1、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀 第二章 沉積巖層的原生構(gòu)造及其產(chǎn)狀 本章主要內(nèi)容 第一節(jié) 沉積巖層的原生構(gòu)造 第二節(jié) 巖層產(chǎn)狀、厚度及其出露特征 第三節(jié) 地層的接觸關(guān)系 第一節(jié) 沉積巖層的原生構(gòu)造一、層理及其識(shí)別 1、相關(guān)概念 巖層：由兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的巖性基本一致的層狀巖體。 地層：在一定地質(zhì)時(shí)期內(nèi)形成的巖層 地層 = 巖層 + 時(shí)間（年代） 一、層理及其識(shí)別 1、相關(guān)概念 沉積巖的原生構(gòu)造：沉積巖在形成過程中和成巖作用過程中產(chǎn)生的非構(gòu)造變動(dòng)的構(gòu)造特征。和次生構(gòu)造相對(duì)。 層理：通過巖石成分、結(jié)構(gòu)和顏色在剖面上的突變或漸變所顯示出來的一種成層構(gòu)造。是沉積巖最常見的一種原生構(gòu)

2、造。 層理按其形態(tài)可分為三種基本類型：平行層理、波狀層理、斜層理。 一、層理及其識(shí)別 細(xì)層與層系 層理的要素：由小到大分為細(xì)層、層系、層系組等一、層理及其識(shí)別平行層理平行層理斜層理平行層理一、層理及其識(shí)別 2、層理識(shí)別 層理是沉積巖的最基本的原生構(gòu)造，是研究構(gòu)造的最基本的參考面。構(gòu)造變形主要是通過層理而得以顯示，所以在構(gòu)造研究中，首先要識(shí)別層理。 層理一般是清晰明顯的，而在成分和結(jié)構(gòu)均一的巨厚巖層中，層理會(huì)被隱蔽，變形變質(zhì)巖中產(chǎn)生的新生面理也會(huì)掩蔽原生層理。在層理不清的情況應(yīng)盡力識(shí)別出原生層理。 2、層理識(shí)別 沉積巖層理可根據(jù)巖石的成分、結(jié)構(gòu)、色調(diào)等的變化而得以識(shí)別。 （1）成分的變化 沉積物

3、成分的變化是顯示層理的重要標(biāo)志。在成分較均一的巨厚巖層中，有時(shí)可能存在成分特殊的薄夾層，藉助于這類夾層可以識(shí)別巨厚巖層的層理。2、層理識(shí)別 2、層理識(shí)別 （2）結(jié)構(gòu)的變化 碎屑沉積巖層一般由不同粒度、不同形狀的顆粒分層堆積而成，根據(jù)碎屑粒度和形狀的變化可以識(shí)別層理。 2、層理識(shí)別 （3）顏色的變化 在層理隱蔽、成分均一、顆粒較細(xì)的巖層中，如有顏色不同的夾層或條帶，可以指示層理。 2、層理識(shí)別 （4）層面原生構(gòu)造 波痕、底面印模、暴露標(biāo)志等層面原生構(gòu)造也可以作為確定和識(shí)別層理的標(biāo)志。泥裂的立體示意圖 波痕及其印模 (據(jù)R.R.Shrock,1948)第一節(jié) 沉積巖層的原生構(gòu)造 二、利用沉積巖層原

4、生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面 面向是指成層巖層頂面法線所指的方向，是成層巖系中巖層由老變新(由底面至頂面)的方向。沉積巖層的面向是構(gòu)造研究的基礎(chǔ)。以下列舉幾種在構(gòu)造研究中可以用來確定巖層面向的原生沉積構(gòu)造。 二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面 1. 斜層理：斜層理是由紋層互相斜交組成的，常呈弧形，根據(jù)沉積紋層的形態(tài)及被層系面截切的關(guān)系可以判斷巖層的頂、底面。頂面被截切，底面收斂。二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面 在波浪影響下水流波痕的遷移形成波狀交錯(cuò)層理的立體示意圖二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面美國(guó)猶他州南部砂丘中的交錯(cuò)層理風(fēng)成交錯(cuò)層理模式圖特點(diǎn)：方向變化頻繁

