7.构造运动和构造变动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7.构造运动和构造变动,构造运动内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的作用。,绝大多数教材中：,构造运动,地壳运动,。,根据构造运动发生时间，分为两类：,一类是,（老）构造运动；,一类是,新构造运动,。,一般认为，,晚第三纪,和,第四纪,的构造运动称为,新构造运动,；此前的构造运动称为,（老）构造运动,。,人类历史时期所发生的和正在发生的构造运动，称为,现代构造运动,。为新构造运动的一部分。,构造变动由构造运动引起岩石的,永久变形,。,褶皱变动,和,断裂变动,。,1,老构造运动和新构造运动比较,古,今,晚第三纪,第四纪,早第三纪,（老）构造运动,新构造运动,2,7.1 构造运动的基本特征,7.1.1 构造运动的方向,水平运动 垂直运动,3,7.1.1.1 水平运动,水平运动地壳或岩石圈物质大致沿,地表切线,方向的运动，也称造山运动。,表现：,岩石水平方向的,挤压,和,拉张,，岩层褶皱和断裂，形成,褶皱山系,和,地堑,、,裂谷,等。,现代水平运动的例证：,1970年云南通海地震，一条断裂，长60km，,水平位移量达2.2m,。,1976年7月28日唐山地震，,水平位移达1m多,。,4,现代水平运动的实例,5,全球主要岩石圈板块的相对运动(F.普雷斯等,1982),6,圣安德烈斯断层的水平运动（,5cm/a,）,7,1989年旧金山附近地震地裂缝,8,水平运动的卫星监测,一般来说，地壳岩石的水平运动，要通过精密的测量才能被揭示。,法国国家空间研究中心，通过卫星所做的观测，1995年宣布北美大陆和非洲正在以,2cm/a1cm/a的,速度向背离欧洲的方向漂移。,1996中国的叶叔华宣布,上海,地区相对于欧洲稳定地区每年,向东运动约78mm,。,9,7.1.1.2 垂直运动,垂直运动地壳或岩石圈物质沿地球半径方向的运动，也叫,升降运动,或,造陆运动,。,表现为大规模的缓慢的上升或下降，形成规模不等的,隆起,或,拗陷,，引起,海侵,、,海退,，导致,海陆变化,。,现代垂直运动速度一般为每年,几个毫米,到,几个厘米,。,喜山北坡地区，每年上升,3.312.7mm,。有时在,地震中,，断层瞬息间可,产生较大的垂直位移,，如,1957,年蒙古博各多断层，一次活动垂直位移达,300cm,。,10,某些陆地沉降速率（A.Goudie，1995）,11,垂直运动,意大利那不勒斯湾塞拉比斯古庙，建于公元前的古罗马时代。古庙的废墟中个三根石柱，高12米。从底向上的3.6米石柱表面光滑无痕；再向上2.7米则被虫蛀出许多梨状小孔，有海水浸没的痕迹；其上的石柱仍完好如初。古庙显然是建在陆地上的，曾有一段时间因地表下沉，石柱没入海内6.3米（下部的3.6米因被海底泥沙或火山灰掩埋而未受虫蛀）。18世纪时石柱重又升出海面。现在又在下降（可能从19世纪开始），故石柱的基部已浸没在水中了。,12,7.1.1.3 水平运动和垂直运动的关系,自然界的这,两种运动,往往,相伴而生,。,在自然界，构造运动的方向不一定是单纯的水平或垂直方向。如断层两侧岩层斜着相对滑动，其中既有,水平位移分量,，也有,垂直位移分量,。,水平运动必然引起垂直运动，垂直运动也会引起水平运动。如岩层因挤压而,褶皱,，有些地方,隆起,，有些地方,凹陷,；岩层因拉张而,断裂,，同样也有些地方,上升,，有些地方,陷落,。,在地球发展历史中，构造运动是以水平运动为主，还是以垂直运动为主，,曾经有过很大争论,。当今，大多数人认为应以,水平运动为主,。,13,固定论与活动论,固定论,认为大陆自形成以来，其基底,位置固定不变,。也称,大陆固定论,或,大洋永恒论,。,活动论,认为在地球历史演变过程中，大陆在地球表面的位置曾发生过,显著的水平移动,。,大陆漂移说之前,，固定论（垂直运动）者占多数。