1、地球科学概论构造运动1.1.定义定义：主要由地球内部能量引起的，组成主要由地球内部能量引起的，组成地球物质发生的机械运动。地球物质发生的机械运动。2 2、结果、结果：使地壳或岩石圈的物质发生变形和变位。使地壳或岩石圈的物质发生变形和变位。一方面引起地表形态大规模变化：一方面引起地表形态大规模变化：如如山脉形成山脉形成、海陆变迁海陆变迁、大陆分裂大陆分裂与与大洋扩张大洋扩张等；等；另一方面，使岩石圈中岩石发生变形另一方面，使岩石圈中岩石发生变形:如如地层的倾斜与弯曲地层的倾斜与弯曲、岩石块体的破岩石块体的破裂裂与与相对错动相对错动等等.3.3.分类分类：按运动方向分成两类。按运动方向分成两类。指
2、地壳或岩石圈物质垂直于地表指地壳或岩石圈物质垂直于地表即沿地球半径方向的运动。即沿地球半径方向的运动。常表现为地壳大面积的常表现为地壳大面积的上升上升、下下降降，造成，造成地表地势高差地表地势高差的改变，引起的改变，引起海陆变迁海陆变迁等。传统上称为等。传统上称为造陆运动造陆运动。指平行于地表即沿地球切线方向的运指平行于地表即沿地球切线方向的运动。动。表现为地质体的表现为地质体的相互分离相互分离、会聚会聚或或平平移错动移错动，造成岩层的，造成岩层的褶皱褶皱与与断裂断裂，在岩石，在岩石圈的软弱层中则可形成巨大的圈的软弱层中则可形成巨大的褶皱山系褶皱山系。常把产生大规模、强烈的岩石变形常把产生大规
3、模、强烈的岩石变形(褶皱与断裂等褶皱与断裂等)并与山系形成紧密相关的并与山系形成紧密相关的水平运动，称为水平运动，称为造山运动造山运动(orogeny)(orogeny)。构造运动在整个地质历史时期中都构造运动在整个地质历史时期中都在不断进行，按时间将构造运动分成：在不断进行，按时间将构造运动分成：现代构造运动现代构造运动(recent tectonism)(recent tectonism)：有人类历史记载以来的构造运动。有人类历史记载以来的构造运动。新构造运动新构造运动(neotectonism)(neotectonism)：新第三纪以来发生的构造运动。新第三纪以来发生的构造运动。古构造运
4、动古构造运动(paleotectonism)(paleotectonism)：新第三纪以前发生的构造运动。新第三纪以前发生的构造运动。第一节第一节 构造运动在地形、构造运动在地形、地物上的表现地物上的表现1 1、地形变测量、地形变测量一、一、地形变测量反映的地形变测量反映的现代构造运动现代构造运动 在地形变测量中，测量观测点相对于在地形变测量中，测量观测点相对于大地水准面的高程变化称为大地水准面的高程变化称为水准测量水准测量。我国从我国从19511951年至年至19821982年先后进行两次年先后进行两次全国范围和多次区域性精密水准测量积累全国范围和多次区域性精密水准测量积累了大量的基础资料，
5、反映了我国大陆近了大量的基础资料，反映了我国大陆近3030年来年来地壳垂直运动地壳垂直运动的总体情况。的总体情况。在南部以青藏高原上升最快，一般为在南部以青藏高原上升最快，一般为5 510 mm/a10 mm/a。三角测量法三角测量法 在地形面上设置多个观测点组成在地形面上设置多个观测点组成三角三角网网，通过测定各三角形边长及内角随时间，通过测定各三角形边长及内角随时间的变化，计算各观测点的水平位移。的变化，计算各观测点的水平位移。三角测量法揭示三角测量法揭示现代水平运动现代水平运动的典型的典型例子是美国西部例子是美国西部圣安得烈斯圣安得烈斯断层。断层。断层西侧主要向西北方向移动，平均断层西侧
6、主要向西北方向移动，平均速度约速度约4 cm/a4 cm/a；而断层东侧只作相对较小；而断层东侧只作相对较小的往复式移动。的往复式移动。近年来大地测量技术有了很大进展。近年来大地测量技术有了很大进展。人们通过设置跨国界、人们通过设置跨国界、跨洲际跨洲际的的超长基线超长基线（VLBIVLBI），并利用），并利用电磁波干涉测距电磁波干涉测距、激光激光测距测距等高精度测量新方法，观测大区域甚等高精度测量新方法，观测大区域甚至跨洲际的水平运动情况。至跨洲际的水平运动情况。特别是近几年新发展的特别是近几年新发展的全球定位系统全球定位系统（GPSGPS）方法，利用地球上空的人造卫星）方法，利用地球上空的人
