构造地质学课件

構造地質學

StructuralGeology緒論基本要求明確基本概念及構造地質學的研究對象構造地質學的研究意義學好構造地質學的基本途徑構造分析的基本原則古典構造地質學與現代構造地質學地質學：地質學是關於地球的物質組成、內部構造、外部特徵、各層圈之間的相互作用和演變歷史的知識體系。

一、基本概念地質學的一個基本研究內容就是通過對地球物質和結構狀態的研究，揭示地球，特別是地球表面的演化歷史。構造地質學岩石學、地球化學構造：地質構造的簡稱。地殼或岩石圈各個組成部分的形態及其相互結合的方式和面貌特徵的總稱。包括沉積岩體的構造，岩漿岩體的構造和變質岩體的構造。構造地質學是研究地殼中地質構造的一門學科。具體講就是：研究各種地質構造的位置，形狀、大小及埋藏深度，研究各種地質構造的組合關係，分佈規律，研究各種地質構造的成因機制、形成時間和演化過程。即形態學（幾何學）、運動學和動力學。地質構造的成因分類：原生構造（primarystructure）：岩石或岩層在形成過程中產生的原始位態或面貌，如沉積岩的層理和火山岩的流動構造等。變形構造（deformationstructure）：原生構造在地質應力作用下發生位態或面貌的改變形成的構造，如褶皺、斷層等。（構造地質學的主要研究內容）構造地質學（廣義）研究規模劃分全球構造：如板塊大型構造：如造山帶幾十公里範圍內的構造

露頭或手標本規模的構造

光學顯微鏡下觀察到的構造

電子顯微鏡下觀察到的構造大地構造學構造地質學（狹義）構造物理學中型構造：小型構造：顯微構造：超顯微構造：全球構造大型構造中型構造小型構造顯微構造二、構造地質學的研究意義1.理論意義

闡明地質構造在空間上的相互關係和時間上的發育順序，探討地殼構造的演化和地殼運動規模及其動力來源。海陸變遷與環境變化印度-歐亞板塊的碰撞，青藏高原的隆起與第四紀以來的環境變遷山脈的隆升與氣候、環境變遷秦嶺的分隔作用中國南北地質、地理、植物、氣候、人文分界控制第四紀環境變遷的重要因素——黃土分佈，北方乾旱化青藏高原隆升與世界第一大峽谷——雅魯藏布江大峽谷高原隆升與東亞季風雅魯藏布江與山脈走向平行，大峽谷構成印度洋暖濕氣流通道2.實際意義a資源開發b工程建築地震預報防災減災c固體礦產、油氣、地下水等的勘測和開發水庫、大型建築及國防設施的選址和鐵道選線的基礎地震的成因主要是構造地震，特別是斷層的活動引起的。因此對斷層的檢測是地震預報的基礎。對於其他自然災害，如泥石流滑坡的診斷與防治構造地質學與油氣勘探塔里木盆地北部庫車坳陷BC95—230地震解釋剖面克拉2氣田是西氣東輸氣源地三峽工程壩址選擇基底：岩性，堅固性，滲水率山體移動應力釋放，岩崩地震區域穩定性：穩定地塊，活動帶斷層活動性邊坡穩定性……...地震——對人類威脅最大的自然災害之一1999.8.17日3時7分土耳其西部和中部發生7.8級大地震，造成巨大損失。死亡人數超過4萬人，其中工業省份科賈埃利省傷亡最大。一座大煉油廠原計畫賣出17%股份，價值7.26億美元，頃刻之間毀於一旦。2008年5月12日14時28分，四川汶川發生8.0級地震

汶川強震震中構造示意圖與震源機制解釋日本於當地時間2011年3月11日14時46分發生裏氏9.0級地震，震中位於宮城縣以東太平洋海域，震源深度20公里。地震引發大規模海嘯，造成重大人員傷亡，並引發日本福島第一核電站發生核洩漏事故。地震引起的海嘯2004年12月26日在蘇門答臘島西北端附近的印度洋上發生的地震引起的海嘯導致超過22.5萬人死亡全球地震與火山分佈圖板塊邊界是地震的主要分佈地帶天然地震絕大部分是構造地震地震能夠預防嗎？可以。但是，首先需要瞭解地震發震機理，學習構造地質學然後，通過系統研究……，提出解決方案。三、構造地質學的研究方法

(一)構造與其他學科的關係構造地質學基礎研究普通地質學古生物地層學岩石學應用領域廣泛找礦地震工程水文軍事電腦科學地貌測繪採礦製圖學遙感地質地球物理同位素地質學模擬實驗地球化學研段手究

(二)構造地質學的研究方法

地質構造存在於一定時間、空間範圍的地質體——地層或岩石中。

(1)歷史地質分析與構造變形分析相結合法。(2)地質製圖是構造地質研究中必需採用的另一重要方法。地質構造以一定的產狀、形態、規模存在於三維空間之中。因此，將野外觀測到的各種地質現象，用一定比例尺的平面地質圖、剖面圖及其他圖件表示出三維空間的構造形態是十分重要的。

(3)顯微構造與組構的幾何分析方法

在深入研究岩石變形過程中物質的運動和導致變形的作用力等方面具有重要意義。運用這種方法除要求具備堅實的岩石學與野外地質工作的基礎外，還須掌握顯微鏡和費氏臺的工作方法。由於透射電鏡與電子電腦等先進技術的引入，大大豐富了實驗構造地質學的內容，提高了實驗構造地質學的水準，並使構造研究深入到超微觀的晶體變形中成為可能。

