构造运动与构造变形.ppt

1、构造运动与构造变形构造运动与构造变形构造运动与构造变形构造运动与构造变形黄定华黄定华中国地质大学（中国地质大学（武汉）武汉）地球生物学系地球生物学系学习要点学习要点学习要点学习要点构造变形的基本类型：褶皱，断裂构造变形的基本类型：褶皱，断裂(节理和断层节理和断层)要素，分类，组合，判别和野外观察要素，分类，组合，判别和野外观察构造运动的各种野外证据。构造运动的各种野外证据。分方向把握各类特征分方向把握各类特征掌握分析各种构造形迹的工作方法掌握分析各种构造形迹的工作方法构构造造运运动动指指由由于于地地球球内内部部动动力力引引起起的的组组成成岩岩石石圈圈物物质质的的机机械械运运动动。也称作地壳运动

2、或岩石圈运动。也称作地壳运动或岩石圈运动。按运动方向可分为：按运动方向可分为：垂直运动垂直运动和和水平运动水平运动。按按时时间间则则分分为为：古古构构造造运运动动（老老第第三三纪纪及及以以前前）、新新构构造造运运动动（新新第第三三纪纪及第四纪）和及第四纪）和现代构造运动现代构造运动（人类历史时期）（人类历史时期）构造运动还可以划分出不同规模，岩石圈构造运动还可以划分出不同规模，岩石圈板块运动板块运动是最大规模的构造运动是最大规模的构造运动1.构造运动及其观察构造运动及其观察 地地层层厚厚度度的的变变化化：特特定定的的地地壳壳运运动动环环境境下下只只能能形形成成相相应应厚厚度度的的地地层层，但但

3、有有时时可可见见巨巨厚厚相相同同沉沉积积岩岩，说说明明地地壳壳发发生生强强烈烈下下降降；反反之之则则说说明明地地壳壳发发生生了了抬抬升升。因因此此地地层层厚厚度度的的变变化化可可以以反反映映相相应应地区曾发生过以升降为主的垂直运动。地区曾发生过以升降为主的垂直运动。沉积相沉积相和和地层接触关系地层接触关系的变化也是垂直运动的有力证据的变化也是垂直运动的有力证据 地地貌貌标标志志：河河流流阶阶地地与与海海洋洋阶阶地地，多多级级溶溶洞洞和和夷夷平平面面，都都能够反映区域性地壳的阶段性抬升能够反映区域性地壳的阶段性抬升垂直运动的表现垂直运动的表现沉积相的变化沉积相的变化地地形形地地貌貌的的异异常常与

4、与错错位位：自自然然发发展展的的地地形形或或地地貌貌有有一一定定的的连连续续性性。但但有有时时可可见见同同一一类类型型或或有有成成因因关关联联的的地地形形地地貌貌发发生生了了异异常常变变化化或或错错位位，说说明明地地壳壳发发生生显显著著的的水水平平位位移移。因因此此地地形形地地貌貌的的异异常常变化可以反映相应地区曾发生过以水平位移为主的水平运动。变化可以反映相应地区曾发生过以水平位移为主的水平运动。水平运动的表现水平运动的表现河流与山脉的水平错移河流与山脉的水平错移是是地地质质体体在在三三维维空空间间的的延延伸伸状状况况。可可用用走走向向、倾倾向向和和倾倾角角三要素来表示。三要素来表示。岩层、

5、地层和地质体的产状岩层、地层和地质体的产状BACOD倾角倾角：岩层面上的真倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角。：岩层面上的真倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角。走向走向：岩层面与任一水平面的交线称为：岩层面与任一水平面的交线称为走向线走向线,线的两端方向称为走向线的两端方向称为走向EWWSNS倾倾向向：岩岩层层面面上上与与走走向向线线垂垂直直并并沿沿斜斜面面向向下下所所引引的的直直线线称称为为真真倾倾斜斜线线,它它在水平面上的投影线所指的方向称为倾向。在水平面上的投影线所指的方向称为倾向。产状三要素的定义产状三要素的定义岩层面岩层面岩岩层层的的产产状状类类型型：岩岩层层在在空空间间上上

6、的的产产状状有有三三种种基基本本类类型型，即即水水平平的的、垂垂直直的的和和倾倾斜斜的的，具具有有该该三三种种产产状状的的岩岩层层分分别别称称之之为为水平岩层水平岩层、垂直岩层垂直岩层和和倾斜岩层倾斜岩层岩层产状类型岩层产状类型地地层层接接触触关关系系:是是指指上上下下两两套套不不同同时时代代地地层层之之间间在在空空间间上上的的接接触触形式。分为形式。分为整合整合、平行不整合平行不整合和和角度不整合角度不整合接触。接触。整合接触整合接触:上下两套地层产状平行上下两套地层产状平行,在沉积层序上没有间断。在沉积层序上没有间断。形成过程形成过程:地壳缓慢下降地壳缓慢下降,地壳运动与沉积作用相对平衡。

