普通地质学—构造作用与地质构造

第八章构造作用与地质构造

构造运动是海陆变迁、岩石变形变位和矿产形成分布的重要控制因素。

第一节构造作用的基本方式

一、构造运动（地壳运动）概念

构造运动是指地球内力所引起的岩石圈的变形、变位以及洋底的增生和消亡的地质作用。构造运动的结果使地壳或岩石圈的物质发生变形和变位：

1、一方面引起地表形态大规模变化：如山脉形成、海陆变迁、大陆分裂与大洋扩张等；

2、另一方面，使岩石圈中岩石发生变形:如地层的倾斜与弯曲、岩石块体的破裂与相对错动等。

二、构造运动的基本特征

（一）构造运动具有方向性

构造运动包括水平运动和垂直运动两种。水平运动和垂直运动是岩石圈空间变形的两个分量，它们总是相伴而生。

1、水平运动：沿地球切线方向或沿水平方向的构造运动。表现为地质体的相互分离、会聚或平移错动。造成岩层的褶皱与断裂，在岩石圈的软弱层中则可形成巨大的褶皱山系。常把产生大规模、强烈的岩石变形（褶皱与断裂等）并与山系形成紧密相关的水平运动，称为造山运动。

2、垂直运动（升降运动）：沿地球半径方向的上升或下降运动。相邻块体或同一块体的不同部分做差异性上升或下降。一般表现为大面积的上升和下降运动，形成大型的隆起和拗陷，引起海侵和海退。造成地表地势高差的改变，引起海陆变迁，上升可成陆，下降可成海等。传统上称为造陆运动。

（二）构造运动的速度和幅度

1、构造运动有快有慢，但多数是长期缓慢的运动。

2、构造运动的幅度，是随时间和地点而变化的。不论垂直运动还是水平运动，只要运动方向不变，时间愈长，运动幅度愈大；同一时间内，速度愈快，运动幅度愈大。

3、一般来说构造运动的幅度大小，直接反映着一个地区地壳的活动性。

三、构造运动的类型

根据构造运动发生时期划分为：

古构造运动：新近纪（25Ma年）之前的构造运动；

新构造运动：第四纪以来的构造运动；

现代构造运动：人类历史时期以来所发生的构造运动。

第二节岩石的变形与地质构造

沉积岩的原始状态都是水平的或近于水平的，变成种种复杂形态的主要原因是受到地壳运动的影响。岩石在高温高压下，同样可以变得“柔软”。岩石在长期的受力环境里也会发生变形和变位。

构造变形：使地质体原有形态和空间位置发生改变的作用。

地质构造：岩石变形和变位的产物。

地质构造在层状岩石中表现最为明显，研究得也最清楚。故主要讲述岩层中的地质构造。地质构造的基本类型有：水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造等。

一、水平构造

沉积岩层形成时的原始产出状态（即产状）多数是水平或近于水平。如果经受地壳运动（垂直抬升）的影响，改变了原始形成时的位置，但仍保持水平产状的一套水平岩层组成的构造，称为水平构造。

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）；

3、岩层顶、底之间的高差为岩层的厚度。

二、倾斜构造

岩层受构造运动的影响，不仅改变了岩层形成时的位置，而且改变了原有的水平状态，使

岩层面与水平面具有一定的交角，便形成了倾斜岩层。倾斜岩层常常是组成其他构造（如

褶皱和断裂等）的一部分。

对倾斜岩层产状的观测（空间的产出状态），是研究其他构造的基础。产状常用岩层的走向、倾向、倾角来确定，这三者称为产状要素。在野外产状要素直接用地质罗盘进行测量。

产状的表示方法：

（1）数字法

倾向方位角∠倾角：如120°∠60°：走向30°或210°，倾向SE（120°），倾角60°；走向∠倾向方位、倾角：如30°∠SE60°：走向30°，倾向SE（120°），倾角60°。