7、造卫星网，定时地对全球地面上的观测点或观测网，定时地对全球地面上的观测点或观测站进行精确定位，可以了解全球范围内不站进行精确定位，可以了解全球范围内不同尺度、不同地区的水平运动情况。同尺度、不同地区的水平运动情况。尽管构造运动速率极其缓慢，但长尽管构造运动速率极其缓慢，但长期积累就可造成大规模的位移。期积累就可造成大规模的位移。地物地物是指人类在地面上所建造的建是指人类在地面上所建造的建筑物。如果地面发生构造运动，地物便筑物。如果地面发生构造运动，地物便成为记录运动的良好标志，再结合对地成为记录运动的良好标志，再结合对地物的考古资料，我们便可了解构造运动物的考古资料，我们便可了解构造运动的特征
8、。的特征。二、构造运动在地物上的表现二、构造运动在地物上的表现地物记录地壳垂直运动的实例地物记录地壳垂直运动的实例 意大利那不勒斯湾海岸塞意大利那不勒斯湾海岸塞拉比斯拉比斯城镇遗迹城镇遗迹-废墟中耸立三根高废墟中耸立三根高12m12m的大理石柱的大理石柱 该城镇建于公元前该城镇建于公元前105105年的古罗马时代。年的古罗马时代。17491749年从火山灰中将该古镇废墟挖掘出来。废年从火山灰中将该古镇废墟挖掘出来。废墟中耸立三根高墟中耸立三根高12m12m的大理石柱，均保留相同的大理石柱，均保留相同的地质遗迹：石柱地基以上的地质遗迹：石柱地基以上3.6m3.6m被火山灰掩埋被火山灰掩埋，柱面光
9、滑；其上，柱面光滑；其上2.7m2.7m一段被海生动物钻蚀了一段被海生动物钻蚀了无数密集的小孔；柱子上段无数密集的小孔；柱子上段5.7m5.7m一直未被海水一直未被海水淹没，但遭受风化，不甚光滑。淹没，但遭受风化，不甚光滑。意大利古罗马废墟塞拉意大利古罗马废墟塞拉比斯古庙石柱比斯古庙石柱1828年的出露情景年的出露情景地物记录充分证明：地物记录充分证明：水平运动与垂直运动常兼而有之水平运动与垂直运动常兼而有之 宁夏石咀山市西南贺兰山东麓红果子宁夏石咀山市西南贺兰山东麓红果子沟附近，沟附近，明代明代修建的一条修建的一条长城长城被错断。长被错断。长城由于山麓断层的运动而被错断，水平错城由于山麓断层
10、的运动而被错断，水平错开距离约开距离约1.45m,1.45m,垂直错断距离约垂直错断距离约0.9m0.9m。据。据考证，该长城修建于公元考证，该长城修建于公元1448144814851485年年,距今约距今约500a500a。故该地区故该地区500500年来，既有垂直运动，年来，既有垂直运动，也有水平的运动。也有水平的运动。地地 貌貌 是由地质作用形成的特定地表形态。是由地质作用形成的特定地表形态。构造运动对一些地貌的形成具有明显的控构造运动对一些地貌的形成具有明显的控制作用。反之，这些与构造运动有关的地制作用。反之，这些与构造运动有关的地貌成为研究构造运动的有力证据。貌成为研究构造运动的有力
11、证据。由于古老的地貌往往早已被剥蚀殆尽，由于古老的地貌往往早已被剥蚀殆尽，所以现今地貌一般反映的是所以现今地貌一般反映的是新构造运动新构造运动所所造成的结果。造成的结果。三、构造运动在地貌上的表现三、构造运动在地貌上的表现反映地壳垂直运动的常见地貌反映地壳垂直运动的常见地貌：1-1 1-1 河流阶地河流阶地（river terranceriver terrance）如果地壳运动使该区域处于上升状如果地壳运动使该区域处于上升状态，则河流侵蚀基准面下降，河流下蚀态，则河流侵蚀基准面下降，河流下蚀作用重新加强，使河床降低，原有河漫作用重新加强，使河床降低，原有河漫滩相对升高，一般洪水已不能达到滩相对
12、升高，一般洪水已不能达到;形成分布于河谷谷坡上、洪水不能形成分布于河谷谷坡上、洪水不能淹没的顶面较平坦的台阶状地形，称为淹没的顶面较平坦的台阶状地形，称为河流阶地河流阶地。河流阶地形成过程示意图河流阶地形成过程示意图1-2 1-2 深切河曲深切河曲（incised meanderincised meander）地壳相对稳定时期经长期演变已经发地壳相对稳定时期经长期演变已经发展成蛇曲的河流，若地壳抬升，河流下蚀展成蛇曲的河流，若地壳抬升，河流下蚀作用加强，河床降低，深切至基岩，河谷作用加强，河床降低，深切至基岩，河谷横剖面形态呈横剖面形态呈“V”“V”形谷，平面上仍保留极形谷，平面上仍保留极度弯
13、曲的蛇曲形态的不协调现象，称为度弯曲的蛇曲形态的不协调现象，称为深深切河曲切河曲。反映地壳由相对稳定转向强烈上升运反映地壳由相对稳定转向强烈上升运动的特征。动的特征。美国犹他州圣胡安河深切河谷美国犹他州圣胡安河深切河谷2-1 2-1 准平原准平原（peneplanepeneplane）地壳相对稳定时，流水及其它各种表地壳相对稳定时，流水及其它各种表层地质作用长期共同对陆地表面进行改造层地质作用长期共同对陆地表面进行改造，总趋势是把原来地表高差较大的形态，总趋势是把原来地表高差较大的形态，经过风化、剥蚀把它削低，同时又将破坏经过风化、剥蚀把它削低，同时又将破坏下来的物质搬运到地表低洼处进行堆积。
