地理學產狀
① 關於地球岩層的地理小論文400字
岩層是指由兩個平行或近於平行的界面所限制的同一岩性組成的層狀岩石,而地層是指地質歷史上某一時代形成的一套岩層稱為那個時代的地層,包含時間概念。
類型
根據劃分依據的不同,把組成地殼的岩層劃分為不同類型的地層。國際上的趨向是把地層分為三大類型:
①以 岩性作為主要劃分依據的岩石地層(岩性地層);
②以 化石作為劃分依據的生物地層;
③以形成時間作為劃分依據的時間地層或年代地層。
另外一種意見認為,年代地層也就是生物地層。因為在年代對比方法上雖然有許多種,但以 古生物的和同位素年齡測定的方法具有普遍意義。並指出,盡管同位素年齡值是 前寒武紀和寒武紀以後的深度變質地層時代對比的重要方法,但它在 顯生宙地層的詳細劃分和對比方面,還不夠完善。而古生物(生物地層)的方法,在 地質時期劃分和地層的時代對比方面,具有全球的同時性。而且,迄今為止, 年代地層單位(界、系、統、階)也象生物地層一樣,都是以化石作為劃分和對比依據的,因而年代地層也就是生物地層,進而主張把地層分為兩大類型。
地質學家發現
地層好比是記錄地球歷史的一本書,地層中的岩石和化石就像這本書中的文字。
岩層主要有石灰岩,泥質灰岩,泥質 頁岩,頁岩,花崗岩等
岩層在空間產出的狀態和方位的總稱。除水平岩層成水平狀態產出外,一切傾斜岩層的產狀均以其走向、傾向和傾角表示,稱為 岩層產狀三要素。岩層面與水平面的交線或岩層面上的水平線即該岩層的走向線,其兩端所指的方向為岩層的走向,可由兩個相差180°的方位角來表示,如NE30°與SW210°。垂直走向線沿傾斜層面向下方所引直線為岩層傾斜線,傾斜線的水平投影線所指的層面傾斜方向就是岩層的傾向。走向與傾向相差90°。岩層的傾斜線與其水平投影線之間的夾角即岩層的(真)傾角。所以,岩層的傾角就是垂直岩層走向的剖面上層面(跡線)與水平面(跡線)之間的夾角。
岩層產狀有兩種表示方法:①方位角表示法。一般記錄傾向和傾角 ,如205∠65,即傾向為南西205°,傾角65°,其走向則為NW65°或SE65°。②象限角表示法。一般測記走向、傾向和傾角,如N65°W/25°SW,即走向為北偏西65°,傾角為25°,向南西傾斜。
② 學習任務岩層產狀、出露特徵及厚度
一、岩層產狀
岩層產狀系指岩層面在三維空間的延伸方向,即地殼中岩層的產出狀態。通常有水平、傾斜、直立、倒轉、原始傾斜等幾種產狀。
(一)水平產狀
水平產狀系指岩層面與水平面近於平行的一種產狀,具有這一特性的岩層稱水平岩層。一般在沉積盆地中心部分或其他比較穩定的沉積條件下,岩層的原始狀態是近水平的,如果這種岩層在成岩期及成岩期後受構造運動比較輕微,或只受到較均勻的升降運動,從而保持原始沉積時的水平(或近水平)狀態,便形成水平岩層。
(二)傾斜產狀
傾斜產狀系指岩層層面與水平面之間有一定的交角,這種產狀的岩層稱傾斜岩層。它是水平岩層受地殼運動影響產生變化的結果。
(三)直立產狀
直立產狀系指岩層層面與地面(水平面)呈近90°交角,這種產狀的岩層稱直立岩層。直立岩層或傾斜很陡的岩層,大都發育在構造運動強烈的地區。
(四)倒轉產狀
強烈的構造運動還可以使直立狀態的岩層發生翻倒,從而改變岩層的正常層序,在空間上形成老岩層在上面,新岩層在下面的狀態,這種產狀的岩層稱為倒轉岩層。倒轉岩層的產狀可以是傾斜的,也可以是水平的。如倒轉褶皺的倒轉翼和平卧褶皺的倒轉翼就是呈傾斜和水平狀態的倒轉岩層。必須指出,通常所說的水平岩層和傾斜岩層,系指呈正常狀態的岩層產狀而言,不包括倒轉後呈水平或傾斜狀態的岩層。
(五)原始傾斜岩層
在研究岩層產狀時要注意原始傾斜岩層。岩層的原始產狀並不都是水平的,常有一定角度的傾斜,稱原始傾斜岩層。原始傾斜岩層不是由水平岩層受構造變位產生的,而是在沉積過程中,受原始地形的影響形成的。在廣闊而平坦的沉積盆地(如海洋、湖泊)中,一層層堆積起來的沉積岩,其原始產狀大都是水平或近水平的。但在盆地邊緣、島嶼或水下隆起的周圍、河流入口或海溝處的地形都有一定起伏,其上堆積物的產狀也隨著出現傾斜,殘積、坡積、冰川和風的堆積層、生物礁及周圍的沉積岩層或火山錐、火山碎屑熔岩等產狀,都可呈一定傾斜狀態,這種傾斜是沉積時形成的,統稱原始傾斜岩層。它的特點是分布面積較小,與古地貌直接有關。原始傾斜岩層對分析古地理和古構造及尋找近海地帶的沉積礦產、潛山及生物礁油氣藏等具有重要意義。
二、水平岩層
岩層層面保持水平或近水平狀態,即同一層面上各點海拔都基本相同,這一狀態的岩層稱水平岩層。人們通常將傾角為5°~10°以下的岩層統稱為水平岩層。
水平岩層在許多構造盆地中常有出露,如中國四川盆地中部侏羅-白堊系地層(圖2-17),美國西部著名的亞利桑那州的科羅拉多大峽谷就可見層層疊疊的水平岩層(圖2-18)。
圖2-17 四川盆地水平岩層素描圖
(據徐開禮等,1989)
圖2-18 科羅拉多大峽谷水平岩層景象
(一)水平岩層露頭形態及特徵
所謂露頭就是岩層天然或人工挖掘露出地表部分。實際工作中,常將出露岩層(主要是岩層界線的出露情況)勾繪在平面圖上所呈現的形態,稱為岩層的露頭形態。水平岩層的露頭形態比較簡單。在正常情況下,時代較新的岩層總是疊置在時代較老的岩層之上。當地面平坦時,地表僅有最新岩層的出露,其他岩層均隱伏於地下(圖2-19);當地面起伏時,水平岩層露頭形態具有以下特徵:
圖2-19 切割輕微時,地面只出露最新岩層
(1)時代新的岩層疊置在較老岩層上(上新下老)。若地形切割輕微,較老地層就難於裸露。但像科羅拉多大峽谷那樣,河谷深切,各種時代地層(寒武-白堊系)都在陡崖得以出露,而構成層層疊疊的壯觀景象。新岩層在山頂,老岩層在谷底出露,這一結論在今天看來是那麼簡單,但在1828年英國工程師(石匠)威廉·史密斯(Williams Smith)在工作過程中發現這一規律卻是十分難得的。這一規律被後人命名為地層沉積律。
(2)水平岩層的出露和分布狀態完全受地形控制。岩層出露線(岩層面與地面的交線)在地形地質圖上表現為與地形等高線平行或重合(圖2-20),在河谷、沖溝中的岩層出露界線隨著地形等高線的彎曲而彎曲,形成「V」字形,「V」字形的尖端指向上游;在山坡和山頂上,岩層的露頭的分布呈孤島狀、不規則的同心狀。
圖2-20 水平岩層的出露分布特徵
(據徐開禮等,1989)
(二)水平岩層厚度和露頭寬度
(1)水平岩層厚度:岩層頂面至底面之間的標高差。
