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文檔簡介
1、中科院博士入學考試構造地質學重要知識點和論述題匯總(一)補充簡答題1.簡述如何確定褶皺在空間的方位?答:褶皺在空間的方位可由褶皺的軸面產狀、樞紐產狀、兩翼產狀和翼間角確定。兩翼和軸面的產狀要測量其傾向和傾角。垂直面狀要素的走向線向下所引的直線為傾斜線,傾斜線與其在水平面上的投影線之間的夾角即為傾角,傾斜線在水平面上的投影線向下所指巖層向下傾向的方向即為傾向。翼間角為褶皺正交剖面上兩翼間的內夾角。圓弧形褶皺的翼間角是指過兩翼兩個拐點處的切線的夾角。樞紐產狀要測量樞紐的傾伏和側伏。傾伏包括傾伏向和傾伏角。前者指樞紐在直立面內的水平投影線所指樞紐向下的方向,后者指樞紐與其在直立面內的水平投影線之間的
2、銳夾角。側伏包括側伏向和側伏角,前者指軸面的走向線所指樞紐向下的方向,后者指樞紐與軸面的走向線之間的銳夾角。對于規模較小,出露完整的褶皺,可以從露頭上直接測量以上各要素。對于規模較大,出露不完整的褶皺,往往需要系統測量其褶皺面的產狀,然后通過計算方法或赤平投影方法才能較精確地確定其樞紐和軸面的產狀。2.簡述重力滑動構造的基本結構。答:重力滑動構造是由重力作用引發的滑動推覆構造,它是某些逆沖推覆構造的重要成因。重力滑動構造基本結構為:下伏系統、滑動面、潤滑層、滑動系統。分帶:后緣拉伸帶、中部滑動帶和前緣推擠帶。形成條件為:一定的坡度;滑動系統要有一定的厚度和重量;應由軟弱層和孔隙流體的參加。下伏
3、系統構造較簡單,基本保留了早期或基底構造的特征;滑動面沿原始地質界面(如層理面、不整合面、侵入體與圍巖接觸面)或破裂面發育,剖面和平面上均呈弧形,剖面上常呈犁式、鏟式或勺形。潤滑層能降低滑動摩擦力,使滑動系統長距離搬運,常由軟弱巖層或面理化巖層構成,如泥巖層、煤層、膏巖層、片巖、片理化的蛇紋巖、輝綠巖等。中部滑動帶巖層和構造比較復雜,往往為一系列互相疊置或切割的滑體、滑塊,褶皺,斷層發育。前緣推擠帶常又一系列逆沖斷層疊置而成,后緣拉伸帶常出露下伏系統的巖層。3.蠕變和塑性變形之間有哪些區別和聯系?答:兩者的區別是:蠕變是巖石在一較小恒定應力的長期作用下發生的變形。塑性變形是巖石在超過其彈性極限
4、的應力作用下發生的變形。蠕變是緩慢發生的,長期緩慢的變形降低了巖石的彈性極限,但巖石變形包含彈性變形和塑性變形。只不過彈性變形逐漸減小,塑性變形逐漸增加,從而使巖石呈現出流變特征。當外力撤銷后,彈性變形部分恢復,塑性變形部分保留。只要巖石遭受的應力超過其彈性極限,塑性變形可以在很短的時間內發生,并且應力撤銷后,變形不可恢復。塑性變形一般發生在地殼的中深層溫壓條件比較高的環境中,而蠕變發生的環境要寬泛得多,它甚至可以在地表環境發生。兩者的聯系是:蠕變最終會導致巖石發生塑性變形。二者的某些控制因素是相同的,比如,(1)溫度,溫度升高有利于加快蠕變和塑性變形的發生;(2)巖性,其它條件同等的情況下,
5、軟弱巖層比強硬巖層更容易發生蠕變和塑性變形。4.如何確定斷層的時代?答:對于一次性形成的斷層,可以利用斷層與地層、褶皺、侵入體等的相互關系來判斷斷層形成的大致時代。1、斷層與地層的關系一條斷層切割一套較老的地層,而被另一套較新的地層以角度不整合覆蓋,可以確定這條斷層形成于角度不整合下伏最新地層形成以后,上覆最老地層形成之前2.斷層與褶皺的關系斷層與被其切斷的褶皺有時呈有規律的伴生關系,這時斷層與褶皺很可能是同時形成的,查明褶皺形成的時代,即確定了斷層形成的時代。3.斷層與侵入體的關系斷層切割巖體,說明斷層形成晚于巖體;斷層被巖體切割,說明斷層形成早于巖體;斷層被巖體充填,且巖體有錯動跡象,說明
