地壳运动与地质构造课件.ppt

1、第一节 地壳运动 大家已有了岩石的概念：岩浆、沉积岩、变质岩，它们是不同的地质作用下形成的，岩浆岩中的侵入岩应地下形成，地表看不见。但现在大量突出地表，甚至形成高山，如五台山等由侵入岩或其变质岩组成；沉积岩，原始应水平沉积，地表大量倾斜、弯曲、断开。这些说明地壳上岩石发生运动，发生机械运动。一、地壳运动（构造运动）一、地壳运动（构造运动）地壳的机械运动。构造运动指由地球内力引起地壳乃至岩石圈变形、变位的机械运动。构造变动指由构造运动引起岩石的永久性变形。如褶皱变动、断裂变动。构造运动常和地壳运动混称，只不过构造运动包括整个岩石圈，但从研究意义上说，我们现今研究的内容和深度也只是在地壳的深度范围

2、内。构造运动是长期而缓慢的，但却是所有的地质作用的主要因素，它不但决定了内力地质作用的强度和方式，而且还直接影响了外力地质作用的方式，控制了地表形态的演化和发展。第一节 地壳运动二、运动方式二、运动方式 1.水平运动是地壳（岩石圈）块体沿水平方向移动。也称为“造山”运动。有三种基本形式：相邻块体分离（张开）相邻块体相向聚会（挤压）相邻块体剪切、错开（平移）2.垂直运动（升降运动）地壳（岩石圈）相邻块体或同一块体的不同部位作差异性上升或下降为盆地或平原。又称为造陆运动。3.同一地区构造运动的方向随着时间的推移而不断变化。某一时期以水平运动为主，另一时期则以垂直运动为主，它们是相互联系、相互制约的

3、，常常兼而有之。海进海进海退海退 水平运动水平运动 变形：挤压变形：挤压 拉张拉张 剪切剪切 变位：挤压变位：挤压 拉张拉张 剪切剪切地震 （一）地震现象：1、几个概念：（1）震源：（2）震中：（3）震源深度：（4）震中距：2、衡量地震指标有：（1）震级：反映地震能量大小。（2）烈度：反映地面破坏程度。（二）地震的分布：主要集中在两个地带：环太平洋带和阿尔卑斯-喜马拉雅带。（三）地震的危害与预防：地震仪：记录和测量地震的仪器。最早是我国东汉张衡于公元132年发明的侯风地动仪。智利大地震1智利大地震2唐山黑白照片 1976.07.28.凌晨，河北省唐山市发生凌晨，河北省唐山市发生7.8级大地震，

4、级大地震，整个城市被夷为一片废墟，死亡整个城市被夷为一片废墟，死亡24万人，伤万人，伤84万。万。唐山唐山1976唐山唐山1976a唐山唐山1976b唐山唐山1976c唐山唐山第二节 岩层产状 在地壳运动的过程中，地壳中岩石受到各种应力作用就会发生变形，形成各种构造如褶皱、断裂、节理等。岩石中这种构造叫地质构造。一、岩层变形 1、应力、应力场、应变椭球体 变形物体所受的力，分为两种，外力和内力。外力是指施加于物体的力；内力是指物体受外力作用，内部产生与外力相抗衡的力。在物体内任一截面上单位面积的内力，称为应力；在地壳内岩石中的应力，称为地应力(也称为构造应力)。构造应力分布的空间称为构造应力场

5、，简称应力场。为了说明构造应力场，即构造应力的空间分布规律，通常采用“应变椭球体”来作几何现象的解释。如果把三维空间的应变椭球体简化为“应变椭圆”，则可从平面上看出岩石受力时的应力场情况。各种应力在应变椭球体中的分布情况AB方向为张应力最大的方向CD方向为压应力最大的方向EF、EF方向为最大剪切应力方向AB面为承受最大压应力的变形面CD面为承受最大张应力的变形面EF、EF面为承受最大剪切应力的变形面2、岩层变形的阶段和影响岩石变形的因素：岩层：由两个平行的或近于平行的界面所限制的岩性相同或近似的层状岩石。岩层变形的三个阶段 (1)弹性变形 (2)柔性变形 褶皱 (3)断裂变形 断裂 影响岩石变

