《2022年地壳运动与地质构造 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年地壳运动与地质构造 .pdf（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心
3、整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 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：
4、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： 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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精
5、心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 3 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，其产状可用三要素描述。4. 枢 纽 轴面与岩层面的交线，可
6、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，向斜共用一个翼名师资料总结 - - -精品
7、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 4 平卧褶曲轴面近水平。两翼近水平，上下重叠。一翼为正常层序，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
8、。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
9、S 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 5 2. 断层线断面与地面交线。断层出露线，直线或曲线。 3. 断盘断层面两侧被切断的岩块。按断层面与断盘关系（位臵关系）分：上盘、下盘、东南盘、西北盘等；按两盘相对位移（运动）方向分：上升盘、下降盘。4. 断层规模 以切割深度，延展长度，断距大小来衡量。特大型断层如，美国西部，圣安德列斯断层切割到地壳下部，位移量 480 公里。我国淡庐断裂位移几百公里。微型断层手标本可见。
10、（二）断层分类： 按两盘相对位移的方向分：正断层上盘下降、下盘上升。逆断层上盘上升、下盘下降。其中逆掩断层：断面倾角小25。平移断层两盘水平错动（断面近直立）。 2. 按断层走向与岩层走向的关系分：纵断层（走向断层）连向一致。横断层（倾向断层）走向垂直。斜向断层 走向斜交。断层组合类型：在力的作用下， 多条断层（一组断层） 同时出现，形成特殊形态。迭瓦式构造：一组倾向一致，大致平行的逆掩断层。阶梯状构造：一组倾向一致，大致平行的正断层。地堑：两组相向倾斜的正断层。地垒：两组相背倾斜的正断层。（三） 断层的野外识别：多数断层因其断面附近岩石破碎，易风化，剥蚀，所以露头不好，往往被沉积物盖，观察要
11、仔细，常从以下证据来识别。断层泥断层两面三盘挤压磨擦（碾磨）的极细的泥状物。划分左行平移断层右行平移断层1构造岩1角砾岩断裂破碎的岩石，大小不等，棱角分明，碎块再胶结成岩，角砾与两侧岩性一致。2糜棱岩逆掩断层常见，挤压断裂带中， 碎块很碎小再胶结成岩。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 6 2. 密集的节理：断层面是较大的破裂面，形成同时伴生有许多小破裂面即节理。节理方向常与断层方向大致平行。3. 擦痕和镜面：擦痕
12、断面上平行而密集的沟纹。镜面断面上局部平滑光亮的面。阶步擦痕及镜面未端常出现“坎” 。以上均为两侧岩层（块）相对滑动在断面上留下的痕迹，可据此推测两盘相对运动方向。牵引褶皱（拖曳）褶皱）断层两侧岩层相对位移时，受磨擦阻力影响出现弯曲。牵引褶皱可指示对盘位移方向。5 沿岩层或矿层走向突然中断6 地层重复或缺失断层能够破坏地层序，造成地面上某些地层的重复或缺失，什么情况重复，什么情况缺失，与断层性质有关。与断面及岩层产状有关。7 地形证据负地形（低凹地带）：由于断层附近易风化、剥蚀（岩石破碎），长期的外力作用造成，俗话说“逢沟必断”。断层崖：大而陡的断面出露呈陡崖状。有流水可成瀑布。断层三角面：一