6、斷層的形成或活動與巖體侵入可是同時的。利用放射性同位素年齡法測定巖體的形成時代,即可確定出斷層形成或活動的時代。同沉積斷層往往是多期形成的,這時需要采用一些定量的辦法來測定斷層形成與活動的大致時代,常用的有生長指數法、生長速率法、落差法、滑距法、平衡剖面法等等。5.根據物理環境和變形機制的不同,可將剪切帶劃分為幾種類型?各類型的特征?答:根據物理環境和變形機制的不同,可將剪切帶劃分為脆性剪切帶、脆-韌性剪切帶和韌性剪切帶三類。脆性剪切帶形成于地殼的淺表構造層次,其邊界和內部發育明顯的不連續面(斷面),兩盤發生顯著相對位移。脆性剪切帶內的應變是不連續的,以脆性破裂和摩擦滑動為主要變形機制,形成構
7、造礫巖、碎裂巖等動力變質巖。韌性剪切帶發育于地殼的深部,它是巖石在塑性狀態下遭受剪切作用而形成的狹長強烈的應變帶。韌性剪切帶的特點是:缺乏明顯的破裂面,與兩盤無明顯的界面,兩者呈逐漸過渡關系,兩盤巖石發生明顯的剪切位移。脆-韌性剪切帶形成于中深部構造層次,是脆性剪切帶和韌性剪切帶之間的過渡類型,最大特征是脆性變形和韌性變形共存。(二)論述題1.褶皺的形成機制有哪幾類?如何根據角度不整合分析法和巖性厚度分析法來確定褶皺的形成時代?答: 褶皺的形成機制有如下幾類:(1)縱彎褶皺作用 巖層收到順層擠壓力的作用而發生褶皺,稱為縱彎褶皺作用。地殼水平運動是造成這種作用的地質條件。地殼中大部分的褶皺都是順
8、層擠壓產生的。(2分)(2)橫彎褶皺作用 巖層受到和層面垂直的外力作甩而發生的褶皺,稱為橫彎褶皺作用。地殼差異升降運巖漿或巖鹽的底辟作用以及同沉積褶皺作用所形成的褶皺都屬于橫彎摺皺。(3)剪切褶皺作用 又稱為滑褶皺作用,這種作用使巖層沿著一系列與層面不平行的密集劈理面發生差異滑動而形成。(4)柔流褶皺作用 是指高初性巖石(如鹽巖、石膏或煤層等)或巖石外于高溫高壓環境下變成高韌性體,受到外力作用,而發生類似粘稠的流體那樣的流動變形,從而形成復雜的褶皺。褶皺形成時代的確定方法:(1)角度不整合分析法大多數褶皺是成巖后,或主要是成巖后形成的,它們的形成時代也主要是根據區域性角度不整合時代來確定。不整
9、合面以下的一套地層均褶皺,而其上的地層未褶皺,則褶皺形成時代通??醋髋c角度不整合所代表的時代相一致,即不整合面下伏褶皺中最新地層沉積之后,上覆最老地層沉積之前。如果不整合面上、下地層均褶皺,但褶皺方式、形態都互不相同則至少發生過兩次褶皺運動。如果一個地區存在兩個角度不整合,且兩個不整合面上、下的地層均褶皺,而褶皺形態又不一樣,則該區發生過至少三次褶皺運動。(2)巖性厚度分析法對于較長的地史時而形成的褶皺,可以通過褶皺地層的巖性厚度分析確定形成時代。如同沉積褶皺是在巖層沉積過程中,地殼不斷緩緩升降運動逐漸形成的。因此,在背斜頂部的巖層薄,層數少,而在兩翼和向斜的層數相對厚,層數逐漸增多。頂部和槽
10、部巖層傾角小,兩翼傾角自上而下擴逐漸變陡。頂部巖層顆粒粗,而向斜和兩翼部分顆粒較細,根據以上方法可以確定同沉積褶皺的形成年代。2.評價巖質斜坡穩定性時,從構造地質學角度應研究哪些內容?如何研究? 答: 影響邊坡穩定的因素復雜多樣,有自然的和人為的,其中主要是斜坡巖土類型和性質、巖休結構和地質構造、風化、水的作用、地震和人類工程活動等。從構造地質的角度,可通過巖層產狀與斜坡形態關系、斜坡體主要結構面、巖體地質構造等方面對斜坡的穩定性進行分析。(1)對巖質斜坡來說,其變形破壞多數是受巖體中軟弱面控制的。所以結構面的成因、性質、延展特點、密度以及不同方向結構面的組合關系等的研究是相當重要的。從構造地
