第一章 地质体的产状及接触关系
第一节 地质体及地质体的产状
沉积岩
岩浆岩
吉林大学地球科学学院非变质变形
体 变质变形体
吉林大学地球科学学院碎屑岩泥岩碳酸岩 喷出岩 火山椎熔岩被 侵入岩 岩床岩盆岩基
岩株岩墙岩脉
褶皱
断裂
吉林大学地球科学学院吉林大学地球科学学院片麻岩
地质体的产状
从几何学观点看组成各类地质体构造特征的基本构造要素可归结为面状构造和线状构造两大类
产状是指构造面或构造线在空间的位态通常用构造面线与水平参考面及地理方位的关系来表示
一 面状构造的产状及表示方法 1产状要素的概念
面状构造的产状用产状要素来表示产状要素包括走向倾向和倾角
走向某一倾斜的构造面和任意水平面的交线称为这一倾斜面的走向线走向线所指的地理方位叫走向
倾向在构造面上垂直于走向线的直线称为倾斜线倾斜线在水平面的投影线向下倾斜一端的方位角称为倾向
2视倾向视倾角的概念
在倾斜构造面上斜交走向线所引的任一直线均为视倾斜线其在水平面上投影线向下倾斜一端的方位角称为视倾向视倾斜线与其在水平面投影的夹角称为视倾角
视倾角永远小于真倾角即tg =tg*cos 3面状构造产状的表示方法
1 象限角法以北或南为准记走向倾角和倾斜象限
如N45W30NE 三
1
吉林大学地球科学学院构造片岩构造片麻岩 变质混合岩
吉林大学地球科学学院一地质体的概念
指人们观察和研究的任何体积的天然岩石体
特点规模可大可小组成和构造上有一定的独特性 二地质体的类型
1 分类原则
根据地质体的成因将地质体划分为沉积的岩浆的和变形变质三种类型 1
根据地质体的变形情况将地质体划分为变形和未变形地质体两类 2
根据地质体的形状内部结构和产状将地质体划分为层状块状和脉状三种类型层状地质体3
又可划分为原生层状构造和次生层状构造两类
地质体的分类单文琅等1987
原生层状构造 原生层状构造 原生层状构造 原生块状构造 原生脉状构造 原生层状构造 原生块状构造 次生层状构造 次生块状构造
原生地质体 吉林大学地球科学学院
地质体 次生地质体 本科生构造地质学讲稿
N45W / 30NE
倾角30向北东倾斜 即走向北偏西45
2 方位角法只记倾向和倾角
表示构造面的倾向为北东45倾角为 30 30如45
二 线状构造的产状及表示方法
1倾伏是在直立面上测量的包括倾伏向和倾伏角两个要素 倾伏向构造线在水平面上的投影线向下倾伏一端的方位 倾伏角是构造线与其在水平面投影线之间的夹角
表示倾伏角为20倾伏向为北偏N30W或20/ N30倾伏角用数字表示如20
西30
2侧伏包括侧伏向和侧伏角两个要素
侧伏向指构造线与所在构造面走向线之间夹锐角一端的方位 侧伏角向指构造线与所在构造面走向线之间所夹锐角
侧伏向指向南 如20S表示一直线在某一构造面的侧伏角为20
第二节 层状地质体的产状及其露头界线
沉积岩层的产状有水平直立和倾斜三种 一水平岩层
一岩层的产状
一般把岩层的倾角小于5的岩层认为是水平岩层 二特征
1 地层地质时代较新的岩层位于较老的地层之上因此在地形被切割轻微时地表只出露
最新地层在地形被切割较深的地区由山谷到山顶岩层由新到老排列 2 水平岩层的露头线与地形等高线平行或重合 3 水平岩层的厚度等于岩层顶面与地面的标高差
4 水平岩层上下层面出露界线之间的水平距离露头宽度的变化手岩层的厚度和地面坡
度的影响
二直立岩层
一岩层的产状
一般把岩层的倾角近于90的岩层认为是直立岩层 二特征
1 直立岩层的露头线呈直线延伸不受地形影响其延伸方向就是岩层的走向 2 直立岩层的厚度等于出露宽度 三倾斜岩层
一个地区在地壳运动影响下水平岩层的产状可发生改变形成和水平面有一定交角并向一个方向倾斜的岩层称为倾斜岩层
一倾斜岩层的表示方法
倾斜岩层的产状可用面状构造的产状要素表示产状要素的测定有直接和间接两种方法 1 直接法用罗盘直接在岩层面上测得
2 间接法a在地形地质图上用作图法求得 b根据钻孔资料用三点法求产状 c根据视倾斜用赤平投影法求产状 二倾斜岩层的厚度及埋深 1 倾斜岩层的厚度
a 厚度岩层的顶面和底面的垂直距离即为岩层的厚度也叫岩层的真厚度 b 铅直厚度岩层顶面和底面的铅直距离
2
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真厚度(h)=铅直厚度(H)cos