(4)實驗構造地質學

作為深入研究構造地質的一種有效手段，已越來越為人們所重視，也是近年來地質研究中進展比較顯著的一個領域。它在從定性的物理模擬到定量的電腦數學模擬；從常溫、常壓條件下的實驗到高溫、高壓條件下的實驗；從宏觀的岩石礦物的實驗到微觀的模擬礦物變形實驗等方面都有顯著進展。（5）辯證思維方法地質構造往往是在漫長的地質歷史中形成的。這種過程是人類歷史無法經歷和難以重複的，也是野外觀測中難以全面觀察到的。因此，運用辯證的思維方法，分析和評價野外所獲得的資料就顯得特別重要。

構造地質學的研究方法為反序法，即從結果－成因。——將今論古四、構造解析的基本原則

如何研究構造，認識其基本面貌，揭示其發展過程和形成原因，一直是構造地質學家不懈探索的課題，並從不同視角提出了各種研究方法和思路。各大學派都稱應用辯證唯物主義思想來進行。陳國達提出歷史－因果分析法；李四光運用地質力學方法；馬杏垣提出研究構造解析原則，為觀察、分辨、分析和處理構造樹立了一條正確的構造觀和方法論。

解析包括幾何學的、運動學的和動力學的解析三個方面。而所謂解析，也是一種思維方法，即把整體分解為部分，把複雜的事物分解為簡單的要素加以研究的方法。(1)幾何學解析就是認識和測量各類各級構造的形態、產狀、方位、大小、構造內部各要素之間及該構造與相關構造之間的幾何關係，從而建立一個完整的具有幾何規律的構造系或型式。幾何學分析提供的資料和數據則是運動學和動力學分析的基礎。(2)運動學解析的目的在於再現岩石形成至變形期間所經歷的過程和發生的運動，主要是通過對岩石或岩層中的構造，尤其是次生構造的分析揭示其運動規律，解釋改變岩層和岩體的位置、方位、大小和形態的平移、轉動、體變及形變的組合情況。

(3)動力學解析是要闡明產生構造的應力和力學過程，其目的是查明變形應力的性質、大小。在進行動力學分析時，常常要求定量評價地質標誌體的原始大小和形狀的改變程度，即進行應變分析。所以，應變分析已成為構造分析的基礎。

地質構造是地質演化至今的一個畫卷，而且是一個殘破的畫卷。構造地質學家的任務就是從現狀重塑原態，從現今再現歷程。五

古典構造地質學與現代構造地質學

從十八世紀開始，就有人指出了山脈的帶狀構造，對褶皺進行了模擬實驗。但構造地質學的真正形成，應始於1850年。19世紀後期至20世紀初，構造地質學特別繁盛。

到了1920年，有人詳細地研究了阿爾卑斯山脈的地質構造，確立了推覆構造的存在，從而確立了造山旋回論，此即稱為古典構造地質學或古典造山論。古典構造地質學主要是在生物地層學的基礎上，在研究阿爾卑斯山脈的基礎上發展起來的，它基本上是一種“固定論”的觀點，認為海、陸是永恆的。

1912年，德國氣象學家魏格納（A.Wegener）的大陸漂移說問世。魏格納起初在研究世界地圖時發現，大西洋兩岸非常相似。後來，又由於一些偶然的機會，收集到了一些重要的資料：南美的巴西和非洲大陸有極其相似的古生物。於是，魏格納對地質學和古生物學的成果產生了極大的興趣，並逐漸得出肯定的結論：大陸在地球表面經過了漂移才到了現在的位置，兩億年前大西洋並不存在，而那時的美洲大陸和非洲大陸是連在一起的。大陸漂移說在當時產生了巨大的影響，在地質學家和地球物理學家當中引起了激烈的論戰，並斷續持續到現在。因此有人認為，從19世紀20年代至今，可謂“現代構造地質學”。

古典構造地質學是以地層層序學為基礎並以它為手段建立起來的；而現代構造地質學則是除了涉及到地層學和岩石學等之外，還涉及到地球物理學和地球化學。

現代構造地質學和古典構造地質學的最大不同是，前者的研究對象不限於造山帶，而且涉及到大陸、大洋等各方面。構造地質學研究範疇：

1、空間方面：主要研究構造的形態特徵、分佈與組合形式（幾何學）；

2、時間方面：主要研究構造的形成順序與演變（運動學）；

3、成因方面：主要研究構造的形成機制及其發育的地質條件（動力學）。附錄：相關知識地質圖上的著色絕對年齡地層代號及色譜下古生界上古生界加裏東運動海西運動印支運動燕山運動喜馬拉雅運動全球板塊運動過程現代K/T分界晚白堊世晚侏羅世早侏羅世早三疊世晚二疊世早石炭世早泥盆世中志留世晚寒武世晚元古代50Ma年以後150Ma年以後250Ma年以後褶皺的幾何分析水準地層傾斜地層向上凸起向下彎曲褶皺是由岩石中的各種面(如層面、面理等)的彎曲而顯示的變形。褶皺是地殼中一種最基本的構造型式和最引人注目的地質現象。褶皺的研究對於揭示一個地區的地質構造及其形成和發展具有重要的意義。褶皺與許多礦產的形成及其產狀和分佈的關係極為密切。因此，研究褶皺也具有重要的實際意義。褶皺的形態千姿百態，複雜多樣褶皺的形態千姿百態，複雜多樣河南省盧氏縣桃花一帶發育於寬坪群中的褶皺發育於河南省熊耳山地區太華群片麻岩中的腸狀褶皺若爾蓋地塊紮尕山組地層中平臥褶皺褶皺的規模差別極大澳大利亞麥克唐奈褶皺顯微鏡下的褶皺絹雲母石英千枚岩內顯微褶皺構造