14、下来的物质搬运到地表低洼处进行堆积。这种这种“削高填低削高填低”的结果使整个区域的结果使整个区域变得比较平坦，形成近似平原的地形称为变得比较平坦，形成近似平原的地形称为准平原准平原。2-2 2-2 夷平面夷平面 当地表为准平原时，如果地壳重新当地表为准平原时，如果地壳重新上升，准平原被抬高并遭受流水切割而上升，准平原被抬高并遭受流水切割而成为山地，这时在山地顶部可以残留原成为山地，这时在山地顶部可以残留原有准平原的遗迹，即较平坦的顶面。有准平原的遗迹，即较平坦的顶面。其可大可小，上面可见到准平原时其可大可小，上面可见到准平原时期的沉积物或风化壳，且相邻的平坦山期的沉积物或风化壳，且相邻的平坦山
15、顶大致位于同一高度，即代表已被破坏顶大致位于同一高度，即代表已被破坏的原来准平原的表面，称为的原来准平原的表面，称为夷平面夷平面。实例实例：具有：具有“世界屋脊世界屋脊”之称之称的青藏高原，在的青藏高原，在上新世上新世时期地壳相时期地壳相对稳定，逐渐形成地势起伏较小的对稳定，逐渐形成地势起伏较小的准平原，海拔高度大致为准平原，海拔高度大致为1000m1000m；随；随着上新世末期以来青藏高原强烈上着上新世末期以来青藏高原强烈上升，原来准平原解体，遭受剥蚀、升，原来准平原解体，遭受剥蚀、切割而成为夷平面，现今海拔高程切割而成为夷平面，现今海拔高程为为400040005000m5000m。所以，上
16、新世末期以来，青藏所以，上新世末期以来，青藏高原整体隆升幅度达高原整体隆升幅度达300030004000m4000m。3-1 3-1 多级海成阶地多级海成阶地 地壳稳定时期在海地壳稳定时期在海(湖湖)面附近形成面附近形成的。地壳重新上升可形成明显高出海的。地壳重新上升可形成明显高出海(湖湖)面的海面的海(湖湖)成阶地。地壳多次地稳定成阶地。地壳多次地稳定上升可形成多级海上升可形成多级海(湖湖)成阶地。成阶地。3-2 3-2 多排海蚀凹槽多排海蚀凹槽 地壳间歇性上升可形成高出海面的地壳间歇性上升可形成高出海面的多排海蚀凹槽。多排海蚀凹槽。3-3 3-3 多排溶洞多排溶洞 因为成排的溶洞原来一般在
17、因为成排的溶洞原来一般在潜水面附近经潜蚀作用形成，潜水面附近经潜蚀作用形成，出现多排溶洞表明该地区发出现多排溶洞表明该地区发生了垂直运动。生了垂直运动。美国西部海岸多级海蚀阶地美国西部海岸多级海蚀阶地 水平运动可使线状延伸的水系（河流水平运动可使线状延伸的水系（河流、冲沟等）发生同步弯曲和错断。、冲沟等）发生同步弯曲和错断。四川西部四川西部鲜水河鲜水河谷地中，一系列穿过谷地中，一系列穿过鲜水河断裂带的水系由于断层的水平运动鲜水河断裂带的水系由于断层的水平运动而发生弯曲和错断，形成而发生弯曲和错断，形成“S”“S”形、肘状或形、肘状或梳状水系。梳状水系。水平运动还常使山脊或山梁错断或弯水平运动还
18、常使山脊或山梁错断或弯曲。曲。一、地层的岩相变化及厚度一、地层的岩相变化及厚度二、地层的接触关系二、地层的接触关系第二节第二节 构造运动在构造运动在地层中的表现地层中的表现 沉积地层往往是在一定的地表沉积沉积地层往往是在一定的地表沉积环境（如环境（如浅海浅海、滨海滨海、湖泊湖泊、河流河流等）中等）中形成的，不同的沉积环境形成不同的岩石形成的，不同的沉积环境形成不同的岩石特征及生物化石组合，这种能反映沉积岩特征及生物化石组合，这种能反映沉积岩或沉积物或沉积物形成环境形成环境的的岩石岩石及所及所含生物化石含生物化石的的各种特征各种特征称为称为岩相岩相。一定的岩相代表一定的沉积环境，岩一定的岩相代表
19、一定的沉积环境，岩相变化意味着沉积环境的变化。相变化意味着沉积环境的变化。一、地层的岩相变化及厚度一、地层的岩相变化及厚度 河北开平下寒武统地层柱状图河北开平下寒武统地层柱状图 曲线表示地壳升降运动曲线表示地壳升降运动沉积环境分类：沉积环境分类：海洋环境（深海、半深海、浅海、滨海）海洋环境（深海、半深海、浅海、滨海）大陆环境（湖泊、沼泽、河流、冰川）大陆环境（湖泊、沼泽、河流、冰川）一个地区沉积环境或岩相的剧烈变化一个地区沉积环境或岩相的剧烈变化与构造运动存在千丝万缕的联系。与构造运动存在千丝万缕的联系。例如，一个地区从早期的浅海沉积逐例如，一个地区从早期的浅海沉积逐渐转变为滨海沉积，此后又转
