(21)--第一节 构造运动地质地貌学.ppt
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1、第一节构造运动(地壳运动)第一节构造运动(地壳运动)1、构造运动的概念及类型及基本特征、构造运动的概念及类型及基本特征 2、岩石的变形和变位、岩石的变形和变位3、构造运动的表现、构造运动的表现暴露于地表的岩石,在外力地质作用下不断受到暴露于地表的岩石,在外力地质作用下不断受到暴露于地表的岩石,在外力地质作用下不断受到暴露于地表的岩石,在外力地质作用下不断受到改造和破坏。但是外力对于地下深处的岩石却不能改造和破坏。但是外力对于地下深处的岩石却不能改造和破坏。但是外力对于地下深处的岩石却不能改造和破坏。但是外力对于地下深处的岩石却不能产生影响。不过,人们还是发现组成地壳乃至岩石产生影响。不过,人们
2、还是发现组成地壳乃至岩石产生影响。不过,人们还是发现组成地壳乃至岩石产生影响。不过,人们还是发现组成地壳乃至岩石圈的岩石发生了变形或变位,可见另有一种力量在圈的岩石发生了变形或变位,可见另有一种力量在圈的岩石发生了变形或变位,可见另有一种力量在圈的岩石发生了变形或变位,可见另有一种力量在起作用,这就是起作用,这就是起作用,这就是起作用,这就是内力或内动力内力或内动力内力或内动力内力或内动力。内力引起地壳乃至内力引起地壳乃至内力引起地壳乃至内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的作用,叫作构造运动(地壳运岩石圈变形、变位的作用,叫作构造运动(地壳运岩石圈变形、变位的作用,叫作构造运动(地壳运岩石圈变形
3、、变位的作用,叫作构造运动(地壳运动)。动)。动)。动)。按地壳运动按地壳运动方向分类方向分类垂直运动垂直运动 沿地球半径方向的上升或下降运动。又称升降运动升降运动。水平运动水平运动 沿地球切线方向或沿水平方向的构造运动。构造运动的类型及基本特征构造运动的类型及基本特征升降运动常表现地壳大规模的升降运动常表现地壳大规模的隆升和下降,并引起地势高低的隆升和下降,并引起地势高低的变化和海陆变迁,上升可成陆,变化和海陆变迁,上升可成陆,下降可成海。下降可成海。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
4、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。海水侵蚀部分按地壳运动按地壳运动方向分类方向分类垂直运动垂直运动 沿地球半径方向的上升或下降运动。又称升降运动升降运动。水平运动水平运动 沿地球切线方向或沿水平方向的构造运动。水平运动表现为岩石圈的挤挤压压或扩张、剪扩张、剪切。因而引起切。因而引起强烈的褶皱、强烈的褶皱、断层,形成巨断层,形成巨大的褶皱山系,大的褶皱山系,巨大的地堑、巨大的地堑、沟谷等。沟谷等。挤压扩张剪切现现现现 代代代代 水水水水 平平平平 运运运运 动动动动 的的的的 典典典典 型
5、型型型 例例例例 子子子子 美美美美 国国国国 西西西西 部部部部 的的的的 圣圣圣圣 安安安安 德德德德 列列列列 斯斯斯斯 断断断断 层层层层。该断层形成于该断层形成于J J(中生(中生代侏罗纪),从那时代侏罗纪),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 次定次定量测量,发西盘往量测量,发西盘往NWNW方形就移动。平均方形就移动。平均1 1cm/cm/年年,1906,1906年旧金山年旧金山发生大地震,也主要发生大地震,也主要是由于断层错动引起是由于断层错动引起的。的。图1124、25实际上把构造运动分为水平运动和垂直运动,并不实际上把构造
