单斜岩层及其接触关系PPT课件

第二章单斜岩层及其接触关系 第一节地质体的基本产状第二节岩层的厚度和埋深第三节岩层的露头第四节地层的接触关系第五节沉积岩层的构造 小结 第一节地质体的基本产状 一 基本概念二 面状构造的产状要素三 线状构造的产状要素四 岩层产状的表示方法 返回 一 基本概念 地质体 GeologicalBody 是泛指任何成因的天然岩石体 包括沉积成因的岩层 喷出成因的层状火山岩 侵入成因的岩浆岩体以及受力变形形成的构造 面状构造 planarstructure 有层理 节理 断层等 以及一些只有几何意义的结构面 如褶皱轴面等 线状构造 linearstructure 包括所有呈线状习性的构造 以及各种平面的交线 如褶皱的枢纽和线理等 返回 二 面状构造的产状要素 走向 strike 倾斜平面与水平面的交线叫走向线 走向线两端延伸的方向即为该平面的走向 倾向 dip 倾斜面上与走向线垂直的线叫倾斜线 倾斜线在水平面上的投影所指的沿斜面向下的方位即倾向 真 倾角 dipangle 平面上的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角 即在垂直于该平面走向的直立剖面上该平面与水平面间的夹角 称之为 真 倾角 走向 倾向 倾角 岩层的产状要素 occurrenceelement 视倾角 apparentdipangle 当观察剖面与岩层的走向斜交时 岩层与该剖面的交迹线叫视倾斜线 视倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角称为视倾角 也叫假倾角 视倾斜线 视倾斜线 倾斜线 AOB 走向线 OD 倾斜线 真倾角 视倾角 OD 倾向 倾角 真 视倾向间夹角图2 1平面的产状要素图2 2真倾角与视倾角的关系 视倾角的值总是比 真 倾角值小 两者的关系为 tan tan cos 返回 注 视倾角与真倾角的换算 附表七 三 线状构造的产状要素 倾伏向 plungedirection 某一直线在空间的延伸方向 即某一倾斜直线在水平面上的投影线所指示的该直线向下倾斜的方位 倾伏角 plungeangleorangleofpitch 指直线的倾斜角 即直线与其水平投影线间所夹之锐角 OA 倾伏向 OB 侧伏向 倾伏角 侧伏角图2 3直线的产状 OA 倾伏向 OB 侧伏向 倾伏角 侧伏角图2 3直线的产状 侧伏角 pitchangle 当线状要素包含在某一倾斜平面内时 此线与该平面走向间所夹之锐角即为此线在该平面上的侧伏角 侧伏向 pitchdirection 就是构成上述锐角的走向线那一端的方位 返回 四 岩层产状的表示方法 1 文字记述岩层产状 1 象限角 quadrantangle 法 以地理子午线 经线 为基准线 2 方位角 azimuthangle 法 以地理正北 N 为起点 0 顺时针旋转 图2 4岩层产状的象限角法和方位角法 2 在地质图上表示岩层产状的符号 水平岩层倾斜岩层直立岩层倒转 reverse 岩层 3 等值线图表示岩层产状方法煤层底板等高线 contourlineofcoalseamfloor 将煤层底板上标高相同的点连接成线 铅直投影到平面图上 即构成了煤层底板等高线图 a 立体图 b 平面图 返回 图2 5倾斜煤层底板等高线图 第二节岩层的厚度和埋深 一 岩层的厚度二 岩层的埋藏深度 返回 一 岩层的厚度 1 真厚度 truethickness h 岩层顶 底面之间的最短距离2 铅直厚度 verticalthickness hg 岩层顶 底面间的铅直距离 h