20、变为陆上河渐转变为滨海沉积，此后又转变为陆上河流沉积，说明该地区地壳逐渐上升、海水流沉积，说明该地区地壳逐渐上升、海水逐渐退出。逐渐退出。利用沉积物或沉积岩的厚度资利用沉积物或沉积岩的厚度资料不仅可分析地壳升降运动的性质料不仅可分析地壳升降运动的性质；还能定量地确定古代地壳垂直还能定量地确定古代地壳垂直运动的幅度。运动的幅度。有些地区发现：岩相类型不变，而沉有些地区发现：岩相类型不变，而沉积物的厚度却大大超过相应沉积环境的厚积物的厚度却大大超过相应沉积环境的厚度极大值。度极大值。这是为什么？这是为什么？这是在地壳不断下降的同时不断接受这是在地壳不断下降的同时不断接受沉积的条件下形成的沉积的条件
21、下形成的。地壳下降幅度抵消了沉积填充的厚度地壳下降幅度抵消了沉积填充的厚度，使原来的沉积环境基本保持不变，这时，使原来的沉积环境基本保持不变，这时的沉积厚度大致可作为该时期地壳下降幅的沉积厚度大致可作为该时期地壳下降幅度。度。地层接触关系地层接触关系 指新老地层（或岩石）在空间上的指新老地层（或岩石）在空间上的相互叠置状态。相互叠置状态。地层接触关系受构造运动控制，地层接触关系受构造运动控制，同时记录构造运动的历史。不同的接同时记录构造运动的历史。不同的接触关系反映了不同的构造运动特点。触关系反映了不同的构造运动特点。二、地层的接触关系二、地层的接触关系 地层接触关系类型：地层接触关系类型：1
22、 1、整合、整合 2 2、平行不整合、平行不整合 3 3、角度不整合、角度不整合 1 1、整合（、整合（conformityconformity）指上下两套地层的产状完全一指上下两套地层的产状完全一致，时代连续的一种接触关系。致，时代连续的一种接触关系。它是在地壳稳定下降或升降运它是在地壳稳定下降或升降运动不显著的情况下，沉积作用连续动不显著的情况下，沉积作用连续进行，沉积物依次堆叠而形成的。进行，沉积物依次堆叠而形成的。2 2、平行不整合（、平行不整合（disconformitydisconformity）又称又称假整合假整合，其特点是上、下两套，其特点是上、下两套地层的产状基本保持平行，但
23、时代不连地层的产状基本保持平行，但时代不连续，其间有反映长期沉积间断和风化剥续，其间有反映长期沉积间断和风化剥蚀的剥蚀面存在。蚀的剥蚀面存在。平行不整合的出现反映地壳的一次平行不整合的出现反映地壳的一次显著的升降运动。显著的升降运动。3 3、角度不整合（、角度不整合（unconformityunconformity）上、下两套地层产状不一致，以一上、下两套地层产状不一致，以一定角度相交；两套地层时代不连续，其定角度相交；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间有代表长期风化剥蚀与沉积间断的剥蚀面存在。蚀面存在。角度不整合反映显著的水平挤压运角度不整合反映显著的水平挤压运动及伴
24、随的升降运动。动及伴随的升降运动。华北地区寒武系至侏罗系地层接触关系华北地区寒武系至侏罗系地层接触关系反映的构造运动历史反映的构造运动历史 岩浆岩与变质岩经抬升、风化岩浆岩与变质岩经抬升、风化剥蚀后，再下降接受沉积形成的接触剥蚀后，再下降接受沉积形成的接触关系也属于不整合接触。关系也属于不整合接触。另类不整合构造的表现另类不整合构造的表现 不整合是构造运动的反映，利用不不整合是构造运动的反映，利用不整合确定构造运动时代的方法是：整合确定构造运动时代的方法是：构造运动发生在不整合面之下最年构造运动发生在不整合面之下最年轻的地层时代之后与不整合面之上最老轻的地层时代之后与不整合面之上最老的地层时代
25、之前的地层时代之前。不整合构造的时代确定不整合构造的时代确定一、岩层产状一、岩层产状二、褶皱构造二、褶皱构造三、断裂构造三、断裂构造第三节第三节 岩石变形岩石变形 岩石变形是构造运动的重要表现和岩石变形是构造运动的重要表现和结果。结果。沉积岩形成时除局部地区具有原始沉积岩形成时除局部地区具有原始倾斜以外，基本上是水平产出的，而且倾斜以外，基本上是水平产出的，而且在一定范围内是连续的；岩浆岩则具有在一定范围内是连续的；岩浆岩则具有原生的整体性。原生的整体性。但经过构造运动，岩层可由水平变但经过构造运动，岩层可由水平变为倾斜或弯曲，连续的岩层被断开或错为倾斜或弯曲，连续的岩层被断开或错动，完整的岩
26、体被破碎等。动，完整的岩体被破碎等。根据岩石变形特征可以分析构造运根据岩石变形特征可以分析构造运动的性质、强度及时代等。岩石变形的动的性质、强度及时代等。岩石变形的产物称为产物称为地质构造地质构造（geologic geologic structurestructure）。）。最常见的地质构造为最常见的地质构造为褶皱褶皱和和断裂断裂。岩石发生变形是受到构造运动所施岩石发生变形是受到构造运动所施加的力的作用。这种力一般来自于相邻加的力的作用。这种力一般来自于相邻岩块的岩块的挤压挤压、拉张拉张与与剪切剪切作用。作用。近地表环境坚硬岩石常表现为近地表环境坚硬岩石常表现为脆性脆性(brittlebri
