沉积岩层的基本产状.ppt

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1、第二章 沉积岩层的基本产状第一节第一节 地质体的产状地质体的产状一、面状结构的产状要素一、面状结构的产状要素 1.走向：走向：(1)走向线：倾斜平面与水平面的交线走向线：倾斜平面与水平面的交线 (同一倾斜平面上有无数条，高程不同，相互平行同一倾斜平面上有无数条，高程不同，相互平行)(2)走向：走向：走向线两端所指的方向（相差走向线两端所指的方向（相差180）2.倾向：倾向：(1)倾斜线：倾斜平面上与走向线垂直的线倾斜线：倾斜平面上与走向线垂直的线 (2)倾向：倾斜线倾向：倾斜线(下端下端)在水平面上的投影所指的方向在水平面上的投影所指的方向3.倾角：倾角：倾斜线与水平面的交角（最大交角）倾斜线

2、与水平面的交角（最大交角）真倾角与视倾角之间关系为：真倾角与视倾角之间关系为：tan=tan.cos（式中（式中为真倾角，为真倾角，为视倾角，为视倾角，真倾向线与视倾向线之间夹角）真倾向线与视倾向线之间夹角）表示方法：倾向表示方法：倾向倾角，倾角，如：如：66 50（常用）（常用）走向走向/倾向倾向倾角，如：倾角，如：156/66 50 方向定量：方向定量：规定规定N为为0（或（或360）；）；E为为90；S为为180；W为为270倾斜平面的产状要素倾斜平面的产状要素二、线状结构的产状要素二、线状结构的产状要素 1.倾伏向：某直线（下端）在水平面上的投影倾伏向：某直线（下端）在水平面上的投影

3、所指的方向所指的方向 2.倾伏角：某直线与水平面的交角（最大交角）倾伏角：某直线与水平面的交角（最大交角）表示方法表示方法：倾伏向：倾伏向倾伏角，如：倾伏角，如：45 51 3.侧伏角：直线在倾斜平面上时，该线与该平面侧伏角：直线在倾斜平面上时，该线与该平面 走向线的走向线的锐锐夹角夹角 4.侧伏向：锐夹角所在的走向线那一端的方向侧伏向：锐夹角所在的走向线那一端的方向 表示方法表示方法：侧伏角侧伏向，如：侧伏角侧伏向，如：15E线理的倾伏角与侧伏角线理的倾伏角与侧伏角岩层产状要素的测定与表示方法(小结)回顾普通地质学和登封实习时现场实际测量。回顾普通地质学和登封实习时现场实际测量。岩层产状要素

4、，通常用罗盘直接测量，有些情况下需用作图法，赤平岩层产状要素，通常用罗盘直接测量，有些情况下需用作图法，赤平投影法求出岩层产状要素。投影法求出岩层产状要素。岩层产状文字表示法：通常只记录倾向和倾角即可，走向则通过倾向岩层产状文字表示法：通常只记录倾向和倾角即可，走向则通过倾向加或减加或减90 换算。换算。方位角法方位角法 SW20525或或20525 象限角法象限角法 以北或南作为起点（以北或南作为起点（0），一般记为），一般记为 N65W25或或 NW6525 符号表示（用于地质图上）符号表示（用于地质图上）第二节第二节 水平岩层水平岩层第二节第二节 水平岩层水平岩层岩层上下两个面保持水平状

5、态，即同岩层上下两个面保持水平状态，即同一层面上各点海拔高度基本相同的一层面上各点海拔高度基本相同的岩层，称为水平岩层。其特征如下：岩层，称为水平岩层。其特征如下：1 1、在层序没有倒转的前提下，地质时、在层序没有倒转的前提下，地质时代较新的岩层叠置在较老的岩层之代较新的岩层叠置在较老的岩层之上。当地形剥蚀切割轻微的地面只上。当地形剥蚀切割轻微的地面只出露最新岩层；如切割强烈时，老出露最新岩层；如切割强烈时，老岩层则出露于河谷，冲沟等低洼处，岩层则出露于河谷，冲沟等低洼处，较新岩层分布于山顶或分水岭上，较新岩层分布于山顶或分水岭上，即岩层愈老出露愈低，岩层愈新其即岩层愈老出露愈低，岩层愈新其出

