地理学产状
① 关于地球岩层的地理小论文400字
岩层是指由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩石,而地层是指地质历史上某一时代形成的一套岩层称为那个时代的地层,包含时间概念。
类型
根据划分依据的不同,把组成地壳的岩层划分为不同类型的地层。国际上的趋向是把地层分为三大类型:
①以 岩性作为主要划分依据的岩石地层(岩性地层);
②以 化石作为划分依据的生物地层;
③以形成时间作为划分依据的时间地层或年代地层。
另外一种意见认为,年代地层也就是生物地层。因为在年代对比方法上虽然有许多种,但以 古生物的和同位素年龄测定的方法具有普遍意义。并指出,尽管同位素年龄值是 前寒武纪和寒武纪以后的深度变质地层时代对比的重要方法,但它在 显生宙地层的详细划分和对比方面,还不够完善。而古生物(生物地层)的方法,在 地质时期划分和地层的时代对比方面,具有全球的同时性。而且,迄今为止, 年代地层单位(界、系、统、阶)也象生物地层一样,都是以化石作为划分和对比依据的,因而年代地层也就是生物地层,进而主张把地层分为两大类型。
地质学家发现
地层好比是记录地球历史的一本书,地层中的岩石和化石就像这本书中的文字。
岩层主要有石灰岩,泥质灰岩,泥质 页岩,页岩,花岗岩等
岩层在空间产出的状态和方位的总称。除水平岩层成水平状态产出外,一切倾斜岩层的产状均以其走向、倾向和倾角表示,称为 岩层产状三要素。岩层面与水平面的交线或岩层面上的水平线即该岩层的走向线,其两端所指的方向为岩层的走向,可由两个相差180°的方位角来表示,如NE30°与SW210°。垂直走向线沿倾斜层面向下方所引直线为岩层倾斜线,倾斜线的水平投影线所指的层面倾斜方向就是岩层的倾向。走向与倾向相差90°。岩层的倾斜线与其水平投影线之间的夹角即岩层的(真)倾角。所以,岩层的倾角就是垂直岩层走向的剖面上层面(迹线)与水平面(迹线)之间的夹角。
岩层产状有两种表示方法:①方位角表示法。一般记录倾向和倾角 ,如205∠65,即倾向为南西205°,倾角65°,其走向则为NW65°或SE65°。②象限角表示法。一般测记走向、倾向和倾角,如N65°W/25°SW,即走向为北偏西65°,倾角为25°,向南西倾斜。
② 学习任务岩层产状、出露特征及厚度
一、岩层产状
岩层产状系指岩层面在三维空间的延伸方向,即地壳中岩层的产出状态。通常有水平、倾斜、直立、倒转、原始倾斜等几种产状。
(一)水平产状
水平产状系指岩层面与水平面近于平行的一种产状,具有这一特性的岩层称水平岩层。一般在沉积盆地中心部分或其他比较稳定的沉积条件下,岩层的原始状态是近水平的,如果这种岩层在成岩期及成岩期后受构造运动比较轻微,或只受到较均匀的升降运动,从而保持原始沉积时的水平(或近水平)状态,便形成水平岩层。
(二)倾斜产状
倾斜产状系指岩层层面与水平面之间有一定的交角,这种产状的岩层称倾斜岩层。它是水平岩层受地壳运动影响产生变化的结果。
(三)直立产状
直立产状系指岩层层面与地面(水平面)呈近90°交角,这种产状的岩层称直立岩层。直立岩层或倾斜很陡的岩层,大都发育在构造运动强烈的地区。
(四)倒转产状