当=0时真厚度和铅直厚度相等即为水平岩层 当>0时真厚度永远小于铅真厚度
如果岩层的产状不变在任何剖面上的铅直厚度都是相等的
c 视厚度指在不垂直岩层走向的任意剖面上岩层顶面迹线和底面迹线之间的垂直距离
为岩层的视倾角 视厚度(h)=铅直厚度(H)cos
由于视倾角永远小于真倾角所以真厚度总是小于视厚度
在实测剖面时可测得以下几个数据导线方位与岩层走向之间的夹角()导线方向上岩层
岩层的倾向和倾角()根据下列公式 顶底面之间的导线距(L)地面坡度角
可求得厚度
cossinsincos) h=L(sin
当岩层倾向与地面坡向相反时用+号,倾向与坡向相同时用-号如果岩层的
倾向与地形的坡向相同,且沿导线方向的坡度角小于岩层的倾角时应用公式算得负值可取绝对值
利用公式计算岩层厚度比较麻烦用几何作图法和赤平投影法则比较简便
2 倾斜岩层的埋深
岩层的埋藏深度是指从地表的某一点到埋深在地下的某一岩层的铅直距离
已知AB两点的标高和两点间的水平距离及岩层倾角就可求得A点到地下的某岩层的埋深 三 倾斜岩层的露头界线 1 倾斜岩层的露头宽度
露头宽度在垂直岩层走向的剖面上岩层出露地表的水平投影宽度叫做露头宽度 在地质制图或阅读地质图时经常发现同一厚度的岩层在地表出露的不同部位露头宽度不同,这是因为岩层的露头宽度受到岩层厚度地面的坡度及岩层产状的共同影响
V 字型法则 2 倾斜岩层的露头界线
岩层的露头界线是指岩层露头在空间上的分布形态
岩层的露头分布形态受岩层的产状和地形两者关系的影响当倾斜岩层的走向与山脊或沟谷的延伸方向近于垂直时露头线呈V字形分布依据岩层的倾斜与地面的坡向坡角的三种关系呈现三种不同分布规律的V字形形态这种规律称V字形法则
a当岩层的倾向与地面的坡向相反时岩层的界线与地形等高线的弯曲方向相同即相反相但是岩层界线弯曲的曲率比地形等高线的弯曲曲率要小 同
b当岩层的倾向与地面的坡向相同并且岩层的倾角大于地面坡度角时岩层的露头界线与地
形等高线呈相反方向弯曲即相同相反
c当岩层的倾向与地面的坡向相同并且岩层的倾角小于地面坡度角时岩层界线与地形等高
岩层界线弯曲的曲率大于地形等高线的弯曲曲率 线的弯曲方向相同即相同相同
应用V字形法则时应注意以下几个问题
(1)工作中当发现岩层露头弯曲形状与地形等高线弯曲形状为同向时应注意研究其弯曲 程度以区别究竟是岩层倾向与地面坡向相同(当岩层倾角<地面坡角时)还是岩层倾向与 地面坡向相反
(2)在地面相对很平时露头呈直线条带分布这可能是直立岩层也可能是倾斜岩层故应结合剖面全面观察以便判断
(3)V字形法则在测制大比例尺地质图时颇有指导意义但随着图件比例尺减小地质界线受地形影响的程度也逐次减小,这是因为在比例尺较小的图上露头弯曲的微小形态及微地形的形态都无法表示而忽略不计之故
3 倾斜岩层的特征
3
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(1)倾斜岩层在野外和地形地质图上呈条带状分布切割地形等高线
(2)在没有发生倒转的前提下顺着岩层的倾向岩层的时代由老到新排列
(3)岩层的倾角越大岩层的条带越接近直线状若岩层的倾角越小则岩层越弯曲
第三节 岩层岩体的接触关系
一整合和不整合
一整合接触关系及其特征
概念当某一地区在某一地质历史时期内是处于连续沉降的地壳运动作用下或虽处于上升1
但未超过水下侵蚀基准面或地壳升降与沉积作用处于相对平衡时这个地区的沉积作用是连续进行的这种环境下形成的地层接触关系为整合接触 特征 2
1 岩层层面相互平行排列 2 上下岩层的时代是连续的
3 在海相沉积中上下岩层的岩性往往是递变的 二不整合接触
沉积接触的上下两套地层之间有明显的沉积间断即先后沉积的两套地层之间有明显的地层缺失这种接触关系为不整合接触不整合面的出露界线为不整合线是重要的地质界线之一
1平行不整合接触及其特征
1概念平行不整合又称假整合主要表现为不整合面上下两套地层的产状彼此平行 假整合形成过程可简单表示为下降接受沉积上升遭受剥蚀再下降接受新的沉积 2特征
a假整合面上下两套岩层的产状在大范围内彼此平行排列
b缺失部分地层有两种情况其一是缺失地层根本就没有沉积其二是缺失的地层沉积了
后经地壳上升被剥蚀掉了
c不整合面上下地层之间有古生物间断
