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1、1,普通地质学IntroductionofPhysicalGeology,刘顺喜办公室:资环楼225电话:15978781962邮箱:lsx,河南理工大学资源环境学院InstituteofResources&Environment,HPU,2,构造运动及地质构造,普通地质学,1构造运动及其一般特征2构造运动的证据3地质构造4地震构造,3,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,由于地球内部的高温高压,岩浆呈熔融状态,在力的作用下会发生运动,侵入岩石圈或喷出地表。,4,构造运动及地质构造,地震引发的地质灾害,瞬间使大量建筑破坏和万千生命逝去,1构造运动及其一般特征,5,地球表层的地壳是否也在
2、不断地运动呢?,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,汶川地震裂缝,角度不整合,6,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,褶皱,角度不整合,7,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,断层,节理,8,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,构造运动:由内力所引起的地壳岩石(岩石圈)发生的变形和变位的机械作用,构造运动引起地壳结构的改变和物质的变位:在某个地方发生了拉张,必定在其相邻的地方发生了挤压;在某个地方发生了抬升,必定在其周围地区发生了下降地球表层所发生的一系列构造运动是地球内部物质的不均衡运动的结果:地球内部的物质运动总是破坏了一个平衡,再逐渐趋向新的平衡,而在这里
3、的新平衡建立的过程中,又破坏了邻区的平衡,从而使地球表层不断地发生着运动,9,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,古构造运动:新近纪之前发生的构造运动新构造运动:新近纪和第四纪(前23Ma现代)时期内发生的构造运动现代构造运动:人类有文字记录史到现代发生的构造运动,10,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,构造运动的方向性,水平运动,指岩石圈板块或地壳岩块沿地球圈层切线方向移动,挤压,扩张,剪切,表现为岩石圈的挤压或扩张、剪切。因而引起强烈的褶皱、断层,形成巨大的褶皱山系,巨大的地堑、沟谷等(造山运动)。,11,现代水平运动的典型例子是美国西部的圣安德列斯断层。该断层形成于14
4、0Ma前的侏罗纪,从那时至今一直运动。18821946年间做了4次定期测量,发现断层西侧地块往西北方向错动位移。平均1cm/a,1906年旧金山发生大地震以及近年来发生的一系列强烈地震主要是由于该断层错动位移引起的。,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,构造运动的方向性,水平运动,12,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,构造运动的方向性,升降运动,指地壳岩块沿地球半径方向的运动,13,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,构造运动的速度和幅度,海底扩张速率1-20cm/a,古罗马庞贝城,汶川地震,14,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,构造运动的不均匀性和阶段
5、性,同一时代不同地区同一地区不同时代,构造运动差异,构造稳定构造强烈构造稳定,构造运动在全球范围内长期平稳活动与相对短期的强烈活动的交替,形成多个构造旋回,15,构造运动及地质构造,1构造运动及其一般特征,16,构造运动及地质构造,2构造运动的证据,测量证据,地貌标志,河流阶地,深切河谷,深切河谷,17,构造运动及地质构造,2构造运动的证据,地质证据,沉积厚度,沉积厚度反映岩石圈升降的幅度,18,构造运动及地质构造,2构造运动的证据,地质证据,沉积相变化,沉积相变化反映地壳的垂直升降变化,19,构造运动及地质构造,2构造运动的证据,地质证据,褶皱和断层,20,构造运动及地质构造,2构造运动的证
