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第五章地质构造第一节岩层的产状第二节褶皱构造第三节断裂构造地质构造变动：岩层形成后，在地壳运动影响下发生变形和变位（位移、倾斜、弯曲、断裂），其原始产状受到不同程度的改变，称为地质构造变动。地质构造：发生构造变动的岩层所呈现的各种空间形态称为地质构造。地质构造分为两类：褶皱构造、断裂构造。（单斜构造往往是褶皱或断裂构造形态的一部分，故不另列）第一节岩层的产状主要内容：一、岩层及其产状二、产状要素三、产状表示方法四、水平岩层、直立岩层和倾斜岩层的特征五、地层接触关系一、岩层及其产状（一）岩层岩层是由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩体。岩层的顶面、底面、厚度称为岩层的三个要素。H上层面(顶面)下层面(底面)（二）岩层产状岩层产状是指岩层的空间位置。用于描述岩层的空间展布特征。二、产状要素一般岩层的产状用走向、倾向、倾角表示。走向、倾向、倾角称为岩层产状的三要素。α1走向：指岩层面与水平面的交线走向是直线，有两个方向，方向用方位角表示。如走向的一个方位角是30°，可称岩层的走向是30°，也可称岩层的走向为210°。倾角倾向走向α倾角倾向走向2、倾向：在岩层面上沿岩层面的倾斜方向垂直走向的直线称倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线所指的岩层面倾斜方向称倾向。倾向与走向相互垂直。倾向是射线，只有一个方向，用方位角表示，如倾向为30°，可称岩层的倾向为30°。α倾角倾向走向3、倾角倾斜线与其在水平面上的投影线(倾向线)之间的夹角。倾角A倾向走向视倾向视倾角BW视倾角与真倾角的关系：tgB=tgA.cosWB为视倾角；A为真倾角；W为视倾向与真倾向之间的夹角三、产状表示方法1.文字记述中，产状常用方位角表示：只记述倾向和倾角。例如：120°∠32°，表示岩层倾向为120°，倾角为32°。2.平面图上产状符号如下：60°水平岩层倾斜岩层倒转岩层直立岩层（一）水平岩层岩层层面保持水平状态，即同一岩层面上的海拔高度基本相同的岩层称为水平岩层。水平岩层的特征：1.在地层层序没有发生倒转的情况下，地质时代较新的岩层叠覆在较老的岩层之上。2.水平岩层的厚度是该岩层顶面标高与底面标高之差。3.水平岩层的出露和分布状态完全受地形控制。在地图上，其出露界线与地形等高线平行或重合。4.水平岩层露头的水平宽度是随岩层的厚度和地面坡度的变化而变化的。水平岩层（二）直立岩层岩层面与水平面垂直，在地质图上，其露头宽度与真厚度相等，岩层界线为一直线，其延伸方向不受地形影响，与地形等高线斜交。（三）倾斜岩层受构造运动的影响，岩层改变了原始的水平状态并发生倾斜，称为倾斜岩层。倾斜岩层的特征：1.在地层层序没有发生倒转的情况下，地质时代较新的岩层叠覆在较老的岩层之上。2.岩层的厚度为该岩层顶面与底面之间的垂直距离。露头的水平宽度取决于岩层的厚度和地面坡度的变化。3.岩层的出露和分布状态完全受地形控制。其露头线遵循“V”字形法则。倾斜岩层a“V”字形法则共有三条法则①当岩层倾向与地面坡向相反时，岩层露头界线与地形等高线的弯曲方向一致（相反相同）：即在沟谷处，岩层界线的“V”字形尖端指向沟谷上游方向；而在穿过山脊时，“V”字形尖端则指向山脊的下坡。②当岩层倾向与地面坡向相同且岩层倾角大于地面坡角时，岩层界线与地形等高线呈相反的方向弯曲（相同相反）：在河谷处，岩层界线的“V”字形尖端指向河谷下游；在山脊处，岩层界线的“V”字形尖端指向山脊的上坡。③当岩层倾向与地面坡向相同且岩层倾角小于地面坡角时，岩层界线与地形等高线的弯曲方向相同（相同相同）。在河谷处，岩层界线的“V”字形尖端指向河谷上游；而在山脊处，岩层界线的“V”字形尖端指向山脊的下坡。五、地层的接触关系地层的接触关系是指上、下两套地层，即新地层和老地层之间在时间和空间上的相互关系。地层接触关系分为整合接触和不整合接触两种。其中不整合接触又包括平行不整合（假整合）接触和角度不整合接触。