11、質學的角度講,結構面包括兩大類,第一類為原生結構面,包括:沉積結構面: 層理界面、軟弱夾層、不整合面等;巖漿結構面,即侵入接觸面;變質結構面,如片理等;第二類為構造和次生結構面;包括斷層、節理、卸荷裂隙、風化裂隙等。斜坡穩定性研究中.主要軟弱面與斜坡臨空面的關系至關重要??梢苑譃槠降?、逆向坡、橫交坡、斜交坡和順向坡。不同的組合類型及巖層厚度對斜坡穩定性不同的影響。(2)巖層層面的產狀和斜坡面的關系,也是影響斜坡穩定性的主要因素。如果斜坡體為均勻且無明顯層理的巖體,斜坡的發生不受層面控制,稱作無層滑坡;沿巖層而發生滑動的滑坡。這類滑坡多發生在巖層傾向與斜坡傾向一致、但傾角小于坡角的條件。特別是
12、在有原生的或次生的軟弱夾層存在時,該夾層易成為滑動帶?;瑒用媲羞^巖層面的滑坡稱為切層滑坡,多發生在巖層而近乎水平的平迭坡條件下,滑動面一般呈圓弧狀或對數螺旋曲線。(三)重要知識點之力學基礎應力:內力均勻分布的情況下,作用在單位面積上的內力。正應力:垂直于作用面的應力。剪應力:平行于作用面的應力。主應力面:又稱主平面。當物體受力處于平衡狀態時,通過該物體內部任意點總能截取一個無窮小的立方體,使其六個面上都只有正應力作用,而無剪應力作用,這樣的面即為主應力面。主應力:主應力面上的正應力。主應力軸:主應力作用的方向線。當六個面上的三對主應力值都相等時,物體只發生體積改變,而形狀不變。當三對主應力值不
13、等時,物體發生形狀變化,三對主應力分為最大主應力1中間主應力2和最小主應力3。應力橢球體:某點的123符號相同時,以其值為半徑做出的橢球體,即為該點的應力橢球體。應力橢圓:應力橢球的三個主切面。應力莫爾圓:表示物體內一點應力狀態的圓,經過該點的任意截面上的正應力分量和切應力分量等于莫爾圓上某點的橫坐標和縱坐標。應力場:受力物體內部給點瞬時應力狀態的組合。構造應力場:地殼一定范圍內某一瞬時的應力狀態。地應力:地殼巖石應力的總稱,包括構造應力、重力、流體壓力等。變形:受力物體內部各點間相互位置的改變,即為變形。壓、拉、剪、彎、扭均勻變形:物體各個部分變形的大小、性質、方向都相同的變形。非均勻變形:
14、物體各個部分變形的大小、性質、方向發生變化的變形。線應變:物體內某方向單位長度的改變量。剪應變:相互垂直的兩條直線變形后,直角改變量的正切值。主應變面:在均勻變形條件下,通過變形物體內部任意點總是可以截取這樣一個立方體,其三個互相垂直的截面上都只有線應變而無剪應變,這三個平面稱為主應變面。主應變:主應變面上的線應變稱為主應變。主應變軸:又稱應變主方向,即三個主應變方向。主應變值:1、2、3。應變橢球體:物體受到均勻變形后,其內部某一點上,以三個主應變面上的主應變值為半徑做出的橢球體,代表該點的應變狀態。單剪應變:一種恒定體積的均勻變形,由物體中質點沿彼此平行的方向相對滑動而形成,應變橢球體中兩
15、個主軸的方位在變形前后發生變化。純剪應變:一種均勻變形,應變橢球體中兩個主軸在變形前后方位一致。遞進變形:應變狀態發生連續變化的變形過程。增量應變:又稱瞬時應變,指變形歷史中某一瞬時正在發生的一個無限小的應變。全量應變:變形歷史中某一瞬時已經發生的應變總和。共軸遞進變形:在遞進變形過程中,增量應變橢球的應變主方向與全量應變橢球體的應變主方向保持一致的變形。非共軸遞進變形:在遞進變形過程中,增量應變橢球的應變主方向與全量應變橢球體的應變主方向不斷發生變化的變形。(四)重要知識點之褶皺1.褶皺的基本要素(18個):核部:位于褶皺中心部位的巖層;翼部:位于核部兩側的巖層;轉折端:兩翼連接部位的巖層;
16、翼間角:正交剖面上量得的兩翼間的內夾角;褶軸:平行其自身移動能勾勒出褶皺面形態的直線或曲線;弧尖:同一褶皺面各橫剖面上的最大彎曲點;樞紐:同一褶皺面各橫剖面上最大彎曲點的連線;軸面:各相鄰褶皺面上的樞紐連成的面;軸跡:軸面與地面或任意水平面的交線;脊點:同一褶皺面各橫剖面上的最高點;脊線:同一褶皺面上各橫剖面上最高點的連線;高點:脊線上的最高點表示褶皺隆起的部位,謂之高點;脊面:各褶軸面上的脊線連成的面;脊跡:脊面與地面或任意水平面的交線;槽點:同一褶皺面各橫剖面上的最低點;槽線:同一褶皺面各橫剖面上最低點的連線;槽面:各褶皺面上槽線連成的面;槽跡:槽面與地面或任意水平面的交線。2.線狀要素的
