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地质体的根基产状及重积岩层构制

  

地质体的根基产状及重积岩层构制

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  地质体的基本产状及沉积岩层构造_物理_自然科学_专业资料。地质体的基本产状及沉积岩层结构 第二章 地质体的基本产状及沉积岩层构造 第一节 第二节 第三节 第四节 产状和产状要素 沉积岩层面向的标志 层状岩层的产状 地层的接触关系 1 第一节产状和产状要素 1.几个基本定义 地质体:各种成因的形态各异、尺度多样、性状 不同的自然岩石体或土质体。 面状构造:指地质体中几何的或物理的呈面状的 结构面。 线状构造:指地质体中几何的或物理的呈线状的 物体。 产状:地质体在三维空间的产出状态。 产状要素:用来表示面状或线状构造要素与水平 参考面和地理方位之间的关系。 2 地质体界面:是指地质实体间及内部的接触面, 这种面可以是几何的、物质的或状态间的界面。 所以,地质界面是不同尺度的各种(不同)地 质体之间的接触面。 地质体界面是三维(三度)上的,在地质图 (两维)上是一条线。比如两个地层单位(或 填图单位)之间的界面,表示在地质图上就是 一条线,即地质界线,它是地质界面与地面的 交线(在地形图上的投影)。 3 除盆地边缘外,沉积岩层的初始产状都是水平的, 受到变形后,它们的产状才有可能发生改变。 4 5 李四光曾经讲过:地质体不管大小都具有条理性,这 里的“ 条”就是指线或线理,“理”就是指面或面理。 面、线的空间位态必须由产状给予限定。 2.面状构造的产状要素 走向 : 倾斜平面与水平面的交线叫走向线,走向 线两端延伸的方向即为该平面的走向。 7 倾向: 倾斜平面上与走向线相垂直的线叫 倾斜线,倾斜线在水平面上的投影所指的 沿平面向下倾斜的方位即倾向。 倾角(?) :指平面上的倾斜线与其在水平面 上的投影线 走向线, 走 向Strike: 倾斜线, 倾向线 倾向dip direction 倾角dip 视倾角Apparent dip tg β =tg a ? cos ω 真倾角总是大于或等于视倾角 A O β? H B a ω β D G C 9 10 11 3.线状构造的产状要素 倾伏向(指向): Plunge direction:构造线 在水平面上的投影所指构造线倾斜方向。 倾伏角Plunge:构造线与其水平投影线 侧伏角Pitch:当线状构造包含在某一倾斜平面 内时,此线与该平面走向线间所夹之锐角即 为此线在那个面上的侧伏角。 侧伏向pitch direction:构造线所在的构造面 与水平面交线所指构造线的倾斜方向。就是 构成上述锐角的走向线 产状的表示与书写 象限角 NW NE 方位角 0 SW SE 270 90 Trend: S30W Trend: 210 180 16 Polar coordinate. NW NWW W 270 ° SWW NNW N 0° NNE 45 ° NE 315 ° NEE 90 °E SEE 135 ° SW 225 ° SSW 180 ° SSE SE S 面状构造 方位角表示:倾向∠倾角,NW315O∠47O 简 写为315∠47 走向/倾向∠倾角,45/NW∠47 象限角表示: 走向/倾角倾向, N30E∠47NW N 线状构造 倾伏向∠倾伏角,240∠23 23 47 侧伏角侧伏向,35OSW 18 地质体产状的测定: 1、野外直接测量 2、在地质图上求 3、根据钻孔资料求 (三点法) 4、已知两视倾角, 可利用赤平投影求出 19 14.固定玻璃片的金属线.水平刻度盘 3.磁针 2.瞄准觇板 11.杠杆 6.测斜指针 13.瞄准孔 5.垂直刻度盘 10.顶针 7.长方形水准器 12.玻璃盖 第二节 沉积岩层面向的标志 在野外地质工作中判别地层是否倒转有时是十分困难的,有时 我们仅通过判别岩层的顶底面来确定地层是否倒转。 面向:成层岩层顶面法线所指的方向,是成层岩系 中岩层由老变新的方向,在岩浆岩中指岩体表面方向。各式地质构制对线道安排有哪些影响! 沉积岩在形成过程中,由于沉积环境、水动 力条件、生物等的影响,沉积岩的层面或层内 均会保存各种示顶构造。通过这些示顶构造可 以判断岩层的面向。 沉积岩和岩浆岩面向确定主要有如下几种方法: 1.层面标志:存在于岩层层面上的标志。 23 岩层的面向 岩层由老变新的方向 新 老 24 波痕(Ripple Mark)—水体不深、波浪能影响 到的浅水环境下,沉积物表面呈波状起伏。