构造和构造运动课件.ppt

第三篇第三篇 岩石圈动力地质作用岩石圈动力地质作用n n第八章：构造运动与地质构造n n第九章：岩浆作用与变质作用n n第十章：全球板块构造n n第十一章：造山带和沉积盆地1 1第八章第八章 构造运动与地质构造构造运动与地质构造n n岩层产状n n构造运动及其表现n n地质构造2 2英文术语n nStratum（pl.strata）；bedding；n nStrike;dip;dip angle;n nHorizontal stratum;inclined stratum;vertical stratum;n nTectonic movement;vertical movement;horizontal movement;paleotectonism;neotectonismn nFold；anticline；syncline；n nJoint(节理)；fault；normal fault；reverse fault；strike-slip fault;3 3第一节第一节 岩层产状岩层产状n n岩层的概念n n岩层产状要素走向Strike Strike；倾向dipdip；倾角dip angledip angle；n n岩层产状类型水平岩层Horizontal stratumHorizontal stratum倾斜岩层inclined stratuminclined stratum直立岩层vertical stratumvertical stratum4 4岩 层n岩层：具有层状构造的岩石，在野外见到的岩层：具有层状构造的岩石，在野外见到的层状岩石。层状岩石。n沉积岩层的原始产状多呈近水平，局部地区沉积岩层的原始产状多呈近水平，局部地区有原始倾斜。经地壳运动改变其水平状态而有原始倾斜。经地壳运动改变其水平状态而倾斜、直立、倒转，从而形成各种形态，这倾斜、直立、倒转，从而形成各种形态，这种种产出状态产出状态称为产状。称为产状。5 5一、岩层的产状要素一、岩层的产状要素n产状：产状：任何面状构造的空间位态。任何面状构造的空间位态。n面状构造包括层理；节理；断层；褶皱的面状构造包括层理；节理；断层；褶皱的 轴面等。轴面等。n产状的确定：以空间延伸方位及其倾斜程产状的确定：以空间延伸方位及其倾斜程度来确定度来确定6 6产状的三个要素产状的三个要素走向走向(strike)倾向倾向(dip)倾角倾角(dip angle)7 7走走 向向n倾斜的层面与水平的交线称倾斜的层面与水平的交线称走向线，走向线，其两其两端延伸的方向即为层面的端延伸的方向即为层面的走向走向8 8倾倾 向向n倾斜的层上与走向线相垂直的线称倾斜的层上与走向线相垂直的线称倾斜线倾斜线，倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位即为倾向。下倾斜的方位即为倾向。9 9倾倾 角角n n倾斜线与其在水平面上的投影之间的夹角。倾斜线与其在水平面上的投影之间的夹角。1010岩层的产状要素示意图1111视倾角p视视倾倾斜斜线线：测测量量线线与与岩岩层层走走向向斜斜交交时时，岩岩层面与该剖面交线称层面与该剖面交线称视倾斜线视倾斜线；p视视倾倾斜斜线线与与其其在在水水平平面面上上的的投投影影间间的的夹夹角角称称视倾角。视倾角。