新构造运动与新构造课件.ppt

1、第三章 新构造运动与新构造背景图片为夏威夷Kilauea火山的喷发一、新构造运动1、新构造运动的概念目前对新构造运动发生的时限认识不一致，主要有：第四纪时期发生的构造运动是新构造运动；从新第三纪（新近纪）开始至现代的构造运动为新构造运动；新第三纪和第四纪前半期发生的构造运动是新构造运动；新构造运动不应给予时间限制，只要是造成现代地形基本特点的构造运动都应叫新构造运动。内力引起的地壳乃至岩石圈变形、变位的作用，叫作构造运动。目前大多数研究者认为，新构造运动是新近纪以来发生的地壳构造运动，其中有人类历史记载以来的构造运动称为现代构造运动。2.新构造运动的特点 新构造运动可以直接观察和测量；新构造运

2、动有一套特定的研究方法，如地貌学、考古学、大地测量学、地震学、地球物理学和空间遥测技术等 新构造：由新构造运动造成的地层、地貌和构造变形或变位叫做新构造（即新地质构造）。活动构造：现今仍在活动的构造。活动断层：近代地质时期（第四纪）和历史时期有过活动（位移或古地震），现代正活动或将来有可能活动的断层。相关概念：相关概念：二、新构造运动的表现形式新构造运动具有与老构造运动相同的表现形式，但也有自己特征的表现形式。1.地质表现主要是新地层（新近系-第四系）发生的低角度的倾斜变形或宽缓的拱形变形。新疆乌恰县境内阿图什组（N2）的倾斜变形2.地貌标志（1 1）新构造运动的直接地貌标志即新构造地貌，它是

3、新构造运动直接作用的结果，如断层崖、断块山、山脊被错断等。地貌标志地貌标志直接地貌标志直接地貌标志祁连山阿尔金断裂祁连山西端被阿尔金断裂截断的现象天山南部山前巴楚地区的走滑断层错断山脊的现象（卫星影像）（2）新构造运动的间接地貌标志主要由河流地貌反映出来的构造运动。如反映间歇性抬升运动的地貌有多级夷平面、阶地、多层溶洞等；水系的同步弯转、汇流和洪积扇顶点的线状排列等。阿尔金断裂造成的水系向同方向偏转现象（卫星图片）阿尔金断裂新构造运动造成的洪积扇顶点线性排列现象（卫星影像）洪积扇的线状排布显示的断层信息洪积扇的线状排布显示的断层信息 间接地貌标志间接地貌标志夷平面夷平面 夷平面的变位夷平面的变

4、位 北天山东段哈尔里克山三级夷平面北天山东段哈尔里克山三级夷平面觉洛塔格山上新世夷平面的垂直变位觉洛塔格山上新世夷平面的垂直变位地壳的垂直升降运动是新构地壳的垂直升降运动是新构造运动表现最明显、最易于造运动表现最明显、最易于观察和研究的形式。多级夷观察和研究的形式。多级夷平面、夷平面的变形、变位平面、夷平面的变形、变位反映新构造的间歇性抬升。反映新构造的间歇性抬升。3.沉积物标志沉积物分布与新构造运动厚度较大的、面积较广的新近系（上第三系）-第四系分布区反映新构造运动以沉降为主与新近系（上第三系）-第四系堆积区相邻的物源剥蚀区则是新构造运动的相对抬升区 沉积物的成因类型和岩相受一定的自然地理环

5、境的控制，而自然地理环境则主要是由构造运动和气候因素决定的。所以，在排除了气候因素对沉积物的成因类型和岩相影响后，才可以用于新构造运动的研究。新构造运动决定着外力过程的性质和强度，如在强烈抬升的高原和山岳地区，地形切割强，坡度大，所以常形成重力堆积物、山岳冰川堆积物和洪积物等；而在沉降运动的平原和盆地 区，则以湖沼沉积物和冲积物等最为发育。上新世至早更新世地层沉积相变化上新世至早更新世地层沉积相变化 沉积物标志沉积物标志厚度厚度 沉积物的厚度与新构造运动沉积物的厚度与新构造运动 沉积物的厚度沉积物的厚度取决于堆积区与其物源区取决于堆积区与其物源区(剥蚀区剥蚀区)的相对高的相对高差和两者之间的距

6、离，高差越大，距离愈差和两者之间的距离，高差越大，距离愈近，其沉积厚度也就越大。地形的高差是近，其沉积厚度也就越大。地形的高差是更新构造运动控制的，所以新第三纪一第更新构造运动控制的，所以新第三纪一第四纪沉积物的堆积速度与厚度，一定程度四纪沉积物的堆积速度与厚度，一定程度上代表新构造远动的速度与幅度。上代表新构造远动的速度与幅度。4.地震地震是由于地应力的局部积累和突然释放而引起的地壳的快速颤动，地震的分布和发生与新构造时期以来强烈的构造带有关。（1）全球地震带的分布1980-1990年间14229次5级以上地震的震中分布（2）地震与断层的关系如果断层两盘相对稳定地滑动，则一般不会诱发大地震；