6、运动分为水平运动和垂直运动,并不实际上把构造运动分为水平运动和垂直运动,并不实际上把构造运动分为水平运动和垂直运动,并不意味着运动完全沿着水平方向或垂直方向进行。在自意味着运动完全沿着水平方向或垂直方向进行。在自意味着运动完全沿着水平方向或垂直方向进行。在自意味着运动完全沿着水平方向或垂直方向进行。在自然界这两种运动往往然界这两种运动往往然界这两种运动往往然界这两种运动往往相伴而生相伴而生相伴而生相伴而生,一是一是一是一是在自然界,构造在自然界,构造在自然界,构造在自然界,构造运动的方向不一定都是单纯的水平或垂直方向,比如运动的方向不一定都是单纯的水平或垂直方向,比如运动的方向不一定都是单纯的
7、水平或垂直方向,比如运动的方向不一定都是单纯的水平或垂直方向,比如一条断层更多的情况是两侧岩层斜着相对滑动,其中一条断层更多的情况是两侧岩层斜着相对滑动,其中一条断层更多的情况是两侧岩层斜着相对滑动,其中一条断层更多的情况是两侧岩层斜着相对滑动,其中既有水平位移分量,也有垂直位移分量;既有水平位移分量,也有垂直位移分量;既有水平位移分量,也有垂直位移分量;既有水平位移分量,也有垂直位移分量;二是二是二是二是从两种从两种从两种从两种类型运动的相互关系看,水平运动必然引起垂直运动,类型运动的相互关系看,水平运动必然引起垂直运动,类型运动的相互关系看,水平运动必然引起垂直运动,类型运动的相互关系看,
8、水平运动必然引起垂直运动,而垂直运动也会引起水平运动。而垂直运动也会引起水平运动。而垂直运动也会引起水平运动。而垂直运动也会引起水平运动。根据构造运动发生时期划分为:根据构造运动发生时期划分为:古构造运动古构造运动:第三纪(第三纪(25百万年)之前的构造运动叫古百万年)之前的构造运动叫古构造运动构造运动新构造运动新构造运动:第三纪以来的构造运动叫新构造运动。:第三纪以来的构造运动叫新构造运动。近代构造运动近代构造运动:人类历史时期以来所发生的构造运动称:人类历史时期以来所发生的构造运动称现代构造运动现代构造运动二、岩石的变形和变位 构造运动引起地壳的岩层或岩体发生变形、变位留下的形迹,称为地地
9、质质构构造造。地质构造在层状岩石中表现最为明显,研究得也最清楚。故本节主要讲述岩层中的地质构造。它的基本类型有:水平构造水平构造、倾斜构造倾斜构造、褶皱构造褶皱构造和断裂构造断裂构造等。岩层岩层岩层岩层是指由两个平行的或近于平行的界面所限制是指由两个平行的或近于平行的界面所限制是指由两个平行的或近于平行的界面所限制是指由两个平行的或近于平行的界面所限制的岩性相同或近似的层状岩石。岩层的上下界面叫的岩性相同或近似的层状岩石。岩层的上下界面叫的岩性相同或近似的层状岩石。岩层的上下界面叫的岩性相同或近似的层状岩石。岩层的上下界面叫层面层面层面层面,分别称为,分别称为,分别称为,分别称为顶面顶面顶面顶
10、面和和和和底面底面底面底面。岩层的顶面和底面的。岩层的顶面和底面的。岩层的顶面和底面的。岩层的顶面和底面的垂直距离称为岩层的垂直距离称为岩层的垂直距离称为岩层的垂直距离称为岩层的厚度厚度厚度厚度。任何岩层的厚度在横向上都有变化,有的厚度比任何岩层的厚度在横向上都有变化,有的厚度比任何岩层的厚度在横向上都有变化,有的厚度比任何岩层的厚度在横向上都有变化,有的厚度比较稳定,在较大范围内变化较小;有的则逐渐变薄,较稳定,在较大范围内变化较小;有的则逐渐变薄,较稳定,在较大范围内变化较小;有的则逐渐变薄,较稳定,在较大范围内变化较小;有的则逐渐变薄,以至消失,称为以至消失,称为以至消失,称为以至消失,
11、称为尖灭尖灭尖灭尖灭;有的中间厚、两边薄并逐渐;有的中间厚、两边薄并逐渐;有的中间厚、两边薄并逐渐;有的中间厚、两边薄并逐渐尖灭,称为尖灭,称为尖灭,称为尖灭,称为透镜体透镜体透镜体透镜体。如果岩性基本均一的岩层,中。如果岩性基本均一的岩层,中。如果岩性基本均一的岩层,中。如果岩性基本均一的岩层,中间夹有其它岩性的岩层,称为间夹有其它岩性的岩层,称为间夹有其它岩性的岩层,称为间夹有其它岩性的岩层,称为夹层夹层夹层夹层,如砂岩含页岩,如砂岩含页岩,如砂岩含页岩,如砂岩含页岩夹层,砂岩夹煤层等等;如果岩层由两种以上不同夹层,砂岩夹煤层等等;如果岩层由两种以上不同夹层,砂岩夹煤层等等;如果岩层由两种
