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1、Structural Geology任课教师：任课教师：关成尧关成尧 电电 话：话：1803260712518032607125 E E-mail: -mail: gcywwwgcy第第一一章章 地质体地质体产状产状及接触及接触关系关系地质体的概念 泛指人们观察和研究的任何体积的天然岩石体。地质体包括哪些？地质体包括哪些？1.沉积岩层沉积岩层2.岩浆岩（喷出成因火山岩和侵入岩）岩浆岩（喷出成因火山岩和侵入岩）3.变质岩变质岩4.构造岩构造岩地质体地质体类型类型 成因：沉积的、岩浆（原生的地质体）成因：沉积的、岩浆（原生的地质体）的和变形的和变形变质的（次生地质体）变质的（次生地质体） 变形情况
2、：变形地质体和未变形地质体变形情况：变形地质体和未变形地质体 形状、内部结构和产状：层状、块状和形状、内部结构和产状：层状、块状和脉状脉状构造要素：面构造要素：面状构造状构造和线状构造和线状构造陆相沉积砾岩陆相沉积砾岩海相沉积的碳酸岩海相沉积的碳酸岩周口店岩体风化地貌火山喷发变质岩片岩任何地质体的构造任何地质体的构造（要素）（要素）都可归纳为都可归纳为面状构造和线状构造，为了确定和表示面状构造和线状构造，为了确定和表示面、线的空间关系，建立了产状要素面、线的空间关系，建立了产状要素产状要素产状要素是用来规定面、线构造在三维空间的产出状态。第一节第一节 岩层的产状及其表示产状产状是指构造面或者构
3、造线在空间的位态。一、面状构造一、面状构造（一）面状构造的产状要素走向：岩层面与地面的交线为走向线，走向向两端所指的方向为走向。倾向：岩层面与走向线垂直并沿斜面向下所引的直线为倾斜线，倾斜线在水平面投影所指岩层面向下倾斜的方向为倾向。岩层面凡与走向线不垂直相交的任意为视倾斜线。倾角：岩层面的倾斜线与其在水平面投影线之间的夹角为倾角。视倾斜线在水平面投影线之间的夹角为视倾角。1.岩层的产状要素产状的表示方法体系方位角表示方法 以北为以北为0 0 并作为唯一参照点坐标，并作为唯一参照点坐标，顺时针一顺时针一周为周为360360 ，东为，东为9090 ，南为，南为180180 ，西为，西为27027
4、0 ，北为北为360360 。用。用1-3601-360 数据直接表示走向、倾数据直接表示走向、倾向、倾伏向等。向、倾伏向等。象限角表示方法 分别以北（分别以北（N N）或南（）或南（S S）为参照点）为参照点0 0 ，东西，东西控制控制9090 范围；将圆周分为范围；将圆周分为4 4个象限。个象限。 N1N1 E-N89 E-N89 E E，S1S1 E-S89 E-S89 E E， S1S1 W-S89W-S89 WW，N1N1 W-N89W-N89 WW面状构造产状的表示 方位角法：方位角法： 倾向倾向+ +倾角倾角(45 (45 30 30 ) ) 象限角法：象限角法： 走向走向+ +
5、倾角倾角+ +倾向倾向（N30N30E, 45 E, 45 SE) SE)N(0)N(0)E(90)E(90)W(270)W(270)S(180)S(180)N NE EW WS SN?EN?EN?WN?WS?WS?WS?ES?E在地质图上，岩层产状表示方式二、线状构造的产状断层面上擦痕倾伏倾伏 倾伏向：构造线在水平面上的投影向下倾伏一端的方位倾伏向：构造线在水平面上的投影向下倾伏一端的方位倾伏角：构造线与其在水平面上的投影线之间的夹角倾伏角：构造线与其在水平面上的投影线之间的夹角侧伏侧伏 侧伏向：构造线与所在构造面走向线之间所夹锐角一端方位侧伏向：构造线与所在构造面走向线之间所夹锐角一端方位
