构造运动与地质构造.ppt

普通地质学第十三章 构造运动与地质构造 构构造造运运动动的的证证据据（地地表表形形态态、大大地地测测量量）构造运动的证据（一）新构造运动的证据1.地表的形态变化 前面我们所学的河流阶地及海蚀阶地等地质现象的形成和位置的变化就是地壳运动真实的记录。（说明地壳在缓慢上升。）例1.广州七星岗海蚀崖，现在距离海岸线数十公里。例2.辽宁盖县望儿山海蚀崖，距海岸线十公里，高出海面约60m。2.大地测量的证据 根据大地测量发现许多地区的大地既有水平方向的位移又有垂直方向上的升降。例1.河北邢台的形家湾自1920年至1955年35年中上升了140mm，平均每年上升4mm，而耿庄桥却下降32.1mm。前面说过的印度古大陆2cm/年。例2.美国西部圣安德利斯大断裂两侧的地块，自2千多万年前以来，每年以几毫米至几厘米的速度，作顺时针方向的水平错动。构构造造运运动动的的证证据据（地地层层厚厚度度）（二）老构造运动的证据1.沉积地层的厚度 我们前面已学过，浅海环境下，海水深度一般不超过200米，但是我们却能见到上千米甚至上万米厚的浅海相沉积岩。如：喜玛拉雅山原来是古地中海的浅海区，沉积地层的厚度达到3万米。这就说明该地区的地壳一边下降、一边接受沉积。同时在另一些地区却见不到该时期的沉积岩，说明那些地区此时地壳正在上升，因而缺少这一时期的地层。构构造造运运动动的的证证据据（岩岩相相变变化化）2.岩相变化 岩相就是反映沉积环境的沉积岩岩性和生物特征。是岩层形成环境的物质表现。一般分为：海相、陆相、海陆交互相（三角洲相、滨海沼泽相）滨海相半深海深海相浅海相河流相湖泊相沼泽相 这种岩相的变化，说明了当时海陆的变迁，也说明了地壳当时处于上升还是下降的地质环境。构构造造运运动动的的证证据据（构构造造变变形形）3.构造变形 我们在野外常常可以看到倾斜的岩层或波状起伏、弯曲的岩层，以及错、断开的岩层，说明地壳受到构造力的作用。视频：构造运动的证据 构构造造运运动动的的特特征征（概概念念）第一节 构造运动的特征 一、构造运动的概念 构造运动指由地球内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的机械运动。构造运动常和地壳运动混称，只不过构造运动包括了岩石圈，但从研究意义上说，我们现今研究的内容和深度也只是在地壳的深度范围内。构造运动是长期而缓慢的，但却是所有地质作用的主导因素，它不但决定了内力地质作用的强度和方式，而且还直接影响了外力地质作用的方式，控制了地表形态的演化和发展。构造变动指由构造运动引起岩石的永久性变形。如褶皱变动、断裂变动。构构造造运运动动的的特特征征（方方向向性性）二、构造运动的基本特征（一）构造运动的方向性 1.水平运动是地壳（岩石圈）块体沿水平方向移动。也称为“造山”运动。有三种基本形式：相邻块体分离（张开）相邻块体相向聚会（挤压）相邻块体剪切、错开（平移）构构造造运运动动的的特特征征（方方向向性性）2.垂直运动（升降运动）地壳（岩石圈）相邻块体或同一块体的不同部位作差异性上升或下降，使某些地区上升成为高地或山岭，另一些地区下降成为盆地或平原。又称为造陆运动。3.同一地区构造运动的方向随着时间的推移而不断变化。某一时期以水平运动为主，另一时期则以垂直运动为主，它们是相互联系、相互制约的，常常兼而有之。构构造造运运动动的的特特征征（幅幅度度、周周期期性性）（二）构造运动的幅度和周期性 构造运动往往表现为：强烈活动期（明显升降运动、岩浆活动等）与相对宁静期（缓慢沉降、接受沉积）反复出现，因而形成一定的周期性。（三）构造运动的区域性及速度 1.