构造地质学要点整理.docx

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构造地质学要点整理

构造地质学要点整理

一、名词解释

1.地质构造：

是指组成岩石圈的岩层和岩体在内、外力地质作用下发生的变形。

2.水平岩层：

同一层面上个点的海拔高度都基本相同，具有这样产状的岩层称为水平岩层，也叫水平构造。

3.整合接触（Conformity）：

指上下两套地层间为连续沉积，其间无明显的沉积间断，上下两套地层产状一致。

4.不整合接触（Unconformity）：

指上下两套地层之间具有明显的沉积间断，造成地层的缺失。

5.平行不整合（Parallelunconformity）：

也叫假整合（Disconformity），它是指上下两套地层的产状基本一致，但两者之间缺失一些时代的地层的接触关系。

6.角度不整合（Angularunconformity）：

是指上下两套地层之间不仅缺失部分地层，而且上下地层的产状也不相同。

7.超覆：

当水侵时期，新地层一次超越下面较老地层的覆盖范围，而直接覆盖在盆地周缘或隆起区的剥蚀面上。

8.底部超覆：

指在层序底界面上的超覆，其中向着原始倾斜面向上的超覆叫上超；顺原始水平面或原始倾斜面向下的超覆叫下超。

9.顶部超覆：

指在层序上界面处的超覆尖灭现象，原来倾斜的地层向着层序顶面突然消失。

10.潜山（Buriedhill）：

也称古潜山，是指被新地层覆盖埋藏的基岩古地貌隆起。

11.批覆构造：

剥蚀面以上由于沉积差异和压实差异在较新地层中发育的正向褶皱构造。

12.断块潜山：

风化面以下的基岩受后期断裂活动的作用，沿断裂上升而形成的潜山。

13.褶皱潜山：

由较老的地层形成的褶皱构造被新地层埋藏的潜山。

14.褶皱（Folds）：

层状岩石在各种应力的作用下所形成的一系列连续的波状弯曲现象称为褶皱。

15.背斜（Anticline）：

岩层向上弯曲，中间地层老、两侧地层新的褶皱构造。

16.向斜（Syncline）：

岩层向下弯曲，中间地层新、两侧地层老的褶皱构造。

（若底层的新老关系不清，则分别称背形（Antiform）和向形（Synform）。

17.核部（Core）：

指褶皱中心部位的岩层，一般指经剥蚀后出露在地表面的褶皱中心部分的地层，简称为核。

18.翼部（Limb）：

指褶皱核部两侧的地层，简称为翼。

19.转折端（Hingezone）：

从褶皱的一翼向另一翼过渡的弯曲部分称转折端。

20.枢纽（Hingeline）：

同一褶皱面上最大弯曲点的连线叫枢纽。

21.轴面（Axialplane）：

在一个褶皱内相邻褶皱层面上的枢纽构成的假想几何面。

22.轴迹（Axialtrace）：

轴面与包括地面在内的任何平面的交线称为轴迹。

23.顶和槽：

背斜和向斜的个褶皱面在横剖面上的最高点和最低点分别称为顶（Crest）和槽（Trough）。

24.闭合度（Closure）：

是指背斜的顶到溢出点之间的高差，也称闭合差。

25.闭合面积（Entrapment）：

是指通过溢出点的构造等高线所圈闭的面积。

26.复式褶皱（Compoundfolds）：

被一系列次一级褶皱所复杂化了的巨型背斜和向斜构造，分别称为复背斜（Anticlinorium）和复向斜（Synclinorium），复背斜和复向斜统称为复式褶皱。