17、產狀:包括傾伏和側伏,前者包括傾伏向和傾伏角;后者包括側伏向和側伏角。傾伏向:線狀要素所在直立面的走向線所指該線向下的方向。傾伏角:線狀要素與其所在直立面的走向線之間的銳夾角。側伏向:線狀要素所在構造面的走向線指向該線向下的方向。側伏角:線狀要素與其所在構造面的走向線之間的銳夾角。3.褶皺的分類(9種):3.1根據軸面和兩翼的產狀分類:直立褶皺:軸面近直立,兩翼傾向相反,傾角近于相等的褶皺;歪斜褶皺:軸面傾斜,兩翼傾向相反,傾角不等的褶皺;倒轉褶皺:軸面傾斜,兩翼同向傾斜,一翼地層倒轉的褶皺;平臥褶皺:軸面近水平,一翼地層正常,一翼地層倒轉的褶皺;褶皺:軸面彎曲的平臥褶皺;3.2 根據褶皺的對
18、稱性劃分:對稱褶皺:軸面與褶皺包絡面垂直,兩翼長度和厚度基本相等的褶皺;不對稱褶皺:軸面與褶皺包絡面斜交,兩翼長度和厚度不相等的褶皺3.3 根據褶皺面的形態劃分:圓弧褶皺:轉折端為圓弧形的褶皺;尖棱褶皺:兩翼平直相交,轉折端為尖棱形的褶皺;箱狀褶皺:轉折端平直,兩翼陡傾的褶皺,常有一對共軛軸面;扇形褶皺:轉折端呈扇形,兩翼巖層均倒轉的褶皺;撓曲:緩傾斜巖層中的一段突然變陡,形成臺階狀彎曲。3.4 根據翼間角的大小劃分:平緩褶皺:翼間角在120-180度的褶皺;開闊褶皺:翼間角在70-120的褶皺;緊閉褶皺:翼間角在30-70的褶皺;閉合褶皺:翼間角在30度以下的褶皺;等斜褶皺:翼間角幾乎為0度
19、,兩翼近平行的褶皺。3.5 根據各層厚度變化劃分:平行褶皺:發生在地殼淺部的強硬巖層,由彎滑褶皺作用形成。各層真厚度處處相等,但平行軸面方向測量的厚度差別很大的褶皺。相似褶皺:發生在軟弱巖層或地殼中深部韌性巖層,由彎流褶皺作用形成。各層真厚度表現為頂厚翼薄,但平行軸面方向測量的厚度處處相等。3.6 根據各層彎曲的協調性劃分:協調褶皺:各層彎曲形態一致或有規律漸變過渡的褶皺,比如平行褶皺和相似褶皺;不協調褶皺:各層在各處彎曲變化很大,不具幾何規律的褶皺。3.7 根據褶皺在平面上縱橫比劃分:線狀褶皺:平面上縱向長度與橫向長度之比大于10:1的褶皺;短軸褶皺:平面上縱向長度與橫向長度之比介于10:1
20、到3:1的褶皺;穹窿:平面上縱向長度與橫向長度之比小于3:1的背斜,褶皺面從脊點向四周作放射性傾斜;構造盆地:平面上縱向長度與橫向長度之比小于3:1的向斜,褶皺面從四周向中心傾斜。3.8 根據褶皺產狀劃分(最復雜的一種)3.9 蘭姆賽劃分法4.褶皺的組合類型:4.1 雁列褶皺:一系列平行斜列的短軸背斜或向斜;4.2 隔檔式和隔槽式褶皺:一系列平行相間排列的背斜和向斜,其中背斜緊閉,向斜寬緩者為隔檔式褶皺,反之為隔槽式褶皺。4.3 背形和向形:由多期構造運動形成的多級次褶皺疊加形成的具有背斜和向斜外貌的褶皺。4.4 穹窿和構造盆地5.同沉積褶皺、底辟構造和疊加褶皺同沉積褶皺:邊沉積邊緩慢隆升形成
21、的褶皺,特點是頂薄翼厚,上部巖層產狀平緩,下部巖層傾角變大,頂部沉積物顆粒粗,向兩翼顆粒變細。底辟構造:由高韌性巖層或巖層處于高韌性時,在構造應力或密度差引起的浮力作用下流動上拱擠入上覆巖層導致其彎曲變形的構造。疊加褶皺:由稱重褶皺,是由多期構造運動形成的多次、多級褶皺的疊加。6.縱彎褶皺作用的方式及特點6.1彎滑作用的特點彎滑作用指巖層通過層間滑動彎曲成褶皺的作用。它具有以下特點:(1)各單層有各自的中和面,而整個褶皺沒有統一的中和面。各相鄰褶皺面保持平行關系,各巖層的真厚度在褶皺的各個部位基本一致,往往形成平行褶皺;(2)背斜中各相鄰的上層向背斜的轉折端滑動,各相鄰下層向旁側向斜的轉折端滑
