研究生第5讲构造运动课件

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1、第三章第三章 构造运动与地质构造构造运动与地质构造 2.1 2.1 构造运动的基本特征构造运动的基本特征 2.2 2.2 构造旋回与主要构造运动构造旋回与主要构造运动 2.3 2.3 构造运动的产物构造运动的产物 2.4 2.4 地层的接触关系地层的接触关系3.1 3.1 构造运动的基本特征构造运动的基本特征定义定义：构造运动构造运动(tectonic movement):(tectonic movement):由内动力所引起的地壳由内动力所引起的地壳(或岩石圈或岩石圈)岩石发生变形、变位的一种机械作用。岩石发生变形、变位的一种机械作用。(通常与地壳运动通用通常与地壳运动通用)结果结果：使地壳

2、或岩石圈的物质发生变形和使地壳或岩石圈的物质发生变形和变位。一方面引起地表形态大规模变化：变位。一方面引起地表形态大规模变化：如如山脉形成山脉形成、海陆变迁海陆变迁、大陆分裂大陆分裂与与大大洋扩张洋扩张等；等；另一方面，使岩石圈中岩石发生变另一方面，使岩石圈中岩石发生变形形:如如地层的倾斜与弯曲地层的倾斜与弯曲、岩石块体的岩石块体的破裂破裂与与相对错动相对错动等；等；珠穆朗玛峰喜马拉雅山珠穆朗玛峰井冈山五指峰庐山五老峰三清山观音听琵琶三清山玉京峰庐山三清山司春女神黄洋界3.1.1 构造运动是持续不断的 运动是绝对的,静止是相对的。构造运动平常不易观察。雷州半岛等地的古海滩现已高出海面80-90

3、 m,抬升作用;岩层被挤弯倾斜。3.1.2 3.1.2 构造运动的方向性构造运动的方向性 按运动方向分成两类。按运动方向分成两类。（1）垂直运动(vertical movement)指地壳或岩石圈物质垂直于地表指地壳或岩石圈物质垂直于地表即沿地球半径方向的运动。即沿地球半径方向的运动。常表现为地壳大面积的常表现为地壳大面积的上升上升、下降下降，造成，造成地地表地势高差表地势高差的改变，引起的改变，引起海陆变迁海陆变迁等。传统上称等。传统上称为为造陆运动造陆运动。（2）水平运动水平运动(horizontal movement)指平行于地表即沿地球切线方向的运指平行于地表即沿地球切线方向的运动。动

4、。表现为地质体的表现为地质体的相互分离相互分离、会聚会聚或或平移错动平移错动，造，造成岩层的成岩层的褶皱褶皱与与断裂断裂，在岩石圈的软弱层中则可形成，在岩石圈的软弱层中则可形成巨大的巨大的褶皱山系褶皱山系。常把产生大规模、强烈的岩石变形常把产生大规模、强烈的岩石变形(褶皱与断裂等褶皱与断裂等)并与山系形成紧密相关的水平运动，称为并与山系形成紧密相关的水平运动，称为造山运动造山运动(orogeny)(orogeny)。板块构造学认为:水平运动是主导运动,垂直运动是由水平运动派生的。大陆漂移：人在行船上,感觉到上下颠振,但水平移动大。构造运动在整个地质历史时期中都构造运动在整个地质历史时期中都在不

5、断进行，按时间将构造运动分成：在不断进行，按时间将构造运动分成：现代构造运动现代构造运动(recent tectonism)(recent tectonism)：有人类历史记载以来的构造运动。有人类历史记载以来的构造运动。新构造运动新构造运动(neotectonism)(neotectonism)：新第三纪以来发生的构造运动。新第三纪以来发生的构造运动。古构造运动古构造运动(paleotectonism)(paleotectonism)：新第三纪以前发生的构造运动。新第三纪以前发生的构造运动。3.1.3 构造运动的速度 时快时慢,构造周期性,构造旋回;平静期与急变期交替进行。(构造运动的旋回性