27.隔挡式褶皱（Ejectivefold）：

由一些列平行的紧闭背斜和开阔平缓向斜相间排列而成的褶皱构造。

也成为梳状褶皱（Comb-shapedfold）。

28.隔槽式褶皱（Trough-likefold）：

由一系列平行的紧闭向斜和平缓开阔背斜相间排列而成的构造。

29.雁行状的褶皱（En-Echelonfolds）：

指那些由一系列背斜、向斜之轴线错开成斜列展布的褶皱构造。

30.帚状褶皱：

由一系列背斜和向斜相间排列，一端收敛，一端散开，平面组合为扫帚状。

31.S形和反S形褶皱（S-Shapedfold，ReveredS-Shapedfolds）：

由一系列短轴和长轴背斜组成为S形状或反S形状的褶皱带。

32.长垣（Placanticline）：

由一系列宽大平缓的背斜（多为短轴背斜或穹窿）沿其轴向排列而成的长条形的隆起构造。

33.背斜带：

在一定的构造部位，由同一构造运动形成的，一系列轴向大致相同的短轴背斜或长轴背斜组成的正向构造。

34.纵弯褶皱作用（Buckling）：

系指岩层受顺层挤压应力作用而形成褶皱的过程。

35.弯滑作用（Flexuralslipping）：

指多个岩层在纵弯褶皱作用过程中，上、下坚硬岩层之间的层间滑动。

36.弯流作用（Flexuralflow）：

指由于岩层内部物质流动而形成褶皱的作用。

37.横弯褶皱作用（Bending）：

岩层因受到与层面垂直方向上的挤压而形成褶皱的作用。

38.剪切褶皱作用（Shearfolding）：

是指岩层沿着一系列不平行于层面（一般呈大角度）的密集剪裂面或劈理面发生有规律的差异滑动而形成褶皱的作用，也称滑褶皱作用。

39.柔流褶皱作用（Flowfolding）：

是指高塑性岩石（如岩盐、石膏、粘土）或出于高塑性状态的岩石，受应力的作用而发生塑性流动并形成褶皱的作用。

40.膝折作用（Kinking）：

兼具弯滑褶皱作用与剪切褶皱作用两种机制的特殊褶皱作用。

41.生长背斜（Growthanticline）：

是指在盆地普遍沉陷、沉积的背景上，由于局部（通常是基地的局部）隆起所形成的沉积岩层的背斜构造，也称同沉积背斜、同生背斜。

42.底辟构造（Diapiricstructure）：

是指地下较深处的密度相对较小的高塑形岩层或岩体在差异重力作用下向上拱起或刺穿上覆岩层而形成的一种构造。

底辟构造三要素：

底劈核、核上构造和核下构造。

43.核上构造：

底劈核上覆岩层受底辟作用形成的构造称为核上构造。

44.核下构造：

底劈核下伏地层在底辟作用过程中火灾底辟作用相关的地质时期内形成的构造称为核下构造。

45.节理（Joint）：

又称裂缝（Fissure）或裂隙，它们是岩石受力发生破裂，两侧的岩石沿破裂面没有发生明显位移的一种断裂构造。

46.节理组（Jointset）：

由同一时期，相同应力作用下，产生的方向相互平行或大致平行，力学性质相同的节理组合成为一个节理组。

47.节理系（Jointsystem）：

由同一时期，相同应力作用下，产生的两个或两个以上的节理组组合成为一个节理系。

二、填空

1.水平岩层的特征：

①水平岩层的地质界线和地形等高线平行或重合；

②水平岩层的成层顺序为上新下老，地层越老出露位置越低，越新出露位置越高；

③水平岩层的厚度就是该岩层顶、底面的标高差；

④水平岩层在地质图上的露头宽度取决于地面坡度和岩层厚度。

2.岩层产状（Attitude）三要素是：

走向（Strike）、倾向（Dip）、倾角（Dipangle）。

3.倾斜岩层三要素的文字表示方法：

a）象限角表示法：

用走向/倾角、倾向象限表示；

b）方位角表示法：

用倾向方位角∠倾角表示，如330︒∠35。

4.露头宽度指的是野外岩层出露宽度的水平投影，也就是倾斜岩层在地质图上反映的宽度。

倾斜岩层的露头宽度取决于地形（坡向和坡角）、岩层产状（倾角和倾向）和该岩层的厚度。

a）当地形和岩层产状不变时，露头宽度取决于岩层厚度，厚者宽，薄者窄；

b）当地形和厚度不变时，露头宽度取决于岩层倾角，倾角越小，露头宽度越大；倾角越大，露头宽度越小。