褶皺的幾何學分析第一節：褶皺和褶皺要素第二節：褶皺的描述第三節：褶皺的分類第四節：褶皺的組合型式第五節：疊加褶皺第六節：褶皺形成時代的確定一、褶皺的基本類型背形向形背斜向斜

第一節褶皺和褶皺要素

背(向）形：兩側褶皺面相背（向）傾斜的上凸（下凹）彎曲。背形向形中性褶皺

背斜：老地層為核，新地層為翼的褶皺。向斜：新地層為核，老地層為翼的褶皺。中性褶皺：褶皺面不上凸也不下凹，而是凸向旁側軸面是一個假想的面，可以是平直的，也可以是曲面。二、褶皺要素

核翼拐點翼間角轉折端樞紐脊線和槽線軸面注意區分樞紐和脊線及槽線！！軸面與地面或其他任何面的交線稱軸跡。軸面樞紐（褶軸）翼翼樞紐傾伏角褶皺要素示意圖褶皺的幾何學分析第一節褶皺和褶皺要素第二節褶皺的描述第三節褶皺的分類第四節褶皺的組合型式第五節疊加褶皺第六節褶皺形成時代的確定轉折端形態翼間角和褶皺的緊閉度褶皺的波長和波幅褶皺的對稱性樞紐的產狀軸面產狀褶皺的平面形態第二節褶皺的描述（正交剖面上）1．轉折端形態圓弧形褶皺箱形褶皺尖棱狀褶皺撓曲52、翼間角和褶皺的緊閉程度平緩褶皺開闊褶皺中常褶皺

緊閉褶皺等斜褶皺3．褶皺的波長、波幅

波長：兩個相間拐點間的距離。波幅：中間線與樞紐點之間的距離。波長和波幅是描述褶皺規模的參數之一。包絡面4．褶皺的對稱性

對稱褶皺：兩翼等長的褶皺

不對稱褶皺：兩翼不等長的褶皺。包括長翼和短翼長翼短翼不對稱褶皺的倒向不對稱褶皺形態不對稱褶皺的倒向及意義褶皺的倒向：不對稱褶皺軸面傾倒的方向由於岩層彎曲產生層間滑動，使柔性岩石形成低序次的層間拖褶皺

根據從屬褶皺的形態變化，可以判斷它們所屬的高一級褶皺的幾何性質、即通過同一褶皺上各從屬褶皺樞紐連面構成的包絡面，代表高一級褶皺面的褶皺形態。根據不對稱從屬褶皺軸面與其上、下相鄰的褶皺面或包絡面所夾的銳角，可以指示相鄰層的相對滑動方向，確定岩層層序是正常或倒轉，以及背斜和向斜的相對位置。5、樞紐產狀（指向、傾伏角）水準褶皺（0-10o）傾伏褶皺（10o-70o）傾豎褶皺（70o-

90o）傾伏端：當樞紐傾伏時，同一褶皺面的兩翼在平面上匯合，匯合部稱為傾伏端。背斜傾伏端的岩層產狀表現為向外傾斜向斜傾伏端的岩層產狀表現為向內傾斜軸面的確定軸面是樞紐的連面對稱褶皺軸面為褶皺兩翼平分面也可以根據軸跡方位，通過赤平投影方法確定（第十二章涉及）6、軸面產狀及其與兩翼的關係兩翼傾向相反、傾角近相等、軸面近直立。兩翼傾向相反、傾角不等、軸面傾斜。兩翼向同一方向傾斜，一翼地層倒轉,軸面傾斜。軸面與兩翼近水準，一翼地層正常，另一翼地層倒轉平臥褶皺倒轉褶皺7、褶皺平面形態等軸褶皺(長寬比近於1：1)短軸褶皺(長寬比近於3：1)線狀褶皺(長寬比大於10：1)穹隆構造（等軸狀褶皺）穹隆構造就像是一頂帽子