7、地壳运动与沉积作用相对平衡。平平行行不不整整合合:上上下下两两套套地地层层产产状状基基本本平平行行,但但二二者者之之间间有有明明显显的的沉沉积积间间断断(即缺失了部分地层即缺失了部分地层)。形形成成过过程程:地地壳壳稳稳定定下下降降、沉沉积积平平稳稳上上升升、遭遭受受剥剥蚀蚀平平稳稳下下降降、沉积。沉积。角角度度不不整整合合:上上下下两两套套地地层层产产状状不不平平行行,且且缺缺失失了了部部分分时时代代的的地地层层,接接触触界面与上覆地层平行界面与上覆地层平行,与下伏地层斜交。与下伏地层斜交。形形成成过过程程:地地壳壳平平稳稳下下降降、沉沉积积地地壳壳强强烈烈活活动动,发发生生褶褶皱皱、变变质

8、质或或岩岩浆活动浆活动平稳上升、遭受剥蚀平稳上升、遭受剥蚀平稳下降、沉积。平稳下降、沉积。地形等高线与地形图地形等高线与地形图用用不不同同高高程程的的水水平平面面去去截截一一个个山山头头，然然后后将将截截线线投投影影到到一一个个共共同同的的水水平平面面上上，可可以以得得到到一一系系列列近近同同心心状状的的封封闭闭环环线线，称称地地形形等等高高线线。主主要要由由地地形形等等高高线线组组成成的的、以以反反映映地地形形特特征征为为目目的的的平面图称的平面图称地形图地形图。在地形图中，在地形图中，地形等高线的弧顶指向有如下两种情况：地形等高线的弧顶指向有如下两种情况：1.1.在山脊处，地形等高线的弧顶

9、指向下游在山脊处，地形等高线的弧顶指向下游2.2.在山谷处，地形等高线的弧顶指向上游在山谷处，地形等高线的弧顶指向上游结论：结论：地形地质图地形地质图地质界线地质界线:地质体及其构造面与地表的交线称地质界线。地质体及其构造面与地表的交线称地质界线。将将地地质质界界线线绘绘制制到到地地形形图图上上所所得得到到的的平平面面图图形形，不不仅仅同同时时反反映映了了一一个个地地区区的的地地形形特特征征和和地地质质特特征征，而而且且还还揭揭示示出出两两者者之之间间的的相相互互关关系系。称称这这种种图图件件为为地地形形地地质质图图。它它是是地地质质工工作作的的重重要要成果和研究基础。成果和研究基础。“V”字

10、型法则字型法则在在地地形形起起伏伏明明显显地地区区，倾倾斜斜岩岩层层的的地地质质界界线线与与地地形形等等高高线线的的弯曲具一定的规律，称之为弯曲具一定的规律，称之为“V V”字型法则。字型法则。倾向与坡向相同倾向与坡向相同倾角倾角 坡角坡角倾向与坡向相同倾向与坡向相同倾角倾角 坡角坡角倾向与坡向相反倾向与坡向相反倾角与坡角无关倾角与坡角无关 “相相同同相相同同”：岩岩层层的的倾倾向向与与坡坡向向相相同同，但但岩岩层层的的倾倾角角小小于于坡坡角角。此时岩层的界线与等高线的弯曲方向相同，但地质界线更弯曲。此时岩层的界线与等高线的弯曲方向相同，但地质界线更弯曲。“相相同同相相反反”：岩岩层层的的倾倾

11、向向与与坡坡向向相相同同，岩岩层层的的倾倾角角大大于于坡坡角角。此时岩层的界线与等高线的弯曲方向相反。此时岩层的界线与等高线的弯曲方向相反。“相相反反相相同同”：当当岩岩层层的的倾倾向向与与坡坡向向相相反反时时，岩岩层层的的界界线线与与等等高高线的弯曲方向相同，但等高线更弯曲。线的弯曲方向相同，但等高线更弯曲。倾斜岩层出露的三种基本情况：倾斜岩层出露的三种基本情况：“相同相同；相同相反；相反相同相同相同；相同相反；相反相同”应力应力-应变椭圆与二维构造应力场应变椭圆与二维构造应力场褶皱褶皱断层断层应变应变椭圆椭圆应力应力椭圆椭圆褶褶皱皱:是是指指具具有有面面状状构构造造(如如层层面面、劈劈理理

