构造地质学 第2章 沉积岩层的基本产状

构造地质学StructuralGeology12023/3/30思考讨论题为什么要研究沉积岩的原生构造？沉积岩的顶、底面如何识别？软沉积物变形的机理？第一讲22023/3/30StructuralGeology沉积岩层的基本产状第二讲32023/3/30面状构造及线状构造的产状要素岩层的出露状态沉积接触关系的类型内容提要面状构造及线状构造的产状要素岩层的出露状态沉积接触关系的类型42023/3/30一、地质体的基本产状

地质体是泛指任何成因的天然岩石体，包括沉积成因的层状岩石和喷出成因的层状火山岩，以及侵位成因的岩浆岩体。

虽然地壳中地质体的成因、规模、形态、结构差别极大，但从几何学的观点看，各种地质体的构造都可归纳为面状构造和线状构造。面状构造有层理、节理，断层等，以及一些只有几何意义的结构面，如褶皱的轴面等。线状构造包括所有呈线状习性的构造和各种平面间的交线，如褶皱枢纽、轴迹和线理等。52023/3/30一、地质体的基本产状

产状要素是用来规定面状构造或线状构造在三维空间的产出状态的，用其与水平参考面和地理方位间的关系来表示。

62023/3/301、面状构造的产状要素

平面的产状是以其在空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示。1．走向

倾斜平面与水平面的交线叫走向线（右图中的AOB），走向线两端延伸的方向即为该平面的走向。一走向线两端的方位相差180º，通常以其NE或NW端的方位来表示，任何一个平面都有无数条相互平行的、不同高度的走向线。72023/3/301、面状构造的产状要素

2．倾向

倾斜平面上与走向线相垂直的指向下方的斜线叫倾斜线（下图中的OD），倾斜线在水平面上的投影所指的平面倾斜的方位即倾向（下图中的ODˊ）。

3．倾角

倾角是指平面上的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角（右图2中的α），即为在垂直该平面走向的横剖面上量度的该平面与水干面间的二面角。82023/3/301、面状构造的产状要素

当观察剖面与岩层走向斜交时，岩层与该剖面的交迹线叫视倾斜线（下图中的HD，HC），视倾斜线与其在水平面上投影线间的夹角（图中的βˊ、β）称为视倾角，也叫假倾角。视倾角的值小于倾角的值。倾角与视倾角的关系如图所示可用数学式表示为：tgβ=tgα·cosω。当视倾向越偏离倾向时，视倾角越小，而当视倾向平行走向时，视倾角等于零。我们可用赤平投影、查表或列线图等简便的方法求出已知面状构造在任一方向剖面上的视倾角。92023/3/30２、线状构造的产状要素

直线的产状是指直线在空间的方位和倾斜程度。直线的产状要素包括倾伏向和倾伏角或用其所在平面的侧伏角和侧伏向来表示。

102023/3/30２、线状构造的产状要素

1．倾伏向（指向）倾伏向（指向）是指某一直线在空间的延伸方向，即某一倾斜直线在水平面上的投影线所指示的该直线向下倾斜的方位，用方位角或象限角表示。2．倾伏角倾伏角是指直线的倾斜角，即直线与其水平投影线间所夹之锐角[图中的γ。112023/3/30２、线状构造的产状要素

3．侧伏角和侧伏向当线状构造包含在某一倾斜平面内时，此线与该平面走向线间所夹的锐角即为此线在那

个面上的侧伏角[图中之θ]。侧伏方向或侧伏向就是构成上述锐夹角的走向线的那一端的大致方向，如图2—3（B）中的40ºNE，即表示侧伏角为40º及构成40º夹角的走向线一端的大致走向朝北东，即侧伏向北东。

122023/3/30面状构造及线状构造的产状要素岩层的出露状态沉积接触关系的类型内容提要132023/3/30一、概述

地壳中各种沉积岩系的分界面以及不整合面和断层面等都是地质界面。各种地质界面在地表的出露线或界面与地面的交迹线即地质界线。地质界线的形态取决于地质界面的形态、产状和地面起伏状态。

142023/3/30当地面接近于水平面或可近似地视其为水平面时，地质界线就是地质界面与水平面的交迹线，其形态只取决于地质界面的形态和产状，当地形是一个波状起伏的曲面时，它与各种产状，形态的地质界面相交的迹线，即地质界线的出露形态是不同的。

