地壳运动及地质构造.doc

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§1看法
大家已有了岩石的看法:岩浆、堆积岩、变质岩,它们是不一样的地质作用下形成的,岩浆岩中的侵入岩应地下形成,地表看不见。但此刻大批突出地表,甚至形成巅峰,如五台山等由侵入岩或其变质岩构成;堆积岩,原始应水平堆积,地表大批倾斜、曲折、断开。这些说明地壳上岩石发生运动,发活力械运动。
一、地壳运动(构造运动)——地壳的机械运动。
引起运动的原由,将在本章最后一节表达
相背分别
水平运动
种类相间挤压
差异起落
运动的结果为岩石变形、变位
岩石变形——地壳中岩石变改了原有的空间地址和形态。
地质构造——岩石变形的产物包含褶皱、断裂两大类。
二、岩石变形的力学原理:(岩土力学中细讲,简单地说)
弹性变形—在弹性限度内,变形在外力清除后,恢复原状。
任何物体受外力作用
塑性变形—受力超出弹性极限时,柔性较大的物体,发生永久
性变形。
相同,岩石在受构造运动(地壳运动)力的作用下,亦会发生近似的变形。
塑性变形——岩层褶皱。
地质构造中的岩石变形
因为弹性变形不被保留,对地质构造无心义。
岩石的变形状态与岩石性质有关(成份、构造)与岩石所处的环境有关。
地表常温、常压下:页岩、泥岩、黏土岩(细、软)———塑性变形。
1
粗砂岩、石灰岩————脆性大,断裂。
地下高温、高压下:各种岩石都拥有必定塑性(柔性)均可发生塑性变形。
这就是为何我们在野外可以看到砾岩、灰岩、石英砂岩等平时以为脆性很大的岩层相同有褶皱曲折现象。
§
我们讲了褶皱和断裂是因为岩石的运动改变了原有空间地址和形态。
一、岩层空间地址的测定
地质上以岩层的产状来描述其空间地址,包含岩层的走向、偏向、倾角。
称产状三因素。
(一)产状三因素:
:走向线———岩层面同任意水平面的交线(岩层层面上的任意一条水平线)。
走向———走向线两端所指的方向。以方向角来表示。
360°NO
走向
50°
偏向
W
90°
270
E
230°
140°
S
80°
注意:我们重申了两端所指的方向,所以走向的方向角有2个,相差1800
偏向
最大倾斜线———岩层面上与走向线垂上的向下延伸的线。
偏向———最大倾斜线的水平投影所指的方向,以方向角表示。
偏向只有一个方向,且与走向垂直。
走向=偏向+90°
3.
倾角:岩层面与水平面之间的夹角。
最大倾斜线与其在水平面上投影线之间的夹角。0°—90°变化。
(二)产状的表示:
走向/偏向<倾角
125°/
NE
<65°
S29°/
NW
<18°
偏向<倾角
35°<65°
2
只要给定偏向、倾角两项可求知三因素
(三)特别产状:
水平岩层倾角=0°偏向—走向∞
直立岩层倾角=90°偏向—走向α°
(四)岩层厚度:
两层面之间垂直距离。(并不是地面露头两点)。
二、褶皱构造
岩层受力后,发生曲折,改变了原有的空间地址和形态,但其连续性未遇到破坏,称褶皱。单一曲折称褶曲。
(一)褶曲的几何因素(褶曲的描述)
翼———褶曲岩层的两坡。
核———褶曲岩层的中心。
轴面———均分褶曲两翼的设想面(近于对称面),可以是平面也可以是曲面,
其产状可用三因素描述。
枢纽———轴面与岩层面的交线,可以是水平的也可以是倾伏状。
