普通地质学第9章构造

1、什么是古生物？什么是化石？按照保存特点，化石可以分为哪些类型？2、古生物分类系统包括哪7个级别？生物演化的主要特点有哪些？3、古生物的研究有什么用处？4、简述地层的接触关系及其主要特征。5、确定相对地质年代的方法有哪些？6、常见的四种岩石地层单位指什么？7、简述显生宙以来的年代地层表（到“系”级）第八章复习题问题问题1.地球表面为什么会有山脉？问题2.今天的中国（塔里木盆地、华北平原）地质历史时期都在哪？

问题3.含油气沉积盆地如何形成？油气怎样从深层到浅层？

第九章构造地质超覆尖灭带前缘断块斜坡区推覆体掩伏带石油和天然气生成、富集于一定构造环境中形成的地层和各种圈闭中。其中，构造圈闭是油气勘探开发的主要对象之一。构造地质学——是研究构造运动所决定的地壳构造及其发展规律的一门学科。第一节岩层及其产状第二节褶皱构造第三节断裂构造第四节大地构造简介第八章构造地质2节课2节课一、岩层产状要素二、岩层的三种类型（一）水平岩层（二）倾斜岩层（三）直立岩层第一节岩层及其产状第一节岩层及其产状尖灭岩层常见形态一、岩层产状要素产状三要素：1、走向——岩层面与水平面的交线称为走向线；2、倾向——在岩层层面上，顺倾斜面向下引出的走向线的垂线称为倾斜线，倾斜线的平面投影指向岩层下倾一端的方向称为倾向；（真倾向——视倾向）3、倾角——岩层倾斜线与其水平投影线之间的交角；（真倾角——视倾角）trend产状：走向倾向倾角书写：倾向∠倾角文字表示法符号表示法方位角表示法象限角表示法330º∠35º（也可写成NW330º∠35º）N60ºE/40ºSE书写：走向/倾角象限角——方位角书写：倾向∠倾角方位角表示法常用二、岩层的三种类型（一）水平岩层——层面平行大地水准面，一般倾角小于5度。层序正常时，时代较新的岩层位于较老岩层之上；在地质图上，地质界线与地形等高线平行或重合；水平岩层的厚度等于岩层顶面与底面标高之差；水平岩层的露头宽度取决于地形坡度和岩层厚度。（二）倾斜岩层1、倾斜岩层的厚度 真厚度，h

铅直厚度，H h＝H.cosα（α－岩层的真倾角）2、倾斜岩层的出露特征1）新老与海拔无必然联系2）岩层出露宽度与坡度、岩层厚度、岩层倾角有关3）岩层分界线与等高线相交，并遵循“V”字形法则相反相同——岩层倾向与地面坡向相反时，岩层界线所呈的“V”字形指向与地形线的指向相同岩层倾向与地面坡向相反相同相反——（或同大相反），即岩层倾向与地面坡向相同，但岩层倾角要大于地面坡角时，岩层界线所呈的“V”字形指向与地形线的指向相反岩层倾向与地面坡向相同，但岩层倾角大于地面坡角相同相同——（或同小相同）岩层倾向与地面坡向相同，但岩层倾角要小于地面坡角，岩层界线所呈的“V”字形指向与地形线的指向相同岩层倾向与地面坡向相同，但岩层倾角小于地面坡角（三）直立岩层

直立岩层的地质界线则不受地形的影响，在地质图上表现为一条直线。倾角接近90º第二节褶皱构造一、褶皱的基本类型及要素褶皱：层状岩石在构造应力作用下发生弯曲变形，形成一系列的波状弯曲现象。是岩层塑性变形的表现形式。两个基本类型：

