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1、第八章 地壳运动与地质构造1 概念大家已有了岩石的概念：岩浆、沉积岩、变质岩，它们是不同的地质作 用下形成的，岩浆岩中的侵入岩应地下形成，地表看不见。但现在大量突出 地表，甚至形成高山，如五台山等由侵入岩或其变质岩组成；沉积岩，原始 应水平沉积，地表大量倾斜、弯曲、断开。这些说明地壳上岩石发生运动， 发生机械运动。一、地壳运动（构造运动）一一地壳的机械运动。引起运动的原因，将在本章最后一节讲述类型水平运动垂直运动相背分离相间挤压剪切差异升降运动的结果为岩石变形、变位岩石变形一一地壳中岩石变改了原有的空间位置和形态。地质构造一一岩石变形的产物包括褶皱、断裂两大类。二、岩石变形的力学原理：（岩土力
2、学中细讲，简单地说），弹性变形塑性变形一在弹性限度内，变形在外力解除后，恢复原状。任何物体受外力作用一受力超出弹性极限时，柔性较大的物体，发生永久 性变形。一受力超出强度极限，脆性物体几乎无塑变形，很快 断裂。同样，岩石在受构造运动（地壳运动）力的作用下，亦会发生类似的变 形。皿田心地出珞山:塑性变形一一岩层褶皱。地质构造中的岩变形I断裂断层、节理、裂隙。由于弹性变形不被保留，对地质构造无意义。岩石的变形状态与岩石性质有关（成份、结构）与岩石所处的环境有关。地表常温、常压下：页岩、泥岩、粘土岩（细、软）塑性变形。粗砂岩、石灰岩脆性大，断裂。地下高温、高压下：各类岩石都具有一定塑性（柔性）均可发
3、生塑性变 形。这就是为什么我们在野外能够看到砾岩、灰岩、石英砂岩等通常认为脆 性很大的岩层同样有褶皱弯曲现象。 2.褶皱和断裂我们讲了褶皱和断裂是由于岩石的运动改变了原有空间位置和形态。一、岩层空间位置的测定地质上以岩层的产状来描述其空间位置，包括岩层的走向、倾向、倾角。 称产状三要素。（一）产状三要素：1. 走向：走向线岩层面同任意水平面的交线（岩层层面上的任意一条水平线）。走向走向线两端所指的方向。以方位角来表示。注意：我们强调了两端所指的方向，因此走向的方位角有2个，相差18002. 倾向最大倾斜线岩层面上与走向线垂上的向下延伸的线。倾向最大倾斜线的水平投影所指的方向，以方位角表示。倾向
4、只有一个方向，且与走向垂直。走向=倾向+ 903. 倾角：岩层面与水平面之间的夹角。最大倾斜线与其在水平面上投影线之间的夹角。0-90。变化。（二）产状的表示：走向/倾向倾角125 / NE 65S29 / NW 18倾向倾角35 65只要给定倾向、倾角两项可求知三要素（三）特殊产状：水平岩层倾角=0倾向一走向8直立岩层倾角=90倾向一走向a（四）岩层厚度：两层面之间垂直距离。（并非地面露头两点）。二、褶皱构造岩层受力后，发生弯曲，改变了原有的空间位置和形态，但其连 续性未受到破坏，称褶皱。单一弯曲称褶曲。（一）褶曲的几何要素（褶曲的描述）1.翼褶曲岩层的两坡。2.核-褶曲岩层的中心。3.轴面
5、平分褶曲两翼的假想面（近于对称面），可以是平面也可以是曲面，其产状可用三要素描述。4.枢纽-轴面与岩层面的交线，可以是水平的也可以是倾伏状。5.轴迹-轴面与地面的交线。（二）褶曲分类1.两大基本类型1向斜水平岩层受力后下凹弯曲。两翼地层相向倾斜核部地层时代最新两翼地层时代渐老2背斜水平岩层受力后上凸弯曲。两翼地层相背倾斜核部地层时代最老两翼地层时代渐新岩层褶构造中，背斜、向斜通常共存：相邻的背斜之间是向斜相邻的向斜之间是背斜相邻背斜，向斜共用一个翼2. 褶曲类型（出露形态划分）1按轴面产状划分：直立褶曲轴面直立，两翼倾向相反、倾角相等。倾斜褶曲轴面倾斜。两翼倾向相反，倾角并不等。倒转褶曲轴面倾
6、斜。两翼倾向相同，倾角并不等一翼为正常层序，一翼为倒转层序（新在下老在上）。层面构造：泥裂、波痕、虫迹。倒转地层的识别l新老地层上下异位。如淮南洞山平卧褶曲轴面近水平。两翼近水平，上下重叠。一翼为正常层序，一翼为倒转层序。2按枢纽产状划分：水平褶曲枢纽水平倾伏褶曲枢纽倾伏3特殊类型：穹窿（背斜）长：宽 1 : 3盆地（向斜）长：宽 1 : 3复背斜、复向斜（三）褶曲的野识别：1. 顺或逆着倾向方向，地层重复出现，倾角变化有规律。背斜：新一老一新向斜：老一新一老2. 地形侄置（并非绝对）我们可以想象，地质构造形成初期，通常向斜成谷背斜成山。但野外恰 恰相反，常见的是背斜成谷，向斜成山，称为地形倒