6、)3.2 构造旋回与主要构造运动构造旋回与主要构造运动1、太古代旋回（25003800Ma）形成了各大陆由太古代深变质岩组成的古老核心，即陆核。本旋回末期发生的构造运动，在我国称为阜平运动。2、元古代旋回。（2500-800Ma）包括多个次一级的旋回。构造运动有：五台运动（2000Ma）。吕 梁 运 动（1700-1900Ma）3、震旦-加里东旋回（800-410Ma），构造运动为加里东运动（起名于欧洲）。4、海西（华力西）旋回（410-250Ma）。构造运动为海西运动（源出于欧洲）（D-P）。5、印支旋回（250-205Ma）构造运动为印支运动（印支半岛）（T）。6、燕山旋回（205-65M

7、a）构造运动为燕山运动（源于河北燕山）（J-K）。7、喜马拉雅旋回（65Ma-至今）构造运动为喜马拉雅运动（新生代）。3.3.1 3.3.1 岩层产状岩层产状3.3 3.3 构造运动的产物构造运动的产物变形前下层面上层面上层面下层面岩层厚度上层面下层面EF挤压拉伸剪切 岩岩层层在地壳中的空在地壳中的空间间方位叫做方位叫做岩层的产状岩层的产状（attitude of attitude of stratumstratum）。）。岩层产状用岩层的岩层产状用岩层的走向走向、倾向倾向和和倾角倾角来确定，它们称为岩层的来确定，它们称为岩层的产产状要素状要素。走向（走向（strikestrike）岩层层面与

8、假想水平面交线叫走向线，岩层层面与假想水平面交线叫走向线，其延伸方向叫其延伸方向叫走向走向。倾向（倾向（dipdip）岩层面上垂直于走向线向下所引的直线岩层面上垂直于走向线向下所引的直线称为称为倾斜线倾斜线，倾斜线在水平面上的投影线，倾斜线在水平面上的投影线所指的方向称为所指的方向称为倾向倾向。走向、倾向一般用地理方位角走向、倾向一般用地理方位角表示（表示（00360360）。）。倾角（倾角（dip angledip angle）倾斜线与其在水平面上的投影线之间倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角叫倾角。的夹角叫倾角。岩层面与水平面之间所夹最大锐角，岩层面与水平面之间所夹最大锐角，倾角值为倾

9、角值为009090。视倾角视倾角也称也称假倾角假倾角：指在不垂直岩层指在不垂直岩层走向线的任何方向上量得的倾角走向线的任何方向上量得的倾角。视倾角总是小于真倾角。视倾角总是小于真倾角。岩岩层层的的产产状状要要素素及及其其测测量量方方法法 岩层的产状要素在野外直接用罗盘测岩层的产状要素在野外直接用罗盘测量，所测产状要素用规定的文字或符号记量，所测产状要素用规定的文字或符号记录。常用的文字记录格式为：录。常用的文字记录格式为：倾向倾向倾角倾角，如如1503015030 走向、倾向及倾角在地质平面图上可走向、倾向及倾角在地质平面图上可用符号用符号“30”“30”表示，符号中长线方位表示，符号中长线方

10、位与走向一致，短线指向与倾向一致，长短与走向一致，短线指向与倾向一致，长短线交点应落在测量点位置上，符号旁加注线交点应落在测量点位置上，符号旁加注的数字为倾角。的数字为倾角。岩层类型（岩层类型（按产状可分为三种按产状可分为三种）：）：水平岩层（倾角为0左右，82）倒转岩层（岩层发生反转，上层面 在下，下层面在上）倾斜岩层最常见、分布最广；水平岩层只有少数地区才能见到；直立岩层也是局部现象。上层面3.3.1 3.3.1 岩层产状岩层产状3.3 3.3 构造运动的产物构造运动的产物 3.3.2 3.3.2 褶皱构造褶皱构造1 1、褶皱、褶皱(fold)(fold)概念概念 是岩层受力变形产生的连续

11、弯曲，它是岩层受力变形产生的连续弯曲，它是岩层塑性变形的表现。是岩层塑性变形的表现。褶皱形态多种多样，规模有大有小。褶皱形态多种多样，规模有大有小。褶皱中的单个弯曲称为褶曲。褶皱中的单个弯曲称为褶曲。褶褶皱皱构构造造 2 2、褶皱的要素褶皱的要素 褶皱的组成部分称褶皱的要素。褶皱的组成部分称褶皱的要素。意义：为正确描述和研究褶皱意义：为正确描述和研究褶皱构造，必须弄清褶皱的各个组成部构造，必须弄清褶皱的各个组成部分及其相互关系。分及其相互关系。褶皱要素主要有褶皱要素主要有核核、翼翼、转折转折端端、枢纽枢纽、轴面轴面等。等。核核（corecore）组成褶皱中心部分的岩层。组成褶皱中心部分的岩层。

