构造地质学复习题1-答案

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(2)二者共同的特征是:①上下两套地层之间有明显的沉积间断,造成地层缺失;②上下两套地层的岩性和岩相常有很大差异;③生物演化具有不连续性;④不整合面上常常有因长期风化形成的底砾岩和一些特殊的矿产(铝土矿等)。

(3)二者的区别是:平行不整合上下两套地层的产状一致,不整合面露头界线与地层界线平行,代表了一次造陆运动,反映了下降、沉积→上升、沉积间断、遭受剥蚀→下降、再沉积的过程;角度不整合上下两套地层产状不同;上覆岩层的底部层位覆盖在下伏岩层的不同层位上;上下两套地层经历了不同的演化历史,角度不整合代表一次造山运动,反映了下降、沉积→褶皱等变形、变质、岩浆侵入、隆起、沉积间断、 遭受剥蚀→下降、再沉积的过程。

6. 如何利用沉积岩的原生构造判定岩层的顶底面?确定岩层顶底面有何意义?(6分) 答题要点:

(1)第一个问题参照第4题

(2)第二个问题答案:①确定地层的层序;②确定构造尤其是褶皱的类型 7.不整合是怎样形成的?如何识别角度不整合?(4分) 答题要点:

(1)平行不整合代表了一次造陆运动,反映了下降、沉积→上升、沉积间断、遭受剥蚀→下降、再沉积的过程;角度不整合代表一次造山运动,反映了下降、沉积→褶皱等变形、变质、岩浆侵入、隆起、沉积间断、

遭受剥蚀→下降、再沉积的过程。

(2)角度不整合的识别:①古生物标志,古生物演化是连续的,如有间断或古生物群截然变化,反映地层缺失;②地层(或古风化壳)标志,两套地层之间存在古剥蚀面、古土壤层、风化剥蚀矿产、底砾岩等,反映隆起、侵蚀、风化;③构造变形差异,地层产状、构造线、褶皱样式和变形强度的差异,断层类型、产状和和构造截切关系,比如下伏地层中发育的断层被上覆地层覆盖;④岩浆活动和变质作用的差异 8.岩层与岩体有几种接触关系?具有什么特点?(4分) 答题要点:

(1)两种接触关系:侵入接触和沉积接触;

(2)侵入接触关系具有下列特征:①岩体穿切围岩,可有冷凝边、烘烤边或接触变质和蚀变现象;②岩体内往往有围岩的捕掳体;③与侵入体有关的岩墙、岩脉穿切围岩。

(3)沉积接触关系具有下列特征:①岩体与上覆围岩的接触带没有冷凝边、烘烤边和接触变质或矿化蚀变现象;②岩体内的定向排列的原生构造或岩脉、矿脉被截切;③ 在岩体顶部有风化剥蚀面和古风化壳,同时,在上覆岩层的底部有岩体成分的碎屑和砾石。 9.什么是剪应力互等定律?(3分)

在平衡力系中,依据剪应力互等定律,有:τxy= -τyx;τxz= -τzx;τyz= -τzy,即互相垂直平面上相互垂直的一对剪应力大小相等,符号相反。

10.简述影响岩石力学性质的主要因素及影响(4分) 答题要点:

(1)影响岩石力学性质的主要因素有:围压、温度、孔隙流体压力、应变速率等; (2)围压,围压增加,增加岩石的强度,增加岩石的韧性; (3)温度,温度升高,降低岩石的强度;增加岩石的韧性;

(4)孔隙流体压力,孔隙流体压力增加,降低岩石的强度,增加岩石的脆性 (5)应变速率,应变速率降低,岩石的强度降低,韧性增加,易发生韧性变形 11.绘图说明里卡德位态分类的依据、主要类型及特征及其意义(8分) 答题要点:

(1)理查德(M J Rickard,1971)在总结前人褶皱产状分类的基础上,根据轴面倾角、枢纽倾伏角和侧伏角三个变量绘制出一个类似岩石命名分区图的三角投影网图,将褶皱划分为7类:

Ⅰ 直立水平褶皱:轴面近于直立(倾角80°—90°),枢纽近水平(倾伏角0°—10°);

Ⅱ 直立倾伏褶皱:轴面近于直立(倾角80°—90°),枢纽倾伏(倾伏角10°—80°); Ⅲ 倾竖褶皱(竖直褶皱):轴面和枢纽均近直立,倾角和倾伏角为80°—90°; Ⅳ 斜歪水平褶皱:轴面倾斜(倾角10°—80°),枢纽近水平,(倾伏角0°—10°); Ⅴ 平卧褶皱:轴面和枢纽均近水平,倾角和倾伏角为0°—10°。 Ⅵ 斜歪倾伏褶皱:轴面倾斜,倾角10°—80°,枢纽倾伏,倾伏角10°—80° Ⅶ 斜卧褶皱(重斜褶皱):轴面倾角和枢纽倾伏角均为10°—80°,二者倾向一致,倾斜角度大致相等,枢纽在轴面上的侧伏角为80°—90°。