6、露的位置愈高。出露的位置愈高。水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌水平岩层地貌2、水平岩层的露头、水平岩层的露头形态，完全受地形控制，形态，完全受地形控制，其出露线（岩层与地面其出露线（岩层与地面的交线）在地质图上表的交线）在地质图上表现为与地形等高线平行现为与地形等高线平行或重合，而不会相交。或重合，而不会相交。3、水平岩层的厚度、水平岩层的厚度就是岩层顶面与底面标就是岩层顶面与底面标高之差。高之差。4、水平岩层露头宽、水平岩层露头宽度，与岩层厚度和地形度，与岩层厚度和地形坡度的变化有关。坡度的变

7、化有关。第二节第二节 水平岩层水平岩层(小结小结)未经变动的新岩层未经变动的新岩层水平岩层的主要特征：水平岩层的主要特征：1.岩层界线与等高线平行或重合岩层界线与等高线平行或重合2.老岩层在下老岩层在下(谷底），新岩层在上（山顶）谷底），新岩层在上（山顶）3.岩层顶、底之间的高差为岩层的厚度岩层顶、底之间的高差为岩层的厚度4.出露宽度是顶、底面露头线的水平距离，出露宽度是顶、底面露头线的水平距离，取决于取决于 岩层厚度、地面坡度岩层厚度、地面坡度第三节第三节 倾斜岩层倾斜岩层 倾斜岩层倾斜岩层 “V”形法则形法则1.岩层倾向与岩层倾向与 地面坡向相反：地面坡向相反：露头线与等高露头线与等高 线

8、同向弯曲线同向弯曲 露头线曲率露头线曲率 等高线曲率等高线曲率 2.岩层倾向与岩层倾向与 地面坡向一致：地面坡向一致：(1)岩层倾角岩层倾角 地面坡角：地面坡角：露头线与等露头线与等 高线同向弯曲高线同向弯曲 露头线曲率露头线曲率 等高线曲率等高线曲率(2)岩层倾角地面坡角：岩层倾角地面坡角：露头线与等高线反向弯曲露头线与等高线反向弯曲 小结小结岩层在地质图上出露的特征岩层在地质图上出露的特征1.水平岩层水平岩层 露头线露头线与等高线平行或重合与等高线平行或重合(前面研究介绍前面研究介绍)；2.直立岩层直立岩层 露头线露头线不受地形影响，始终不受地形影响，始终呈直线延伸；呈直线延伸；垂直岩层垂

9、直岩层3.倾斜岩层露头界线倾斜岩层露头界线复杂，表现为与地形等复杂，表现为与地形等高线交切关系，并显示高线交切关系，并显示出一定的规律性，即在出一定的规律性，即在经过山脊和河谷时，均经过山脊和河谷时，均呈呈“V”字形态展布即字形态展布即“V”字形法则。字形法则。有下列三种情况：有下列三种情况：(1)岩层倾向与地面岩层倾向与地面坡向相反：在山脊处坡向相反：在山脊处“V”字形尖端指向山下，字形尖端指向山下，在沟谷处在沟谷处“V”字形尖端字形尖端指向上游。指向上游。(2)岩层倾向与地面坡向相同，且岩层倾角大岩层倾向与地面坡向相同，且岩层倾角大于地面坡角时，在山脊处于地面坡角时，在山脊处“V”字形尖端