（一）整合接触指某个地区在一定的地质历史时期内，地壳运动与沉积作用处于相对平衡状态，沉积连续、形成上下两套地层之间的岩性和古生物演化基本一致，上下两套地层之间的接触关系称为整合接触。特点1.上下两套地层为连续沉积；2.上下两套地层之间的岩性、古生物基本一致3.上下两套地层之间不存在侵蚀面。（二）不整合接触1.平行不整合（假整合）接触指某个地区在一定的地质历史时期内，地壳下降接受沉积后，地壳再抬升，使已形成的地层遭受风化剥蚀，出现明显的区域性沉积间断；之后地壳再次下降并接受沉积，上下两套地层之间的产状基本一致，称为平行整合接触或假整合接触。特点（1）上下两套地层之间有明显的沉积间断，岩性、古生物出现突变，缺失了某些时代的地层；（2）上下地层之间存在分布广泛的沉积间断面；（3）上下地层之间的产状基本一致。2.角度不整合接触指某个地区在下伏地层形成后，发生强烈的地壳运动，使已形成的地层发生倾斜、褶皱、断裂、或伴随岩浆活动、变质作用，上升并遭风化剥蚀、造成明显的区域性沉积间断；之后地壳再次下降并接受沉积，使新地层覆盖在不同时代的老地层之上，上下两套地层之间的产状不一致，称为角度不整合接触。整合接触平行不整合（假整合）接触角度不整合接触主要内容一、褶皱构造的概念二、褶曲的形态分类三、褶皱构造的观测与研究。第二节褶皱构造1.褶皱岩层在地壳运动的长期作用下，原始产状改变，形成各种弯曲，但仍保持连续性，称为褶皱构造，简称为褶皱。2.褶曲褶皱构造的一个弯曲叫褶曲，是褶皱的基本单位。一、褶皱构造的概念（一）褶皱与褶曲（二）褶曲的基本类型褶曲包括向斜和背斜两种基本类型：1.背斜在形态上为一个弧顶向上的弯曲，中心部分为老地层，两侧地层依次变新。2.向斜在形态上为一个弧顶向下的弯曲，中心部分为新地层，两侧地层依次变老。不对称背斜----宁夏贺兰山奥陶系宁夏石炭井矿区发育的褶皱构造（三）褶曲要素1.核部和翼部：褶曲中心部位称核部；核部两侧称翼部。2.转折端：两翼岩层汇合转折的部位。3.枢纽点和枢纽线：同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点枢纽点；同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点的连线叫枢纽线，即枢纽。。4.轴面、轴和轴迹：同一褶曲各岩层面上枢纽线构成的面叫轴面；轴面与水平面的交线称轴；轴面与地表面的交线称轴迹。5.顶角和翼角：两翼同一岩层之间的夹角叫顶角。两翼岩层与水平面夹角叫翼角。褶曲要素核水平面160°∠25°345°∠65°翼部翼部核部转折端轴面二、褶曲的形态分类褶曲形态分类包括四种：横剖面的、纵剖面的、平面的及其组合形式。（一）褶曲的横剖面形态分类横剖面指垂直于褶曲轴的剖面，主要分为六种形态：1.直立褶曲：轴面直立或近于直立，两翼岩层倾向相反，倾角近等，又称对称褶曲。2.斜歪褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不等，又称不对称褶曲。3.倒转褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向相同，一翼岩层层序正常，另一翼倒转，老岩层覆于新岩层之上。4.扇形褶曲：轴面直立或倾斜，两翼均倒转，两翼角可以不等或相等。5.平卧褶曲：轴面近于水平，一翼岩层倒转，另一翼正常。6.挠曲：在水平或缓倾斜岩层中，某一段岩层倾角突然增大形成的膝状弯曲。褶曲在横剖面上的分类（二）褶曲的纵剖面形态分类纵剖面指平行于褶曲轴的剖面，主要分为二种形态：1.水平褶曲：轴面枢纽近于水平，褶曲沿水平方向延伸，两翼岩层走向大致平行。2.倾伏褶曲：褶曲枢纽倾伏并向一个方向倾没以至消失，两翼岩层走向不平行且逐渐朝一个方向汇合。注意：自然界中的褶曲枢纽几乎都是倾伏的，水平褶曲常是它的一部分。水平褶曲倾伏褶曲（三）褶曲的平面形态分类在水平面上，根据褶曲延伸长度及同一岩层界限的长宽比分为三类：1.线形褶曲：延伸远、长宽比大于10：1。2.短轴褶曲：延伸不远即倾伏消失，长宽比为10：1至3：1之间。3.近等轴褶曲：其枢纽、轴面、轴迹无定向，平面呈近圆形，近等轴背斜又叫穹窿，近等轴向斜又叫构造盆地。