若是直立岩层，则露头宽度最小，近于或等于岩层的真厚度且不受地形的影响。

c）岩层产状和厚度不变时，露头宽度取决于地形、坡度和坡角。

5.“V”字形法则：

a）水平岩层出露形态和产状真实地反映等高线的弯曲特征，地质界线随等高线的弯曲而弯曲；

b）直立岩层出露形态不受地形的影响，呈直线状；

c）逆向坡时，同向弯曲，地质界线的曲率小于地形等高线曲率（相反相同）；

d）顺向坡、倾角大于坡角时，地质界线与等高线的弯曲方向相反（相同相反）；

e）顺向破、倾角小于坡角时，地质界线与等高线的弯曲方向相同，且地质界线的曲率大于等高线的曲率。

6.岩层真厚度和铅直厚度之间的关系如下：

h=H•cosα

式中h—真厚度；

H—铅直厚度；

α—岩层真倾角。

7.岩层视厚度和铅直厚度之间的关系如下：

hˊ=H•cosβ

式中hˊ—视厚度；

H—铅直厚度；

β—岩层视倾角。

8.倾斜岩层厚度的测算：

1）直接在野外量厚度；

2）根据钻孔资料计算；

h=H•cosα

3）野外实测：

h=Lsinαcosβcosω±Lsinβcosα

式中h—地层厚度；

ω—剖面导线方向与岩层倾向间夹角；

L—沿导线方向岩层顶、底线之间的距离；

α—岩层真倾角；

β—地面在导线方向的坡角。

当导线方向与地形坡向相同时，取“-”号；当导线前进方向与地形坡向相反时，取“+”。

9.角度不整合的类型有：

削截不整合、褶皱不整合、断褶不整合。

10.不整合面纵向一般可分为三层结构，至上而下依次为：

底砾岩、风化泥岩和风化淋滤带。

11.尖灭类型：

岩性尖灭、岸线尖灭、超覆尖灭、退覆尖灭、侵蚀削截尖灭和断层削截尖灭。

12.不整合存在的标志：

a）底砾岩

b）古风化壳和残积标志

c）地层古生物方面：

缺失生物化石带或生物演化出现突然中断现象

d）构造变形标志：

不整合上下地层变形程度不同

e）岩浆活动和变质作用标志：

上下两套地层的岩浆活动和变质程度差异较大

13.常见的不整合图件有四种：

古地质图、不整合面构造图、不整合面上覆地层等厚图和不整合面下伏地层残余厚度图。

14.潜山的构造分类：

a）断块潜山

i.单断式潜山

ii.断阶式潜山

iii.地垒式潜山

b）褶皱潜山

c）残山

15.潜山的岩性分类：

碳酸盐岩潜山、碎屑岩潜山、火山岩潜山和变质岩潜山。

16.根据褶皱的形态和组成褶皱的地层，将褶皱分为两种基本类型：

背斜和向斜。

17.褶皱的几何要素主要包括：

核部和翼部、转折端、轴面、枢纽、轴迹、脊和槽等。

18.褶皱的分类：

（课本69页）

a）根据轴面产状和两翼产状的褶皱分类：

i.直立褶皱（Uprightfold；Verticalfold）

ii.斜歪褶皱（Inclinedfold）

iii.倒转褶皱（Overturnedfold）

iv.平卧褶皱（Recumbentfold）

v.翻卷褶皱（Overthrownfold）

b）根据翼间角大小的褶皱分类：

i.平缓褶皱（Gentlefold）

ii.开阔褶皱（Broadfold）

iii.中长褶皱（Normalfold）

iv.紧闭褶皱（Tightfold）

v.等斜褶皱（Isoclinalfold）

c）根据对称性的褶皱分类：

i.对称褶皱（Symmetricalfold）

ii.不对称褶皱（Asymmetricalfold）

d）根据转折端形态的褶皱分类：

i.圆弧褶皱（Curivilinearfold）

ii.尖棱褶皱（Chevronfold）

iii.箱形褶皱（Boxfold）

iv.屉形褶皱（Drawerfold）

v.扇形褶皱（Fanfold）

vi.挠曲（Flexure）

vii.构造阶地（Structuralterrace）

e）根据褶皱中各层弯曲形态关系的褶皱分类：

i.协调褶皱（Harmonicfold）

ii.不协调褶皱（Dishamonicfold）

f）根据褶皱的平面形态分类：

i.线状褶皱（Linearfold）

