第12章 构造运动及其形迹

• 在地球发展历史中，构造运动是以水平 运动为主，还是以垂直运动为主，曾经 有过很大争论。当今，大多数人认为应 以水平运动为主。
二、构造运动的永恒性 空间上:任何区域都发生着地壳的 运动。
–上升 下降 挤压 拉伸
时间上：从古到今，地壳运动从未 停止过。
–地壳运动在矛盾中运动、发展wenku.baidu.com变化。
三、构造运动速率和幅度快慢不一
五、构造运动性质的交替性
构造运动的方向常常发生交替。
在同一地区，这段时期表现为水平运动； 另一段时期可表现为升降运动。 这段时期表现为上升为主，另一段时期 可表现以下降为主，运动方向不断地交 替变化。
第二节
构造变动
一、 新构造运动的证据
（一）地貌标志
地貌形态是内外地质作用相互制约的产物。 新构造运动的时间较近，形成的地貌形态保 留得较好，因此用地貌方法研究新构造运 动，是特别重要的方法。
– 如以上升运动为主的地区，常形成剥蚀地貌； – 以下降运动为主的地区，常形成堆积地貌。
1、新构造运动中地壳上升的证据
高出海面数米~几百米处有珊瑚礁。
– 如我国台湾高雄附近，在距今海面200— 350m高的地方发现有下更新统的珊瑚灰 岩。
山腰和山顶，有海蚀穴、海蚀阶 地、海蚀崖及蘑菇石等。
– 如山东荣城、厦门，海滩高出海 面20—40m。
– 甘肃省山丹县城与十里铺之间，一条基线 1188.931m长，1954 年地震后较一年前缩短了 7.7cm。
• 海底的扩张，通过磁异常条带的宽 度计算，测知太平洋中脊在赤道附 近的扩张速度平均为10mm/a。
二、老构造运动的证据
发生在几百万、几千万，以至若干 亿年前的构造运动所形成的地貌 形态，为后期的地质作用所破坏， 因此不能使用地貌学方法进行研 究。 可以根据地层的岩相特征、厚度、 接触关系以及构造变形等分析老 构造运动的情况。
剖面上的岩相变化（海侵、海退层位）
海侵层位
地壳下降，陆地缩小，海洋扩 大，发生海侵。垂直剖面上， 自下而上沉积物的颗粒由粗 变细；新岩层分布大于老岩 层，形成“超覆”现象。
海退层位
地壳上升，陆地扩大，海 洋缩小，发生海退。垂直剖 面上，自下而上沉积物的颗 粒由细变粗；新岩层的面积 小于老岩层，形成“退覆”。
现代水平运动的实例
全球主要岩石圈板块的相对运动(F.普雷斯等,1982)
圣安德烈斯断层的水平运动（5cm/a）
水平运动的卫星监测 一般来说，地壳岩石的水平运动，要 通过精密的测量才能被揭示。
– 法国国家空间研究中心，通过卫星所做的
观测，1995年宣布北美大陆和非洲正在以 2cm/a—1cm/a的速度向背离欧洲的方向漂 移。 – 1996中国的叶叔华宣布上海地区相对于欧 洲稳定地区每年向东运动约7—8mm。
同一地区不同时期 如喜马拉雅山地区，开始时以每年平均约0.5 毫米的速度从海底缓慢上升，以后上升速度 加快。 同一时期不同地区 如北美东部现代升降运动速度平均每年约 0.3-0.5厘米，而西部山区则平均每年约1— 1.5 厘米。 一般情况下，地壳运动以缓慢的方式进行， 位移量短时间内不易察觉，长期的积累才能 观察到。
– 连云港南云台山主峰——玉女峰 （625.3m）及周围也发现了大量海蚀阶 地、海蚀穴等。
河流两岸，形成多级阶地。
– 越是高位阶地，时间越长，阶地保存的 形态越不完整； – 越是低位阶地，时间越新，保存的形态 也越完整。
2、新构造运动中地壳下降的证据
• 有些珊瑚礁沉没于海下几百米深处。
– 珊瑚是生长于温暖浅海中的腔肠动物，海水深度一 般不超过70m。
某些陆地沉降速率（A.Goudie，1995）
陆地地名 多瑙河谷地（捷克斯洛伐克） 英国北部湖泊区 堪察加 美国南加利福尼亚盆地 里海和黑海盆地 东部德国 莱恩地堑 速率（mm/1000a） 800-1000 800 4000 1200-2000 300 2000-5000 500