波 谷(wave trough)圆滑开阔向下,波峰 (Wave crest)尖棱紧闭朝上。 25 波痕 26 泥裂(Mud Cracks)—松散、细粒沉积 物表面,暂时露出水面,在阳光的暴晒 下发生龟裂。泥裂的开口向上。 27 雨痕(Rain Impression)—松散、细粒沉积物表 面,暂时露出水面,在雨滴或冰雹的冲击下遗 留的痕迹。凹坑向下,外圈脊状突起向上。 28 2.层内标志:最主要是层理标志。 Determination of the younging direction from cross-bedding. the oblique laminae converge to the bottom of the bed A– normal beds, top to the top left; B– vertical beds, top to right; C– overturned beds, top to the bottom right Determination of the younging direction of beds from graded bedding(After M.P.Billings) 29 A, B– normal beds; C– vertical beds; D– overturned beds Graded Bedding 30 Cross-bedding 31 3.生物标志:沉积岩中常含有生物化石, 化石的保存形态也具有示顶功能。如足 迹、孔穴、根系、叠层石等。 32 Stromatolite in Different Shapes The laminae protrude to the younging direction of beds 33 34 scour surface 4、次生冲刷面:是固结和半固结的沉积层的顶面,因水 流冲刷而成为凹凸不平的面。 sandstone, silicalite, limestone, cross-bedding, silicalite gravels 35 5、机械落石 36 第三节 层状岩层的产状 岩层的产状分为三大类:水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。 一、水平岩层的产状 水平岩层是指岩层的倾角小于5℃,岩层的层面基本与水 平面平行。 37 38 39 阿里风光- 溯源雅鲁藏布-水平岩层 40 水平岩层在地面和地形地 质图上的特征: 水平岩层在地质图上 的界线与地形等高线平行 或重合。 在沟谷呈尖牙状,其 尖端指向上游; 在孤立的山丘上呈圈 闭的曲线。 在近直立的陡崖处重 合成一条线 二、倾斜岩层的产状 岩层的倾角为5-85度之间的岩层即倾 斜岩层。 当倾斜岩层的走向与山脊的走向、山 坡的坡向垂直或斜交时,岩层的出露界线 多呈“V”字型,其地质界线与等高线的 “V”字型弯曲方向有以下三种关系:相反 相同,相同相反,相同相同,即“V”字型法则。 “V”字型法则不仅适用于倾斜岩层, 也适用于倾斜的其它构造面,如倾斜的断 层面等。 43 身边岩层倾斜了! 44 倾斜岩层与倾斜地质界面 悬 空 寺 之 倾 斜 岩 层 北 岳 恒 山 46 峨 嵋 金 顶 之 倾 斜 岩 层 47 (1)相反相同:当岩 层(地质界面)的倾 向与坡向相反时,岩 层界线(地质界线) 与等高线的弯曲方向 相同,岩层界线(地 质界线)在沟谷处形 成尖端指向上游的 “V”字形,在山脊 处形成尖端指向下坡 的“V”字形,岩层 界线(地质界线)的 弯曲紧闭度小于地形 等高线)相同相反:当岩层的倾向与坡向相 同时,岩层的倾角大于坡角,岩层的界线 与等高线的弯曲方向相反,岩层界线在沟 谷处形成尖端指向下游的“V”字形,在山 脊处形成尖端指向上坡的“V”字形。 50 51 (3)相同相同:当 岩层的倾向与坡向 相同时,岩层的倾 角小于坡角,岩层 的界线与等高线的 弯曲方向相同,在 沟谷处形成尖端指 向上游的“V”字形, 在山脊处形成尖端 指向下坡的“V”字 形,且岩层的界线 注意: 岩层 走向与沟谷大体垂直时, “ v”字形大体对称。 斜交时,不对称。 平行时不符合此规则。 54 三、直立岩层分布区的特点 直立岩层的界线不受地形的影响,为一直线 地 质 界 面 直 立 57 Rule of ?V?s Vertical dip Perspective views and map patterns of a simple valley, cutting into a single straight bed in various orientations. 