第三章褶皺的幾何學分析第一節褶皺和褶皺要素第二節褶皺的描述第三節褶皺的分類第四節褶皺的組合型式第五節疊加褶皺第六節褶皺形成時代的確定第三節褶皺的分類一、褶皺的位態分類二、褶皺的理想幾何形態分類三、等斜線的褶皺分類四、根據組成褶皺的各褶皺層的厚度變化分類五、根據組成褶皺的各褶皺面之間的幾何關係一、褶皺的位態分類（Reckard分類）褶皺在空間的位態取決於軸面和樞紐的產狀。命名原則：軸面產狀＋樞紐產狀＋褶皺＝褶皺名稱樞紐傾伏角直立水準褶皺斜歪水準褶皺平臥褶皺直立傾伏褶皺斜歪傾伏褶皺斜臥褶皺傾堅褶皺樞紐和軸面傾向和傾角基本一致，樞紐在軸面上的側伏角為80-90度直立水準褶皺直立傾伏褶皺斜臥褶皺大型平臥褶皺傾豎褶皺二、褶皺的理想幾何形態分類（瞭解）圓柱狀褶皺轉折端成圓弧狀的褶皺面，可看作是一條直線在空間平行自身移動而構造的一個曲面。這條直線稱褶皺軸。非圓柱狀褶皺三、等斜線的褶皺分類（重點）褶皺形態的變化主要反映在褶皺面形態的變化或褶皺層的厚度變化上。蘭姆賽（J.G.Ramsay,1967）根據褶皺層上、下介面的相對曲率及其變化，按等斜線的排列型式，提出形態的系統分類。等斜線：褶皺在正交剖面上褶皺層的上、下介面的相同傾斜點的連線。1.在正交剖面上，用透明紙描繪出各褶皺面的跡線；2.在樞紐處，平行岩層的方向作零度基準線；03.在褶皺層上、下介面作出與基準線方向成α角的切線，將這兩切點相連，即為α角的等斜線；204.按一定角度間隔作出等斜線I類：等斜線向內弧收斂，內弧曲率總是比外弧大。II類：等斜線互相平行且等長，褶皺層的內弧和外弧的曲率相等。典型的相似褶皺III類：等斜線向外弧收斂，向內弧撒開，外弧曲率大於內弧。典型的頂厚褶皺IA型：等斜線向內弧強烈收斂，內弧曲率遠比外弧大，頂薄褶皺IB型：等斜線向內弧收斂，並與褶皺面垂直，各線長短大致相等，褶皺各層真厚度不變，平行褶皺IC型：等斜線向內弧輕微收斂，兩翼有變薄的趨勢，IB型向II類過渡型頂厚褶皺(北京西山)四、根據組成褶皺的各褶皺層的厚度變化分類

範海斯（C.R.Vanhise,1896）1、平行褶皺2、相似褶皺褶皺作平行彎曲，等厚褶皺、同心褶皺。發育於岩性一致的強岩層和地殼較淺構造層次中各褶皺面作相似的彎曲，曲率相同，無共同曲率中心。兩翼薄，轉折端加厚。發育於較軟弱岩層和中深及較深構造層次中。平行褶皺五、根據組成褶皺的各褶皺面之間的幾何關係分類（瞭解）1、協調褶皺2、不協調褶皺褶皺中各彎曲形態彼此明顯突變，各層褶皺的大小、形態各異，無明顯幾何規律。褶皺中各彎曲形態保持一致或呈有規律的漸變過渡關係，無突變現象，如相似褶皺和平行褶皺。四川平武志留系不協調褶皺發育於錫礦山仙人界地區的不協調褶皺

褶皺的幾何學分析第一節：褶皺和褶皺要素第二節：褶皺的描述第三節：褶皺的形態分類第四節：褶皺的組合型式第五節：疊加褶皺第六節：褶皺形成時代的確定第四節褶皺的組合型式褶皺的組合型式在同一構造運動時期和同一構造應力作用下，成因上有聯繫的一系列背斜和向斜組成的具有一定幾何規律的褶皺的總體樣式。組合型式反映區域應變場特徵褶皺形成機制及地殼運動性質基本型式全形褶皺（阿爾卑斯型）斷續褶皺（日耳曼式）過渡型褶皺（侏羅山式）一、全形褶皺（阿爾卑斯型）特徵：帶狀分佈、走向平行於構造帶延伸方向背、向斜同等發育，佈滿全區構成複背斜和複向斜扇形複背斜(A)和倒扇形複向斜(B)示意圖二、斷續褶皺（日耳曼式）組合特徵：背斜和向斜不同等發育，以背斜為主向斜構造不明顯，形態決定於背斜發育情況形態多為地層產狀非常平緩的大型開闊褶皺（以穹隆構造和構造盆地為主）常獨立產出或組合成雁列式背斜發育為主穹隆構造雁列式排列軸跡：軸面與地面或其他任何面的交線長垣：是一個長條形的隆起，其上由一系列平緩寬大的背斜沿其軸向的方向排列而成。大慶長垣構造特徵介於前二者之間，可分為：

隔檔式褶皺

隔槽式褶皺三、過渡型褶皺（侏羅山式）背、向斜相互平行，但發育程度不同。背斜發育完整，窄而緊閉；向斜開闊平緩。隔檔式褶皺向斜緊閉，形態完整，背斜開闊平緩。隔槽式褶皺經典的侏羅山式褶皺組合瑞士侏羅山剖面共同特點：背斜和向斜的變形強度不同；較緊閉的褶皺和較開闊的褶皺相間排列。成因：一般認為是沉積蓋層沿剛性基底滑脫而形成。小型滑脫帶和侏羅山式褶皺補充：褶皺在平面上的組合類型1、平行褶皺

一系列背斜和向斜相間排列，軸線彼此平行。由區域水準擠壓應力場形成。四川旺卷縣的平行褶皺2、雁列式褶皺柴達木盆地紅三旱地區雁列褶皺由一系列背斜和向斜組成，軸線斜列分佈，形如“雁行排列”。反映受區域水準力偶（扭應力）作用而形成。3、帚狀褶皺一系列背斜相間排列，一端收斂，一端撒開，平面組合為掃帚狀。由區域水準旋扭應力場形成。4、“S”或反“S”形褶皺由一系列背、向斜褶皺在平面上組合成“S”形或反“S”形的褶皺帶。反映了區域扭應力場的作用。柴達木盆地中的反“S”形褶皺