———轴面与地面的交线。
(二)褶曲分类
两大基本种类
1°向斜———水平岩层受力后下凹曲折。
两翼地层相向倾斜
核部地层时代最新
两翼地层时代渐老
2°背斜———水平岩层受力后上凸曲折。
两翼地层相背倾斜
核部地层时代最老
两翼地层时代渐新
岩层褶构造中,背斜、向斜平时共存:
相邻的背斜之间是向斜
相邻的向斜之间是背斜
相邻背斜,向斜共用一个翼
(出露形态划分)
1°按轴面产状划分:
直立褶曲———轴面直立,两翼偏向相反、倾角相等。
倾斜褶曲———轴面倾斜。两翼偏向相反,倾角其实不等。
倒转褶曲———轴面倾斜。两翼偏向相同,倾角其实不等一翼为正常层序,一翼为倒转层序(新在下老在上)。
3
①层面构造:泥裂、波痕、虫迹。
倒转地层的鉴别
平卧褶曲———轴面近水平。两翼近水平,上下重叠。一翼为正常层序,一翼为倒转层序。
2°按枢纽产状划分:
水平褶曲———枢纽水平
倾伏褶曲———枢纽倾伏
3°特别种类:
穹窿(背斜)———长:宽<1:3
盆地(向斜)———长:宽<1:3复背斜、复向斜
(三)褶曲的野鉴别:
顺或逆着偏向方向,地层重复出现,倾角变化有规律。背斜:新—老—新
向斜:老—新—老
SSO
EcZCOS
O
地形侄置(并不是绝对)
我们可以想象,地质构造形成早期,平时向斜成谷背斜成山。但野外恰
恰相反,常有的是背斜成谷,向斜成山,称为地形倒置。
原由:褶皱开成后在长远的风化剥蚀等外动力作用下,背斜轴部因为张裂隙发育、易剥蚀,并逐渐低凹成谷;而向斜轴部岩石受挤压力,相对不易风化剥蚀,而成山。
所以野外绝不可以只依据地形确立地质构造,要仔细观察。
三、断裂构造
断裂———岩层在外力作用下失去连续性和完好性。
节理、裂隙———无位移(仅有断裂面)。
断层———有一个或一组断裂面,双侧岩层有明显位移(错动)(一)断层描述
断层面(带)———岩层断裂面,双侧岩层相对位移,有平面也有曲面可以产状三要向来描述。
4
断层线———断面与地面交线。断层出露线,直线或曲线。
断盘———断层面双侧被切断的岩块。按断层面与断盘关系(地址关系)分:
上盘、下盘、东南盘、西北盘等;按两盘相对位移(运动)方向分:
上升盘、降落盘。
断层规模——以切割深度,延展长度,断距大小来衡量。
特大型断层如,美国西部,圣安德列斯断层切割到地壳下部,位移量480公里。我国淡庐断裂位移几百公里。
微型断层手标本可见。
(二)断层分类:
:
正断层———上盘降落、下盘上升。
逆断层———上盘上升、下盘降落。
此中逆掩断层:断面倾角小<25°。
平移断层———两盘水平错动(断面近直立)。
划分左行平移断层
按断层走向与岩层走向的关系分:
纵断层(走向断层)——连向一致。横断层(偏向断层)——走向垂直。斜向断层——走向斜交。
:
在力的作用下,多条断层(一组断层)同时出现,形成特别形态。
迭瓦式构造:一组偏向一致,大体平行的逆掩断层。
阶梯状构造:一组偏向一致,大体平行的正断层。
地堑:两组相向倾斜的正断层。
地垒:两组相背倾斜的正断层。
(三)断层的野外鉴别:
多数断层因其断面周边岩石破碎,易风化,剥蚀,所以露头不好,常常被堆积物盖,观察要仔细,常从以下凭据来鉴别。
——断裂破碎的岩石,大小不等,棱角分明,碎块再胶结成