ii.长轴褶皱（Longaxisfold）

iii.短轴褶皱（Brachyfold）

iv.穹窿构造（Dome）

v.构造盆地（Structuralbasin）

g）根据同一岩层厚度在褶皱的不同部位的变化特征分类：

i.等厚褶皱

ii.顶厚褶皱

iii.相似褶皱

iv.顶薄褶皱

19.褶皱的组合类型：

a）褶皱在剖面上的组合形态：

i.复式褶皱（Compoundfolds）

ii.隔挡式褶皱（Ejectivefold）和隔槽式褶皱（Trough-likefold）

b）褶皱在平面上的组合形态：

i.雁行状褶皱（En-Echelonfolds）

ii.帚状褶皱

iii.S形和反S形褶皱（S-Shapedfold，ReveredS-Shapedfolds）

iv.长垣（Placanticline）

20.褶皱的成因机制：

a）纵弯褶皱作用（Bucking）

i.弯滑作用（Flexuralslipping）

ii.弯流作用（Flexuralflow）

b）横弯褶皱作用（Bending）

c）剪切褶皱作用（Shearfolding）

d）柔流褶皱作用（Flowfolding）

e）膝折作用（Kinking）

21.影响褶皱作用的主要因素：

层理、厚度、岩石力学性质、基底构造。

22.层理对褶皱形成的影响：

一方面，由于层理的存在，把一个岩系分成许多层，在变形过程中各层岩层面发生相对滑动，易于弯曲；另一方面，由于层面的限制，岩石物质岩层面发生塑性流动而呈现褶皱。

23.岩层厚度对褶皱形成的影响：

当岩性相同、厚度不同的岩层受到同样的水平挤压时，厚岩层往往形成曲率小、波长大的平缓开阔褶皱；而薄岩层则形成曲率大、波长小的紧闭褶皱。

24.岩石力学性质对褶皱形成的影响：

强岩层岩性致密、坚硬成脆性，易传播应力，在褶皱变形中以弹性变形为主，控制褶皱的形态；弱岩层被迫迁就强岩层弯曲形成的空间，形成顶厚褶皱（在转折端易形成反扇形流劈理）。

25.地下褶皱的研究方法：

应用钻井资料、应用物探资料、利用地层倾角测井资料。

26.常见的影响背斜顶部偏移的地质因素有：

1）斜歪褶皱引起的顶部位移；

2）区域性地层厚度变化引起的顶部位移；

3）多次构造运动对顶部偏移的影响；

4）不同岩性造成顶部偏移；

5）断层错动对顶部迁移的影响；

6）生长背斜的顶部位移。

27.生长背斜的基本特征：

1）生长背斜在剖面上的形态为上部平缓、下部陡的开阔背斜；

2）生长背斜的同一岩层厚度顶部薄、两翼厚；

3）生长背斜同一岩层岩性由顶部向两翼逐渐变细，即顶粗翼细；

4）生长背斜顶部（构造高点）自上而下普遍发生明显的偏移。

28.底辟构造的形成条件：

1）密度倒置的地层层序，底劈物质的密度明显小于上覆地层的密度；

2）作为底劈物质低密度高塑性岩层具有足够的厚度；

3）上覆地层的压力分布不均，可以产生差异压力。

29.盐底辟构造的形成机制:

一是由于上覆地层的压力不均，使岩层发生顺层流动而在压力相对较小的区域集中形成岩枕隆起；另一种是由于盐层密度相对低于上覆地层，对盐上地层产生一种向上的浮力，使盐层刺穿上覆地层并且从刺穿通道中将盐源“抽吸”到底劈核及地层浅处。

30.节理发育的普遍特征是：

分布普遍，发育不均，同时又具有方向性和组系性。

31.原生节理（Originaljoint）是在成岩过程中形成的，而次生节理（Secondaryjoint）则是在岩石形成以后由于构造运动的影响或其他因素造成的。

节理

基本概念：

节理：

又称为裂缝或裂隙，它们是岩石受力发生破裂，两侧的岩石沿破裂面没有发生明显位移的一种断裂构造。

节理发育的基本特征是：

分布普遍；形态多样；规模不一；发育不均；同时又具有方向性和组系性。

节理组：

由同一时期相同应力作用下，产生的方向相互平行或大致平行，力学性质相同的节理组合成为一个节理组。

节理系：

由同一时期，相同应力作用下产生的两个或两个以上的节理组组合成为一个节理系。

节理的分类及特征：

一、原生节理（Originaljoint）：

1.沉积岩的原生节理，如泥裂（Mudcrack）;