一、概述

152023/3/30二、水平岩层

岩层面呈近水平状态，即同一层面上各点的海拔高度都基本上相同的岩层，称为水平岩层

162023/3/30二、水平岩层

水平岩层具有如下特征：在地形地质图上，岩层面的出露界线与地形等高线平行或重合。在山顶或孤立山丘上的地质界线呈封闭的曲线。172023/3/30二、水平岩层

在沟谷中呈尖齿状条带，其尖端指向上游。182023/3/30二、水平岩层

岩层出露宽度是其上层面与下层面出霹界线间的水平距离。同一厚度的岩层，其出露宽度取决于地面的坡度，坡度愈缓，出露宽度愈大。当地面坡度一致时，厚度大的岩层出露宽度大，厚度小的岩层出露宽度小。192023/3/30在岩层层序正常的情况下，地质时代较新的岩层叠置在较老的岩层之上。若地形切割轻微，地面只出露最新的地层，如地形切割强烈、沟谷发育，则在低洼处出露较老的地层，自谷底至山顶地层时代逐渐变新。二、水平岩层

202023/3/30二、水平岩层

岩层顶、底面之间的垂直距离为岩层的厚度。水平岩层的厚度即其顶、底面间的标高差，岩层厚度在较大范围内基本一致，有时会向侧方变薄或尖灭，呈楔状或透镜状。

212023/3/30三、倾斜岩层

原始水干岩层因构造作用而改变其水平产状，则形成倾斜岩层，它是变形岩层和构造中最基本的一种。倾斜岩层可以展布很广，成为区域性构造，但更常常是某种构造的一个组成

部分，如大褶皱的一翼或大断裂的一盘。

222023/3/30三、倾斜岩层

倾斜岩层在地表的出露界线或地质界线常以一定规律展布。穿越沟谷和山脊的地质界

线的平面投影均呈“V”字形态，这种规律叫“V”字形法则。232023/3/30三、倾斜岩层

当倾斜岩层的地质界线与沟谷或山脊直交或大角度相交时，形成“v”字形。通过沟谷时，在大多数情况下，地质界线凸出的“V”字形尖端指向岩层的倾斜方向。242023/3/30三、倾斜岩层

当地层倾向与地形坡向相反时，在山脊和沟谷中出露的“Ｖ”字形与等高线形态一致，地质界线的紧闭程度比等高线的紧闭程度开阔。252023/3/30三、倾斜岩层

当岩层倾向与地形坡向一致时，若地层倾向大于地形坡度，则在在山脊和沟谷中出露的“Ｖ”字形与等高线形态相反。262023/3/30三、倾斜岩层

当岩层倾向与地形坡向一致时，若地层倾向小于地形坡度，则在在山脊和沟谷中出露的“Ｖ”字形与等高线形态一致。地质界线的紧闭程度比等高线的紧闭程度大（右图Ａ）。272023/3/30三、直立岩层

直立岩层在平面图上为一直线，不随地形的山脊和水谷而变化。282023/3/30292023/3/30面状构造及线状构造的产状要素岩层的出露状态沉积接触关系的类型内容提要302023/3/30地层间的沉积关系是构造运动和地质发展史的记录。沉积接触关系基本上可分为整合接触和不整合接触两大类型。一、概述

312023/3/30二、整合接触

当一个地区较长时期处于地壳运动相对稳定的条件下，即沉积盆地缓慢下降，或虽处于上升、但未超过沉积基准面以上，或地壳升降与沉积处于相对平衡的状态时，沉积物一层层地连续堆积，没有沉积间断，这样一套相互平行或近于平行的、连续沉积的新老地层之间的接触关系，称为整合接触。

322023/3/30三、不整合接触

不整合接触是指呈沉积接触关系的上下两套地层之间有明显的沉积间断，或两套地层之间有明显的地层缺失。不整合面出露界线为不整合线，是重要的地质界线之一。上下两套地层的沉积间断期是地质历史中的一段时间间隔。在此期间，或是由于所在区域上升没有接受沉积，或是那部分地层因区域上升而被侵蚀。332023/3/30不整合接触的类型有两种，即平行不整合接触和角度不整合接触。1．平行不整合接触平行不整合接触又称假整合接触，主要表现是不整合面上下两套地层的产状彼此平行。三、不整合接触