10、指向山下，字形尖端指向山下，沟谷处沟谷处“V”字形尖端指向上游。字形尖端指向上游。(3)岩层倾向与岩层倾向与坡向相同，但坡向相同，但岩层倾角小于岩层倾角小于地面坡角时，地面坡角时，“V”字形尖端字形尖端在山脊处指向在山脊处指向山下，沟谷处山下，沟谷处指向上游。指向上游。（1 1）（3 3）（1）、（）、（3）两种情况相似，不同的是后者）两种情况相似，不同的是后者“V”字形弯曲大于等字形弯曲大于等高线，而前者高线，而前者“V”字形弯曲度小于等高线。示图。字形弯曲度小于等高线。示图。1地形图中（1）、（2）为泥盆系与石炭系地层分界点，已知地层倾向与地形坡向相同，地层的倾角小于地形坡度角，请根据“”

11、字形法则填给地质界线。2地形图中（1）、（2）为泥盆系与石炭系地层分界点，已知地层倾向与地形坡向相同，地层的倾角大于地形的坡度角，请根据“”字形法则填给地质界线。3地形图中（1）、（2）为泥盆系与石炭系地层分界点，已知地层倾向与地形坡向相反，请根据“”字形法则填给地质界线。4图中地质界线为石炭与二叠系的分界线，请判断岩层产状，并指出二套地层出露的部位。第四节第四节 地层之间的接触关系地层之间的接触关系地层的接触关系有哪些？一、整合和不整合不整合又分为：平行不整合和角度不整合1.整合接触整合接触2.角度不整合接触角度不整合接触3.假整合接触假整合接触第四节第四节 地层之间的接触关系地层之间的接触

12、关系一、整合与不整合一、整合与不整合1、整合整合：连续沉积，岩层层序无间断、产状一致、：连续沉积，岩层层序无间断、产状一致、时代连续，其中生物演化的是渐变的。时代连续，其中生物演化的是渐变的。2、不整合不整合：沉积缺失，层序有间断、即部分地层：沉积缺失，层序有间断、即部分地层无沉积或虽有沉积但却被剥蚀。无沉积或虽有沉积但却被剥蚀。整合接触美国三叠系红色砂岩倾斜岩层二 不整合接触及特征1 平行不整合平行不整合又称假整合，其特点是上、下两套地层的产状基本保持平行，但时代不连续，其间有反映长期沉积间断和风化剥蚀的剥蚀面存在。平行不整合的形成过程 1 在地壳稳定下降或升降运动不显著的情况下，在一定的沉

13、积环境中沉积了一套或多套沉积岩层；2 地壳发生显著上升,原沉积环境变为陆上剥蚀环境,经长期风化剥蚀,地面上形成凹凸不平的剥蚀面,剥蚀面上分布有古风化壳及铝土矿、褐铁矿等风化残积矿产;3 地壳重新下降到水面以下接受沉积，形成新的上覆沉积岩层（其底部由于开始沉积的地形差异较大而常形成底砾岩），由于地壳基本上整体上升和下降，故上、下两套地层的产状基本保持平行。：平行不整合下降沉积：平行不整合下降沉积上升、沉积上升、沉积间断、剥蚀间断、剥蚀再下降再沉积；不整合再下降再沉积；不整合面上有下伏岩层组成的砾石、古风化面上有下伏岩层组成的砾石、古风化壳、古土壤层。壳、古土壤层。2 角度不整合2 角度不整合角度

14、不整合2 角度不整合角度不整合角度不整合（unconformity），其特点是上、下两套地层产状不一致，以一定角度相交；两套地层时代不连续，其间有代表长期风化剥蚀与沉积间断的剥蚀面存在。角度不整合的形成过程1 地壳发生水平挤压运动，使岩层产生褶皱、断裂等变形，岩层伴随着水平方向上缩短的同时，在垂直方向上不断上升，并到达陆上的一定高度或成为山地，还可能伴有岩浆作用与变质作用发生；2 变形的地层遭受长期风化剥蚀，形成凹凸不平的剥蚀面，在剥蚀面上形成古风化壳、残积矿产等；3 地壳重新下降到水下沉积环境，在剥蚀面上又形成新的原始水平沉积岩层（其底部常有底砾岩），新形成的地层与不整合面大致平行，但与不整