58 RULES OF ?V?s Traces of dipping layers that intersect uneven ground or ?topography?. Left hand side: Map view of layer in stream valley. Right hand side: Cross section view of dipping layer. (after Marshak and Mitra laboratory manual.) 59 第四节 地层的接触关系 1.地层接触关系定义 上下两套地层在时间上的发展状态与空间上的 接触类型。可分为整合与不整合接触两种。 2.整合与不整合接触 整合接触:上下两套地层的产状基本一致或平 行,地层层序连续,岩性及所含化石一致或 递变。 不整合接触:不整合面上、下两套地层的时代 不连续,化石突变(缺失),地层缺失(缺— 无沉积,失—有沉积,但被侵蚀掉),不整 合面顶部常残留古风化壳,不整合面上新地 层底部常有底砾岩。 61 不整合可以分为两种类型 平行不整合(假整合)(disconformity):上 下两套地层的地层层序不连续,缺失某一 时代的地层,岩性及所含化石不一致或突 变。上下两套地层的产状基本一致或平行。 不整合面与新老地层层面平行。 角度不整合(unconformity):上下两套地层 的地层层序不连续,缺失某一时代地层, 岩性及所含化石不一致或突变。上下两套 地层的产状不一致。不整合面与上覆新地 层平行与下伏老地层斜切。 62 平行不整合在剖面图上表现 C2b O1m 63 角度不整合在剖面图上表现 C1 D1 Pt1 64 平行不整合 平行不整合 底砾岩 古风化壳 SE140O 0 100m 350 20 350 20 No4028 e e e 生物碎屑 分选磨圆较 含砾砂岩 灰岩 好的底砾岩 砂岩 砂岩中的楔 状交错层理 野外定 点点号 是指上下地层产状 平行或近于平行,具 有不规则的侵蚀和暴 露标志的分隔面。它 代表了早期地层的整 体上升,遭受风化、 剥蚀,而后又接受沉 积的演化历史。假整 合面上一般都具有古 风化壳,或具底砾岩、 粗碎屑岩等。 65 66 平行不整合(北京西山) 昌平组 景儿峪组 67 角度不整合 中-上更新统沃马组 上侏罗统 角度不整合为分隔下部褶皱或掀斜地层和 上部(近水平)地层间的分隔面。 上下地层产状不一致,构造样式不一致, 存在长时期的沉积间断 68 角度不整合 69 角度不整合 70 3. 不整合形成的过程 不整合的形成过程可分为三个阶段, 平行不整合与角度不整合略有不同。 1)平行不整合的形成过程分为: 地壳平稳下降接受沉积阶段;地壳水平 抬升成陆,遭受风化剥蚀阶段;地壳重 新下降接受沉积阶段。 2)角度不整合形成过程为:地壳下 降接受沉积阶段;地壳不均匀抬升或褶 皱抬升成陆,遭受风化剥蚀阶段;地壳 重新下降接受沉积阶段。 71 平 行 整 合 的 形 成 72 4.不整合的观察与研究 1)研究不整合的意义 (1)不整合是重要的地壳运动标志,又是划 分构造层的分界面。 (2)不整合面是划分岩石地层单位的依据 之一,因不整合面不是等时面,故不能作为年 代地层单位的依据。 (3)对不整合面在空间上的分布和类型变 化的研究,可了解地壳运动的不均匀性。 (4)不整合面是构造上的薄弱面,岩浆及含 矿溶液易进入而形成内生矿床,同时古风化 壳中常有铁、锰、磷、铝等富集而成为外生 矿床。 73 角 度 不 整 合 的 形 成 74 2) 确定不整合存在的主要标志 (1)地层古生物方面的标志—含古生物化石突变。 (2)沉积方面的标志—岩性突变及古风化壳、底砾岩的存在等。 (3)构造方面的标志—通常老地层所经历的构造变形较新地 层要高,其褶皱、断裂更发育,断裂面终止于不整合面。 (4)岩浆活动与变质作用方面的标志—不整合面下老地层所 遭受的岩浆活动与变质作用较新地层要强。 75 3)不整合的空间分布与类型变化 一次大的地壳升降运动所形成的不整合面, 在区域上具有一定的变化规律。在地壳升降运 动最强烈地区形成角度不整合、较强地区形成 平行不整合、不强烈地区形成整合接触。 4)不整合形成时代的确定 不整合形成的时代通常是不整合面下最新 地层之后与不整合面上最老地层前。 76

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