背斜：岩层向上弯曲，核心部位岩层老；

向斜：岩层向下弯曲，核心部位岩层新；褶皱：背斜、向斜褶皱背斜向斜（二）褶皱的几何要素1、核部与翼部2、转折端：由一翼向另一翼过渡的弯曲部分3、枢纽、轴面与轴迹（轴线）4、脊线、脊面与槽线二、褶皱的分类（一）按褶皱剖面形态分类1、据褶皱轴面和两翼岩层产状——分为5种直立(对称)褶皱斜歪褶皱倒转褶皱平卧褶皱翻卷褶皱——轴面弯曲的平卧褶皱？？？2、根据褶皱转折端形态分类（5种）a.圆弧褶皱——转折端呈圆弧状弯曲；b.箱状（屉状）褶皱——顶部平坦、两翼较陡，背斜构造称箱形，向斜构造称屉形；c.尖棱褶皱——转折端为尖顶状；d.扇形褶皱——转折端呈圆弧状、正常层序，两翼均有倒转现象，总体呈扇形；e.挠曲和构造阶地——倾斜岩层突然变陡；（a)(b)(c)(d)(e)a.线形褶皱（长/短>10:1）b.长轴褶皱（长/短10:1~5:1）c.短轴褶皱（长/短5:1~2:1）d.穹隆褶皱(长/短<3:1的背斜)e.鼻状褶皱（二）按褶皱平面形态分类三、褶皱的组合形态(一)按剖面上褶皱的组合形态分类隔挡式和隔槽式复背斜和复向斜(二)按平面上褶皱的组合形态分类（1）平行式（2）分枝式（3）扫帚式（4）雁行式（5）羽状（a）平行式；（b）分枝式；（c）扫帚式；（d）雁行式；（e）羽状1、岩层产状的三要素是什么？如何书写？2、根据岩层的倾角大小，将岩层分哪三种类型？3、什么是褶皱？其基本要素包括哪些？4、褶皱的形态分类——剖面上、平面上、组合形态？思考题第一节岩层及其产状第二节褶皱构造第三节断裂构造第四节大地构造简介第八章构造地质2节课2节课岩石变形的特征随着作用力的增大，岩石一般都经过三个阶段。（一）弹性变形阶段：岩石受应力作用发生变形，若取消外力作用岩石完全恢复变形前的状态。如弹性极限内弹簧。（二）塑性变形阶段：应力超过岩石的弹性极限后，岩石继续变形，应变增加，外力取消后不能完全恢复原来的状态，大部分变形被保持下来。——形成各种褶皱构造。（三）断裂变形阶段：应力达到或超过岩石破裂极限时，岩石内部的结合力遭到破坏而产生破裂面，使岩石失去连续完整性。——断裂构造。节理（裂缝、裂隙）————断层一、节理原生节理：成岩过程中形成，如岩浆冷凝、收缩等次生节理：成岩后次生变化，如风化、构造活动!第三节断裂构造（一）构造节理的几何分类1、按节理与所在岩层产状的几何关系分类（1）走向节理——节理走向与岩层走向平行；（2）倾向节理——节理走向与岩层走向垂直；（3）斜向节理——节理走向与岩层走向斜交；（4）顺层节理——节理走向平行于岩层层面。1-走向节理；2-顺层节理；3-斜向节理；4-顺层节理。2、根据节理与区域构造线或局部构造线的几何关系分类： （1）纵节理 （2）横节理

（3）斜节理（二）构造节理的力学性质分类及特征受力性质：张应力、剪应力张节理剪节理张节理、剪节理共轭“X”型节理系1、剪节理1、剪节理距广西田东县城40公里的那拔镇有一处约30000平米的天然棋盘，称为“棋盘滩”。棋盘滩被国家地理发现之旅收录在《中国最后的稀世美景》中。1、剪节理的特征（1）产状稳定，沿走向和倾向延伸较远；（2）节理面平直、光滑，常见擦痕、磨光镜面；（3）节理面一般紧闭，不被矿脉充填，若被充填则脉宽均匀一致，脉壁较平直；（4）遇砾石时，常切割砾石；（5）常呈共轭“X”型节理系、棋盘格式等规则组合样式。雁列式张节理2、张节理雁列式张节理2、张节理北京周口店共轭的雁列式张节理（火炬状节理）（据叶俊林等《地质学概论》，1996）2、张节理的特征（1）产状不稳定，沿走向和倾向延伸不远，且产状常有变化；（2）节理面粗糙、凹凸不平，一般不见擦痕、磨光镜面；（3）节理面张开，常被矿脉充填，脉宽不均匀，脉壁凹凸不平；（4）遇砾石时，一般绕砾石而过；（5）其平面组合一般呈不规则状或树枝状、雁列状。（一）断层的几何要素1、断层面：走向 倾向、 倾角2、断盘：上盘与下盘上升盘与下降盘3、位移：总滑距 断距地层断距铅直地层断距水平地层断距二、断层断距：总断距、走向断距、倾向断距、铅垂断距、水平断距、地层断距地层断距：断层两盘上对应层之间的垂直距离