6、侧伏角：构造线与所在构造面走向线之间所夹锐角侧伏角：构造线与所在构造面走向线之间所夹锐角1 线理的倾伏向和倾伏角2 线理的侧伏向和侧伏角线状构造的产状要素线状构造的产状要素 倾伏：倾伏：倾伏角倾伏角 + + 倾伏向，倾伏向，如如：2020 , , N30N30W W 侧伏：侧伏： 侧伏角侧伏角+ +侧伏向侧伏向如如: 20: 20, ,S S45 45 ，N30N30E E第二节 水平岩层与倾斜岩层Grand Canyon of Arizona水平岩层水平岩层水平岩层水平岩层1 水平岩层在地质图上，岩层地质界线与地 形等高线平行或重合。2 水平岩层老岩层在下，新岩层在上。4 岩层出露宽度是其顶
7、、底面出露线的水平 距。水平岩层特征3 岩层顶、底面之间的垂直距为岩层的厚度。水平岩层地质界线与地形等高线的关系水平岩层地质界线与地形等高线的关系美国三叠系红色砂岩倾斜岩层 倾斜岩层倾斜和直立岩层出露宽度与地形坡度的关系倾斜和直立岩层出露宽度与地形坡度的关系 一、岩层倾向与地面坡向相反二、岩层倾向与地面坡向相同，岩层坡角大于地面坡角三 岩层倾向与地面坡向相同，岩层坡角小于地面坡角四 直立岩层1 当岩层倾向与地面坡向相反时，穿越沟谷当岩层倾向与地面坡向相反时，穿越沟谷的地质界线字形尖端指向沟谷上游；穿越山的地质界线字形尖端指向沟谷上游；穿越山脊处字形尖端指向下坡。脊处字形尖端指向下坡。2 当岩层
8、倾向与地面坡向一致时，岩层倾角大于当岩层倾向与地面坡向一致时，岩层倾角大于地面坡角时，穿越沟谷的地质界线字形尖端指向地面坡角时，穿越沟谷的地质界线字形尖端指向沟谷下游；穿越山脊处字形尖端指向上坡。沟谷下游；穿越山脊处字形尖端指向上坡。3 当岩层倾向与地面坡向相同时，岩层倾角小于当岩层倾向与地面坡向相同时，岩层倾角小于地面坡角时，穿越沟谷的地质界线字形尖端指向地面坡角时，穿越沟谷的地质界线字形尖端指向沟谷上游；穿越山脊处字形尖端指向下坡。沟谷上游；穿越山脊处字形尖端指向下坡。 1 倾斜岩层在野外和地形地质图上呈带状分布，切割地形等高线； 2 在未发生倒转的前提下，顺着岩层的倾向，岩层的时代由老到
9、新排列； 3 横穿沟谷的岩层倾角越大，岩层的条带越接近直线状，若岩层的倾角越小，则岩层越弯曲。倾斜岩层基本特征 倾斜岩层的厚度岩层的厚度（真厚度）、铅直厚度和视厚度五、倾斜岩层的厚度与埋深 倾斜岩层的厚度真厚度（h）=铅直厚度（H）cos真厚度永远小于或等于铅直厚度视厚度（h）=铅直厚度（H） cos真厚度永远小于视厚度n倾斜岩层的埋藏深度倾斜岩层的 厚度与埋深第三节 地层岩体的接触关系地层的接触关系有哪些？一、整合和不整合不整合又分为：平行不整合和角度不整合美国三叠系红色砂岩倾斜岩层（一）整合接触（二）不整合接触及特征1 平行不整合平行不整合又称假整合，其特点是上、下两套地层的产状基本保持平
10、行，但时代不连续，其间有反映长期沉积间断和风化剥蚀的剥蚀面存在。 1 在地壳稳定下降或升降运动不显著的情况下，在一定的沉积环境中沉积了一套或多套沉积岩层； 2 地壳发生显著上升,原沉积环境变为陆上剥蚀环境,经长期风化剥蚀,地面上形成凹凸不平的剥蚀面,剥蚀面上分布有古风化壳及铝土矿、褐铁矿等风化残积矿产; 3 地壳重新下降到水面以下接受沉积，形成新的上覆沉积岩层（其底部由于开始沉积的地形差异较大而常形成底砾岩），由于地壳基本上整体上升和下降，故上、下两套地层的产状基本保持平行。平行不整合的形成过程2 角度不整合角度不整合（unconformity），其特点是上、下两套地层产状不一致，以一定角度相