12、面面等等)的的岩岩石石受受力力发发生生的弯曲变形现象。的弯曲变形现象。褶皱基本类型：褶皱基本类型：背斜背斜:核部岩层较老核部岩层较老,两翼岩层较新两翼岩层较新,岩层一般向上拱的褶皱。岩层一般向上拱的褶皱。向斜向斜:核部岩层较新核部岩层较新,两翼岩层较老两翼岩层较老,岩层一般向下坳的褶皱。岩层一般向下坳的褶皱。岩层新老关系不清时岩层新老关系不清时,核部向上拱者称核部向上拱者称背形背形,向下坳者称向下坳者称向形向形2.褶皱构造褶皱构造枢纽枢纽:同一岩层面上各最大弯曲点的联线。同一岩层面上各最大弯曲点的联线。轴轴面面:由由许许多多相相邻邻褶褶皱皱面面上上的的枢枢纽纽联联成成的的面面,相相当当于平分褶

13、皱的对称面。于平分褶皱的对称面。翼部翼部:指核部两侧的地层。指核部两侧的地层。核部核部:指褶皱中心部位的地层。指褶皱中心部位的地层。转折端转折端:从一翼到另一翼过渡的弯曲部分。从一翼到另一翼过渡的弯曲部分。轴迹轴迹:轴面与地面或任一平面的交线。轴面与地面或任一平面的交线。褶皱要素褶皱要素根据成因分根据成因分:纵弯褶皱纵弯褶皱岩层受到顺层方向的挤压而形成的褶皱岩层受到顺层方向的挤压而形成的褶皱褶皱分类褶皱分类剪剪切切褶褶皱皱岩岩层层沿沿一一系系列列与与层层面面交交切切的的构构造造面面发发生生不不均均匀匀剪剪切，形成类似褶皱弯曲的变形。切，形成类似褶皱弯曲的变形。直立、直立、斜歪、斜歪、倒转、倒转

14、、平卧、平卧、翻卷褶皱翻卷褶皱根据轴面和两翼产状分：根据轴面和两翼产状分：圆弧、圆弧、尖棱、尖棱、箱状褶皱箱状褶皱 挠曲挠曲根据转折端弯曲形态可分为根据转折端弯曲形态可分为:根据褶皱的组合型式根据褶皱的组合型式 分为：分为：雁雁列列式式(雁雁行行)褶褶皱皱:为为一一系系列列短短轴轴背背斜斜或或向向斜斜呈呈平平行行斜斜列列如如雁雁行状。行状。隔档式褶皱隔档式褶皱:由一系列平行的线状背斜和向斜组成由一系列平行的线状背斜和向斜组成,其中向斜开阔其中向斜开阔,背斜紧闭。背斜紧闭。隔槽式褶皱隔槽式褶皱:由一系列平行的线状背斜和向斜组成由一系列平行的线状背斜和向斜组成,其中向斜紧闭其中向斜紧闭,背斜开阔。

15、背斜开阔。协调与不协调褶皱协调与不协调褶皱由一系列次级甚至更次级的褶皱组成的巨大背斜或向斜。由一系列次级甚至更次级的褶皱组成的巨大背斜或向斜。复背斜复背斜:中间地层老，两侧地层新。中间地层老，两侧地层新。复向斜复向斜:中间地层新，两侧地层老。中间地层新，两侧地层老。复背斜和复向斜复背斜和复向斜:断断裂裂:岩岩石石受受力力后后其其连连续续性性遭遭受受破破坏坏而而发发生生的的破破裂裂变变形形。根根据据破裂后有无明显位移而分为破裂后有无明显位移而分为节理节理与与断层断层两类。两类。节节理理:是是指指断断裂裂面面两两侧侧岩岩石石沿沿断断裂裂面面没没有有发发生生明明显显相相对对位位移移的的断裂。断裂。3

16、.断裂构造断裂构造节理分类节理分类按力学性质分类：张节理按力学性质分类：张节理-剪节理剪节理张节理特征为张节理特征为:产状不稳定；产状不稳定；节理面粗糙不平；节理面粗糙不平；多开口多开口,常被岩脉充填；常被岩脉充填；发发育育在在砾砾岩岩或或含含有有结结核核的的岩岩石石中中时时,往往往往绕绕砾砾石石、或或结结核核而过；而过；密度不大；密度不大；追踪追踪X X型剪节理而呈锯齿状型剪节理而呈锯齿状剪节理剪节理剪节理特征为：剪节理特征为：产状较稳定；产状较稳定；节节理理面面较较平平直直,光光滑滑；通通常闭合；常闭合；发发育育在在砾砾岩岩或或含含有有结结核核的的岩岩石石中中时时,常常切切过过砾砾石石、结结核密度较大核密度较大,可可同同时时发发育育两两组组,呈呈X X型型组组合合节理组与节理系：雁行节理与节理组与节理系：雁行节理与X型节理型节理按与岩层产状的关系分类：走向按与岩层产状的关系分类：走向-倾向倾向-斜节理斜节理断裂面两侧岩石沿断裂面发生了明显相对位移的断裂。断裂面两侧岩石沿断裂面发生了明显相对位移的断裂。断层断层断断层层面面:岩岩层层被被错错开开并并沿沿之之滑滑动动的的破破裂裂面面。一