15、合面以下的地层以一定的角度相交。角度不整合反映显著的水平挤压运动及伴随的升降运动。三 不整合的研究方法1 确定不整合的存在1)地层古生物方面的标志：如果两套地层中化石所代表的时代有较大的间隔，反映了生物演化过程的中断，说明可能存在不整合。2)沉积侵蚀方面的标志：两套地层之间如果存在各种沉积-侵蚀面、如古侵蚀面、古土壤以及有关残积矿床、底砾岩等，说明上覆地层形成前，曾一度隆起、侵蚀和风化等作用，表明存在不整合。3)构造方面标志：如果上、下两套地层的变形有明显差异，如产状不同、构造线不同，褶皱型式和变形强度各异，说明存在不整合。4)岩浆活动和变质作用方面标志2 确定不整合的时代不整合形成时代通常相

16、当于不整合接触的上下两套地层之间所缺失的那部分地层的时代，或下伏地层中最新地层以后与上覆地层最老以前之间的时期。缺：没有沉积失：沉积后剥蚀3 角度不整合面角度不整合面在剖面图和地质图上在剖面图和地质图上的表现特征的表现特征（1）地理不整合（区域不整）地理不整合（区域不整合），指局部为平行不整合接触，合），指局部为平行不整合接触，但大范围内却是角度不整合。如：但大范围内却是角度不整合。如：宁镇山脉宁镇山脉J1-2xn与下覆地层的关与下覆地层的关系，在栖霞山高地为不整合；在仙系，在栖霞山高地为不整合；在仙鹤观鹤观J1-2xn和和T3h为平行不整合，为平行不整合，在紫金山则为整合接触关系。在紫金山则

17、为整合接触关系。（2 2）嵌入不整合）嵌入不整合）嵌入不整合）嵌入不整合由于海侵或湖侵扩大，会导致由于海侵或湖侵扩大，会导致由于海侵或湖侵扩大，会导致由于海侵或湖侵扩大，会导致超超超超覆现象覆现象覆现象覆现象。如左图上朱罗统超覆于。如左图上朱罗统超覆于。如左图上朱罗统超覆于。如左图上朱罗统超覆于中朱罗统之上。中朱罗统之上。中朱罗统之上。中朱罗统之上。4、不整合的研究、不整合的研究（一）确定不整合的存在（重点）（一）确定不整合的存在（重点）1 1、地层古生物方面的证据：化石反映出生物演化的不连续性（种、属的突变），、地层古生物方面的证据：化石反映出生物演化的不连续性（种、属的突变），生物群落迥然

18、差异。生物群落迥然差异。2 2、沉积方面的标志，存在侵蚀面、古风化壳、古土壤以及、沉积方面的标志，存在侵蚀面、古风化壳、古土壤以及Fe Fe、MnMn、P P、NiNi，稀土或铝土矿等，底砾岩。稀土或铝土矿等，底砾岩。3 3、构造方面的标志：产状，变形变质程度。、构造方面的标志：产状，变形变质程度。4 4、岩浆活动和变质作用方面的标志。、岩浆活动和变质作用方面的标志。（二）观察研究不整合面及其上、下地层的产状，岩性及时代。（二）观察研究不整合面及其上、下地层的产状，岩性及时代。1 1、详细测制剖面，研究岩性，岩相和化石，确定时代，观察构造形态，变质情、详细测制剖面，研究岩性，岩相和化石，确定时

19、代，观察构造形态，变质情况，岩浆活动等。况，岩浆活动等。2 2、砾石来源、粒度、圆度、分选性、排列方向等。、砾石来源、粒度、圆度、分选性、排列方向等。3 3、制图、素描图、照相等、制图、素描图、照相等确定不整合的形成时代确定不整合的形成时代形成时代：形成时代：不整合面之下相对最新的地层时代为其下限，不整合面不整合面之下相对最新的地层时代为其下限，不整合面之上相对最老的地层时代为其上限，缺失地层时代为其形成时之上相对最老的地层时代为其上限，缺失地层时代为其形成时代。代。不整合时代的确定：不整合时代的确定：缺失地层的年代缺失地层的年代 下伏最新地层之后；上覆最老地层之前下伏最新地层之后；上覆最老地