22、動。這樣,層間滑動一方面可在強硬巖層的翼部可形成旋轉剪節理、同心節理、層間破碎帶和擦痕,另一方面可在轉折端形成空隙,造成虛脫現象,此時如有礦物充填即形成鞍狀礦體。同時,在轉折端外側巖層上還可形成楔形張節理。(3)當兩個強硬巖層之間夾有層理發育的韌性巖層時,層間滑動可使韌性巖層內部產生層間小褶皺。在主褶皺翼部的層間小褶皺多為不對稱褶皺,其軸面與上下主褶皺面所夾銳夾角指示其鄰層的相對滑動方向。可用來判斷巖層的頂底。6.2彎流作用的特點彎流褶皺作用是指巖層彎曲變形時,不僅發生層間滑動,還在某些巖層內部出現物質流動的現象,上下褶皺層面對層內物質流動起著控制作用,其變形特征如下:(1)層內物質的流動方向
23、是,從兩翼向轉折端流動,從而形成相似褶皺或頂厚褶皺;(2)軟硬巖層互層時,硬巖層因難以發生流動,仍發生平行褶皺;而軟巖層易于發生層間流動,填充了層間滑動在轉折端形成的虛脫空隙,從而形成頂厚褶皺,并在轉折端處形成反向流劈理;(3)軟硬巖層互層時,軟巖層發生強烈層內流動,從而形成層間小褶皺,線理、劈理、片理等小構造,如果其內夾有脆性薄巖層,還可形成構造透鏡體和無根褶皺。7.橫彎褶皺作用的特點(1)橫彎褶皺的巖層整體處于拉伸狀態,一般不存在中和面;(2)橫彎褶皺引起的彎流作用使巖層從轉折端相兩翼流動,從而易于形成頂薄褶皺。韌性巖層在翼部由于重力作用和層間差異流動可形成軸面外傾的層間小褶皺,其與褶皺面
24、的銳夾角指示上層順傾向滑動,下層逆傾向滑動;(3)穹窿的頂部不僅拉伸變薄,而且還常形成放射狀或環狀斷裂,如為礦液充填,則形成放射狀或環狀礦體;8.剪切褶皺作用的特點剪切褶皺作用又稱滑褶皺作用,它是指巖層沿著一系列與層面不平行的面理滑動形成褶皺形態的作用。巖石層面在這種褶皺作用中不起控制作用。剪切褶皺作用的特點如下:(1)剪切褶皺作用所形成的褶皺只有褶皺的外貌,并未真正發生巖層的彎曲變形;(2)在橫剖面平行褶皺軸面(滑動面)方向量得的厚度基本處處相等,故剪切褶皺作用形成的褶皺為典型的相似褶皺;(3)垂直軸面方向巖層的長度,在褶皺前后保持不變;(4)褶皺軸面兩側的相對剪切方向相反。9.影響褶皺形成
25、的主要因素(1)層面層面或成層構造是褶皺產生的一個必要條件。只有層面發育的巖石在受力發生變形時,才能通過層間滑動或層內物質流動而彎曲成褶皺。結構均一的塊狀巖石受壓時,可能只在與主壓應力垂直的方向上發育有劈理或片理的擠壓帶或斷裂,而不發生褶皺;(2)巖層的厚度和力學性質巖性相同,厚度不同的巖層受力時,厚巖層往往形成曲率小,波長大的平緩開闊褶皺,而薄巖層則形成曲率大,波長小的緊閉褶皺。 厚度相同,互層排列的強弱巖層受力時,強巖層一般發生彎滑褶皺作用,形成平行褶皺,并對整個褶皺形態起控制作用;弱巖層一般發生彎流褶皺作用,形成相似褶皺。(3)巖層的埋藏深度 地殼不同深度的巖層,因所受圍壓和溫度的不同而
26、具有不同的力學性質。地表常溫常壓環境下,巖層表現為脆性,以破裂變形為主,難以形成褶皺;淺層地殼,巖層多表現為彈性性狀,層理顯示的物質不均一性明顯,以彎滑褶皺作用為主,形成平行褶皺;中深部地殼,巖層韌性增強,不均一性消失,以彎流褶皺作用和剪切褶皺作用為主,形成相似褶皺和剪切褶皺;到更深部地殼,巖層褶皺則以柔流褶皺作用為主,形成柔流褶皺。(4)應變速率 應變速率對褶皺形成具有重要影響,如果巖層遭受的應力很大,但作用時間很短,即使在地殼深處,巖層也會發生彈性彎曲或斷裂;而如果巖層遭受的應力很小,但作用時間很長,即使在近地表,巖層也會發生蠕變而形成褶皺,甚至強烈褶皺(韌性巖層)(5)基底構造 基底構造