,漂移说之后,，活动论（水平运动）者占多数。,14,7.1.2 构造运动的特点,空间上,:任何区域都发生着地壳的运动。,上升 下降 挤压 拉伸,时间上,：从古到今，地壳运动从未停止过。,地壳运动在矛盾中,运动,、,发展,、,变化,。,1.构造运动的永恒性,15,2.构造运动速度快慢不一,同一地区不同时期,如喜马拉雅山地区，开始时以每年平均约0.5毫米的速度从海底缓慢上升，以后上升,速度加快,。,同一时期不同地区,如北美东部现代升降运动速度平均每年约0.3-0.5厘米，而西部山区则平均每年约11.5 厘米。,一般情况下，地壳运动以,缓慢,的方式进行，位移量短时间内不易察觉，长期的积累才能观察到。,16,3.构造运动幅度,大小,不同,运动,方向长期不变，则运动幅度就大,（升降运动在长时期内一直上升或一直下降；或水平运动长时期内一直向某一方向运动。）,如,喜马拉雅山,自开始上升以来就一直以上升运动,为主,，,上升幅度超过1万米；,印度大陆两侧近南北向的,基尔塔尔断裂,，两侧反时针平移错动也达,460公里,。,运动性质相互交替，则运动幅度就小,（有的地区在普遍隆起时期，会有短期的下降；或在普退下降的时期，会有短期的隆起。）,如,升中有降、降中有升，运动幅度相对较小,。,17,4.构造运动,的周期性（构造旋回）,长期、广泛的相对,平静,状态与快速的,剧烈,运动总是,相互交替,，呈明显的,旋回性,。,一个构造旋回，常以,和缓的构造运动开始,，以剧烈的构造运动结束，又转入新的构造旋回阶段。,一次大构造旋回约经历,2亿年,左右。一次,大的构造旋回,，包括,若干次一级,和,更次一级,的构造旋回。,每一次大的,构造旋回,，都引起世界性的或区域性的海陆、气候、生物、,环境的巨大变化,；,构造运动的,周期性,，决定了地球历史发展的,阶段性,。所以地史可以划分为许多,代,，代又分为若干,纪,，纪还可分为几个,世,，就是这种阶段性的,18,5.构造运动性质的交替性,构造运动的方向常常发生交替。,在同一地区，这段时期表现为,水平运动,； 另一段时期可表现为,升降运动,。,这段时期表现为,上升为主,，另一段时期可表现以,下降为主,，运动方向不断地交替变化。,19,7.2 构造运动的证据,20,7.2.1 新构造运动的证据,地貌形态是内外地质作用相互制约的产物。,新构造运动,的时间较,近,，形成的地貌形态保留得较好，因此用,地貌方法,研究新构造运动，是特别重要的方法。,如以,上升运动,为主的地区，常,形成剥蚀地貌,；,以,下降运动,为主的地区，常,形成堆积地貌,。,7.2.1.1 地貌标志,21,新构造运动中地壳上升的证据,高出海面数米几百米处有珊瑚礁,。,如我国台湾高雄附近，在距今海面200350m高的地方发现有下更新统的珊瑚灰岩。,山腰或山顶，有海蚀穴、海蚀阶地、海蚀崖及蘑菇石等。,如山东荣城、厦门，海滩高出海面2040m。,连云港南云台山主峰玉女峰（625.3m）及周围也发现了大量海蚀阶地、海蚀穴等。,河流两岸，形成多级阶地。,越是高位阶地，时间越长，阶地保存的形态越不完整；,越是低位阶地，时间越新，保存的形态也越完整。,山地河流的出山口处的洪积扇叠置。,22,地壳上升的现代实例,在厦门大学的门口有一个,海蚀洞,，说明厦大的校园区,原为海面,，故海水能在这里形成海蚀洞。,还有一个有趣的例子：原国民党军队修的,碉堡,（或称地堡，因很矮），现都位于陡坎上。碉堡是不可能修在陡坎上的，因为在堡内的人看不到坎下的人，火力也扫射不到坎下。比较好的解释是：,碉堡原来修在沙滩边,，前面肯定是相对开阔的，它才能起监视和封锁的作用；,后来形成阶地,，就把这些碉堡“抬”到坎上去了。这些阶地形成的年龄不过50岁，还是非常年青的呢！,23,新构造运动中地壳下降的证据,有些珊瑚礁沉没于海下几百米深处。,珊瑚是生长于温暖浅海中的腔肠动物，海水深度一般,不超过70m,。,在大陆河口以外的海底可以发现溺谷。,非洲,刚果河,（扎伊尔河）口外有一段溺谷延伸,130km,，沉没于海面以下达,2000m,。