构造地质学讲稿 - 图文 联系客服

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②地堑与地垒

地堑由走向大致平行、倾向相反、性质相同的两条(或数条)断层组成,它们中间共用一个下降盘;地垒则正好相反,它们中间共用一个上升盘。组成地堑和地垒的断层通常为正断层,有时也可以是逆断层。

断陷盆地常为地堑构造,其内部的坳陷、凹陷和洼陷也常为地堑。地垒在断陷盆地中常构成隆起、凸起等正向构造(图36)。有些断陷盆地或盆内负向构造呈半地堑形式,即其一侧受正断层控制,另一侧基底呈单斜,盖层呈超覆状态,如济阳坳陷早第三纪为多半个地堑构造(图37)。半地堑也称为箕状断陷。

③ “Y”字形断层 “Y”字形断层由主干断层和与其派生的上盘次级断层组合而成,在剖面上呈“Y”字形状,是生长断层的组合类型,在断陷盆地中发育较多。根据上盘次级断层的数量及与主干断层的倾向关系,“Y”字形断层可分为反向“Y”字形、同向“Y”字形、多级“Y”字形等(图38)。“Y”字形断层是在引张作用和重力作用下,由主干断层派生上盘次级断层而形成的。

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④叠瓦构造

叠瓦构造是指一系列产状大致相同呈平行排列的逆断层的组合型式,各断层的上盘岩体依次逆冲,在剖面上呈屋顶瓦片一样依次叠覆(图39)。叠瓦构造中各断层面倾角常向下变缓,在深处收敛于主干大断层。

⑤花状构造

剪切断裂带在浅部常表现为向上分叉、撒开的断层组合,在剖面上似花朵,称为花状构造,也称棕榈树构造。组成花状构造的断层可具有张剪性质或压剪性质,据此可将花状构造分为负花状构造(图40)和正花状构造(图41)两种,简称正花朵和负花朵。

负花状构造由张剪作用所形成,向上分叉、撒开的断层在剖面上主要表现为正断层,倾向相反的断层之间为相对下落的地堑断片。剖面构造形态为向形,与向斜相似,但在深处其翼部已分别抬起或根本没形成一个完整的弯曲(图40上部)。在负花状构造中也可有逆断层。

正花状构造由压剪作用所形成,分叉、撒开的断层多具有逆断层性质,剖面构造形态为背形(图41上部)。

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⑷断层的观察和分析 1)断层的识别 ①地貌标志 A断沟和断面山

“逢沟必断”是野外地质工作者的一句行话,在野外只要见到大山沟,基本上都会发现断层。这是因为活动盘在动力作用下岩体严重破碎,形成薄弱的断层带,经长期风化、剥蚀、搬运被夷为断沟。而原地盘由于破碎轻微,质地坚硬,被保留下来成为断面山。

B湖泊洼地和泉水的带状分布

山水往往顺断沟涌出地表形成泉水。断沟进一步风化、剥蚀形成沿沟洼地,山水在洼地聚集则形成串珠状的断陷湖泊。如云南东部的小江断裂带上分布着一系列的湖泊和洼地,自北向南依次是杨林海、阳宗海、滇池、抚仙湖、杞麓湖等湖泊和昆明盆地、宜良盆地、嵩山盆地、玉溪盆地等。

C山脉错开和水系转向

错断的山脊往往是平移断层两盘错开的结果,山脊错开的同时引起水系转向。 ② 地质界线或构造线错断

在平面图上任何地质界线或构造线的突然中断或错开都是判断断层存在的直接标志。

③地层的重复或缺失

地层在剖面上的重复或缺失是断层存在的直接标志,但地层重复时要注意区分是否由褶皱引起的。褶皱引起的重复是以褶皱轴为界的对称重复,而断层造成的重复是以断层线为界的同向重复。

④断面特征

A擦痕(图42)

断层两盘相对错动时,被压碎的坚硬、细小岩块在断面上刻划形成的一系列平行排列的活动痕迹。

B镜面

断层两盘相对错动时产生高温,局部含铁、锰、钙、硅等矿物质粉末较多的地方,经高温、挤压作用在断层面上形成一层光滑的薄膜,称为镜面。

C阶步

断层错动的节律在断面上留下的与擦痕近于直交的阶梯状小陡坎(图42)。 D构造角砾岩

断层两盘错动会使断裂带的岩石破碎,变形或重结晶,而构造角砾岩是最明显的特征。通常正断层中的角砾大小悬殊,棱角分明,无定向排列;而逆断层中的角砾有一定程度的圆化,具定向排列。

2)断层面产状的测定

测定断层面产状的方法有以下几种:A露头条件好时,用罗盘直接测量。B在大比例地质图上,用间接方法求解。C根据钻井资料,用三点法求解。D利用物探资料定性判断。

3)地层两盘运动方向的判断 ①两盘地层的新老关系

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对于走向断层,老地层出露的一盘常为上升盘,但若地层倒转或地层倾角大于断层倾角时,则老地层出露的一盘为下降盘。

②擦痕和阶步

擦痕粗而深的一端到细而浅的方向为活动盘的运动方向。 阶步的特点是一侧平缓、另一侧陡立,有平缓到陡立的方向为活动盘的运动方向。 4)断层形成时代的确定

①断层形成时代在被切断的地层之前;

②若有角度不整合覆盖断层,则被覆盖的断层形成时间在覆盖层之前; ③若几条断层交切,则被切断的断层形成时间较早。 5)断层的演化过程判断 ①阵发性断层

应力集中释放时产生的断层叫阵发性断层,在伸展盆地中多呈地堑式结构,断层的断距就是地层在剖面上的缺失或重复厚度。

②继发性同沉积断层(图43) 断层活动与沉积作用同步进行,随着断面上方沉积物增厚、重力负荷加大,断层不断“生长”,这种断层叫继发性同沉积断层。其主要特点是:

A 一般为铲式正断层,剖面上断层面上陡下缓,呈凹面向上的铲状,常在下降盘发育逆牵引背斜。

B下降盘地层明显增厚(图44),同一地层其下降盘与上升盘的层厚比称为生长指数,它反映了同沉积断层的活动强度。

C断距随深度增加而加大,每层的断距都反映该层形成之后断层活动引起的断距总和。

㈣透入性构造

所谓“透入性”构造,指在地质体中均匀分布的,反映地质体整体变形的构造。反之为“非透入性”,即地质体的局部构造,如断层面和节理,其变形、变位仅局限在断面和节理面附近。透入性构造根据形态可分为面状排列的面理构造和呈线状排列的线理构造。

1.面理

面理主要指地质体变形、变质过程中形成的次生“透入性”面状构造。劈理是面理的主要类型,它是在区域压应力作用下,岩石的矿物组分机械旋转、定向结晶、压溶分异或岩中在垂直压应力方向的缩短等所表现出来的一种面状构造。在变形岩石中,绝大多数劈理与褶皱同期发育,劈理大致平行褶皱轴面。在强岩石(如砂岩)和弱岩石(如板岩)组成的褶皱中,强岩石中劈理常成向背斜核部收敛的扇形,弱岩石

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