27、ttle)，在强烈构造运动作用下容易在强烈构造运动作用下容易发生破裂变形。发生破裂变形。岩石发生复杂的弯曲变形，说明岩岩石发生复杂的弯曲变形，说明岩石变形表现为石变形表现为韧性韧性(ductileductile)。坚硬岩石发生明显的韧性变形是因坚硬岩石发生明显的韧性变形是因为有许多因素影响着岩石变形的力学性为有许多因素影响着岩石变形的力学性质，其中主要有质，其中主要有围压围压、温度温度、溶液溶液及及构构造作用力的快慢造作用力的快慢等。等。一般来说，当岩石处于地下一定深一般来说，当岩石处于地下一定深度的较高围压与温度环境下，或者岩石度的较高围压与温度环境下，或者岩石含流体丰富、固结较差，或施加的
28、构造含流体丰富、固结较差，或施加的构造作用力比较缓慢时，岩石表现出较强的作用力比较缓慢时，岩石表现出较强的韧性，易发生连续的弯曲或褶皱变形。韧性，易发生连续的弯曲或褶皱变形。构造运动使岩石变形而形成各种构造运动使岩石变形而形成各种地地质构造质构造，其形态往往由岩层或岩石空间，其形态往往由岩层或岩石空间上的位置变化表现出来。上的位置变化表现出来。沉积岩在地壳表面分布最广，且具沉积岩在地壳表面分布最广，且具有原生层理构造。沉积岩的基本单位是有原生层理构造。沉积岩的基本单位是岩层岩层（stratumstratum），岩层之间由层理面或），岩层之间由层理面或层面分开。一个岩层上、下两个层面，层面分开。
29、一个岩层上、下两个层面，称为称为顶面顶面和和底面底面，岩层顶、底面间的垂，岩层顶、底面间的垂直距离即直距离即岩层厚度岩层厚度。一、岩层的产状一、岩层的产状 研究地质构造，首先必须确研究地质构造，首先必须确定岩层或岩石的定岩层或岩石的空间位置空间位置。岩层。岩层在空间的位置称为在空间的位置称为岩层的产状岩层的产状（attitude of stratumattitude of stratum）。）。岩层产状用岩层的岩层产状用岩层的走向走向、倾倾向向和和倾角倾角来确定，称为岩层的来确定，称为岩层的产产状要素状要素。岩层的产状要素及其测量方法岩层的产状要素及其测量方法走向（走向（strikestrik
30、e）岩层层面与假想水平面交线的延伸方岩层层面与假想水平面交线的延伸方向，其交线叫向，其交线叫走向线走向线。倾向（倾向（dipdip）岩层面上垂直于走向线向下所引的直岩层面上垂直于走向线向下所引的直线称为线称为倾斜线倾斜线，倾斜线在水平面上的投，倾斜线在水平面上的投影所指的方向称为影所指的方向称为倾向倾向。走向、倾向一般用地理方位角表示走向、倾向一般用地理方位角表示（0 0360360）。）。倾角（倾角（dip angledip angle）或称或称真倾角真倾角，指倾斜线与其在水平面，指倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角。上的投影线之间的夹角。岩层面与水平面之间所夹最大锐角，岩层面与水平面之
31、间所夹最大锐角，倾角值为倾角值为0 09090。视倾角视倾角 或称或称假倾角假倾角，指在不垂直岩层走向线，指在不垂直岩层走向线的任何方向上量得的倾角的任何方向上量得的倾角。视倾角总是小于真倾角。视倾角总是小于真倾角。岩层的产状要素在野外直接用罗盘测岩层的产状要素在野外直接用罗盘测量，所测产状要素用规定的文字或符号记量，所测产状要素用规定的文字或符号记录。常用的文字记录格式为：录。常用的文字记录格式为：倾向方位角倾向方位角倾角倾角，如，如1501503030 走向、倾向及倾角在地质平面图上可走向、倾向及倾角在地质平面图上可用符号用符号“30“30”表示，符号中长线方位表示，符号中长线方位与走向一
32、致，短线指向与倾向一致，长短与走向一致，短线指向与倾向一致，长短线交点应落在测量点位置上，符号旁加注线交点应落在测量点位置上，符号旁加注的数字为倾角。的数字为倾角。岩层类型（岩层类型（按产状可分为三种按产状可分为三种）：）：水平岩层（倾角为0左右)倾斜岩层（倾角介于090间）直立岩层（倾角接近90）倾斜岩层最常见、分布最广；水平岩层只有少数地区才能见到；直立岩层也是局部现象。第一节第一节 构造运动在地形、地物上的构造运动在地形、地物上的 表现表现 第二节第二节 构造运动在地层中的表现构造运动在地层中的表现#第三节第三节 构造运动引起的岩石变形构造运动引起的岩石变形 第四节第四节 地地 震震第八