13、平列平行的山脊， 被走向与其垂直的正断层切割，上升盘露出，山脊呈三角形横切面。 泉出露点：断层切割含水层，地下水沿裂隙，涌出。泉点常呈线状分布。以上我们讲了地质构造的两大类型褶皱和断层，它们是岩层形成之后由于地壳运动造成的，如果没有地壳运动形成地质构造，所有新、老地层（所有时期形成的岩层）都应是水平叠臵在一起。但有了地壳运动就使地层之间不再是简单的水平叠臵，而有更有复杂的接触。下面就讲不同类型的地层接触关系。3. 地层接触关系一、整合表现： 新老地层产状一致，岩性变化及古生物演化渐变而连续，新老地层时代连续，其间没有地层缺失。说明： 地层形成的过程中基本保持稳定的沉积环境，构造运动主要是地壳缓
14、缓下降， 即使有上升， 也未使沉积表面上升到水面之上遭受到剥蚀。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 7 整合表示：二、假整合（平行不整合）表现：新老地层产状一致， 岩性及古生物演化突变， 地层时代不连续，有地层缺失。新地层之下常有底砾岩。底砾岩下部时代较老的地层遭到剥蚀后形成的岩石碎块，重新胶结成岩，保留在新地层之下。说明： 老地层沉积后地壳有明显的均衡上升（水平抬升），遭受剥蚀后，地壳又均衡下降，接受新地层的沉积
15、，虽然有部分地层缺失掉，但新老地层产状没变，假整合的表示：三、不整合（角度不整合）表现： 新老地层产状不一致， 岩性及古生物变化突变， 有地层缺失，新老地层之间有广泛的剥蚀面。新地层之下常见底砾岩。说明： 老地层形成之后有强烈的构造运动，形成褶皱、断裂，同时长期遭受风化剥蚀，而后又下降接受新地层的沉积。不整合的表示：P C 华南地区石炭、二叠系地层C O SD 缺失华北地区底砾岩下部时代较老的地层遭剥蚀的岩石碎块重新胶结成岩，底砾岩石矿物成分与下伏岩层相同。T1J 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
16、 - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 8 下面讲火成岩和层状岩石的接触关系四、侵入接触 ：侵入体和被侵入围岩之间的关系。识别标志：1接触带上有接触变质的现象（围岩） 。2接触带附近，侵入体中有围岩的捕虏体（末完全融化的围岩）3侵入体切割（切穿）围岩层理。五沉积接触沉积的地层直接覆盖在侵入体之上，其间有广泛的剥蚀面， 剥蚀面与沉积岩层 平行，沉积岩中无接触变质现象。从接触关系中， 又可以得知侵入体侵入的时代，晚于被侵入围岩的时代，早于上部沉积岩层的时代。4. 构造运动一、构造运动的形式( 一) 水平运动1概念： 地壳块体在水平方向上移动2. 水平
17、运动在地壳中的表现无论从现代观测还是地史中岩石的构造现象，都能够证实地壳存在水平运动。 + + + + + + + + 花岗岩+ D O 从地表运动的方向来考虑相背分离拉开相向靠拢挤压剪切错动从地表运动的方向来考虑水平运动垂直运动相邻地块名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 9 现代：洋中脊扩张太平洋赤道附近 4mm/年印度板块漂移由南半球向北半球漂移 12cm/年侏罗纪南纬度 40现代北纬 19 7000 公里美国
18、西部圣安德列断层岩层水平位移 1cm/年地史中（岩层的构造现象由于水平运动形成的）：大型紧闭褶皱，逆掩断层，迭瓦状构造，转换断层，新老地层的角度不整合接触。水平运动常形成一些大规模的褶皱，组成山系，称为褶皱带。因此传统的构造理论将运动称为造山运动。（二）垂直运动1概念： 地壳作差异性的上升或下降。升降运动。 2 垂直运动在地壳中的表现：现代：由于地壳的升降引起海进海退现象，因此在现代海岸附近，有些地方可在看到原来的滨海地形；海蚀崖、波切台、海蚀柱、石蘑菇等，远离海岸几公里，这就是地壳上升，海面下降，使滨海地形成为陆地造成的。河流的河谷阶地，深切河曲都是地壳上升的表现。从保存在喜马拉雅山岩层中的
19、古生物化石来分析，三千年前现代世界最高峰的地方， 还是一片大海 , 后来由于印度板块与欧亚板块碰撞，地壳隆起组成山脉（地蓬合线） ，现代仍以 10mm/ 年上。现代能证实地壳有时上升，有时下降的典型的例子，要算意大利那不勒斯湾、塞拉比斯城填的三根大理石柱。柱长米，其下部3.6米为火山灰掩没，表面.6-6.1米处被海生瓣鳃类钻蚀（许多蚀洞） 。地史中：岩相相同的巨厚沉积地层，本身就说明了地壳是缓慢下降的，只有下降的速度与沉积速度基本相同，才能保证沉积环境不变， 例如河北蓟县中元代的浅海碳酸盐沉积厚达 9340 米。如果没有壳下降，沉积物把浅海填满也不过米厚， 如此厚的沉积说明地壳缓慢下降使沉积表