2.喷出岩的原生节理，如玄武岩的柱状节理（Columnarjoint），水下喷出的熔岩流往往形成球形或椭球形裂缝，称为枕状节理（Pillowjoint）；

3.侵入岩的原生节理，早期液态阶段形成两种主要的流动构造—流线和流面；晚期凝固阶段形成的原生节理有：

横节理（Crossjoint）、纵节理（Longitudinaljoint）、层节理（Bedjoint）、斜节理（Diagonaljoint）。

二、次生节理（Secondaryjoint）：

由非构造运动的其他外力作用形成的节理称为非构造节理又称外生节理（Non-structuraljoint），如岩石因温度变化引起体积不均匀的膨胀和收缩而产生的风化节理、冰川运动和冰劈作用形成的节理、洪水引起的滑坡以及人工爆破等原因引起的节理均属非构造节理。

构造节理（Structuraljoint）：

由构造运动形成的节理称为构造节理，又名内生节理。

构造节理的分类如下：

1.几何分类：

1）根据节理与所在岩层产状要素的关系，可将节理分为：

走向节理：

节理走向与所在岩层走向大致平行；

倾向节理：

节理走向与所在岩层倾向大致平行；

斜向节理：

节理走向与所在岩层走向斜交；

顺层节理：

节理面大致平行岩层层面。

2）根据节理走向与区域构造线或局部构造线的关系，可将节理分为：

纵节理：

节理走向与区域构造线走向大致平行。

横节理：

节理走向与区域构造线走向大致垂直。

斜节理：

节理走向与区域构造线走向斜交。

2.力学成因分类：

1）剪节理（Shearjoint）

剪节理的主要特征：

a）剪节理产状较稳定，沿走向和倾向延长较远；

b）节理面平直光滑，发育在砾岩或含有结核的岩层中的剪节理往往切穿胶结物及砾石或结核；

c）剪裂面上常有扭动时留下的擦痕、摩擦镜面；

d）剪节理一般发育较密，即相邻两节理之间的距离较小，常密集成带；

e）剪节理常呈羽列现象，左阶右旋和右阶左旋；

f）剪节理两壁之间的距离较小，常呈闭合状；

g）剪节理的尾端变化有三种形式：

折尾、菱形结环和节理叉；

h）剪节理的发育具有等距性的特点，即相同级别的剪节理常有大致等距离的发育分布规律。

2）张节理（Tensionjoint）是由于在某一个方向的张应力超过了岩石的抗张强度，因而在垂直于张应力方向上产生脆性破裂面。

张节理的特征：

a）张节理产状不稳定，而且往往延伸不远即行消失；

b）张节理面粗糙不平，发育在砾岩中的张节理往往绕砾石通过；

c）垂直张节理面方向上往往有轻微的裂开，但节理面上一般无擦痕，无镜面；

d）张节理一般发育稀疏，节理间距较大，而且即使局部地段发育较多，也是稀疏不均，很少密集成带；

e）张节理常呈开口状或楔形，节理两壁之间的距离较大；常被后期地质作用的物质所充填，形成各种脉体；

f）张节理的尾端变化形式有两种：

树枝分叉状和杏仁状结环。

构造节理的分布规律：

构造节理往往与褶皱或断层相伴生，或者由它们所派生。

1.与纵弯褶皱作用有关的节理（详见课本113页）

平面共轭剪节理系

剖面共轭剪节理系

横张节理

纵张节理

层间剪节理

2.与横弯褶皱作用有关的节理

环型张节理系

放射型张节理系

3.节理与断层的关系

1）断层往往是节理发育的继续，断层又促进了新的节理的形成；

2）在断层附近节理的数量显著增加，密度相对增大，断层带的宽度增大；

3）在断层的端点、拐点、交汇点、分支点和错列点最容易出现节理。

4.张节理在褶皱中的密集规律

张节理在褶皱中具有如下密集部位：

背斜枢纽或轴的延伸方向上；背斜构造高点的范围之内；枢纽发生弯曲的部位；背斜的倾伏端；岩层倾角突然变陡的地带。

