质实质属属重力作用下的
8、剪切滑动重力作用下的剪切滑动。 2.差异压实作用形成的表生构造差异压实作用形成的表生构造 压实作用是由沉积物的压实作用是由沉积物的埋藏加载埋藏加载引起的一种引起的一种变形效应变形效应，是对，是对垂直力垂直力的的一种一种自然适应自然适应。 这就像把一块砖放在湿的海绵上，这就像把一块砖放在湿的海绵上，水被挤出，孔隙减小，密度增大而厚水被挤出，孔隙减小，密度增大而厚度变薄。度变薄。 沉积物沉积物粒度不同粒度不同以及沉积物的以及沉积物的组分不组分不同同，其压实，其压实应变应变自然自然也不同也不同，这种压实作，这种压实作用的差异也就是差异压实作用。用的差异也就是差异压实作用。 简单压实作用只产生体应变，
9、使沉积简单压实作用只产生体应变，使沉积层厚度变薄，体积减小。层厚度变薄，体积减小。 差异性压实作用产生的构造主要有：差异性压实作用产生的构造主要有： 上薄褶皱、顶薄褶皱、鱼尾构造、缩上薄褶皱、顶薄褶皱、鱼尾构造、缩-胀构造及断裂构造。胀构造及断裂构造。1）上薄褶皱）上薄褶皱(压实褶皱压实褶皱) 这种褶皱不同于顶薄褶皱，它是由于这种褶皱不同于顶薄褶皱，它是由于松软沉松软沉积物积物之下之下有埋藏的残丘、潜山、暗礁或较难压有埋藏的残丘、潜山、暗礁或较难压实的砂岩透镜体，实的砂岩透镜体，在成岩压实过程中，由于残在成岩压实过程中，由于残丘等之上的松软沉积物厚度小，而在盆地里松丘等之上的松软沉积物厚度小，
10、而在盆地里松软沉积物厚度大，因而表现出差异压实现象。软沉积物厚度大，因而表现出差异压实现象。 在盆地里的沉积物压实量要比残丘之上的沉在盆地里的沉积物压实量要比残丘之上的沉积物压实量大得多，这样就造成岩层在残丘边积物压实量大得多，这样就造成岩层在残丘边缘下弯，形成上薄褶皱。在石油地质上，研究缘下弯，形成上薄褶皱。在石油地质上，研究上薄褶皱具有很大的实际意义，潜山或残丘的上薄褶皱具有很大的实际意义，潜山或残丘的顶部常常是石油及天然气的赋存场所。顶部常常是石油及天然气的赋存场所。2）鱼尾状构造）鱼尾状构造 鱼尾状构造是两种岩石过渡带上交互穿插的鱼尾状构造是两种岩石过渡带上交互穿插的构造，常见于煤系地
11、层中。构造，常见于煤系地层中。 在沼泽中形成的泥在沼泽中形成的泥煤常常包含一些砂质的河流沉积或沼泽边缘沉积，煤常常包含一些砂质的河流沉积或沼泽边缘沉积，在压实过程中，泥煤会被多层沙质沉积分隔；一在压实过程中，泥煤会被多层沙质沉积分隔；一个厚的煤层被横向分成许多薄层，形成鱼尾状构个厚的煤层被横向分成许多薄层，形成鱼尾状构造。造。第二节第二节撞击构造 撞击构造是由外来的陨石对地壳撞击而形撞击构造是由外来的陨石对地壳撞击而形成的一种圆形或卵形构造凹地，也称其为陨石成的一种圆形或卵形构造凹地，也称其为陨石坑坑(陨击坑陨击坑)构造或构造或星疤构造星疤构造。1.撞击作用撞击作用 陨石以每秒几十公里陨石以每
