第四章地质第二节地壳运动与地质构造

◆岩层的产状要素
岩层产状：即岩层的产出状态，是指岩层在 空间的方位。由其走向、倾向和倾角来表示。
300°
倾向
o
走向 210°
120° 倾角
35°
S E 120 可标记为： ，SW210°，∠35° o NW 300
（一）水平构造
◆是指层面水平或基本水平 （ 倾角 ＜ 5°）的岩层。 典型的水平岩层没有 走向和倾向，倾角为 0°。 水平构造常见于构造 运动相对微弱的地区， 沉 积岩层得以保持水平状态。
（一）地壳运动的基本形式
1、水平运动： 指地壳物质大致平 行地球表面， 沿着大地水准球面 切线方向进行的运动。 岩层在水平方向遭受挤压力或 张力，形成巨大而强烈的褶皱和断 裂。因此，水平运动又称为 “ 造山 运动 ” 。
——其速度为（ 几 — 几十mm）／a 。
2、垂直运动
指地壳物质沿着地球半径方向进行 的缓慢升降运动。 常表现为大规模的隆起和凹陷，引 起地势高低的变化和海陆变迁。因此， 垂直运动又称为 “ 造陆运动 ” 。 ◆垂直运动的特点： 交替性：时间上，空间上； 周期性：一个地区从下降到上升终止 称为一个旋回； 复杂性：不同规模的升降交错发生。
▲角度不整合： 不整合面上下两套岩层成角度相交， 上覆岩层覆盖在倾斜岩层或褶皱岩层之 上。时代不连续，岩性和古生物特征突 变；不整合面上往往保存有古侵蚀面。
这种接触关系说明该地区地壳有过 显著的升降运动和褶皱运动，古地理环 境发生过极大的变化。
二、地质构造
台湾清水断层崖
★地质构造
——地壳运动所造成的岩层产状和构造 形态的改变称为地质构造。 地壳运动是地质构造的原因，而地 质构造则是地壳运动的结果。 引起地质构造的力主要有压应力、 张应力和扭应力等三类，可分别形成压 性、张性和扭性构造。
海拔 348m，长 3km，周长 8.5km
号称世界第一大石
Uluru岩
角度不整合
◆岩层特征的变化
夹 层
尖灭
互 层 透镜体
武夷山
丹霞地貌
赤壁
湖北
五彩湾
火焰山
新疆吐鲁番
大峡谷
方山
桌山
南非开普敦
单斜岩层
中 岳 ﹃ 河 南 嵩 山 ﹄
单面山，台湾东海岸
五老峰
顺向坡
逆 向 坡
含鄱口
老
ຫໍສະໝຸດ Baidu
新
（四）断裂构造
岩石所受应力超过其 自身强度的极限而发生破 裂，导致岩层丧失其连续 性的现象，称为断裂。 岩块沿断裂面发生明 显位移的断裂构造，称为 断层。 岩块沿断裂面没有发 生明显位移的断裂构造， 称为节理。
1、断层要素 ①下盘；②上盘；③断层线； ④断层面；⑤断层破碎带；
◆水平运动与垂直运动的关系
从地壳的发展历史看，地壳运 动的总体表现形式，无论在大陆还 是在海洋，越来越多的证据表明， 水平运动是主导的，而垂直运动是 派生的。 水平运动形成地壳的褶皱和断 裂，升降运动引起地壳的隆起、凹 陷和海陆变迁。
（二）确定地壳运动的方法
★地质历史时期地壳运动的确定
主要依据地壳运动过程中所遗留下来 的地质记录，包括地层剖面中的岩相变化、 岩层厚度、以及岩层的接触关系等等。
②不整合接触：
地壳运动使沉积中断，形成时代不连续 的岩层，这种关系称为不整合接触。 ▲平行不整合：又称为 “ 假整合 ” ，不 整合面上下两套岩层的产状彼此平行， 但时代不连续，曾发生过沉积间断，故 两套岩层的岩性和其中的化石群也明显 不同。 这种接触关系说明该地区曾有过显 著的升降运动，古地理环境有过显著的 变化。
1、沉积岩相分析法：
岩相是岩层形成环境的物质表现，即 沉积物的特征及其生成环境的总和。
◆沉积相的分类
◆海侵（浸）层位与海退层位
