第2章地质体的基本产状及沉积岩层构造

软沉积变形的形成作用
负荷引起的软沉积变形 重力滑塌和滑移作用 孔隙压力效应 水体扰动 等等
砂岩球和砂岩枕发育过程示意图（右图）
竹叶状灰岩
泄水构造
鱼嘴构造
软沉积变形
软沉积变形的鉴定特征（参考）
1. 局限于一定层位或一定岩层中，例如某一地区整 套变形微弱的岩层中突然出现强烈变形岩层；
2. 软沉积变形常常局限于沉积盆地中一定的地段， 例如盆地边缘、大隆起边缘等；
倾斜岩层在地表的出露界线或 者地质界线常以一定规律展布。穿 越沟谷和山脊的地质界线的平面投 影均呈“V”字形态，这种规律叫 “V”字形法则。
倾斜岩层露头宽度的变化
直立岩层
岩层面与水平面垂直。
具以下特征：
在地形地质图上，其地质 界线为直线；
沿岩层的走向呈直线延伸；
地表出露宽度与岩层厚度 相等。
“V”字形法则
第2章 地质体的基本产状及沉积岩层构造
徐海军 地球科学学院
枕状熔岩（pillow lava）
柱状节理（columnar joint）
斜层理
粒序层理
一、面状构造与线状构造的产状
地质体及其界面
产状的基本概念
地质体：各种成因的自然岩石体 产状：地质体在三维空间的产出
或土质体。特点：形态各异，尺
水平岩层的出露宽度与地形坡度有 关，坡度越大出露宽度越小，反之 相反。
水平岩层与等高线之间的关系图
倾斜岩层分布区的基本特点
倾斜岩层是指岩层的倾角为 5~85° 之 间 的 岩 层 。 原 始 水 平 岩 层 因构造作用而改变其水平产状，形 成倾斜岩层。倾斜岩层是指倾向和 倾角基本一致的一套岩层，是变形 岩层和构造中最基本的一种。
2. 角度不整合形成过程
a. 地壳下降接受沉积阶段； b. 地壳不均匀抬升或褶皱抬升成陆，遭受
风化剥蚀阶段； c. 地壳重新下降接受沉积阶段。
unconformity不整合
parallel unconformity 平行不整合
angular unconformity 角度不整合
chemical unconformity 化学不整合
当地质界面倾向与地形坡向相同，但地质界面的倾角小于 地形的坡角时，地质界线在沟谷处形成尖端指向上游的“V” 字形，在山脊处形成尖端指向下坡的“V”字形，但地质界 线的弯曲紧闭度大于地形等高线的弯曲紧闭度。
2.“相同”-相同
地层倾向与地形坡向“相 同”，地质界面的倾角小 于地形的坡角
在图上，地质界线与等高 线弯曲方向“相同”。
新 地
5
层4
3
2
老1
地 层
层理的主要类型
水平层理：细层界面平直且相互平行，并与层面一致。 波状层理：层面波状起伏，由水介质呈波状运动所致。 斜 层 理：由一系列斜交或交切的层系组成。
板状斜层理（层系界面大致平行） 楔状斜层理（层系界面不平行） 槽状斜面层理（细层和界面呈槽状，层系界面呈弧状交切）
粒序层理：层系组内从底到顶粒度由粗向细逐渐变化显示出来的 层理，浊流沉积所具有的特征构造。
depositional unconformity 沉积不整合
stratigraphic unconformity 地层不整合
erosional unconformity 侵蚀不整合
heterolithic unconformity 异岩不整合
inverted unconformity 倒转不整合
泥裂和雨痕
恐龙脚印
生物沉积构造
叠层石（Stromatolite） Stromatolite
研究意义和实用性
识别沉积岩层面向； 研究沉积环境 追索构造标志； 区别层理（S0）和变质面理（Sn）置换关系； 在野外慎重区分单斜岩层和等斜紧闭褶皱。
软沉积变形
软沉积变形：是指沉积 物尚未完全固结成岩时 （期间）发生的变形。
水平岩层是指岩层的倾角小于5°，岩 层的层面基本与水平面平行。水平岩 层分布区有以下特点：
上新下老
当水平岩层未发生倒转时，老的岩层在 下新的在上。
水平岩层的出露形态受地形的控制
水平岩层的界线与等高线平行或重合并 随等高线的弯曲而弯曲。其形态与等高 线相似。
水平岩层的厚度就是该岩层的顶底 标高之差
SE120°∠40° 或 120°∠40°
象限角法：记录走向和倾角
N30°E / 40°SE
符号法：一般用在地质图中
30°
30°
线状构造的产状要素
直线的产状是直线在空间的方位和倾斜程度，其产状要素为 倾伏向、倾伏角，或者其所在平面上的侧伏向和侧伏角。
倾伏向：直线在空间的延伸方向，即倾斜直线在水平面上的投影线 所指示的该直线向下倾斜的方位，用方位角或象限角表示（左图）。 倾伏角：直线与其水平投影线间所夹之锐角，左图中γ角。
local unconformity 局部不整合