(2)水平岩層露頭寬度:地面上岩層頂、底界線之間的水平距離(圖2-21)。它隨岩層的厚度和地面坡度的變化而變化。當坡度不變時,岩層厚度愈大露頭愈寬,厚度越小露頭越窄。當厚度相同時,坡度愈緩露頭愈寬,坡度愈陡露頭愈窄。陡崖處因岩層頂、底界線的水平投影重合為一條線,故露頭寬度為零。
圖2-21 水平岩層厚度和露頭寬度圖
三、傾斜岩層
具有傾斜產狀的岩層稱為傾斜岩層。它是野外最常見的地質現象。傾斜岩層可以是地殼不均勻抬升或下降引起的區域性傾斜,也可是某種地質構造的一部分,如褶皺構造的一翼,抑或斷裂構造的一盤(圖2-22)。如果一地區的岩層都以同一傾角同一方向傾斜,則稱為單斜構造。
圖2-22 傾斜岩層的露頭實景
(一)傾斜岩層產狀要素
岩層產狀是以岩層面在三度空間的延伸方位及其傾斜程度來確定的。岩層面產狀要素包括岩層面的走向、傾向和傾角。值得指出的是,野外任何面狀構造或地質體的界面,都用產狀要素確定其空間狀態。
(1)走向:岩層面與水平面相交的線稱走向線,走向線兩端所指的方向即為岩層走向(圖2-23之AOB)。岩層的走向有兩個方位角,二者相差180°。
(2)傾向:在層面上與走向線垂直並沿傾斜面向下所引的直線稱傾斜線,傾斜線在水平面上的投影線並指向層面向下傾斜的那個方向為岩層的真傾向,簡稱傾向(圖2-23之OD)。在岩層面上凡是與走向線不直交的任一直線均為視傾斜線,其在水平面上的投影線所指的傾斜方向稱為視傾向或假傾向。
(3)傾角:岩層傾斜線與水平面間的夾角為岩層的傾角,又稱真傾角(圖2-23之α)。真傾角只有唯一一個。視傾斜線與水平面間的夾角稱視傾角或假傾角。假傾角有無數個,真傾角永遠大於視傾角。
圖2-23 岩層產狀要素
AOB—走向線;OD—傾斜線;OD′—傾斜線的水平投影;箭頭方向為傾向;α—傾角
真、假(視)傾角的關系如圖2-24所示。其數學表達式如下:
tanβ=tanα·cosω
圖2-24 真傾角與視傾角的關系
α—真傾角;β、β′—視傾角;
ω—真傾向與視傾向之間的夾角
上述關系式表明,當ω=0°時,cosω=1,則tanβ=tanα,β=α,即垂直岩層走向剖面上出現的岩層傾角為真傾角;當ω≠0°時,cosω<1,則tanβ<tanα,β<α,即斜交岩層走向剖面上出現的岩層傾角為岩層視傾角,它一定小於真傾角;當ω=90°時,cosω=0,則β=0°,即平行岩層走向的剖面上出現的岩層視傾角等於0°(這一點在野外「走馬觀花」一般觀察時或遇陡壁時,對「水平岩層」要審時度勢)。
(二)產狀要素測定和表示方法
1.產狀要素測定
測量產狀要素是地質調查中的一項基礎工作。只有掌握岩(礦)層在各個地段的產狀變化,才可能正確認識區內的地質構造特徵。測定岩層產狀要素,可以在野外直接測量,也可利用其他間接方式測定。
(1)直接測量:用地質羅盤直接在岩層層面上測量其傾向、傾角,測量時要注意選擇有代表性又便於施測的層面。值得指出的是,在坑道內常見岩層下層面,這時測量其傾向,羅盤的長臂指向與岩層傾向相反,讀數要讀指針綁了銅絲端方向的數據。
(2)間接測定:在不能直接用地質羅盤測量產狀的地方,如大比例地形圖上可間接測量(間接測量產狀的方法詳見附篇)。
2.產狀要素的表示方法
(1)方位角表示法:這種方法多用於野外記錄、地質報告以及剖面素描中,將方位角分為360°,以正北方為0°(360°),通常只記傾向和傾角,如岩層傾向215°,傾角30°,記為215°∠30°。
(2)象限表示法:這種方法在論文撰寫時常用,以北和南的方向作為0°,一般測記走向、傾角和傾向。如N35°E/40°SE,即走向北偏東35°,傾角40°,傾向南東。值得指出的是,地質工作者習慣將南北方向作為定位標准,這與地理工作者的習慣是不同的,如方位角300°或45°,地質工作者稱為北西方向或北東方向,而地理工作者稱為西北方向或東北方向。
(3)符號表示法:如圖2-25所示。
圖2-25 不同產狀的標示符號
A—水平岩層產狀,表示傾角接近0°;B—傾斜岩層產狀,長線示走向,短線示傾向,數字為傾角;
C—直立岩層產狀,長線示走向,箭頭指向新岩層一側;D—倒轉岩層產狀,長線段表示岩層走向,箭頭所指為倒轉後傾向,數字為傾角
上述符號要按測量的產狀數據,認真標繪在地質圖上相應的位置,不能視為一般記號隨意標記。
在野外測量岩層產狀,通常是測量其傾向、傾角。在野外測剖面,如果剖面線與走向線斜交時,切記:剖面圖上只能畫視傾角(標示的產狀是真傾向、真傾角)。其換算方式除公式計算外,也可查表或用極射赤平投影法以及GeoTools.exe(地信網)求得。查表法最簡便,野外記錄簿內附有「傾角換算表」,該表是根據上述關系式編制而成。如在野外用羅盤測得岩層傾角為60°,並已知岩層走向與剖面間夾角為70°,在換算表中查得與之對應的視傾角為57°。
(三)傾斜岩層露頭界線形態
岩層的露頭形態取決於地形、岩層產狀以及兩者的相互關系。水平岩層的露頭界線在地質平面圖上,表現為與地形等高線平行或重合(圖2-20,圖2-26之Ⅰ);直立岩層露頭界線在地質圖上是沿走向呈直線延伸,不隨地形等高線彎曲而彎曲(圖2-26之Ⅱ);傾斜岩層露頭界線分布形態則較復雜(圖2-26之Ⅲ)。當地面平坦時,產狀穩定的傾斜岩層其界線呈直線延伸,岩層露頭呈直線條帶狀分布,其延伸方向即岩層走向。當其橫過溝谷或山脊時,均呈「V」字形形態。當岩層產狀、地面坡向及坡度不同時,「V」字形形態也有不同的變化規律,人們將這種規律稱為「V」字形法則。現分述如下:
圖2-26 水平岩層(Ⅰ)、直立岩層(Ⅱ)、傾斜岩層(Ⅲ)的露頭形態(A)及平面圖(B)上的表現
(1)岩層傾向與地面坡向相反時,岩層界線與地形等高線的彎曲方向相同,在溝谷處,岩層界線的「V」字形尖端指向上游(圖2-27),但岩層界線彎曲程度比等高線的彎曲程度小;簡稱「相反-相同」。
圖2-27 傾斜岩層露頭形態之一
(2)岩層傾向與坡向相同,且岩層傾角大於地面坡度角時,岩層界線與地形等高線彎曲方向相反,在溝谷處,岩層界線的「V」字形尖端指向下游(圖2-28);簡稱「相同-相反」。
圖2-28 傾斜岩層露頭形態之二
(3)岩層傾向與坡向相同,但岩層傾角小於地面坡度角時,岩層界線與地形等高線彎曲方向相同,在溝谷處,岩層界線的「V」字形尖端指向上游(圖2-29),但岩層界線彎曲程度比等高線的彎曲程度大;簡稱「相同-相同」。
圖2-29 傾斜岩層露頭形態之三
「V」字形法則具有較大的實際意義,可以指導我們觀測地質構造或填繪、分析地質圖。