12、以上不同夹层,砂岩夹煤层等等;如果岩层由两种以上不同岩性的岩层交互组成,则称为岩性的岩层交互组成,则称为岩性的岩层交互组成,则称为岩性的岩层交互组成,则称为互层互层互层互层,如砂、页岩互,如砂、页岩互,如砂、页岩互,如砂、页岩互层,页岩、灰岩互层等等。夹层和互层反映构造运层,页岩、灰岩互层等等。夹层和互层反映构造运层,页岩、灰岩互层等等。夹层和互层反映构造运层,页岩、灰岩互层等等。夹层和互层反映构造运动或气候变化所导致的沉积环境的变化。动或气候变化所导致的沉积环境的变化。动或气候变化所导致的沉积环境的变化。动或气候变化所导致的沉积环境的变化。n n岩石变形的三个阶段岩石变形的三个阶段 1、弹性
13、变形阶段:、弹性变形阶段:2、柔性变形阶段:褶皱变动,褶皱是岩石柔性变形、柔性变形阶段:褶皱变动,褶皱是岩石柔性变形的结果的结果 3、断裂变形阶段:断裂变动,断裂构造是岩石断裂、断裂变形阶段:断裂变动,断裂构造是岩石断裂变形的结果变形的结果n n岩层产状要素岩层产状要素 对倾斜岩层产状的观测,是研究其它构造的基础。倾对倾斜岩层产状的观测,是研究其它构造的基础。倾斜岩层在空间的产出状态(产状)。岩层的产状常用岩层斜岩层在空间的产出状态(产状)。岩层的产状常用岩层的的走向、倾向、倾角走向、倾向、倾角来确定,这三者称为产状要素。在野来确定,这三者称为产状要素。在野外产状外产状要素直接用地质罗盘进行测
14、量。要素直接用地质罗盘进行测量。产产状状要要素素走向走向 岩层面与水平面的交线,称走向线。走向线两端所指的方向称走向 倾向倾向 垂直于走向线沿层面向下所引的直线,称倾斜线。其在水平面上的投影线所指方向,称为倾向 倾角倾角 倾斜线与其在水平面上的投影线间的最大锐角夹角 地质图上常用的产状符号如下地质图上常用的产状符号如下地质图上常用的产状符号如下地质图上常用的产状符号如下岩石的变形和变位常见产状类型:常见产状类型:水平产状水平产状岩层倾角5_85正常产状(正常岩层)正常产状(正常岩层)顺倾向方向岩层由老到新倒转产状(倒转岩层)倒转产状(倒转岩层)顺倾向方向岩层由新到老岩石的变形和变位水平构造水平
15、构造 沉积岩层形成时的沉积岩层形成时的原始产出状态原始产出状态(即产状即产状)大多数大多数是水平或近于水是水平或近于水平。平。如果经受地壳运动如果经受地壳运动(垂直抬升)的影响,(垂直抬升)的影响,改变了原始形成时的位改变了原始形成时的位置,但仍保持水平产状置,但仍保持水平产状的一套水平岩层组成的的一套水平岩层组成的构造,称为水平构造构造,称为水平构造。岩石的变形和变位倾斜构造倾斜构造 岩层受构造运动的影响,不仅改变了岩层形成时的位置,而且改变了原有的水平状态,使岩层面与水平面具有一定的交角,于是便形成了倾斜岩层倾斜岩层。倾斜岩层常常是组成其它构造(如褶皱构造和断裂构造等)的一部分。倾倾斜斜岩
16、岩层层岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱褶皱“一词表明了原来平坦的岩层,受构造运动力的作用形成褶曲。岩层褶皱后原有的空间位置和形态都已发生改变,但其连续性未受到破坏。构造运动是导致褶皱存在的直接原因。褶皱的形成过程褶曲形成过程褶曲形成过程岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造 褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形,形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性末遭到破坏,是岩石塑性变形的表现。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造 褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形,形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性末遭到破坏