6、形的因素 （1）与构造力作用的大小、方向、久暂和性质有关；（2）岩石的物理性质对构造变动的发育可发生深刻的影响；（3）围岩、温度、溶液等环境因素的影响。第二节 岩层产状二、岩层产状 1、岩层产状要素:岩层的产状是岩层的空间位置及其排列状况，用走向，倾向和倾角来描述，这三项称为岩层的产状三要素。（1）走向：岩层在地面上延伸的方向。（2）倾向：岩层层面上与走向线垂直，并顺层面向下的一条线叫倾向线，倾向线在水平面上的投影所指的方向为倾向。（3）倾角：倾向线和它在水平面上投影的夹角。走向可以有两个方向表示，岩层的倾向只能有一个方向，且走向和倾向永远是垂直的。第二节 岩层产状2、分类:根据产状要素，地壳

7、中的岩层可以有三种产状：（1）水平岩层:岩层与水平面平行，倾角等于零；如方山。（2）倾斜岩层:岩层与水平面斜交；单面山：（背斜的一翼）倾角 30。，构造坡长而缓，剥蚀坡短而陡。如庐山的五老峰。猪脊岭：倾角 30。，且倾角一致。如庐山的含鄱岭。如果岩层的倾斜由陡至缓地逐渐变化，则在地形上依次出现从猪脊岭、单面山逐渐过渡为方山或台地的地形。（3）直立岩层:岩层与水平面垂直，是强烈的构造变形的结果。第三节 褶皱构造 层状岩石呈一系列的波状弯曲而未失去其连续完整的构造。一、褶曲：褶皱的基本单位，岩层的一个弯曲，弯曲的基本形态是:(1)背斜：褶曲的核部是老的岩层，两侧依次出 现新的岩层；(2)向斜：与背

8、斜相反。二、褶曲要素：1、核：中心部分的岩层 2、翼：两侧的岩层 3、轴面：褶曲两翼的近似对称面，即把褶曲平分为两半的一个假想面。4、枢纽：褶曲岩层中同一层面最大弯曲点的连线，也是褶皱中同一层面与轴面的相交线。向斜与背斜和地表形态向斜与背斜和地表形态第三节 褶皱构造 三、褶曲类型：三、褶曲类型：一般依据褶皱枢纽和轴面产状来确定褶皱的类型。1.直立褶皱褶皱轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。故又称为褶皱。2.倾斜褶皱褶皱轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，但倾角不等。又称为不对称褶皱。3.倒转褶皱褶皱轴面倾斜，两翼岩层向同方向倾斜，即一翼正常，一翼倒转。4.倾伏褶皱当褶皱的枢纽呈倾斜状态时，两翼岩

9、层在倾伏端发生弧形合围，背斜的尖端指向倾伏方向，向斜的开口指倾伏方向。第三节 褶皱构造 5.穹隆构造是一个外形较圆的隆起构造，核部为老地层，四周为新地层，有中心向四周倾斜。6.构造盆地是一个外形较圆的拗陷，核部为新地 层，四周为老地层，由四周向中心倾斜。7.复式褶皱是由多级褶皱组成的巨大的背斜或巨大的向斜。各次级褶皱与总体褶皱常有一定的几何关系。是长期多次构造运动的产物。四、褶皱地貌四、褶皱地貌 1、背斜山和向斜谷 2、背斜谷和向斜山 3、穹隆构造和构造盆地直立褶皱 倾斜褶皱 倒转褶皱 平卧褶皱第三节 褶皱构造 五、褶皱构造的野外认识 首先判断褶曲的存在，再确定是背斜还是向斜，最后定褶曲的形态