hgcos 图2 6岩层倾向剖面和岩层厚度 3 水平厚度 horizontalthickness hf 岩层顶 底面之间的水平距离h hfsin 4 视厚度 apparentthickness 和视水平厚度 apparenthorizontalthickness 在与岩层走向斜交的剖面上 岩层顶 底面与剖面的交线之间的最短距离大于岩层的真厚度 称为视厚度h 水平距离也大于水平厚度 称为视水平厚度hf 图2 7岩层的真厚度 铅直厚度和视厚度 5 残存厚度岩层遭受了剥蚀 水平或缓倾斜岩层分布区 现在所见到的是岩层的残余部分 由地面某点至岩层底面之间的最短距离 为残存厚度hc 返回 二 岩层的埋藏深度 埋藏深度为地面某点至地下某岩层顶面的铅直对应的标高差 埋藏深度为该岩层顶面上的铅直对应点以上各岩层铅直厚度的总和 图2 8岩层的埋藏深度 返回 第三节岩层的露头 一 岩层的露头和露头线二 岩层露头线的形态及其影响因素 返回 一 岩层的露头和露头线 1 岩层露头 outcrop 是指岩层裸露地表 未被第四纪松散堆积层覆盖的部分 2 露头线 lineofoutcrop 岩层露头和第四系在地表的分界线 称为基岩出露线或第四系界线 岩层面与地面的交线 称为岩层面出露线 即岩层露头线 地质图上的地层或岩层界线 即是地层或岩层露头线在平面上的铅直投影 返回 二 岩层露头线的形态及其影响因素 1 水平岩层 horizontalseam 水平岩层是同一层面上各点的海拔标高相同或基本相同的岩层 图2 9水平岩层 水平岩层的露头形态 1 在地形地质图上 岩层的地层界线与地形等高线平行或重合 水平岩层的露头形态 2 一套水平岩层 老岩层在下 新岩层在上 水平岩层的露头形态 3 岩层顶底面之间垂直距离是岩层的厚度 水平岩层的厚度即顶底面的标高差 水平岩层的露头形态 4 岩层出露宽度是其顶 底面出露线间的水平距 水平距的大小取决于岩层厚度和地面坡度 丹霞地貌 danxialandform 是一种水平构造地貌 它是指红色砂岩经长期风化剥离和流水侵蚀 形成孤立的山峰和陡峭的奇岩怪石 是巨厚红色砂 砾岩层中沿垂直节理发育的各种丹霞奇峰的总称 主要发育于侏罗纪 新近纪的水平或缓倾的红色地层中 这种地形以广东北部的丹霞山最为典型 所以称为丹霞地貌 广东丹霞 广东丹霞 贵州赤水 贵州赤水 2 倾斜岩层 clinothem tiltedstratum 由于地壳运动 使原始水平产状的岩层发生构造变动 形成倾斜岩层 是变形岩层和构造中最基本的一种 1 当岩层倾向与地面坡向相反时 岩层界线的 V 字形与地形等高线弯曲方向相同 但较等高线开阔 弯曲程度小 即 倾反弯小 2 当岩层倾向与地面坡向一致 相同 岩层倾角大于地面坡角时 岩层界线与地形等高线弯曲方向相反 即 倾大弯反 3 当岩层倾向与地面坡向一致 相同 而岩层倾角小于地面坡角时 岩层界线的 V 字形与地形等高线弯曲方向相同 但 V 字形的弯曲较等高线封闭 弯曲程度大 即 倾小弯大 4 岩层产状直立时 为一条直线 5 倾角与坡角一致时 全为同一岩层覆盖 直立岩层的露头形态 a 岩层倾向与地面坡向相反b 岩层倾向与坡向相同 c 岩层倾向与坡向相同 岩层倾角大岩层倾角小图2 11 V 字形法则 参教材 图2 19 21 倾反弯小 倾大弯反 倾小弯大 所谓倾小 指坡向与岩层倾向相同 岩层倾角小于坡角 所谓弯大 是指平面图上地层线的弯曲程度大 曲率大 倾小弯大 倾大弯反 倾反弯小 倾直一线 倾同一片 理解中记忆 V 字形法则不仅适用于单斜岩层地表露头线的分布形态 也适用于一切平整的构造面 如断层面 不整合面等 3 岩层露头的宽度 