12、秒几十公里的陨落速度与地球表面相的陨落速度与地球表面相撞击，使陨石体和撞击点撞击，使陨石体和撞击点的岩石的岩石(靶岩靶岩)瞬间获得几瞬间获得几百亿乃至几千亿帕斯卡的百亿乃至几千亿帕斯卡的冲击压力，从而使它们受冲击压力，从而使它们受到超密压缩。一旦冲击波到超密压缩。一旦冲击波前脱离撞击界面，将在陨前脱离撞击界面，将在陨石石体背面及靶岩表面形成释体背面及靶岩表面形成释放波，引起陨石体迅速气放波，引起陨石体迅速气化、膨胀而发生爆炸。化、膨胀而发生爆炸。陨石体背面及靶岩表面形成释放波，引起陨陨石体背面及靶岩表面形成释放波，引起陨石体迅速气化、膨胀而发生爆炸。石体迅速气化、膨胀而发生爆炸。二、撞击构造的
13、基本地质特征二、撞击构造的基本地质特征 撞击构造有它自己独特的特征，这些特撞击构造有它自己独特的特征，这些特征是我们鉴别是否属于撞击构造的重要标志。征是我们鉴别是否属于撞击构造的重要标志。 1.形状和规模形状和规模 大多数撞击构造具有圆形的外观，一大多数撞击构造具有圆形的外观，一般中间较低凹，周围般中间较低凹，周围常有环状的堤埂甚至有常有环状的堤埂甚至有环形山环形山。有些圆。有些圆形外观的陨石坑，中心尚有形外观的陨石坑，中心尚有中央隆起中央隆起，经长期剥蚀形成中央高四周低的地貌特经长期剥蚀形成中央高四周低的地貌特征。我国吉林上河湾陨石坑的周围有一征。我国吉林上河湾陨石坑的周围有一个个环形水系环
14、形水系。也有些陨石坑具有多层的。也有些陨石坑具有多层的同心环状构造。同心环状构造。环形山环形山2.岩石学、矿物学和地球化学的某些特征岩石学、矿物学和地球化学的某些特征 作为瞬时的突变性的撞击构造，无论在岩作为瞬时的突变性的撞击构造，无论在岩石学上、矿物学上以及某些元素的地球化学石学上、矿物学上以及某些元素的地球化学性质上都留下了深刻的记录。这些记录可以性质上都留下了深刻的记录。这些记录可以作为我们鉴别撞击构造的重要标志。作为我们鉴别撞击构造的重要标志。 岩石学方面的突出标志是具有岩石学方面的突出标志是具有撞击熔撞击熔岩、撞击玻璃和撞击角砾岩。岩、撞击玻璃和撞击角砾岩。1）撞击熔岩）撞击熔岩 撞
15、击熔岩是由于陨石撞击产生的高压撞击熔岩是由于陨石撞击产生的高压高温使被撞击岩石熔化而成的熔融岩石。高温使被撞击岩石熔化而成的熔融岩石。 这些熔岩常呈假斑状结构，有的斑晶这些熔岩常呈假斑状结构，有的斑晶为一个带有显微页理的石英颗粒，颗粒常为一个带有显微页理的石英颗粒，颗粒常被熔融成港湾状，斑晶外围多由辉石、碱被熔融成港湾状，斑晶外围多由辉石、碱性长石及石英、白云母组成的边所环绕。性长石及石英、白云母组成的边所环绕。撞击熔岩的成分和结构常与撞击熔岩的成分和结构常与靶区原岩靶区原岩成分成分有很大关系，因此各地撞击熔岩是不能完有很大关系，因此各地撞击熔岩是不能完全进行类比的。全进行类比的。2）撞击玻璃
16、）撞击玻璃 撞击玻璃是当陨石爆炸而被喷射出撞击玻璃是当陨石爆炸而被喷射出的熔融物质在空气中急速冷却而形成球的熔融物质在空气中急速冷却而形成球粒状、纺锤状、粒状、纺锤状、哑铃状等各种形状的哑铃状等各种形状的撞击玻璃。在月球上，撞击玻璃极为常撞击玻璃。在月球上，撞击玻璃极为常见。见。3） 撞击角砾岩撞击角砾岩 撞击角砾岩是由撞击玻璃、气泡以及撞击角砾岩是由撞击玻璃、气泡以及撞击产生的岩石碎块胶结在一起而形成撞击产生的岩石碎块胶结在一起而形成的一种岩石。的一种岩石。 3.撞击的构造标志撞击的构造标志 撞击的构造标志主要包括撞击的构造标志主要包括震裂锥、放射状及震裂锥、放射状及环状断裂环状断裂及各种矿