第三章褶皺的幾何學分析第一節：褶皺和褶皺要素第二節：褶皺的描述第三節：褶皺的分類第四節：褶皺的組合型式第五節：疊加褶皺第六節：褶皺形成時代的確定第五節疊加褶皺疊加褶皺又稱重褶皺，是指已經褶皺的岩層在後期變形過程中又發生彎曲變形而形成的褶皺。疊加褶皺反映了多期變形的結果。一、疊加褶皺的三種基本型式疊加褶皺的幾何學特徵是多次褶皺作用的幾何效應相互複合或干擾的結果。在疊加褶皺中，由於前、後兩期褶皺的構造方位、形態、位態，疊加方式和規模，以及疊加強度和岩石力學性質的差異，因此，疊加褶皺形態十分複雜，類型極其繁多，曾有多種分類。Ramsay(1967，1987)以規模近似的兩期褶皺疊加為例，提出三種最基本的疊加型式。兩期褶皺皆為直立褶皺，軸向大角度相交或垂直。背斜背斜穹隆構造向斜向斜構造盆地向斜背斜鞍狀構造第一型視頻1、三疊系;2、二疊系;3、石炭系;4、泥盆系;5、志留-寒武系;6、元古界;7、花崗岩;8、斷層圖3-41湖南邵陽漣源一帶地質略圖早期褶皺為等斜或平臥褶皺，晚期為直立褶皺，兩者樞紐大角度相交當晚期褶皺作用時，早期的軸面、樞紐一起褶皺，水準切面上形成新月型或蘑菇型等。第二型視頻2型疊加褶皺露頭早期褶皺與晚期褶皺樞紐近於平行。早期褶皺的軸面和兩翼共同捲入後期褶皺，但樞紐不受影響第三型視頻疊加褶皺的野外觀察（1）重褶現象：在褶皺的同一切面上不僅有先存褶皺軸面的重新彎曲，而且還有相應的雙重轉折，使褶皺呈鉤狀。在褶皺範圍內出現雙重的褶皺要素。疊加後的褶皺（2）新生構造有規律的彎曲：新生面理或線理一般代表一期構造變形。它們有規律地彎曲，一般意味著新生褶皺變形面在新的構造應力場的又一次變形。

疊加後的S型褶皺

第三章褶皺的幾何學分析第一節褶皺和褶皺要素第二節褶皺的描述第三節褶皺的分類第四節褶皺的組合型式第五節疊加褶皺第六節褶皺形成時代的確定第六節褶皺形成時代的確定1、角度不整合分析法褶皺的形成總是與某個時期的構造運動相聯系，其時代的確定主要根據角度不整合接觸進行分析。不整合時代的確定？不整合形成的時代通常相當於呈不整合接觸的上下兩套地層之間所缺失的那部分地層的時代。即下伏最新地層與上覆最老地層之間的時代。第一種情況：不整合面以下的一套地層均褶皺，其上的地層未褶皺，則褶皺形成時代通常可看作與角度不整合接觸所代表的時代一致。第二種情況：不整合面上下兩套地層均褶皺，但褶皺的形態不相同，則至少發生了兩次褶皺運動。第三種情況：如果一個地區存在兩個角度不整合，且兩個不整合面上下地層均褶皺，並且褶皺形態也不一樣，則該區至少存在三次褶皺運動。海西期東吳運動印支運動燕山運動平行不整合角度不整合褶皺形成於S2之後D2之前。2.同位素年齡測定法

由岩漿上拱作用形成的褶皺，其形成時間就是岩漿岩體的同位素年齡。

構造運動不僅可以形成褶皺構造，而且常導致岩漿活動，可用岩漿岩的同位素年齡來確定褶皺的形成時期。參加褶皺變形的火山噴發岩或順層侵入岩的同位素年齡是褶皺形成的最早時刻，未參加褶皺變形的火山噴發岩或順層侵入岩的同位素年齡則是褶皺形成的最晚時刻。本章要點（內容多且重要）褶皺的基本類型和褶皺要素褶皺的描述褶皺的位態、等斜線分類褶皺的組合類型疊加褶皺的基本型式褶皺形成時代的確定斷層（fault）的幾何分析第一節斷層的要素和命名第二節斷層的識別和斷層岩第三節斷層位移方向的確定第四節斷層作用的時間性實習：讀斷層地區地質圖並求斷距斷裂：岩石受力而破裂的現象。斷裂構造：岩石在破裂變形階段產生的構造現象。破裂面：斷裂構造破壞岩層的完整性，並產生破裂面。斷層：破裂面兩側的岩石沿破裂面發生明顯位移的斷裂構造。節理：沒有發生明顯位移的斷裂構造（第七章）明確幾個概念：玄武岩的柱狀節理斷裂斷裂斷裂斷層（斷裂構造）斷層（斷裂構造）斷層（斷裂構造）斷層在剖面上的顯示注意：斷層在淺層次多為脆性，向深部常變成韌性。斷層的研究意義1、斷層與礦床礦床的形成、礦體產狀及其分佈等，常常受斷層構造的控制。岩漿、熱水溶液、含礦溶液最容易循斷裂帶侵入或充填，形成重要成礦帶。採礦過程中遇到斷層，礦層或礦體便會突然中斷，只有搞清斷層的產狀、性質和斷距，才能求出礦層等的去向。對於石油和天然氣來說，斷層是其運移的通道。2、斷層與工程建設進行工程建築、水利建設等，必須考慮斷層構造。例如水庫、水壩不能位於斷層帶上，以免漏水和引起其他不良後果；大型橋樑、隧道、鐵道、大型廠房等如果通過或坐落在斷層上，必須考慮相應的工程措施。3、斷層與地下水斷層構造與地下水的運移和儲集具有密切關係。如張性斷層帶往往構成良好的地下水通道；而壓性斷層帶由於擠壓密實，其中反倒常常無水，形成隔水牆。4、斷層與地震斷層，特別是活動性斷層是導致地震活動的重要地質背景。5、斷層與地貌斷層和地貌發育的關係至為密切。如斷陷盆地、斷層穀、飛來峰、大裂谷以及某些水文現象（如湖泊的形成，河流的發育等）都與斷層有關。