在應用時,需注意兩點。其一,在大、中比例尺地質圖上,「V」字形法則表現明顯,有很大的實用意義,但在小比例尺圖上,由於地形起伏對地質界線的影響不明顯,其「V」字形法則的實用意義不大。其二,當地質體界面走向與山脊、溝谷延伸方向呈大角度相交時,「V」字形法則表現明顯。如果地質體界面走向與山脊、溝谷方向近於平行時,則表現不明顯,並為一直線(圖2-30)。
上述規律常運用於各類傾斜界面(如地層分界線、不整合界線、斷層線及礦層等界線)的連接和制圖中。而在對岩相分界線、侵入接觸界線、變化的礦脈界線的連接和褶皺的制圖時,由於這些地質界面常常變化較大,就絕不能硬套上述規律,而是根據實際情況參照航片、遙感圖像等,在野外實地勾繪。
圖2-30 傾斜岩層順溝谷的露頭形態
(四)傾斜岩層露頭寬度
傾斜岩層的露頭寬度與岩層厚度、地面坡度和岩層產狀有關。
(1)當地面平坦且岩層傾角不變時,露頭寬度取決於岩層厚度,厚者寬,薄者窄(圖2-31A)。
(2)當地面平坦和岩層厚度不變時,露頭寬度取決於岩層傾角的變化。一般岩層傾角越小,岩層露頭寬度越寬。岩層傾角越大,岩層露頭寬度越窄;當岩層直立時,露頭寬度等於岩層厚度(圖2-31B)。
(3)當地面坡度和岩層厚度不變時,岩層傾向與坡向相同,且傾角小於坡角時,傾角越小,露頭寬度越寬;傾角越大,露頭寬度越窄。當坡向與傾向相反且坡向與傾向垂直時,露頭寬度最小。
圖2-31 岩層露頭寬度與厚度、傾角的關系
(4)當岩層傾向與坡向相反時,一般是地面坡度緩,岩層露頭就寬,坡度陡,露頭就窄(圖2-32A、B);岩層出露在陡崖峭壁上,則岩層頂、底面的界線在平面上的投影重合成一條線,造成在平面上岩層「尖滅」的假象(圖2-32C)。
圖2-32 露頭寬度與坡度的關系
(5)當岩層面與傾斜地面近垂直時,這時露頭寬度小於岩層厚度(圖2-33A);當岩層厚度不變時,若岩層面與地面間的夾角(指相交銳夾角)由小變大,則露頭寬度由寬變窄(圖2-33)。
圖2-33 露頭寬度與岩層傾角和地面坡度之間的關系
值得說明的是,在野外影響岩層露頭寬度的上述各種因素是變化的且相互約束,在實際工作中要根據具體情況來分析。
(五)傾斜岩層的厚度
岩(礦)層厚度數據是計算礦產儲量、分析沉積環境、推斷地質發展歷史的基本參數之一。
1.真厚度、鉛直厚度和假(視)厚度
(1)真厚度(h):岩層頂面到底面的垂直距離(即頂、底面間的法線距離),簡稱厚度(圖2-34)。
(2)鉛直厚度(H):岩層頂面到底面的鉛直距離。同一岩層在不同方向上的鉛直剖面出現的鉛直厚度都相等(圖2-34)。
(3)假(視)厚度(h′):指在不垂直岩層走向的剖面上,岩層頂、底界線之間的垂直距離(圖2-35)。產狀穩定且頂、底面相平行的岩層,其真厚度、鉛直厚度都只有一個,而假(視)厚度有無數個(即隨剖面方向不同而變化)。
圖2-34 真厚度、鉛直厚度和視厚度
圖2-35 測算傾斜岩層厚度立體圖
2.三種厚度的關系與計算
(1)真厚度與鉛直厚度的關系可在圖2-34中垂直岩層走向剖面上求得:
h=H·cosα
(2)假(視)厚度與鉛直厚度得關系可在圖2-34中不垂直岩層走向剖面上求得:
h′=H·cosβ
(3)真厚度與視厚度關系:
h=h′·cosα/cosβ
由於β總是小於α,故h<h′,即真厚度總是小於視厚度。
岩層厚度可在野外直接測得,但因受條件限制,也常採用地質剖面法測得有關數據後再計算出岩層的厚度。通過野外的實測剖面,可以取得的數據有:導線上岩層頂、底界線間的斜長(L),導線上地面的坡度角(β),岩層傾角(α),岩層傾向與剖面方向間夾角(ω)或岩層走向與剖面間夾角(γ)等。將這些數據代入下列公式計算岩層得真厚度(h)和鉛直厚度(H):
h=L(sinα·sinβ·sinγ±cosα·sinβ)
H=L(tanα·cosβ·sinγ±sinβ)
式中的「±」號視情況而定,當地面坡向與岩層傾向相反時用「+」號;當坡向與岩層傾向相同時用「-」號。計算中出現負值時,取其絕對值。
在地質圖上直接用做圖法或利用赤平投影方法來求,其方法詳見附篇和附錄。
四、直立岩層出露特徵及厚度
(一)直立岩層出露形態
層面呈直立產狀的岩層稱為直立岩層。當岩層走向穩定不變時,其露頭形態在平面圖上呈直線延伸。
(二)直立岩層露頭寬度及厚度
因直立岩層露頭形態不受地形影響,其露頭寬度等於岩層厚度。因此,厚度愈大,露頭愈寬;厚度愈小,露頭愈窄(圖2-36)。
圖2-36 直立岩層的露頭形態
直立岩層的厚度,在野外用捲尺測量其頂、底界線間的水平距離即得;亦可在地質圖上量取頂、底界線間的垂直距離,按比例尺換算出實際長度求得。
③ 地質體基本產狀
地質體是泛指任何成因的天然岩石體,包括沉積成因的層狀岩石和噴出成因的層狀火山岩,以及侵位成因的岩漿岩體。地質體的規模可大可小,形態多種多樣,結構更是復雜多變。
雖然地殼中地質體的成因、規模、形態、結構差別極大,但從幾何學的觀點看,各種地質體的構造都可歸納為面狀構造和線狀構造。面狀構造有層理、節理、斷層等,以及一些只有幾何意義的結構面,如褶皺的軸面等。線狀構造包括所有呈線狀習性的構造和各種平面間的交線,如褶皺樞紐、軸跡和線理等。為了確定和表示面狀構造及線狀構造的空間狀態,建立了產狀要素的概念。
產狀要素是用來規定面狀構造或線狀構造在三維空間的產出狀態的,用其與水平參考面和地理方位間的關系來表示。
( 一) 面狀構造的產狀要素
平面的產狀是以其在空間的延伸方位及其傾斜程度來確定的。任何面狀構造或地質體界面的產狀均以其走向、傾向和傾角的數據表示。
1. 走向
傾斜平面與水平面的交線叫走向線 ( 圖 2 - 18 中之 AOB) ,走向線兩端延伸的方向( 地理方位) 即為該平面的走向 ( strike) 。一走向線兩端的方位相差 180°,通常以其 NE或 NW 端的方位來表示。任何一個平面都有無數條相互平行的、不同高度的走向線。
2. 傾向
傾斜平面上與走向線相垂直的斜線叫傾斜線 ( 圖 2 - 18 中之 OD) ,傾斜線在水平面上的投影所指的平面傾斜的方位即傾向 ( direction of dip) ( 圖 2 -18 中之 OD') 。
圖 2 -18 傾斜岩層產狀要素
圖 2 -19 視傾角、真傾角的關系
3. 傾角
傾角 ( dip angle) 是指平面上的傾斜線與其在水平面上的投影線之間的夾角 ( 圖 2 -18及圖 2 -19 中之 α) ,即為在垂直該平面走向的橫剖面上量度的該平面與水平面間的二面角。