17、,是岩石塑性变形的表现。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造 褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形,形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性末遭到破坏,是岩石塑性变形的表现。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造 褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形,形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性末遭到破坏,是岩石塑性变形的表现。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造 褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形,形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性末遭到破坏,是岩石塑性变形的表现。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造
18、褶皱构造褶皱构造 褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形,形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性末遭到破坏,是岩石塑性变形的表现。褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造通常指一系列弯通常指一系列弯通常指一系列弯通常指一系列弯曲的岩层;而把其中一个弯曲的岩层;而把其中一个弯曲的岩层;而把其中一个弯曲的岩层;而把其中一个弯曲称为曲称为曲称为曲称为褶曲褶曲褶曲褶曲。但褶皱和褶曲。但褶皱和褶曲。但褶皱和褶曲。但褶皱和褶曲二个术语有时并无严格的区二个术语有时并无严格的区二个术语有时并无严格的区二个术语有时并无严格的区别,而且在许多外文中也只别,而且在许多外文中也只别,而且在许多外文中也只别,而且在许多外文中也只
19、是同一术语。是同一术语。是同一术语。是同一术语。从成因上讲,褶皱主要是由构造运动形成的,它从成因上讲,褶皱主要是由构造运动形成的,它从成因上讲,褶皱主要是由构造运动形成的,它从成因上讲,褶皱主要是由构造运动形成的,它可能是由升降运动使岩层向上拱起和向下拗曲,但可能是由升降运动使岩层向上拱起和向下拗曲,但可能是由升降运动使岩层向上拱起和向下拗曲,但可能是由升降运动使岩层向上拱起和向下拗曲,但大多数是在水平运动下受到挤压而形成的大多数是在水平运动下受到挤压而形成的大多数是在水平运动下受到挤压而形成的大多数是在水平运动下受到挤压而形成的,而且缩,而且缩,而且缩,而且缩短了岩层的水平距离。短了岩层的水
20、平距离。短了岩层的水平距离。短了岩层的水平距离。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶褶皱皱构构造造的的基基本本类类型型背斜背斜 指岩层向上拱弯,形成中心部位岩层的时代老,外侧岩层时代新的褶皱。向斜向斜 指岩层向下凹曲,形成中心部位岩层的时代新,外侧岩层时代老的褶皱。背斜背斜背斜背斜向斜向斜向斜向斜向向斜斜和和背背斜斜背背斜斜向向斜斜但在有些情况下则是无法判断的,例如但在有些情况下则是无法判断的,例如但在有些情况下则是无法判断的,例如但在有些情况下则是无法判断的,例如当褶曲是当褶曲是当褶曲是当褶曲是横卧时横卧时横卧时横卧时,或,或,或,或褶曲两翼平行而顶部被剥蚀掉时