研究大型斷裂構造的空間展布和時間演化規律，對於認識區域構造的發育歷史和進行大地構造單元的劃分以及探討全球構造的演化規律，都具有重要理論意義。第一節斷層的要素與命名一、斷層的幾何要素和位移二、斷層的基本類型三、斷層的組合型式一、斷層的幾何要素和位移(1)斷層是一個面狀構造。斷層面：將岩塊或岩層斷裂成兩部分的破裂面。斷盤：斷層面兩側沿斷層面發生相對位移的岩塊。走向、傾向、傾角來表示。上盤、下盤；東盤、西盤；上升盤、下降盤。斷層面斷盤（上盤）斷盤（下盤）(2)位移直移運動：兩盤相對平直滑移。旋轉運動：兩盤以斷層面法線為軸發生相對轉動滑移多數斷層常兼具直移和旋轉兩種運動。關於位移的通用術語滑距兩盤實際的位移距離，即相當點之間的距離，如圖中的ab走向滑距總滑距在斷層走向線上的分量，如圖中的ac傾斜滑距：總滑距在斷層面傾斜線上的分量，cb水準滑距：總滑距在水平面上的投影，如am總滑距（擦痕）、傾斜滑距、走向滑距在斷層面上構成直角三角形。斷距被錯斷岩層在斷層兩盤產狀未改變的條件下其對應層之間的相對距離。地層斷距(ho)鉛直斷距(hg)水準斷距(hf)上述斷距可在垂直於被錯斷岩層走向的剖面上測得。在垂直於斷層走向的剖面上，可測得與垂直於岩層相當的各種斷距。視傾角鉛直地層斷距落差落差小於鉛直地層斷距鉛直地層斷距平錯二、斷層的基本類型（一）按斷層與有關構造的幾何關係分類（二）按斷層兩盤相對運動分類（重點）（一）斷層與有關構造的幾何關係分類（1）根據斷層走向與岩層走向的關係劃分：走向斷層：斷層走向與岩層走向基本一致。傾向斷層：斷層走向與岩層走向基本直交。斜向斷層：斷層走向與岩層走向斜交。順層斷層：斷層面與岩層層理面基本一致。（2）根據斷層與褶皺樞紐走向(或區域構造線)之間關係：縱斷層斷層走向與褶皺軸向一致或與區域構造線方向基本一致。橫斷層斜斷層斷層走向與褶皺軸向直交或與區域構造線方向基本直交。斷層走向與褶皺軸向斜交或與區域構造線方向斜交。（二）按斷層兩盤相對運動分類（重點）正斷層逆斷層平移斷層1、正斷層正斷層傾角一般較陡，大多在45°以上，常大於60°,但向深部通常變緩，形成犁（鏟）式斷層。斷層用紅線表示正斷層視頻正斷層的剖面形態a板形；b鏟形石油地質工作者常據斷層面傾向與兩盤地層傾向的關係將正斷層分為：正向正斷層、反向正斷層、屋脊式正斷層、反屋脊式正斷層。剝離斷層：多個高角度正斷層聯合成一個較大規模的低角度正斷層。2、逆斷層高角度逆斷層：傾角大於45度低角度逆斷層：傾角小於45度逆斷層視頻逆沖斷層：位移量很大的低角度逆斷層，傾角一般在30度左右或更小，位移量一般在數公里（通常為5公里以上）。逆沖斷層高角度逆斷層外來體原地地體推覆體逆沖岩席逆沖推覆構造推覆體：外來岩塊，因整體呈平板狀，又稱逆沖岩席。推覆體逆沖岩席老地層新地層構造窗飛來峰推覆構造：逆沖斷層與推覆體共同構成。一般發育於造山帶，前陸盆地邊緣。構造窗：推覆體由於後期的剝蝕，被外來岩塊包圍中出露的原地岩塊。飛來峰：若剝蝕嚴重，僅局部殘存在原地岩塊之上的外來岩塊。都江堰附近飛來峰上的“擬紡錘蟲筳”

