1、构造运动与构造变形,黄定华 中国地质大学（武汉） 地球生物学系,学习要点,构造变形的基本类型：褶皱，断裂(节理和断层) 要素，分类，组合，判别和野外观察,构造运动的各种野外证据。 分方向把握各类特征,掌握分析各种构造形迹的工作方法,构造运动指由于地球内部动力引起的组成岩石圈物质的机械运动。也称作地壳运动或岩石圈运动。 按运动方向可分为：垂直运动和水平运动。 按时间则分为：古构造运动（老第三纪及以前）、新构造运动（新第三纪及第四纪）和现代构造运动（人类历史时期） 构造运动还可以划分出不同规模，岩石圈板块运动是最大规模的构造运动,1. 构造运动及其观察,地层厚度的变化：特定的地壳运动环境下只能形成
2、相应厚度的地层，但有时可见巨厚相同沉积岩，说明地壳发生强烈下降；反之则说明地壳发生了抬升。因此地层厚度的变化可以反映相应地区曾发生过以升降为主的垂直运动。 沉积相和地层接触关系的变化也是垂直运动的有力证据地貌标志：河流阶地与海洋阶地，多级溶洞和夷平面，都能够反映区域性地壳的阶段性抬升,垂直运动的表现,沉积相的变化,地形地貌的异常与错位：自然发展的地形或地貌有一定的连续性。但有时可见同一类型或有成因关联的地形地貌发生了异常变化或错位，说明地壳发生显著的水平位移。因此地形地貌的异常变化可以反映相应地区曾发生过以水平位移为主的水平运动。,水平运动的表现,河流与山脉的水平错移,是地质体在三维空间的延伸
3、状况。可用走向、倾向和倾角三要素来表示。,岩层、地层和地质体的产状,倾角：岩层面上的真倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角。,走向：岩层面与任一水平面的交线称为走向线,线的两端方向称为走向,S,N,S,倾向：岩层面上与走向线垂直并沿斜面向下所引的直线称为真倾斜线,它在水平面上的投影线所指的方向称为倾向。,产状三要素的定义,岩层面,岩层的产状类型：岩层在空间上的产状有三种基本类型，即水平的、垂直的和倾斜的，具有该三种产状的岩层分别称之为水平岩层、垂直岩层和倾斜岩层,岩层产状类型,地层剖面与地层柱状图,地层剖面,地层柱状图,地层接触关系:是指上下两套不同时代地层之间在空间上的接触形式。分为整合、
4、平行不整合和角度不整合接触。 整合接触:上下两套地层产状平行,在沉积层序上没有间断。 形成过程:地壳缓慢下降,地壳运动与沉积作用相对平衡。,平行不整合:上下两套地层产状基本平行,但二者之间有明显的沉积间断(即缺失了部分地层)。形成过程:地壳稳定下降、沉积平稳上升、遭受剥蚀平稳下降、沉积。,角度不整合:上下两套地层产状不平行,且缺失了部分时代的地层,接触界面与上覆地层平行,与下伏地层斜交。 形成过程: 地壳平稳下降、沉积地壳强烈活动,发生褶皱、变质或岩浆活动平稳上升、遭受剥蚀平稳下降、沉积。,地形等高线与地形图,用不同高程的水平面去截一个山头，然后将截线投影到一个共同的水平面上，可以得到一系列近
5、同心状的封闭环线，称地形等高线。主要由地形等高线组成的、以反映地形特征为目的的平面图称地形图。,在地形图中， 地形等高线的弧顶指向有如下两种情况： 1.在山脊处，地形等高线的弧顶指向下游 2.在山谷处，地形等高线的弧顶指向上游,结论：,地形地质图,地质界线:地质体及其构造面与地表的交线称地质界线。 将地质界线绘制到地形图上所得到的平面图形，不仅同时反映了一个地区的地形特征和地质特征，而且还揭示出两者之间的相互关系。称这种图件为地形地质图。它是地质工作的重要成果和研究基础。,“V”字型法则,在地形起伏明显地区，倾斜岩层的地质界线与地形等高线的弯曲具一定的规律，称之为“V”字型法则。,倾向与坡向相
6、同 倾角坡角,倾向与坡向相同 倾角坡角,倾向与坡向相反 倾角与坡角无关,“相同相同”：岩层的倾向与坡向相同，但岩层的倾角小于坡角。此时岩层的界线与等高线的弯曲方向相同，但地质界线更弯曲。“相同相反”：岩层的倾向与坡向相同，岩层的倾角大于坡角。此时岩层的界线与等高线的弯曲方向相反。“相反相同”：当岩层的倾向与坡向相反时，岩层的界线与等高线的弯曲方向相同，但等高线更弯曲。,倾斜岩层出露的三种基本情况：,“相同相同；相同相反；相反相同”,应力-应变椭圆与二维构造应力场,应变椭圆,应力椭圆,褶皱:是指具有面状构造(如层面、劈理面等)的岩石受力发生的弯曲变形现象。 褶皱基本类型： 背斜:核部岩层较老,两