▲当地壳下降时，海水侵漫陆地，陆地 面积相对缩小，海洋面积相对扩大，称 为 “ 海侵 ” ，这时所形成的岩层称 “ 海 侵层位 ” 。 海侵层位特点：在垂直剖面上，自下而 上沉积物颗粒由粗变细；由于海洋面积 扩大，新形成的岩层分布面积大于老岩 层面积，形成超覆现象。
第四章 地壳运动与地质构造
一、地壳运动
地球内部动力作用所引起的地壳结构改 变和地壳内部物质变位的运动，称为地壳运 动，也叫 “ 构造运动 ” 。 ★构造运动按发生时间分为： ◆（古）构造运动 ——晚第三纪末期以前（约3百万年前）； ◆新构造运动 ——晚第三纪末期和第四纪； ◆现代构造运动 ——五六千年前至现在。
A Ca质 粗
A点环境的变化： 浅海→滨海→海岸 细
沉 积 旋 回 沉 积 旋 回 砂 岩 页 岩 石灰岩 页 岩 砂 岩
粗 细 粗 海退 海侵
天津蓟县一带震旦亚界 浅海相岩层厚度近10000米
天津蓟县
经受变质作用
科罗拉多大峡谷
大峡谷的水平岩层
▲平行不整合
砂岩 不整合面 石灰岩
澳洲 ULURU 岩 原名：Ayers 艾尔斯岩
浙江
猴子观海
花岗岩节理
张 家 界
砂岩节理
石灰 岩节 理
云南路南石林
美 国 圣 安 德 烈 斯 断 层
三藩市
●
圣 安 德 烈 斯 平 移 断 层
●
洛杉矶
断层谷——重庆天坑地缝
华山正断层
华 山 长 空 栈 道
太 行 绝 壁
壁挂公路
庐 山 三 叠 泉
庐山瀑布
地堑裂谷
坦 噶 尼 喀 湖
（二）倾斜构造 ◆指经构造运动后，层面与水平面形成 一定夹角（ 5°～ 85°）的岩层。 倾斜方向一致、倾角相当的一系列 岩层称为单斜岩层（单斜构造）。单斜 岩层可以是褶皱或断层构造的一部分。
顺向坡 逆 向 坡 顺向坡 逆 向 坡
单面山 岩层倾角 ＜ 40°
猪背岭 岩层倾角＞ 40°
（三）褶皱构造
◆ 4 种主要地质构造类型： 水平构造、倾斜构造、 褶皱构造、断裂构造。
★岩层的产状
◆岩层 —— 具有层状结构、由两个平行或 近乎平行的界面所限制的、岩性近似的岩石。
岩层的上下界面称为层面； 岩层包括了沉积岩、以及由沉积岩经过 轻度变质作用而成的变质岩； 同一岩性的岩层中夹有其它岩性的薄层 称为夹层； 两种或两种以上不同岩性的岩层在垂直 方向上多次重复交互，而且厚度相近的称为 互层。
◆褶曲的基本类型是背斜褶曲（背斜构造） 与向斜褶曲（向斜构造）。 ◇顺地貌： 背斜成山，向斜为谷 ◇逆地貌： 背斜为谷，向斜成山
新
老
新 老
老
新
◆按轴面及两翼产状，褶曲可分为四类
①直立褶曲（对称褶曲）：轴面直立，两翼 倾向相反、对称 ，翼角大致相等；
②倾斜褶曲（不对称褶曲）：轴面倾斜，两 翼倾向相反 ，翼角不等；
东非大裂谷 （ 6500KM ）中段
死海
东非大裂谷的北端， 低于海平面约416米。
贝加尔湖
深达 1620m， 世界第一深。
莱茵河
庐山立体图
市九 江
鄱
阳
湖
天山
太行山
太行山麓
贺兰山
东方金字塔
党项人的西夏王陵
结束
◆指岩层在侧向压应力作用下发生弯曲 的现象，但仍基本保持其连续完整性。 ◆褶皱构造的基本单位是褶曲。褶曲是 岩层的一个弯曲，两个或两个以上的 褶曲的组合称为褶皱。
1 . 褶曲形态要素
◆核：B ◆翼：EF、EG ◆轴：BC ◆轴面：ABCD
D
◆枢纽：EC ◆倾伏端：C
A E
C
F
B
G
2、常见褶曲类型
②线状褶曲
其平面呈长条状，长／宽一般＞10／1 ；
B
A
B C BA
B
C
B
A
③浑圆形褶曲（穹隆构造、构造盆地）：
其平面形态呈圆形或椭圆形，长／宽＜3／1 。
◆若核部为老岩层，翼部为较新岩层，岩层 自中心向四周倾斜的浑圆形构造，就称之为 穹隆构造；
老
新
◆构造盆地；
