10 地壳运动与地质构造

北
§1 地壳运动与岩石变形
大家已有了岩石的概念：岩浆、沉积岩、变质岩，它 们是不同的地质环境和不同的地质作用下形成的。 侵入岩是在地下形成，但现在大量突出地表，甚至形 成高山，如五台山、黄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、断裂。 这些说明地壳上岩石发生了运动，发生变形、变 位，改变了原来的状态。 改变了原来的状态
变形的类型 弹性变形： 弹性变形：不留痕迹 塑性变形：褶皱和断裂 塑性变形：
地质构造——岩石变形的产物包括褶皱、断裂 两大类。 地质构造 两大类。 褶皱、
地质构造：在构造运动的影响下，岩层发生构造 变动后形成各式各样的几何形体。
倾斜岩层
褶皱
断层
§2.
褶皱 和 断裂
褶皱和断裂是地质构造的两大类型， 是由于岩石的运动改变了原来空间位置和 形态而形成的。
一、岩层空间位置的测定
地质上以岩层的产状来描述其空间位置，包 括岩层的走向、倾向、倾角，称产状三要素
产状三要素：
1.走向：走向线———岩层面同任意水平面的交线（岩层层面 走向
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。 走向
走向线
注意： 注意：我们 强调了两端所指 的方向，因此走 向的方位角有２ 个， 相差 相差180º
两翼地层的新老排列关系是确定褶曲性质的依据。
褶曲的野外识别： 褶曲的野外识别：
地形倒置（并非绝对） • 地形倒置（并非绝对）
地形倒置（向斜成山
背斜成谷）
原因：褶皱形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。
产状三要素：
2. 倾向 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 倾向 示。倾向只有一个方向，且与走向垂直。 走向 ＝ 倾向 + 90 º
倾向 最大倾斜线
产状三要素：
3．倾角：岩层面 倾角： 倾角
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。
正断层
逆断层
平移断层
斜滑断层
按断层走向与岩层走向的关系分： 按断层走向与岩层走向的关系分：
纵断层（走向断层） 断层面走向与走向一致。 与走向一致 纵断层（走向断层）—— 断层面走向与走向一致。 横断层（倾向断层） 断层面走向与走向垂直。 横断层（倾向断层）——断层面走向与走向垂直。 断层面走向与走向垂直 断层面走向与走向斜交。 斜向断层 ——断层面走向与走向斜交。 断层面走向与走向斜交
二、褶皱构造
岩层受力后，发生弯曲，改变了原有的空间位置和形态， 岩层受力后，发生弯曲，改变了原有的空间位置和形态， 但其连续性未受到破坏，称褶皱。单一弯曲称褶曲。 但其连续性未受到破坏，称褶皱。单一弯曲称褶曲。
♦ 褶曲的几何要素（褶曲的描述） 褶曲的几何要素（褶曲的描述）
•核 •翼 • 轴 面 • 枢 纽 • 轴 迹
地壳运动（构造运动） 地壳运动（构造运动） ——地壳的机械运动。
相背分离 水平运动 类型 相向挤压 剪切
垂直运动 —— 差异升降
水平运动的表现
大陆漂移学说
1912年魏格纳的提出 年魏格纳的提出 证据：海岸线弯曲形状、古生物化石、地质构造、 证据：海岸线弯曲形状、古生物化石、地质构造、 古气候 50~60年代，古地磁、海底调查、地震台网以古 年代，古地磁、海底调查、 年代 生物、 生物、古气候等研究进展证实了水平运动
现代板块构造理论得到了证实
垂直运动的表现
垂直变位
指岩石圈沿地球半径方向发生的位移 实例： 实例：意大利塞拉比斯古庙的遗迹
垂直升降造成的地貌
河流阶地 准平原和夷平面
垂直运动在地层中的反映
沉积厚度和沉积环境的变化 沉积环境反映垂直升、 沉积环境反映垂直升、降变化 沉积厚度反映岩石圈升降的幅度
垂直运动在地层中的反映
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、 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）
断层描述
1.断层面（带）——岩层断裂面，两侧岩层相 断层面（ 断层面 对位移，有平面也有曲面可以产 状三要素来描述。 2. 断层线 断层线——断裂面与地面交线。断层出露 线， 直线或曲线。
以切割深度，延展长度，断距 以切割深度，延展长度，
大小来衡量。 大小来衡量。
微型断层: 微型断层:
手标本可见。 手标本可见。 圣安地列斯大断层
断层分类： 断层分类：
• 按两盘相对位移的方向分： 按两盘相对位移的方向分：
上盘下降、下盘上升。 正断层 —— 上盘下降、下盘上升。
逆断层 —— 上盘上升、下盘下降。 上盘上升、下盘下降。