當觀察剖面與岩層走向斜交時,岩層與該剖面的交跡線,叫視傾斜線 ( 圖 2 - 19 中之 HD、HC) ,視傾斜線與其在水平面上投影線間的夾角 ( 圖 2 - 19 中之 β、β') 稱為視傾角 ( apparent dip angle) ,也叫假傾角。視傾角的值小於傾角的值。
傾角與視傾角的關系如圖 2 -19 所示,可用數學式表示為: tanβ = tanα·cosω。當視傾向越偏離傾向時,視傾角越小; 當視傾向平行走向時,視傾角等於零。我們可用赤平投影、查表或列線圖等簡便的方法求出已知面狀構造在任一方向剖面上的視傾角。
面狀構造三要素的文字表示方法,目前還不統一,但由於地質羅盤的方位標記有的用象限角表示,有的用 360°的圓周角表示,所以,文字表示方法最基本的也有兩種:
◎ 象限角表示法: 用走向∠傾角、傾向象限表示。方位分別用四個象限來表示,如要表示走向北東 60°、傾向 150°、傾角 40° ( 圖 2 -20a) ,則寫成 N60°E∠SE40°,即走向為北偏東 60°,傾角為 40°,向南東傾斜。N30°W∠SW25°表示走向北偏西 30°,傾角為25°,向南西傾斜。
圖 2 -20 產狀三要素的兩種表示方法示意圖
◎ 方位角表示法: 用傾向方位角∠傾角表示。如 330°∠35° ( 也可寫 NW30°∠35°) ,表示傾向是 ( 從正磁北順時針測量的方位角) 330°,傾角為 35° ( 圖 2 - 20b) ; 又如15°∠40°表示傾向方位為 15° ( 北東 15°) ,傾角 40°。這種表示法只記傾向和傾角,使用較簡便,野外常用方位角法。
在地質圖上常用特定的符號來表示岩層面的產狀。常用的產狀符號及其代表意義如下:
構造地質學
長線為走向 ( 線) ,短線示傾向,數字表示傾角,長、短線要按實際方位標繪在圖上;構造地質學
水平岩層 ( 傾角為 0° ~5°) ;構造地質學
直立岩層,箭頭指向新岩層,長線表示走向;構造地質學
倒轉岩層,箭頭指向倒轉後的傾向,即指向老岩層,數字為傾角,長線表示走向。量測或求算面狀產狀的方法較多,但是大體上可分為直接量測和間接求算兩種情況:①直接量測是在野外出露的岩層層面或斷層面上直接用羅盤測量產狀數據,這是常用而簡便的方法。②在很多情況下,由於種種原因我們不能在野外直接測量岩層面產狀,而要根據有關資料間接求得。產狀要素的間接求法又可分為作圖法和計演算法兩種。
( 二) 線狀構造的產狀要素
直線的產狀是指直線在空間的方位和傾斜程度。直線的產狀要素包括傾伏向和傾伏角或用其所在平面的側伏角和側伏向來表示。
1. 傾伏向 ( 指向)
傾伏向 ( direction of plunge) 是指某一直線在空間的延伸方向,即某一傾斜直線在水平面上的投影線所指示的該直線向下傾斜的方位,用方位角或象限角表示 ( 圖 2 -21a 中之 NE40°) 。
圖 2 -21 線狀構造的傾伏和側伏
圖 2 -22 四川蒼溪觀音寨中侏羅統水平岩層( 據李承三)
2. 傾伏角
傾伏角 ( plunge angle) 是指直線的傾斜角,即直線與其水平投影線間所夾之銳角( 圖 2 - 22a 中之 γ) 。
3. 側伏角和側伏向
當線狀構造包含在某一傾斜平面內時,此線與該平面走向線間所夾的銳角即為此線在那個面上的側伏角 ( pitch) ( 圖 2 -21b 中之 θ) 。側 伏 方 向 或 側 伏 向 ( direction ofpitch) 就是構成上述銳夾角的走向線的那一端的大致方向,如圖 2 -21b 中的 40°NE,即表示側伏角為 40°及構成 40°夾角的走向線一端的大致走向朝北東,即側伏向北東。
④ 用羅盤測定線狀和面狀構造的產狀要素
地質構造可分為線狀和面狀構造兩種基本類型。例如褶皺的樞紐和軸跡、岩層面及節理面和斷層面的走向,以及擦痕線、流線等均為線狀構造。岩層層面、褶皺軸面、節理面、斷層面、流面等均為面狀構造。無論是線狀還是面狀構造,它們在空間的位置都可以用其幾何要素加以表示。如表示線狀構造的側伏向和傾伏向、側伏角和傾伏角,表示面狀構造的走向、傾向、傾角等,測量這些要素歸納起來就是方向測定和角度測定問題。現僅就用羅盤量測線、角問題加以介紹。
1. 線狀構造的量測
水平線狀構造 包括岩層面走向,褶皺軸面、節理面、斷層面、劈理面的走向,水平褶皺樞紐以及斷層水平擦痕等。它們的共同點是既位於某一構造面之中,又位於水平面之中。在利用羅盤測定這種水平線狀構造時,只需准確認定所測構造面 ( 如岩層層面) ,將羅盤的長邊棱線與所測構造線貼緊並使水平泡居中,讀出磁針所指的讀數,即為走向的一個方向 ( 圖 1-8) 。由於走向有兩個方向,磁針的另一端讀數為走向的另一個方向,兩者相差 180°。這里必須說明的是,兩個走向讀數所指的方向如何和實際方向對應起來,對於初學者來說一定要從道理上搞懂。當把羅盤上的南北與地理南北一致起來 ( 磁偏角忽略不計或羅盤經過校正) ,這時磁北針指北、磁南針指南,如果把羅盤調換 180°,這時磁南針對准羅盤刻度環上的北,磁北針對准羅盤刻度環上的南。這一現象說明,羅盤刻度環上北所指的地理方向和磁北針的讀數一致 ( 圖 1-9) 。因此可得出結論: 羅盤刻度環上「北」所指方向為磁北針的讀數,羅盤刻度環上 「南」所指方向為磁南針的讀數,且這一結論適用於用羅盤量測任意方向。在有些教材或文獻中強調磁北針的讀數為走向,沒有說明是走向的哪個方向,給初學者帶來許多不便和概念上的混亂,值得注意。
傾斜線狀構造 包括岩層的傾斜線、傾伏褶皺樞紐線、斷層傾斜擦痕線等。它們的特點是線狀構造在空間是傾斜的,為一條由高到低的射線。這表示傾斜線狀構造的一個要素是它的傾斜方向,即傾向或傾伏向。不論是岩層的傾向還是樞紐或擦痕的傾伏向,它們都是各傾斜線狀構造在水平面上的投影線。因此它們只有一個方向,即由高到低的方向。用羅盤測量它們的傾向或傾伏向時,首先應認定該線狀構造由高到低的方向,將羅盤的長邊與其平行,然後沿包含該線的鉛垂面抬起羅盤低的一端至水泡居中時,再觀察羅盤抬起端刻度環的基礎方向是北還是南。如果是北,讀磁北針所指讀數; 如果是南,則讀磁南針所指讀數 ( 圖 1-8) 。不管是哪種情況的讀數,它們的結果都是一樣的,即為所測線狀構造的傾向或傾伏向。
圖 1-6 根據一個已知目標確定相對位置
圖 1-7 根據兩個已知目標確定相對位置
圖 1-8 羅盤測量產狀方法示意圖
圖 1-9 羅盤確定方向讀數的原理
2.面狀構造的量測