5、美國(guó)猶他州南部砂丘中的交錯(cuò)層理二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面 2、遞變層理（粒級(jí)層理） 遞變層理的特點(diǎn)是在一個(gè)單層中，從底面到頂面粒度由粗到細(xì)，如由底部的礫石或粗砂向上遞變?yōu)榧?xì)砂、粉砂以至泥質(zhì)，遞變層理的頂面與其上一層的底面常是突變的，有明顯的界面。（圖2-4）二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面3. 波痕：波峰向上，波谷朝下（尖棱狀為波峰、圓弧狀為波谷）（圖2-6）二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面3. 波痕：波峰向上，波谷朝 現(xiàn)代海灘砂體表面的波紋 巖石表面古老的波痕構(gòu)造二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面

6、3. 波痕：波峰向上，波谷朝河北省撫寧縣潮水峪上寒武統(tǒng)鳳山組砂巖中的波痕二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面4. 泥裂：“ V ”形尖端朝下現(xiàn)代泥裂二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面4. 泥裂：“ V ”形尖端朝下泥裂和生物遺跡新疆庫(kù)車第三系紅層白堊系朱巷組（K1）中的泥裂合肥盆地二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面4. 泥裂：“ V ”形尖端朝下判斷一下褶曲哪一翼巖層層序發(fā)生倒轉(zhuǎn)二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面5. 雨痕、冰雹痕及其印模雨痕新疆民豐縣安德爾河泥裂和雨痕（現(xiàn)代）新疆庫(kù)車河二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面6. 沖刷充填構(gòu)造上白堊統(tǒng)

7、張橋組中的沖刷充填構(gòu)造合肥盆地肥東縣王鐵鄉(xiāng)分流河道對(duì)下伏巖層的沖刷切割、充填二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面7. 生物標(biāo)志植物根系二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面7. 生物標(biāo)志東非火山灰上360萬年前人類祖先的足印二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面7. 生物標(biāo)志 澳大利亞滿谷國(guó)家公園發(fā)現(xiàn)的大批冰河時(shí)期的人類足跡 距今1.9萬年至2.3萬年之間二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面8 .底面印模二、利用沉積巖層原生構(gòu)造確定巖層的頂面與底面思考題：用原生構(gòu)造判斷層序第二節(jié) 巖層產(chǎn)狀、厚度及其出露特征一、巖層的原始產(chǎn)狀 沉積盆地（海洋或大型湖泊）中心，形成的巖

8、層是水平的或近水平的，而邊緣、島嶼，水下隆起等周圍的沉積物產(chǎn)狀具有一定的傾角，稱為原始傾斜。 原始水平的巖層，經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)后，可變?yōu)閮A斜、直立、倒轉(zhuǎn)以及各種褶皺形態(tài)，但也有仍保持近水平狀態(tài)。第二節(jié) 巖層產(chǎn)狀、厚度及其出露特征二、水平巖層及其特征 巖層上下兩個(gè)面保持水平狀態(tài)，即同一層面上各點(diǎn)海拔高度基本相同的巖層，稱為水平巖層。其特征如下： 1、在層序沒有倒轉(zhuǎn)的前提下，地質(zhì)時(shí)代較新的巖層疊置在較老的巖層之上。當(dāng)?shù)匦蝿兾g切割輕微的地面只出露最新巖層；如切割強(qiáng)烈時(shí)，老巖層則出露于河谷，沖溝等低洼處，較新巖層分布于山頂或分水嶺上，即巖層愈老出露愈低，巖層愈新其出露的位置愈高。二、水平巖層及其特征二、水平

