高中地理选修1地质构造汇总

地质构造

【内容提要】

褶皱、节理和断层是最基本的地质构造，它们是岩石圈中构造运动的产物。各种地质构造具有相应的地质现象和工程地质条件。本章系统地介绍了几种常见地质构造的概念、要素、类型及其特性；简要阐述了这些地质构造的野外识别和工程地质评价。地层接触关系和岩层产状反映了地质构造的时空特征

3 地质构造及其与工程的关系

地质构造是地壳运动的产物。构造运动是一种机械运动，涉及的范围包括地壳及上地幔上部即岩石圈，可分为水平运动和垂直运动，水平方向的构造运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开；垂直方向的构造运动则使相邻块体作差异性上升或下降。

构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹，如岩层褶曲、断层等，称为地质构造。地质构造的规模有大有小，大的如构造带，可以纵横数千公里，小的如岩石片理等，它们都是地壳运动造成的永久变形和岩石发生相对位移的踪迹。

在漫长的地质历史过程中，地壳经历了长期、多次复杂的构造运动。在同一区域，往往会有先后不同规模和不同类型的构造体系形成，它们互相干扰，互相穿插，使区域地质构造会显得十分复杂。但大型的复杂的地质构造，总是由一些较小的简单的基本构造形态按一定方式组合而成的。

3.1 岩层的产状要素及其测定方法

1．岩层产状

岩层的产状是指岩层的空间位置，它是研究地质构造的基础。产状用岩层层面的走向、倾向和倾角三个产状要素来表示,参见图3-1所示。

走向：指岩层层面与水平面交线的方位角，其表示岩层在空间延伸的方向，如图3-1中AB线。

倾向：指垂直走向顺倾斜面向下引出的直线在水平面的投影的方位角，表示岩层在空间的倾斜方向，如图3-1中CD线。

倾角：指岩层层面与水平面所夹的锐角，表示岩层在空间倾斜角度的大小，如图3-1中∠α。

可见，用岩层产状的三个要素，能表达经过构造变动后的构造形态在空间的位置。

图3-1 岩层产状要素及其测量

2．岩层产状的测定及表示方法

在野外是用地质罗盘直接在岩层的层面上测量岩层产状，如图3-1所示。

测量走向时，使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向。

测量倾向时，将罗盘的短边紧贴层面，注意将罗盘的北端朝向岩层的倾斜方向，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的倾向。

测量倾角时，需将罗盘横着竖起来，使长边与岩层的走向垂直，紧贴层面，等倾斜器上的水准泡居中后，读悬锤所示的角度，就是岩层的倾角。

一组走向为北西320°，倾向南西230°，倾角35°的岩层产状，可写成：

N320°W，S230°W，∠35°

在地质图上，岩层的产状用符号“┥”表示，长线表示岩层的走向，与长线垂直的短线表示岩层的倾向（长短线所示的均为实测方位），数字表示岩层的倾角。

由于岩层的走向与倾向相差90°，所以在野外测量岩层的产状时，往往只记录倾向和倾角。如上述岩层的产状，可记录为SW230°∠35°形式。如需知道岩层的走向时，只需将倾向加减90°即可。

岩层的产状意义、测量方法及表达形式也适用于后面所学的褶曲轴面、裂隙面和断层面等的产状。

3.2 褶皱构造及其与工程的关系

在学习褶皱构造前，先要了解两个概念：水平构造与单斜构造。

水平构造：未经构造变动的沉积岩层，其形成时的原始产状是水平的，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上；地壳在发展过程中，经历了长期复杂的运动过程，岩层的原始产状都发生了不同程度的变化，水平构造，只是相对而言，就其分布来说，也只是局限于受地壳运动影响轻微的地区。

单斜构造：原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变动，岩层向同一个方向倾斜，形成单斜构造；单斜构造往往是褶曲的一翼、断层的一盘或者是局部地层不均匀的上升或下降所引起。

褶皱构造：指组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造，参见图3-2；褶皱构造是岩层产生的塑性变形，为地壳表层广泛发育的基本构造之一。