野外工作中在都江堰附近發現了飛來峰構造，通過對地層內“擬紡錘蟲筳”化石的鏡下觀察初步確定其時代為晚石炭世-早二疊世，繁盛時代為早二疊世，其下伏地層為三疊系，說明其可能是在印支運動的逆沖推覆中被推移過來。J1P1逆沖斷層－新藏公路峽南橋岷江斷裂西側斷裂地點：川主寺兩盤沿斷層走向相對運動的斷層，斷層面產狀一般陡立。規模巨大的平移斷層常稱為走滑斷層。3、平移斷層右行走滑斷層左行走滑斷層左行或右行是指垂直斷層走向觀察斷層時，對盤向右滑動還是向左滑動。右行左行平移斷層視頻斷層通常具有正、逆與平移的過渡性質。平移－逆斷層逆－平移斷層平移－正斷層正－平移斷層主要的運動分量斷層的滑動線滑動線的側伏角在80度以上的為正（逆）斷層。滑動線的側伏角在10度以內的為平移斷層平移－正斷層正－平移斷層樞紐斷層斷層兩盤繞一垂直於斷層面的軸旋轉形成的斷層。旋轉軸位於斷層的一端。橫切斷層走向的各個剖面上的位移量不等旋轉軸不位於斷層的端點。旋轉軸兩側的相對位移方向不同三、斷層的組合型式正斷層的組合型式逆斷層的組合型式正斷層的組合型式1、階梯狀斷層由若干條產狀基本一致的正斷層組成，各條斷層上盤依次向同一方向降落，構成階梯狀。階梯狀斷層在區域性抬斜過程中，斷盤常沿弧形的斷層面發生一定的旋轉而構成階梯狀抬斜斷塊。階梯狀斷層抬斜斷塊斷階帶共同的上升盤2、地塹和地壘地塹：主要由兩條走向基本一致、相向傾斜的正斷層組成，兩條正斷層之間有一個共同的下降盤。地壘：主要由兩條走向基本一致、相背傾斜的正斷層組成，兩條正斷層之間有一個共同的上升盤。共同的下降盤若干條弧形或半環狀斷層圍繞著一個中心成同心圓狀排列。若干條斷層自一個中心成輻射狀排列。3、環狀和放射狀斷層（平面）4、雁列式和塊斷型斷層（平面）由若干條呈斜向錯列展布的正斷層構成兩組方向不同的大中型正斷層相互切割構成網路狀的組合二、逆斷層的組合型式1、疊瓦式逆沖斷層由一系列產狀相近的逆沖斷層上盤依次向上逆沖組成，在剖面上呈疊瓦狀。2、對沖式和背沖式斷層兩條相反傾斜、相對逆沖的逆沖斷層組成。兩條或兩組逆沖斷層從一個中心分別向兩個相反的方向逆沖老岩系一側逆沖於新地層之上，另一側則與新地層呈正斷層接觸，形成上寬下窄的楔形斷片。3、楔沖式斷層補充幾種常見的組合類型1、帚狀斷層（平面組合）由若干條弧形斷層組合而成，它們向一端收斂，向另一端撒開。平面上的帚狀斷層常具有平移性質，即主幹斷層為左旋，帚狀斷層也為左旋。若帚狀斷層凸側盤相對凹側盤向收斂方向移動，則帚狀斷層具有引張性質，常為張剪性斷層；若凸側盤相對向撒開方向移動，則帚狀斷層具有擠壓性質，通常為壓剪性斷層。2、“Y”字形斷層（剖面組合）“Y”字形斷層是由主幹斷層與其相應的上盤低級別斷層組合而成，在剖面上呈“Y”字形，是正斷層的組合類型。3、花狀斷層（剖面組合）剪切斷裂帶在淺部常表現為向上分叉、撒開的斷層組合，剖面上似花朵，稱為花狀構造，也稱棕櫚樹構造。正花狀構造是在壓剪性應力場情況下形成的，其主要特徵是扭動帶內斷片向上散開，向深處收斂變窄變陡，主斷層及分支斷層多具逆斷層性質，撒開的斷層間具地壘斷片，地層表現為背形。負花狀構造是在張剪性應力場條件下形成的，斷層向上分支並構成向形構造，主斷層及分支斷層多具正斷層性質，撒開的斷層間具地塹斷片。第二節斷層的識別和斷層岩斷層的識別斷層面產狀的測定斷層岩斷層的識別地貌標誌構造標誌地層標誌其他標誌地貌標誌斷層的識別斷層崖和斷層三角面阿爾金山前斷層三角面斷層三角面地貌標誌斷層的識別山脊錯斷與水系改向地貌標誌斷層的識別串珠狀湖泊和窪地與帶狀分佈的泉水構造標誌斷層的識別構造線和地質體的不連續構造標誌斷層的識別構造強化帶的出現，如強烈碎裂帶破碎帶破碎帶破碎面地層標誌斷層的識別地層的重複或缺失正斷層逆斷層其他標誌斷層的識別岩漿活動和礦化作用岩相或厚度的變化深大斷層常切到地殼深部，造成岩漿上湧，呈線狀斷續分佈。深度不同，岩漿成分不同。斷層面產狀的測定直接測量根據“V”字形法則判斷隱伏斷層據“三點法”根據地球物理資料注意：不能將所測的產狀作為整條斷層的產狀，因為斷層面可能是彎曲的。斷層面通常含水和礦物質，電法等地球物理手段會發現其與正常岩層的差異。斷層岩斷層帶中或斷層兩盤岩石在斷層活動中被改造形成的，具有獨特性的結構、構造和礦物成分的岩石。淺層次的脆性斷層深層次的韌性斷層斷層斷層岩淺層次的脆性斷層岩深層次的韌性斷層岩斷層岩淺層次的脆性斷層岩深層次的韌性斷層岩碎裂岩系列糜棱岩系列斷層角礫岩碎粒岩或碎斑岩碎粉岩假玄武玻璃斷層泥斷層角礫岩斷層角礫岩是由保持原岩特點的岩石碎塊組成。角礫被磨圓，形成透鏡體狀,常定向排列。斷層角礫岩的顯微結構斷層角礫岩（顯微鏡下）碎粒岩或碎斑岩被斷層兩盤研磨得更細的斷層岩，主要由原岩的岩粉、細顆粒或原岩的礦物碎粒組成。在偏光顯微鏡下，岩石具有壓碎結構。碎粒岩中如殘留一些較大礦物顆粒，則構成碎斑結構，這種岩石稱為碎斑岩。碎粉岩岩石顆粒被研磨得極細，粒度比較均勻。假玄武玻璃岩石在強烈研磨和錯動過程中局部發生熔融，而後又迅速發生冷卻，形成貌似玻璃質的岩石，稱之為玻化岩。斷層泥岩石強烈研磨成為泥狀，單個顆粒不易分辨，僅含少量較大顆粒，未固結。糜棱岩具有糜棱結構的岩石稱為糜棱岩。糜棱岩是強烈破碎塑變作用所形成的岩石。往往分佈在斷裂帶兩側，由於壓扭應力的作用，使岩石發生錯動，研磨粉碎，並由於強烈的塑性變形，使細小的碎粒處在塑性流變狀態下而呈定向排列。糜棱岩的粒度細小，但一般比較均勻，外貌緻密，堅硬，需借助顯微鏡才能分辨顆粒輪廓。有時在斷面上可見凸鏡狀定向排列的碎斑。斷層岩研究的意義斷層存在的標誌可指示斷層的屬性（是脆性還是韌性）根據斷層岩可測定斷層形成時的溫度和壓力為判斷斷層規模、活動史、活動深度的變化提供資訊斷層岩的結構幫助分析斷層相對運動方向第三節斷層位移方向的確定一、斷層效應二、斷層兩盤相對運動方向的確定一、斷層效應逆斷層？正斷層？視錯動由斷層引起的所有現象，稱為斷層效應。走向斷層引起的效應斷層性質斷層傾向與地層傾向關係二者傾向相反二者傾向相同斷層傾角大於岩層傾角斷層傾角小於岩層傾角正斷層地層重複地層缺失地層重複逆斷層地層缺失地層重複地層缺失斷層兩盤相對動向下降盤出現新地層下降盤出現新地層上升盤出現新地層2、正（逆）斷層引起的效應1、平移斷層引起的效應3、平移－正（逆）斷層引起的效應4、橫斷層引起的效應傾向斷層引起的效應（自學）1、平移斷層引起的效應傾斜岩層造成逆斷層的錯覺對於傾向斷層，當傾斜岩層順斷層面走向滑動時，剖面上會表現為正、逆斷層。順錯斷岩層傾向滑動的一盤剖面上表現為上升盤。平移斷層效應.swf2、正（逆）斷層引起的效應傾斜岩層下盤剝蝕夷平傾向斷層的兩盤沿斷層傾斜方向滑動時，侵蝕夷平後在水平面上兩盤岩層表現為水準錯移，給人以平移斷層的假像。在傾向斷層中，平移斷層與正(逆)斷層引起的平面露頭上的效應是相似的，所以在野外觀察斷層時，不能僅從水平面上岩層的錯移來判斷斷層性質。正斷層效應.swf3．平移-正(逆）斷層或正（逆）-平移斷層引起的效應三種情況：（1）滑移線與岩層在斷面的跡線一致，無錯動。

