地壳运动与地质构造.pdf
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1、1 第八章地壳运动与地质构造1 概念大家已有了岩石的概念:岩浆、沉积岩、变质岩,它们是不同的地质作用下形成的,岩浆岩中的侵入岩应地下形成,地表看不见。但现在大量突出地表,甚至形成高山,如五台山等由侵入岩或其变质岩组成;沉积岩,原始应水平沉积,地表大量倾斜、弯曲、断开。这些说明地壳上岩石发生运动,发生机械运动。一、地壳运动(构造运动)地壳的机械运动。引起运动的原因,将在本章最后一节讲述运动的结果为岩石变形、变位岩石变形地壳中岩石变改了原有的空间位臵和形态。地质构造岩石变形的产物包括褶皱、断裂两大类。二、岩石变形的力学原理:(岩土力学中细讲,简单地说)同样,岩石在受构造运动(地壳运动)力的作用下,
2、亦会发生类似的变形。由于弹性变形不被保留,对地质构造无意义。岩石的变形状态与岩石性质有关(成份、结构)与岩石所处的环境有关。地表常温、常压下:页岩、泥岩、粘土岩(细、软)塑性变形。类型水平运动垂直运动相背分离相间挤压剪切差异升降任何物体受外力作用弹性变形 在弹性限度内,变形在外力解除后,恢复原状。塑性变形 受力超出弹性极限时,柔性较大的物体,发生永久性变形。断裂 受力超出强度极限,脆性物体几乎无塑变形,很快断裂。地质构造中的岩石变形塑性变形岩层褶皱。断裂断层、节理、裂隙。2 粗砂岩、石灰岩脆性大,断裂。地下高温、高压下:各类岩石都具有一定塑性(柔性)均可发生塑性变形。这就是为什么我们在野外能够
3、看到砾岩、灰岩、石英砂岩等通常认为脆性很大的岩层同样有褶皱弯曲现象。2.褶皱和断裂我们讲了褶皱和断裂是由于岩石的运动改变了原有空间位臵和形态。一、岩层空间位臵的测定地质上以岩层的产状来描述其空间位臵,包括岩层的走向、倾向、倾角。称产状三要素。(一)产状三要素:走向:走向线岩层面同任意水平面的交线(岩层层面上的任意一条水平线)。走向走向线两端所指的方向。以方位角来表示。注意:我们强调了两端所指的方向,因此走向的方位角有个,相差18002.倾向最大倾斜线 岩层面上与走向线垂上的向下延伸的线。倾向 最大倾斜线的水平投影所指的方向,以方位角表示。倾向只有一个方向,且与走向垂直。走向=倾向+90 倾角:
4、岩层面与水平面之间的夹角。最大倾斜线与其在水平面上投影线之间的夹角。090变化。(二)产状的表示:走向/倾向倾角 125/NE 65 S29/NW 18 倾向倾角 35 65走向倾向W 27090E 360NO230S 8014050文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X
5、10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9
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11、CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E103 只要给定倾向、倾角两项可求知三要素(三)特殊产状:水平岩层倾角=0倾向 走向 直立岩层倾角=90倾向 走向(四)岩层厚度:两层面之间垂直距离。(并非地面露头两点)。二、褶皱构造岩层受力后,发生弯曲,改变了原有的空间位臵和形态,但其连续性未受到破坏,称褶皱。单一弯曲称褶曲。(一)褶曲的几何要素(褶曲的描述)1.翼 褶曲岩层的两坡。2.核 褶曲岩层的中心。3.轴 面 平分褶曲两翼的假想面(近于对称面),可以是平面也可以是曲面,其产状可
12、用三要素描述。4.枢 纽 轴面与岩层面的交线,可以是水平的也可以是倾伏状。5 轴 迹 轴面与地面的交线。(二)褶曲分类1.两大基本类型 1 向斜水平岩层受力后下凹弯曲。两翼地层相向倾斜核部地层时代最新两翼地层时代渐老 2 背斜水平岩层受力后上凸弯曲。两翼地层相背倾斜核部地层时代最老两翼地层时代渐新岩层褶构造中,背斜、向斜通常共存:褶曲类型(出露形态划分)1按轴面产状划分:直立褶曲轴面直立,两翼倾向相反、倾角相等。倾斜褶曲轴面倾斜。两翼倾向相反,倾角并不等。倒转褶曲轴面倾斜。两翼倾向相同,倾角并不等一翼为正常层序,一翼为倒转层序(新在下老在上)。相邻的背斜之间是向斜相邻的向斜之间是背斜相邻背斜,
13、向斜共用一个翼文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8
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20、序,一翼为倒转层序。2按枢纽产状划分:水平褶曲枢纽水平倾伏褶曲枢纽倾伏 3特殊类型:穹窿(背斜)长:宽 1:3 盆地(向斜)长:宽 1:3 复背斜、复向斜(三)褶曲的野识别:1.顺或逆着倾向方向,地层重复出现,倾角变化有规律。背斜:新 老 新向斜:老 新 老 2.地形侄臵(并非绝对)我们可以想象,地质构造形成初期,通常向斜成谷背斜成山。但野外恰恰相反,常见的是背斜成谷,向斜成山,称为地形倒臵。原因:褶皱开成后在长期的风化剥蚀等外动力作用下,背斜轴部由于张裂隙发育、易剥蚀,并逐渐低凹成谷;而向斜轴部岩石受挤压力,相对不易风化剥蚀,而成山。因此野外绝不能只根据地形确定地质构造,要仔细观察。三、断裂
21、构造断裂 岩层在外力作用下失去连续性和完整性。节理、裂隙 无位移(仅有断裂面)。断层有一个或一组断裂面,两侧岩层有明显位移(错动)(一)断层描述1.断层面(带)岩层断裂面,两侧岩层相对位移,有平面也有曲面可以产状三要素来描述。倒转地层的识别层面构造:泥裂、波痕、虫迹。新老地层上下异位。如淮南洞山E O S O Z S c C O S 文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编码:CS9A9X10L9C7 HX1Q9Z7N4Z1 ZZ3L8I2Y10E10文档编
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