沉积岩层的原生构造及其产状

关于沉积岩层的原生构造及其产状第二章沉积岩的原生构造及其产状第一节沉积岩的原生构造第二节岩层的产状、厚度及出露特征第三节地层的接触关系第2页,共71页，2024年2月25日，星期天第一节沉积岩的原生构造

沉积岩层的原生构造：沉积岩在沉积、成岩过程中产生的构造，称之为原生构造。

原生构造：主要包括层理构造、层面构造和生物遗迹等。

研究意义：

1、可以帮助我们认识岩层形成时的古地理环境和当时地壳运动的特征。

2、它是识别岩层顶底面、岩层层序的标志和研究岩层变形及构造形态的重要依据。第3页,共71页，2024年2月25日，星期天一、岩层、层面、层理及其识别岩层：由两个平行或近乎平行的界面所限制的、岩性基本一致的层状岩体叫岩层。沉积岩层的“层或单层”：在基本稳定的介质条件下沉积的一个单元，表示最小的岩层地层单位，它由成分上基本一致的沉积物组成。第4页,共71页，2024年2月25日，星期天岩层的上下界面叫层面，上层面称顶面，下层面称为底面。层理：是沉积物沉积时由于介质的流动在层内形成的成层构造。

层理是通过岩石成份、结构和颜色在剖面上的突变或渐变所显现出来的。组成层理的要素有细层、层系、层系组。第5页,共71页，2024年2月25日，星期天细层（纹层）：组成层理的最小单位；层系：由成分、结构和产状上相同的许多细层组成；层系组：由两个或两个以上的相似层系组成的，是在同一环境的相似水动力条件下形成的。

层理的基本类型：平行层理、波状层理和斜层理。

第6页,共71页，2024年2月25日，星期天水平层理第7页,共71页，2024年2月25日，星期天板状交错层理第8页,共71页，2024年2月25日，星期天楔状交错层理第9页,共71页，2024年2月25日，星期天第10页,共71页，2024年2月25日，星期天

羽状交错层理第11页,共71页，2024年2月25日，星期天槽状交错层理第12页,共71页，2024年2月25日，星期天风成交错层理第13页,共71页，2024年2月25日，星期天

层理的识别：沉积岩的层理主要根据成份、结构、颜色的变化和原生层面（层间分界面）特征来识别。岩层成分的变化：在成分比较单一的巨厚层岩石中，要注意寻找成分特殊的夹层。岩石结构的变化：根据沉积原理，不同粒度或不同形状的颗粒总是分层堆积的，从而显示出沉积岩层的层次性。岩石颜色的变化岩层的原生层面构造第14页,共71页，2024年2月25日，星期天在野外观察中，如果在一个露头上层面不易分清，或者分不清是层面还是其他次生构造时，应该多观察附近的露头，加以比较分析例：断层一侧有一组产状为2100∠440的节理发育。详细工作后发现灰岩中含有代表层理的燧石结核呈断续带状分布，这才是真正的层理。山东莱芜牛泉南断层剖面图NE。。。。。。·····第15页,共71页，2024年2月25日，星期天二、利用沉积岩的原生构造确定岩层的顶底面（一）斜层理

确定岩层顶底面的斜层理特征为：斜层理与层系顶面呈大角度相交，与底面呈收敛变缓而相切的关系；弧形层理凹向顶面。第16页,共71页，2024年2月25日，星期天（二）粒级层理

特征：1、下粗上细；2、相邻两粒级层间，在粒度和成分上截然突变—下层顶面常受过冲刷。例外：反粒级层理；较深变质岩中泥质岩重结晶形成粒度大的新矿物，出现与原粒级相反的现象。第17页,共71页，2024年2月25日，星期天（三）波痕波痕有两种：流动波痕（不对称）浪成波痕（对称）浪成波痕可以判别岩层顶底面。波峰顶印模波谷第18页,共71页，2024年2月25日，星期天利用波痕确定岩层的顶、底面第19页,共71页，2024年2月25日，星期天（四）泥裂

泥裂在剖面上裂缝呈上宽下窄的“V”字形，尖端指向老地层。第20页,共71页，2024年2月25日，星期天（五）雨痕、冰雹痕及其印模

凹坑总是分布在岩层的顶面，而瘤状印模则出现在岩层底面。第21页,共71页，2024年2月25日，星期天（六）冲刷痕迹西东

冲刷痕迹位于岩层的顶面。在冲刷面上填充有下伏岩层的碎块或砾石，往上逐渐变细。第22页,共71页，2024年2月25日，星期天（七）古生物化石的生长和埋藏状态第23页,共71页，2024年2月25日，星期天第二节岩层的产状、厚度及出露特征