11、交；两套地层时代不连续，其间有代表长期风化剥蚀与沉积间断的剥蚀面存在。角度不整合的形成过程1 地壳发生水平挤压运动，使岩层产生褶皱、断裂等变形，岩层伴随着水平方向上缩短的同时，在垂直方向上不断上升，并到达陆上的一定高度或成为山地，还可能伴有岩浆作用与变质作用发生；2 变形的地层遭受长期风化剥蚀，形成凹凸不平的剥蚀面，在剥蚀面上形成古风化壳、残积矿产等；3 地壳重新下降到水下沉积环境，在剥蚀面上又形成新的原始水平沉积岩层（其底部常有底砾岩），新形成的地层与不整合面大致平行，但与不整合面以下的地层以一定的角度相交。 角度不整合反映显著的水平挤压运动及伴随的升降运动。（三）不整合的研究方法1地层古生
12、物方面的标志：如果两套地层中化石所代表的时代有较大的间隔，反映了生物演化过程的中断，说明可能存在不整合。2 沉积侵蚀方面的标志：两套地层之间如果存在各种沉积-侵蚀面、如古侵蚀面、古土壤以及有关残积矿床、底砾岩等，说明上覆地层形成前，曾一度隆起、侵蚀和风化等作用，表明存在不整合。3 构造方面标志：如果上、下两套地层的变形有明显差异，如产状不同、构造线不同，褶皱型式和变形强度各异，说明存在不整合。4 岩浆活动和变质作用方面标志1 确定不整合的存在不整合形成时代通常相当于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，或下伏地层中最新地层以后与上覆地层最老以前之间的时期。缺：没有沉积失：沉积后
13、剥蚀2 确定不整合的时代不整合的研究意义不整合的研究意义 理论意义理论意义 反映上、下地层空间的相互关系和时间上的发反映上、下地层空间的相互关系和时间上的发展顺序展顺序 构造层划分的重要标志构造层划分的重要标志 岩石地层单元划分的重要参考岩石地层单元划分的重要参考 古地理，古构造演变的研究古地理，古构造演变的研究 实际意义实际意义 不整合面与矿产关系密切不整合面与矿产关系密切铁、锰、磷、铝铁、锰、磷、铝土矿，岩浆热液型矿床，石油、天然气土矿，岩浆热液型矿床，石油、天然气 侵入体与围岩的接触关系侵入接触侵入接触侵入接触关系具有下列特征：侵入接触关系具有下列特征：岩体穿切围岩，可有冷凝边、烘烤岩体
14、穿切围岩，可有冷凝边、烘烤边或接触变质和蚀变现象。边或接触变质和蚀变现象。岩体内往往有围岩的捕掳体。岩体内往往有围岩的捕掳体。与侵入体有关的岩墙、岩脉穿切围与侵入体有关的岩墙、岩脉穿切围岩。岩。 沉积接触沉积接触 沉积接触关系具有下列特征：沉积接触关系具有下列特征：(1) (1) 没有冷凝边、烘烤边和接没有冷凝边、烘烤边和接触变质或矿化蚀变现象；触变质或矿化蚀变现象；(2)(2)岩体内的定向排列的原生构岩体内的定向排列的原生构造或岩脉、矿脉被截切；造或岩脉、矿脉被截切；(3)(3)在岩体顶部有风化剥蚀面和在岩体顶部有风化剥蚀面和古风化壳，同时，在上覆岩古风化壳，同时，在上覆岩层的底部有岩体成分的碎屑层的底部有岩体成分的碎屑和砾石。其它特征与角度不和砾石。其它特征与角度不整合关系相似。整合关系相似。 要点小结 水平岩层与倾斜岩层的特点水平岩层与倾斜岩层的特点 “V”字型法则字型法则 不整合的形成过程和构造意义不整合的形成过程和构造意义 不整合的识别及研究不整合的识别及研究思
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