12、其范围是相对的其范围是相对的,一般只把位于褶一般只把位于褶皱内部的某一地层定为核。皱内部的某一地层定为核。如果是剥蚀后出露于地面的褶皱的如果是剥蚀后出露于地面的褶皱的核核,通常是指最中心的地层。通常是指最中心的地层。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图 翼翼（limblimb）褶皱核部两侧的岩层。褶皱核部两侧的岩层。相邻的两个褶曲之间的翼是共相邻的两个褶曲之间的翼是共有的。有的。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图 转折端转折端（hinge zone of foldhinge zone of fold）从褶皱一翼向另一翼过渡的弯从褶皱一翼向另一翼过渡的弯曲部分。曲部分。它是连接两翼的部分，形态

13、多它是连接两翼的部分，形态多为圆滑弧形，有时也呈为圆滑弧形，有时也呈尖棱状尖棱状、箱箱状状或或扇状扇状。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图枢纽枢纽（hinge of foldhinge of fold）组成褶皱的同一层面上最大弯曲点组成褶皱的同一层面上最大弯曲点的连线。的连线。枢纽可以是直线，也可是曲线或折枢纽可以是直线，也可是曲线或折线。其空间产状可以是水平的、倾斜的线。其空间产状可以是水平的、倾斜的或直立的，但以倾斜的最常见。或直立的，但以倾斜的最常见。枢纽的向下倾斜称为枢纽的向下倾斜称为枢纽倾伏枢纽倾伏。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图 轴面（轴面（axial planeaxial

14、 plane）由同一褶皱的各岩层枢纽所构由同一褶皱的各岩层枢纽所构成的面。成的面。它是一个假象的面，一般可看它是一个假象的面，一般可看成是平分褶皱两翼的对称面。成是平分褶皱两翼的对称面。轴面可以是平面，也可是曲面；轴面可以是平面，也可是曲面；其空间产状可以是直立的，也可以其空间产状可以是直立的，也可以是倾斜的或者水平的。是倾斜的或者水平的。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图褶皱构造褶皱构造背斜背斜（背斜（anticlineanticline）背斜在形态上是向上拱的弯曲；背斜在形态上是向上拱的弯曲；其两翼岩层一般相背倾斜（即以核其两翼岩层一般相背倾斜（即以核部为中心分别向两侧倾斜）；部为中心分

15、别向两侧倾斜）；经剥蚀后出露于地表的地层具有经剥蚀后出露于地表的地层具有核核部为老地层部为老地层、两翼岩层依次变新两翼岩层依次变新的对称的对称重复特征。重复特征。3、褶皱的基本类型 向斜（向斜（synclinesyncline）向斜在形态上是向下凹的弯曲；向斜在形态上是向下凹的弯曲；其两翼岩层一般相向倾斜（即其两翼岩层一般相向倾斜（即两翼均向核部倾斜）；两翼均向核部倾斜）；经剥蚀后出露于地表的地层具经剥蚀后出露于地表的地层具有有核部为新地层核部为新地层、两翼地层依次两翼地层依次变老变老的对称重复特征。的对称重复特征。1.1.背斜形成的上拱及向斜形成的背斜形成的上拱及向斜形成的下凹形态，经风化剥

16、蚀后，并不一定下凹形态，经风化剥蚀后，并不一定与现在地形的高低一致。与现在地形的高低一致。背斜可以形成山岭，但也可是低背斜可以形成山岭，但也可是低地；向斜可以是低地，但也可构成山地；向斜可以是低地，但也可构成山岭。岭。地形上的高低并不是判别背斜地形上的高低并不是判别背斜与向斜的标志与向斜的标志。注意野外地质现象的复杂性注意野外地质现象的复杂性向斜成山和背斜成谷示意图向斜成山和背斜成谷示意图 2.2.组成背斜两翼的岩层一组成背斜两翼的岩层一般相背倾斜、组成向斜两翼的岩般相背倾斜、组成向斜两翼的岩层一般相向倾斜，层一般相向倾斜，但实际工作中仅仅依靠岩但实际工作中仅仅依靠岩层产状来确定褶皱的基本类型