视倾角总是小于真倾角视倾角总是小于真倾角1212视倾角和真倾角的关系1313n n水平岩层n n倾斜岩层n n直立岩层n n三种岩层在地形地质图上的特点二、岩层的产状类型1414p定定义义：是是同同一一层层面面上上各各点点的的标标高高相相同同或或基基本本相相同的岩层同的岩层p特点：特点：p1.在在地地形形地地质质图图上上，岩岩层层的的地地质质界界线线与与地地形形等高线平行或重合。等高线平行或重合。p2.一套水平岩层，老的在下，新的在上。一套水平岩层，老的在下，新的在上。p3.水平岩层的厚度为其顶底面的高差。水平岩层的厚度为其顶底面的高差。p4.水水平平岩岩层层的的地地表表出出露露宽宽度度取取决决于于岩岩层层厚厚度度和地面坡度。和地面坡度。（一）水平岩层（一）水平岩层1515定定义义：由由构构造造运运动动改改变变了了岩岩层层的的原原始始水水平平面面，使使岩岩层层面与水平面有一定的交角。面与水平面有一定的交角。特征：特征：1.在在地地形形地地质质图图上上，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相相交交，穿穿越越沟沟谷谷和和山山脊脊的的地地质质界界线线均均呈呈“V”字字形形，这种规律叫这种规律叫“V”字形法则。字形法则。2.一一套套倾倾斜斜岩岩层层，当当岩岩层层顺顺序序正正常常时时，沿沿着着倾倾向向岩岩层的时代由老到新。层的时代由老到新。3.倾倾斜斜岩岩层层的的地地表表出出露露宽宽度度变变化化复复杂杂，取取决决于于倾倾角角、地面坡度、岩层厚度及地面与岩层面的关系。地面坡度、岩层厚度及地面与岩层面的关系。(二二)倾斜岩层倾斜岩层1616倾斜岩层的露头宽度的变化倾斜岩层的露头宽度的变化H岩层厚度岩层厚度I岩层的地面出露宽度岩层的地面出露宽度L岩层的露头宽度岩层的露头宽度HIL1717V字形法则n n相反相同相反相同相反相同相反相同岩层倾斜与坡向相反则地质界线的弯岩层倾斜与坡向相反则地质界线的弯岩层倾斜与坡向相反则地质界线的弯岩层倾斜与坡向相反则地质界线的弯曲方向与等高线一致曲方向与等高线一致曲方向与等高线一致曲方向与等高线一致n n相同相反相同相反相同相反相同相反岩层倾斜与坡向相同，且坡角大于倾岩层倾斜与坡向相同，且坡角大于倾岩层倾斜与坡向相同，且坡角大于倾岩层倾斜与坡向相同，且坡角大于倾角，则地质界线的弯曲方向与等高线相反角，则地质界线的弯曲方向与等高线相反角，则地质界线的弯曲方向与等高线相反角，则地质界线的弯曲方向与等高线相反n n相同相同相同相同相同相同相同相同岩层倾斜与坡向相同，且坡角小于倾岩层倾斜与坡向相同，且坡角小于倾岩层倾斜与坡向相同，且坡角小于倾岩层倾斜与坡向相同，且坡角小于倾角，则地质界线的弯曲方向与等高线一致角，则地质界线的弯曲方向与等高线一致角，则地质界线的弯曲方向与等高线一致角，则地质界线的弯曲方向与等高线一致n n直立岩层为直线直立岩层为直线直立岩层为直线直立岩层为直线n n水平岩层平行于等高线水平岩层平行于等高线水平岩层平行于等高线水平岩层平行于等高线1818l岩层面与水平面垂直。岩层面与水平面垂直。l具以下特征：具以下特征：l在地形地质图上，其地质界线为直线；在地形地质图上，其地质界线为直线；l沿岩层的走向呈直线延伸；沿岩层的走向呈直线延伸；l地表出露宽度与岩层厚度相等。地表出露宽度与岩层厚度相等。（三）直立岩层（三）直立岩层1919第二节第二节 构造运动及其表现构造运动及其表现n n一、构造运动的概念和类型n n二、现代及新构造运动的表现n n三、古构造运动2020一、构造运动的概念和类型一、构造运动的概念和类型pTectonic movement：是是由由于于地地球球内内部部动动力力引引起起的组成岩石圈物质的机械运动。