根據幾何學可知,兩條相交的直線可確定一個平面。因此任何面狀構造都可用它們的走向線和傾斜線加以表示(測量方法前已述及),但它們的空間位置並未完全固定。如果其平面和水平面的夾角已定,則其平面的空間位置被確定,因此還必須測定它們的傾角。不論是傾角或是傾伏角,其測量方法相同。首先將羅盤長邊豎直放在傾斜線上,轉動傾斜儀,使傾斜儀上長水泡居中時所指示的角度值即為傾角或傾伏角(圖1-8)。
對於面狀構造的傾角,如岩層傾角、節理面傾角、軸面傾角等等,一般均要求測定它的真傾角(真傾角最大)。所以在量測時,最好沿構造面上的一點適當旋轉羅盤,取其角度最大的,或在測量面上用砂土、小碎石或滴水的方法,沿砂、水下流方向測得的傾角往往是真傾角。
各種產狀要素測定之後,要及時記錄在野外記錄簿上。由於傾向和走向相差90°,為節省時間,也可只測或只記傾向和傾角,其記錄格式為:105°∠25°。
3.用羅盤測定線狀和面狀構造的產狀要素時應該注意的問題
用羅盤測量線狀或面狀構造時,應注意以下幾個問題:
◎測點附近應避免附近有鐵制器件,如地質錘、鐵鎬、鐵鏟等,礦井下應避開金屬支架、鐵軌、電纜等,避免影響磁針指向而發生誤差。
◎不論是測定方向或是測定角度,應在水泡居中、磁針穩定後再讀數,且讀數應及時記錄或填繪在圖上。
◎要准確識別所測的是線狀構造或是面狀構造。當構造面有覆蓋物時,應進行清理後再進行量測;當構造面不平整時,可以用紙板、記錄本等平整物放在所測面上,然後在平整物上量測。一般傾斜岩層應選擇向上的層面,如有與上層面平行且暴露良好的向下層面也可以測量,但需注意羅盤的讀數。
◎對於節理面、劈理面、流面等,由於比較閉合又沒有充分暴露出來,沿裂面可插入硬紙片,然後在硬紙片的外延部分量測。
◎為准確測量各種要素,可以反復多測幾次或多人進行量測,取其多數者或取其平均數作為實測結果。
⑤ 岩層的產狀
岩層在空間產出的狀態,稱為岩層的產狀。
沉積岩層通常在廣闊平坦的沉積盆地中形成,其原始產狀大部分都是水平或近於水平的。但在沉積盆地邊緣和沉積盆地內相對隆起的周圍邊坡等局部地帶,岩層也會出現一定程度的傾斜,即形成所謂的原始傾斜。
呈原始產狀的岩層,受地殼運動影響會發生變形、變位。變動後的岩層,其產狀多是傾斜的,有些也可以是直立的,甚至發生倒轉,而且可以在一定范圍內形成褶皺、斷裂等構造。只有變動不明顯的岩層仍保持其水平產狀。
(一)岩層產狀要素
岩層的產狀是用產狀要素來表示的,包括走向、傾向和傾角。
(1)走向 岩層面與水平面相交的線稱為走向線,走向線兩端所指方向即為走向,用走向線與地理子午線之間的夾角來表示(圖2-9),岩層的走向都有兩個方位角值。在實測記錄時,為了簡便,一般只測量、記錄靠北一端的方位數值。岩層的走向表示岩層空間的水平延伸方位。
(2)傾向 在岩層面上垂直岩層走向線沿傾斜面向下所引的直線稱傾斜線(圖2-9)。它在水平面上的投影稱真傾向線,簡稱傾向線。傾向線所指岩層傾斜一端的方位即為岩層的真傾向,簡稱傾向。傾向能說明岩層向地下延伸的方位。一個測點只有一個傾向,傾向數值加上或減去90°即為走向值。在岩層面上,凡不與走向線直交的任一傾斜線均稱假(視)傾向線,它在水平面上的投影稱假(視)傾向線,所指的方位為假(視)傾向。在一個測點上假(視)傾向有無數個。
(3)傾角 岩層傾斜線與傾向線之間的夾角稱岩層真傾角,簡稱傾角。假(視)傾斜線與相應的假(視)傾向線之間的夾角稱假(視)傾角。在一個測點上,岩層真傾角只有唯一的一個,出現在與岩層走向相直交的剖面上;假(視)傾角有無數個,都出現在與岩層走向斜交的剖面上。因此,在繪制方向與岩層走向不相直交的剖面時,該剖面上的岩層傾角需按假(視)傾角數值繪制。
圖2-9 岩層產狀要素
AOB—走向線;OD—傾斜線;OD′—傾向線;箭頭方向為傾向;α—傾角
圖2-10 真傾角與視傾角的關系
α—真傾角;β、β′—視傾角;ω—真傾向與視傾向之間的夾角
真、假(視)傾角的關系如圖2-10所示。其間的換算關系可用下式表示:
tanβ=tanαcosω
上述關系式表明,當ω=0°時,則 cosω=1,tanβ=tanα,β=α,即垂直岩層走向的剖面上出現的岩層的傾角為真傾角;當ω≠0°時,cosω<1,,則tanβ<tanα,β<α,即斜交岩層走向的剖面上出現的岩層視傾角總是小於真傾角;當ω=90°時,cosω=0,則β=0,即平行岩層走向的剖面上出現的岩層視傾角等於0°。
在野外用地質羅盤測量岩層產狀,通常只測得傾向、傾角。若所作剖面圖與走向線不垂直,則需換算成視傾角,換算的方法除以公式計算外,也可用查表法和用極射赤平投影法(見附篇一)等求出。
(二)岩層產狀要素的測定和表示方法
1.岩層產狀要素的測定
測量岩層的產狀要素,是地質調查中的一項基礎工作。只有掌握岩(礦)層在各個地段的產狀要素,才能正確認識區內的地質構造特徵。測定岩層產狀要素,可以在野外直接測定,也可利用其他方式間接測定。
(1)直接測定 用地質羅盤直接在岩層層面上測量其傾向、傾角,測量時要注意選擇有代表性又便於實測的層面。
(2)間接測量 在不能直接用地質羅盤測量產狀的地方,可根據鑽孔資料、地形地質圖上的表現特徵以及野外的視傾斜值採用作圖法或赤平投影法進行間接測量(間接測量產狀的方法詳見實習教材及附錄)。
2.產狀要素的表示方式
(1)文字表示法 這種方法多用於野外記錄、地質報告以及剖面素描中,一般採用方位角表示,將方位角分為360°,以正北方為0°(360°),通常只記傾向和傾角。如岩層傾向205°,傾角25°,記為205°∠25°;也可以用象限表示法,如岩層的走向為NE30°或SW30°,傾向為SE60°,則可記為SE60°∠30°。
(2)符號表示法 在野外觀察點上測得的岩層產狀,必須用規定的符號標繪在地質圖的相應位置上,如下所示。
構造地質學
(a)水平岩層的產狀符號是個「+」字,表示傾角接近0°;(b)傾斜岩層產狀的符號,長線表示走向,短線表示傾向,數字為傾角值;(c)直立岩層的產狀符號,長線表示岩層走向,箭頭指向新岩層一方;(d)倒轉岩層的產狀,長線段表示岩層走向,箭頭所指為倒轉後傾向,數字為岩層傾角值。
上述符號要按測量的產狀數據認真標繪在圖面上的相應位置上,不能視為一般的記號隨意標記。
⑥ 地理里講的「地質構造類型」有哪些
我的解釋簡單明確,相信對你有幫助。
地質構造主要分為兩大類,四小類:版
一是褶皺,包括權背斜和向斜兩種形態;其中岩層向上拱起的是背斜,向下彎曲的是向斜。
二是斷層,包括地壘(斷層上升岩層)和地塹(斷層下降岩層)兩種。
⑦ 構造地質學已知兩平面的產狀,求兩平面的夾角怎麼算