ab-总滑距；ac-走向滑距；cb-倾斜滑距；am-水平滑距；ho-地层断距；h′o′-视地层断距；hg=h′g′-铅直地层断距；hf-水平地层断距；α-岩层倾角；ω-岩层视倾角（a）断层位移立体图垂直于被错断岩层走向的剖面图垂直于断层走向的剖面图（二）断层分类1、根据两盘相对运动分类正断层、逆断层、平移断层上盘相对下降，下盘相对上升上盘相对上升，下盘相对下降平移断层平移断层右行平移断层＝右旋走滑断层左行平移断层＝左旋走滑断层2、根据构造应力的性质分类分类张性断层--形成正断层压性断层--形成逆断层扭性断层--形成平移断层张性断层断陷盆地压性断层超覆尖灭带前缘断块斜坡区推覆体掩伏带石油和天然气生成、富集于一定构造环境中形成的地层和各种圈闭中。3、根据断层产状与岩层产状关系分类走向断层倾向断层斜向断层顺层断层（三）断层的组合形式剖面上平面上1、地垒与地堑（剖面上）图9-27济阳坳陷横剖面示意图（据王秉海，1992）2、叠瓦状断层正断层逆断层地垒地堑3、阶梯状断层4、推覆构造由逆冲断层及其上盘推覆体或逆冲岩席组合而成；也称辗掩构造或推覆体。规模巨大且上盘沿波状起伏的低角度断层面远距离推移（数公里至数百公里）；产于造山带及其前缘，一般是强烈水平挤压的结果。北京汤河口附近的叠瓦式断层和推覆构造（据朱志澄等，1978）

5、花状构造向上分叉、撒开的断层组合，剖面上形似花朵，称为花状构造，也称为棕榈树构造。可具有张剪性质或压剪性质，据其可将花状构造分为负花状构造和正花状构造两种。图9-31花状构造图（据T.P.Harding，1983，1985）（a）负花状构造；（b）正花状构造6、“Y”字形断层由主干断层和与其对应的上盘低级别断层组合；在剖面上呈“Y”字形状；在断陷盆地中发育较多图9-29“Y”字形断层分类（据戴俊生《构造地质学及大地构造》，2006）（a）反向“Y”字形；（b）同向“Y”字形；（c）多级“Y”字形（四）断层的识别标志1、地质界线的不连续岩层突然中断、岩脉错断图9-32岩层错开与断层关系立体图（据叶俊林《地质学概论》，1996）2、地层的重复和缺失断层性质观察方向断层倾向与地层倾向的关系相反相同断层倾角大于岩层倾角断层倾角小于岩层倾角正断层平面上重复缺失重复垂向上缺失缺失重复逆断层平面上缺失重复缺失垂向上重复重复缺失图9-33走向断层造成的地层重复与缺失（据戴俊生《构造地质学及大地构造》，2006）a、b、c-正断层；d、e、f-逆断层。（a）平面重复，垂向缺失；（b）平面缺失，垂向缺失；（c）平面重复，垂向重复；（d）平面缺失，垂向重复；（e）平面重复，垂向重复；（f）平面缺失，垂向缺失3、断面（带）的擦痕、镜面、阶步图9-34断层面上的擦痕与阶步4．断层碎裂带和构造岩

断层两盘相对运动，互相挤压，使附近的岩石破裂，形成与断层面大致平行的破碎带，称为断层破碎带，简称断裂带。断层的活动会在断裂带中形成断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩或断层泥等断层构造岩以及构造透镜体等构造现象。

