第一节 地质构造
一、沉积岩的原生构造
(一)岩层和层理的分类
1.按岩层厚度分类(表1-2-1)
表1-2-1岩层厚度分类
分类名称 | 薄层 | 中厚层 | 厚层 | 巨厚层 |
单层厚度h(m) | h≤0.1 | 0.1<h≤0.5 | 0.5<h≤1 | h>1 |
2.按层理形成条件的分类(表1-2-2)
表1-2-2层理按形成条件的分类
类型 | 形成过程 | 形成环境 |
水平层理 | 在沉积环境相当稳定的条件下形成 | 牛轭湖、泻湖、沼泽、闭塞海湾 |
波状层理 | 沉积介质在波浪振荡运动环境中形成 | 湖泊浅水带、海湾或河漫滩 |
斜层理 | 在单向运动的沉积环境中形成 | 河流的三角洲、海岸的潮汐带 |
块状层理 | 沉积介质快速沉积形成 | 浊流沉积环境,洪积或冰硕 |
(二))岩层的产状和接触关系
1.岩层的产状要素由走向、倾向和倾角(真倾角、假倾角)组成;
2.岩层的接触关系从成因特征上可分为整合和不整合两种基本类型(表1-2-3)。
表1-2-3岩层的接触关系
接触关系 | 产状特征 |
整合 | 岩层在沉积时间上没有间断,形成连续的平行层理,各层的走向和倾向一致 |
不整合 | 平行不整合 | 沉积物在沉积过程中发生过间断,虽然不同地质时代的各个岩系相互接触,层理彼此平行,但在接触面上通常可见冲刷或风化的痕迹,常有底砾岩分布 |
角度不整合 | 较老的岩层经过构造运动发生褶曲和错动,再经长期侵蚀作用后,新的沉积物覆盖其上,新老岩层之间呈显著的角度切交现象 |
假角不整合 | 在平行不整合中,由于交错层理的出现而造成 |
二、褶皱
(一)褶皱的基本概念
岩层受挤压作用发生弯曲变形称褶皱;褶皱的基本类型有背斜和向斜两种;背斜两侧岩层倾向相背,中部为老岩层;向斜两侧岩层倾向相向,中部为新岩层。
(二)褶皱主要形态的分类
1.按横剖面的形状分为:背斜褶皱和向斜褶皱;
2.按轴面的空间位置和翼部的倾斜分为:直立褶皱(对称褶皱)、歪斜褶皱(不对称褶皱)、倒转褶皱、平卧褶皱;
3.按两翼和顶部的形态分为:尖顶褶皱、圆顶褶皱、箱形褶皱、扇形褶皱、斜褶皱等;
4.按顶部和翼部岩层厚度的变化分为:平行褶皱、相似褶皱、薄顶褶皱、底辟褶皱;
5.按脊线的长短和两翼的倾斜方向分为:线状褶皱、短轴褶皱、穹窿构造、盆地构造;
6.按剖面组合形态分为:复背斜褶皱、复向斜褶皱、隔挡式褶皱、隔槽式褶皱。
三、裂隙(节理)
岩石中的断裂,沿断裂面没有(或有很微小)位移称裂隙(节理)。裂隙的主要类型有:
1.按成因分为:原生裂隙和次生裂隙;
2.按力的来源分为:构造裂隙和非构造裂隙;
3.按力的性质分为:剪裂隙和张裂隙;
(1)剪裂隙:产状较稳定,沿走向和倾向延伸较远;裂隙面平直、光滑;裂隙面常有擦痕和摩擦镜面;裂隙多呈闭合状;由于发育较密,常形成裂隙密集带;
(2)张裂隙:产状不稳定,往往延伸不远即消失;裂隙面粗糙不平,呈弯曲状或锯齿状;裂隙呈开口状或樱形;由于发育稀疏,很少构成裂隙密集带。
4.按其与岩层走向关系分为:走向裂隙、倾向裂隙、斜向裂隙和顺层裂隙;
5.按其与褶曲轴向关系分为:纵裂隙、横裂隙、斜裂隙。