,我国海河也有一段河道伸入渤海,7000m,。,海面下淹没的三角洲、阶地及建筑物等。,第四纪沉积物变厚，或在剖面中，自下而上由粗变细。,24,第四纪沉积物变厚反映地壳下降,某地长城被现代沉积物掩埋反映地壳下降,25,地壳下降的现代实例,我国的,华北平原是现代下沉区,。在河北昌黎县城附近有一指路石碑，标明离县城2.5km，离海边2.5km，而现在这个碑离海只有1km多了。因为陆地的沉降，原海边的一座古庙已被淹没。,26,7.2.1.2 数据测量,现代构造运动，借助于三角测量、水准测量、远程测量（激光测远）、天文测量等手段，可以测出构造运动的方向和速度。,甘肃省山丹县城与十里铺之间，一条基线,1188.931m长,，,1954,年地震后较一年前缩短了,7.7cm,。,海底的扩张，通过磁异常条带的宽度计算，测知太平洋中脊在赤道附近的扩张速度平均为,10mm/a,。,27,7.2.2 老构造运动的证据,发生在几百万、几千万，以至若干亿年前的构造运动所形成的地貌形态，为后期的地质作用所破坏，因此不能使用地貌学方法进行研究。,可以根据地层的,岩相特征,、,厚度,、,接触关系,以及,构造变形,等分析老构造运动的情况。,28,分析岩层厚度，可以得出升降幅度的定量结论。,如,浅海深度,200m,左右，但地层剖面中的浅海相地层厚度可以达到几千到几万米。蓟县的中、上元古界（旧称震旦亚界）,厚度近10000m,。,反映了海底,边下沉边接受沉积,，且沉积速度、沉积幅度与海底的下降速度、幅度相适应，则沉积物必然越来越厚，但却,始终保持浅海环境,。,构造运动常常,交替,进行，地壳下降接受沉积；地壳上升则引起沉积中断或沉积物的剥蚀。所以在一定时间内形成的,岩层总厚度,乃是升降幅度的代数和，在一定程度上代表该地区,下降的总幅度,。,7.2.2.1 地层厚度,29,7.2.2.2 岩相分析,岩相,反映沉积环境的沉积岩,岩性,和,生物群的,综合特征。,一定沉积环境，其沉积物必然在,矿物成分,、,颜色,、,颗粒粗细,、,结构构造,、,生物化石,种类等方面具有一定的特征，既为岩相。,一旦,沉积环境发生变化,，,岩相也即随之变化,。,岩相分为海相、陆相和海陆过渡相（如入海处的三角洲相）三类。,海相分为,滨海相,、,浅海相,、,半深海相,、,深海相,等；,陆相分为,坡积,、,冲积,、,洪积,、,湖泊,、,沼泽,、,冰川,、,风成,等相。,30,剖面上的岩相变化（海侵、海退层位）,海侵层位,地壳下降，陆地缩小，海洋扩大，发生海侵。垂直剖面上，,自下而上,沉积物的颗粒,由粗变细,；新岩层分布大于老岩层，形成,“,超覆,”现象。,海退层位,地壳上升，陆地扩大，海洋缩小，发生海退。垂直剖面上，,自下而上,沉积物的颗粒,由细变粗,；新岩层的面积小于老岩层，形成“,退覆,”。,31,海侵、海退剖面示意,32,7.2.2.3 构造变形,构造运动使地层产生褶皱、断裂等构造变形。,此推测地壳运动方向、性质、强度等。,33,7.2.2.3 地层接触关系,地壳相对稳定下降，形成连续沉积的岩层，,老岩层在下,，,新岩层在上,，,不缺失岩层,，这种关系称整合接触。,岩层互相平行,，,时代连续,，,岩性和古生物特征递变,。,说明一定时间内该地区构造运动的,方向,没有显著的改变，,古地理环境,没有突出的变化。,1.整合接触,34,2. 平行不整合(假整合接触),特点：,不整合面上下两套岩层的,产状一致,，但两套岩层的,岩性,和其中的,化石群,显著,不同,，有过,沉积间断,。,不整合面上往往保存着,古侵蚀面,的痕迹。,形成过程：,地壳下降,，接受沉积；,地壳隆起,，遭受剥蚀；,地壳再次下降,，重新接受沉积。,35,3. 角度不整合(不整合接触),特点：,不整合面上下两套岩层呈,角度相交,，上覆岩层覆盖于倾斜岩层侵蚀面之上。,岩层,时代不连续,，,岩性,和,古生物特征,是,突变,的；不整合面上也往往保存着,古侵蚀面,。,形成过程：,地壳下降,，接受沉积；,褶皱隆起为山,，遭受侵蚀；,地壳再次下降,，接受新的沉积。