20、面一直处于浅海水域，不断接受沉积。地层中深水生物化石（出现在高山上） 。地质构造中一些大型和缓的隆起，坳陷如穹隆、盆地、以及高角度的正断层，都是垂直的表现，新、老地层之间整合接触表明地壳缓慢下降，假整合表明，地壳水平抬升或下降。传统构造理论中将垂直运动称为造陆运动。（三）水平运动与垂直运动的关系6.1 米3.6 米名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - 10 应该说水平运动与垂直运动是相辅相成的。同一地区，交替进行：这
21、个时期表现为水平运动，另一时期则为垂直运动。不同地区相互影响，因果关系：一个地区的水平挤压，不可引起另一地区地壳的上升或下降；一个地区的上升，也可引起另一地区的拉伸缩。从全球的构造运动来看，究竟是以水平运动为主，还是以垂直运动为主，很长一段时期内，争论不休。基本可分为两大类学派：固定论：主要是传统的大地构造理论，以地槽地台说为代表。主要观点：地壳以垂直升、 降运动为主导， 大陆基底位臵从未改变，仅有海、陆面积的扩大式缩小。活动论：以近代的板块构造理论为代表。主要观点：构造运动以地壳的水平运动为主导，垂直运动是水平运动派生的，地史中，大陆曾发生过不断的水平运动，地质构造主要是水平运动产生的。当前
22、板块构造理论已被子越来越多的事实证实。尤其近代一些精密仪器对深海洋底的观测、探查，使板块构造（也就是说地壳运动主要是板块运动的理论）得到了人们的普遍承认，有关这方面我们还要在板块构造和海底扩张两章中进一步讲述。板块构造理论是近二十年来才被人们逐渐接受的，所以在一些书中和文献中，许多使用了传统构造理论的术语，尤其构造回旋和构造运动期的概念，经常用，因此下面讲：二、构造运动旋回的划分地壳发展史中，这两种运动形式是交替进行的，显示出地壳运动的阶段性和旋回性。地史中曾有过几次大规模的强烈造山运动，具有全球性意义。也就是说全球基本上同时都发生了强烈的构造运动，而在强烈的构造运动之间是相对和缓的运动。我们
23、把从相对和缓的构造运动开始，到一次强烈的大规模的造山运动结束。划归为一个构造运动旋回。构造旋回从相对和缓的构造运动开始，到一次强烈的大规模的造山运动结束。构造运动期构造旋回中，强烈的具全球意义的造山运动时期。古生代以来将质史历划分为几大旋回，其中每一旋回都有未期相应的构造运动期。传统的槽台理论认为造山运动（水平运动）是相对短期剧烈的运动造陆运动（垂直运动）是相对长期缓慢的运动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 1
24、1 三、构造运动原因引起地壳构造运动的原因来自地球内部，但以何种方式仍有各家学说：（一）收缩说：核心思想：地球最初是熔融体，逐渐冷却。冷却是从外表开始的。地壳最先冷却形成，而后地球内部逐渐冷却收缩后，体积变小，这时地壳就显得过大而发生褶皱。 （如同干苹果一样， 外皮皱） 。存在问题：按这种理论，地壳上的褶皱分布应是随机的，但实事上褶皱的分布有一定的规律。 尤其是放射性元素的发现， 说明地球并非由热变冷却。否定了收缩论的观点。（二） 膨胀说核心思想：地球曾有很高温的时期，同时在地壳下部有一个膨胀层，由于膨胀层受热膨胀， 使地壳裂开， 解释了一些深大断裂、 洋脊、裂谷的成因。存在问题：无法解释大规
25、模挤压褶皱，逆掩断层的形成。而且膨胀性应具有宇宙性，其它星球尚无发现。（三）脉动说核心思想：由于地球内部冷热交替， 导致地壳周期性的振荡运动 （脉动）受热隆起，冷却地区坳陷。喜马拉雅构造旋回（新阿尔卑斯构造旋回）燕山构造旋回老阿尔卑斯构造旋回印支构造旋回海西构造旋回加里东构造旋回第 四 纪第 三 纪白 亚 纪侏 罗 纪三 叠 纪二 叠 纪石 炭 纪泥 盆 纪志 留 纪奥 陶 纪寒 武 纪名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - -
26、 - - 12 存在问题：忽视了水平运动。同时没有冷、热交替的证据。（四）地球自转速度变化说李四光提出：地球自转速度的变化导致地壳运动的重要原因。核心思想：地质构造可分为走向东西向的纬向构造带。走向南北向的经向构造带。当地球自转加快时，由于离心力作用，地壳物质向赤道集中，相当于受到南北向的挤压，形成纬向（东西向）构造带。相反地球自转减慢时，地壳物质从赤道向两极扩散，形成经向（南北向）构造带。（五）地幔对流说板块构造理论所畅导的，最早由英国的霍尔姆斯提出核心思想：地幔物质热对流，带动驮在其上的岩石圈水平运动。存在问题：地幔物质能否热对流？对流的范围和规模有多大？四、研究构造运动的意义构造运动不整个地球演化中充当着重要角色，控制着海陆分布，气候状况和生物的演化环境，同时影响着外动力地质作用的进行。地质构造控制着矿产的形成和分布，石油天然气易储存在背斜构造的顶部。断裂和褶皱控制了煤层的走向和分布。因此研究构造运动有着重要的理论和实际意义。是地质学很重要的研究领域。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -