地质构造类型及其说明介绍

第三节地质构造

地质构造是地质体（geologic body）或地壳中的岩块受到应力作用造成永久变形的产物。地质体泛指天然的岩石块体，而不论其规模大小、形状、内部结构和成因。地质体在地面上直接露出部分称为露头（outcrop）。露头上往往赋存有地质构造的一些信息，因而成为地质工作者在野外调查研究的重要对象。

在应力作用下，地质体有的发生空间位置的变化（变位），如平移和平稳的升降；有的出现形体改变（形变和体变）和方位扭转。这些变化后的产物统称为地质构造，常见的地质构造有水平构造（horizontal structure）、倾斜构造（dipping structure）、褶皱（fold）、断裂（fracture）以及岩浆岩作用产生的构造等。

一、地质构造空间位置的测定

为了研究地质构造，首先要确定它的空间位置，也就是确定地质构造的产状。

组成地壳的岩石从总体上看，岩浆岩占绝大部分，其次是变质岩，沉积岩仅占地壳岩石总量的5%左右。但从地壳表层（0-3km）的岩石看，具层状构造的沉积岩和火山岩超过岩石总量的80%。地质构造的各种类型在层状岩石中发育最好，表现得最清楚。下面着重介绍岩层产状的测定方法。

（一）岩层的产状（attitude of stratum）

岩层的产状即岩层在空间的位置，以其层面在三维空间中的延伸方向和与大地水准面（水平面）的交角关系来确定，即用层面的走向、倾向和倾角三个变量来度量。这三个变量称为岩层产状三要素（图12-4）。

1．走向（strike）层面与水平面相交所得的直线称走向线，走向线两端指示的方向即是岩层的走向。它有两个方向（二者相差180°）。走向表示岩层在空间的延长方向。

2．倾向（dip）在层面上与走向线垂直并沿斜面向下所引的直线为真倾斜线，此线在水平面的投影线为真倾向线，真倾向线指示的方向是岩层的真倾向，简称倾向。倾向只有一个，表示岩层向下倾斜的方位。层面上与走向斜交的直线均为视倾斜线，其在水平面上的投影均为视倾向线，其方向均为视倾向。

3．倾角（dip angle）层面上真倾斜线与真倾向线的夹角为岩层的真倾角，简称倾角。视倾斜线与其在水平面上投影线的夹角为视倾角。所有的视倾角均小于真倾角。

岩层层面的产状须在野外的岩石露头上用地质罗盘直接测量。所测量的层面应具有代表性，

即其能代表露头

上显现的层面总

的方位。测量数据立即记录在野外地质记录本上，或在掌上电脑上作技术处理。

（二）岩层厚度（thickness of stratum）的测定

岩层是具有三维空间的板状地质体。为了真正确定岩层或地质构造的空间位置，还应同时实测岩层的厚度。岩层的厚度是指同一岩层从顶面（superface）到底面（subface）的距离。测量线必须同时垂直于顶面和底面，才能量得岩层的真厚度。若测量线与顶面和底面斜交，测量得的是假厚度。显然，假厚度恒大于真厚度。图12-5表示露头上岩层出露宽度（假厚度）与真厚度的关系。

岩层呈水平产出时，没有倾向，倾角为零，其走向可以是任意方向。它的空间位置受岩层厚度控制。

似层状地质体（如岩脉、岩饼和面状分布的火山岩等）的产状，可以测量其延展面的走向、倾向、倾角和平均厚度来确定其在空间的位置。

1.“V”字形法则

“V”字形法则是指当不同

产状的岩层分布于不同坡度及

坡向的地形区时，如何根据地

层出露线有规律弯曲的现象判断地层产状的法则。当地层倾向与地形坡向相反时，地层出露线弯曲方向

与地形线相同，但地层出露线弯曲程度小于地形线，称“相反相同”(图12

－6)。当地层倾向与地形坡向一致、地层倾角大于地形坡度角时，地层出

露线弯曲方向与地形线弯曲方向相反，称“相同相反”(图12－7a)；当地层倾向与地形坡向一致、地层倾角小于地形坡度时，地层出露线弯曲方向与地形线一致，但地层出露线弯曲程度大于地形线，称“相同相同”(图12－7b)。

利用V字形法则，不仅可以在地形地质图上间接“读”出研究区岩层的空间展布特征，也可以在野外研究中，直接根据岩层出露线的弯曲特征，分析岩层向地下延伸的规律。

二、水平构造

大部分沉积岩是在海洋盆地和湖泊盆地中形成的，除陡岸和岛屿边缘的

沉积物形成倾斜层理（bedding）外，海相和湖相沉积岩具有原始水平

产状。大面积覆盖的玄武质熔岩和平坦地面上堆积的凝灰岩常具有近水

平的产状。这些岩层在平稳的上升运动作用下，仍保持其水平产状，这

种构造称为水平构造（图12-8）。

水平构造在地貌上表现为，沟谷底部出露老的岩层；顺坡向上岩层逐渐

变新；山峰顶为较新的岩层；在不同的沟谷坡上，只要高程相同，出露

的岩层必定是同一时代的相当岩层。

三、倾斜构造

岩层层面在较大范围内向同一个方向倾斜、倾向和倾角变化不大（无突变）的构造称为倾斜构造。原始水平产状的岩层受到差异升降运动的改造，原始倾斜岩层被抬升到地表，都可以

成为倾斜构造；

巨型褶皱的一

翼或大断层的

一盘，也可能表

现为倾斜构造

（图12-9）。

倾斜岩层出露

地面的表现与

水平构造不同。

当沟谷走向与

岩层走向相交

时，从沟口向沟

头出露的岩层

可能由新到老

（岩层向沟口

倾斜），也可能

由老到新（岩层

向沟头倾斜）。

此外，最高山峰上出露的不一定是最新的岩层，最低谷底上出露的

不一定是最老的岩层。

岩层的顶面或底面常保留着成岩过程中的某些标志，如泥裂、波痕、

雹痕、残根等。岩层形成以后受到构造运动而变位、变形，若顶面

仍然在上，底面在下，层序是下老上新，称为正常层序（normal

succesion）。当顶面在下，底面在上时，表明岩层倒转了，层序

是下新上老，称为倒转层序（reversed succesion）。在野外的

露头上常根据岩层顶面或底面特征和成岩过程中的特殊标志来判

定岩层的层序。如层面上的泥裂，正常位置是裂口上宽下尖。若层序倒转，则裂口朝下，尖端相上（图12-10）。

四、褶皱

（一）褶皱的基本形态

褶皱是岩层在应力作用下产生连续弯曲的塑性变形（plastic deformation）产物，岩层的连续完整性没有破坏。褶皱的基本类型有两种：背斜（anticline）和向斜（syncline）。其规模有大有小，小的须用显微镜观察，大的可宽达几千米，延长达几十千米（图12-11）。

1．背斜岩层向上弯曲、中心部位岩层较老，两侧岩层依次变新。

2．向斜岩层向下弯曲，中心部位岩层较新，两侧岩层依次变老。

若褶皱的岩层上升到地表而未受到剥蚀作用时，则背斜为高地，向斜为低地，地面上仅见到时代最新的岩层。褶皱岩层遭到强烈风化剥蚀后，地面的起伏主要取决于岩石抗风化剥蚀的能力。若褶皱岩层为同一种岩性或强度相近，由于背斜核部断裂较向斜核部发育，背斜核部很可能成为低地或谷地，向斜核部反而形成高地或山梁（图12-11b）。

（二）褶皱要素

褶皱的基本要素有核、翼、转折端、枢纽和轴面（图12-12）。

1．核（core）或称核部，指褶皱中心部位的岩石。

2．翼（limb）或称翼部，指核部之外的两侧岩石。

3．转折端（hinge zone of fold）指褶皱从一翼向另一翼过渡的弯曲部分。

4．枢纽（hinge of fold）指同一褶皱面上曲率最大点的连线。

5．轴面（axial plane）指平分褶皱的一个假想面。

（三）褶皱的分类

1．根据轴面和两翼产状的分类根据褶皱轴面和两翼产状可将褶皱分为直立褶皱（upright