,36,4. 侵入接触,指侵入熔岩体与被侵入的围岩之间的接触关系。,围岩生成之后发生岩浆入侵。,围岩有,接触变质现象,；侵入岩中有围岩碎块形成的,捕虏体,。,37,5. 积接触,侵入体形成之后曾被剥露并形成顶面比较平坦的剥蚀面，侵入体被剥蚀的碎屑物成为上覆岩层的组成物质。,上覆地层的形成,晚于侵入体,的形成。,接触面之上的底砾岩的碎屑物中，,含有侵入岩的成分,。,底砾岩含侵入岩成分,38,7.3 岩层的产状和岩层变形,岩层,是指由两个平行的或近于平行的界面所限制的岩性相同或近似的,层状岩石,。,岩层的上下界面叫,层面,，分别称,顶面,和,底面,。,岩层顶面和底面的垂直距离称为岩层的,厚度,。,尖灭 透镜体 夹层 互层,39,7.3.1 岩层的产状,水平岩层,倾斜岩层,直立岩层,倒转岩层,7.3.1.1 不同产状的岩层,40,1.水平岩层,原始产状,水平,或,近于水平,的岩层。,形成于广阔的,海底,、,湖盆,、,盆地,中。,除新近形成的水平沉积层，几乎所有出露的水平岩层都已,经历过变位,。,41,2.倾斜岩层,岩层层面,与,水平面,有一定交角（,090,）的岩层。,有些是,原始倾斜岩层,，如沉积盆地,边缘,形成的岩层。,山坡山口的,残积,、,洪积层,；,风成,、,冰川,形成的岩层。多数情况下，岩层受到构造运动发生变形变位，形成倾斜的产状。,一定范围内岩层产状大体一致，称为,单斜岩层,。,单斜岩层往往是,褶皱构造的一部分,。,42,3. 直立岩层和倒转岩层,直立岩层指岩层层面与水平面,直交,或,近于直交,的岩层。（,图7-11,）,强烈挤压,下，可,形成直立岩层,。,.,倒转岩层指岩层翻转、老岩层在上而新岩层在下的岩层。（,图7-12,）,强烈挤压,下岩层,褶皱倒转,过来形成。,43,7.3.1.2 岩层的产状要素,走向,岩层层面与假想水平面的交线称,走向线,。走向线两端延伸的方向称岩层的,走向,。,走向有两个,方向，彼此,相差180,。,倾向,层面上与走向线垂直并沿斜面向下所引的直线叫,倾向线,。倾向线在水平面上的投影所指示的方向既为,倾向,，又叫真倾向。,真倾向,只有一个,，倾向表示岩层向哪个方向倾斜。,倾向与走向相差90,。,倾角,层面上的倾斜线和它在水平面上投影的夹角称倾角，又称真,倾角,；,倾角的大小表示岩层的,倾斜程度,。,44,岩层的产状要素示意图,倾角,45,岩层的产状要素的测量,用罗盘测量岩层的产状要素,46,表示岩层产状的常用符号,47,7.3.2 岩石变形,外力,是指施加于物体的力。,内力,物体受外力作用时，内部产生的与外力相抗衡的力。,应力物体内任一截面上,单位面积的内力,。应力的大小以kg/cm,2,来表示。,在地壳内岩石中的应力,地应力,。,组成地壳的岩石，在构造力的作用下，其内部各点产生的应力，称为,地应力,，也称为,构造应力,。,7.3.2.1 应力,48,物体受力分析,张应力,压应力,扭应力,（剪应力）,物体内任一截面,可以证明：当任一截面与物体成45时，张应力与压应力最大。,49,7.3.2.2 岩石变形的阶段,弹性变形,岩石受外力（,不超过弹性极限,）发生变形，外力去掉后变形立即消失。,塑性变形,岩石受外力（,超过弹性极限,）发生变形，当外力消失后，不能恢复原状，但,保持其连续完整性,。,断裂变形,岩石受外力达到或,超过强度极限时,，产生破裂面，,失去了它的连续完整性,。,50,岩石的平均强度（单位：kg/cm,2,）,抗压强度抗剪强度抗张强度,51,7.3.2.3 影响岩石变形的因素,围压,（岩石所受其围岩的压力。）,地壳深处岩石经受几千几万个大气压。围压使岩石,增强塑性变形能力,和,提高强度,。当岩石处于围压很大的地下，则变为具有高度塑性的物质。因为围压越大，物体内部质点的内聚力越强。,温度,固体物质常温下性脆，高温则,塑性提高,。岩石随埋深增加，围压增大，温度增高，更易塑性变形。温度升高到一定程度，还可出现物质流动现象。,时间,应力小于它的弹性极限时，,长时间作用,或,作用次数增多,，也会使会引起缓慢的变形（,蠕动,）。,地质时间以百万年为单位,。,应力状态,张应力使岩石脆性增强,，易张断裂；,压力作用使岩石塑性增强，,剪切比张裂更容易产生。,52,思考题,1.构造运动具有哪些特点?,2.构造运动的水平运动与升降运动有何不同？两者有什么关系?,3.在地层剖面中如何分析海侵层位和海退层位?,4.假整合接触与不整合接触有什么差异？这种差异是怎样产生的？,5.什么是新构造运动？能说明在新构造运动中地壳的上升或下降地貌现象有哪些？,53,思考题（续）,6.什么是岩层的产状要素?测定岩层的产状要素有何意义?,7.岩石的变形可以分为哪些阶段?,8.影响岩石变形的因素有哪些?,54,7.4 褶皱构造,褶皱构造,岩层受力后，呈一系列的波状弯曲，但未失去连续完整性的构造。,通常为一系列弯曲的岩层；其中一个弯曲称为,褶曲,。,褶皱的规模可以长达几十到几百千米，也可以小到在手标本上出现。,大多数是在,水平运动,下受到,挤压而形成,的，,是岩层发生塑性变形的结果，是地壳上广泛发育的地质构造基本形态之一。,褶曲的基本形式:,背斜,和,向斜,。,7.4.1 褶皱的概念,55,褶皱形成示意图,56,褶皱,57,背斜与向斜,58,背斜与向斜,背斜,外形：岩层,向上突出,弯曲，两翼岩层从中心,向外倾斜,。,本质：背斜褶曲核部是老岩层，而两翼是新岩层；,由核到翼，岩层越来越新,，并在两翼呈对称出现。,向斜,外形：岩层,向下突出,弯曲，两翼岩层自两侧,向中心倾斜,。,本质：向斜褶曲核部是新岩层，而两翼是老岩层。,由核到翼，岩层越来越老,，并在两翼呈对称出现。,59,7.4.2 褶曲要素,褶曲系岩层的弯曲变形，岩层的连续性并未受到严重破坏,弧尖(A),：弯曲岩层的顶端，它两侧的岩层面呈反向倾斜。,翼(E),：弯曲岩层的两坡，两翼的倾斜方向相反。,核(F),：弯曲岩层的内心，通常是轴面通过的地方。,轴面(ABDC),：假想的两翼岩层的近似对称面，可以是倾斜面，或弯曲面。,轴线(轴迹OC),：轴面与水平面的交线。,枢纽(AC),：轴面与弯曲岩层的交线。枢纽的延长方向称枢纽向，向前进方向倾伏称枢纽倾伏，有时简称为背斜倾伏，或向斜翘起。,60,7.4.3,褶曲的形态分类,据轴面产状和两翼产状划分,61,据枢纽产状划分,据枢纽产状划分,a.水平褶曲,b.倾伏褶曲,c.倾竖褶曲,a,b,62,据褶皱的长度和宽度之比划分,据褶皱的长度和宽度之比划分,：,线状褶皱,长与宽之比,10：1,的狭长形褶皱。,短轴褶皱,长与宽之比在,3：1l0：1,的褶皱。,穹隆,长与宽之比,3：1,的背斜构造。,构造盆地,长与宽之比,3：1,的向斜构造。,63,据转折端的形状划分,据转折端的形状划分,圆弧褶曲,转折端呈圆滑弧形。,箱形褶曲,转折端平直而两翼陡峭。,锯齿状褶曲,也叫尖棱褶曲，转折端是一点，呈锯齿状。,扇形褶曲,转折端平缓而两翼岩层均倒转。,64,常见的褶曲种类（1）,圆弧褶曲,锯齿状褶曲,（尖棱褶曲）,65,常见的褶曲种类（2）,a. 直立褶曲,b. 倾斜褶曲,c. 倒转褶曲,d. 平卧褶曲,e. 扇形褶曲,f. 箱形褶曲,g. 复背斜,h. 复向斜,i. 箱状褶皱,j. 梳状褶皱 （隔档式褶皱）,66,常见的褶曲（横卧褶皱）,67,常见的褶曲（1）,常见的褶曲,小三峡的“龙”,常见的岩褶,68,常见的褶曲（2）,69,常见的褶曲（3）,70,7.4.4,如何在野外认识褶皱构造,地质方法原理:,搞清楚本地区的,岩层顺序、岩性、厚度、各露头产状,等,，分析、判断褶曲是否存在。,据岩层新老,对称、重复,等特点判断是背斜还是向斜；,野外考察路线的布置：,穿越法,：垂直岩层走向进行观察，以便穿越所有岩层并了解岩层的顺序、产状、出露宽度及新老岩层的分布特征。,追索法,：沿某一标志层的延伸方向观察，了解两翼是否平行延伸，还是逐渐汇合等情况。