5.节理发育的影响因素

沉积岩的力学性质主要受以下几个因素的影响：

岩石的成分和结构、岩层的厚度及岩系组合。

成分不同的岩石其力学性质有很大的差别，从而控制节理的发育程度。

岩石成分影响节理形成的原因在于组成岩石的矿物具有各自不同的应力释放特征，常见的几种沉积岩的节理发育程度为白云岩、石灰岩、粉砂岩、粘土岩、岩盐、无水石膏。

按此顺序节理的发育程度依次减少。

结构不同，统一成分的岩石其节理的发育程度亦不相同。

结晶岩中节理发育的程度与岩石的结晶程度有关，一般结晶较均匀的岩石，力学性质亦较均一，受力后不易破裂；结晶不均匀的受力则较易破裂。

其他条件相同时，厚度较大的岩层节理发育较少；厚度较小的岩层，节理发育较多。

节理的分期和配套

一、分期：

节理的分期就是区分不同时期形成的节理的先后关系。

几种判断节理形成先后关系的常见现象：

1.切断错开后期形成的节理常切断前期形成的节理；

2.限制终止一组节理被限制在另一组节理的一侧而终止的现象则说明前者形成较晚；

3.相互切断错开相交时均不终止，而是相互切断并彼此被错开，或者在一处甲组被乙组错开，而在另一处乙组被甲组错开，这种节理属于一对共轭剪节理。

二、配套

1.可以利用扭节理面上的擦痕、节理的羽列和派生的张节理所显示的扭动关系来确定其共轭关系，其中以羽列现象最为常见和可靠；

2.利用剪节理的尾端变化确定其共轭关系；

3.利用两组剪节理相互切错的对应关系确定其共轭关系。

覆盖区节理的研究方法

一、相似露头法

相似露头是指其无论是岩性、构造部位，还是在成因上都与研究地区和目的层具有可比性的地面露头。

对于受同一构造作用控制的构造地层，地表和地下具有相同的构造应力场，因而也具有相似的地质特征和构造演化史。

地表和地下裂缝具有很好的继承性和相似性，地面裂缝的分布规律可与地下裂缝进行类比，相似露头裂缝观测对于目的层裂缝的研究具有重要意义。

构造裂缝在露头区常具有以下标志：

1.裂缝分布较规则，常呈组出现，在大面积范围内，相同层位的裂缝组系不变，且延伸较远；

2.有的裂缝局部或全部被矿脉充填；

3.裂缝面上具有擦痕、阶步、羽饰等；

4.裂缝切穿深度较大，有的客串忽而数层；

裂缝地面调查的主要内容：

1.裂缝的成因及其形成的地质条件，包括发育层位、岩性、地层厚度、构造部位等；

2.裂缝的产状；

3.裂缝的力学性质；

4.裂缝的组合情况：

包括裂缝的延伸性、组合性和切穿性；

5.裂缝的有效性，包括：

密度、张开度、平整度、充填情况及充填物成分、充填期和分布特征；

注意：

选择的地面对象必须与地下目的层的地质条件具有相似性。

二、岩心裂缝观测

岩心裂缝的观测内容：

1.裂缝的宽度

也叫张开度，指裂缝张开的大小。

є=є′×sinθ

є—裂缝真实宽度

є′—裂缝视宽度

θ—测量面与裂缝面的角度

2.间距

3.密度

面密度——单位面积内节理的总长度

线密度——与一条直线相交的裂缝条数与此直线的长度的比值

4.裂缝的产状

倾角、倾向、裂缝倾向于地层倾向的夹角

水平缝——0~15°低角度缝——15°~45°

高角度缝——45°~75°垂直缝——75°~90°

5.裂缝的充填情况

6.裂缝的溶蚀改造情

描述内容包括：

溶蚀段的基块成分、构造和结构特征；溶蚀部位分布特点；溶蚀加宽的平均宽度。

7.裂缝性质

一般指李峰的力学性质。

三、裂缝的测井识别

识别裂缝的常规测井方法：

裂缝识别测井（FIL）

四、分形分维法

第六章断层

1.什么叫断层、断层面、断层线、断盘?

断层：

断层是岩石受力发生破裂，两侧岩石沿破裂面发生明显位移的断裂构造