地質學兩張壯的油畫是夾角的話是非常不好算的,它是指的地理范疇之內,它是在一定的地理范圍內開始就是啊算力的夾角。
⑧ 岩層的成層構造及其產狀
岩層和岩體是構成地殼地質構造的物質基礎,而岩層和岩體的產狀,即它們空間的分布和產出的狀態,是研究地殼構造形態的基礎,也是構造地質學研究的基本內容之一。在地殼表層,沉積岩是分布最廣的岩石類型,外貌上最突出的特點就是具有層狀構造,因而成層構造是沉積岩的典型構造,在許多變質岩和部分岩漿岩中(如火山岩和一些重力分異比較明顯的深成岩)也可見到這類構造。研究岩層產狀是地質工作中的基礎工作之一。
(一)岩層的成層構造
1.層理及其識別
層理是沉積岩中最普遍的一種原生構造。是在垂直於沉積物表面的方向上,由於沉積物的成分、顏色、粒度等變化顯現出來的成層現象,叫做層理。它是層狀岩石中最重要的原生構造,認識層理,是研究岩石變形的基礎。可根據以下幾方面來識別層理:
(1)岩石成分的變化 由於岩石組分不同而在垂直岩層層面的變化,出現成層,顯示出層理。在一些成分較單一的巨厚層岩石中,某些成分特殊而有變化的夾層也是識別層理的良好標志。
(2)岩石結構的變化 岩石中不同的粒度或不同的顆粒總是分層堆積,從而顯示出層理。如在礫石或砂岩中能看到大小不同的碎屑分層堆積。
(3)岩石顏色的變化 岩石中一層或數層顏色稍有不同的條帶或夾層,可作為確定層理的標志。這些條帶和夾層必須是岩石的原生顏色,次生風化顏色不能作為層理識別依據。
(4)岩層的原生層面構造 如波痕、泥裂、雨痕、印模等的分布特徵和一些生物化石分布、埋藏狀態,可以幫助識別層理。
2.岩層層序的確定
確定岩層層序(地層的新老關系)是野外觀察研究地質構造的一個重要前提。因為岩層形成後,會受到後期構造運動的改造,原來的水平岩層或近水平的岩層,會變成傾斜狀態、直立狀態,甚至倒轉(岩層上層面在下方、下層面在上方的情況)。因此,不弄清岩層層序,就會對觀察研究地質構造帶來困難,對工作造成損失。當然,確定地層時代和層序,主要還是根據古生物化石,但對一些化石稀少的岩層(啞地層),如火山岩或變質岩就需依據岩層中的一些原生構造或次生構造特徵來確定岩層的頂、底面,從而判別岩層產狀是正常還是倒轉。關於次生構造確定層序,在後面有關章節論述,這里只介紹如何根據岩層中的一些原生構造來確定岩層層序。
(1)對稱波痕 能指示頂、底面的主要是對稱波痕,對稱波痕具有尖銳的波峰(脊)和圓孤的波谷,尖銳向上的波峰為正常層序,向下為倒轉層序。不對稱的波痕不具指導意義。
(2)泥裂 是沉積物還未固結時露出水面,因表面失水收縮和裂開形成的裂縫。常見於泥岩中,粉砂岩和碳酸鹽岩中也有。泥裂在層面上多呈多邊形網路狀,有時呈放射狀或不規則分叉狀。斷面上呈「V」字形裂縫,常為上覆沉積物所充填。泥裂尖端指向岩層底面,所以尖端指向下方為正常層序,反之為倒轉層序。
(3)雨痕和冰雹印痕 當雨滴或冰雹落在露出水面尚未固結的泥質或粉砂質沉積物面上形成的圓形或橢圓形凹坑。而印痕為上覆沉積物所充填的凹坑,故上覆岩層底面形成圓形或橢圓形的瘤狀突起的印模。因此,凹坑印痕總是出現在岩層頂面,而瘤狀印模則出現在岩層的底面。以此可以判別岩層的層序。
(4)斜層理 某些呈收斂型的斜交層理和交錯層理呈彎曲狀的細層,通常其上端與平直層理成大角度相交,其下端變緩與平直層理趨於平行或相切,即彎曲的細層與平直層理成大角度相交的一邊是頂面,趨於平行或相切的是底面(圖7-11)。
圖7-11 沖刷面及斜層理
(據劉寶珺,1980)
(5)沖刷面 固結或半固結的沉積層,出露水面或在水下經水流沖刷發生沖刷破碎,造成凸凹不平的沖刷面,接著在不平整的沖刷面上再堆積時,往往就形成含有下伏岩層的岩塊。根據這種現象,可以判別岩層層序(圖7-11)。
(6)韻律層理 也叫韻律層或粒級層,是岩石的粒度和物質成分按一定順序作有規律的遞變交替出現。如一個岩層中每一層(一個粒度層)都是由下而上粒度逐漸由粗變細,而兩個相鄰粒級層之間,在粒度上有較大差別。根據韻律層的這種特徵,可以幫助判別岩層層序。
(二)岩層產狀、出露特徵及厚度
1.岩層的產狀
岩層的產狀是指地質體(岩層、岩體、礦體等)在地殼中的空間分布位置和產出狀態。
絕大部分的沉積岩都是在沉積盆地(海洋、湖泊)中形成的,其原始產狀通常是水平或近於水平的。但在岸邊、島嶼和一些水下隆起附近,受局部地形的影響,部分沉積岩的原始狀態出現緩傾斜的現象。在陸地上的沉積物中,如殘積、坡積、冰川沉積及風成沉積等形成的沉積物也表現出一定的原始傾斜狀態。
岩層由於受地殼運動(主要是水平運動)的影響,改變了原始水平狀態,產生傾斜,就形成傾斜岩層;有的岩層發生彎曲,形成褶曲岩層;有的岩層甚至發生倒轉,或者發生破裂錯斷,形成了各種各樣的地質構造。
地殼中的岩層產狀是多種多樣的,但把它們歸納後有三種基本產狀:水平岩層、傾斜岩層和直立岩層。
2.岩層產狀要素及其測定
(1)岩層產狀要素
岩層的產狀是以岩層層面在三維空間的延伸方向及其與水平面的夾角關系來確定的,常用岩層的走向、傾向、傾角三個變數來度量,我們把它們稱為岩層產狀三要素。
1)走向。岩層面與水平面的交線叫該岩層的走向線,走向線的方向叫走向。走向線的兩端各指向一方,任何岩層都有兩個走向,我們可以用走向線與地理子午線之間的夾角(方位角)來表示(圖7-12)。岩層的走向表示岩層在三維空間的水平延伸方位。
圖7-12 岩層產狀要素
(據彭真萬等,2003)
ABCD-岩層層面;EFGH-水平面
2)傾向。在層面上垂直岩層走向線的直線叫岩層的傾斜線(圖7-12),傾斜線在水平面上的投影,叫傾向線,傾向線所指的方向,就是岩層的傾向。我們可以用傾向線與地理子午線之間的夾角來表示。岩層的傾向表示岩層在三維空間向下延伸的方位。它與岩層的走向是相互垂直的。而在岩層面上不與走向線直交的任一傾斜線均稱假(視)傾斜線,它們在水平面上的投影線稱假(視)傾向線,所指的方位為假(視)傾向。在一個層面上假(視)傾向有無數個。
3)傾角。岩層傾斜線與傾向線之間的夾角稱岩層真傾角,簡稱傾角。假(視)傾斜線與相應的假(視)傾向線之間的夾角稱假(視)傾角。在岩層面上任一點都可以引出許多條假(視)傾斜線,故岩層假(視)傾角就有無數多個,而這些假(視)傾角都小於同一層面上的真傾角。
(2)岩層產狀要素的測定與表示方法
岩層產狀要素通常在野外實地直接用地質羅盤在岩層層面上測量其真傾向、真傾角,在有些情況下,用地質羅盤不容易准確測量岩層產狀,可根據野外調查所得到的資料和數據進行間接測定。
