null 普通地质学 普通地质学南京大学地球科学系 舒良树第八章 构造运动与地质构造null 第八章 构造运动与地质构造
Tectonic movement and geologic structures
第一节 地壳运动 Crustal movement
一. 基本概念
1.地球是一层圈体,各层圈之间无休止地作相互运动。
地核间的差异旋转是地壳运动的内因(发动机);地壳运动
与人类活动关系密切,是形成地
表
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万象、大千世界的原因。
2.地壳时刻在运动,水平岩层的褶皱弯曲与破碎,都是地壳
运动产物。只有急剧的地震才会被人们感觉到，缓慢的、
深部的运动只能被大地测量、天文测量记录到。
3.古地壳运动的证据记录在岩石中，现代地壳运动的证据
记录在岩石和毁坏的建筑物中。
4.地壳运动包括褶皱、断裂、岩浆三大类型。其方式有垂直
运动、水平运动两种。null二.地壳运动的实例
●地球运动：自转1700km/小时；公转17000km/小时。
●垂直运动：同一地点、不同时间，升降交替；有升必有降。
●水平运动：同一地点，有时挤压，有时拉伸，有时走滑。可以复合。
●意大利：那不勒斯海的沉降，导至公元前2世纪罗马建筑塞拉比斯神
庙毁坏，现仅残留三根12米高的大理石柱。
●喜山：300万年上升6000米，在北坡4000米处发现海洋鱼龙化石。
●天山：滨海沼泽处形成的煤层，500万年以来被抬升到4000m的高处。
●泰山：100万年升高了500多米，平均1mm/2年.
●天津：100万年来下降数十米，使永定河、海河经天津汇入渤海。
●宁-镇：几多变迁，沧海良田。
●1996年上海宋叔和等用GPS测出太平洋板块以3-5cm/an朝西运动。
●1988-1992年的GPS测出阿拉伯板块正以2.5cm/an速度朝N-NW 、非洲
板块以1.0cm/an速率朝北向欧亚板块运动。二板块每年1.5cm的差异
运动导致了死海（Dead Sea）转换断层的左旋运动。
●大量证据表明，水平运动是主导的，垂直运动是次要的、派生的。null 第二节 岩石的变形构造 Deformation of rock
一、一般概念
1.Structural geology定义：是研究岩石的变形、
分析
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外力
作用方式的专门科学。
2.褶皱与断裂:岩石在外力作用下,产生永久变形,形成各种形
态的弯曲(褶皱)和不同方向的破裂(断裂).
外力为各向不均匀力;各向均匀的外力只改变体积,不改变
形态。
3.构造变形与岩石力学性质(弹性与塑性、脆性与韧性、刚性
与粘性)关系密切。
弹性:受力变形,撤力回复原态,如弹簧。塑性:撤力后不回复原态,如页岩。
脆性:<5%弹性变形便很快破裂,多在上地壳。
韧性：破裂前可承受>10%的塑性变形,发生在中、下地壳。
刚性：岩石不易变形弯曲的性质。粘性：岩石容易流动变形的性质。
elastic, plastic, brittle, ductile, rigid, viscousnull4.空间位置由岩层的走向、倾向、倾角(产状三要素)所确定
a.走向strike：层面与假想水平面的交线方向。
b.倾向dip：倾斜线在水平面上的投影；倾斜线即层面上与
走向垂直的线（指向下方）。
c.倾角dip angle：层面与假想水平面的最大夹角(真倾角)。
视倾角小于真倾角。
5.岩层厚度thickness：岩层顶底面之间的垂直距离(真厚度);
非垂直距离为假厚度（大于真厚度）。
●倾斜岩层才有走向、倾向、倾角。
●水平岩层的走向、倾向、倾角均为零。
●垂直岩层无倾向,用走向描述。
●火成岩：层状侵入体有走向、倾向、倾角；厚度即二
边界之间的距离（无所谓顶底）。
非层状火成岩形态复杂,其产状据其延伸方向确定。nullnull二.褶皱 fold
1 定义: 在应力作用下岩层发生各种形态的弯曲现象。
上凸的叫背斜anticline,下凹的叫向斜syncline。
2 褶皱的几何要素（93页，图8-5）
a.翼limb：褶皱的二坡。
b.核core：褶皱的中心（分布最老或最新时代的地层）。
c.轴面axial plane：褶皱二翼近视的对称面。
d.枢纽hinge：褶皱轴面与层面的交线。或,沿单个褶皱走向，
由一系列最大转折点（弧尖）构成的连线。