17、物中的撞击微页理及膝折等。及各种矿物中的撞击微页理及膝折等。 震裂锥震裂锥是陨石坑中的一种特殊的小型构造，是陨石坑中的一种特殊的小型构造，它被普遍认为是来自上方的一种撞击效应。它它被普遍认为是来自上方的一种撞击效应。它的形成如同石头打在玻璃上形成的锥体那样，的形成如同石头打在玻璃上形成的锥体那样，其锥顶对着陨石撞击方向，锥母线呈放射状，其锥顶对着陨石撞击方向，锥母线呈放射状，是高应变率剪应力作用的产物。是高应变率剪应力作用的产物。 撞击作用也产生不同规模和级别的破裂撞击作用也产生不同规模和级别的破裂构造，大者可以是构造，大者可以是断层断层，小者是，小者是节理节理，并，并可见显微页理。断层、节理
18、等这些破裂构可见显微页理。断层、节理等这些破裂构造尽管很复杂，但却具有明显的空间组合造尽管很复杂，但却具有明显的空间组合规律，以陨石坑为中心呈环状或放射状分规律，以陨石坑为中心呈环状或放射状分布。布。 三、撞击构造研究意义三、撞击构造研究意义 撞击构造的研究不仅具有地质理论撞击构造的研究不仅具有地质理论方面的意义，而且具有重要的实践意义。方面的意义，而且具有重要的实践意义。 撞击构造的研究可望提供原始星球物质的撞击构造的研究可望提供原始星球物质的最初分异及陆壳成因方面的信息。这些撞最初分异及陆壳成因方面的信息。这些撞击记录至今还较完好地保击记录至今还较完好地保 存于月球、水存于月球、水星、火星
19、等星球上。特拉星、火星等星球上。特拉(P佛里佛里(HFrey) 认为认为4Ga前原始地球表面一半以上前原始地球表面一半以上变成了撞击盆地。变成了撞击盆地。 近年采，大量的古生物、地层及岩石学近年采，大量的古生物、地层及岩石学方面的资料研究表明，在地质历史上，古方面的资料研究表明，在地质历史上，古生物曾生物曾 发生过多次全球性的突然灭绝事件，发生过多次全球性的突然灭绝事件，例如在许多地方白垩系与第三系的界面上，例如在许多地方白垩系与第三系的界面上，不仅表明有不仅表明有 大量生物的灭绝，而且有铱的大量生物的灭绝，而且有铱的异常，而铱的异常是与陨石等天体对地球异常，而铱的异常是与陨石等天体对地球的撞
20、的撞 击作用有关。击作用有关。 越来越多的事例揭示出撞击构造研究的越来越多的事例揭示出撞击构造研究的实际意义。加拿大著名的萨德伯利镍矿床，实际意义。加拿大著名的萨德伯利镍矿床，很很 久以来就被认为是陨石撞击成因的，该久以来就被认为是陨石撞击成因的，该陨石坑面积达陨石坑面积达1800km2，镍矿位于陨石坑构镍矿位于陨石坑构造的边造的边 缘缘. 目前，原苏联、美国的某些特殊目前，原苏联、美国的某些特殊 的含油的含油构造，也被认为是撞击型含油构造。上述构造，也被认为是撞击型含油构造。上述的研究情况表明撞击构造对地球矿产形成的研究情况表明撞击构造对地球矿产形成 可能具有重要意义。可能具有重要意义。再见再见