强烈的构造运动还可以使直立状态的岩层发生翻倒,从而改变岩层的正常层序,在空间上形成老岩层在上面,新岩层在下面的状态,这种产状的岩层称为倒转岩层。倒转岩层的产状可以是倾斜的,也可以是水平的。如倒转褶皱的倒转翼和平卧褶皱的倒转翼就是呈倾斜和水平状态的倒转岩层。必须指出,通常所说的水平岩层和倾斜岩层,系指呈正常状态的岩层产状而言,不包括倒转后呈水平或倾斜状态的岩层。
(五)原始倾斜岩层
在研究岩层产状时要注意原始倾斜岩层。岩层的原始产状并不都是水平的,常有一定角度的倾斜,称原始倾斜岩层。原始倾斜岩层不是由水平岩层受构造变位产生的,而是在沉积过程中,受原始地形的影响形成的。在广阔而平坦的沉积盆地(如海洋、湖泊)中,一层层堆积起来的沉积岩,其原始产状大都是水平或近水平的。但在盆地边缘、岛屿或水下隆起的周围、河流入口或海沟处的地形都有一定起伏,其上堆积物的产状也随着出现倾斜,残积、坡积、冰川和风的堆积层、生物礁及周围的沉积岩层或火山锥、火山碎屑熔岩等产状,都可呈一定倾斜状态,这种倾斜是沉积时形成的,统称原始倾斜岩层。它的特点是分布面积较小,与古地貌直接有关。原始倾斜岩层对分析古地理和古构造及寻找近海地带的沉积矿产、潜山及生物礁油气藏等具有重要意义。
二、水平岩层
岩层层面保持水平或近水平状态,即同一层面上各点海拔都基本相同,这一状态的岩层称水平岩层。人们通常将倾角为5°~10°以下的岩层统称为水平岩层。
水平岩层在许多构造盆地中常有出露,如中国四川盆地中部侏罗-白垩系地层(图2-17),美国西部著名的亚利桑那州的科罗拉多大峡谷就可见层层叠叠的水平岩层(图2-18)。
图2-17 四川盆地水平岩层素描图
(据徐开礼等,1989)
图2-18 科罗拉多大峡谷水平岩层景象
(一)水平岩层露头形态及特征
所谓露头就是岩层天然或人工挖掘露出地表部分。实际工作中,常将出露岩层(主要是岩层界线的出露情况)勾绘在平面图上所呈现的形态,称为岩层的露头形态。水平岩层的露头形态比较简单。在正常情况下,时代较新的岩层总是叠置在时代较老的岩层之上。当地面平坦时,地表仅有最新岩层的出露,其他岩层均隐伏于地下(图2-19);当地面起伏时,水平岩层露头形态具有以下特征:
图2-19 切割轻微时,地面只出露最新岩层
(1)时代新的岩层叠置在较老岩层上(上新下老)。若地形切割轻微,较老地层就难于裸露。但像科罗拉多大峡谷那样,河谷深切,各种时代地层(寒武-白垩系)都在陡崖得以出露,而构成层层叠叠的壮观景象。新岩层在山顶,老岩层在谷底出露,这一结论在今天看来是那么简单,但在1828年英国工程师(石匠)威廉·史密斯(Williams Smith)在工作过程中发现这一规律却是十分难得的。这一规律被后人命名为地层沉积律。
(2)水平岩层的出露和分布状态完全受地形控制。岩层出露线(岩层面与地面的交线)在地形地质图上表现为与地形等高线平行或重合(图2-20),在河谷、冲沟中的岩层出露界线随着地形等高线的弯曲而弯曲,形成“V”字形,“V”字形的尖端指向上游;在山坡和山顶上,岩层的露头的分布呈孤岛状、不规则的同心状。
图2-20 水平岩层的出露分布特征
(据徐开礼等,1989)
(二)水平岩层厚度和露头宽度
(1)水平岩层厚度:岩层顶面至底面之间的标高差。
(2)水平岩层露头宽度:地面上岩层顶、底界线之间的水平距离(图2-21)。它随岩层的厚度和地面坡度的变化而变化。当坡度不变时,岩层厚度愈大露头愈宽,厚度越小露头越窄。当厚度相同时,坡度愈缓露头愈宽,坡度愈陡露头愈窄。陡崖处因岩层顶、底界线的水平投影重合为一条线,故露头宽度为零。