d在不整合面之上地层的底部常存在有由下部老地层成分组成的底砾岩 e在起伏不平的风化壳上往往有特殊的风化残余矿产
我国华北地台奥陶系与中石炭系之间是一个典型的假整合接触关系 2角度平行不整合接触及其特征
1概念平行不整合又称不整合一组较新地层呈角度接触覆盖在不同时代较老地层之上它们之间有明显的古风化剥蚀面这种地层接触关系称角度不整合
角度不整合可简单表示为沉积盆地下降接受沉积在地壳运动的影响下发生褶皱断裂往往有岩浆作用和变质作用相伴生同时隆起上升遭受风化剥蚀再下降接受新的沉积
2特征
a不整合面上下新老岩层之间的产状明显不同两者呈角度接触
b不整合面上下新老岩层之间缺失某一时代的地层存在明显的沉积间断 c在不整合面上常发育有底砾岩和古风化残余矿产如褐铁矿铝土矿和磷矿等
d由于长期的沉积间断不整合面上下新老岩层的沉积条件发生变化造成两套地层的
岩性和岩相明显差异
e不整合面以下的老岩层的变形要比上覆的年轻地层相对强烈复杂两套岩层中的岩浆活
动和变质作用往往明显不同
四 岩层接触关系的研究 1不整合研究的意义
1不整合记录了地壳运动的演化历史不仅体现了空间上的相互关系也反映了时间上
的发生顺序因此地层不整合接触的关系是研究地质发展历史鉴定地壳运动特征确定构造变形时期的重要依据
4
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5
吉林大学地球科学学院2不整合是地层单位划分的重要依据之一不整合面是地质填图的重要界线不整合面
的空间分布及其类型变化研究有助于了解古地理环境和古构造现状及其变化
3不整合及其附近有利于形成金属非金属及油气矿产
2不整合面的研究方法
1确定不整合面的存在是研究不整合的基础
a古生物标志上下两套岩层中所含的古生物化石反映出古生物的演化不是连续的或古
生物群截然突变的说明可能存在不整合
b地层标志两套地层之间如果存在古剥蚀面古土壤层风化剥蚀矿产底砾岩等说
明下覆地层曾在上覆地层沉积之前隆起遭受风化剥蚀
c变形差异如果上下两套地层的变形出现明显差异如岩层的产状不同构造线不同
褶皱样式和变形强度各异而且下伏地层中的断层被上覆地层截切说明可能存在角度不整合
d变质作用差异如果上下两套岩层在岩浆作用和变质作用方面有明显差异以及与岩
浆作用和变质作用有关的内生矿产方面的差异也可确定不整合存在
2确定平行不整合和角度不整合的形成时期
不整合的形成时期通常用不整合接触的上下两套地层之间缺失的那部分地层的时代予以确定 一般以下伏地层最年轻的地层的时代做为下限上覆地层最老地层沉积之前做为上限当缺失地层较少时确定不整合形成的时代较为准确若上下两套地层的时代间隔很大不整合的形成时代的准确判定就有一定困难
要正确地鉴定不整合所代表的地壳运动的时期还必须进行区域地层对比和区域地质构造发展史的综合研究以便确定地层是缺(即当时就没有沉积)还是失(即原有的地层被剥蚀掉了)
3研究不整合面的空间展布和类型变化
由于不同地区构造运动的强度性质的变化往往不整合在不同地段的表现也不同所以不整合在空间上常常是变化的在较大的范围内,有时会由一个地段的角度不整合接触过渡到平行不整合甚至是整合接触 二岩体与围岩的接触关系
一侵入接触关系岩体侵入到围岩中岩体与围岩的接触关系称为侵入接触关系岩体的形成晚于围岩
侵入接触关系具有下列特征
岩体穿切围岩可有冷凝边烘烤边或接触变质和蚀变现象 1
岩体内往往有围岩的捕掳体 2
与侵入体有关的岩墙岩脉穿切围岩 3
二沉积接触关系岩体形成后经地壳运动出露地表再经风化剥蚀作用后又被新的沉积物所覆盖这种接触关系称沉积接触关系
沉积接触关系具有下列特征
岩体与上覆围岩的接触带没有冷凝边烘烤边和接触变质或矿化蚀变现象 1
岩体内的定向排列的原生构造或岩脉矿脉被截切 2
在岩体顶部有风化剥蚀面和古风化壳同时在上覆岩层的底部含有岩体成分的碎屑和砾3
石其它特征与角度不整合关系相似
根据岩体与围岩的接触关系可以确定岩体形成的相对时代岩体侵入的最新地层时代为岩体形
成的下限而上覆岩层的最老地层时代为岩体形成的上限
岩体形成以后在岩体和围岩的接触带上经常可见有断层叠加造成岩体和围岩呈断层接触,对岩体来说是局部现象
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