orogenic unconformity 造山不整合
有人提出：巨大的逆冲断层、褶皱系，甚至某些板状 劈理都可能是岩石处于半固态状态中发生的。
构造现象解释的多解性
一、岩层的产状类型
通常将具有一定岩性内容的 层状地质体称之为岩层。岩 层的产状分为三大类：
水平岩层
倾角
α < 5°
倾斜岩层
倾角
α = 5~85°
直立岩层
倾角
α > 85°
水平岩层
b) 老的变形沉积岩与年轻的未 变形的沉积岩之间的角度不 整合
c) 沉积岩平行岩层之间的假整 合（即平行不整合）
3. 不整合形成的过程
不整合的形成过程可分为三个 阶段，平行不整合与角度不整 合略有不同。
降接受沉积阶段； b. 地壳水平抬升成陆，遭受风化剥蚀阶段； c. 地壳重新下降接受沉积阶段 。
岩层的产状
岩层是有层状构造的岩石， 沉积岩最突出的特点就是 层状构造。
岩层的产状是指岩层在三 维空间中的延伸方向及其 与水平面的夹角关系。
面状构造的产状要素 (走向、倾向、倾角)
走向线—构造面与水平面的交线 走 向—走向线两端所指的方向 倾斜线—构造面上垂直走向线向下所作线段 倾向线—倾斜线的水平投影 倾 向—倾斜线所指的构造面倾斜方向 倾 角—倾斜线与倾向线之间的夹角 视倾角—视倾向线与视倾斜线之间的夹角
泥裂和雨痕
波痕（ripple mark）
波痕是由于波浪等介质 的运动，在沙质沉积物 表面上所形成的一种波 状起伏的现象。介质运 动定向时不对称，反之 对称。
波痕（ripple mark）
波痕是由于波浪等介质的运 动，在沙质沉积物表面上所 形成的一种波状起伏的现象。 介质运动定向时不对称，反 之对称。
A gooseneck of the San Juan River - seen from the state park viewpoint
不整合接触(Unconformity)
沉积接触的上下两套地层之间的 沉积间断，代表地质历史中一定 的时间间隔。在此期间，或者是 由于区域上升而没有接受沉积， 或者是已沉积的地层又被侵蚀。 不整合的类型有两种，即平行不 整合和角度不整合。
相反相同
岩层倾斜与坡向相反则地质界线 的弯曲方向与等高线一致
相同相反
岩层倾斜与坡向相同，且坡角大 于倾角，则地质界线的弯曲方向 与等高线相反
相同相同
岩层倾斜与坡向相同，且坡角小 于倾角，则地质界线的弯曲方向 与等高线一致
直立岩层为直线
水平岩层平行于等高线
“V”字形法则根据岩层倾向，倾角和地面坡向，坡 角的关系，分为三种情况:
凸镜状层理：泥质沉积层系中夹有多层小型凸镜状沙体。 块状层理：在厚达几十厘米的一层内，肉眼不见上述层理，岩石
成分、颜色、粒度均匀，常是快速堆积的反映。
水平层理（Grand Canyon）
平行层理（砂岩）
波状层理
粒序层理
各种斜层理
二、层面构造
发育在岩石层面上的各 种构造。
主要包括：
泥裂 雨痕 晶痕 波痕
侧伏角：当线状构造包含在某一倾斜平面内时，此线与该平面走向 线间所夹之锐角即为此线在那个面上的侧伏角，如右图中的α角。 侧伏向：就是构成上述锐角(α角)的走向线那一端的方位。
三大岩类的循环
沉积物（sediment）和沉积岩（sedimentary rock）
徐士进《地球科学概论》
沉积岩覆盖地球表面75%，占地壳体积约5%
上下两套地层的产状基本 一致或平行。
不整合面与新老地层层面 平行。
角度不整合
上下两套地层的地层层序 不连续，缺失某一时代地 层，岩性及所含化石不一 致或突变。
上下两套地层的产状不一 致。
不整合面与上覆新地层平 行与下伏老地层斜切。
典型的不整合类型
a) 变质岩或岩浆岩与上覆沉积 岩之间的角度不整合
岩层的产状三个要素
走向(strike)
倾斜的层面与水平的交线称 走向线，其两端延伸的方向 即为层面的走向。
倾向(dip)
倾斜的层上与走向线相垂直 的线称倾斜线，倾斜线在水 平面上的投影所指的沿平面 向下倾斜的方位即为倾向。
倾角(dip angle)
倾斜线与其在水平面上的投 影之间的夹角。
视倾角和真倾角的关系
1. 岩层倾向与地面坡向“相反” 地质界线与等高线弯曲方向 一致，但比等高线开阔。
“相反”→ 相同
当地质界面倾向与地形坡向 “相同”，但地质界面的倾角 大于地形的坡角时，地质界线 在沟谷处形成尖端指向下游的 “V”字形，在山脊处形成尖端 指向上坡的“V”字形。
2.“相同”-相反
地层倾向与地形坡向“相同”，地质界面的倾角大于地形 的坡角——在图上，地质界线与等高线弯曲方向“相反”。
3. 软沉积变形主要是重力作用结果，一般不显示构 造应力造成的定向性特征。