e.弧尖crest:褶皱横切面与枢纽的交线(横切面上最大转折点)
f.轴线axial line：轴面与地面的交线。
g.轴迹axial track :枢纽在地面的垂直投影。
几何关系：每个褶皱横切面上可确定-弧尖,弧尖的连线
为枢纽,若干枢纽组成轴面。null3 褶皱分类(93页)
（1）根据轴面划分：直立，倾斜，倒转，平卧（躺）褶皱
（2）根据剖面形态划分
a 箱形褶皱：轴部开阔、二翼陡立。
b.扇形褶皱：轴部开阔、二翼倒转。
c.单斜：岩层向同一个方向倾斜，它可以是同斜倒转。
（3）根据枢纽产状划分
a.水平褶皱：枢纽水平、层面露头线平行。
b.倾伏褶皱：枢纽倾伏、层面露头线形成弧状合围。
（4） 根据褶曲的长宽比例
a.线状褶皱: 长/宽>10:1
b.短轴褶皱: 长/宽3:1-10:1
c.穹盆褶皱: 长/宽<3:1null 灰岩的小型褶皱构造
（ T1q，南京湖山）null尖棱褶皱null褶皱航片显示null4 褶皱的构造组合类型
隔档式：背斜窄、向斜宽。
隔槽式：向斜窄、背斜宽。
5 褶皱的野外识别标志
a. 地层对称、重复出现。
● 背斜：中间老、二侧对称变新（3-2-1-2-3）。
● 向斜：中间新、二侧对称变老（1-2-3-2-1）。
b.产状发生有规律的变化。
6 褶皱的形成时代
褶皱体的最新地层形成之后，未褶皱体的最老地层形成之前。
7 若干源自西欧阿尔卑斯山的术语
1） 地形倒置：地貌山-谷与褶皱凸凹相反的现象。背斜成谷，
向斜成山。原因：原始地形背斜山、向斜谷；因背斜顶部处
于张应力状态，容易剥蚀；向斜核部处于压应力状态，剥蚀
速度慢，故而倒置。null2）单斜山：有些山岭既非背斜，也非向斜，而是由
单斜岩层组成，称之。
3）单面山：单斜山中，如岩层倾角平缓，且顺岩层
倾向一侧的山坡较缓，另一侧山坡较陡
者，称之。
4）猪背岭：岩层倾角和两侧的山坡均陡，外貌形同
猪背的山岭，称之。
8 研究褶皱的意义
(1)意义●了解并确定地壳变形性质及地壳缩短量(率)
● 确定地层正常与倒转
(2)应用● 确定地壳运动的性质
● 寻找油气矿产的富集部位
● 确保工程建设质量 null三.断裂构造
1.定义:岩石中沿不同方向发生的破裂构造。
破裂面二侧岩石有明显位移的为断层；无明显位移的为节理。
2.断层的几何要素
● 断层面：走向、倾向、倾角三要素.
● 断层盘：断层二侧的岩块
分上盘与下盘（根据所处位置）、上升盘与下降盘（根据动向）、
东盘与西盘（断面直立）等
● 断层线：断层面与地面的交线（与本身形态有关、与地
形起伏有关）
● 断层位移：P97图8-13，总滑距、水平分量、倾向分量 null AA’为滑距，代表真位移 断层要素图解 null3 断层分类
(1)根据两盘动向,分3种:
a.正断层normal fault:上盘下降
b.逆断层reverse fault(反断层):上盘上升
倾角<25度称为逆掩断层overthrust，形成推覆构造
c.平移断层wrenching F, strike-slip F:二侧岩块
水平滑动，断面近直立。有sinistral,dextral二种
复合性质：平移-正断层、平移-逆断层、
正-平移断层、逆-平移断层
(2)根据断层走向和地层走向关系分3种:
a.走向断层：纵断层，断层走向和地层走向平行
b.倾向断层：横断层，断层走向和地层走向垂直
c.斜向断层：斜断层，断层走向和地层走向斜交null逆掩断层（倾角<30度）null(3) 根据断层组合分4种:
● 阶梯状：一系列走向平行的正断层.
● 叠瓦状：一系列走向平行的逆断层.
● 地堑Graben、地垒Horst：二条以上断层，断层面
走向平行，倾向相反，共同盘下降为地堑；共同
盘上升为地垒.
4. 断层规模
● 小的，手标本可见，为袖珍断层；大的，延伸几千公里。
如郯城-庐江断层。
● 浅的，几十米；深的，地壳断裂，岩石圈断裂。
● 位移小的，数米；位移大的，480公里,美国San Andress Fnullnull5. 判别断层的存在及其形成年代
(1) 断层证据
a.相当层错开（相当层：地层、矿层）
b.层的重复或缺失（不对称重复，区别于褶皱）
性质 地层与断层倾向相反 地层与断层倾向相同
地层>断层 地层<断层
正断层 重复 重复 缺失
逆断层 缺失 缺失 重复
c.擦痕和镜面 slickenside, mirror plane
岩块相互运动时，由于摩擦而在断层面上形成的痕迹。
擦痕：平行而密集的沟纹.