27、尤其是基底斷裂對蓋層的褶皺形態和組合方式具有很大影響,如某些雁列褶皺就是在基底走滑斷層的水平剪切作用下形成的。10.斷層相關褶皺10.1逆斷層的相關褶皺(1)斷彎褶皺(斷層轉折褶皺):斷層上盤巖層在斷面轉折彎曲處運動形成的褶皺,常見于坡坪式斷層斷坡與斷坪的轉彎處。(2)斷展褶皺(斷層傳播褶皺):盲沖斷層尖滅處上覆地層由于吸收了斷層位移量而彎曲形成的褶皺。(3)斷滑褶皺(斷層滑脫褶皺):順層滑脫的逆斷層尖滅處的上覆地層因吸收了斷層位移量而彎曲形成的褶皺。10.2正斷層的相關褶皺 逆牽引褶皺:即滾動背斜,是指在伸展旋轉形成的箕狀斷陷的控盆斷層上盤同沉積形成的背斜,其軸向與斷層走向基本一致。11.標
28、志層:指厚度不太大,層位穩定,分布廣泛,巖石成分和結構構造或所含化石具有明顯特征的巖層。(五)重要知識點之節理節理的分類,與斷層類似節理組:在一次構造作用的統一應力場中形成的,產狀相近,力學性質相同的一組節理。節理系:一次構造作用的統一應力場中形成的兩個或兩個以上的節理組。羽飾:發育于節理面上的羽毛狀紋飾,由羽軸、羽脈、邊緣帶、邊緣節理和陡坎等幾部分組成,常見人字形、環狀、放射狀構造型式。構造節理與非構造節理的區別:構造節理:發育的范圍和深度均較大,既有張節理,又有剪節理,產狀穩定,與區域或局部構造存在一定關系。非構造節理:發育的范圍和深度有限,以張節理為主,產狀極穩定,與區域或局部構造之間沒
29、有規律性關系。左列:垂直節理走向觀察時,遠側節理向左側錯列謂之左列。右列:垂直節理走向觀察時,遠側節理向右側錯列謂之右列。節理分期、配套的概念和基本方法節理分期:就是將同期形成的節理組合在一起,將不同期的節理區分開來。節理配套:將同期形成的各組節理組合成一個節理系。節理分期的方法:1.節理的交切關系,包括錯開,即后成節理錯斷先成節理的現象;限制,一組節理延伸到另一組節理前突然中止的現象,被限制者形成晚?;デ?,兩組節理互相切錯,說明兩者同時形成。2.節理與其他地質體的交切關系。巖性、結構不同的巖墻、巖脈的交切關系,常常清楚地顯示出節理形成的先后順序。例如一組有巖脈充填的節理,被另一組無巖脈的節理
30、切錯,說明無巖脈者形成晚。節理配套的方法:節理配套主要依據共軛節理的組合關系,輔之以節理發育的總體特征及其與有關地質構造的關系。根據共軛關系進行節理配套包括:(1)利用剪節理面上的擦痕、節理的羽列和派生張節理來確定共軛關系;(2)利用剪節理的尾端變化,即折尾和菱形結環進行配套;(3)利用兩組節理的互切關系確定共軛關系;(4)通過追蹤剪節理形成的鋸齒狀張節理,可以對節理進行配套。(六)重要知識點之斷層1.斷層的幾何要素:斷面、斷盤、位移斷面:斷層兩盤之間的滑動破裂面。它不是一個理想的幾何面,一般是具有一定寬度的斷裂帶,其間有各種斷層巖,剪切節理、揉皺帶、面理、線理等伴生構造。將其抽象為幾何面時,
31、一般為曲面。斷層線:斷面在地表的出露線。斷盤:斷面兩側的巖層或巖體。滑距:斷層兩盤滑動的實際距離,即滑動前一點,滑動后分開成對應兩點之間的距離??蛇M一步分解為走向滑距和傾向滑距。斷距:斷層兩盤滑動的相對距離。在垂直于巖層走向的剖面上可分為地層斷距、鉛直地層斷距和水平地層斷距。地層斷距:斷層兩盤某一被錯斷巖層之間的垂直距離。鉛直地層斷距:斷層兩盤某一被錯斷巖層之間的鉛直距離。水平地層斷距:斷層兩盤某一被錯斷巖層之間的水平距離。在垂直與斷層走向剖面上可分為視地層斷距、視鉛直地層斷距和視水平地層斷距。2.斷層的分類。2.1 根據斷層走向與所在巖層的產狀關系劃分:走向斷層:走向與所在巖層的走向一致的斷
32、層;傾向斷層:走向與所在巖層的傾向一致的斷層;斜交斷層:走向與所在巖層的走向斜交的斷層;順層斷層:順著所在巖層的層面發育的斷層。2.2 根據斷層走向與褶皺軸向的關系劃分:縱斷層:走向與褶皺軸向或與區域構造線方向一致的斷層;橫斷層:走向與褶皺軸向或與區域構造線方向直交的斷層;斜斷層:走向與褶皺軸向或與區域構造線方向斜交的斷層。2.3 根據斷層兩盤相對運動劃分:正斷層、逆斷層和平移斷層。2.4 區域大斷裂按其規模劃分:巖石圈斷裂:切穿巖石圈,到達軟流圈的斷裂;地殼斷裂:切穿地殼,到達莫霍面的斷裂;基底斷裂:切穿上地殼,到達康拉德界面的斷裂;蓋層斷裂:切穿沉積蓋層,到達變質基底頂面的斷裂。3.區域大