指核部为新岩层，翼部为较老岩层，岩层 自四周向中心倾斜的浑圆形构造。
▲海退层位
当地壳上升时，海水退出陆地，陆 地面积相对扩大，海洋面积相对缩小， 称为 “ 海退 ” 。这时所形成的岩层称为 “ 海退层位 ” 。 海退层位特点：在垂直剖面上，自 下而上沉积物颗粒由细变粗；由于海洋 面积越来越小，新形成的岩层分布面积 小于老岩层面积，形成退覆现象。
▲沉积旋回 海侵层位是在地壳下降条件下形成 的，而海退层位是在地壳上升条件下形 成的。一套海侵层位和一套海退层位， 在垂直剖面上构成沉积物颗粒由粗变细 又由细变粗的有规律变化，表明该地区 的地壳曾经历了一次下降和上升的完整 过程，称为一个沉积旋回。 一般海侵层位厚度大，保全较好； 而海退层位厚度较薄，不易保全，甚至 会出现沉积间断。
3、岩层接触关系分析法：
地壳下降引起沉积，上升则导致剥蚀，所 遗留在岩层中的各种接触关系，是分析和阐明 地壳运动的证据。
①整合接触：在地壳相对稳定的条件下，岩层 沉积连续，且下老上新，没有岩层缺失，这种 关系叫整合接触。 特点：岩层相互平行，时代连续，岩性和 古生物特征呈递变状态。 这种接触关系说明该地区未发生过显著的 升降运动，古地理环境没有显著的变化。
③
④
①
② ⑤
3、断层的主要类型
①垂直断层：两盘相对垂直位移，断层面垂直； ②平移断层（平推断层）：断层两盘沿断层面走向 作水平相对位移，断层面陡直，为较强烈的水平挤 压作用形成；
A ①
B ②
C ③
D
E
F G ④ ⑤
3、断层的组合
◆阶（梯）状断层
两条或两条以上倾向 相同而又相互平行的 正断层组合，其上盘 依次下降呈阶梯状。 例如：断块山地。
③倒转褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相同，其 中一翼岩层形成倒转（老岩层在上，新岩层 在下），两翼相等或不等；
④平卧褶曲（横卧褶曲）：轴面水平或近乎 水平，两翼岩层也近乎水平。一翼岩层正常， 另一翼发生倒转。
◆按平面形态，褶曲可分为三类
①短轴褶曲：其平面呈长圆状，长／宽 约 3／1 ～ 10／1 之间；
◆地堑
两条或两组正断层组合而成，断层面之间 的岩块相对下降，两侧的岩块相对上升。 ——地堑常常形成狭长的凹陷谷地。
◆地垒
与地堑相反，地垒是断层面之间的岩块 相对上升，两侧的岩块相对下降。 ——地垒常常形成块状山地。
喜马拉雅山
珠穆朗玛峰
阿尔卑斯山
安第斯山
亚马孙平原
青藏高原
四川盆地
◆沉积相分类
陆 相 河流相、湖沼相 冰川相、沙漠相
海 陆 过渡相
海相
三角洲相、泻 湖相、港湾相
滨海相、浅海相、 次深海相、深海相
海侵 海岸 滨海 浅海
A 砂质 海 侵 层 位 石灰岩 页 岩 砂 岩 细
泥质
Ca质
A点环境的变化： 海岸→滨海→浅海
粗
海退
海岸 滨海 浅海
砂质
泥质
海 退 层 位 砂 岩 页 岩 石灰岩
直立岩层
澳洲 Uluru 岩，在四亿年前发生褶皱和 断裂，一亿年前出露，倾角最大 ＞ 85°
褶皱1
褶皱2
顺地貌——背斜山
背斜构造
顺地貌——向斜谷
庐山王家坡
逆地貌
向斜山 背 斜 谷
直 立 褶 曲
罗布泊
仙人洞
庐 山
倾伏褶曲
倒转褶曲
台湾
穹 隆 山 地
海拔1296m
玄 武 岩 柱 状 节 理
2、厚度分析法：
通过厚度分析法，可以获得 地壳升降幅度的定量结论。
沉积物的厚度主要决定于地壳的 下降幅度。如果海底稳定，则沉积物 厚度不会超过海水深度；如果海底不 断上升，则沉积物厚度必然小于海水 深度；当海底缓慢下降时，可形成巨 厚的沉积物，如天津蓟县一带震旦亚 界浅海相岩层厚度近10000米。