构造运动的区域性：构造运动不可能使所有的地方同时升降，因此一般是某些地区表现为大面积隆起，遭受风化剥蚀；另一些地区表现为大面积拗陷，接受沉积。还有的地区表现为大规模水平挤压运动，形成高大的褶皱山系。如新生代时，我国喜玛拉雅山褶皱上升了七、八千米，江汉平原则下降接受了近一千米的沉积。构构造造运运动动的的特特征征（区区域域性性、速速度度）2.构造运动的速度：一般不为人所能感觉到的，是相当缓慢的。如：印度古大陆现在每年仍以近2cm的速度向北移动。（地震造成的断裂例外，有时可达几米。）岩岩石石 的的产产状状与与变变形形（岩岩石石的的产产状状）一、岩石的产状（一）倾斜岩层 岩层主要是指成层的沉积岩，包括喷出岩和由二者经过变质作用而成的变质岩。单斜岩层（单斜结构）指一系列岩层经过地壳运动，向同一方向倾斜，而且倾角近于一致时，成为单斜岩层。往往是局部现象，在大范围内则是组成某些大型地质构造（褶皱）的一部分。第二节 岩石的产状与变形 岩岩石石 的的产产状状与与变变形形（岩岩石石的的产产状状）（二）岩层的产状及产状要素 1.产状是指地质体（岩层、岩体、矿体等）在地壳中的空间位置和产出状态。基本状态有：水平的、倾斜的和直立的，称为：水平岩层、倾斜岩层、直立岩层。另外还有倒转的、平卧的等。岩岩石石 的的产产状状与与变变形形（岩岩石石的的产产状状）2.产状要素及其测定 为了研究地质构造，首先要确定岩石的空间位置及产出状态。怎么来确定呢？用什么方法确定？我们常用的方法就是量出构造面、地质体的产状三要素及厚度。走向岩层的延伸方向，即岩层面（构造面）与假想水平面相交的直线。（两个方向，以北为准）倾向岩层倾斜的方向，即岩层面上垂直于走向线，沿岩层倾斜面向下倾斜的方向所得的直线为真倾斜线。倾角层面与水平面的最大交角。可用于岩层层面、剥蚀面、节理面、断层面及轴面、矿体等的产状要素测量。产状三要素 即：走向、倾向、倾角。岩岩石石 的的产产状状与与变变形形（岩岩石石的的产产状状）3.产状要素的表示方法 野外记录时一般只记录倾向和倾角两个数据，记为：13540，直立产状才记走向。地质图（平面图）上应按方位角在相应位置标出准确的走向、倾向，并写出倾角。如：倾斜岩层 水平岩层 直立岩层 倒转岩层 46剖面图上表示为：135 40 岩岩石石 的的产产状状与与变变形形（岩岩石石的的变变形形）地质构造由于构造运动的影响，使岩石产生变形和变位，变位、变形后形成的产物就是地质构造。包括：倾斜岩层、褶皱、断裂。二、岩石的变形1.弹性变形2.塑性变形3.断裂变形 褶褶皱皱构构造造（褶褶皱皱的的几几何何形形态态）一、褶皱的几何要素 为了研究和描述褶皱形态和空间展布特征，先要了解组成褶皱的几何形态要素。1.核部褶皱岩层的中心2.翼部褶皱岩层的核部的两翼3.枢纽岩层褶皱面上最大弯曲点连线。4.轴面褶皱内各相邻褶皱面上枢纽联成的面。褶皱岩层在构造运动作用下所产生的一系列弯曲。岩层不是绝对的刚体，在一定条件下受力时，可以产生塑性变形，形成一系列弯曲。第三节褶皱构造 褶褶皱皱构构造造(影影视视)视频：褶皱构造 褶褶皱皱构构造造（褶褶皱皱的的基基本本形形式式）二、褶皱的基本形式 1.背斜岩层向上弯曲，核部的岩层时代较老，外侧的岩层时代较新。2.向斜岩层向下弯曲，核部的岩层时代较新，外侧的岩层时代较老。在野外往往不能看到褶曲的全貌，主要是根据岩层的时代新老关系及对称出现的关系来判断。三、常见的几种褶皱构造 一般依据褶皱枢纽和轴面产状来确定褶皱的类型。褶褶皱皱构构造造（常常见见的的褶褶皱皱构构造造）1.直立褶皱褶皱轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。