岩層產狀要素可用文字和符號兩種方法表示。文字表示法多用於野外記錄、地質報告以及剖面素描圖中,多採用方位角表示。一般只測記傾向和傾角,如岩層傾向305°,傾角15°,記為305°∠15°。符號表示法用於地質平面圖上,常用的符號有:
經過構造運動後,岩層層面仍保持近水平狀態,即同一層面上的各點的海拔高程大致相同,這種現象稱為水平岩層。在實際的地質工作中,一般將傾角小於5°的岩層都視為水平岩層。
在岩層沒有發生倒轉的前提下,水平岩層具有下列特徵:
(1)老岩層在新岩層之下,顯示正常的沉積層序。
(2)水平岩層在地面上出露與分布形態受地形的控制。在平坦地區,水平岩層分布很廣,在山頂則成孤島狀出露;地形切割越深,岩層出露越多;在沖溝、河谷出露老岩層,而在谷坡上則見較新的岩層。
(3)水平岩層的厚度就是岩層頂面與底面的高差。
(4)水平岩層在地面出露的寬度,取決於岩層厚度和地形坡度。當岩層厚度相同時,地面坡度赿緩岩層出露寬度越大,反之地面坡度越陡出露寬度越小(圖7-13)。水平岩層的厚度,可以根據沿斜坡測得視厚度和地形坡度角計算。
圖7-13 水平岩層的層厚、出露寬度與地形的關系
(圖中點線代表地形等高線)
水平岩層的露頭線平行於地形等高線,露頭形態決定於地形。
4.傾斜岩層的出露特徵及厚度
受構造運動的影響,使岩層原始水平產狀發生變動,在一定范圍內向同一個方向傾斜、其傾角大致相等的岩層,稱為傾斜岩層或單斜岩層。傾斜岩層在野外是最常見的,它的出露情況較復雜,主要取決於岩層的厚度、產狀和地形特徵,而正確認識傾斜岩層的特徵,是分析、認識各種地質構造的基礎。
(1)大部分傾斜岩層,仍然是新岩層在上,老岩層在下,顯示正常的沉積層序。但是也有一部分傾斜岩層呈倒轉,顯示相反的新老關系,即新岩層在下,老岩層在上。
(2)一般來說,傾斜岩層的新老和地形的高低沒有關系。但是,傾角較小的傾斜岩層,老岩層出露與否則受到地形切割深度的影響。
(3)當傾斜岩層露頭線與地形等高線斜交,露頭形態取決於傾斜程度和岩層的傾斜方向與地形傾斜方向的關系。一般來說露頭線呈波狀彎曲。
(4)傾斜岩層的厚度和露頭寬度受地形坡度和岩層產狀的影響。當岩層厚度和傾角不變時,露頭寬度決定於地形坡度和坡向,坡度陡,露頭寬度就窄;坡度緩,露頭寬度就寬(圖7-14)。當地形坡向和岩層傾向相同時,岩層傾角與坡度角愈接近,則露頭寬度愈大(圖7-15)。當地形坡度和岩層厚度不變時,露頭寬度決定於岩層傾角。傾角愈緩,露頭寬度愈寬;反之,露頭寬度愈窄(圖7-16)。當地面坡度和岩層傾角不變時,露頭寬度決定於岩層厚度,厚度愈大露頭愈寬,厚度愈小露頭愈窄。
圖7-14 岩層厚度、傾角不變,露頭寬度決定於地面坡度
(據蘇文才等,1986)
5.直立岩層的出露特徵及厚度
當岩層傾角呈90°,則為直立岩層。它是傾斜岩層的特殊情況,是一種局部現象。直立岩層的特徵是:
圖7-15 岩層傾向與坡向相同,傾角與坡角愈接近,露頭寬度愈大
(據徐開禮等,1989)
圖7-16 坡度、厚度不變時,露頭寬度決定於岩層傾角
(據徐開禮等,1989)
(1)不能很好地顯示出上下關系,故不能按一般的層序律去判斷岩層的新老關系。
(2)直立岩層在地表露頭線就是一條直線,不受地形切割、等高線彎曲的影響。
(3)當地面水平時,直立岩層露頭寬度就是它的真厚度。當地面傾斜時,坡度愈陡,出露寬度就寬,反之,坡度愈緩,出露寬度就窄(圖7-17)。
圖7-17 出露寬度與地面坡度的關系
(三)地層的接觸關系
地層之間的接觸關系,反映了地殼運動的演化歷史。因此,地層的接觸關系是研究地殼運動和地質構造演化歷史的重要依據。由於地殼運動是很復雜的,因而反映在地層之間的接觸關系也有各種類型,但總的來說可歸為整合接觸和不整合接觸兩種基本類型。
1.地層接觸關系的類型
(1)整合接觸 當某個地區在地殼處於相對穩定持續下降的沉積環境中,沉積物則連續堆積,形成的一套在時代上連續的、在產狀上是平行一致的岩層,這種岩層之間的接觸關系稱為整合接觸。表現為上、下岩層層面平行,地層時代、化石演化連續,岩性穩定或做有規律遞變。表明岩層是在地殼緩慢而持續下降過程中形成的。
(2)不整合接觸 當某個區域在沉積了一套岩層以後,由於地殼運動上升出水面,沉積作用中斷,並受到一定程度的風化、剝蝕,然後再次下降接受沉積。這樣形成的一套岩層,在先後沉積的兩套地層之間缺失了一部分地層,造成上下地層時代不連續,也就是說在一定的地質時期發生過沉積間斷。這種上、下地層之間的接觸關系稱為不整合接觸。兩套地層之間存在一個沉積間斷面,稱為不整合面。
按照不整合面上、下兩套地層的產狀及所反映的地殼運動特徵,不整合一般分為兩大類,即平行不整合(假整合)和角度不整合(斜交不整合)。
1)平行不整合。指不整合面上下兩套地層產狀彼此平行,但不是連續沉積的地層,在兩套地層之間有地層的缺失(存在沉積間斷)。其形成過程可以表示為:地殼下降,接受沉積;地殼上升,遭受剝蝕(沉積間斷);地殼再次下降,接受新的沉積(圖7-18)。
2)角度不整合。指不整合面上下兩套地層之間既缺失部分地層,彼此的產狀又呈角度斜交,兩套地層的岩性、岩相及化石組合特徵均有顯著的突變。其形成過程可以表示為:地殼下降,接受沉積;岩層褶皺隆起、斷裂,遭受剝蝕(沉積間斷);地殼再次下降,接受新的沉積(圖7-18)。
圖7-18 平行不整合(a)和角度不整合(b)的形成過程示意圖
(據李叔達等,1983)
O-奧陶系;S-志留系;D-泥盆系;C-石炭系;箭頭代表地殼運動垂直或水平運動方向
2.不整合接觸關系的確定
不整合接觸是地殼構造運動的產物。而地殼構造運動必然引起地表岩層變形、區域變質作用和岩漿活動等地質作用,並造成自然地理環境的變化,從而影響到生物界的演化和沉積岩性的變化。因此許多與地殼運動有聯系的現象,都可作為確定不整合的直接或間接的標志。
(1)地層古生物方面的標志 如果上、下地層中的化石反映出生物演化不連續或突變,則說明由於地殼運動引起該區自然地理環境發生過巨大變化,有過沉積間斷。通過化石和區域地層對比,可以確定兩地層之間缺失了某些地層而又不是斷層造成的地層缺失。
(2)沉積方面的標志 如果上、下地層之間有一個較平整的或高低不平的剝蝕面,面上還可能保存有古風化殼、古土壤層、風化剝蝕痕跡或古代風化淋濾礦產(如高嶺土、褐鐵礦)等。上覆地層的底部常有下伏地層的岩石碎塊、砂礫等組成的底礫岩。這些都是確定不整合的良好標志。
圖7-19 陸谷地區地質圖
(據彭真萬等,2003)