(2)图如下:

12.绘图论述兰姆赛所划分的“三类五型”褶皱的依据、特征及意义(6分) 答题要点:

(1)兰姆赛(J. G. Ramsay,1967)根据褶皱横截面上褶皱层各部位厚度变化和等倾斜线型式所反映出来的褶皱层面曲率变化特征划分褶皱类型——三类五型

(2)Ⅰ类可分为三种类型,共同的特征是,等倾斜线向内弧收敛,外弧曲率小于内弧曲率,Tα>T0。其中ⅠA为顶薄褶皱,tα>t0,ⅠB为平行褶皱,tα=t0,ⅠC为平行褶皱向相似褶皱过渡类型,tα<t0

(3)Ⅱ类为相似褶皱,等倾斜线与轴面平行,外弧曲率等于内弧曲率,Tα=T0,tα<t0

(4)Ⅲ类为顶厚褶皱,等倾斜线向外弧收敛,外弧曲率大于内弧曲率,Tα<T0,tα<t0 (5)图如下

13.简述阿尔卑斯式褶皱的基本特征和形成时的构造背景(3分) 答题要点:

阿尔卑斯式褶皱:又称全型褶皱,一系列线性褶皱呈

带状产出,其基本特点是:①一系列线状褶皱呈带状展布,所有褶皱的走向基本上与构造带的延伸方向一致;②整个带内的背斜和向斜呈连续波状,基本同等发育,布满全区;③不同级别的褶皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜并伴有叠瓦状断层,通常产于造山带中。

14.简述侏罗山式褶皱的基本特征和形成时的构造背景(3分) 答题要点:

由隔档式与隔槽式组成,也称过渡型褶皱或半形褶皱,其成因是沉积盖层在刚性基底的软弱层上滑脱变形或薄皮滑脱的结果,属于造山带前陆的构造现象

15.简述日耳曼式褶皱的基本特征和形成时的构造背景(3分) 答题要点:

由等轴或短轴褶皱(背斜为主)组成的构造组合,断续发育于构造变形十分轻微的地台盖层中,独立发育或或组合成雁行式。

16.简述叠加褶皱3种基本型式的特征(4分) 答题要点:

(1)第一型-横跨叠加,早期为水平直立褶皱,后期也为水平直立褶皱,但后期褶皱枢纽或褶皱轴与早期褶皱枢纽或褶皱轴垂直或大角度相交,叠加的结果形成穹窿和构造盆地,简称穹盆构造;

(2)第二型:新月形、蘑菇形,早期为常为紧闭或等斜的斜歪褶皱或平卧褶皱,后期为水平直立褶皱,后期褶皱枢纽或褶皱轴与早期褶皱枢纽或褶皱轴垂直或大角度相交,叠加的结果形成平面上的新月型或蘑菇型褶皱;

(3)第三型:共轴叠加,第二期直立褶皱“共轴”叠加于第一期平卧或斜卧褶皱之上,第一期褶皱轴未发生波状弯曲,只是两翼被再次褶皱成波状弯曲。所以在平行褶皱剖面上难以见到叠加现象。但是在横剖面上,则出现明显两次转折图形

17.简述单层褶皱作用的主波长理论(4分) 答题要点:

(1)褶皱主波长是毕奥(M.A. Biol,1957年)和兰姆伯瑞(H. Rambery,1963年)根据野外褶皱观测资料以及模拟实验、数理分析得出,当夹在软弱层之间的强干层受到顺层挤压作用时,强干层自身的内聚力促使强干层形成较大波长、较小波幅的褶皱,而软弱层的阻力又促使强干层形成较小波长的褶皱,岩层将按照最小功原理,达到1)做功最小;2)抵消二者的阻抗,而发生弯曲。此时所形成的褶皱的波长称为主波长(Wi)(初始波长)。岩层最易形成这种褶皱。主波长Wi的公式为:,式中d为强硬层的厚度,μ1和μ2分别为强硬岩层与软弱岩层的粘度,μ1>μ2

(2)按照主波长公式,纵弯褶皱的主波长与所受作用力的大小没有直接关系,而与强硬岩层的厚度和强弱岩层粘度比有关系。厚度大,波长大;厚度小,波长小。能干性差别大,粘度比值>50时,易形成肠状褶皱;粘度比值<10时,则形成尖圆褶皱。