,7.4.4.1 地质方法,71,7.4.4.2 地貌方法,水平岩层,水平岩层构造地貌的基本特征：,厚层坚硬的岩石层作为顶盖或次级平台的,台面,，四周则被流水切割呈,锯齿或花边状,。,被不同程度侵蚀切割的水平岩层构造地貌,72,单斜岩层,大型褶曲的一个翼或构造盆地的边缘，常表现为一系列单斜岩层。,地貌通常表现为长条状的岭谷相间。,顺向坡,：比较平缓，坡面倾斜与坚硬岩层的倾斜近于一致,逆向坡,：比较陡峻，坡面倾斜与岩层的倾斜方向相反,单斜构造构成的山岭称次成山或,单面山,单面山若岩层倾角40-45称,猪背脊,侵蚀切割则会形成多孤立尖峭山峰的,刃脊,73,水平褶皱,水平褶皱地区：,沿两翼走向形成平行而对称的山脊和山谷。,川东地区背斜山和向斜谷平行排列,74,倾伏褶皱,倾伏褶皱地区：,常形成弧形或,“,之,”,字形展布的山脊和山谷。,75,背斜山、向斜谷及地形倒置,顺置地形：,地形与地质构造基本一致，形成,背斜山,和,向斜谷,地形倒置,：,多数情况：背斜侵蚀成谷，向斜发育成山，形成,背斜谷,和,向斜山,。地形与构造不相吻合。,76,7.4.5 研究褶皱构造的意义,背斜顶部,常发育的张裂隙是矿液的侵入通道，此部位易形成,脉状矿体（矿脉）,。,岩层褶皱产生的,虚脱,，可形成,鞍状矿体,。,辽宁东部某金矿，,62,个枢纽带中发现,50,个矿体。四川宁南铅锌矿，成于褶皱转折端部位。,穹窿、短背斜,是重要的,储油、储气构造,。,构造盆地,常形成良好的,储水构造,。,7.4.5.1 褶皱与矿产,77,7.4.5.2 褶皱与地貌,褶皱构造控制大中型地貌的基本形态。,褶皱构造形成褶皱山脉，,褶皱轴线方向,为山脉的,走向,。,如北京西山地质构造为一系列交互排列的,NE,向或,NNE,向向斜构造和背斜构造，沿向斜构造形成许多,1000m,以上的山峰，如妙峰山、清水尖、百花山等。,78,7.4.5.3 褶皱与地史,褶皱的发育过程、特征及褶皱时代等反映一个地区的构造运动性质及地壳发展历史,。,利用角度不整合的时代可以确定褶皱的时代。在地层剖面上，以不整合面来代表一次构造运动，而不整合的形成时代即是褶皱形成的时代。,例如，地层剖面中，存在一个角度不整合，不整合面以下的最新地层时代是早白垩纪，不整合面以上的最老地层时代是始新世，那么这个不整合的形成时代（也就是下伏岩层的褶皱时代）是在早白垩纪以后和始新世以前。,79,7.5 断裂构造节理,节理岩石受力断裂后，两侧的岩块沿着破裂面,没有明显发生位移,的断裂构造。,沿着节理劈开的面称,节理面,。,节理面的产状和岩层的产状一样，用,走向、倾向和倾角表示。,节理常与断层或褶曲相伴生，它们在构造作用下形成的有规律的组合。,节理的长度、密度相差很悬殊,延伸几米、几十米、几厘米不等。,7.5.1,节理的分类,80,7.5.1.1据节理的成因划分,原生节理,指在成岩过程中所形成的节理。,如火成岩在冷凝过程中形成的节理。,次生节理,指在成岩之后所形成的节理。,根据地质作用动力来源的不同，又可将次生节理分为,构造节理,与,非构造节理,。,构造节理,81,原生节理,82,火成岩的柱状节理,83,7.5.1.2据节理产状与岩层产状关系划分,走向节理,节理的走向与所在岩层走向,大致平行,；,倾向节理,节理的走向与所在岩层走向大致,垂直,；,斜向节理,节理的走向与所在岩层走向,斜交,；,顺层节理,节理面,与所在,岩层层面,大致平行。,84,7.5.1.3据节理走向与褶曲枢纽的关系划分,纵节理,二者大致平行；,横节理,二者大致垂直；,斜节理,二者互相斜交。,85,7.5.1.4据节理的力学成因划分,张节理张应力作用下所产生的节理。,张节理常具有如下的特征：,产状不稳定，在岩石中,延伸不深不远,；,多具有,张开的裂口，节理面粗糙不平,，面上没有擦痕，节理有时为矿脉所填充；,在碎屑岩中的张节理，常,绕过砂粒和砾石,，节理随之呈,弯曲状,；,节理间距较大，分布,稀疏而不均,，很少密集成带；,常平行出现，或呈,雁行式,（即斜列式），有时沿着两组共轭呈,X,形的节理断开形成,锯齿状张节理,，称,追踪张节理（图7-56,）。