21、褶曲两翼平行而顶部被剥蚀掉时褶曲两翼平行而顶部被剥蚀掉时褶曲两翼平行而顶部被剥蚀掉时,或,或,或,或褶褶褶褶曲呈扇形弯曲而顶部亦被剥蚀曲呈扇形弯曲而顶部亦被剥蚀曲呈扇形弯曲而顶部亦被剥蚀曲呈扇形弯曲而顶部亦被剥蚀,或,或,或,或褶曲呈翻卷状态褶曲呈翻卷状态褶曲呈翻卷状态褶曲呈翻卷状态时时时时,等等,都无法利用形态区分是背斜或向斜。,等等,都无法利用形态区分是背斜或向斜。,等等,都无法利用形态区分是背斜或向斜。,等等,都无法利用形态区分是背斜或向斜。从本质上讲,应该根据组成褶曲核部和两从本质上讲,应该根据组成褶曲核部和两翼翼岩层的新老关系岩层的新老关系来区分,即来区分,即褶曲的核部是褶曲的核部是
22、老岩层老岩层,而两翼是新岩层,就是背斜而两翼是新岩层,就是背斜;相反,;相反,褶曲核部是新岩层,而两翼是老岩层,就是褶曲核部是新岩层,而两翼是老岩层,就是向斜向斜。或者说,由核到翼,岩层越来越新,。或者说,由核到翼,岩层越来越新,并在两翼呈对称出现,为背斜;由核到翼,并在两翼呈对称出现,为背斜;由核到翼,岩层越来越老,并在两翼呈对称出现,为向岩层越来越老,并在两翼呈对称出现,为向斜。斜。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶褶皱皱的的要要素素核:核:褶皱中心部分的地层 翼:翼:核部两侧对称出露的地层 轴线:轴线:轴面与地面的交线枢纽:枢纽:轴面与层面的交线轴面轴面轴
23、线轴线核核翼翼翼翼轴面:轴面:指大致平分褶皱的一个假想面 转折端:转折端:褶曲两翼会合的部分,即从褶曲的一翼转到另一翼的过渡部分。岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶褶皱皱的的要要素素核:核:褶皱中心部分的地层 翼:翼:核部两侧对称出露的地层 轴线:轴线:轴面与地面的交线枢纽:枢纽:轴面与岩层面的交线轴面:轴面:指大致平分褶皱的一个假想面 轴面轴面枢纽枢纽岩层面岩层面枢纽在空间上的产出状态枢纽在空间上的产出状态背斜背斜枢纽水平枢纽水平枢纽枢纽倾斜枢纽倾斜岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造枢纽水平枢纽倾斜枢纽水平枢纽水平枢纽倾斜枢纽倾斜
24、岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造直立褶皱直立褶皱:轴面直立,两翼岩层倾向相反,倾角大致相等。(对称褶皱和不对称褶皱)斜歪(倾斜)褶皱斜歪(倾斜)褶皱:轴面倾斜,两翼岩层倾向相反,倾角不等。倒转倒转褶褶皱皱:轴面倾斜,两翼岩层倾向相同,一翼岩层产状正常,另一翼岩层倒转。平卧平卧褶褶皱皱:轴面水平,两翼岩层近于水平,一翼岩层产状正常,另一翼岩层倒转。褶褶褶褶皱皱皱皱的的的的分分分分类类类类岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱的分类褶皱的分类褶皱的分类褶皱的分类直立褶皱直立褶皱:轴面直立,两翼岩层倾向相反,倾角大致相等。直立褶皱直立褶皱
25、岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱的分类褶皱的分类褶皱的分类褶皱的分类直立褶皱直立褶皱:轴面直立,两翼岩层倾向相反,倾角大致相等。直立褶皱直立褶皱岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造直立褶皱直立褶皱:轴面直立,两翼岩层倾向相反,倾角大致相等。斜歪褶皱斜歪褶皱:轴面倾斜,两翼岩层倾向相反,倾角不等。倒转倒转褶褶皱皱:轴面倾斜,两翼岩层倾向相同,一翼岩层产状正常,另一翼岩层倒转。平卧平卧褶褶皱皱:轴面水平,两翼岩层近于水平,一翼岩层产状正常,另一翼岩层倒转。褶褶褶褶皱皱皱皱的的的的分分分分类类类类岩石的变形和变位岩石的变形和变位褶皱构造
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