意大利那不勒斯湾塞拉比斯 古庙，建于公元前的古罗马时代。 古庙的废墟中有三根石柱，高12 米。从底向上的3.6米石柱表面 光滑无痕；再向上2.7米则被虫 蛀出许多梨状小孔，有海水浸没 的痕迹；其上的石柱仍完好如初。 古庙显然是建在陆地上的，曾有 一段时间因地表下沉，石柱没入 海内6.3米（下部的3.6米因被海 底泥沙或火山灰掩埋而未受虫 蛀）。18世纪时石柱重又升出海 面。现在又在下降（可能从19世 纪开始），故石柱的基部已浸没 在水中了。
第十二章 构造运动及其形变
竞赛考纲： 构造运动的概念、板块构造学说的由来、 板块构造学说的主要内容（板块边界类型、 板块的划分方案、板块的运动方式、板块 学说对全球构造的解释）、威尔逊旋回、 板块运动的驱动力等；褶皱要素、褶皱的 类型、褶皱的判别；断层要素、断层的类 型、断层的判别、推覆构造；解理的分类、 解理的特点；
我国的华北平原是现代下沉 区。在河北昌黎县城附近有一指 路石碑，标明离县城2.5km，离 海边2.5km，而现在这个碑离海 只有1km多了。因为陆地的沉降， 原海边的一座古庙已被淹没。
（二）数据测量
• 现代构造运动，借助于三角测量、 水准测量、远程测量（激光测远）、 天文测量等手段，可以测出构造运 动的方向和速度。
2 、垂直运动
垂直运动——地壳或岩石圈物质沿地球半径方 向的运动，也叫升降运动或造陆运动。 – 表现为大规模的缓慢的上升或下降，形成规模 不等的隆起或拗陷，引起海侵、海退，导致海 陆变化。 – 现代垂直运动速度一般为每年几个毫米到几个 厘米。 – 喜山北坡地区，每年上升 3.3—12.7mm 。有时 在地震中，断层瞬息间可产生较大的垂直位移， 如1957年蒙古博各多断层，一次活动垂直位移 达300cm。
2、 平行不整合(假整合接触)
特点：
– 不整合面上下两套岩层的产状一致，但两套岩层的 岩性和其中的化石群显著不同，有过沉积间断。 – 不整合面上往往保存着古侵蚀面的痕迹。
形成过程：
– 地壳下降，接受沉积；地壳隆起，遭受剥蚀；地壳 再次下降，重新接受沉积。
3、 角度不整合(不整合接触)
特点：
3、水平运动和垂直运动的关系
自然界的这两种运动往往相伴而生。
–在自然界，构造运动的方向不一定是单纯的水平 或垂直方向。如断层两侧岩层斜着相对滑动，其 中既有水平位移分量，也有垂直位移分量。 –水平运动必然引起垂直运动，垂直运动也会引起 水平运动。如岩层因挤压而褶皱，有些地方隆起， 有些地方凹陷；岩层因拉张而断裂，同样也有些 地方上升，有些地方陷落。
科罗拉多大峡谷
大峡谷的水平岩层
2、倾斜岩层
岩层层面与水平面有一定交角（5—85°）的岩层。 有些是原始倾斜岩层，如沉积盆地边缘形成的岩层。
– 山坡山口的残积、洪积层；风成、冰川形成的岩层。多 数情况下，岩层受到构造运动发生变形变位，形成倾斜 的产状。
• 一定范围内岩层产状大体一致，称为单斜岩层。
（一）地层厚度
分析岩层厚度，可以得出升降幅度的定量 结论。
– 如浅海深度 200m 左右，但地层剖面中的浅海相地 层厚度可以达到几千到几万米。蓟县的中、上元 古界厚度近10000m。 – 反映了海底边下沉边接受沉积，且沉积速度、沉 积幅度与海底的下降速度、幅度相适应，则沉积 物必然越来越厚，但却始终保持浅海环境。 – 构造运动常常交替进行，地壳下降接受沉积；地 壳上升则引起沉积中断或沉积物的剥蚀。所以在 一定时间内形成的岩层总厚度乃是升降幅度的代 数和，在一定程度上代表该地区下降的总幅度。
– 岩层的上下界面叫层面，分别称顶面和底面。 – 岩层顶面和底面的垂直距离称为岩层的厚度。
尖灭
透镜体
夹层
互层
（一）岩层的产状类型 水平岩层 倾斜岩层 直立岩层 倒转岩层
◆岩层特征的变化
夹 层
尖灭
互 层
透镜体
1、水平岩层
原始产状水平或近于水平的岩层。
– 形成于广阔的海底、湖盆盆地中。 – 除新近形成的水平沉积层，几乎所有出露的水平岩 层都已经历过变位。
– 走向有两个方向，彼此相差180°。表示岩层延伸方向。
倾向——层面上与走向线垂直并沿斜面向下所引的直线叫倾斜线。 倾斜线在水平面上的投影所指示向下一端的方向既为倾向，又叫 真倾向。
