讲2+-3+产状及原生构造.pdf

第二章地质体的基本产状及 沉积岩层构造 岩层的产状是指岩层在三维空间中的延伸方向及其与水平 面的夹角关系 沉积岩的面理构造 线理构造 断层面上的擦痕 第一节面状结构与线状结构的产状 一 产状的基本概念 产状 是指地质体在三维空间的产出状态 产状要素 用来表示面状或线状构造要素与水平 参考面和地理方位之间的关系 二 面状构造的产状要素 走向 倾向和倾角 走向线 构造面与水平面的交线 走向 走向线两端所指的方向 倾斜线 构造面上垂直走向线向下所作线段 倾向线 倾斜线的水平投影 倾向 倾斜线所指的构造面倾斜方向 倾角 倾斜线与倾向线之间的夹角 视倾角 视倾向线与视倾斜线之间的夹角 岩层的产状是指岩层在三维空间中的延伸方向及其与水平面的 夹角关系 岩层的产状要素 走向 倾向和倾角 真倾角与视倾角的关系 为视倾角 为真倾角 为真倾向与视倾向之间的夹角 倾斜平面的产状要素图示 三 线状构造的产状要素 倾伏向 构造线在水平面上的投影所指构造线倾斜方向 倾伏角 构造线与其水平投影线之间的夹角 侧伏向 构造线所在的构造面与水平面交线所指构造线的倾斜 方向 侧伏角 构造线与侧伏向的交角 直线的产状要素 A 箭头示倾伏向 为倾伏角 B 水平线右端为侧伏向 为侧伏角 四 岩层产状的测定和表示 1 测定 直接测量和间接计算 2 表示 方位角法 记录倾向和倾角 SE1200 400 或1200 400 象限角法 记录走向和倾角 N300E 400SE 符号法 一般用在地质图中 300300 沉积岩的原生构造 层理 沉积岩的层理是研究构造的参照面 构造变 形是通过层理显示出来 识别层理是研究构 造的第一步 以下两种情况难以判断 成分和结构均一的厚层岩层 变质岩中产生新生面理会掩蔽或置换原生层 理 层理体现了沉积岩的 建筑 特征 层理的识别标志 岩石结构变化 成分 粒度粗细变化 岩石结构变化 成分 粒度粗细变化 颜色变化颜色变化 巨厚层中夹层变化巨厚层中夹层变化 层面细微原生构造标志层面细微原生构造标志 引起岩层层理差异的原因 化学成分变化化学成分变化 颗粒大小变化颗粒大小变化 分选程度不同分选程度不同 充填物和程度充填物和程度 凝聚性和胶结作用凝聚性和胶结作用 渗透率和孔隙度渗透率和孔隙度 利用原生沉积构造来鉴定岩层的面向 交错层理交错层理 层 系 纹层 层系界面 递变层理递变层理 递变层理又称粒级层 是物质碎屑在沉积过程中由于流体 通常是浊流 逐渐减弱而形成的一种沉积结构 特征 单一层中从底到顶 颗粒由粗逐渐变细 由粗砂质 递变为细砂质到粉砂质 甚至泥质 成因 由浊流物质重力分异作用导致 用途 根据粒级层下粗上细渐变特征 可确定岩石的顶底 面 在变质岩中有相反现象 要慎重使用 粒级层粒级层 细粒物质分布在整个层 中 而粗粒物质则由底 到顶逐渐减少 细粒物质分布在整个层 中 而粗粒物质则由底 到顶逐渐减少 顶 底 顶 底 波痕波痕 波痕是浅海砂粒 粉砂和粘土在水流 波浪海涛及风对水面影 响等因素作用下产生的波状构造 特征 波痕由波脊和波谷组成 成因 由震荡水面晃动而成的 震荡对称波痕 由单向流水方向形成的流水波痕 用途 震荡波痕波脊向上 指示沉积层序顶面 波谷的圆弧顶 