图2-21 水平岩层厚度和露头宽度图
三、倾斜岩层
具有倾斜产状的岩层称为倾斜岩层。它是野外最常见的地质现象。倾斜岩层可以是地壳不均匀抬升或下降引起的区域性倾斜,也可是某种地质构造的一部分,如褶皱构造的一翼,抑或断裂构造的一盘(图2-22)。如果一地区的岩层都以同一倾角同一方向倾斜,则称为单斜构造。
图2-22 倾斜岩层的露头实景
(一)倾斜岩层产状要素
岩层产状是以岩层面在三度空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。岩层面产状要素包括岩层面的走向、倾向和倾角。值得指出的是,野外任何面状构造或地质体的界面,都用产状要素确定其空间状态。
(1)走向:岩层面与水平面相交的线称走向线,走向线两端所指的方向即为岩层走向(图2-23之AOB)。岩层的走向有两个方位角,二者相差180°。
(2)倾向:在层面上与走向线垂直并沿倾斜面向下所引的直线称倾斜线,倾斜线在水平面上的投影线并指向层面向下倾斜的那个方向为岩层的真倾向,简称倾向(图2-23之OD)。在岩层面上凡是与走向线不直交的任一直线均为视倾斜线,其在水平面上的投影线所指的倾斜方向称为视倾向或假倾向。
(3)倾角:岩层倾斜线与水平面间的夹角为岩层的倾角,又称真倾角(图2-23之α)。真倾角只有唯一一个。视倾斜线与水平面间的夹角称视倾角或假倾角。假倾角有无数个,真倾角永远大于视倾角。
图2-23 岩层产状要素
AOB—走向线;OD—倾斜线;OD′—倾斜线的水平投影;箭头方向为倾向;α—倾角
真、假(视)倾角的关系如图2-24所示。其数学表达式如下:
tanβ=tanα·cosω
图2-24 真倾角与视倾角的关系
α—真倾角;β、β′—视倾角;
ω—真倾向与视倾向之间的夹角
上述关系式表明,当ω=0°时,cosω=1,则tanβ=tanα,β=α,即垂直岩层走向剖面上出现的岩层倾角为真倾角;当ω≠0°时,cosω<1,则tanβ<tanα,β<α,即斜交岩层走向剖面上出现的岩层倾角为岩层视倾角,它一定小于真倾角;当ω=90°时,cosω=0,则β=0°,即平行岩层走向的剖面上出现的岩层视倾角等于0°(这一点在野外“走马观花”一般观察时或遇陡壁时,对“水平岩层”要审时度势)。
(二)产状要素测定和表示方法
1.产状要素测定
测量产状要素是地质调查中的一项基础工作。只有掌握岩(矿)层在各个地段的产状变化,才可能正确认识区内的地质构造特征。测定岩层产状要素,可以在野外直接测量,也可利用其他间接方式测定。
(1)直接测量:用地质罗盘直接在岩层层面上测量其倾向、倾角,测量时要注意选择有代表性又便于施测的层面。值得指出的是,在坑道内常见岩层下层面,这时测量其倾向,罗盘的长臂指向与岩层倾向相反,读数要读指针绑了铜丝端方向的数据。
(2)间接测定:在不能直接用地质罗盘测量产状的地方,如大比例地形图上可间接测量(间接测量产状的方法详见附篇)。
2.产状要素的表示方法
(1)方位角表示法:这种方法多用于野外记录、地质报告以及剖面素描中,将方位角分为360°,以正北方为0°(360°),通常只记倾向和倾角,如岩层倾向215°,倾角30°,记为215°∠30°。
(2)象限表示法:这种方法在论文撰写时常用,以北和南的方向作为0°,一般测记走向、倾角和倾向。如N35°E/40°SE,即走向北偏东35°,倾角40°,倾向南东。值得指出的是,地质工作者习惯将南北方向作为定位标准,这与地理工作者的习惯是不同的,如方位角300°或45°,地质工作者称为北西方向或北东方向,而地理工作者称为西北方向或东北方向。