6、据,地质证据,地层接触关系,地层:指具有时代含义或一定层位的一层或一组岩层,地层间的接触关系是构造运动和地质发展历史的记录,整合接触:上下两套地层的产状完全一致,形成时代是连续的。区域长期稳定下降状态,有充分的沉积物来源不整合接触:上下两套地层形成时代不连续,其间缺失若干地质时代的沉积(平行、角度),在上、下地层之间有一个沉积间断面,叫不整合面不整合面在地面的出露线叫不整合线,21,构造运动及地质构造,2构造运动的证据,地质证据,地层接触关系,不整合面也就是古剥蚀面,在这个面上常有底砾岩(其砾石为下伏地层的岩石碎块),有时还保存着古风化壳或古土壤层。,下降沉积上升、接受剥蚀,沉积间断再下降,再
7、沉积,平行不整合(也称假整合)表现为上、下两套地层之间缺失了一些时代的地层,但两套地层产状彼此平行。,22,构造运动及地质构造,2构造运动的证据,地质证据,地层接触关系,下降,接受沉积褶皱上升、断裂、岩浆活动、岩石变质、接受剥蚀,沉积间断再次下降,接受沉积,角度不整合表现为上、下两套地层时代不连续,接触面上下两套地层产状斜交。,23,角度不整合(P/C法国阿尔卑斯山),P,C,24,地层不整合接触是研究地质演化历史及确定地壳运动的特征和时期的一个重要依据在地层学中,不整合面也是划分地层单位和时代的依据之一不整合面常常可形成一些残积矿床或被成矿热液充填而形成内生矿床,也可为石油、天然气的聚集提供
8、场所,构造运动及地质构造,2构造运动的证据,地质证据,地层接触关系,25,构造运动及地质构造,3地质构造,地质构造:地质体或地壳中的岩块受到应力作用造成永久变形的产物,平移,转动,形变,体变,26,构造运动及地质构造,3地质构造,地质构造空间位置的测定,岩层的产状,指岩层在空间的位置,即层面在三维空间中的延伸方向和与大地水准面(水平面)的交角关系来确定,一般岩层的产状用走向、倾向、倾角表示(岩层产状的三要素),27,走向有两个方向,相差180。方向用方位角表示。如走向的一个方位角是NE55,或SW235,走向,走向:指岩层面与假象水平面的交线方向,它标志者岩层的延伸方向。交线称走向线,构造运动
9、及地质构造,3地质构造,地质构造空间位置的测定,岩层的产状,28,倾向一般用地理方位角表示,如SE145,数值与走向相差90,倾向,倾斜线:层面上与走向垂直的线(指向下方)倾向:倾斜线在水平面上的投影,构造运动及地质构造,3地质构造,地质构造空间位置的测定,岩层的产状,29,倾角,倾角(真倾角):倾斜线与其在水平面上的投影线(倾向线)之间的夹角。,构造运动及地质构造,3地质构造,地质构造空间位置的测定,岩层的产状,30,倾角,视倾角:视倾斜线与视倾向之间的夹角。真倾角是层面与水平面所夹的最大角。,倾角;、视倾角;真倾向与视倾向之间的夹角。,tan=tan.cos,构造运动及地质构造,3地质构造
10、,地质构造空间位置的测定,岩层的产状,视倾斜线:层面上与走向线斜交的直线,视倾向线:视倾斜线在水平面的投影,31,32,构造运动及地质构造,3地质构造,地质构造空间位置的测定,岩层的产状,33,罗盘直接测定,构造运动及地质构造,3地质构造,地质构造空间位置的测定,岩层的产状,34,构造运动及地质构造,3地质构造,岩层的产状,地质构造空间位置的测定,罗盘测岩层产状示意图,35,构造运动及地质构造,3地质构造,地质构造空间位置的测定,岩层的厚度,真厚度铅直厚度假(视厚度),视厚度真厚度,36,构造运动及地质构造,3地质构造,地层叠覆律:原始地层自下而上是从老到新的(上新下老)原始水平律:地层沉积时
11、是近于水平的,而且所有的地层都是平行于这个水平面的(水平摆放),水平构造,产状近于水平的岩层(倾角45。逆掩断层:断层面倾角30的逆断层,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,68,平移断层断层的两盘沿断层面的走向发生移动的断层。,若2个箭头所组成的转动方向为顺时针,称右型平移断层;若转动方向为逆时针,称左型平移断层,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,69,根据断层组合分类,阶梯状断层,叠瓦状断层,阶梯状断层叠瓦状断层地堑地垒,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,70,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,断层的组合类型,推覆构造:逆掩断层上盘岩块沿缓倾斜的波状断