的组成岩石圈物质的机械运动。p按运动方向分：水平运动和升降运动。按运动方向分：水平运动和升降运动。p按按时时间间分分：古古构构造造运运动动（老老第第三三纪纪以以前前）、新新构构造造运运动动（新新第第三三纪纪及及第第四四纪纪）和和现现代代构构造造运运动动（发发生生在在人类历史时期）。人类历史时期）。2121（一）岩石圈的快速颤动（一）岩石圈的快速颤动 地震：地震：发发生生在在构构造造活活动动的的地地区区，全全世世界界每每年年约约发发生生500万次。万次。二、现代及新构造运动的表现二、现代及新构造运动的表现2222震裂树震裂树2323（二）水平运水平运动(horizontal movement)指平行于地表即沿地球切指平行于地表即沿地球切线方向的运方向的运动。表表现为地地质体的体的相互分离相互分离、会聚会聚或或平移平移错动，造成，造成岩岩层的的褶褶皱与与断裂断裂，在岩石圈的，在岩石圈的软弱弱层中中则可形成巨大可形成巨大的的褶褶皱山系山系。常把常把产生大生大规模、模、强烈的岩石烈的岩石变形形(褶褶皱与断裂等与断裂等)并与山系形成并与山系形成紧密相关的水平运密相关的水平运动，称，称为造山运造山运动(orogeny)(orogeny)。2424（二）岩石圈的水平运动（二）岩石圈的水平运动n大陆在漂移和海底在扩张，印度次大陆是大陆在漂移和海底在扩张，印度次大陆是从南半球漂移过来的，自侏罗纪到今天已从南半球漂移过来的，自侏罗纪到今天已移动了移动了7000km；n太平洋中脊扩张速度东侧为太平洋中脊扩张速度东侧为13.4mm/a，西侧是西侧是7.0mm/a；n北美圣安德烈斯断层水平运动速度自第三北美圣安德烈斯断层水平运动速度自第三纪以来平均为纪以来平均为10mm/a；n红海和亚丁湾在不断扩大，已使非洲离阿红海和亚丁湾在不断扩大，已使非洲离阿拉伯拉伯200km。2525挤压2626拉伸2727剪切2828水平运动大陆漂移2929北美西海圣安德列斯断层该断层形成于该断层形成于J J，从那时，从那时至今一直运动。至今一直运动。1882188219461946年间做了年间做了4 4 次定量次定量测量，发现西盘往测量，发现西盘往NWNW方方向移动。平均向移动。平均1cm/1cm/年年,19061906年旧金山发生大地年旧金山发生大地震，也主要是由于断层震，也主要是由于断层错动引起的。错动引起的。3030圣安德列斯断层3131圣安德列斯断层3232红海未来的新大洋3333（三）垂直运动(vertical movement)指地壳或岩石圈物指地壳或岩石圈物质垂直于地表即垂直于地表即沿地球半径方向的运沿地球半径方向的运动。常表常表现为地壳大面地壳大面积的的上升上升、下降下降，造成，造成地表地表地地势高差高差的改的改变，引起，引起海海陆变迁迁等。等。传统上称上称为造造陆运运动。3434（三）升降（垂直）运动（三）升降（垂直）运动河流阶地；深切河曲；多层溶洞河流阶地；深切河曲；多层溶洞海海蚀蚀阶阶地地（广广西西、广广东东的的沿沿海海地地带带存存在在狭狭长平坦的海滨平原，平原上有海生介壳）；长平坦的海滨平原，平原上有海生介壳）；青藏高原的隆升；青藏高原的隆升；现代海岛的沉没。现代海岛的沉没。