故又称为同斜褶皱。2.斜歪褶皱褶皱轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，但倾角不等。又称为不对称褶皱。3.倒转褶皱褶皱轴面倾斜，两翼岩层向同方向倾斜，即一翼正常，一翼倒转。4.倾伏褶皱当褶皱的枢纽呈倾斜状态时，两翼岩层在倾伏端发生弧形合围，背斜的尖端指向倾伏方向，向斜的开口指向扬起方向。褶褶皱皱构构造造（常常见见的的褶褶皱皱构构造造）5.穹隆构造是一个外形较圆的隆起构造，核部为老地层，四周为新地层，由中心向四周倾斜。6.构造盆地是一个外形较圆的拗陷，核部为新地层，四周为老地层，由四周向中心倾斜。7.复式褶皱是由多级褶皱组成的巨大的背斜或巨大的向斜。各次级褶皱与总体褶皱常有一定的几何关系。是长期多次构造运动的产物。断断裂裂构构造造（节节理理）第四节断裂构造 岩石受到外力作用发生破裂的现象，称为断裂构造。分为节理和断层两大类。一、节理 岩石破裂后没有明显位移的断裂，是分布最广、最常见的一种断裂构造。根据形成节理的力学性质不同，分为张节理、剪节理。1.张节理由引张力作用形成的断裂。特点：节理面参差不齐，粗糙。节理面常绕过砾石、延伸短。裂口呈楔形，深度不大。断断裂裂构构造造（节节理理）2.剪节理由剪切力作用形成的断裂。特点：常成对出现，形成两组交叉 节理，故又称为“X”节理。节理面平直而光滑，能把砾 石切断、错开。延伸较长，有时可见擦痕。影视：断裂构造 断断裂裂构构造造（断断层层）二、断层 岩石断裂后，两侧岩石发生显著的相对位移，称为断层，是最常见的地质构造现象。1.断层要素：有断层面、断层线、断层盘。断层面岩层受力后发生相对位移的破裂面。特征：a.呈面状展布，具有一定的走向、倾向、倾角。b.断层面有的光滑，有的具擦痕，有的呈波状起伏，有的较粗糙。断层线断层面与地面的交线。可直可弯，甚至形成一条宽窄不等、成带状分布的破碎地带，称为断层破碎带。断层盘断层面两侧的断块称为断层盘。位于断层面上方的称为上盘，下方的称为下盘。相对上升的一盘称为上升盘，相对下降的一盘称为下降盘。断断裂裂构构造造（断断层层）2.断层的基本类型 分类原则：根据断层两盘相对位移方向和力学性质划分。正断层上盘相对下降，下盘相对上升。断层特征：a.由于受水平张力作用，断层面较粗糙，擦痕一般不太发育，产状较陡。b.其破碎带中常形成棱角明显的断层角砾岩。逆断层上盘相对上升，下盘相对下降。断层特征：a.是由挤压作用产生的，断层面呈舒缓波状，断层擦痕较发育。b.断层破碎带中角砾岩常被压扁，棱角不明显。c.断层面倾角大小不等，45为高角度逆断层，5Km）的低角度逆断层。其特征是：断层上盘推移较远，与原地基岩不是一个整体，属外来岩体，称为推覆体。平移（推）断层断层两侧岩块，沿着断层面走向的水平方向相对移动的断层。断层特征：a.产状较陡，常近于直立。b.断层面一般平直光滑，常具水平擦痕。c.破碎带中有剪裂破碎岩石，常被碾磨成粉状物质，称为断层泥。断断裂裂构构造造（断断层层）3.断层的组合类型 断层往往成组出现，形成各种组合形态：地垒是由两条或多条走向基本一致倾向相反的正断层构成，中央部分相对上升，两侧相对下降的构造。地堑是由两条或多条走向基本一致，相向倾斜的正断层构成，中央部分相对下降，两侧相对上升的构造。叠瓦式逆冲断层由一系列产状相近的逆冲断层组成，其上盘依次向上逆冲，断面上成叠瓦式。还有对冲式逆断层，背冲式逆冲断层，楔冲式断层等。断断裂裂构构造造（断断层层）4.