9、巖層及其特征 2、水平巖層的露頭形態(tài)，完全受地形控制，其出露線（巖層與地面的交線）在地質(zhì)圖上表現(xiàn)為與地形等高線平行或重合，而不會(huì)相交。 水平巖層立體圖 地形地質(zhì)圖二、水平巖層及其特征 3、水平巖層的厚度就是巖層頂面與底面標(biāo)高之差。 4、水平巖層露頭寬度，與巖層厚度和地形坡度的變化有關(guān)。 第二節(jié) 巖層產(chǎn)狀、厚度及其出露特征三、傾斜巖層 （一）巖層產(chǎn)狀及其測(cè)定 1、產(chǎn)狀要素：走向、傾向、傾角 走向：巖層與水平面的交線稱走向線(圖中直線MON)，走向線在水平坐標(biāo)系中所指的方位就是該巖層的走向，有兩個(gè)數(shù)值。 傾斜巖層的產(chǎn)狀要素示意圖（一）傾斜巖層巖產(chǎn)狀及其測(cè)定 傾向：層面上與走向線垂直的直線稱（真）傾

10、斜線，傾斜線下傾方向在水平面上的投影線所指的方位就是該巖層的傾向。 傾角：巖層的傾斜線與它在水平面上投影線之間的銳夾角就是該巖層的（真）傾角。傾斜巖層的產(chǎn)狀要素示意圖（一）傾斜巖層巖產(chǎn)狀及其測(cè)定請(qǐng)注意：特殊產(chǎn)狀巖層水平巖層與直立巖層 它們的產(chǎn)狀是規(guī)定的：水平巖層的傾角為0 ；直立巖層的傾角為90，走向有兩個(gè)數(shù)值。（一）傾斜巖層巖產(chǎn)狀及其測(cè)定 2. 傾斜巖層產(chǎn)狀表示法 （1）方位角表示法： “傾向傾角” 如：21354、025、6060請(qǐng)注意：在“60 60”中，兩個(gè)“60”的含義完全不同。 地質(zhì)學(xué)上一般采用方位角表示法。 （2）象限角表示法 如N65 W/24 SW，表示走向?yàn)楸逼?5 ，傾

11、角為24 ，向南西傾斜。 （3）符號(hào)表示（用于地質(zhì)圖上）。（一）傾斜巖層巖產(chǎn)狀及其測(cè)定3. 直線的產(chǎn)狀要素 直線的產(chǎn)狀要素與傾斜平面的產(chǎn)狀要素類似，也有傾向 和傾角。直線產(chǎn)狀的表示方法與平面產(chǎn)狀的表示方法類似，也是“傾向傾角”。如213 54 也可以把直線所在傾斜平面作參照面，用側(cè)伏向和側(cè)伏角表示直線的產(chǎn)狀。（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）1、水平巖層在地形地質(zhì)圖上的特征 水平巖層立體圖 地形地質(zhì)圖（1）地層出露線與地形等高線平行，一般不相交；（2）頂面的海拔與底面海拔之差就是巖層的真厚度。（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）2、直立巖層在地形地質(zhì)圖上的特征 直立巖層露頭線不受地形影響

12、，始終呈直線延伸；（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則） 3、傾斜巖層在地形地質(zhì)圖上的特征 傾斜巖層的露頭界線在地形地質(zhì)圖上與地形等高線之間有一定的關(guān)系，這種關(guān)系就是“V”字形法則。 （1）“相反相同” 如果巖層傾向與地面坡向相反，在地形地質(zhì)圖上巖層界線與地形等高線的彎曲方向一致，且彎曲幅度小于地形等高線。（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）（2） “相同相反” 如果巖層傾向與地面坡向相同，且?guī)r層傾角大于地面坡角，則在地形地質(zhì)圖上巖層界線與地形等高線的彎曲方向相反。（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）（3） “相同相同” 如果巖層傾向與地面坡向相同，且?guī)r層傾角小于地面坡角，則在地形地質(zhì)圖上