10、特征。1、穿越法 垂直岩层走向观察，若同年代的岩层作对称式重复排列，则判定有褶曲存在。当核部地层较新则为向斜，反之则为背斜。2、追态法 平行岩层走向观察，进一步探明褶曲延伸方向，构造变化特征。如岩层的倾向，倾角等，确定褶曲的形态和类型。第四节 断裂构造 岩石受力发生变形，最后使岩层的连续性遭到破坏，发生断裂，形成断裂构造。根据两侧岩体是否有明显的位移，分为节理和断层。一、节理岩石的裂隙 是岩石中没有明显位移的断裂。1、几个基本概念:(1)节理组：在同一时期，同一成因条件下形成的彼此平行或近于平行的节理。(2)节理系：同一作用力形成的彼此有规律结合的两组以上的节理组。2、成因分类 (1)风化节理

11、：风化作用引起的。(2)原生节理：（岩浆冷却及收缩产生的）岩石在形成过程中形成的。第四节 断裂构造 (3)构造节理：构造运动场引起的，分布广泛。根据力学性质不同可分为张节理和剪切节理。张节理：受张应力产生的。具张开的裂口，节理面粗糙不平，没有擦痕，呈“反S形”，延伸一般不太远，发育疏松，间距较大，发生于脆性岩石中，绕过砾岩中的砾石。剪切节理：又名扭节理，是受切应力产生的。具紧闭的裂口，节理面光滑而平坦，延伸较远，发育密集，切穿砾岩中的砾石。呈“X”形。2、研究节理的意义（1）对寻找地下水及各种工程建筑设计等有重要指导意义。（2）是容易风化侵蚀的地方，为球形风化提供条件，同时可形成深厚的风化壳。

12、玄武岩柱状节理节理地貌羽状张节理第四节 断裂构造 二、断层 岩石受力达到一定强度，破坏了他的连续完整性，发生断裂，并且沿着断裂面（带）两侧的岩层发生显著位移，称为断层。断层是节理进一步发展的结果。断层的规模差别很大 有人只有几厘米位移；有的错动达上百公里 ；还存在着一些区域的巨型断裂，长度可延伸数百公里以至上千公里，向下可切穿岩石圈，这种大规模 的区域性断裂称深断裂或深大断裂，如我国东部郯庐大断裂，东非大断裂。美美国国圣圣安安德德烈烈斯斯断断层层第四节 断裂构造 1、断层要素:断层面：断层的滑动面。断层线：断层面与地面的交线，即断层在地面上的出露线。断层破碎带：一系列密集的破裂面或错动带。断盘

13、：沿断层面两侧发生位移的岩块。2。断层类型 正断层：上盘相对向上滑动的断层。断面较陡，常在45。以上，以60。70。最常见。逆断层：上盘沿断层面向上滑动的断层。断层面倾角小于45。称为逆掩断层。以30。左右为常见。平移断层：断层两盘沿断层面走向相对运动的断层。断面近直立。断层线较平直。正断层 逆断层 平移断层第四节 断裂构造 3。断层组合 (1)阶梯状断层:(2)地垒和地堑：阶梯状正断层组成地垒和地堑。地垒：两组断层之间的岩块上升，两侧岩块下降的正断层组合。地堑：相反。4。断层地貌 (1)断层崖：一盘上升，一下盘下降。上升盘呈现陡峻的地形。(2)三角面：“V”形“梯形面”三角面消失。(3)断层

14、谷：断层带易风化，流水侵蚀，形成的谷地地形。(4)地垒和地堑:如庐山为地垒；陕西汾河、渭河是地堑。地垒形成山脊，地堑形成谷地。挤压逆冲形成的地垒第四节 断裂构造 (5)断块山：由水平或倾斜岩层断裂上升所形成的山，在不同方向的断层线发育成为断层崖和三角面。如阿尔泰山。5。断层的识别（构造、产状、岩性、地形不连续）(1)构造标志:擦痕和镜面 断层构造岩：断层面砾岩，断层泥，磨砾岩。拖曳褶曲 (2)地层标志:地层的缺失与重叠 构造不连续：成层岩层因发生断层使其走向、倾向改变或突然中断，造成构造上不连续 (3)地貌标志:泉水带状分布 断层地貌：湖泊洼地，断层崖，三角面，错断山脊等。水系特点：如河流急转