镜面：铁、锰等物质组成的光滑而平整的曲面.nullnulld.阶步和反阶步
● 阶步：陡坡倾斜方向指示对盘动向
● 反阶步：压性裂隙,亦称羽裂,陡坡倾斜方向指示本
盘动向;张性裂隙，R面，陡坡倾斜方向指示对盘动向。
e.拖曳褶皱drag fold, 牵引构造
● 断层使二侧岩层发生变薄和弯曲
● 弧形突出的方向指示本盘动向
f.断层泥、断层角砾
●断层泥：碾磨而成的泥状物质。
●断层角砾：碎块较大，一般呈棱角状；泥质胶结，为断层角砾岩。
●断层磨砾：碎块较大，一般呈圆-半圆形；泥质胶结，为断层磨砾岩。
根据碎块成分可判断断层切穿了那些地层及其断层的动向
g.密集的节理：进一步发展便成断裂；先成节理常控制断层
的延伸方向。
h.其他证据
● 山区、平原的平直界线；地形上的陡崖；三角面山（时代较新）.
● 矿化带和泉水（断层是矿液和地下水的通道和储集场所，如汤山温泉）null
nullnullnull（2） 断层的规模和时代
a.规模：用断层的长度、深度、位移量来衡量.
b.时代：根据断层与地层的关系确定相对时代。断层形成
年代晚于被切割的最新地层的时代,老于不
整合复盖其上的最老地层。
●用热释光法确定绝对时代
●测定断层过程中新形成的矿物年龄（如多硅白云母）
6. 研究断层的意义
●是研究和恢复地壳结构的一把钥匙。
●为工程建设服务:密云水库、南京长江大桥、三峡水库、黄河小浪底。
● 找矿、找水：NWW290度新构造断层裂隙找水。
● 前沿动向：断裂力学、3D模型和能量损耗。
● 断层的系统研究，包括：产状、规模、时代；派生构造、组合特征、
力学性质；与变形变质、矿产资源、岩浆活动、地震作用、活动性。nullnull四.节理joint
1. 定义:岩块发生破裂,但二侧无明显的位移。
节理是应力作用下岩石破裂的原始记录。岩石变形越
强烈，节理也越发育；岩石越老，保留的节理也就越多。
分构造节理（内动力作用所形成的破裂）；风化节理
（外动力作用所形成的破裂）；柱状节理及横节理（火成岩
冷凝收缩形成的节理）.
2.节理的种类：张节理、剪节理、破劈理（密集的挤压破裂面）
3.节理的空间位置：走向、倾向、倾角；
节理与岩层的关系：斜交、平行、垂直
4.共轭节理:材料力学上称为吕德线Ridle，又称“X”节理;表
现为互相切割。
a.平面“X”节理、剖面“X”节理。
b.构造力主要是水平方向的作用力，因此早期“X”节理和
层面相垂直、晚期“X”节理和地面或水平面相垂直。null雁行张节理null苏州虎丘千人座J3火山岩中的X剪节理null 被X剪节理切成的岩柱-湘西张家界金鞭岩 null劈理-广西灵川大圩null 第三节 六种地层接触关系
一.整合接触Conformity
1.特征：新老层产状一致；岩性、古生物演化连续、
渐变；无沉积间断。
2.条件：盆地稳定地接受沉积(地层的形成与古气
候、古化学环境、沉积物来源不同有关)
二.平行不整合Parallel Unconformity
1.特征：新老地层产状一致;但其间有沉积间断;
岩性古生物演化发生突变。
2.条件：地壳稳定上升，沉积物高出沉积基准面
而遭剥蚀，然后地壳又稳定下降，接受
沉积。null三.不整合接触Unconformity
1.特征：新老地层角度相交，有沉积间断，岩性、
古生物演化突变，存在剥蚀面、风化壳、
底砾岩。
2.条件：地壳运动强烈，老地层褶皱、破裂并遭
风化、剥蚀，而后地壳下降接受沉积
(不整合面总是与上复岩层产状一致)
四.侵入接触：火成岩与围岩的接触关系。
五.沉积接触：火成岩遭风化剥蚀后，其上又形
成新的沉积岩，例如假花岗岩砾石。
六.断层接触：二个地质体之间为断层。nullnullooooooonull褶皱形成过程动态模拟null正断层后期null正断层后期null 本章重点
一、Terms
1 褶皱、断裂、节理；单斜山、单面山、猪背岭；
地堑、地垒；倾伏褶皱，拖曳褶皱；地形倒置
二、 Basic Features
１构造活动的二种基本方式及其关系
２简述褶皱要素及其分类（剖面、平面、合围转折、组合）
３画六个图以便判断断层的性质
４褶皱的识别标志
５简述断裂要素及其分类
６断层的识别标志
（岩层错开、地层重复缺失、擦痕、派生构造、角砾岩、三角面山、温泉、矿产等）
７地层的六种接触关系
浙公网安备 33021202002483