13、巖層界線的彎曲方向與地形等高線相同且彎曲幅大于地形等高線。（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）（1）、（3）兩種情況相似，不同的是后者“V”字形彎曲大于等高線，而前者“V”字形彎曲度小于等高線。示圖。（1）（3）（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）判斷圖中砂巖層的頂?shù)酌婕皫r層的傾向？（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）判斷圖中各地質(zhì)界線的產(chǎn)轉(zhuǎn)，A為礦脈，B、C為地層界線（三）傾斜巖層的露頭形態(tài)（V字形法則）判斷圖中地質(zhì)界線所代表地層的傾向，并說明坡角與巖層傾角的相對(duì)大小思 考 題1、什么叫層理？怎么識(shí)別層理？2、能用以判斷地層層序的原生構(gòu)造有哪些？怎么判斷？3、水平巖層和直立巖層的出露形

14、態(tài)有何特點(diǎn)？受什么因素影響？4、怎么在地形地質(zhì)圖上正確區(qū)分傾斜巖層的三種基本露頭形態(tài)？他們有何特點(diǎn)？第三節(jié) 地層的接觸關(guān)系 地層間的接觸關(guān)系，是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地質(zhì)發(fā)展歷史的記錄。地層接觸關(guān)系基本上可分為整合接觸和不整合接觸兩大類型。 第三節(jié) 地層的接觸關(guān)系一、整合接觸 1.整合接觸：指上、下兩套層序間為連續(xù)沉積，其間無明顯的沉積間斷。在產(chǎn)狀上，上、下兩套層序是彼此平行或大致平行的。 一、整合接觸 2.地質(zhì)意義： （1）反映該地區(qū)在此沉積時(shí)期內(nèi)地殼升降與沉積處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，沒有發(fā)生顯著的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。 （2）整合接觸表現(xiàn)為新老地層之間的產(chǎn)狀彼此大致平行，巖性及其所含化石是一致的或是遞變的。它說明在形成

15、這兩套地層的地質(zhì)時(shí)期，該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境是穩(wěn)定的。這種穩(wěn)定可以是長(zhǎng)期持續(xù)緩慢的下降，也可以是逐漸的相對(duì)上升或是相對(duì)均衡。 一、整合接觸 3.分布特征： 第三節(jié) 地層的接觸關(guān)系二、不整合接觸 如果上、下兩套地層之間有明顯的沉積間斷，即先、后沉積的上、下兩套地層之間有明顯的地層缺失，這種接觸關(guān)系為不整合接觸。不整合的類型有兩種，即平行不整合和角度不整合。 二、不整合接觸1、幾個(gè)基本概念 （1）不整合面：上、下地層之間的沉積間斷面。不整合面上常有風(fēng)化剝蝕的痕跡。代表沉積間斷的時(shí)期，可能代表無沉積作用的時(shí)期，也可能代表以前沉積的巖石被侵蝕的時(shí)期。二、不整合接觸1、幾個(gè)基本概念 （2）下伏巖系：不整合面

16、以下的巖系；（3）上覆巖系：不整合面以上的巖系；（4）不整合線：不整合面在地面上的出露線，是一種重要的地質(zhì)界線。 二、不整合接觸2、平行不整合（1）平行不整合：也叫假整合，是指上、下兩套地層的產(chǎn)狀平行或基本一致，但有明顯的沉積間斷。 2、平行不整合（2）形成過程 簡(jiǎn)單說主要為：下降、沉積上升、沉積間斷、遭受剝蝕下降、再沉積。2、平行不整合（3）分布特征 1）平行不整合的分布范圍有時(shí)是非常廣闊的。例如上述的中石炭統(tǒng)和奧陶系之間的平行不整合在華北以至東北南部廣大地區(qū)普遍發(fā)育。它說明，該區(qū)當(dāng)時(shí)曾是一個(gè)整體持續(xù)上升的古陸，不整合的分布范圍就是當(dāng)時(shí)古陸的分布范圍。 2、平行不整合（3）分布特征 2）平行