,86,剪节理剪切应力（亦称扭应力）作用下所产生的节理。产生于与压应力呈,45,角左右的平面上，即最大剪切面上。,剪节理具有下述特征,：,产状稳定，在平面,延伸较远,，向,下切较深,。,裂口紧闭,，节理面,平直而光滑,。,碎屑岩中，常,切开碎屑,、,砾石、结核和岩脉,等。,节理间距较小，呈等间距均匀分布，,密集成带,；,常平行排列、,雁行排列,，成群出现；或两组交叉，称,“X节理,”,，或称,“,共轭节理,”,（,图7-58,）。,87,张节理与剪节理延伸对比,88,张节理与剪节理在形态上的差异,89,7.5.2 研究,节理的意义,首先，研究节理的分布、性质和组合等，有助于推断,区域应力场,的特点和各种,应力分布规律,。,共轭节理的锐角方向，是挤压作用力的方向,。,其次，研究节理有很大实际意义。,张节理常是岩浆侵入的通道，控制矿体的形成和分布。,张节理,对地下水的运动和富集有密切关系，有时构成地下水的,含水层,。此外，,隧道,、,水工建筑,、,矿井坑道,、,桥梁,等工程建设，都必须调查和测量节理。,除此，对于地貌的发育、形态有密切关系。,节理把岩石切割成无数方块，形成,球状风化,。沿着,垂直节理侵蚀,成,悬崖峭壁或峰林石柱,等，如广东仁化,丹霞地貌,、,云南石林,、湖南,张家界,、林州,太行山,等。,90,节理形成的悬崖,91,“X”节理形成的堡垒状山峰,92,“X”节理形成的石柱,93,张家界节理形成的砂岩山峰,94,7.6 断裂构造断层,断层岩石受力断裂，并沿断裂面有明显位移的断裂构造。,95,7.6.1 断层的几何要素,断层面,两侧岩体沿此相对运动的,断裂面,。,平面、曲面；直立、倾斜,。,断层面的产状：,走向,、,倾向,、,倾角,断层面常为,断层带,或,断层破碎带,。,断层线,断层面,与,地面,的交线称断层线。,直线,、,曲线,或,波状弯曲,的线。,断盘,断层线两侧的岩体,。,位于断层面以上的,岩块,叫,上盘,，位于以下的叫,下盘,。断层面直立时，可用,南盘,、,北盘,或,东盘,、,西盘,表示。,相对上升的岩块叫,上升盘,，相对下降的岩块叫,下降盘,。,位移,断层,两盘的,相对移动,称位移。,96,断层破碎带,庐,山,汉,口,峡,断,层,破,碎,带,和,小,岩,脉,97,7.6.2 断层的分类,走向断层,断层走向与岩层走向一致。,倾向断层,断层走向与岩层走向垂直。,斜交断层,断层走向与岩层走向斜交。,顺层断层,断层与岩层面大致平行。,7.6.2.1 据断层走向与两盘产状的划分,98,7.6.2.2 据断层走向与褶曲轴向关系划分,纵断层,断层走向,与,褶曲轴向,或区域构造线,一致,。,纵断层基本是,走向断层,。,横断层,断层走向,与,褶曲轴向,或区域构造线,直交,。,横断层基本是,倾向断层,。,斜断层,断层走向,与,褶曲轴向,或区域构造线,斜交,。,斜断层基本是,斜交断层,。,99,7.6.2.3 据断层两盘的相对运动划分,正断层,（上盘下降，下盘上升）,逆断层,（上盘上升，下盘下降）,冲断层,断层面的倾角,45,逆掩断层,断层面的倾角,45,推覆构造,（逆冲推覆构造或辗掩构造）规模巨大、断面倾角平缓，上盘远距推移（数千米至数万米）,构造窗 飞来峰,平推断层,（,平移断层,）,两盘水平方向上相对位移,枢纽断层,上盘围绕着一个轴作旋转运动,冲断层,100,7.6.3 断层的组合类型,地堑,地垒,阶梯状断层,叠瓦状构造,101,7.6.4 断层的野外观测,1.构造（线）不连续,岩层、矿层、岩体、褶皱轴、山脊等地质体、地质界线，在平面或剖面上错开、中断，是断层存在的重要标志。,7.6.4.1 断层存在的标志,102,2.地层的重复与缺失,区域内，按正常的地层层序出现某些地层的,重复,、突然,缺失,、,加厚,、,变薄,等现象，这都可能是断层存在的重要标志。