1．褶曲

褶曲指褶皱构造中的一个弯曲，是褶皱构造的组成单位，每一个褶曲由褶曲要素组成，褶曲要素包括核部、翼、轴面、轴及枢纽等几个部分，如图3-2所示。

图3-2 褶曲要素

核部：指位于褶曲中央最内部的一个岩层，是褶曲的中心部分。

翼：位于核部两侧，向不同方向倾斜的部分,如图3-2中ABC所包围的内部岩层。

轴面：指从褶曲顶平分两翼的面，轴面为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假想面，其可以是一个简单的平面，也可以是一个复杂的曲面，还可以是直立的、倾斜的或平卧的，如图3-2中DEFH面。

轴：指轴面与水平面的交线；轴的方位，表示褶曲的方位；轴的长度，表示褶曲延伸的规模，如图3-2中交线DH。

枢纽：指轴面与褶曲同一岩层层面的交线，褶曲的枢纽有水平的，有倾斜的，也有波状起伏的；枢纽可以反映褶曲在延伸方向产状的变化情况，如图3-2中交线BH。

2．褶曲的类型

褶曲的基本形态是背斜和向斜，参见图3-3。

背斜褶曲：指两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲。背斜核部出露的岩层时代相对较老，而翼部时代相对较新。

向斜褶曲：指两翼岩层向核部倾斜，形态上是岩层向下弯曲的褶皱。向斜核部岩层时代较新，翼部时代较老。

相邻向斜和背斜共用一个冀部。

(a) 未剥蚀(b) 经剥蚀

图3-3 背斜与向斜

（1）按褶曲的轴面产状分类（参见图3-4）

图3-4 根据轴面产状划分的褶曲形态类型

直立褶曲：轴面直立，两翼向不同方向倾斜，两翼岩层的倾角基本相同，在横剖面上两翼对称，如图3-4(a)。

倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼向不同方向倾斜，但两翼岩层的倾角不等，在横剖面上两翼不对称,如图3-4(b)。

倒转褶曲：轴面倾斜程度更大，两翼岩层大致向同一方向倾斜，一翼层位正常，另一翼老岩层覆盖于新岩层之上，层位发生倒转,如图3-4(c)。

平卧褶曲：轴面水平或近于水平，两翼岩层也近于水平，一翼层位正常，另一翼发生倒转,如图3-4(d)。

在褶曲构造中，褶曲的轴面产状和两翼岩层的倾斜程度，常和岩层的受力性质及褶皱的强烈程度有关。在褶皱不太强烈和受力性质比较简单的地区，一般多形成两翼岩层倾角舒缓的直立褶曲或倾斜褶曲；在褶皱强烈和受力性质比较复杂的地区，一般两翼岩层的倾角较大，褶曲紧闭，并常形成倒转或平卧褶曲。

（2）按褶曲的枢纽产状分类（参见图3-5）

倾伏褶曲：褶曲的枢纽向一端倾伏，两翼岩层在转折端闭合。当褶曲的枢纽倾伏时，在平面上会看到，褶曲的一翼逐渐转向另一翼，形成一条圆滑的曲线，如图3-5(a、b)。

水平褶曲：褶曲的枢纽水平展布，两翼岩层平行延伸，如图3-5(c)。

图3-5 根据枢纽产状划分的褶曲形态类型

在平面上，褶曲从一翼弯向另一翼的曲线部分，称为褶曲的转折端，在倾伏背斜的转折端，岩层向褶曲的外方倾斜（外倾转折）。在倾伏向斜的转折端，岩层向褶曲的内方倾斜（内倾转折）。在平面上倾伏褶曲的两翼岩层在转折端闭合，是区别于水平褶曲的一个显著标志。

（3）按褶曲的平面形态分类（参见图3-6）

线形褶曲：褶曲的长度和宽度的比例大于10：1，延伸长度大而分布宽度小，如图3-6(a)。

短轴褶曲：褶曲向两端倾伏，长宽比介于10：1~3：1之间，成长圆形；如为背斜则称为短背斜；如为向斜则称为短向斜，如图3-6(b右侧)。

穹隆与构造盆地：褶曲长宽比小于3：l的圆形背斜为穹隆、向斜为构造盆地；两者均为构造形态，不能与地形上的隆起和盆地相混淆，如图3-6(b左侧)。