7、如果断层的两盘互相粘住，使滑动受阻，当应力积累到等于或大于摩擦力时，断层两盘便发生突然的相对错动，这种运动方式称为粘滑，这是地震发生的断层运动机制。沿断裂带的温泉活动有助于释放地壳热能，在一定程度上可减缓大地震的发生5.火山活动火山活动也是新构造运动的主要表现形式之一，是确定构造活动带的重要依据之一。冰岛以南由1963年火山活动造成的Surtsey岛尼加拉瓜CerroNegro火山1968年喷发热点和板块边界处活火山分布图6.大地测量与地球物理异常（1）重力异常（2）磁异常（3）大地测量（4）地形形变和地壳形变图（六）大地测量与地球物理异常（六）大地测量与地球物理异常新都桥新店现代地壳垂直形变

8、剖面图（引自四川地震新都桥新店现代地壳垂直形变剖面图（引自四川地震局测量队资料，以新都桥为零点起算）局测量队资料，以新都桥为零点起算）重力失常重力失常 大量的测量结果表明大量的测量结果表明，地球表面的重力异，地球表面的重力异常随地而异其变化与常随地而异其变化与地球的运动、地壳物地球的运动、地壳物质密度的大小及物质质密度的大小及物质的运移有关。因而重的运移有关。因而重力异常也是地壳新构力异常也是地壳新构造运动的反映。造运动的反映。1实测、推测形变实测、推测形变等值线（等值线（mm，18-20年累计）；年累计）；2水准路线水准路线三、新构造运动的类型和强度1.垂直升降运动地壳的垂直升降运动是新构造

9、运动表现最明显、最易于观察和研究的形式。河谷的谷中谷、多级河流阶地、多级夷平面和多层溶洞等。2.水平运动板块构造学说根据古地磁、海底钻探、海底热流及海底地质等成果的分析，证实了岩石圈板块在作长距离的水平位移，其幅度以数百公里计。现代地壳运动的测量结果也表明，地球表面的最大位移是水平位移，其速度以cm/a计，而垂直运动速度以mm/a计。水平位移一般是垂直位移的25倍。四、新构造由新构造运动所造成的地层、地貌和构造变形或变位就是新构造，又叫新地质构造。活动构造是现今仍在活动的构造。新构造与老构造相比，其最大特点是可以从地貌上反映出来。1.新构造的主要类型（1）隆起构造大面积长期上升运动所形成的构造

10、，面积可达数百平方公里或更大。2.拗陷构造大区域长期下降运动所形成的构造，方向与大面积隆起相反，这一类构造主要由分析平原（或盆地）上第三系-第四系沉积厚度等值线或被上述地层掩埋的古地形面起伏来识别。3.断块构造断块构造是指新构造运动产生的盆、岭相间的地貌-构造形态，与大面积隆起相比，断块构造的两相邻断块具有地形高度和沉积两方面的明显差异。祁连山山地顶部保存有抬升的不同时期夷平面，或同一时期夷平面被断开后处于不同高度。4.挤压褶皱和断裂构造在新近系-第四系沉积盆地区，因受山地新构造时期的挤压，常沿盆地边部产生一系列挤压小褶皱和逆断层。5.活动断层近代地质时期（第四纪）和历史时期有过活动（位移或古

11、地震），现代正活动或将来有可能活动的断层。一般大型工程要求了解5万年来断层活动史一般根据断层活动速率、断层的构造地质和地貌标志的显示程度、近550ka重复活动次数和活动速率对活动断层分类五、新构造运动、新构造与地质灾害中国地处环太平洋构造带和喜马拉雅构造带聚汇部位，太平洋板块的俯冲和印度板块向北与亚洲板块的碰撞使中国大陆具有较强的构造活动性，地质灾害比较频繁。当前主要的地质灾害有：活动断层、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝和地震等。意大利比萨斜塔中亚地区相对于“稳定的”欧亚板块的GPS矢量图（据Reigber等，2001）1.活断层对工程建筑物的影响（1）活断层的地面错断及其附近

12、伴生的地面变形，往往会直接损害跨断层修建或建于其邻近的建筑物。（2）活断层发震使附近建筑物受到损害中国主要活动断裂分布图2.崩塌、滑坡和泥石流崩塌（山崩）：坡地上的岩石土块呈块状沿斜坡向下突然崩落的一种现象。滑坡：坡地的土体或岩体由于自然的（主要是水、重力）和人为的原因，沿着一定的滑动面（层面、不整合面或各种破裂面等软弱结构面）作整体的滑动现象。泥石流：是山区突然爆发、历时短暂、含有大量泥沙、石块等固体物质并具有强大破坏力的特殊洪流，其中固体的体积一般超过15，最高的可达80。在崩塌、滑坡和泥石流中，以泥石流造成的损失最大。1925年美国怀俄明州GrosVentre滑坡堵塞河道淹没Jackso

