构造作用与地质构造

构造运动与地质构造构造运动与地质构造构造运动的概念及类型一、构造运动概念 原又称为地壳运动，是指地球内力所引起的岩石圈的变形、变位以及洋底的增生和消亡的地质作用 构造运动的基本特征 （一）构造运动具有方向性 构造运动包括水平运动和垂直运动两种。水平运动和垂直运动是岩石圈空间变形的两个分量，它们总是相伴而生。水平运动水平运动 是地壳或岩石圈块体沿水平方向的移动。是地壳或岩石圈块体沿水平方向的移动。表现为地质体的表现为地质体的相互分离相互分离、会聚会聚或或平移错动平移错动，造成岩层的褶皱，造成岩层的褶皱与断裂，在岩石圈的软弱层中则可形成巨大的褶皱山系。与断裂，在岩石圈的软弱层中则可形成巨大的褶皱山系。常把产生大规模、强烈的岩石变形常把产生大规模、强烈的岩石变形(褶皱与断裂等褶皱与断裂等)并与山系形并与山系形成紧密相关的水平运动，称为成紧密相关的水平运动，称为造山运动造山运动.挤压挤压扩张扩张剪切剪切 垂直运动 是指相邻块体或同一块体的不同部分做差异性上升或下降。一般表现为大面积的上升和下降运动，形成大型的隆起和拗陷，引起海侵和海退。造成地表地势高差的改变，引起海陆变迁，上升可成陆，下降成海等。传统上称为造陆运动。岩石的变形和地质构造n组成地壳的岩层和岩石，在地壳运动动力的作用下，发生变形、变位的行迹叫地质构造。n地质构造在层状岩石中表现最为明显，研究得也最清楚。故主要讲述岩层中的地质构造。n地质构造的基本类型有：水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造等。沉积岩层形沉积岩层形成时的原始产出成时的原始产出状态状态(即产状即产状)多多数是水平或近于数是水平或近于水平。如果经受水平。如果经受地壳运动（垂直地壳运动（垂直抬升）的影响，抬升）的影响，改变了原始形成改变了原始形成时的位置，但仍时的位置，但仍保持水平产状的保持水平产状的一套水平岩层组一套水平岩层组成的构造，称为成的构造，称为水平构造水平构造。一、水平构造一、水平构造 水平岩层的主要特征：水平岩层的主要特征：1.岩层界线与等高线平行或重合岩层界线与等高线平行或重合2.老岩层在下老岩层在下(谷底），新岩层在上（山顶）谷底），新岩层在上（山顶）3.岩层顶、底之间的高差为岩层的厚度岩层顶、底之间的高差为岩层的厚度4.出露宽度是顶、底面露头线的水平距离，取决于岩层厚度、出露宽度是顶、底面露头线的水平距离，取决于岩层厚度、地面坡度地面坡度二、倾斜构造 岩层受构岩层受构造运动的影响，造运动的影响，不仅改变了岩不仅改变了岩层形成时的位层形成时的位置，而且改变置，而且改变了原有的水平了原有的水平状态，使岩层状态，使岩层面与水平面具面与水平面具有一定的交角，有一定的交角，便形成了倾斜便形成了倾斜岩层。倾斜岩岩层。倾斜岩层常常是组成层常常是组成其它构造其它构造(如褶如褶皱和断裂等皱和断裂等)的的一部分。一部分。对对倾斜岩层产状的观测（空间的产出状态）倾斜岩层产状的观测（空间的产出状态），是研究，是研究其它构造的基础。其它构造的基础。产状常用岩层的产状常用岩层的走向、倾向、倾角走向、倾向、倾角来确定，这三者称为来确定，这三者称为产状要素。产状要素。在野外产状要素直接用地质罗盘进行测量。在野外产状要素直接用地质罗盘进行测量。产产状状要要素素走向走向岩层面与水平面的交线，称走向线走向线两端所指岩层面与水平面的交线，称走向线走向线两端所指 的方向称走向的方向称走向 倾向倾向垂直于走向线沿层面向下所引的直线，称倾斜线。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，称为倾向其在水平面上的投影线所指方向，称为倾向 倾角倾角倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角 水平面水平面abcde ab-走向线走向线 ce-倾斜线倾斜线 cd-倾向倾向 -倾角倾角岩层的产状要素和测量方法岩层的产状要素和测量方法 走向、倾向一般用地理方位角表示（走向、倾向一般用地理方位角表示（0-360）倾角是岩层面与水平面之间所夹最大锐角，倾角值为倾角是岩层面与水平面之间所夹最大锐角，倾角值为0-90三、褶皱构造 褶皱褶皱是岩层受力变形产生的一系列连续的是岩层受力变形产生的一系列连续的弯曲弯曲。