岩层产状：是指岩层层面的空间方位。一、岩层的原始产状

原始倾斜：在大型沉积盆地中形成的沉积岩层，原始产状都是水平和近水平的，仅在盆地边缘、岛屿、水下隆起和火山锥周围出现一定程度的倾斜。将岩层的原始产状理解为水平的，以水平面为参考面是认识和分析地质构造的一个基本前提。第24页,共71页，2024年2月25日，星期天二、水平岩层

水平岩层：是在同一层面上各点的海拔高度基本相同的岩层。第25页,共71页，2024年2月25日，星期天第26页,共71页，2024年2月25日，星期天第27页,共71页，2024年2月25日，星期天

水平岩层特征

1.在地层未倒转的前提下，总是上新下老，出露看剥蚀程度。

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2.露头界线与地形等高线平行或重合。

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3.水平岩层的厚度就是其顶底面的标高差。第30页,共71页，2024年2月25日，星期天

4.露头宽度在厚度不变时随地面坡度变化，在坡度不变时随厚度变化。第31页,共71页，2024年2月25日，星期天

水平岩层发生构造变动成为倾斜岩层。倾斜岩层是最常见的构造形态，它可能是褶皱一翼、断层一盘或单斜构造。三、倾斜岩层火焰山的倾斜岩层第32页,共71页，2024年2月25日，星期天

（一）岩层产状要素的测定

１、岩层的产状要素：即层面的走向、倾向和倾角。倾斜线第33页,共71页，2024年2月25日，星期天真倾角α与视倾角β的关系

tanβ=tanα.cosω(ω为真倾向与视倾向的夹角)HO/OG=tanαHO/OC=tanβHO=OGtanαHO=OCtanβOG/OCtanα=tanβ∴tanβ=tanα.cosω第34页,共71页，2024年2月25日，星期天2.岩层产状要素的测定与表示方法测定方法：直接法(用罗盘测量)

间接法(作图法、赤平投影方法)。表示方法：

符号表示法：文字表示方位角表示法：2050∠250象限角表示法：N350E/250SE走向倾向倾角300倾斜岩层水平岩层直立岩层700倒转岩层第35页,共71页，2024年2月25日，星期天(二)岩层厚度

真厚度(h)：岩层顶、底面之间的垂直距离。视厚度(h’)：在不⊥于岩层走向的剖面上，岩层顶底界线间的垂直距离。铅直厚度(H)：在铅直方向测得的岩层厚度。h=H.cosαh’=H.cosβ第36页,共71页，2024年2月25日，星期天(三)倾斜岩层的露头界线形态

露头界线形态决定于地层产状、地形以及两者之间的关系。

水平岩层:露头界线与地形等高线平行或重合。

直立岩层:露头界线不受地形影响。

倾斜岩层:露头界线与等高线相交，呈“Ｖ”字形曲线延伸，符合“Ｖ”字形法则。第37页,共71页，2024年2月25日，星期天

水平岩层的露头界线与地形等高线平行或重合。第38页,共71页，2024年2月25日，星期天直立岩层的露头界线不受地形影响。第39页,共71页，2024年2月25日，星期天

１.当岩层倾向与坡向相反时：地质界线的弯曲方向与等高线的弯曲方向相同，地质界线弯曲程度小于等高线，简称“相反相同”。第40页,共71页，2024年2月25日，星期天

2.当岩层倾向与坡向相同，且α＞β时：地质界线与等高线的弯曲方向相反，简称“相同相反”。第41页,共71页，2024年2月25日，星期天第42页,共71页，2024年2月25日，星期天

3.当岩层倾向与坡向相同，且β＞α时：地质界线的弯曲方向与等高线的弯曲方向相同，但地质界线弯曲程度大于等高线，简称“相同相同”。第43页,共71页，2024年2月25日，星期天应用“V”字形法则时应注意：

(1)倾向、坡向相同且倾角等于坡角时，界线沿沟谷平行延伸，到上游变陡才出现“Ｖ”字形。

(2)在中、小比例尺地形地质图上，地形影响不明显，界线形态主要受岩层走向控制。第44页,共71页，2024年2月25日，星期天

(四)岩层露头宽度

倾斜岩层的露头宽度决定于岩层厚度和地面坡度、坡向与岩层倾角、倾向之间的关系。

1、当岩层倾向与坡向相反，岩层倾角不变时：地面坡度缓，岩层露头宽，反之则窄。第45页,共71页，2024年2月25日，星期天

2、当岩层面与倾斜地面直交时，露头宽度小于岩层厚度。

3、直立岩层不受地形影响，露头宽度等于岩层厚度。

4、当岩层面与地面之间的交角（指锐夹角）由大变小，则露头宽度由窄变宽。ttt432第46页,共71页，2024年2月25日，星期天

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第三节地层的接触关系

地层的接触关系是研究地壳运动的发展和地壳构造的形成历史的一个重要依据。一、整合与不整合整合接触：上下层的沉积层序没有间断，它们的接触关系称为整合接触。反映形成这两套地层时地壳处于持续缓慢下降，或虽有短期上升，但沉积作用从未间断，地壳运动处于相对平衡状态。第48页,共71页，2024年2月25日，星期天