断层的识别标志：断层面：一般在剖面（断面上）直接观察，可见到相对较平直的断层面，其上常常具有擦痕、阶步，有的被磨的很光滑，有的面上附着硅质、铁质或碳酸盐矿物薄膜。断层破碎带：常形成硅化破碎带、断层角砾岩或断层泥，有的具有构造透镜体、糜棱岩及片理化现象。断层破碎带在地表易被风化剥蚀（硅化破碎带除外），常形成负地形（鞍部、沟谷）。断断裂裂构构造造（断断层层）岩层不连续：这是在路线观察时，平面上常用的方法，正常顺序岩层沿走向突然中断，或沿倾向地层发生缺失或重复出现，地表具有铁帽，说明此处有断层存在。1 13 3.5 5 地地层层接接触触关关系系第五节 地层接触关系 地壳下降接受沉积，上升则遭受剥蚀，再下降接受沉积，与原来的老地层之间就有了接触面。就形成并记录下来各种接触关系：整合接触沉积岩之间分为 假整合接触 角度不整合接触沉积岩与侵入岩之间分为沉积接触 侵入接触1 13 3.5 5 地地层层接接触触关关系系整合接触 指相邻的新、老地层产状一致，岩石性质与生物演化是连续而渐变的，沉积作用没有间断。意义：表明该地区地壳运动相对较为稳定，一直处于持续下降或持续上升状态，因此沉积物能够连续沉积而形成整合接触。假整合接触（平行不整合接触）指相邻的新、老地层产状一致，分界面为剥蚀面（沉积间断面）。意义：表明该地区，老地层形成后，地壳均衡上升为陆，使该地层遭受风化剥蚀，形成了剥蚀面，随后地壳均衡下降，在剥蚀面上重新接受沉积，并形成了新地层，这种接触关系是地壳升降的重要标志。角度不整合接触 相邻的新、老地层产状不一致，分界面为剥蚀面，并且剥蚀面产状与新地层一致，老地层以不同角度斜交接触。1 13 3.5 5 地地层层接接触触关关系系 意义：表明老地层形成后经受了强烈的构造运动，使岩层发生了变形（倾斜或褶皱）并遭受风化剥蚀，形成剥蚀面，然后地壳下降，在剥蚀面上接受沉积形成新地层。侵入接触 是岩浆的侵入体穿插到周围岩石之中，其标志是：侵入体与围岩接触带有接触变质现象，围岩年龄早于侵入体。意义：表明该地区曾经发生过较强烈的构造运动，使岩浆侵入形成侵入体。沉积接触地层覆盖在侵入岩之上，分界而为剥蚀面。意义：表明侵入岩体形成后，地壳上升遭受风化剥蚀，其上部的围岩及部分侵入岩体被剥蚀掉了，形成剥蚀面，然后地壳下降，接受沉积，形成新的地层。地层年龄晚于侵入体，其标志是：具有剥蚀面。1 13 3.5 5 地地层层接接触触关关系系 注意：侵入接触和沉积接触往往在一定区域内同时存在，要注意他们的鉴别特征。研究岩层的接触关系对于研究了解地壳运动的性质、规模以及恢复古地理环境，了解古生物群的变化等都有着重要的意义。综上所述，构造运动过去发生了，现在还在运动，将来仍会继续运动，只要地球存在一天，构造运动就不会停止。1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（概概述述）第六节 大地构造学说简介 关于构造运动的起因、大地构造特征及其演变规律问题，是地质学上长期争论和探索的重大问题。出现过很多种学说，槽台说、大陆漂移说、海底扩张说、板块构造学说、地球自转速率变化说、地洼说等。总的分为两大类：一是“固定论”，二是“活动论”。由于20世纪40年代以来，海洋地质、海底地貌、地球化学、地球物理及深部地压的深入研究，获得了大量的实际资料，“活动论”逐渐被广大学者接受。板块构造学说占据了主导地位。大陆漂移过程示意1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（槽槽台台说说）槽台学说是根据陆壳上不同地区地质构造特征及发展上的差别，将陆壳划分为活动的地槽和稳定的地台，以及两者邻接部位的过渡区。