33、章第八章 构造运动构造运动1 1、褶皱、褶皱(fold)fold)是岩层受力变形产生的是岩层受力变形产生的连续弯曲连续弯曲，它，它是岩层塑性变形的表现。是岩层塑性变形的表现。褶皱形态多种多样，规模有大有小。褶皱形态多种多样，规模有大有小。褶皱中的单个弯曲称为褶曲。褶皱中的单个弯曲称为褶曲。第三节第三节 构造运动引起的构造运动引起的岩石变形岩石变形二、褶皱构造二、褶皱构造褶皱构造褶皱构造 2 2、褶皱的要素、褶皱的要素 褶皱的组成部分称褶皱的要素。褶皱的组成部分称褶皱的要素。意义意义：为正确描述和研究褶皱构：为正确描述和研究褶皱构造，必须弄清褶皱的各个组成部分及其造，必须弄清褶皱的各个组成部分及
34、其相互关系。相互关系。褶皱要素主要有褶皱要素主要有核核、翼翼、转折端转折端、枢纽枢纽、轴面轴面等。等。核核（corecore）组成褶皱中心部分的岩层。组成褶皱中心部分的岩层。其范围是相对的其范围是相对的,一般只把位于褶一般只把位于褶皱内部的某一地层定为核。皱内部的某一地层定为核。如果是剥蚀后出露于地面的褶皱的如果是剥蚀后出露于地面的褶皱的核核,通常是指最中心的地层。通常是指最中心的地层。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图 翼翼（limblimb）褶皱核部两侧的岩层。褶皱核部两侧的岩层。相邻的两个褶曲之间的翼是共相邻的两个褶曲之间的翼是共有的。有的。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图 转折端
35、转折端（hinge zone of foldhinge zone of fold）从褶皱一翼向另一翼过渡的弯从褶皱一翼向另一翼过渡的弯曲部分。曲部分。它是连接两翼的部分，形态多它是连接两翼的部分，形态多为圆滑弧形，有时也呈为圆滑弧形，有时也呈尖棱状尖棱状、箱箱状状或或扇状扇状。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图枢纽枢纽（hinge of foldhinge of fold）组成褶皱的同一层面上最大弯曲点组成褶皱的同一层面上最大弯曲点的连线。的连线。枢纽可以是直线，也可是曲线或折枢纽可以是直线，也可是曲线或折线。其空间产状可以是水平的、倾斜的线。其空间产状可以是水平的、倾斜的或直立的，但以倾斜
36、的最常见。或直立的，但以倾斜的最常见。枢纽的向下倾斜称为枢纽的向下倾斜称为枢纽倾伏枢纽倾伏。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图褶皱构造褶皱构造背斜 轴面（轴面（axial planeaxial plane）由同一褶皱的各岩层枢纽所构成由同一褶皱的各岩层枢纽所构成的面。的面。它是一个假象的面，一般可看成它是一个假象的面，一般可看成是平分褶皱两翼的对称面。是平分褶皱两翼的对称面。轴面可以是平面，也可是曲面；轴面可以是平面，也可是曲面；其空间产状可以是直立的，也可以是倾其空间产状可以是直立的，也可以是倾斜的或者水平的。斜的或者水平的。褶皱各要素的示意图褶皱各要素的示意图背斜（背斜（anticlin
37、eanticline）背斜在形态上是向上拱的弯曲；背斜在形态上是向上拱的弯曲；其两翼岩层一般相背倾斜（即以核其两翼岩层一般相背倾斜（即以核部为中心分别向两侧倾斜）；部为中心分别向两侧倾斜）；经剥蚀后出露于地表的地层具有经剥蚀后出露于地表的地层具有核核部为老地层部为老地层、两翼岩层依次变新两翼岩层依次变新的的对称对称重复特征重复特征。3、褶皱的基本类型 向斜（向斜（synclinesyncline）向斜在形态上是向下凹的弯曲；向斜在形态上是向下凹的弯曲；其两翼岩层一般相向倾斜（即两翼其两翼岩层一般相向倾斜（即两翼均向核部倾斜）；均向核部倾斜）；经剥蚀后出露于地表的地层具有经剥蚀后出露于地表的地层
38、具有核部为新地层核部为新地层、两翼地层依次变老两翼地层依次变老的对称重复特征。的对称重复特征。一、一、背斜形成的上拱及向斜形成的背斜形成的上拱及向斜形成的下凹形态，经风化剥蚀后，并不一定与下凹形态，经风化剥蚀后，并不一定与现在地形的高低一致。现在地形的高低一致。背斜可以形成山岭，但也可是低地；背斜可以形成山岭，但也可是低地；向斜可以是低地，但也可构成山岭。向斜可以是低地，但也可构成山岭。地地形上的高低并不是判别背斜与向斜的标形上的高低并不是判别背斜与向斜的标志志。注意！注意！向斜成山和背斜成谷示意图向斜成山和背斜成谷示意图 二二、组成背斜两翼的岩层一、组成背斜两翼的岩层一般相背倾斜、组成向斜两