5．断层附近的构造现象断层的活动常使断层面（带）附近的岩层发生塑性变形和脆性变形。前者常形成牵引构造或牵引褶皱、派生褶皱或次级小褶皱；后者常形成派生羽状张节理和羽状剪节理以及次级小断层等（图9-35）。a-牵引褶皱b-逆牵引褶皱c-各种断层派生构造及其在断层中的方位6．沉积相变化、岩浆活动及矿化作用标志同沉积断层是指与沉积盆地中的沉积物同时发育的断层，可引起沉积相和沉积厚度的变化，以正断层为主（图9-36）。断层长距离的推移可以使本来相隔很远的沉积相带直接接触（图9-38）。岩脉、矿脉呈线状分布时，常常指示有大断层发育。图9-36断层引起的沉积相变化（据叶俊林《地质学概论》，1996）a-正常断层两边地层厚度一致；b-同沉积断层造成的沉积厚度变化；c-推覆体造成的沉积相变化7、地貌标志断层崖、断层三角面、山脊被错断、水系突然改向或平直延伸，线状或串珠状分布的湖泊、泉水、温泉及火山口等；平移断层右行平移断层＝右旋走滑断层左行平移断层＝左旋走滑断层第一节岩层及其产状第二节褶皱构造第三节断裂构造第四节大地构造简介第八章构造地质大地构造学——以区域性构造乃至整个地壳、岩石圈的构造为研究对象，从宏观角度研究和阐述地壳运动规律、变形特征，进一步探讨追溯地壳变形力的来源。 一、槽台学说（地槽和地台说） 二、板块构造说第四节大地构造简介(Geosynclinetheory)1859年,霍尔认为地壳存在着巨大拗陷；1873年,丹纳称拗陷为地槽;随后阿尔汉格列斯基称为地槽区1885年,修斯把介于地槽区之间的相对平缓而稳定的地块称为地台1900年,奥格把地槽区和地台区统一起来.

作为地壳的两个基本单元,形成槽台说。 槽台学说发展史一、地槽和地台说（槽台学说）（一）地槽——地壳上强烈活动的地区，沉积巨厚，褶皱和断裂剧烈，岩浆活动强烈，区域变质普遍。发展阶段：（1）沉降阶段。初期缓慢下降，海侵不断扩大，发育陆源碎屑沉积；晚期沉积速度加快，海侵扩大，沉积物由陆源碎屑转为以碳酸盐岩沉积为主；（2）褶皱回返阶段。上升、海退，碳酸盐岩沉积变为陆源碎屑沉积，伴随强烈褶皱和断裂，常见复背斜、复向斜，岩浆活动由弱变强，形成巨大岩基和岩株等酸性、中性侵入体，区域变质作用普遍。最后：地槽结束活动，转变为相对稳定的褶皱山系。（二）地台——地壳上宽广的稳定区。具双层结构，沉积薄，构造运动以升降为主，岩浆活动微弱，基本无区域变质作用具有双层结构：基底——由地槽演变而来，构造比较复杂，岩石多受变质作用影响；盖层——由沉积岩组成，厚度薄、岩相变化小。地台是地槽回返后经侵蚀夷平，其上接受沉积盖层而成。地台的发展阶段：（1）初始阶段——被夷平的褶皱带下降接受沉积，开始以陆源碎屑为主；随着沉降加速，海侵扩大，形成广泛的碳酸盐岩沉积，同时伴有基性岩浆喷发和层状侵入活动。（2）后期——以上升为主，逐渐海退，碳酸盐岩沉积逐渐被陆源碎屑沉积所取代。地壳不均一上升形成平缓褶皱和高角度断层，也有微量火山岩侵入，盖层未受区域变质作用。——地台在地形上多表现为平坦的平原和高原。固定论——以地槽—地台学说为代表.