– 组成地壳的岩石，在构造力的作用下，其 内部各点产生的应力，称为地应力，也称 为构造应力。
2、应力类型
物体内任一截面
张应力
扭应力 （剪应力）
压 应 力
3、岩石变形的阶段及各阶段形成的构造
弹性变形
– 岩石受外力（不超过弹性极限）发生变形，外力去掉 后变形立即消失。——不形成构造
塑性变形
– 岩石受外力（超过弹性极限）发生变形，当外力消失 后，不能恢复原状，但保持其连续完整性。——褶皱 及一部分劈理和线理
海侵、海退剖面示意
（三）构造变形
构造运动使地层产生褶皱、 断裂等构造变形。 此推测地壳运动方向、性质、 强度等。
1、应力
外力——是指施加于物体的力。 内力——物体受外力作用时，内部产生的 与外力相抗衡的力。 应力——物体内任一截面上单位面积的内 力。应力的大小以kg/cm2来表示。 在地壳内岩石中的应力——地应力。
• 在大陆河口以外的海底可以发现溺谷。
– 非洲刚果河（扎伊尔河）口外有一段溺谷延伸 130km，沉没于海面以下达2000m。 – 我国海河也有一段河道伸入渤海7000m。
• 海面下淹没的三角洲、阶地及建筑物等。 • 第四纪沉积物变厚，或在剖面中，自下而 上由粗变细。
某地长城被现代沉积物掩埋反映地壳下降
断裂变形
– 岩石受外力达到或超过强度极限时，产生破裂面，失 去了它的连续完整性。——节理、断层和一部分劈理 和线理
（四）地层接触关系
1、整合接触
地壳相对稳定下降，形成连续沉积的岩层，老岩 层在下，新岩层在上，不缺失岩层，这种关系 称整合接触。
岩层互相平行，时代连续，岩性和古生物特征递变。 说明一定时间内该地区构造运动的方向没有显著的改 变，古地理环境没有突出的变化。
– 不整合面上下两套岩层呈角度相交，上覆岩层覆盖 于倾斜岩层侵蚀面之上。 – 岩层时代不连续，岩性和古生物特征是突变的；不 整合面上也往往保存着古侵蚀面。
形成过程：
地壳下降，接受沉积；褶皱隆起为山，遭受侵蚀；地 壳再次下降，接受新的沉积。
四、岩层的产状和岩层变形 岩层是指由两个平行的或近于平行 的界面所限制的岩性相同或近似 的层状岩石。
– 单斜岩层往往是褶皱构造的一部分。
3、直立岩层和倒转岩层 直立岩层 —— 指岩层层面与水平 面直交或近于直交的岩层
-强烈挤压下，可形成直立岩层。
倒转岩层 —— 指岩层翻转、老岩 层在上而新岩层在下的岩层。
– 强烈挤压下岩层褶皱倒转过来形成。
（二）岩层的产状要素
走向——岩层层面与假想水平面的交线称走向线。走向线两端延伸 的方向称岩层的走向。
四、构造运动的周期性（构造旋回）
长期、广泛的相对平静状态与快速的剧烈 运动总是相互交替，呈明显的旋回性。
–一个构造旋回，常以和缓的构造运动开始，以剧烈 的构造运动结束，又转入新的构造旋回阶段。 –一次大构造旋回约经历6-10亿年左右。一次大的构 造旋回，包括若干次一级和更次一级的构造旋回。 –每一次大的构造旋回，都引起世界性的或区域性的 海陆、气候、生物、环境的巨大变化； –构造运动的周期性，决定了地球历史发展的阶段性。 所以地史可以划分为许多代，代又分为若干纪，纪 还可分为几个世，就是这种阶段性的
（二）岩相分析
岩相——反映沉积环境的沉积岩岩性和生物群的 综合特征。
一定沉积环境，其沉积物必然在矿物成分、颜色、颗粒粗细、 结构构造、生物化石种类等方面具有一定的特征，既为岩 相。
一旦沉积环境发生变化，岩相也即随之变化。 • 岩相分为海相、陆相和海陆过渡相（如入海处 的三角洲相）三类。
– 海相分为滨海相、浅海相、半深海相、深海相等； – 陆相分为坡积、冲积、洪积、湖泊、沼泽、冰川、风成等 相。
第一节 构造运动的一般特征
一、构造运动的方向性
水平运动 垂直运动
1、 水平运动 水平运动——地壳或岩石圈物质大致 沿地表切线方向的运动，也称造山 运动。 表现： 岩石水平方向的挤压和拉张，岩层褶
皱和断裂，形成褶皱山系和地堑、裂谷等。 现代水平运动的例证： 1970 年云南通海地震，一条断裂，长 60km， 水平位移量达2.2m。 1976 年 7 月 28 日唐山地震，水平位移达 1m 多。