7、置。原因：褶皱开成后在长期的风化剥蚀等外动力作用下，背斜轴部由于张 裂隙发育、易剥蚀，并逐渐低凹成谷；而向斜轴部岩石受挤压力，相对不易 风化剥蚀，而成山。因此野外绝不能只根据地形确定地质构造，要仔细观察。三、断裂构造断裂岩层在外力作用下失去连续性和完整性。节理、裂隙无位移（仅有断裂面）。断层有一个或一组断裂面，两侧岩层有明显位移（错动）（一）断层描述1. 断层面（带）岩层断裂面，两侧岩层相对位移，有平面也有曲面可以产状三要素来描述。2. 断层线断面与地面交线。断层出露线，直线或曲线。3. 断盘断层面两侧被切断的岩块。按断层面与断盘关系（位置关系）分：上盘、下盘、东南盘、西北盘等；按两盘相对位移
8、（运动）方向分：上升盘、下降盘。4. 断层规模一一以切割深度，延展长度，断距大小来衡量。特大型断层如，美国西部，圣安德列斯断层切割到地壳下部， 位移量480公里。我国淡庐断裂位移几百公里。微型断层手标本可见。（二）断层分类：1. 按两盘相对位移的方向分：正断层上盘下降、下盘上升。逆断层上盘上升、下盘下降。其中逆掩断层：断面倾角小25。平移断层两盘水平错动（断面近直立）。左行平移断层划分 L右行平移断层2. 按断层走向与岩层走向的关系分：纵断层（走向断层）连向一致。横断层（倾向断层）一一走向垂直。斜向断层 走向斜交。3. 断层组合类型：在力的作用下，多条断层（一组断层）同时出现，形成特殊形态。迭
9、瓦式构造：一组倾向一致，大致平行的逆掩断层。阶梯状构造：一组倾向一致，大致平行的正断层。地堑：两组相向倾斜的正断层。地垒：两组相背倾斜的正断层。（三）断层的野外识别：多数断层因其断面附近岩石破碎，易风化，剥蚀，所以露头不好，往往 被沉积物盖，观察要仔细，常从以下证据来识别。1.角砾岩一一断裂破碎的岩石，大小不等，棱角分明，碎块再胶结成1构造岩 海西构造旋回加里东构造旋回三、构造运动原因引起地壳构造运动的原因来自地球内部，但以何种方式仍有各家学说：（一）收缩说：核心思想：地球最初是熔融体，逐渐冷却。冷却是从外表开始的。地 壳最先冷却形成，而后地球内部逐渐冷却收缩后，体积变小， 这时地壳就显得过大
10、而发生褶皱。（如同干苹果一样，外皮皱）。存在问题：按这种理论，地壳上的褶皱分布应是随机的，但实事上褶 皱的分布有一定的规律。尤其是放射性元素的发现，说明地球 并非由热变冷却。否定了收缩论的观点。（二）膨胀说核心思想：地球曾有很高温的时期，同时在地壳下部有一个膨胀层， 由于膨胀层受热膨胀，使地壳裂开，解释了 一些深大断裂、洋 脊、裂谷的成因。存在问题：无法解释大规模挤压褶皱，逆掩断层的形成。而且膨胀性 应具有宇宙性，其它星球尚无发现。（三）脉动说核心思想：由于地球内部冷热交替，导致地壳周期性的振荡运动（脉动） 受热隆起，冷却地区坳陷。存在问题：忽视了水平运动。同时没有冷、热交替的证据。（四）地球
11、自转速度变化说李四光提出：地球自转速度的变化导致地壳运动的重要原因。核心思想：地质构造可分为走向东西向的纬向构造带。走向南北向 的经向构造带。当地球自转加快时，由于离心力作用，地壳 物质向赤道集中，相当于受到南北向的挤压，形成纬向（东 西向）构造带。相反地球自转减慢时，地壳物质从赤道向两 极扩散，形成经向（南北向）构造带。（五）地幔对流说板块构造理论所畅导的，最早由英国的霍尔姆斯提出核心思想：地幔物质热对流，带动驮在其上的岩石圈水平运动。存在问题：地幔物质能否热对流？对流的范围和规模有多大？四、研究构造运动的意义构造运动不整个地球演化中充当着重要角色，控制着海陆分布， 气候状况和生物的演化环境，同时影响着外动力地质作用的进行。地质构造控制着矿产的形成和分布，石油天然气易储存在背斜 构造的顶部。断裂和褶皱控制了煤层的走向和分布。因此研究构造运动有着重要的理论和实际意义。是地质学很重 要的研究领域。