（四）褶曲的组合形式1.复式褶皱：大型背斜和向斜的两翼地层被次一级褶曲复杂化。2.隔档式褶皱、隔槽式褶皱：由近于平行、发育不等的一系列背、向斜组成。隔档式褶皱的背斜呈紧密褶曲、相邻的向斜则平缓开阔；隔槽式褶皱背斜开阔、向斜紧闭。3.同斜褶皱：由一系列发育程度基本相同的轴面近于平行的褶曲组成。三、褶皱构造的观测于研究（一）褶皱的识别1.新老岩层依次对称重复出露是判别褶曲存在的基本标志。但水平构造、单斜构造地区由于地形切割也会出现这种现象。水平构造区：老地层在地形低的地方出露、新地层则在高处；单斜构造区：新老地层是沿山谷或山脊两侧对称分布，其条带延伸方向与走向相交。2.褶曲构造的新老地层呈条带状对称出露，不受地形影响，且与走向一致。（二）褶皱的研究1.褶曲的描述1）名称：地名＋褶曲类型2）核部地层、两翼地层及两翼地层产状3）轴面产状、轴迹走向4）褶曲的形成时代5）与相邻褶曲的关系。2.褶曲形成时代的判别1）根据地层之间角度不整合接触关系来确定。它介于角度不整合面之下最新地层形成之后的时代与角度不整合面之上最老地层形成之前的时代之间。2）根据较大的区域地质构造演化史推测本区褶曲形成的时代。如下图：图中存在两个角度不整合面：①K与下伏地层之间；②J2与下伏地层之间。C、P、T组成的褶皱是T以后J2之前的J1，J3以后与K2以前的K1两次地壳运动形成的；J2＋3组成的褶皱仅经过K1地壳运动形成的。CAAPTPTT3AAT2T1T2T1CAAPTPTT3AAT2T1T2T1TPPTCT3T2T1T1T2SAADOSAADOODSSOOSSDD第三节断裂构造主要内容：一、断裂构造的概念二、节理三、断层一、断裂构造的概念当长期作用在岩层上的构造应力达到或超过岩石的强度极限时将发生变形造成破裂和错动，使岩层的连续完整性受到破坏，它们的产物总称为断裂构造。断裂构造分为节理和断层两类。二、节理断裂两侧的岩层或岩体沿破裂面断开，但没有发生明显的相对位移的断裂构造称节理，又称为裂隙。其破裂面称为节理面。两组近于垂直的节理南京湖山上泥盆统五通组砂岩（一）节理的分类1.节理的力学性质分类节理按力学性质可分为张节理和剪节理。1）张节理是在张应力作用下形成的节理。2）剪节理是在剪应力作用下形成的节理。1）张节理特点：①产状不稳定，在平面上呈蜿曲状或锯齿状延伸，沿走向延伸不远即告消失。②节理面粗糙不平，擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，有些张节理呈开口状或楔形，常被矿脉充填。③在由压应力诱导产生的张应力作用下形成的张节理，常常会追踪先已形成的共轭X型剪节理，形成锯齿状追踪张节理。④一般来说，张节理面两侧的岩石没有发生相对错移的现象。当张节理发育在砾岩或含砾的碎屑岩中时常是绕过砾石。⑤张节理一般发育稀疏，节理之间的距离较大，分布不均匀，即使局部地段发育较多也很少密集成带。2）剪节理特点：①产状稳定，在平面和剖面上都呈直线延伸；规模较大，沿走向和倾向常延伸较远。②节理平直而光滑，常具擦痕、镜面等构造现象；节理两壁之间往往比较紧闭。③发育在砾岩中或含砾的碎悄岩中的剪节理常把砾石切穿并发生微小的错移，可以借助这种错确定岩石被剪切的方向。④一般剪切理发育较密集，相邻两节理之间的距离较小，常具有等距性分布特点；有时则密集成带。⑤在由压应力诱导产生的剪应力作用下形成的剪节理，常发育成两组构造X型剪节理。⑥共轭X型剪节理常呈羽列现象。2.节理的产状分类根据节理产状与岩层产状的关系，分为四种：1）走向节理：节理走向大致与岩层走向平行。2）倾向节理：节理走向大致与岩层走向垂直，与岩层倾向大致平行。3）斜向节理：节理走向与岩层走向斜交。4）顺层节理：节理面与岩层面大致平行。3.节理的成因分类根据成因分两大类：原生和次生节理。1）原生节理：在沉积作用、岩浆作用以及成岩过程中形成的节理。例如玄武岩柱状节理、煤的内生裂隙等。2）次生节理：岩层形成后生成的裂隙。又分为二类：（1）构造节理：由地壳运动产生的构造应力所成，分布广、有规律。（2）非构造节理：外力地质作用或人为因素所成。例如风化、滑坡、崩塌、冰川、人工爆破等造成的。规模不大、分布不广、无规律。（二）节理的观测与