33、斷裂的特點:(1)區域構造特征方面區域大斷裂切割深,延伸長,常有一條以上主干斷裂和若干次級斷裂組成,還包括破碎帶、劈理-面理化帶、揉褶帶、剪切節理帶、混合巖化帶等,是區域性構造單元的分界線。其向深部傾角逐漸變緩,以致變平,轉變為韌性剪切帶和拆離滑脫斷層。(2)巖漿活動和成礦作用方面區域大斷裂的活動一方面會改變地下深部的溫壓狀態,促成巖漿生成;另一方面又是巖漿和熱液的運移通道和停留場所。因此它常常是多期巖漿活動帶和礦化作用帶,切割較淺的斷裂常形成酸性和中酸性巖漿的活動帶,而切割深達硅鎂層的斷裂可成為基性、超基性的巖漿活動帶。(3)地球物理方面大斷裂帶本身常常是一條地球物理異常帶,而且是區域性地球
34、物理場的分界線。(4)地貌及新構造方面:近代活動的區域大斷裂帶常常是現代火山和地震帶,本身也表現出引人注目的地貌景觀,如串珠狀湖泊、洼地、一系列斷陷盆地等。(5)區域大斷裂可分為正斷層型、逆斷層型、平移斷層型和順層斷層型。正斷層型常構成裂谷與坳拉槽,逆斷層型構成逆沖推覆構造,平移斷層型構成區域性走滑斷裂系。順層滑脫型常構成巖石圈的拆離滑脫面。4.正斷層及伸展構造伸展構造:巖石圈拉張形成的以正斷層為主的構造系列。正斷層組合形成的伸展構造類型:(1)地塹、地壘及盆嶺構造地塹:由兩條相向傾斜的正斷層或正斷裂帶及其夾持的公共下降盤構成的凹陷構造。地壘:由兩條相背傾斜的正斷層或正斷裂帶及其夾持的公共上升
35、盤構成的凸起構造。盆嶺構造:是指在伸展構造背景下,地殼差異隆升形成的由不對稱縱向單面山及其相間的盆地組合而成的構造地貌單元。(2)階梯狀斷層和箕狀斷陷階梯狀斷層:一系列傾向相同,上盤依次向下掉落形成階梯狀的正斷層組合。箕狀斷陷:伸展構造背景上地殼差異性抬升導致控盆斷層旋轉運動而產生的一端深度大,一端深度淺的斷陷盆地??嘏钄鄬訛橥练e斷層,其上盤發育滾動背斜,地層由控盆斷層一側向另一側逐漸尖滅。(3)環狀斷層和放射性斷層,常出現在各種底辟構造的頂部,呈環狀或放射狀分布的斷層組合。(4)雁列式斷層:一系列平行斜列的斷層組合。(5)裂谷、坳拉槽和威爾遜旋回裂谷:伸展構造背景下形成的區域性窄長斷陷,包
36、括大洋裂谷、大陸裂谷和陸間裂谷。坳拉槽:三聯裂谷系夭折的一支。威爾遜旋回:大洋從形成到消亡的整個過程,包括胚胎期(東非裂谷)、幼年期(紅海)、成年期(大西洋)、衰退期(太平洋)、終了期(地中海)和遺跡(喜馬拉雅山)(6)拆離斷層及變質核雜巖拆離斷層:大型的低角度或近水平正斷層,一般發育在蓋層和基底之間,其上下盤變形存在明顯差異,上盤為脆性伸展變形,下盤為韌性變形,形成糜棱巖帶。變質核雜巖:拆離斷層下盤的穹窿狀結晶巖,由上到下一般包括超碎裂巖、糜棱巖帶、正常片麻巖和火成巖等。(7)巖墻群:呈平行狀或放射狀排列的巖墻,是伸展構造的重要樣式。5.大陸裂谷的主要特征(1)大陸裂谷是由一系列地塹、半地塹
37、組成的復雜地塹系,發育于區域性隆起的軸部,表現為斷陷谷和斷陷盆地等構造-地貌景觀。(2)裂谷中往往沉積一套巨厚的包括磨拉石在內的碎屑沉積,常伴隨蒸發巖、火山熔巖和火山碎屑巖。沉積中往往包含重要的沉積礦床。(3)裂谷往往是淺緣地震帶和火山帶,巖漿巖有兩類共生組合:1)大陸溢流玄武巖,主要為拉斑玄武巖,也包括堿性玄武巖及其深成侵入巖;2)雙峰式巖石組合:拉斑玄武巖-流紋巖套或堿性玄武巖-響巖或粗面巖套。(4)裂谷帶為一明顯的地球物理異常帶,熱流值較高,但變化較大。(5)深部結構上,裂谷下地幔升高,地殼變薄,玄武巖層下普遍存在波速較低的殼幔物質混合形成的裂谷塹。6.逆斷層及逆沖推覆構造6.1逆沖斷層