注意：倾向与走向始终保持90°的关系。

（2）符号法

走向、倾向及倾角在地质平面图上可用符号表示，符号中长线方位与走向一致，短线指向

与倾向一致，长短线交点应落在测量点位置上，符号旁加注的数字为倾角。

常见产状类型：

水平产状－岩层倾角<5°

倾斜产状－岩层倾角5°～85°

直立产状－岩层倾角>85°

三、褶皱构造

褶皱（褶曲）：是岩层受力变形产生的一系列连续的弯曲。褶皱形态多样，规模大小不一，大者延续几十、几百公里，小者在显微镜下可见。褶皱岩层的连续完整性未遭到破坏，是

岩石塑性变形的表现。

（一）褶皱的基本形态

褶皱的类型有很多，但基本类型是两种：背斜、向斜。

背斜：指岩层向上拱弯，形成中心部位岩层的时代老，外侧岩层时代新的褶皱。

向斜：指岩层向下凹曲，形成中心部位岩层的时代新，外侧岩层时代老的褶皱。

关于背斜、向斜的问题，不能理解为背斜向上拱起一定是高山；向斜向下弯曲一定是低地。背斜上拱、向斜下坳是指岩层而言，而与地势的高低是两回事。背斜常成低地，向斜常是

山岭，这叫地形的倒置。在野外正确认识背、向斜的方法是：横穿褶皱，如果发现老的岩

层在中间，新的岩层在两侧而且对称重复，那就是背斜构造，反之为向斜构造。

（二）褶皱要素

虽然褶皱的形态很多，但它们都是由核部、翼部、轴面和枢纽等部分组成，这些组成部分

就称为褶皱要素。

核：褶皱的中央部分；

翼：褶皱两侧的岩层；

轴面：平分褶皱为两部分的理想面，轴面可以是直立的、倾斜的和水平的；

轴线：轴面与水平面的交线；

弧尖：层面上的最大弯曲点；

枢纽：轴面与同一层岩层的交线，枢纽在垂直面上看可以是水平的，也可以是波状起伏的。（三）褶皱的类型

1、根据轴面产状分类：

直立褶皱（对称褶皱）：褶皱轴面直立，两翼倾向相反，倾角相等。

倾斜褶皱：褶皱轴面倾斜，两翼倾向相反，倾角不等。

倒转褶皱：褶皱轴面倾斜，两翼倾向相同，一翼正常，一翼倒转。

平卧褶皱：褶皱轴面水平，一翼正常，一翼倒转。

2、根据枢纽的产状分类：

水平褶皱：褶皱枢纽水平，褶皱核部宽度不变，褶皱两翼岩层的露头线平行延伸。

倾伏褶皱：褶皱枢纽倾斜，两翼岩层延伸不远就逐渐靠近而连接起来（封闭起来）。

3、褶皱按转折端（横剖面）形态分类：

圆弧褶皱：转折端圆弧形弯曲

尖棱褶皱：转折端呈尖棱状

箱状褶皱：两翼陡，且平直

扇状褶皱：褶皱面弯曲呈扇形，两翼均倒转

4、按褶曲的组合形态：

复背斜与复向斜:大规模的背斜（向斜）两翼被次一级（或较小）的褶皱复杂化。

隔档式褶皱与隔槽式褶皱:由一系列紧闭尖掕背斜（向斜）和开阔平缓向斜（背斜）相间排列而成的褶皱。

5、褶皱按翼间角分类:

平缓褶皱：翼间角>120º

开阔褶皱：翼间角120º-70º

中常（闭合）褶皱：翼间角70º-30º

紧闭褶皱：翼间角<30º

（五）褶皱构造的研究意义

褶皱构造对找矿、工程及水利建设有着相当重要的意义：

（1）根据褶皱两翼对称重复的规律，在褶皱的一侧发现沉积型矿层时，可预测在另一侧也可能有相应的矿层存在；

（2）石油常储存在背斜的核部；

（3）背斜核部的岩层常常较为破碎，如果水库位于此就易于漏水，工程建设须避开这种构造部位。

四、断裂构造

物体受力发生变形这是一般性常识。当变形超过岩石的强度极限时，就会发生断裂。但是

断裂的规模（深度、形态、错动大小）不等，差别很大。我们根据这些差别把断裂分为节

理和断层两类。

（一）断层

断层:岩层受力后沿破裂面两侧的岩块发生显著的位移，使岩层失去连续性和完整性。断层规模不等，小者在手标本上可见，大者可以切穿岩石圈，叫深大断裂。断层形成原因很多，外力作用也可以形成。而我们讲的是构造运动产生的断层。

1、断层要素

一条断层总要由几个部分组成，这些组成部分，就是断层要素，包括断层面、断层盘、断

层滑距等。

（1）断层面：指岩层破裂后，沿两侧断块的滑动面。断层面可以水平的、直立的和倾斜的（倾斜者居多）。断层面的产状在野外是用地质罗盘来测定。

（2）断层盘：指断层面两侧的断块。当断层面倾斜时，断盘就有

上下之分。在上面的叫上盘，下面的叫下盘。

（3）断层滑距：断层两盘相对位移的距离。断距又有水平断距、

垂直断距和倾斜断距等。

实际上，我们在野外见到的断层，并非单纯的上下移动和水平移动，

严格的说，是上下移动和水平移动兼而有之的斜向滑动形式。

2、断层的分类与命名

断层的分类方法较多，但按形态分类仍然是研究断层的基础。根据断层两盘相对运动的方

向分为正断层、逆断层及平移（走滑）断层。