O1-S3與D2-C1兩套地層的構造線方向截然不同,二者為角度不整合接觸關系
(3)構造方面的標志 上、下地層產狀不同、褶皺形式和強弱不同、斷裂構造發育不同等,都是角度不整合的標志。不整合以下的老地層受到的構造變形總是比上覆的新地層受到的構造變形要強烈而復雜些;若存在角度不整合,其上下兩套地層的產狀、所表現的構造形態、構造線方向都截然不同(圖7-19)。
(4)岩漿活動和變質作用方面的標志 在不整合面的上下兩套地層中,各自伴生著不同時期和不同特點的岩漿活動和變質作用。
以上各種標志,從不同方面說明不整合存在的一些特徵。但是,某些地質作用也可能造成與上述相似的現象,所以在野外調查時要仔細觀察、綜合分析各種標志,才能得到正確的結論。
3.不整合形成時代的確定
不整合的形成時代,只能定在不整合面下伏的最新地層形成以後、上覆的最老地層發育之前,因此,是一段相對確定的時間階段。平行不整合的形成時代較易確定,因為下伏地層被地殼上升運動平穩的抬升,廣大范圍內剝蝕程度大致相同,最上部的地層即是最新的地層。確定角度不整合的形成時代要困難一些,因為下伏地層在經過褶皺變形和不均勻的抬升以後,其最新的那套地層並非隨處可見,而往往僅在局部地區的不整合面的下部出現,所以需要根據大區域內的地層分析對比工作才能做出正確的判斷。
4.不整合在地質圖上的表現
平行不整合在平面圖上和剖面圖上的表現特徵相似。不整合界線與其上、下的地層界線都保持大致平行,但其上、下地層之間的年代不連續;此外,其上、下兩套地層均各以同一地層與對方接觸。首先。不整合界線兩側地層的產狀明顯不同,一側地層的地質界線與不整合界線平行,而另一側地層界限必然與之相交;其次,在角度不整合界線的兩側,較老地層一側有多層不同時代的地層與不整合界線相交,較新一側地層則為同一時代的地層(圖7-19)
此外,前面談到的不整合上、下兩套地層之間地層缺失的現象,在地質平面圖和地質剖面圖上都是顯而易見的。為了突出地層角度不整合,在地質圖上常用專門的符號來表示。一般在地質平面圖中,在不整合界線靠新地層的一側,加上點線表示不整合的存在;在地質剖面圖中,則用波浪線來表示。
5.研究地層接觸關系的意義
地層的不整合接觸是一個極其重要的地質現象,它是地殼構造運動產生的直接記錄,所以是研究地殼發展歷史的重要依據,特別是一些巨大的、廣泛的構造運動的區域性不整合,常常是地質歷史階段劃分的重要標志之一。同時它也是劃分、對比地層的一個重要的、清楚的分界面。通過研究不整合還可以幫助我們了解古地理、古環境的變遷。不整合面往往是構造上一個軟弱帶,也是一個重要的成礦帶,是尋找一些重要礦床的有利部位。
由此可見,不整合的觀察研究,在理論上和生產實踐上都有重大意義。
⑨ 一些地質學問題,看了你的很多解答,很可靠,快考試了,希望得到你的回答!
謝謝誇獎!
1、這個題很多書上都有啊,總結一下就行,自然地理學、普通地質學、工程地質學、地質災害等等上都有。勤快有好處。
2、這個題以前我回答過,可惜提問者刪除了那條問題。再說一遍真的有點那個。。。我就再說一下思路吧:可以從三個方面回答,一是岩石鑒定,即砂岩鑒定,對砂岩的岩性進行描述,包括粒度、礦物成分、結構構造等等,然後對砂岩初步定名(如長石石英砂岩,還是石英砂岩,還是細砂岩、砂礫岩等等)。二是地質構造分析,在周圍踏勘,看它與上下層接觸關系,測岩層產狀,確定這個砂岩層是否是褶皺構造的一部分,或者岩層內是否發育斷層。三是層序劃分,這屬於地層分析內容,看砂岩層可以分成幾個序列,據此初步對砂岩分層,確定沉積旋迴,甚至判斷沉積環境。本身這個問題問的是有問題(我認為),因為研究目的不明(研究砂岩層的目的如何),對象不清(砂岩是一層還是多層),上面我說的是一個大概的研究思路,供參考。
3、在地質時間上三者的共同點:在很大程度上時間相互吻合。不同點:有時時間界線不一致,相互穿越,具體來說生物地層單位會穿越年代地層單位,生物地層單位與岩性地層單位會互相穿越。岩性地層單位與年代地層單位相互不會穿越,它們是不同級別的地層單位,年代地層單位具有全球性,岩性地層單位是地方性的。
5、篇幅關系,我系統不了。簡單說一下思路:從作用方式方面來回答,一是外動力作用發生的重要介質,比如作為沉積介質參與沉積作用、作為化學反應介質參與化學作用中;二是外動力作用發生的重要動力,比如流水的搬運能力、攜帶泥沙的侵蝕能力,又如水的溶解能力、結晶能力和作為化學反應物的化學能力等等;三是水對其它外動力地質作用因素的重要作用,比如水是生物生命活動必不可少的物質,而生物作用是外動力地質作用的一種。又如水的形態與分布對大氣環流有重要影響,而風力作用是僅次於流水的第二大外動力地質作用。
你也可以據此增加一些內容,也可以以另一種思路組織回答,其實就是對專業知識充分了解的情況下進行歸納、總結而已
⑩ 產狀、分布及有關礦產
超基性岩的成因分為兩種,一種是岩漿成因的(超基性侵入體或者噴出岩),另一種是非岩漿成因的(如地幔包體、蛇綠岩套等),因此對應的具有兩種產狀。
岩漿成因的超基性岩常與基性岩一起,組成各種岩漿雜岩體,亦有呈單獨岩體出現的。它們一般構成規模不大的岩體,如岩株、岩盆、岩床、岩牆等。超基性岩常存在於岩盆或岩床的底部。超基性岩體常成群出露,一群岩體常有一致的延長方向,在一個狹長的地帶內斷續出露呈帶狀分布,構成陸殼上的超基性岩帶。每個岩體都呈長透鏡狀。
非岩漿成因的地幔岩是超基性岩石的一種主要類型,它主要是被各種幔源的噴出岩(如鹼性玄武岩、金伯利岩、超鉀質岩石等)攜帶到地表(圖2-8)。這類岩石對於研究地幔不同深度的結構和組成具有重要的科學意義。
圖2-8 玄武岩中的地幔橄欖岩包體
(a)氣孔玄武岩中的地幔尖晶石二輝橄欖岩包體,金屬棒長1cm,產地為澳大利亞(據Gill,2010);(b)福建牛頭山玄武岩中的地幔包體,筆長13cm(趙志丹攝)
非岩漿成因的超基性岩的另一種產狀是在蛇綠岩套中以地幔岩單元產出,參見本書第三章關於蛇綠岩套的介紹。我國蛇綠岩分布很廣,在主要的造山帶內都有出露,它代表了古大洋的殘留體,產出也標志著大陸塊體之間的縫合帶的位置。蛇綠岩對於揭示當時古大洋的性質、古地理和古大陸再造等具有重要的科學意義。
超基性岩形成的時代自前寒武紀至新近紀都有。與超基性岩有關的金屬礦產主要有鉻、鎳、鈷、鉑、稀土等;非金屬礦產有金剛石、石棉、滑石、菱鎂礦、磷灰石等。某些高鎂質的橄欖岩和蛇紋岩可做耐火材料及化肥原料等。超基性岩性脆,易變化,抗風化能力差,有透水性,不應作為水文工程設施對象。