褶皱形态多样，规模大小不一，大者延续几十、几百公里，褶皱形态多样，规模大小不一，大者延续几十、几百公里，小者在显微镜下可见小者在显微镜下可见。褶皱的形成过程褶皱的形成过程褶曲形成过程褶曲形成过程 褶皱的类型褶皱的类型背斜背斜指岩层向上拱弯，形成中心部位岩层的时指岩层向上拱弯，形成中心部位岩层的时 代老，外侧岩层时代新的褶皱。代老，外侧岩层时代新的褶皱。向斜向斜指岩层向下凹曲，形成中心部位岩层的时指岩层向下凹曲，形成中心部位岩层的时 代新，外侧岩层时代老的褶皱。代新，外侧岩层时代老的褶皱。背斜背斜背斜背斜向斜向斜向斜向斜褶褶皱皱（美美国国加加利利福福尼尼亚亚）背斜背斜 向斜向斜 向斜成山和背斜成谷示意图向斜成山和背斜成谷示意图 褶皱要素 1.核部指褶皱的中央部分。2.翼部指褶皱两侧的岩层。3.轴面是平分褶皱为两部分的理想面。轴面可以是直立的、倾斜的和水平的。轴面与水平面的交线叫轴线.4.枢纽是轴面与同一层岩层的交线。枢纽在垂直面上看可以是水平的，也可以是波状起伏的。如果从水平面上看，它可以是一条直线，也可以是一条曲线。它表示褶皱的延伸状态，也表示褶皱的倾伏情况。轴面轴面轴线轴线核核翼翼翼翼枢纽在空间上的产出状态枢纽水平枢纽水平枢纽倾斜枢纽倾斜枢纽水平枢纽倾斜 1 1.根据轴面产状分类根据轴面产状分类 直立褶皱直立褶皱 褶皱轴面直立，褶皱轴面直立，两翼倾向相反两翼倾向相反，倾角相等，又叫，倾角相等，又叫对称褶皱。对称褶皱。倾斜褶皱倾斜褶皱 褶皱轴面倾斜，褶皱轴面倾斜，两翼倾向相反两翼倾向相反，倾角不等。，倾角不等。倒转褶皱倒转褶皱 褶皱轴面倾斜，褶皱轴面倾斜，两翼倾向相同两翼倾向相同，一翼正常，一翼，一翼正常，一翼倒转。倒转。平卧褶皱平卧褶皱 褶皱轴面水平，一翼正常，一翼倒转。褶皱轴面水平，一翼正常，一翼倒转。褶皱的类型褶皱的类型直立褶皱直立褶皱斜歪褶皱斜歪褶皱倒转褶皱倒转褶皱平卧褶皱平卧褶皱第三系砂岩中的直立水平褶皱第三系砂岩中的直立水平褶皱(新疆库车河新疆库车河)大理岩中的倒转褶皱大理岩中的倒转褶皱大理岩中的倒转褶皱大理岩中的倒转褶皱(中巴公路奥依塔格中巴公路奥依塔格中巴公路奥依塔格中巴公路奥依塔格)平卧褶皱平卧褶皱-江西井岗山江西井岗山平平卧卧褶褶皱皱（纳纳米米比比亚亚）斜歪水平褶皱斜歪水平褶皱斜歪水平褶皱斜歪水平褶皱(安徽泗县安徽泗县安徽泗县安徽泗县)大型平卧褶皱大型平卧褶皱大型平卧褶皱大型平卧褶皱(中巴公路盖孜检查站中巴公路盖孜检查站中巴公路盖孜检查站中巴公路盖孜检查站)根据枢纽产状分类n水平褶皱 褶皱枢纽水平，褶皱核部宽度不变，褶皱两翼岩层的露头线平行延伸。n倾伏褶皱 褶皱枢纽倾斜，两翼岩层延伸不远就逐渐靠近而连接起来（封闭起来）。n波状褶皱 褶皱枢纽呈起伏状，在地面露头上表现为核部忽宽忽窄。n如果背斜褶皱和向斜褶皱是短轴的，宽度与长度之比在1：3内，则叫穹隆构造和构造盆地。倾伏褶皱倾伏褶皱(北美北美)向斜的扬起端向斜的扬起端(新疆库车河新疆库车河)褶皱按翼间角分类褶皱按翼间角分类平缓褶皱平缓褶皱：翼间角翼间角120开阔褶皱开阔褶皱：翼间角翼间角120-70中常（闭合）褶皱中常（闭合）褶皱：翼间角翼间角70-30紧闭褶皱紧闭褶皱：翼间角翼间角30平缓褶皱平缓褶皱开阔褶皱开阔褶皱中常褶皱中常褶皱紧闭褶皱紧闭褶皱 按转折端形态分类按转折端形态分类:圆弧褶皱：圆弧褶皱：转折端圆弧形弯曲转折端圆弧形弯曲尖棱褶皱：尖棱褶皱：转折端呈尖棱状转折端呈尖棱状箱状褶皱：箱状褶皱：两翼陡，且平直两翼陡，且平直扇状褶皱：扇状褶皱：褶皱面弯曲呈扇形褶皱面弯曲呈扇形 两翼均倒转两翼均倒转圆弧褶皱圆弧褶皱尖棱褶皱尖棱褶皱箱状褶皱箱状褶皱扇状褶皱扇状褶皱圆弧褶皱圆弧褶皱(新疆库车河新疆库车河)尖棱褶皱尖棱褶皱(新疆塔什库尔干新疆塔什库尔干)大型箱状褶皱（新疆库车克孜纳努尔）大型箱状褶皱（新疆库车克孜纳努尔）翼部翼部翼部翼部核部核部按褶曲的组合形态分有：复背斜与复向斜扇形复背斜扇形复背斜倒扇形复背斜倒扇形复背斜（四）褶皱形成（弯曲）的方式弯滑作用弯滑作用剪切作用剪切作用柔流作用柔流作用 物体受力发生变形这是一般性常识。