18.简述弯滑褶皱作用过程及所形成的褶皱类型和可能的次生构造(4分) 答题要点:

(1)弯滑褶皱作用:多层纵弯褶皱作用过程中,往往需要通过平行于层面的顺层剪切作用来调节,顺层剪切作用的方式之一为弯滑褶皱作用,表现为顺层剪切应变集中在层面之间,促使顺层剪切滑动而形成弯曲

(2)在发生纵弯褶皱的一套岩层中, 各单层有各自的中和面, 而整个褶皱没有中和面。各相邻褶皱面保持平行关系, 各单层的真厚度在褶皱的各部位基本一致。因而纵弯引起的弯滑作用往往形成平行褶皱, 也即IB型褶皱。

(3)纵弯褶皱作用引起的层间滑动是有规律的, 背斜中各相邻的上层向背斜转折端滑动, 而各相邻的下层则向相反方向-即向相邻的向斜的转折端滑动。由于层间的这种差异剪切滑动作用,在强硬岩层的翼部可产生旋转剪节理和同心节理

(4)由于层间滑动产生的上下岩层之间的摩擦, 可在层面上形成层面擦痕,这些线状擦痕的延伸方向与褶皱的枢纽延伸方向垂直

(5)由于两翼岩层的层间相对滑动, 往往在褶皱的转折端形成空隙空间,造成虚脱现象,这些虚脱空间若后来被成矿物质充填, 则可以形成鞍状的矿床或矿体。

19.简述弯流褶皱作用过程及所形成的褶皱类型和可能的次生构造(4分) 答题要点:

(1)弯流褶皱作用:多层纵弯褶皱作用过程中,往往需要通过平行于层面的顺层剪切作用来调节,顺层剪切作用的方式之一为弯流褶皱作用,表现为顺层剪切应变均匀分布在岩层中引起岩层内部质点相对位移形成弯曲;

(2)在软弱层内,或物质流动方向是外弧部分相对于内弧部分向褶皱的转折端流,导致转折端增厚,翼部减薄,形成相似褶皱和顶厚褶皱;

(3) 在脆性岩层之间的塑性层内,形成层间小褶皱,层间小褶皱为不对称褶皱, 层间小褶皱的轴面与它们上、下相邻的强硬岩层面所夹锐角的方向, 指示其相邻岩层的相对滑动方向;

(4)强硬岩层的厚度在褶皱各部位不变; (5)软岩层发生强烈层内流动, 可产生线理、劈理(兼有变质作用)等小构造; 如果软岩层中夹有脆性的薄层, 还可形成构造透镜体; (6)在褶皱正交剖面上,最大应变轴方向从两翼向转折端收敛呈反扇形排列,两翼外层相对内层向转折端方向滑动。应变强度与翼间角大小有关,拐点处应变最强 20.简述同沉积褶皱的基本特征(4分) 答题要点:

(1)同沉积褶皱:在沉积作用的同时,伴随着地壳差异隆升而形成的褶皱 (2)同沉积褶皱的基本特点:

A-岩层产状:平缓开阔褶皱,产状有一定变化规律,两翼倾角向下逐渐变陡;

B-岩层厚度和发育特征:同一岩层的厚度变化较大,如背斜的顶部岩层厚度变薄,有时甚至缺失,两翼岩层厚度增大。

C-岩相与岩石结构变化:同一岩层的岩石结构是随着褶皱部位发生变化,背斜顶部为浅水的粗粒物质,而两翼沉积细粒物质。

21.简述横弯褶皱的基本特征(4分) 答题要点:

(1)岩层受到与岩层面垂直的作用力而褶皱的作用为横弯褶皱作用 (2)横弯褶皱作用的特点:

① 被褶皱的岩层整体处于拉伸状态,各层都没有中和面;

② 横弯褶皱作用往往形成顶薄褶皱。 当岩层粘度系数较小时,因垂向挤压与侧向拉伸导致物质由转折端向两翼流动(弯流作用)

③ 在横弯褶皱作用中,如果岩层呈低韧性状态,在背斜顶部形成地堑。如果是穹形隆起,则可形成放射状或环状正断层。

22.叙述张节理和剪节理的特征(4分) 答题要点:

(1)剪节理产状稳定、延伸较远;节理面平直光滑,有擦痕;剪节理平直切割岩石中的砾石或矿物颗粒;典型的剪节理常常以共轭型式出现,剪节理常呈羽裂现象。

(2)张节理产状不稳定,延伸不远;节理面粗糟不平,无擦痕,多呈锯齿状;发育在砾岩中的节理往往绕过砾石;张节理稀疏不均,很少密集成带

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