一、地槽地台学说 槽台学说属于传统的大地构造学的一个主流学派，最早由美国霍尔1859年提出来的，占主流地位近100年，直到板块理论的建立才逐渐衰退。但在大陆内部区域地质研究中仍然留下了较大的影响。1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（槽槽台台说说）（一）地槽是地壳运动强烈、不断下降接受巨厚沉积的巨大拗陷的槽地，后期上升形成褶皱山脉（褶皱带）。地槽长一千到几千公里，宽几十至几百公里。一般分为两个阶段：第一阶段：以拗陷为主，接受巨厚沉积。第二阶段：回返上升阶段，岩层强烈褶皱、断裂、变质，并伴有大量岩浆侵入，形成褶皱山脉。我国有祁连山、天山、喜马拉雅山等褶皱带。1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（槽槽台台说说）（三）过渡区指在原来地槽与地台邻接的部位，往往形成较地槽浅的拗陷，称为山前拗陷或边缘拗陷。如南京拗陷带。地台具有明显的双层结构：1.褶皱基底（结晶基底）：由古老的变质岩和岩浆岩组成。2.沉积盖层：由浅海或大陆环境沉积形成的未经变质的沉积岩构成。我国有华北地台、塔里木地台等。（二）地台是地壳上面积宽广、具有不规则外形的相对稳定地区。其直径可达上千公里。1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（地地质质力力学学）主要观点是：由于地球自转速率的变化，地壳产生了以水平方向为主的运动，动力作用方向主要是由高纬度向低纬度，形成东西向的构造带（纬向构造带）；和由东向西运动，形成南北向的构造带（经向构造带）；以及由上述两种运动产生的扭动构造体系（多字型、山字型和“S”型等构造带）。三、地球自转速率变化学说（地质力学）是由我国著名地质学家李四光部长二十世纪二十年代提出的。1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（板板块块说说）二、板块构造学说（一）板块构造的概念 是由大陆漂移说和海底扩张说的基础上发展建立起来的，二十世纪六十年代末期提出的：板块构造刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体板块，它们驮在软流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块相互作用，板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带，并从根本上控制了各种内力地质作用以及沉积作用的进程。板块构造学说就是关于板块互相作用的理论，较好地解释了全球规模的构造运动、内力地质作用以及它们之间的关系，是最新的全球构造学说。1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（板板块块说说）（二）板块运动的方式 板块以每年数厘米的速度不停地运动着，其相对运动方式有：离散运动、汇聚运动、侧向错动。1.离散运动（板块生长边界）2.汇聚运动（板块消亡边界）3.侧向错动（转换断层，无增生、无消亡）1 13 3.6 6 大大地地构构造造学学说说简简介介（板板块块说说）（三）世界板块的划分 1.太平洋板块 2.欧亚板块 3.非洲板块4.美洲板块 5.印度澳大利亚板块 6.南极洲板块13.7 地质图概述（常常用用地地质质图图）第七节 地质图概述一、几种常用地质图 1.地质图将一个地区的地层、地质构造、岩浆岩体及矿产等内容以及它们之间的相互关系，按一定比例尺，用规定的线条、符号和颜色表示在平面的图件。