outcroplength 倾斜岩层的露头宽度主要取决于岩层的厚度和倾角 同时 还要受地面坡角 坡向与岩层倾角 倾向之间关系的影响 倾大弯反 倾反弯小 1 岩层的产状 地面坡向和坡角不变时 岩层露头宽度取决于岩层厚度 2 当岩层厚度不变时 岩层露头宽度决定于岩层产状 地面坡向和坡角 岩层产状不变 露头宽度取决于地面坡向和坡角 2 当岩层厚度不变时 岩层露头宽度决定于岩层产状 地面坡向和坡角 地面坡向和坡角不变 露头宽度取决于岩层产状 2 当岩层厚度不变时 岩层露头宽度决定于岩层产状 地面坡向和坡角 地面坡向和岩层产状不变 露头宽度取决于坡角 特例 直立岩层的露头宽度只取决于岩层的厚度 野外实测地质剖面的方位与岩层走向垂直时 根据岩层露头的宽度计算岩层的真厚度 已知岩层倾角为 地面坡角为 岩层露头线宽度为L 求岩层真厚度h h l sin cos sin sin cos 返回 岩层倾向与地面坡向相同时 取 第四节地层的接触关系 一 整合接触二 不整合接触三 不整合接触在地质图或剖面图上的表现四 不整合接触的观察 返回 一 整合接触 conformablecontact 上下地层在沉积层序上没有间断 岩性和所含化石都是一致的或递变的 其产状基本一致 是连续沉积形成的 这样一套相互平行或近于平行的新老地层之间的接触关系 称为整合接触 沉积过程 地壳持续缓慢下降 或短暂上升但沉积未间断 或地壳运动与沉积作用相对平衡 沉积物连续沉积 返回 二 不整合接触 unconformablecontact 沉积接触的上下两套地层之间有明显的沉积间断 即先后沉积的两套地层之间有明显的地层缺失 这种接触关系为不整合接触 又分为两种类型 1 平行不整合 假整合 accordantunconformity 不整合面上下两套地层的产状相互平行 但在两套地层之间缺失了一些时代的地层 沉积过程 下降沉积 上升 沉积间断和遭受剥蚀 再下降 再沉积 平行不整合 河南神农山 平行不整合 河南神农山 2 角度不整合 angulardiscordance angularunconformity 不整合面上下两套地层之间既缺失了部分地层 产状又相互不同 上覆的较新地层的底面通常与不整合面基本平行 而下伏较老地层的层面与不整合面则相截交 沉积过程 下降 沉积 褶皱上升 常伴有断裂变动 岩浆活动 区域变质等 沉积间断和遭受剥蚀 再次下降 再沉积 角度不整合 科罗拉多大峡谷大角度不整合GeoScienceFeaturePictureLibrary 返回 角度不整合 三 不整合接触在地质图或剖面图上的表现 1 平行不整合在地质图和剖面图上 不整合面与其上下两套地层产状一致 倾角相同 其地质界线与整合地质界线相似 2 角度不整合在地质图和剖面图上 表现为上覆一套较新地层的底面的地质界线 截割下伏较老地层的地质界线 通常上覆地层的底面代表不整合面 图2 12安徽白土地区白土组和本溪组的假整合接触 图2 13角度不整合接触关系的地质图和剖面图 地理不整合由海侵造成的 在较广阔的区域内 地壳不均衡地缓慢下沉或者海平面不断上升 引起海水不断向大陆侵入 海水占领的面积和沉积范围不断扩大 不断形成新的地层 逐渐向较古老的侵蚀面上超覆 这种新老两套地层之间的接触关系 称为地理式不整合接触 1 较老层序的岩层 2 砾岩层 3 砂质页岩层 4 粘土及页岩 5 碳酸盐岩 6 不整合面图2 14不整合类型空间变化示意图 分布区域广阔 在不同地段的地层接触关系的类型往往发生变化 越向大陆超覆方向的上覆地层底部缺失的层位越多 返回 四 不整合接触的观察 1 不整合研究的意义不整合从一个方面记录了地壳运动的演化历史 