20、层之前 侵入的岩浆时代之前；剥蚀的岩浆时代之后侵入的岩浆时代之前；剥蚀的岩浆时代之后 被截切断层之后；贯穿上下两套地层的断层之前被截切断层之后；贯穿上下两套地层的断层之前 古风化壳的年代古风化壳的年代结合下图介绍结合下图介绍PZ1 PZ2之间、之间、E PZ2T1之间的不之间的不整合形成时代。整合形成时代。确定不整合的形成时代应注意：确定不整合的形成时代应注意：（1 1）取下覆最新时代为下限，两者之间）取下覆最新时代为下限，两者之间相隔最近的时代为不整合形成时代；相隔最近的时代为不整合形成时代；（2 2）同一次构造运动周期不同，地区有）同一次构造运动周期不同，地区有先有后，时间可长可短，缺失地

21、层并先有后，时间可长可短，缺失地层并不一致，这是褶皱幕的穿时性的反映。不一致，这是褶皱幕的穿时性的反映。（3）大范围内，可发生多次构造变动，）大范围内，可发生多次构造变动，形成多个角度不整合和平行不整合，在接形成多个角度不整合和平行不整合，在接近大陆的地方，几个不整合面往往逐渐归近大陆的地方，几个不整合面往往逐渐归并为一个角度不整合，其向缺失地层很多，并为一个角度不整合，其向缺失地层很多，实际上是包含了多次地壳运动所经历的构实际上是包含了多次地壳运动所经历的构造事情。造事情。注意注意“缺缺”与与“失失”的关系，如我国华北的关系，如我国华北O2/C2，是缺失，是缺失O3、S、D、C1，还是原，还

22、是原先有沉积，后来剥蚀掉即先有沉积，后来剥蚀掉即“失失”去了。去了。不整合不整合研究意义研究意义：（1）研究地质发展历史；）研究地质发展历史；（2）鉴定地壳运动特征；）鉴定地壳运动特征；（3）确定构造变形时期；）确定构造变形时期；（4）划分地层、构造单元；）划分地层、构造单元；（5）了解古地理特征和古构造状态；）了解古地理特征和古构造状态；（6）寻找沉积、热液性矿床和石油、天）寻找沉积、热液性矿床和石油、天然气田然气田 试分析地质图中地层接触关系类型1岩层的产状要素包括、和2当岩层的倾向与地面坡向相反时，岩层露头线与地形等高线呈方向弯曲，但岩层露头线的弯曲度等高线的弯曲度3当岩层的倾向与地面坡

23、向相同且岩层倾角小于坡度角时，岩层露头线与地形等高线呈方向弯曲，但岩层露头线的弯曲度等高线的弯曲度4当岩层的倾向与地面坡向相同且岩层倾角大于坡度角5，岩层露头线与地形等高线呈方向弯曲6岩层的露头界线形态，决定于、以及二者的相互关系7倾斜岩层的露头宽度取决于、以及三者之间的关系8地层的接触关系按成因可分为、两种基本类型9不整合又可分为和10平行不整合的形成过程再下降接受沉积11角度不整合的形成过程再下降接受沉积12确定不整合存在的标志主要有、等13确定不整合形成的时代，通常是以不整合面下伏地层中最新的一层时代为，以上覆地层中最老一层的时代为1.用侧伏向和侧伏角能否独立表示线状构造产状？2.在“V”字型法则中，假设岩层以位于层面上的水平轴旋转，那么，当岩层由水平旋转至倾斜，再旋转至直立，岩层的出露界线将会发生怎样的变化？3.在地质图和剖面图上，如何识别平行不整合和角度不整合？4.平行不整合和角度不整合的形成过程及其地质意义。5.确定二套岩层是否为不整合关系，研究区是否需要一定的面积？为什么？不整合类型的变化反映下伏岩层可能经历了怎样的地质过程？*