当变形超过岩石的强度极限时，就会发生断裂。但是断裂的规模（深度、形态、错动大小）不等，差别很大。我们根据这些差别把断裂分为节理和断层两类。断裂构造断裂构造JOINTFAULT 节理节理 岩层受力后没有发生显著位移的裂隙，节理的两壁叫节理面。岩层受力后没有发生显著位移的裂隙，节理的两壁叫节理面。节理规模大小不一。节理规模大小不一。节理在岩石中常成群出现，有时几组节理将岩石切割成块状。节理在岩石中常成群出现，有时几组节理将岩石切割成块状。节理可以是平整的，也可以是不平整的。其产状可以是直立的、节理可以是平整的，也可以是不平整的。其产状可以是直立的、倾斜的和水平的。常见的节理有倾斜的和水平的。常见的节理有张节理张节理（tension joint）和和剪节剪节理理（shear joint）两种。两种。张节理张节理 是在张应力作用下而产生的节理，张节理面一般不平直，裂面较粗糙，裂缝是在张应力作用下而产生的节理，张节理面一般不平直，裂面较粗糙，裂缝较宽，常被岩石或矿物脉充填。较宽，常被岩石或矿物脉充填。特征：短、小、粗糙不平，延伸不远，豆荚状、树枝状。特征：短、小、粗糙不平，延伸不远，豆荚状、树枝状。2.剪节理剪节理 是受剪应力作用而产生的节理。它是在挤压与伸张两个方向是受剪应力作用而产生的节理。它是在挤压与伸张两个方向之间出现的一对相交节理，外形成之间出现的一对相交节理，外形成“X”型，故叫型，故叫X节理。节理。特征：特征：长、大、平直光滑，延伸稳定，常常呈长、大、平直光滑，延伸稳定，常常呈“X”型型。n岩层受力后沿破裂面两侧的岩块发生显著的位移，使岩层失去连续性和完整性，就叫断层。n断层规模不等，小者在手标本上可见，大者可以切穿岩石圈，叫深大断裂。n断层形成原因很多，外力作用也可以形成。而我们讲的是构造运动产生的断层。（二）（二）断层（断层（fault）断层要素 一条断层总要由几个部分组成，这些组成部分，就是断层要素。其中最重要的要素是断层面和断盘。1.下盘下盘 2.上盘上盘 3.断层面断层面 断盘n指断层面两侧的断块。当断层面倾斜时，断盘就有上下之分。在上面的叫上盘，下面的叫下盘。断层面两侧断盘相对位移的距离，叫断距。断距又有水平断距、垂直断距和倾斜断距等。断层的一般分类 断层的分类方法较多，但按形态分类仍然是研究断层断层的分类方法较多，但按形态分类仍然是研究断层的基础。的基础。根据断层两盘相对运动的方向分为根据断层两盘相对运动的方向分为正断层、逆断层正断层、逆断层及平移断层。及平移断层。上盘下降（1）正断层）正断层 指上盘下降，下盘相对上升。断层面倾角一般在指上盘下降，下盘相对上升。断层面倾角一般在45以上。这种断层多以上。这种断层多为张力或重力作用形成。为张力或重力作用形成。上盘上升（2）逆断层）逆断层 指上盘上升，下盘相对下降的断层指上盘上升，下盘相对下降的断层。这类这类断层主要由水平挤压而形成。断层主要由水平挤压而形成。水平错动（3）平移断层）平移断层 两盘沿断层面走向方向作水平运动的断层。一般这种断层的断层面较两盘沿断层面走向方向作水平运动的断层。一般这种断层的断层面较陡，是由水平剪切力形成。陡，是由水平剪切力形成。n实际上，我们在野外见到的断层，并非单纯的上下移动和水平移动，严格的说，是上下移动和水平移动兼而有之的斜向滑动形式。斜向运动斜向运动1逆平移断层逆平移断层上盘斜向上升上盘斜向上升斜向运动斜向运动2正平移断层正平移断层上盘斜向下降上盘斜向下降确定断层两盘相对运动方向的方法:1.两盘地层的新老关系 2.根据牵引褶皱 3.擦痕和阶步 4.羽状张节理 5.断层角砾 6.根据标志层的错动地层的重复与缺失 牵引褶皱 断层角砾 n构造线和地质体的不连续 断层面擦痕和阶步断层面擦痕和阶步断层崖断层崖Section VII