13、n宾馆房屋1989年1月塔吉克斯坦由地震和持续大雨引发的泥石流造成的破坏情景，当时泥石流从15m高处快速下滑崩塌、滑坡和泥石流的控制因素：（1）地质背景：包括地形地貌、新构造运动的强度和方式、岩土体的工程地质类型、地质构造的复杂程度等；（2）水文气象条件：降水量和强度、水流量和流速（3）植被发育程度（4）人类工程、经济活动3.地面塌陷地面塌陷在我国可以分为岩溶塌陷、采空塌陷和黄土湿陷三种。岩溶塌陷岩溶塌陷：由于地下岩石被溶解流失造成的地面塌陷，主要发育于碳酸盐岩地区，在我国分布广泛，但华南最严重。采空塌陷采空塌陷：由于地下采矿而引起的地面塌陷黄土湿陷：黄土遇水软化而造成的地面塌陷煤矿采空区引起

14、的地面沉降模式图美国怀俄明州Tongue河煤矿自1914年废弃以来形成的地面沉降坑（图右上角的公路大约6m宽）2001年11月14日昆仑山口以西8.1级地震造成的五雪峰北侧的地震塌陷（据党光明等，2002）4.地面沉降与地裂缝地面沉降：地面缓慢下沉的现象。绝大多数由地下水超量开采所致，西安是新构造运动所致，大庆、任丘、塘沽等是由于石油开采所致。地裂缝：地面上延伸较长、深度较大而且往往呈带分布的缝隙。成因也较多，基本有抽排水、采矿、新构造运动和岩土体变形等，以后一种最为主要。西安、大同、广西宣县城等都比较严重美国加里福尼亚圣华金谷由于地下水过度开采引起的地面沉降2001年11月14日昆仑山口以西

15、8.1级地震造成的玉西峰南缘破裂带（据党光明等，2002）美国加里福尼亚Antelope谷由于过度开采地下水而造成的地表裂缝该裂缝可能有60m深5.地震地震分为天然地震（构造地震和火山地震）和诱发地震（可主要分为水库蓄放水和抽注液诱发地震）。在我国，火山地震本世纪以来仅见于长白山，强度较小；绝大多数地震为构造地震，强烈一般较大（最大可达8.9级）、震源深浅不一（2-600km），波及范围较广，造成的损失大；诱发地震一般强度小（最大为6.1级），震源一般较浅（小于6km），波及的范围较小，因而造成的损失相对较小。2001年11月14日昆仑山口以西8.1级地震造成的五雪峰北侧的地震塌陷（据党光明等

16、，2002）2001年11月14日昆仑山口以西8.1级地震造成的五雪峰北侧破裂带上的冲沟左旋扭错（据党光明等，2002）2001年11月14日昆仑山口以西8.1级地震中被震毁的房屋（据党光明等，2002）1989年10月17日LomaPrieta地震造成的圣弗兰西斯科市的破坏1995年日本神户地震造成的破坏1989年10月17日美国加利福尼亚LomaPrieta地震造成的喷沙现象中国及邻区1500年-1971年强震震中分布图2003年8月16日内蒙赤峰5.9级地震征兆1.干涸了多年的新泉河突然喷出泉水，水柱高达两米，几小时后发生地震;2.地震前十几个小时内，林西县城部分手机信号中断,震前地磁波

17、的异常变化干扰了通信;3.8月14日凌晨2点至5点，县地震台监测到4次小震，如此短的时间内连续发生多次小震是十分罕见的;4.成群的麻雀、燕子飞着撞墙，不知道东西南北;5.猪表现狂躁，不进窝，一个劲儿地想跳墙逃跑令人欣慰的现状随着地质灾害调查工作的普遍开展和各省群测群防网络的逐渐形成，对地质灾害的预报成功率不断提高。据统计，仅2001年，全国就成功预报地质灾害231起，至少避免4200多人伤亡六、火山六、火山公元79年维苏威火山喷发时6米多厚的火山灰吞噬了附近的庞贝城。考古学家在一个洞中发现的已腐烂的尸体的印痕。七、新构造运动的研究方法1.地质构造法2.地貌方法3.考古法4.地球物理探测5.地球化学测量6.形变测量7.地震学思考题 新构造运动的含义是什么？有何特点？新构造主要有哪些类型？如何应用地貌法判断新构造的升降运动？城市的地面沉降、地裂缝可能是由哪些因素造成的？举例说明新构造运动对工程建设有何影响