指向底面 a 单向水流产生不对称的波痕 单向水流产生不对称的波痕 b 前后来回运动的水流产生对称的波痕 前后来回运动的水流产生对称的波痕 泥裂泥裂 泥裂是层面暴露型标志之一 它是未固结沉积物暴露 于水面之上 其表面干涸变裂而成的暴露标志 其它有雨痕 生物膜 底面印模等 雨痕与叠层石 底面印膜 有印膜的面为底面 研究意义和实用性研究意义和实用性 识别沉积岩层面向 识别沉积岩层面向 追索构造标志 追索构造标志 区别层理 区别层理 S0 和变质面理 和变质面理 Sn 置换关系 置换关系 在野外慎重区分单斜岩层和等斜紧闭褶皱 在野外慎重区分单斜岩层和等斜紧闭褶皱 c 第二节层状岩石的产状 通常将具有一定岩性内容的层状地质体称之为岩层 岩层的产状分为三大类 水平岩层 倾斜岩层和直立岩层 水平岩层 倾角小于5 0的岩层 倾斜岩层 倾角在50 850的岩层 直立岩层 倾角大于850的岩层 一 水平岩层分布区的基本特点 水平岩层是指岩层的倾角小于5 岩层的层面基本与水平面平行 水平岩层分布区具有以下特点 1 上新下老 当水平岩层未发生倒转时 老的岩层在下新的在上 2 水平岩层的出露形态受地形的控制 水平岩层的界线与等高线平行或重合并随等高线的弯 曲而弯曲 其形态与等高线相似 3 水平岩层的厚度就是该岩层的顶底标高之差 4 水平岩层的出露宽度与地形坡度有关 坡度越大出露 宽度越小 反之相反 二 直立岩层分布区的特点 直立岩层分布区岩层的界线不受地形的影响 为一直线 从以上可以看出 水平岩层和垂直岩层是倾斜岩层的一种特殊类型 所以重点了解倾斜岩层的特点是掌握岩层产状的关键 水平岩层的出露特征 据王素 上 立体图 下 地形地质图 水平岩层厚度 出露宽度与地形的关系 a 剖面图 b 平面图 点线代表地形等高线 三 倾斜岩层分布区的基本特点 倾斜岩层是指岩层的倾角为5 85度之间的岩层 1 倾斜岩层出露界线的弯曲特点 当倾斜岩层的走向与山脊的走向 山坡的坡向垂直或斜交时 倾斜岩 层的出露界线多呈 V 字型 其地质界线与等高线的 V 字型弯曲方向有 以下三种关系 1 相反相同当岩层的倾向与坡向相反时 岩层界线与等高线的弯曲 方向相同 但是等高线更弯曲 2 相同相反 当岩层的倾向与坡向相同时 同时岩层的倾角大于坡 角 岩层的界线与等高线的弯曲方向相反 3 相同相同当岩层的倾向与坡向相同时 同时岩层的倾角小于坡 角 岩层的界线与等高线的弯曲方向相同 但岩层的界线更弯曲 V 字型法则不仅适用于倾斜岩层 也适用于倾斜的其它构造面 如倾斜的 断层面等 岩层倾斜状态与地形的关系 上 平面图 下 剖面图 岩层倾向与地面坡向相反时的 V 字形 左为立体图右为平面图 地质图 岩层倾向与地面坡向相同岩层角大于地面坡角的 V字形 上为立体图 下为平面图 地质图 岩层倾向与地面坡向相同岩层倾角小于地面坡角的 V 字形 上为立体图 下为平面图 地质图 直立岩层的露头形态 上为立体图 下为平面图 地质 图 2 倾斜岩层的厚度和出露宽度 1 倾斜岩层的厚度分类 岩层的真厚度 岩层顶底面之间的垂直距离 岩层的铅直地层厚度 岩层顶底沿铅直方向上的距离 真厚度 铅直厚度 为岩层真倾角 倾斜岩层的真厚度小于或等于岩层的铅直地层厚度 岩层的视厚度 