17、是层产状来确定褶皱的基本类型是不可靠的，有时甚至是错误的。不可靠的，有时甚至是错误的。扇形褶皱：扇形褶皱：背斜在产状上表现为自两侧向中心倾斜，向背斜在产状上表现为自两侧向中心倾斜，向斜表现为自中心向两侧倾斜。斜表现为自中心向两侧倾斜。在垂直地层走向方向上出露的相在垂直地层走向方向上出露的相同年代的地层作同年代的地层作对称式重复对称式重复排列排列。判断背斜的根本标志：判断背斜的根本标志：核老翼新核老翼新的对称式重复排列。的对称式重复排列。判断向斜的根本标志：判断向斜的根本标志：核新翼老核新翼老的对称式重复排列。的对称式重复排列。褶皱存在的根本标志褶皱存在的根本标志直立褶皱直立褶皱 轴面近直立，两

18、翼倾向相反，倾角大小近相等。轴面近直立，两翼倾向相反，倾角大小近相等。斜歪褶皱斜歪褶皱 轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角大小不等。轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角大小不等。倒转褶皱倒转褶皱 轴面倾斜，两翼岩层朝同一方向倾斜，倾角大小轴面倾斜，两翼岩层朝同一方向倾斜，倾角大小不等，其中一翼岩层为正常层序，另一翼为倒转层序，不等，其中一翼岩层为正常层序，另一翼为倒转层序，如两翼岩层倾角大小相等则称为如两翼岩层倾角大小相等则称为同斜褶皱同斜褶皱。平卧褶皱平卧褶皱 轴面及两翼岩层产状均近于水平，其中一翼岩层轴面及两翼岩层产状均近于水平，其中一翼岩层正常，另一翼为倒转。正常，另一翼为倒转。按照轴面产状将

19、褶皱分为按照轴面产状将褶皱分为 4 4 种类型：种类型：根据轴面产状划分的褶皱类型根据轴面产状划分的褶皱类型直立褶皱直立褶皱斜歪褶皱斜歪褶皱倒转褶皱倒转褶皱平卧褶皱平卧褶皱 通常根据通常根据区域性角度不整合的时代区域性角度不整合的时代确定。确定。基本原则基本原则 褶皱的形成年代为褶皱的形成年代为组成褶皱的最新组成褶皱的最新岩层年代之后，覆于褶皱之上的最老岩岩层年代之后，覆于褶皱之上的最老岩层年代之前层年代之前。4 4、褶皱的形成时代、褶皱的形成时代3.3.1 3.3.1 岩层产状岩层产状3.3.2 3.3.2 褶皱构造褶皱构造3.3 3.3 构造运动的产物构造运动的产物3.3.3 3.3.3

20、断裂构造断裂构造圣安德烈斯断裂圣安德烈斯断裂 3.3.3.1 3.3.3.1 断裂构造（断裂构造（fracturefracture）概念）概念 岩石受力作用超过岩石的强度极限岩石受力作用超过岩石的强度极限时，岩石就要破裂，形成断裂构造。时，岩石就要破裂，形成断裂构造。岩石发生破裂且两侧岩块沿破裂面岩石发生破裂且两侧岩块沿破裂面有明显滑动者称为有明显滑动者称为断层（断层（faultfault），无明无明显滑动者称为显滑动者称为节理（节理（jointjoint）。断裂构造在地壳中分布极为普遍，断裂构造在地壳中分布极为普遍，既可发育于沉积岩中，也可广泛发育于既可发育于沉积岩中，也可广泛发育于岩浆岩与

21、变质岩中。岩浆岩与变质岩中。断裂构造规模有大有小，巨型的长断裂构造规模有大有小，巨型的长可达上千公里。可达上千公里。北北京京坨坨里里灰灰岩岩中中的的雁雁列列张张节节理理（1 1）断层要素）断层要素 断层的基本组成部分包括断层的基本组成部分包括断层面断层面和和断盘断盘。3.3.3.2 3.3.3.2 断层断层断层面（断层面（fault surfacefault surface）被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面。被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面。其形状可以是平面，也可为曲面或台阶状。其形状可以是平面，也可为曲面或台阶状。断层面与地面的交线称断层面与地面的交线称断层线断层线，断层线可，断层线可以