3535深切河曲（回春河）3636意大利那不勒斯湾海岸古罗马时代的著名大理石柱是升降运动升降运动的最好例子。柱子下部一段是在1533年火山喷发时被火山灰掩埋部分，柱面光滑；其上2.7米一段在地壳下降时淹没在海水中，被海水和牡蜊侵蚀了许多小孔。18世纪中期，全柱升出海面。19世纪，地面又开始下沉，柱脚已被淹在海水里了。海水侵蚀部分垂直运动垂直运动3737三、古构造运动三、古构造运动n（一）岩相及地层厚度（一）岩相及地层厚度n（二）地层接触关系（二）地层接触关系n（三）地质构造（三）地质构造3838l特特殊殊沉沉积积物物：如如山山前前磨磨拉拉石石沉沉积积反反映映快速隆升；快速隆升；l沉积物粗细反映构造活动强弱；沉积物粗细反映构造活动强弱；l地地层层厚厚度度反反映映隆隆升升速速度度，如如浅浅海海沉沉积积厚厚度度大大于于200米米（水水深深范范围围）则则反反映映地地壳下降。壳下降。（一）岩相及地层厚度（一）岩相及地层厚度3939（二）地层接触关系（二）地层接触关系n1.整合接触（整合接触（conformity）：）：产状基本平产状基本平行，地质年代连续。行，地质年代连续。n2.不整合接触关系（不整合接触关系（unconformity）：上下地层时代不连续。可进一步分为平行不整上下地层时代不连续。可进一步分为平行不整合合disconformity和角度不整合和角度不整合angulur unconformity。4040图8-7 不整合的形成过程示意剖面图4141角度不整合4242平行不整合的野外图片4343（三）地质构造（三）地质构造n是组成地壳的岩石、岩层和岩体在构是组成地壳的岩石、岩层和岩体在构造运动的作用下发生的变形或变位的造运动的作用下发生的变形或变位的形迹。形迹。n根据构造类型判断构造活动性质根据构造类型判断构造活动性质水平运动（褶皱或推覆）；水平运动（褶皱或推覆）；升降运动（断陷或穹隆）。升降运动（断陷或穹隆）。4444第三节第三节 地质构造地质构造n n褶皱褶皱的基本类型褶皱的几何要素褶皱的组合形式n n断裂断裂的分类断层的几何要素断层的基本类型断层的组合类型4545一、褶皱构造一、褶皱构造n褶皱：褶皱：是由岩石中的各种面的弯曲而显示是由岩石中的各种面的弯曲而显示出来的变形。出来的变形。n（一）基本类型：有背斜和向斜两种。（一）基本类型：有背斜和向斜两种。n背斜：背斜：核部由老地层组成、两翼由新地层核部由老地层组成、两翼由新地层组成，岩层凸向地层变新方向弯曲的褶皱。组成，岩层凸向地层变新方向弯曲的褶皱。两翼地层自核部向两侧倾斜，平面上老地两翼地层自核部向两侧倾斜，平面上老地层位于中间，新地层位于两侧。层位于中间，新地层位于两侧。n向斜：向斜：情况刚好与背斜相反（图情况刚好与背斜相反（图8-8）。）。4646背斜和向斜在平面上和剖面上的表征4747（二）褶皱要素（二）褶皱要素1.核：核：指褶皱中心部位的岩层。背斜的老，向斜的新。指褶皱中心部位的岩层。背斜的老，向斜的新。2.翼：翼：指褶皱两侧比较平直的部位。指褶皱两侧比较平直的部位。3.转转折折端端：指指褶褶皱皱面面从从一一翼翼过过渡渡到到另另一一翼翼的的弯弯曲曲部部分分，类类型型有圆弧形、尖棱状、箱状和膝状等（图有圆弧形、尖棱状、箱状和膝状等（图8-10）。）。4.枢枢纽纽：指指单单一一褶褶皱皱面面上上最最大大弯弯曲曲点点的的连连线线。可可以以是是直直线线、曲线或折线，产状可以是水平的、倾斜的或直立的。曲线或折线，产状可以是水平的、倾斜的或直立的。