,a,b,c,d,e,f,103,褶皱所形成的地层重复,A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,考察路线,沿途所考察到的岩性,：,E-D-C-,B,-C-D-E；F-G-H-I-,J-,I-H-G-F,（对称重复）,（背斜） （向斜）,断层所形成的岩性重复为：,A-B-C-D-A-B-C-D,（见上页，不对称）,104,3. 擦痕和摩擦镜面,断层擦痕,两盘错动时，断层面上常留下擦痕。粗,细的方向代表,对盘运动方向,。抚摸擦痕，光滑感方向代表,对盘移动方向,。,断层滑面（镜面）,两盘相对错动，引起断层面上,高温,，铁、锰、钙、硅等成分,重熔敷在断层面上,，形成光滑的薄膜，叫,断层滑（镜）面,。,105,断裂活动的擦面,断层活动的擦面大别山变质岩中的擦面,106,4. 构造岩,断盘相对错动时，断层面两侧的岩石常被磨碎成岩块、岩屑或岩粉，甚至产生矿物重结晶和定向排列，产生新矿物。其经胶结后，形成与两盘岩石明显不同的新岩石构造岩。填充于两断盘之间。,断层角砾岩 糜棱岩 断层泥,107,5. 牵引构造（拖拽构造）,柔性较大的岩层断开时，断层面一侧或两侧常发生一些拖拉而成的,小褶皱,。,拖拉褶皱的,弧顶所指的方向,指示,本盘的移动方向,。,108,6.岩脉、矿脉和蚀变带线状分布,断层常为地下岩浆或矿液的侵入提供通道。因此，某些岩脉、矿脉以及由岩浆侵入引起的围岩蚀变带的线状分布，很可能是断层存在的标志。,5,o,5,o,2,109,7. 地貌、水文等方面的标志,断层崖,和,断层三角面,断层面（一般是上升盘）露出地表形成,断层崖,。沿断层线形,成断层线崖,。断层崖被侵蚀、切割，形成,V形谷,，谷间形成系列,断层三角面,。,山脉错开、中断或呈大角度拐弯,。,断层谷、断陷湖、断层泉,串珠状的盆地、泉水出露和断陷湖等,。,火山分布,第四纪火山锥常沿着断层线或,断层的交叉点,分布。,植被变化,断层线两侧岩性、土壤不同，生长着各异的,植被,；断层带为地下水富水带，生长茂盛的或喜湿的,植被,。,110,断层崖、断层三角面的形成,111,断层崖、断层三角面,112,断层崖,113,林州太行山大断裂证据示意图,114,五大莲池火山分布于断裂交叉点上,115,7.6.4.2 断层性质的确定,确定两盘相对位移方向的方法主要如下：,根据断层面上的擦痕、阶步和断层两侧的拖拉褶皱判断。,根据褶曲核部或两翼的宽窄变化判断。,根据地层的缺失或重复判断。,116,7.6.4.3 断层形成时代的确定,利用断层和岩体、岩脉等的关系,若断层切断岩体，则断层形成晚于岩体侵入。,若断层被岩体、岩脉所填充，则断层形成于岩体侵入之前。,如果测出岩体的同位素年龄，则可较确切地推断断层的时代。,利用断层互相错断的关系,如右图形成顺序为：F,1,、,F,2,、F,3,F,1,F,2,F,3,117,7.6.5 研究断层的意义,断层与矿床,矿床形成、矿体产状及其分布等，常受断层控制。,断层与工程建设,水库、水坝、大型桥梁、隧道、铁道、大型厂房等，必须考虑断层构造。,断层与地下水,断层构造与地下水的运移和储集具有密切关系。,断层与地震,断层，特别是活动断层是地震活动的重要地质背景。,断层与地貌,块状山地、掀斜地块、断陷盆地、断层谷、飞来峰、大裂谷及某些水文现象（湖泊、河流）都与断层有关。,118,7.7 地质图的分析与阅读,阅读教材和实习指导书,119,思考题,1.测定岩层的产状要素有何意义？,2.影响岩石力学性质与岩石变形有那些因素？各起什么作用？,3.背斜与向斜的本质区别是什么?,4.比较倾斜褶皱与倒转褶皱、穹隆与构造盆地的差异。,5.怎样区别张节理和剪节理?,6.正断层、逆断层、平移断层各有什么特征?成因上有何差别？,120,思考题（续）,7.在野外，根据哪些标志判断断层的存在？,8.褶皱两翼的岩层重复与由断层造成的岩层重复现象有何区别？,9.由断层造成的岩层缺失与不整合接触关系中的岩层缺失有何区别？,10.如何判断与确定褶皱、断层的形成时代？,11.解释下列概念:,岩层产状，水平构造，单斜构造，顺向坡，逆向坡，褶曲，背斜山，背斜谷，节理，断裂，断层泥。,121,