12、层面远距离滑移所形成的构造,推覆体(外来岩系),原地岩系,构造窗:推覆体局部被剥蚀掉后,露出其下的断层面或下盘岩石,形成构造窗飞来峰:被断层面或下盘岩石环绕的孤立推覆体残片,71,擦痕是断层发生时两盘互相摩擦在断层面上留下的刻划印痕。镜面是断层发生时两盘互相摩擦在断层面上留下的磨光面。阶步是断层两盘拉开时在断层面上造成的断口。擦痕和阶步可指示断层两盘的运动方向,判断断层的依据,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,72,断层面两侧岩石碎裂造成断层角砾岩、磨砾岩糜棱岩或千糜岩,以及断层泥,判断断层的依据,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,构造岩,73,判断断层的依据,构造运动及地
13、质构造,3地质构造,断裂,断层,地貌标志(低洼地带、断层崖、断层三角面),74,地貌标志(河流错断、沿断层线形成河流),判断断层的依据,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,75,断层造成岩层在走向上不连续,或发生重复或缺失,判断断层的依据,构造运动及地质构造,3地质构造,断裂,断层,76,构造运动及地质构造,4地震构造,地震是由自然原因引起岩石圈的快速颤动,烨烨震电,不宁不令百川沸腾,山冢萃崩高岸为谷,深谷为陵,诗经小雅十月之交(记周幽王二年(公元前780年)发生在陕西岐山的地震),77,构造运动及地质构造,4地震构造,78,构造运动及地质构造,79,构造运动及地质构造,4地震构造,8
14、0,构造运动及地质构造,4地震构造,81,构造运动及地质构造,4地震构造,82,纵波(P波):为推进波,质点振动方向与波的传播方向一致;在固、液、气体中均可传播;它通过介质体积的变化而传播,速度快,最先到达震中,引起地面最先发生上下振动,但破坏性较弱横波(S波):为剪切波,质点振动方向与波的传播方向垂直;只能在固体中传播;它通过介质形态的变化而传播,速度较慢,晚于纵波到达震中,引起地面前后左右振动,破坏性较强,构造运动及地质构造,4地震构造,体波:地震时从震源发出并能在地球内部各方向传播的弹性波,它包括地震纵波和横波,83,面波:S波和P波在地表相遇激发产生的一种弹性波,仅沿地表面或弹性分界面
15、传播,不能传入地下,构造运动及地质构造,4地震构造,特点:波长大振幅大传播慢破坏性最大,84,震源:引发地震、释放深部能量的源区震中:震源在地表的垂直投影震源深度:震源到震中的距离震中距:地震台到震中的水平距离震源距:震源到地震台的距离等震线:地表裂度相等的点的连线,构造运动及地质构造,4地震构造,85,构造运动及地质构造,4地震构造,根据震源深度不同,将地震分为浅源地震、中源地震、深源地震。其中浅源地震总量为72.5%,中源地震约占23.5%,深源地震约占4%,86,构造运动及地质构造,4地震构造,地震震级:震源释放能量大小的级别地震震源释放的能量用地震仪记录到的地震波的最大振幅值来计算按下
16、列里克特实验公式计算地震的震级lgE=11.8+1.5ME为地震释放的总能量,M为震级,87,地震烈度:地震造成地面及建筑物破坏的尺度Mercall(意)根据建筑物破坏程度将其分成12个等级,即12度地震烈度。我国采用了这一分类法,并根据我国情况建立了12度地震烈度表,构造运动及地质构造,4地震构造,88,构造运动及地质构造,4地震构造,地震的成因类型,构造地震,由岩石圈及上地幔物质的机械运动使刚性岩块突然断裂而引起的地震,构造地震占地震总数的90%,包括大部分浅源地震和全部中源、深源地震,89,构造运动及地质构造,4地震构造,地震的成因类型,构造地震,地震序列:构造地震在一个地区一定时期内往
17、往出现由弱到强再到弱的一系列地震,最强的一次或相伴的几次强震称为主震,主震之前发生的连续中小地震称为前震,主震之后的连续中小地震称为余震,汶川地震发生日期关系图,主震,余震,90,构造运动及地质构造,4地震构造,地震的成因类型,火山地震,火山地震:与火山喷发有明显成因联系的地震,占全球地震总量的7%,震级一般较小,很少造成大的危害,91,构造运动及地质构造,4地震构造,地震的成因类型,陷落地震,陷落地震:地下洞穴的顶板突然严重崩塌和陡峭山崖大量岩块突然崩坠而引发的地震,震级较小波及范围也较小,92,构造运动及地质构造,4地震构造,地震的成因类型,诱发地震,诱发地震:由于人为因素诱使地下岩块中积蓄的应力突然释放而形成的地震,93,构造运动及地质构造,世界地震分布图,94,构造运动及地质构造,95,中国主要地震带分布在:(1)东南部的台湾和福建沿岸;(2)华北太行山沿线和京津塘地区;(3)西南青藏高原和它的边缘的四川、云南两省西部;(4)西北的新疆、甘肃和宁夏。,构造运动及地质构造,96,地动仪,构造运动及地质构造,地震预报,三要素:时间、地点、震级,97,TheEnd,人生如棋,我愿为卒,行动虽缓,但可曾见我后退一步!,普通地质学,
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