♦ 褶曲的几何要素（褶曲的描述） 褶曲的几何要素（褶曲的描述） •翼 —— 褶曲岩层 翼 的两坡。 •核 —— 褶曲岩层 核 的中心。
两翼
核
褶曲的几何要素（褶曲的描述） 褶曲的几何要素（褶曲的描述）
• 轴 面 ———平分褶曲两翼的假想面（近于对称面）， 平面或曲面。
• •
枢 纽———轴面与岩层面的交线， 轴 迹 ——— 轴面与地面的交线。
断面倾角为45 45° 25° 其中逆掩断层：断面倾角为45°-25°。
逆冲断层：断面倾角大于 °。 断面倾角大于45°
两盘水平错动（断面近直立） 平移断层 —— 两盘水平错动（断面近直立）。 (走滑断层 走滑断层) 走滑断层
斜滑断层
(兼有平移和正断层的性质 兼有平移和正断层的性质) 兼有平移和正断层的性质
第八章 地壳运动与地质构造
§1 . §2 . §3 . §4 . 地壳运动与岩石变形 褶皱与断裂 地层接触关系 构造运动
学习地质构造的意义
一） 找矿 : 找水: 找水: 二） 背斜有良好的储油构造 向斜容易储藏地下水， 向斜容易储藏地下水，成自流盆地
工程建设: 工程建设: 隧道工程: 应避开断层， 1) 隧道工程: 应避开断层， 在经过断 层时，应加固以免塌方。 层时，应加固以免塌方。 2)水库工程: 应避开断层， 2)水库工程: 水库工程 应避开断层，以免诱发 地震，滑坡，渗漏等不良后果。 地震，滑坡，渗漏等不良后果。
3.断盘 3.断盘 ——
断层面两侧被切断的岩块
按断层面与断盘关系（位置关系） 按断层面与断盘关系（位置关系）分：
上盘、下盘、东南盘、西北盘等； 上盘、下盘、东南盘、西北盘等；
按两盘相对位移（运动）方向分： 按两盘相对位移（运动）方向分： 上升盘、下降盘。 上升盘、
上盘 下盘 上升盘 下降盘
断层面
背斜穹隆结构的储油、储气图
向斜储水的自流盆地
如要挖一东西向的隧道，应选择在E处还是在 处开凿？ 处还是在F处开凿 ① 如要挖一东西向的隧道，应选择在 处还是在 处开凿？ 为什么？ 为什么？
如在B处计划修建一座水库 请分析其可行性。 处计划修建一座水库， ② 如在 处计划修建一座水库，请分析其可行性。 如果让你选择，你会选择在何处？ 如果让你选择，你会选择在何处？
断层的描述
滑距： 滑距：断层两盘错动前的一点在错动后分裂成的两个点的实际距离
断距：断层两盘对应层之间的相对距离。 断距：断层两盘对应层之间的相对距离。 地层断距 铅直地层断距
水平地层断距
4.断层规模 ——
特大型断层: 特大型断层:
如美国西部 San Andreas 断层切割到 地壳下部，位移量480 地壳下部，位移量480 公里；我国郯庐断裂 公里； 位移几百公里， 位移几百公里，延伸 2400多公里 ；
水平岩层
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 2. 老岩层在下 谷底），新岩层在上（山顶） 老岩层在下(谷底），新岩层在上 山顶） 谷底），新岩层在上（ 3. 岩层顶、底之间的高差为岩层的厚度 岩层顶、
倾斜岩层
—“V”形法则 形法则
1. 岩层倾向与 地面坡向相反： 地面坡向相反： 露头线与等高 线同向弯曲 露头线曲率 ＜等高线曲率
轴面
水平或倾伏状。
枢纽
♦ 褶曲两大基本类型
向斜——— 水平岩层受力后下凹弯曲。 向斜
两翼地层相向倾斜 核部地层时代最新 两翼地层时代渐老
背斜——— 水平岩层受力后上凸弯曲。 背斜
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 岩层褶构造中，背斜、 如同翻起的波浪： 如同翻起的波浪： 相邻的背斜之间是向斜 相邻的向斜之间是背斜 相邻背斜、 相邻背斜、向斜共用一个翼
断层组合类型： • 断层组合类型： 迭瓦式构造：一组倾向一致，大致平行的逆掩断层。 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 阶梯状构造：一组倾向一致，大致平行的正断层。
迭瓦式构造
阶梯状构造
●
断层 组合 Leabharlann 型： 类型：地堑：两组相向倾斜的正断层。 地堑：两组相向倾斜的正断层。
倒转褶曲
平卧褶曲
按枢纽产状划分： 2 按枢纽产状划分：
水平褶曲 ——枢纽水平 枢纽水平 倾伏褶曲 —— 枢纽倾伏
水平褶曲与倾伏褶曲
3 根据褶曲长宽比
线状褶曲：长宽比>10 短轴褶曲：长宽比3~10 3~10 等轴褶曲：长宽比＜3
穹窿（背斜） 穹窿（背斜）———长/宽 < 长
3 3
构造盆地（向斜） 构造盆地（向斜）———长/宽 < 长
地层的接触关系 整合接触：岩石圈缓慢下降 整合接触： 角度不整合接触： 角度不整合接触：显著的升降和水平挤压作用 平行不整合： 平行不整合：显著的升降