22、是直线，也可以是曲线。以是直线，也可以是曲线。断盘（断盘（fault wallfault wall）断层面两侧相对移动的岩块。断层面两侧相对移动的岩块。断层面倾斜时，断盘有上、下之分，位断层面倾斜时，断盘有上、下之分，位于断层面以上的断块叫于断层面以上的断块叫上盘上盘，位于断层面以，位于断层面以下的叫下的叫下盘下盘。按两盘相对运动分，相对上升的断块叫按两盘相对运动分，相对上升的断块叫上升盘上升盘，相对下降的断块叫，相对下降的断块叫下降盘下降盘。上升盘。上升盘与上盘不见得一致，上升盘可以是上盘，也与上盘不见得一致，上升盘可以是上盘，也可是下盘；反之亦然。可是下盘；反之亦然。断层位移断层位移 断层

23、两盘沿断裂面的相对错动距离的断层两盘沿断裂面的相对错动距离的大小。大小。（2 2）断层的基本类型）断层的基本类型 按断层两盘相对运动特点分为三种按断层两盘相对运动特点分为三种基本形态类型。基本形态类型。（a a）正断层（）正断层（normal faultnormal fault）上盘相对下降、下盘相对上升的断上盘相对下降、下盘相对上升的断层层。其断层面常常较陡，倾角一般在。其断层面常常较陡，倾角一般在4545以上，断层线也比较平直，通常是以上，断层线也比较平直，通常是在拉张和重力作用下形成的。在拉张和重力作用下形成的。（b b）逆断层逆断层（reverse faultreverse fault

24、）上盘相对上升、下盘相对下降上盘相对上升、下盘相对下降的断层的断层。其倾角有陡有缓，如断层其倾角有陡有缓，如断层面倾角小于面倾角小于4545常称为常称为逆掩断层逆掩断层或或冲断层（冲断层（thrustthrust）。逆断层一般是在较强的水平挤逆断层一般是在较强的水平挤压力的作用下形成的。压力的作用下形成的。（c c）平移断层平移断层（strikestrikeslipslip faultfault）两盘沿断层面走向相对水平错两盘沿断层面走向相对水平错动的断层，或称动的断层，或称平移断层平移断层。根据两盘相对滑动方向分为根据两盘相对滑动方向分为左左行行（或（或左旋左旋）和）和右行右行（或（或右旋右

25、旋）两类：）两类：位于断层一盘看对面另一盘向左侧滑位于断层一盘看对面另一盘向左侧滑动者称左行，向右侧滑动者称右行。动者称左行，向右侧滑动者称右行。(3)(3)断层的识别标志断层的识别标志 在野外可根据下述几方面标志去识别断在野外可根据下述几方面标志去识别断层及判断断层的运动：层及判断断层的运动：(a)(a)构造线和地质体的不连续构造线和地质体的不连续 (b)(b)地层的重复与缺失地层的重复与缺失 (c)(c)擦痕、磨擦镜面、阶步擦痕、磨擦镜面、阶步 (d)(d)断层岩断层岩 断层面擦痕和阶步断层面擦痕和阶步 苏苏州州逆逆断断层层中中的的断断层层角角砾砾岩岩 断层崖与断层三角面示意图断层崖与断层

26、三角面示意图 主要根据断层与地层的切割关系主要根据断层与地层的切割关系确定。确定。断层的形成时代应晚于它所切过断层的形成时代应晚于它所切过的最新地层的时代；当断层又被另一的最新地层的时代；当断层又被另一套地层所覆盖时，则断层的形成时代套地层所覆盖时，则断层的形成时代要早于上覆地层中最老的地层时代。要早于上覆地层中最老的地层时代。(4)(4)断层的形成时代断层的形成时代3.4 3.4 地层的接触关系地层的接触关系 （1）整合接触:上下两套地层之间时代连续,产状一致。S/O （2）不整合接触:.不连续,中间缺失某一时代地层。不整合类型:平行不整合(假整合)-时代不连续,产状一致。角度不整合(不整合)-时代不边续,产状角度相交。不整合产生原因:地壳运动。应注意:不是简单地用罗盘测量产状就能定。平行不整合角度不整合