岩,角砾与双侧岩性一致。
断层泥——断层两面三盘挤压磨擦(碾磨)的极细的泥状物。
5
密集的节理:
断层面是较大的破碎面,形成同时伴生有好多小破碎面即节理。节理方向常与断层方向大体平行。
擦痕和镜面:
擦痕——断面上平行而密集的沟纹。
镜面——断面上局部光滑光明的面。
阶步——擦痕及镜面未端常出现“坎”。
以上均为双侧岩层(块)相对滑动在断面上留下的印迹,可据此推测两盘相对运动方向。
(拖曳)褶皱)
断层双侧岩层相对位移时,受磨擦阻力影响出现曲折。
牵引褶皱可指示对盘位移方向。


断层可以破坏地层序,造成地面上某些地层的重复或缺失,什么状况重复,什么状况缺失,与断层性质有关。与断面及岩层产状有关。

负地形(低洼地带):因为断层周边易风化、剥蚀(岩石破碎),长远的外力作用造成,俗语说“逢沟必断”。
断层崖:大而陡的断面出露呈悬崖状。有流水可成瀑布。
断层三角面:一平列平行的山脊,被走向与其垂直的正断层切割,上升盘露出,山脊呈三角形横切面。
:断层切割含水层,地下水沿裂隙,涌出。泉点常呈线状分布。
以上我们讲了地质构造的两大种类——褶皱和断层,它们是岩层形成以后因为地壳运动造成的,假如没有地壳运动形成地质构造,全部新、老地层
(全部时期形成的岩层)都应是水平叠置在一起。但有了地壳运动就使地层之间不再是简单的水平叠置,而有更有复杂的接触。下边就讲不一样种类的地层接触关系。
§
一、整合
表现:新老地层产状一致,岩性变化及古生物演化渐变而连续,新老地层时代连续,此间没有地层缺失。
说明:地层形成的过程中基本保持稳固的堆积环境,构造运动主若是地壳慢慢降落,即使有上升,也未使堆积表面上升到水面之上遇到到剥蚀。
6
整合表示:
P
华南地区石炭、二叠系地层
C
二、假整合(平行不整合)
表现:新老地层产状一致,岩性及古生物演化突变,地层时代不连续,
有地层缺失。新地层之下常有底砾岩。
底砾岩——下部时代较老的地层遇到剥蚀后形成的岩石碎块,重新
胶结成岩,保留在新地层之下。
说明:老地层堆积后地壳有明显的均衡上升(水平抬升),遇到剥蚀
后,地壳又均衡降落,接受新地层的堆积,固然有部分地层缺
失去,但新老地层产状没变,
假整合的表示:底砾岩——下部时代较老的地
C层遭剥蚀的岩石碎块重新胶结
,底砾岩石矿物成分与下伏
O岩层相同。
华北地区
三、不整合(角度不整合)
表现:新老地层产状不一致,岩性及古生物变化突变,有地层缺失,新老地层之间有广泛的剥蚀面。新地层之下常有底砾岩。
说明:老地层形成以后有激烈的构造运动,形成褶皱、断裂,同时
长远遇到风化剥蚀,此后又降落接受新地层的堆积。
不整合的表示:
J
T1
7
下边讲火成岩和层状岩石的接触关系
四、
侵入接触:
侵入体和被侵入围岩之间的关系。
鉴别标记:
1°接触带上有接触变质的现象(围
岩)。
┼┼
2°接触带周边,侵入体中有围岩的
捕虏体(末完好消融的围岩)
┼┼
┼
3°侵入体切割(切穿)围岩层理。
┼┼
┼+

堆积的地层直接覆盖在侵入体之上,此间有广泛的剥蚀面,剥蚀面与堆积岩层平行,堆积岩中无接触变质现象。
D
++
O++++

从接触关系中,又可以得知侵入体侵入的时代,晚于被侵入围岩的时代,早于上部堆积岩层的时代。
+花岗岩+
§
一、构造运动的形式
水平运动
从地表运动的方向来考虑
垂直运动
(一)水平运动
:地壳块体在水平方向上挪动
从地表运动的方向来考虑
相背分别拉开
相邻地块
相向靠拢挤压
水平运动在地壳中的表现
无论从现代观察还是地史中岩石的构造现象,都可以证明地壳存在
水平运动。
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现代:洋中脊扩大太平洋赤道周边4mm/年
印度板块漂移由南半球向北半球漂移12cm/年
侏罗纪南纬度40°现代北纬19°7000公里
美国西部圣安德列断层岩层水平位移1cm/年
地史中(岩层的构造现象因为水平运动形成的):大型封闭褶皱,逆
掩断层,迭瓦状构造,变换断层,新老地层的角度不整合接触。水平运动常形成一些大规模的褶皱,构成山系,称为褶皱带。所以
传统的构造理论将运动称为造山运动。
(二)垂直运动
:地壳作差异性的上升或降落。起落运动。
:
现代:因为地壳的起落引起海进海退现象,所以在现代海岸周边,有些地方可在看到本来的滨海地形;海蚀崖、波切台、海蚀柱、石蘑菇等,远离海岸几公里,这就是地壳上升,海面降落,使滨海地形成为陆地造成的。河流的河谷阶地,深切河曲都是地壳上升的表现。
从保留在喜马拉雅山岩层中的古生物化石来解析,三千年前现代世界最巅峰的地方,还是一片大海,后出处于印度板块与欧亚板块碰撞,地壳隆起构成山脉(地蓬合线),现代仍以10mm/年上。
现代能证明地壳有时上升,有时降落的典型的例子,要算意大利那不勒斯湾、塞拉比斯城填的三根大理石柱。
柱长12米,,表面
-(好多蚀洞)。

地史中:岩相相同的巨厚堆积地层,自己就说了然地壳是缓慢降落的,只有降落的速度与堆积速度基实情同,

才能保证堆积环境不变,比方河北蓟县中元朝的浅海碳酸盐堆积厚达9340米。假如没有壳降落,堆积物把浅海填满也但是200米厚,这样厚的堆积说明地壳缓慢降落使
堆积表面向来处于浅海水域,不停接受堆积。
地层中深水生物化石(出此刻巅峰上)。
地质构造中一些大型和缓的隆起,坳陷如穹隆、盆地、以及高角度的正断层,都是垂直的表现,新、老地层之间整合接触表示地壳缓慢降落,假整合表示,地壳水平抬升或降落。
传统构造理论中将垂直运动称为造陆运动。
(三)水平运动与垂直运动的关系
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