17、不整合在平面和剖面上都表現(xiàn)為：不整合面上下兩套地層的界線在較大區(qū)域呈平行展布，產(chǎn)狀也基本一致，但其間缺失部分地層。 2、平行不整合（4）平行不整合與整合的區(qū)別: a.平行不整合上下兩套地層之間缺失地層。 b.平行不整合反映地殼上升，沉積地層露出水面，接受剝蝕，是升降運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。二、不整合接觸3、角度不整合（1）角度不整合：是指上下兩套地層之間不僅缺失部分地層，而且上下地層的產(chǎn)狀也不相同。 角度不整合的上覆巖系層面通常與不整合面（圖中紅線）大致平行，而下伏巖系的地層層面則與不整合面呈截交關(guān)系。3、角度不整合（2）角度不整合的特點(diǎn) a.上覆地層變形相對(duì)簡(jiǎn)單。 b.下伏地層變形相對(duì)復(fù)雜，其中可以包括

18、上覆地層的變形構(gòu)造，表現(xiàn)為疊加變形。 3、角度不整合（3）形成過程 形成過程可概括為：下降接受沉積褶皺上升(常伴有斷裂變動(dòng)、巖漿活動(dòng)、區(qū)域變質(zhì)等)、沉積間斷、遭受風(fēng)化剝蝕再下降接受沉積3、角度不整合（3）形成過程 3、角度不整合（4）分布特征 a、在剖面上表現(xiàn)上下兩套地層斜交。 b、在平面上表現(xiàn)為較新地層底面界線截過不同時(shí)代的較老地層。3、角度不整合（5）地質(zhì)意義 a、角度不整合的存在，說明該區(qū)在上覆地層沉積之前曾發(fā)生過褶皺、上升等構(gòu)造變動(dòng)。 b、它是劃分大地構(gòu)造單元和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)階段的重要依據(jù)。 c、角度不整合在垂直剖面中往往不只一個(gè)，其分布也不均一，不整合分布的范圍就是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)波及的范圍。在地

19、殼構(gòu)造發(fā)展比較穩(wěn)定的地區(qū)或階段，其垂直剖面中很少出現(xiàn)角度不整合。 第三節(jié) 地層的接觸關(guān)系三、不整合的觀察和研究 我國(guó)著名地質(zhì)學(xué)家李四光教授指出：“地層不整合的關(guān)系是很重要的，鑒定構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的時(shí)期主要靠這種方法”。不整合接觸關(guān)系是研究地質(zhì)發(fā)展歷史、鑒定地殼運(yùn)動(dòng)特征和確定構(gòu)造變形時(shí)期的重要依據(jù)。不整合也是劃分地層單位的依據(jù)之一，不整合線是地質(zhì)填圖的重要的地質(zhì)界線。對(duì)不整合在空間的展布及其類型變化的研究有助于了解古地理環(huán)境和古構(gòu)造狀況及其變化。 不整合面上的巖層通常可形成鐵、錳、磷及鋁土礦等沉積礦產(chǎn)。不整合面利于巖漿和含礦溶液活動(dòng)常常形成各種熱液型礦床;不整合面也是石油、天然氣儲(chǔ)聚的有利場(chǎng)所。 第三節(jié) 地層的接觸關(guān)系三、不整合的觀察和研究 不整合的觀察和研究主要包括以下幾方面: （一）、確定不整合的存在 （二）、不整合時(shí)代的確定 （三）、研究不整合的空間展布和類型變化（一）、確定不整合的存在 1、地層古生物方面的標(biāo)志 （一）、確定不整合的存在 2、沉積侵蝕方面的標(biāo)志（一）、確定不整合的存在 3、構(gòu)造方面的標(biāo)志 4、巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用方面的標(biāo)志。（二）、不整合時(shí)代的確定 （1）