13.7 地质图概述（常常用用地地质质图图）2.地质构造图在地质图的基础上通过地质构造分析，用规定符号标明各种地质构造现象的图件。3.地质剖面图指垂直于区内地层走向或主要构造线方向所切割的地质体剖面，反映地质体深部特征的地质图件。可在地质图上切割绘制（图切剖面图），也可以在野外实地测量绘制（实测剖面图）。13.7 地质图概述（常常用用地地质质图图）4.综合地层柱状图在地质图的基础上，地区内地层、岩体及其接触关系，按由老到新的顺序，用线条、符号及颜色排列绘制在一个呈柱状的剖面图上，两侧标示出地层时代、岩石、化石、地层厚度及接触关系等的图件。（例：银坑幅）13.7 地质图概述（内内容容及及格格式式）二、地质图包括的其它内容及格式1.图名一般用地名来命名。2.比例尺是表明图上距离与实地距离的一种比例关系的尺度。一般用文字、数字或线条比例尺表示。由于研究目的、任务不同，采用不同精度的地形图为底图，精度要求愈高，比例尺愈大：小比例尺 1：100万1：10万 主要用于较大区域地质调 查和研究；中比例尺 1：5万1：1万 主要用于小区域地质调查和研究；大比例尺 1：几千 主要用于矿区地质调查、矿点检查评价；3.图例将地质图中表示各种地质体的符号、代号、颜色及线条等放在小长方块中，加以说明，并按一定顺序排列于图幅的右侧方。4.地质图的排列原则 1 13 3.7 7 地地质质图图概概述述（阅阅读读方方法法）三、地质图的阅读方法（一）阅读步骤 1.看图名及比例尺：了解地理位置、范围大小及精度要求。2.阅读图示及图例：了解各时代地层、岩性、构造及色标情况。3.阅读图上内容：了解整体地层、岩体及构造的分布情况。4.根据工作需要，详细阅读自己所要了解的某地某方面的内容及特征。（二）阅读细则 首先通过阅读图例、综合柱状图，了解地层新、老顺序、接触关系、岩性、化石等特征及色标，然后从地质图上观察各地层的分布特征及产状。1、地层的分布特征1 13 3.7 7 地地质质图图概概述述（阅阅读读方方法法）2、褶皱构造在地质图上的表现特征，根据地层的展布情况进行分析读图：(1)背斜是核部为老地层，两翼为新地层。(2)向斜是核部为新地层，两翼为老地层。(3)倒转褶皱是岩层向同一方向倾斜，地层出现重复。3、断层在地质图上的表示方法 一般用红色线条或粗体黑线表示：(2)逆断层(1)正断层(3)平移断层1 13 3.7 7 地地质质图图概概述述（阅阅读读方方法法）4、地层接触关系在地质图上的表示方法 1.整合接触：5、侵入岩体的表现特征（1）岩基、岩株在图上表现为较规则浑圆状形态分布，与不同时代地层呈斜交接触。2.假整合接触：3.角度不整合接触：（3）一般以色标加代码表示：酸性岩体用红色，中性岩体用粉红色，基性岩体用绿色表示。（2）岩脉（岩墙）呈不规则带状、长条状分布，常穿插不同时代的地层界线。本章学习要求与习题 了解构造运动的概念、方式和表现以及构造运动的原因；掌握岩层接触关系和初步认识常见的褶皱、断裂构造的主要特征；初步掌握岩层产状要素及测量。掌握几种常用地质图的内容及阅读方法。学习重点：重点是岩层接触关系、岩层产状要素和常见的褶皱、断裂构造的特征；难点是构造运动的原因。作业及思考题：1.何谓岩层产状三要素？有哪几种表示方法？2.什么是地质构造？有哪几种主要类型？各具哪些特征？3.岩层有哪几种接触关系？各反映何种地质意义？4.绘制一幅地质剖面图，将背斜、向斜、正断层、逆断层及各种接触关系表示出来，并标明注记。5.何谓板块构造？其边界有哪几种类型？目前全球划分为几大板块？本章学习要求6.地质图中应包括哪些内容？