15、弯或错断河谷。第五节 大地构造学说 关于构造运动的起因、大地构造特征及其演变规律问题，是地质学上长期争论和探索的重大问题。出现过很多种学说，槽台说、大陆漂移说、海底扩张说、板块构造学说、地球自转速率变化说、多旋廻构造运动说、地洼说等。总的分为两大类：一是“固定论”，二是“活动论”。由于20世纪40年代以来，海洋地质、海底地貌、地球化学、地球物理及深部地压的深入研究，获得了大量的实际资料，“活动论”逐渐被广大学者接受。板块构造学说占据了主导地位。一、地槽地台学说一、地槽地台学说 槽台学说属于传统的大地构造学的一个主流学派，最早由美国霍尔1859年提出来的，占主流地位近100年，直到板块理论的建立

16、才逐渐衰退。但在大陆内部区域地质研究中仍然留下了较大的影响。槽台学说是根据陆壳上不同地区地质构造特征及发展上的差别，将陆壳划分为活动的地槽和稳定的地台，以及两者邻接部位的过渡区。第五节 大地构造学说 （一）地槽是地壳运动强烈、不断下沉接受巨厚沉积的巨大拗陷的槽地，后期上升形成褶皱山脉（褶皱带）。地槽长一千到四千米，宽几十至几百千米。一般分为两个阶段：第一阶段：以拗陷为主，接受巨厚沉积。第二阶段：回返上升阶段，岩层强烈褶皱、断裂、变质，并伴有大量岩浆侵入，形成褶皱山脉。我国有祁连山、天山、喜马拉雅山等褶皱带。（二）地台是地壳上面积宽广、具有不规则外形的相对稳定地区。其直径可达上千公里。地台具有明

17、显的双层结构：1.褶皱基底（结晶基底）：由古老的变质岩和岩浆岩组成。2.沉积盖层：有浅海或大陆环境沉积形成的未经变质的沉积岩构成。我国有华北地台、塔里木地台等。（三）过渡区指在原来地槽与地台邻接的部位，往往形成较地槽浅的拗陷，称为山前拗陷或边缘拗陷。如南京拗陷带。第五节 大地构造学说 二、地球自转速率变化学说（地质力学）二、地球自转速率变化学说（地质力学）是由我国著名地质学家李四光部长二十世纪二十年代提出的。主要观点是：由于地球自转速率的变化，地壳产生了以水平方向为主的运动，动力作用方向主要是由高纬度向低纬度，形成东西向的构造带（纬向构造带），以及由上述两种运动产生的扭动构造体系（多字型、山字

18、型和“S”型等构造带）。三、板块构造学说三、板块构造学说 （一）板块构造的概念 是由大陆漂移说和海底扩张说的基础上发展建立起来的，二十世纪六十年代末期提出的：板块构造刚性的岩石圈分裂成为许多巨大块体板块，它们驮在软流圈上作大规模水平运动，致使相邻板块相互作用，板块的边缘便成为地壳活动性强烈的地带，并从根本上控制了各种内力地质作用以及沉积作用的进程。第五节 大地构造学说 板块构造学说就是关于板块互相作用的理论，较好地解释了全球规模的构造运动、内力地质作用以及它们之间的关系，是最新的全球构造学说。（二）板块运动的方式 板块以每年数厘米的速度不停地运动着，其相对运动方式有：离散运动、汇聚运动、侧向错动 1.离散运动（板块生长边界）2.汇聚运动（板块消亡边界）3.侧向错动（转换断层，无增生、无消亡）（三）世界板块的划分 1.太平洋板块 2.欧亚板块 3.非洲板块 4.美洲板块 5.印度澳大利亚板块 6.南极洲板块