38、、逆沖推覆斷層、逆沖推覆構造、推覆、滑覆、構造窗和飛來峰逆沖斷層:位移量很大的低角度逆斷層,斷層傾角一般在30度左右甚至更緩。逆沖推覆斷層:位移量達5Km以上的大型逆沖斷層。逆沖推覆構造:逆沖推覆斷層及其上盤推覆體組合而成的巨型構造。推覆:由水平擠壓作用形成的推覆構造即為推覆?;玻河缮煺棺饔没蛑亓ψ饔靡鸬耐聘矘嬙鞛榛病嬙齑埃耗鏇_推覆體內部遭受部分剝蝕后出露原地地層的現象。飛來峰:逆沖推覆體遭受強烈剝蝕后遺留在原地的推覆體孤峰。6.2逆沖推覆構造的擴展方式:前展式擴展和后展式擴展前展式擴展:每一新的逆沖巖席總是發育在老巖席的下盤,各巖席依次向逆沖方向擴展。位置最高的巖席形成最早。后展式擴
39、展:每一新的逆沖巖席總是發育在老巖席的上盤,各巖席依次向逆沖來源方向擴展。位置最高的巖席形成最晚。6.3逆沖斷層的構造樣式(1)疊瓦構造:一系列產狀相近,上盤依次向上逆沖形成的疊瓦狀構造,各逆沖斷層向深部收斂為一條低角度逆沖斷層。與階梯狀斷層相反。(2)逆沖雙重構造:頂板和底板兩條逆沖斷層及其圍限的一系列逆沖斷片。(3)對沖式逆沖斷層:兩條傾向相反、相對逆沖的逆沖斷層構成的組合樣式,它們有公共的下盤。(4)逆沖三角構造:對沖式逆沖斷層下部被一條近水平的逆斷層相連,即構成逆沖三角構造。(4)背沖式逆沖斷層:又稱沖起構造,由兩條傾向相反,相背逆沖的逆沖斷層構成,它們有公共的上盤。(5)楔沖式斷層:
40、產狀相近的一套逆沖斷層和一套正斷層共同構成上寬下窄的楔狀沖斷體。6.5 B型俯沖和A型俯沖B型俯沖:大洋板塊在海溝處向大陸板塊下的俯沖。A型俯沖:大陸板塊內的地臺向褶皺造山帶的俯沖。7.平移斷層及走滑構造7.1 左行和右行、左階和右階、左列和右列、走向滑動斷層左行和右行:站在斷層一盤觀察對盤,對盤向左運動,謂之左行,向右運動,謂之右行。左階和右階:一組雁列式平移斷層,沿其走向觀察依次向左錯列升高謂之左階,向右錯列升高謂之右階。走向滑動斷層:區域性力偶作用形成的大型平移斷層。7.2 拉分盆地、花狀構造、正花狀構造和負花狀構造、海豚效應和絲帶效應拉分盆地:左階左行或右階右行的兩條或多條走滑斷層之間
41、由于走滑拉伸作用形成的菱形斷陷盆地。花狀構造:走滑斷裂帶橫剖面上,主干走滑斷層向上呈花狀撒開的構造。正花狀構造:壓扭作用下形成的花狀構造,其分支斷層多為逆斷層,整體表現為背斜特征。負花狀構造:張扭作用下形成的花狀構造,其分支斷層多為正斷層,整體表現為向斜特征。海豚效應:指在走滑斷層面傾斜方向相同的情況下,一個橫剖面上顯示正斷層,另一個橫剖面上顯示逆斷層的現象。絲帶效應:指走滑斷層總體近于直立,但沿走向其傾向有變化,造成正斷層和逆斷層出現的現象。7.3 走向滑動斷層的特點:(1)走向滑動斷層常成直線狀延伸,斷層產狀陡峻以致直立。它的次級斷層多而復雜,各級各類斷層分叉交織成發辮式或一套平行的斷裂組
42、合;(2)在走向滑動斷層兩盤中,常派生一系列雁列式斷層和褶皺,靠近斷層常表現出地層-構造的巨大彎轉;(3)走向滑動斷層帶兩側的地層-巖相常成有規律地錯移,地層-巖相帶的時代越老,平移距離越遠;(4)走向滑動斷層帶上常出現構造凹陷和構造凸起,表現為拉張性斷陷盆地和擠壓性沖斷-褶皺拱起。7.4 轉換斷層與走滑斷層的區別:轉換斷層:運動方向和性質沿走向發生轉換的斷層,是一種板塊邊界類型,主要發育在洋中脊上。它與走滑斷層的區別:(1)在轉換斷層上,只有洋脊之間的那一段發生走向滑動,到洋脊兩側斷層不再發生走向滑動,僅僅表現為一種張裂。走滑斷層在整個斷裂帶上均發生走向滑動。(2)被轉換斷層錯開的洋脊之間的距離不變,而平移斷層錯開的標志物之間的距離在不斷加大;(3)洋脊被錯開的方向與轉換斷層走滑段的運動方向相反,而平移斷層
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