39、翼的岩层般相背倾斜、组成向斜两翼的岩层一般相向倾斜，一般相向倾斜，但实际工作中仅仅依靠岩层但实际工作中仅仅依靠岩层产状来确定褶皱的基本类型是不可产状来确定褶皱的基本类型是不可靠的，有时甚至是错误的。靠的，有时甚至是错误的。扇形褶皱：扇形褶皱：背斜在产状上表现为自两侧向中心倾斜，向背斜在产状上表现为自两侧向中心倾斜，向斜表现为自中心向两侧倾斜。斜表现为自中心向两侧倾斜。在垂直地层走向方向上出露的相同在垂直地层走向方向上出露的相同年代的地层作年代的地层作对称式重复对称式重复排列排列。判断背斜的根本标志：判断背斜的根本标志：核老翼新核老翼新的对称式重复排列。的对称式重复排列。判断向斜的根本标志：判断
40、向斜的根本标志：核新翼老核新翼老的对称式重复排列。的对称式重复排列。褶皱存在的根本标志褶皱存在的根本标志直立褶皱直立褶皱 轴面近直立，两翼倾向相反，倾角大小近相等。轴面近直立，两翼倾向相反，倾角大小近相等。斜歪褶皱斜歪褶皱 轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角大小不等。轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角大小不等。倒转褶皱倒转褶皱 轴面倾斜，两翼岩层朝同一方向倾斜，倾角大小轴面倾斜，两翼岩层朝同一方向倾斜，倾角大小不等，其中一翼岩层为正常层序，另一翼为倒转层序不等，其中一翼岩层为正常层序，另一翼为倒转层序，如两翼岩层倾角大小相等则称为，如两翼岩层倾角大小相等则称为同斜褶皱同斜褶皱。平卧褶皱平卧褶皱 轴
41、面及两翼岩层产状均近于水平，其中一翼岩层轴面及两翼岩层产状均近于水平，其中一翼岩层正常，另一翼为倒转。正常，另一翼为倒转。按照轴面产状将褶皱分为四种类型：按照轴面产状将褶皱分为四种类型：根据轴面产状划分的褶皱类型根据轴面产状划分的褶皱类型直立褶皱直立褶皱斜歪褶皱斜歪褶皱倒转褶皱倒转褶皱平卧褶皱平卧褶皱 通常根据通常根据区域性角度不整合的时代区域性角度不整合的时代确定。确定。基本原则基本原则 褶皱的形成年代为褶皱的形成年代为组成褶皱的最新组成褶皱的最新岩层年代之后与覆于褶皱之上的最老岩岩层年代之后与覆于褶皱之上的最老岩层年代之前层年代之前。4 4、褶皱的形成时代、褶皱的形成时代断裂构造（断裂构造
42、（fracturefracture）岩石受力作用超过岩石的强度岩石受力作用超过岩石的强度极限时，岩石就要破裂，形成断裂极限时，岩石就要破裂，形成断裂构造。构造。三、断裂构造三、断裂构造 岩石破裂且两侧岩块沿破裂面岩石破裂且两侧岩块沿破裂面有明显滑动者称为有明显滑动者称为断层（断层（faultfault），无明显滑动者称为无明显滑动者称为节理（节理（jointjoint）。断裂构造在地壳中分布极为普断裂构造在地壳中分布极为普遍，既可发育于沉积岩中，也可广遍，既可发育于沉积岩中，也可广泛发育于岩浆岩与变质岩中。泛发育于岩浆岩与变质岩中。断裂构造规模有大有小，巨型断裂构造规模有大有小，巨型的长可达上
43、千公里。的长可达上千公里。(一一)节理节理 节理构造分布极为广泛，但在不同节理构造分布极为广泛，但在不同地区、不同地质构造部位及不同类型岩地区、不同地质构造部位及不同类型岩石中发育程度不同。石中发育程度不同。根据节理形成的力学性质分为根据节理形成的力学性质分为剪节剪节理理和和张节理张节理两类。两类。1 1、剪节理（、剪节理（shear jointshear joint）是由剪应力产生的破裂面。是由剪应力产生的破裂面。产状较稳定，沿走向和倾向延产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远；伸较远；节理面较平直光滑，有时具剪节理面较平直光滑，有时具剪切滑动留下的擦痕；切滑动留下的擦痕；两壁一般紧闭或壁距较小，
44、较两壁一般紧闭或壁距较小，较少被矿物质充填，如被充填，脉宽较少被矿物质充填，如被充填，脉宽较为均匀，脉壁较为平直；为均匀，脉壁较为平直；发育于砾岩和砂岩等岩石中发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理，一般切割砾石和胶结物。的剪节理，一般切割砾石和胶结物。典型的剪节理常组成共轭典型的剪节理常组成共轭“X”“X”型节理系。型节理系。“X”“X”节理发育良好时可将岩石节理发育良好时可将岩石切成菱形或棋盘格式。如一组节理发切成菱形或棋盘格式。如一组节理发育而另一组不太发育则形成一组平行育而另一组不太发育则形成一组平行延伸的节理。延伸的节理。2 2、张节理（、张节理（tension jointtension