342023/3/30三、不整合接触

2．角度不整合接触角度不整合接触主要表现为不整合面上下两套地层产状不同、以角度相交。当两者相交的角度很微小时（<10º），可称为徽角度不整合接触。

352023/3/30四、不整合接触的表现１、平行不整合接触由于不整合面上下两套地层产状彼此平行、且不整合面因长期受风化剥蚀，故常被夷平

为较平坦的面，因此，在地质图和剖面图上，不整合面与其上下两套地层产状一致，即倾向、

倾角相同，不整合线及地质界线与整合的地质界线相似。

362023/3/30四、不整合接触的表现２、角度不整合接触不整合面上下两套岩层除产状不一致外，并且常见两套地层的褶皱型式和变形强弱程度不同、断裂构造的发育程度和方向不同、上下两套地层的构造线方向截然不同及变质程度不同等。在地质图和剖面图上，角度不整合接触表现为上覆一套较新地层的底面地质界线，即不整合线截切下伏较老地层不同层位的地质界线。通常以上覆地层的底面代表不整合面。

372023/3/30当不整合面被剥蚀得局部起伏不平时，后来新的造岩物质堆积、充填在低凹部位，因而在不整合面的局部会产生上覆新地层和下伏老地层均与不整合面呈交截的现象。这种新沉积物充填于侵蚀凹地之中，如同新地层嵌于下伏地层中的现象，叫嵌入不整合接触（下图A处）。不整合面起伏不平引起局部新岩层在横向上与不整合面呈截切的现象，叫毗连不整合接触（下图B处），这种不整合接触现象可见于断陷盆地边缘。

四、不整合接触的表现382023/3/30自然界中不整合接触的形态是多种多样的，它们在时间关系上和空间展布上都很复杂，会出现互相过渡、转化等错综复杂的关系。例如，上下两套地层呈角度不整合接触关系，在部分露头上或小范围内，彼此产状也可能是平行的。但是，通过区域地质调查和填图就会发现，上覆地层在不同地方会与下伏不同层位的老地层接触。这就说明，从局部地区的表征来看是平行不整合接触，而从较大区域来看却是角度不整合接触。这种不整合接触现象称为地理不整合接触或区域不整合接触。

四、不整合接触的表现392023/3/30由于沉积区的范围和位置的变化，可能造成盆地边缘区特殊的沉积接触关系。当新沉积物的展布面积超过早先的盆地边界而覆盖在原为剥蚀区的更老的基底之上时，使先沉积的地层产生尖灭现象，这种现象叫超覆。

四、不整合接触的表现402023/3/30五、不整合接触的研究意义不整合接触从一个方面记录了地壳运动的演化历史，不仅体现了岩层在空间上的相互关系，也反映了在时间上的发生顺序。

平行不整合接触的形成过程为：下降、沉积一上升、沉积间断，遭受剥蚀+再下降、沉积。

角度不整合接触的形成过程为：下降、沉积一褶皱、断裂、变质作用或岩浆侵入、不均匀隆起，沉积间断并遭受剥蚀一再下降、沉积。因而，地层不整合接触关系是研究地质发履历史、鉴定地壳运动特征和时期的一千重要依据。

412023/3/30五、不整合接触的研究意义在岩石地层学上，不整合接触是划分地层单位的依据之一，不整合线是地质填图的一个重要地质界线。对不整合接触在空间上的分布及其类型变化的研究，有助于了解古地理环境的变化。在不整合面上及邻近的岩层中，常可形成铁，锰、磷和铝土矿等沉积矿产；不整合面是一个构造软弱带，宜于岩浆和含矿溶液活动，故常可形成各种热液型矿床，也有利于石油、天然气和地下水的储集。

422023/3/30六、不整合接触的研究方法1．确定不整合接触存在的标志据地层古生物方面的标志确定有沉积间断，据沉积方面的标志（如风化壳、残积物和底砾岩等）确定不整合面的位置，进而对不整合面上下两套地层的构造特点进行研究。由于它们经历了不同的地壳发展历史，故在构造上有不同的特点，如两套地层产状不一致，构造线方向截然不同，褶皱样式和强弱有明显的区别，节理和断层的发育程度，类型，产状不同。不同的地壳运动历史也必然造成岩浆活动的类型和特点及变质程度的差异，但要注意将断层作用所造成的两套不同地层的接触与沉积不整合接触区分开来。

432023/3/30六、不整合接触的研究方法2．不整合接触时代的确定不整合接触形成的时代通常相当于呈不整合接触的上下两套地层之间所缺失的那部分地层的时代。角度不整合接触的时代是构造运动相对强烈的时期（即构造幂）。当缺失地层较少时，不整合接触形成的时代较为确切，若上下两套地层时间间隔