活动论——以板块构造学说为代表.二、板块构造学说，Plate-tectonics20世纪60年代产生的大地构造新学说。基本观点：地球表层的岩石圈由一组比较薄的板块组成；板块漂浮于软流层之上，处于不断生长、运动中；板块的边缘地带是地质和构造作用的活跃地带，地震 和火山活动常常发生，而板块内部相对稳定。（一）大陆漂移说（Wegner，1912）（二）海底扩张说（Hess,1960;Dietz,1961）（三）板块构造学说(摩根,麦肯齐和勒皮雄等,1967—1973)大陆漂移学说大陆漂移说的创始人──魏格纳早在公元1620年，英国人培根就已经发现，在地球仪上，南美洲东岸同非洲西岸可以很完美地衔接在一起。一次世界大战期间，魏格纳受伤在医院治疗，偶然发现大西洋两岸的大陆轮廓非常吻合，从而产生了大西洋两岸陆地曾在一起，后经裂开和漂移成了今天格局的想法。他广泛收集地质学和古生物学等方面的证据。1912年提出学说，1915年出版了《大陆和海洋的起源》，阐述了大陆漂移的观点。（A.Wegner）（1880-1930）1912年德国气象学家A.Wegner最先提出大陆漂移说。认为：1、在前寒武纪时，地球上存在一块统一的大陆：Pangaea联合古陆。以后经过分合过程，到中生代早期，联合古陆再次分裂为南北两大古陆，北为劳亚古陆（Laurasia），南为冈瓦那古陆（Gondwanaland）。2、到三迭纪末，这两个古陆进一步分离、漂移，相距越来越远，其间由最初一个狭窄的海峡，逐渐发展成现代的印度洋、大西洋等巨大的海洋。3、到新生代，由于印度已北漂到亚欧大陆的南缘，两者发生碰撞，青藏高原隆起，造成宏大的喜马拉雅山系，古地中海东部完全消失；非洲继续向北推进，古地中海西部逐渐缩小到现在的规模；欧洲南部被挤压成阿尔卑斯山系；澳大利亚大陆脱离南极洲，向东北漂移到现在的位置。于是海陆的基本轮廓发展成现在的规模。图9-38魏格纳提出的2.5亿年以前的泛大陆（据R.S.Dietz等，1970）德国地质学家魏格纳提出的大陆漂移学说示意图

古生物学的证据

大陆边缘的吻合

冰川作用的证据

古气候学的证据

古地磁和磁极的移动大陆漂移学说的主要证据大陆漂移解释了古生物化石分布之谜各大陆冰川分布不仅可以拼接，而且冰川流向合理大陆漂移说极大地冲击了当时占绝对统治地位的“海陆位置固定论”思想，因此遭到大多数学者的反对和攻击。

在美国，甚至谁要是相信了大陆漂移，就当不了教授。

反对大陆漂移最重要的理由是魏格纳所主张的离极力和潮汐摩擦力实在太小，不足以驱动大陆作长途漂移，况且也很难理解大陆为什么能在坚硬的洋底上运动。

随着1930年魏格纳过早地在格陵兰探险遇难身亡，大陆漂移说也就被打入了冷宫。

由于缺少具有说服力的动力学机制，魏格纳大陆漂移学说问世后的一段时间内，所受到的是越来越多人的反对或否定。

1930年11月魏格纳在格陵兰冰原上探险遇难去世后，他所创立的大陆漂移学说也随之衰亡。

20世纪50年代晚期至60年代早期，古地磁以及其他方面的研究成果使大陆漂移学说衰而复兴，引起更多的人对大陆漂移学说给予更大的关注。

第二次世界大战后，海底地质、地球物理调查工作进展迅速，为大陆漂移学说提供了更多决定性的证据和新的动力学机制等方面的资料，并使之发展成为海底扩张学说。（二）海底扩张说（H.H.Hess,R.S.Dietz,1961)基本内容为：大洋岩石圈在洋中脊处裂开，地幔炽热的岩浆从这里涌出，冷却固结成新的大洋岩石圈，并把先期形成的岩石向两侧对称地推挤，导致大洋海底不断地扩张。假设地球的体积和面积不变的情况下，大洋岩石圈也必然在大陆边缘的海沟处沿着削减带向大陆岩石圈之下俯冲，消亡于软流圈中。由于洋底一面生长，一面消亡，不