当剖面不垂直岩层走向时 岩层顶底的 距离为岩层的视厚度 视厚度 铅直厚度 H COS 为该剖面方向上的岩层视倾角 真厚度 视厚度和铅直厚度关系 不整合的构造意义和研究 一 地层与地层的接触关系 地层 是指具有一定层位或时代含义的一层或一组岩层 当岩层具有 了时代含义后 岩层就成了地层 地层的接触关系 是指上下两套地层在时间上的发展状态与空间上 的接触类型 可分为整合与不整合接触两种 二 整合与不整合接触 1 整合接触 上下两套地层的地层层序上连续 岩性及所含化石一 致或递变 上下两套地层的产状基本一致或平行 整合接触代表 了沉积环境连续变化 以沉积为主 无间断的过程 2 不整合接触 不整合接触的基本特征为不整合面上 下两套地层的 时代不连续 化石突变 缺失某一时代的地层及化石 不整合面下 的老地层变质程度 岩浆活动一般较高 顶部常残留古风化壳 不 整合面下新地层底部常有底砾岩 代表了海进序列的开始 平行不整合 上下两套地层的地层层序不连续 缺失某一时代的地层 岩性 及所含化石不一致或突变 上下两套地层的产状基本一致或平 行 不整合面与新老地层层面平行 角度不整合 上下两套地层的地层层序不连续 缺失某一时代地层 岩性及 所含化石不一致或突变 上下两套地层的产状不一致 不整合 面与上覆新地层平行与下伏老地层斜切 不整合接触关系 周口店黄院 新元古界 景儿峪组 与 寒武系 府君山组 地层分界点 可观察到 薄层古风化 壳 美国亚利桑那州北部大峡谷出露有世界上最完整的岩石序列 垂 直厚度约2km 时间跨度达30亿年 但即使这样 这里也存在着 不整合现象 3 不整合形成的过程 不整合的形成过程可分为三个阶段 平行不整合与角度不整合略有不同 1 平行不整合的形成过程分为 a 地壳下降接受沉积阶段 b 地壳水平抬升成陆 遭受风化剥蚀阶段 c 地壳重新下降接受沉积阶段 2 角度不整合形成过程为 a 地壳下降接受沉积阶段 b 地壳不均匀抬升或褶皱抬升成陆 遭受风化剥蚀阶段 c 地壳重新下降接受沉积阶段 登封县屈峪南寒武系与 嵩山群 Pt12 之间的角度不整合 据马杏垣等 1981 三 不整合的观察与研究 1 研究不整合的意义 1 不整合是重要的地壳运动标志 又是划分构造层的分界面 2 不整合面是划分岩石地层单位的依据之一 因不整合面不是等 时面 故不能作为年代地层单位的依据 3 对不整合面在空间上的分布和类型变化的研究 可了解地壳 运动的不均匀性 4 不整合面是构造上的薄弱面 岩浆及含矿溶液易进入而形成内 生矿床 同时古风化壳中常有铁 锰 磷 铝等富集而成为 外生矿床 2 确定不整合存在的主要标志 1 地层古生物方面的标志 2 沉积方面的标志 上下两套地层岩性突变及古风化壳 底 砾岩的存在等 3 构造方面的标志 不整合面上下两套地层 通常老地层所 经历的构造变形较新地层要高 其褶皱 断裂更发育 断 裂面终止于不整合面 两套地层的产状不一致 4 岩浆活动与变质作用方面的标志 不整合面下老地层所遭 受的岩浆活动与变质作用较新地层要强 3 不整合的空间分布与类型变化 一次大的地壳升降运动所形成的不整合面 在区域 上具有一定的变化规律 在地壳升降运动最强烈地 区形成角度不整合 较强地区形成平行不整