四、断层
断裂两侧的岩石沿断裂面发生明显位移者称断层。
(一)断层的基本要素(图1-2-1)
图1-2-1断层的基本要素
(a)断层要素;(b)断层断距
1-下盘;2-上盘:(a)中的ABCDE面一断层面:(a)中的AB线一断层走向线:
(a)中的AE线一断层倾向线;(b)中的AB线-总断距,
(b)中的CB线一垂直断距;(b)中的AC线-水平断距
(二)断层的类型
1.按断层两盘的相对位移可分为:正断层、逆断层(冲断层、逆掩断层、辗掩断层、叠瓦式断层)和平移断层;
2.按断层走向与岩层走向的关系分为:走向断层、倾向断层和斜交断层;
3.按断层走向与褶曲轴向的关系分为:纵断层、横断层和斜断层;
4.按断层组合形态可分为:阶梯状断层、地垒、地堑、叠瓦式断层。
(三)断层的识别
1.地形上的特征:表现为陡坡悬崖或河流纵坡突变或山峰中断,有时沿断层方向出现溪谷,沿断层往往有多个泉水出露;
2.岩层排列上的特征:岩脉的移动,地层的重复或缺失,岩层的突然中断;沿岩层走向观察如岩层突然中断等,都可能有断层;
3.断层面及破碎带上的特征:
(1)擦痕:断层面上因两盘摩擦而产生断层擦痕,从擦痕方向可推知断层运动方向,但有些断层面因长期风化和侵蚀,擦痕可能不清楚;
(2)破碎带:由于断层两盘相对运动的结果,常使断层面附近岩石破碎成碎石和粉末,形成断层角砾岩和断层泥,角砾岩的石质和断层附近的岩体岩性相同;在正断层中,角砾岩岩块多呈棱角,堆积较无次序,混杂物质很普遍;在逆掩断层中角砾岩岩块多磨圆或磨光,不出现其他混杂物质;
(3)断层的拖曳现象:断层两盘相对运动,常使断层面两侧的岩石发生一定的塑性变形,形成小的弯曲,一般从拖曳弯曲方向可推知断层的运动方向。
(四)活动性断裂
1.活动性断裂划分的时间界线在我国由于第四纪的早更新世和中更新世之间的构造运动是一次大范围的大地运动,它引起的断裂活动基本上是一直延续至今的,而且由中更新世至今几十万年间的具体活动部位也没有多大改变,这个时期以来的活动性断裂与现代地震活动在空间分布上大体也相吻合,所以把中更新世以来有过活动痕迹的断裂,定为划分活动性断裂的时间界线比较适宜;也可根据工程建设的需要,在近代地质时期(一万年)内有过较强烈地震活动或近期正在活动、在将来(今后一百年)可能继续活动的断裂定为全新活动断裂。
2.活动性断裂的判别特征
(1)中更新统以来的第四系地层中发现有断裂(错动)或与断裂有关的伴生褶曲;
(2)断裂带中的侵入岩,其绝对年龄新或者对现场新地层有扰动或接触烘烤剧烈;
(3)在实际工作中遇到上列两条有充分依据来判断活动性断裂的情况是不多的,可寻找一些间接地质现象作为判断活动性断裂的佐证;比如:活动性断裂常常表现在山区和平原上有长距离的平滑分界线;沿分界线常有沼泽地、芦苇地呈串珠状分布;泉水呈线状分布;有的泉水有温度升高和矿化度明显增大的现象;有的在地表有一定规律的形态完整的构造地裂缝;有的在断层面上有一种新的擦痕叠加在有不同矿化现象的老擦痕之上;另外,由断层新活动引起河流横向迁移,阶地发育不对称,河流袭夺,河流一侧出现大规模的滑坡,文化遗迹的变位,植被被不正常干扰等