不整合接触：上、下两套地层间如果出现了间断，缺失了一部分地层，它们的接触关系称为不整合。间断的时期，代表了一个剥蚀期，即无沉积作用的时期或侵蚀期。不整合面：上、下两套地层之间的沉积间断面叫做不整合面。不整合线：不整合面在地面的出露线叫不整合线。

第49页,共71页，2024年2月25日，星期天二、不整合的类型

分为平行不整合与角度不整合两大类。

(一)平行不整合：

1、概念：上、下两套地层的产状彼此平行，但中间缺失了一套地层，有沉积间断，它们的接触面（不整合面）是古侵蚀面。

2、形成过程：下降沉积→平缓上升，沉积间断或遭受剥蚀→再下降，再沉积。

3、在平面和剖面上的表现：不整合面上下两套地层的界线在较大区域内都呈平行展布，产状也基本一致，但其间缺失了部分地层。第50页,共71页，2024年2月25日，星期天北京周口店太平山南坡奥陶系与石炭系接触关系奥陶系石炭系第51页,共71页，2024年2月25日，星期天第52页,共71页，2024年2月25日，星期天(二)角度不整合

1、概念：不整合面上、下两套地层间既缺失部分地层，彼此产状又不相同。上覆地层底部常有底砾岩，底面常与不整合面基本平行。

2、形成过程：下降，接受沉积→褶皱上升，剥蚀或沉积间断→再下降、再沉积。

3、在平面和剖面上的表现：不整合面上下地层的产状有明显差异，其间缺失部分地层，不整合线与下伏不同层位的地质界线相交截。第53页,共71页，2024年2月25日，星期天第54页,共71页，2024年2月25日，星期天第55页,共71页，2024年2月25日，星期天第56页,共71页，2024年2月25日，星期天第57页,共71页，2024年2月25日，星期天第58页,共71页，2024年2月25日，星期天

上述为两类不整合主要地质特征，而地层不整合接触关系其形态是变化多端的，它们在时间上和空间上的分布情况也是错综复杂的，常表现出互相过渡。空间分布：一个区域不整合（地理不整合），局部可以表现为平行不整合。第59页,共71页，2024年2月25日，星期天

如：南京侏罗系象山群在钟山（紫金山）与中上三叠统黄马青群为整合接触；在仙鹤观一带侏罗系与下中三叠统为平行不整合接触；而在象山、栖霞山则为不整合接触。第60页,共71页，2024年2月25日，星期天三、不整合的观察和研究（一）确定不整合的存在

1．地层古生物方面的标志：生物化石带的缺失和生物演化中出现的突然中断，可能说明存在不整合。

2．沉积方面的标志：

（1）存在底砾岩层：砾石为下伏地层的岩石。（2）上下地层在岩性和岩相上截然不同。第61页,共71页，2024年2月25日，星期天如：华北南京—海陆交互相C2本溪组O2八徒组—海相，灰岩J砾岩—河流相P灰岩—海相平行不整合角度不整合

(3)存在不整合面：保存有古风化壳、古土壤层或与古风化壳有关的各种沉积矿床。如：铁、锰和铝土矿等。

C2本溪组O2八徒组铝土矿、褐、赤铁矿—山西式赤铁矿华北第62页,共71页，2024年2月25日，星期天

3．构造方面的标志：角度不整合面上、下两套地层构造变形特征包括产状、构造线方向、类型、强度等常有不同。一般来说，角度不整合面以下的老地层总比上覆新地层受到的变形次数多，故构造要强烈且复杂些。第63页,共71页，2024年2月25日，星期天

4、岩浆活动和变质作用方面的标志：不整合面上、下两套地层及其构造是在不同时期的地壳运动中形成的。因此往往各自伴生不同时期和不同特点的岩浆活动和变质作用。（二）不整合的研究内容和方法：

1、研究不整合面的形态：不整合面的平整情况可反映该区当时大陆侵蚀程度和地貌特征。研究不整合面的形态，关键是确定不整合面位置。第64页,共71页，2024年2月25日，星期天确定不整合面位置

确定不整合面位置，要注意研究以下内容：

（1）靠近不整合面的下伏岩层，因风化剥蚀而碎裂，造成与上覆岩层呈过渡关系，从而使不整合面不清晰。

研究方法：仔细观察、详测剖面，分析岩性、岩相特征。（2）研究并排除褶皱和断裂的影响。研究方法：系统测量不整合面上、下地层产状，进行分析。第65页,共71页，2024年2月25日，星期天

（3）加强底砾岩研究：研究方法：研究砾石成分及所含化石