5.轴轴面面：各各相相邻邻褶褶皱皱面面的的枢枢纽纽连连成成的的面面。它它可可以以是是平平直直的的面面，也也可可以以是是曲曲面面。轴轴面面与与地地面面或或其其他他任任何何面面的的交交线线称称轴迹。轴迹。4848图8-9 褶皱要素示意图4949图8-10 转折端形态不同的几种褶皱1 圆弧褶皱 2 尖棱褶皱 3 箱状褶皱 4 挠曲5050（三三）褶褶皱皱的的组组合合形形式式：同同一一构构造造运运动动时时期期和和同同一一构构造造应应力力作作用用下下形形成成的的、具具有有成成因因联联系系、按按一一定定的的几几何何规规律律组组合合在在一一起的褶皱的总体样式。主要介绍以下两种：起的褶皱的总体样式。主要介绍以下两种：1 复复背背斜斜和和复复向向斜斜：是是一一个个两两翼翼被被一一系系列列次次级级褶褶皱皱所所复复杂杂化化的的大大型型褶褶皱皱构构造造。若若平平面面上上中中央央部部位位的的次次级级褶褶皱皱的的组组成成地地层层老老于于两两侧侧次次级级褶褶皱皱的的地地层层，则则为为复复背背斜斜，反反之之为为复复向向斜斜（图图8-11和图和图8-12）。）。5151图8-11 复背斜构造剖面图5252图8-12 湖北丹江地区复向斜构造剖面图53532.隔隔挡挡式式褶褶皱皱和和隔隔槽槽式式褶褶皱皱：隔隔挡挡式式褶褶皱皱由由一一系系列列平平行行褶褶皱皱组组成成，其其特特征征是是背背斜斜紧紧闭闭，向向斜斜平平缓缓开开阔阔（图图8-13）。隔隔槽式褶皱槽式褶皱向斜紧闭，背斜平缓开阔，常呈箱状（图向斜紧闭，背斜平缓开阔，常呈箱状（图8-14）。）。上上述述两两种种褶褶皱皱由由于于在在欧欧洲洲侏侏罗罗山山发发育育完完美美，故故统统称称侏侏罗罗山山式式褶褶皱皱（图图8-15）。其其成成因因，认认为为是是沉沉积积盖盖层层沿沿刚刚性性基基底底上上软弱层滑脱变形的结果，是一种薄皮构造。软弱层滑脱变形的结果，是一种薄皮构造。5454图8-13 四川盆地东部隔挡式褶皱5555图8-14 贵州正安一带隔槽式褶皱5656图8-15 侏罗山构造剖面5757二、断裂构造二、断裂构造岩岩石石受受力力后后，当当应应力力超超过过岩岩石石的的强强度度极极限限时时，岩岩石石破破裂裂，即即形成断裂构造。形成断裂构造。（一）断裂的基本类型（一）断裂的基本类型1.节节理理：是是岩岩石石中中的的裂裂隙隙，是是没没有有明明显显位位移移的的断断裂裂。按按节节理理形成时所处的应力状态可分为：形成时所处的应力状态可分为：剪剪节节理理：由由剪剪应应力力产产生生的的破破裂裂面面，节节理理面面产产状状稳稳定定，沿沿走走向向和倾向延伸较远，面较平直光滑，常留有擦痕。和倾向延伸较远，面较平直光滑，常留有擦痕。张张节节理理：是是由由张张应应力力产产生生的的破破裂裂面面，产产状状不不稳稳定定，延延伸伸不不远远，节节理理弯弯曲曲，节节理理面面粗粗糙糙不不平平，无无擦擦痕痕。常常呈呈树树枝枝状状、网网络络状状和锯齿状等。和锯齿状等。2.断层：断层：是岩层顺破裂面发生明显位移的断裂构造。是岩层顺破裂面发生明显位移的断裂构造。5858（二）断层的几何要素（二）断层的几何要素断断层层的的几几何何要要素素包包括括断断层层的的基基本本组组成成部部分分，即即断断层层面面及及被被它它分隔的两个断块（图分隔的两个断块（图8-16）。）。断断层层面面：是是一一个个将将岩岩块块或或岩岩层层断断开开成成两两部部分分的的破破裂裂面面，两两部部分岩块沿该破裂面发生位移。