（2）滑移線位於岩層在斷面的跡線的下方，剖面上表現為正斷層，平面上表現為平移斷層。

（3）滑移線位於岩層在斷面的跡線的上方，剖面上表現為逆斷層，平面上表現為平移斷層4、橫斷層錯斷褶皺引起的效應核部寬度的變化軸跡的錯移（1）橫斷層完全沿斷層走向滑動，則核部在兩盤的寬度相等，但核部錯開；（2）若兩盤沿斷層傾斜方向滑動，則兩盤中褶皺核部寬度不等；（3）如果沿斷層面斜向滑動，不僅褶皺核部寬度發生變化，且被錯開。沿斷層傾斜方向滑動，背斜上升盤核部變寬。沿斷層傾斜方向滑動，向斜上升盤核部變窄。被橫斷層切斷的直立褶皺，若兩盤褶皺軸跡在一直線上，則表示沒有平移滑動；若軸跡錯動則表示斷層發生了平移滑動。對於斜歪、倒轉褶皺，儘管斷層僅沿傾向滑動，仍能反映軸跡的錯移。

以上討論了斷層活動可能造成的錯動假像。由於岩層和斷層都不是幾何平面，還要受地形起伏的影響，因此，自然界的實際現象要比上述分析的情況更加複雜。所以在分析斷層時，不能只觀察一個平面或一個剖面，一定要考慮到三維空間的立體形象（斷面產狀、兩盤位移、岩層和褶皺的產狀及其相互關係等）和地形的影響。二、斷層兩盤相對運動方向的確定（一）根據兩盤地層的新老關係（二）根據斷層面（帶）的構造特徵（一）根據兩盤地層的新老關係走向斷層對於走向斷層，老地層出露的一般是上升