45、joint）是由张应力产生的破裂面。是由张应力产生的破裂面。产状不甚稳定，延伸不远；产状不甚稳定，延伸不远；节理面粗糙不平，无擦痕；节理面粗糙不平，无擦痕；节理多开口，常被矿脉充填成楔形节理多开口，常被矿脉充填成楔形、扁豆形及其它不规则形状，脉宽变化较、扁豆形及其它不规则形状，脉宽变化较大，脉壁不平直；大，脉壁不平直；在砾岩或砂岩中的张节理在砾岩或砂岩中的张节理常绕砾石或粗砂粒而过；常绕砾石或粗砂粒而过；张节理有时成不规则的树张节理有时成不规则的树枝状、各种网络状，有时也具一定枝状、各种网络状，有时也具一定几何形态，如追踪几何形态，如追踪X X型节理的锯齿型节理的锯齿状张节理、单列或状张节理、
46、单列或共轭雁列式共轭雁列式张节张节理等。理等。北京坨里灰岩中的雁列张节理北京坨里灰岩中的雁列张节理利用沉积物或沉积岩的厚度资料不仅可分析地壳升降运动的性质；第一节 构造运动在地形、泉水沿一定方向呈线状分布，指地壳或岩石圈物质垂直于地表即沿地球半径方向的运动。走向、倾向一般用地理方位角表示（0360）。如果地壳运动使该区域处于上升状态，则河流侵蚀基准面下降，河流下蚀作用重新加强，使河床降低，原有河漫滩相对升高，一般洪水已不能达到;相邻的两个褶曲之间的翼是共有的。其断层面常常较陡，倾角一般在45以上，断层线也比较平直，通常是在拉张和重力作用下形成的。第三节 构造运动引起的褶皱各要素的示意图其空间产
47、状可以是直立的，也可以是倾斜的或者水平的。地壳稳定时期在海(湖)面附近形成的。在砾岩或砂岩中的张节理常绕砾石或粗砂粒而过；当某一方向的节理特别发育时，常会把节当某一方向的节理特别发育时，常会把节理面与层面相混淆，因此在野外必须认真区别理面与层面相混淆，因此在野外必须认真区别节理面与层面节理面与层面。通常把在通常把在同一时期同样力学成因条件同一时期同样力学成因条件下形下形成的成的彼此平行或近于平行彼此平行或近于平行的的特征相近特征相近的节理归的节理归于一组。节理的产状以节理面的走向、倾向、于一组。节理的产状以节理面的走向、倾向、倾角来确定，其测量与记录方法同岩层产状。倾角来确定，其测量与记录方法
48、同岩层产状。根据岩石露头上节理组的交叉切割和限制根据岩石露头上节理组的交叉切割和限制关系，可划分其形成时间上的相对先后。关系，可划分其形成时间上的相对先后。注意！注意！1 1断层要素断层要素 断层的基本组成部分包括断层的基本组成部分包括断层面断层面和和断盘断盘。断层面（断层面（fault surfacefault surface）被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面。被错开的两部分岩石沿之滑动的破裂面。其形状可以是平面，也可为曲面或台阶状。其形状可以是平面，也可为曲面或台阶状。有时为有时为断层破碎带断层破碎带或或断裂带断裂带。断层面与地面的交线称断层面与地面的交线称断层线断层线，断层线可，断层线
49、可以是直线，也可以是曲线。以是直线，也可以是曲线。(二二)断层断层断盘（断盘（fault wallfault wall）断层面两侧相对移动的岩块。断层面两侧相对移动的岩块。断层面倾斜时，断盘有上、下之分，位断层面倾斜时，断盘有上、下之分，位于断层面以上的断块叫于断层面以上的断块叫上盘上盘，位于断层面以，位于断层面以下的叫下的叫下盘下盘；断层面直立时，往往以方向说；断层面直立时，往往以方向说明，如称断层的明，如称断层的东盘东盘或或西盘西盘。按两盘相对运动分，相对上升的断块叫按两盘相对运动分，相对上升的断块叫上升盘上升盘，相对下降的断块叫，相对下降的断块叫下降盘下降盘。上升盘。上升盘与上盘不见得一
50、致，上升盘可以是上盘，也与上盘不见得一致，上升盘可以是上盘，也可是下盘；反之亦然。可是下盘；反之亦然。断层位移断层位移 断层两盘沿断裂面的相对错动。断层两盘沿断裂面的相对错动。断层位移的距离可在断层两盘上选断层位移的距离可在断层两盘上选择一定的标志（对应点或对应层）来计择一定的标志（对应点或对应层）来计算。断层面上算。断层面上被错开的实际距离被错开的实际距离称为称为总滑距总滑距；总滑距在断层面走向上的；总滑距在断层面走向上的投影长度称投影长度称走向滑距走向滑距；总滑距在断层面；总滑距在断层面倾斜线上的投影长度称倾斜线上的投影长度称倾向滑距倾向滑距。由于断层面上很难找到相互错开的由于断层面上很难