断层面与地面的交线为分岩块沿该破裂面发生位移。断层面与地面的交线为断层线断层线。断断盘盘：断断层层两两侧侧沿沿断断层层面面发发生生位位移移的的岩岩块块，若若断断层层面面是是倾倾斜斜的的，则则位位于于断断层层面面上上侧侧的的为为上上盘盘，下下侧侧的的为为下下盘盘；若若断断层层面面直直立立，可可按按方方向向分分东东盘盘、西西盘盘等等；按按相相对对运运动动可可分分上上升升盘盘和和下降盘。下降盘。断断（层层）裂裂带带：实实际际上上断断层层一一般般不不是是一一个个简简单单的的面面，而而是是由由一系列破裂面或次级断层组成的带，称为断裂（层）带。一系列破裂面或次级断层组成的带，称为断裂（层）带。5959（三）断层的基本类型（三）断层的基本类型按断层两盘相对运动，可分为：按断层两盘相对运动，可分为：1 正正断断层层：上上盘盘相相对对下下盘盘沿沿断断层层面面向向下下滑滑动动。产产状状较较陡陡，大大多在多在45度以上。一些正断层上陡下缓。度以上。一些正断层上陡下缓。2 逆逆断断层层：上上盘盘相相对对下下盘盘向向上上滑滑动动。分分高高角角度度逆逆断断层层（大大于于45度度）和和低低角角度度逆逆断断层层（小小于于45度度）。倾倾角角在在30度度左左右右或或更更小小，位位移移量量很很大大的的低低角角度度逆逆断断层层称称逆逆冲冲断断层层（位位移移量量一一般般在在数数公公里里，常常指指5公公里里）。大大的的逆逆冲冲断断层层的的上上盘盘从从远远处处推推来来的的岩岩块块称称外外来来岩岩块块，下下盘盘相相对对未未动动的的称称原原地地岩岩块块，推推覆覆体体即即为为一一种外来岩块（图种外来岩块（图8-18）。）。3 平平移移断断层层：断断层层两两盘盘沿沿断断层层面面走走向向相相对对移移动动的的断断层层，即即走走向向滑滑动动断断层层。据据对对盘盘向向右右或或向向左左滑滑动动方方向向的的不不同同（垂垂直直断断层层走向方向观察）走向方向观察），分左行和右行平移断层。，分左行和右行平移断层。以上三种可组合成：以上三种可组合成：逆平移断层逆平移断层和和正平移断层正平移断层（图（图8-17）。）。6060图8-17 断层类型（含组合性断层）6161图8-18 四川彭县逆冲推覆构造6262（四）断层的组合类型（四）断层的组合类型实实际际情情况况中中，断断层层很很少少单单独独出出现现，常常多多条条成成带带状状组组合合在在一一起起，成断层带。成断层带。1 叠叠瓦瓦式式逆逆冲冲断断层层：由由一一套套倾倾向向一一致致产产状状相相近近并并向向一一个个方方向向逆逆冲的若干条逆冲断层组成的叠瓦式构造。是挤压作用的结果。冲的若干条逆冲断层组成的叠瓦式构造。是挤压作用的结果。2 阶阶梯梯状状正正断断层层：由由若若干干条条产产状状基基本本一一致致的的正正断断层层组组成成，各各条条断层的上盘依次向一方向断落，成阶梯状。断层的上盘依次向一方向断落，成阶梯状。3 地地堑堑和和地地垒垒：地地堑堑由由两两条条走走向向基基本本一一致致的的相相向向倾倾斜斜的的正正断断层层构构成成。两两条条正正断断层层之之间间是是一一个个共共同同的的下下降降盘盘。地地垒垒由由两两条条走走向向基基本本一一致致的的反反向向倾倾斜斜的的正正断断层层所所构构成成，两两条条正正断断层层之之间间为为一一个个共共同同的的上上升升盘盘。地地堑堑和和地地垒垒是是在在伸伸展展的的张张应应力力环环境境下下的的产物。（图产物。（图8-19）6363图8-19 几种断层的组合类型6464