7、翼岩层较新,岩层一般向上拱的褶皱。 向斜:核部岩层较新,两翼岩层较老,岩层一般向下坳的褶皱。 岩层新老关系不清时,核部向上拱者称背形,向下坳者称向形,2. 褶皱构造,枢纽:同一岩层面上各最大弯曲点的联线。 轴面:由许多相邻褶皱面上的枢纽联成的面,相当于平分褶皱的对称面。 翼部:指核部两侧的地层。 核部:指褶皱中心部位的地层。 转折端:从一翼到另一翼过渡的弯曲部分。 轴迹:轴面与地面或任一平面的交线。,褶皱要素,根据成因分: 纵弯褶皱岩层受到顺层方向的挤压而形成的褶皱,褶皱分类,横弯褶皱岩层受到垂直层面的挤压而形成的褶皱,剪切褶皱岩层沿一系列与层面交切的构造面发生不均匀剪切，形成类似褶皱弯曲的变
8、形。,柔流褶皱在固态流变条件下，岩层呈现出类似粘性流体的流动变形，形成的极不规则的褶皱,直立、 斜歪、 倒转、 平卧、 翻卷褶皱,根据轴面和两翼产状分：,圆弧、 尖棱、 箱状褶皱 挠曲,根据转折端弯曲形态可分为:,根据褶皱的组合型式 分为：,雁列式(雁行)褶皱:为一系列短轴背斜或向斜呈平行斜列如雁行状。,隔档式褶皱:由一系列平行的线状背斜和向斜组成,其中向斜开阔,背斜紧闭。,隔槽式褶皱:由一系列平行的线状背斜和向斜组成,其中向斜紧闭,背斜开阔。,协调与不协调褶皱,由一系列次级甚至更次级的褶皱组成的巨大背斜或向斜。,复背斜:中间地层老，两侧地层新。,复向斜:中间地层新，两侧地层老。,复背斜和复向
9、斜:,断裂: 岩石受力后其连续性遭受破坏而发生的破裂变形。根据破裂后有无明显位移而分为节理与断层两类。 节理: 是指断裂面两侧岩石沿断裂面没有发生明显相对位移的断裂。,3. 断裂构造,节理分类,按力学性质分类：张节理-剪节理,张节理,张节理特征为: 产状不稳定； 节理面粗糙不平； 多开口,常被岩脉充填； 发育在砾岩或含有结核的岩石中时,往往绕砾石、或结核而过； 密度不大； 追踪X型剪节理而呈锯齿状,剪节理,剪节理特征为： 产状较稳定； 节理面较平直,光滑；通常闭合； 发育在砾岩或含有结核的岩石中时,常切过砾石、结核密度较大, 可同时发育两组,呈X型组合,节理组与节理系：雁行节理与X型节理,按与
10、岩层产状的关系分类：走向-倾向-斜节理,按与褶皱轴的关系分类：纵-横-斜节理,断裂面两侧岩石沿断裂面发生了明显相对位移的断裂。,断层,断层面:岩层被错开并沿之滑动的破裂面。一般为平面,有时为曲面或断层带。 断层线:断层面与地面的交线。在地形地质图上出露形态受“V”字形法则控制。 断盘:沿断层面发生相对滑动的两侧岩块。断层面倾斜时,有上盘和下盘之分,直立时可按方位称呼.根据相对运动方向也可分上升盘和下降盘。,断层要素：,断裂分类,根据断层两盘相对运动方向分为: 正断层:断层上盘沿断层面向下滑动的断层,逆断层: 断层上盘沿断层面向上滑动的断层。,平移断层: 断层一盘沿断层面相对另一盘水平滑动的断层
11、。,断裂组合分类,地堑:由两条或两组走向基本一致的相向倾斜的正断层构成，二者之间有一个共同的下降盘 地垒:由两条或两组走向基本一致的反向倾斜的正断层构成，二者之间有一个共同的上升盘,阶梯状断层:若干条产状基本一致的正断层构成,各条断层的上盘依次向同一方向下降成阶梯状。,叠瓦式断层:若干条大致平行排列的逆断层构成,其上盘依次向上逆冲,剖面上成叠瓦状。,4. 构造现象的野外观察,许多构造现象在地球历史的长期演化发展中，都会由于各种原因而遭受剥蚀，掩盖，改造，破坏等种种变动。从而形成似是而非或“似非而是”的表象。因此构造现象的野外观察要注意变动后的构造具有什么样的特征，根据这些特征我们应该如何去进行
12、正确的分析与判别。,321,褶皱观察,背斜,向斜,褶皱产状与三维形态的关系,枢纽水平 两翼平行,枢纽倾伏 转折端封闭,褶皱与地形发展的关系,地形倒置,断层效应的野外观察,当不同产状的断层与和褶皱交织在一起的时候，可以产生极其复杂的断层效应。其中一些基本的地质现象包括地层的重复与缺失，断层运动方向与力学性质的假象等。,1 2 3 3 2 1,1 2 3 3 2 1,1 2 3 1 2 3,1 2 3 1 2 3,地层的对称重复与单向重复,8 7 6 5 4 3 2 1,地层的缺失,8 7 6 5 1,8 7 6 5 1,横向断层的三种地形效应,5. 内动力地质作用小结,岩浆、变质作用往往与构造运动相伴随； 岩浆、变质作用由构造作用推动； 岩浆、变质作用在特定构造单元内发生； 岩浆、变质作用和构造运动都能形成岩石，但不仅仅形成岩石增加地形高差，推动外力过程；输运物质能量，维持地球演化。,Class over. Thank you,
