地球科学概论-第九章构造运动与地质构造（上）

第九章构造运动与地质构造根本概念构造运动：内力作用引起的地壳乃至整个岩石圈的变形、变位的作用，第四纪以来发生的构造运动称为新构造运动。构造变动：由构造运动引起的岩石永久变形，包括褶皱变动和断层变动。第一节构造运动的根本方式构造运动按其运动方向分为水平运动和垂直运动类型水平运动垂直运动向背别离相向挤压剪切差异升降形成裂谷褶皱成山形成断层水平运动的表现：大陆漂移学说1912年由魏格纳提出，主要依据是海岸线形状、古生物化石、地质构造、古气候记录等证据。二十世纪五、六十年代海底调查、古地磁、地震台网、古地理、古气候等证据进一步证实。垂直运动的表现垂直变位：指沿地球半径方向发生的位移通常垂直变位会在地貌形态上留下很多的证据，例如珊瑚化石出现的位置；出现在海底的河谷；海蚀地貌出现在很高的位置；河流阶地的升降等等。第二节岩石的变形与地质构造岩层的原始产状多为水平的，但是常常在构造运动作用力的影响下，其原有的形态和空间位置发生改变，称为构造变形，岩石变形和变位的产为称为地质构造，最根本的地质构造包括褶皱和断层。一、岩石的产状：水平、倾斜、直立、倒转等怒江石崖直立岩层倒转地层通常为倒转褶皱的一局部二、岩层的产状要素走向——岩层的延伸方向，即岩层面〔构造面〕与假想水平面相交的直线。〔两个方向，以北为准〕倾向——岩层倾斜的方向，即岩层面上垂直于走向线，沿岩层倾斜面向下倾斜的方向所得的直线为真倾斜线。

倾角——层面与水平面的最大交角。1、产状三要素即：走向、倾向、倾角。2、产状要素的表示方法

〔1〕野外记录时一般只记录倾向和倾角两个数据，记为：135°∠40°，直立产状才记走向。如：倾斜岩层水平岩层直立岩层倒转岩层

〔3〕剖面图上表示为：135

40〔2〕地质图〔平面图〕上应按方位角在相应位置标出准确的走向、倾向，并写出倾角。40三、岩石的变形弹性变形：岩石受外力发生变形，未超过其弹性极限，当外力去掉后变形立即消失，例如地震时弹性波的作用。塑性变形：岩石受外力发生变形，超过其弹性极限，当外力去掉后变形不能回复原装，而形成永久性的变形，例如褶皱构造。断裂变形：岩石受外力达到或超过其强度极限时，岩石内部结合力遭到破坏，产生破裂面，失去了其连续完整性，例如形成断层构造。1、褶皱构造岩层的弯曲现象称为褶皱，是岩石塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的根本形态之一。单个的弯曲称为褶曲。为了研究和描述褶皱形态和空间展布特征，先要了解组成褶皱的几何形态要素。

核部——褶皱岩层的中心翼部——褶皱岩层的核部的两翼枢纽——轴面与层面的交线，也就是岩层褶皱面上最大弯曲点连线。轴面——褶曲两翼近似的对称面，也就是褶皱内各相邻褶皱面上枢纽联成的面。弧尖——垂直于枢纽的切面上轴面与层面的交点，是岩层弯曲的最大局部。轴线——轴面与地面或者水平面的交线(1)褶曲的几何形态要素〔2〕褶曲的根本类型是背斜和向斜背斜在形态上为一个弧顶向上的弯曲，中心局部为老地层，两侧地层依次变新。向斜在形态上为一个弧顶向下的弯曲，中心局部为新地层，两侧地层依次变老。在野外往往不能看到褶曲的全貌，主要是根据岩层的时代新老关系及对称出现的关系来判断。

〔3〕褶曲的形态分类根据轴面产状可以分为：直立褶曲：轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大致相等倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角大小不等倒转褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相同，倾角大小不等平卧褶曲：轴面近于水平，两翼近于水平重叠，一翼为倒转层序根据横剖面的形态特点可以分为：扇形褶曲：在横剖面上呈扇形展开，两翼均可出现倒转层序箱形褶曲：在横剖面上呈箱形展开，两翼岩层斗笠而顶部或底部岩层平缓。新第三系红层中的大型箱状褶皱——新疆库车克孜纳努尔单斜：岩层向一个方向倾斜并向下逐渐过渡为水平产状。根据枢纽产状可以分为：水平褶曲：褶曲枢纽近于水平延伸，两翼岩层走向平行。倾伏褶曲：褶曲枢纽向一端倾伏，两翼岩层走向发生弧形合围，对背斜而言，合围尖端指向枢纽倾伏方向；对向斜而言，合围开口方向指向枢纽倾伏方向。根据长宽比率可以分为：线状褶曲：长为宽的10倍以上，常常到达数十倍。短轴褶曲：长为宽的3－10倍以上。穹隆与盆：长为宽的3倍以下，上凸者为穹隆，下凹者为盆。〔4〕褶曲的野外识别几乎所有沉积岩及局部变质岩构成的山地都存在不同规模的褶皱构造，小型褶皱可能在一个地质剖面上可以观察到其完整形态，但更多的时长宽到达数千米乃至上万米的大型褶皱，在野外可能只观察到其一翼的一小局部，研究分析这类褶皱那么比较复杂。顺着或逆着岩层倾向，地层重复出现，倾角变化有规律背斜：新——老——新向斜：老——新——老相同年代的岩层对成出现是判断向斜与背斜存在的可靠标志在野外，由于褶皱中应力分布状况的不均匀，往往形成地形与地质构造不一致的情况，最为典型的就是背斜成谷与向斜成山现象，这种地形与构造不一直的情况被称为地形倒置现象。不能简单地用地形来判断地质构造当出现地形倒置现象时便不能简单以地形来判断向斜与背斜，而应当仔细分析岩层的新老关系来作出正确判断。除了地形倒置以外，由单斜岩层组成地山体，称为单斜山，可能是褶曲被破坏后残留的一翼，也可能本身就是单斜。岩层倾角平缓，沿倾向方向一侧岩层坡度较缓，而另一侧山坡较陡者称为单面山岩层倾角及两侧山坡陡较陡者称为猪背岭由近于水平的岩层构成的山体，称为平顶山〔5〕研究褶曲的实用意义。褶皱构造与矿产资源：背斜顶部的张裂隙常称为矿液侵入通道形成脉状矿体；岩层褶皱转折部位常形成鞍状矿体；褶曲一侧发现矿体时，通常在另外一侧也可以找到；封闭良好的穹隆构造是重要的储油、气构造；