不仅体现了空间上的相互关系 也反映了时间上的发生顺序 意义 地质发展史 研究古地理环境 鉴定地壳运动 岩石地层学 划分地层单位 矿产 不整合面及其上下易形成沉积矿床 内生矿床 同时有利于油 气 地下水储集 2 不整合的研究方法 1 确定不整合的存在 地层古生物方面的标志 种 属突变 沉积方面的标志 古风化壳 古土壤层 底砾岩 构造方面的标志 构造线方向变化 岩浆活动和变质作用方面的标志 两套岩层之间存在喷出岩 或变质岩的变质程度差异 2 观察研究不整合面及其上下的地层的产状 岩性和时代不整合面的平整程度 地层产状变化的程度 地层时代的缺失情况 从岩性到岩相的研究 3 研究不整合空间展布和类型变化不整合在广大空间常常是变化的 4 确定不整合的时代不整合形成的时代通常相当于 不整合接触的上下两套地层之间所缺失的那部分地层的时代或者下伏地层中最新地层以后 上覆地层中最老地层以前的时期 返回 第五节沉积岩层的构造 一 层理及其识别二 利用原生沉积构造鉴定岩层的顶面和底面 返回 一 层理 bedding 及其识别 层理是沉积岩中最普遍的原生构造 是包括层面以及由岩层内部的成分 粒度 结构 胶结物和颜色等特征在剖面上的突变或渐变所显现出来的一种成层性 1 层理的形态分类形态分类是一种几何分类 主要依据层理形态及其结构 将其分为 水平层理 horizontalbedding 交错层理 cross bedding 波状层理wavybedding 斜层理diagonalbedding inclinedbedding 或直接分为 平行层理 波状层理和斜层理 2 层理的识别标志沉积岩层理可根据岩石的成分 结构 色调等的变化得以识别 1 岩石成分的变化 沉积物成分的变化是显示层理的主要标志 2 岩石结构的变化 根据碎屑粒度和形状的变化可以识别出层理 3 岩石颜色的变化 在层理隐蔽 成分均一 颗粒较细的岩层中 如有颜色不同的夹层或条带 可以指示层理 4 岩层的层面原生构造 波痕 底面印模 暴露标志也可以作为确定和识别层理的标志 返回 二 利用原生沉积构造鉴定岩层的顶面和底面 面向 的概念 是指成层的岩层顶面法线所指的方向 是成层岩系中岩层由老变新的方向 1 交错层理交错层理是由纹层互相斜交组成的 常呈弧形 有多种类型 图2 15交错层理 顶面在左上 正常层序顶面在右 直立岩层顶面在右下 岩层倒转图2 16根据交错层理确定岩层顶底面 利用细纹层的形态及被层系面截切的关系 可以判断岩层的顶底面 细纹层的顶部多被截切 与层系面呈高角度相交 下部常逐渐收敛 变缓 与底面小角度相交或相切 2 递变层理 粒序层理 gradedbedding 是碎屑物质在沉积过程中由于流体 通常是浊流 逐渐衰减而形成的一种沉积结构 其特点是 在一个单层中 从底面到顶面粒度由粗到细 递变层理的顶面与其上一层的底面是突变的 有明显的界面 图2 17粒序层理 3 波痕 ripplemark wavemark 波痕是沉积物表面由于水和空气流动而形成的波状起伏不平的堆积形态 波痕由波脊和波谷组成 有多种类型 这些波痕 无论原型 还是印模 都是波脊指向岩层的顶面 波谷的圆弧凹向底面 A 浪成对称尖脊圆谷波痕 B 双脊改造波痕 C 平顶改造波痕图2 18几种可确定岩层顶底面的波痕 4 冲刷面 erosionsurface 固结或半固结的沉积岩层 当出露水面或在水下遭到流水的冲刷时 就会形成凹凸不平的冲刷面 在靠近冲刷面的某侧沉积岩层底部含有另一侧的岩石碎屑或角砾时 则表面是新岩层的一方 图2 19冲刷面 5 层面暴露标志当未固结的沉积物暴露在水面之上时 其表面