(3)符号表示法:如图2-25所示。
图2-25 不同产状的标示符号
A—水平岩层产状,表示倾角接近0°;B—倾斜岩层产状,长线示走向,短线示倾向,数字为倾角;
C—直立岩层产状,长线示走向,箭头指向新岩层一侧;D—倒转岩层产状,长线段表示岩层走向,箭头所指为倒转后倾向,数字为倾角
上述符号要按测量的产状数据,认真标绘在地质图上相应的位置,不能视为一般记号随意标记。
在野外测量岩层产状,通常是测量其倾向、倾角。在野外测剖面,如果剖面线与走向线斜交时,切记:剖面图上只能画视倾角(标示的产状是真倾向、真倾角)。其换算方式除公式计算外,也可查表或用极射赤平投影法以及GeoTools.exe(地信网)求得。查表法最简便,野外记录簿内附有“倾角换算表”,该表是根据上述关系式编制而成。如在野外用罗盘测得岩层倾角为60°,并已知岩层走向与剖面间夹角为70°,在换算表中查得与之对应的视倾角为57°。
(三)倾斜岩层露头界线形态
岩层的露头形态取决于地形、岩层产状以及两者的相互关系。水平岩层的露头界线在地质平面图上,表现为与地形等高线平行或重合(图2-20,图2-26之Ⅰ);直立岩层露头界线在地质图上是沿走向呈直线延伸,不随地形等高线弯曲而弯曲(图2-26之Ⅱ);倾斜岩层露头界线分布形态则较复杂(图2-26之Ⅲ)。当地面平坦时,产状稳定的倾斜岩层其界线呈直线延伸,岩层露头呈直线条带状分布,其延伸方向即岩层走向。当其横过沟谷或山脊时,均呈“V”字形形态。当岩层产状、地面坡向及坡度不同时,“V”字形形态也有不同的变化规律,人们将这种规律称为“V”字形法则。现分述如下:
图2-26 水平岩层(Ⅰ)、直立岩层(Ⅱ)、倾斜岩层(Ⅲ)的露头形态(A)及平面图(B)上的表现
(1)岩层倾向与地面坡向相反时,岩层界线与地形等高线的弯曲方向相同,在沟谷处,岩层界线的“V”字形尖端指向上游(图2-27),但岩层界线弯曲程度比等高线的弯曲程度小;简称“相反-相同”。
图2-27 倾斜岩层露头形态之一
(2)岩层倾向与坡向相同,且岩层倾角大于地面坡度角时,岩层界线与地形等高线弯曲方向相反,在沟谷处,岩层界线的“V”字形尖端指向下游(图2-28);简称“相同-相反”。
图2-28 倾斜岩层露头形态之二
(3)岩层倾向与坡向相同,但岩层倾角小于地面坡度角时,岩层界线与地形等高线弯曲方向相同,在沟谷处,岩层界线的“V”字形尖端指向上游(图2-29),但岩层界线弯曲程度比等高线的弯曲程度大;简称“相同-相同”。
图2-29 倾斜岩层露头形态之三
“V”字形法则具有较大的实际意义,可以指导我们观测地质构造或填绘、分析地质图。
在应用时,需注意两点。其一,在大、中比例尺地质图上,“V”字形法则表现明显,有很大的实用意义,但在小比例尺图上,由于地形起伏对地质界线的影响不明显,其“V”字形法则的实用意义不大。其二,当地质体界面走向与山脊、沟谷延伸方向呈大角度相交时,“V”字形法则表现明显。如果地质体界面走向与山脊、沟谷方向近于平行时,则表现不明显,并为一直线(图2-30)。
上述规律常运用于各类倾斜界面(如地层分界线、不整合界线、断层线及矿层等界线)的连接和制图中。而在对岩相分界线、侵入接触界线、变化的矿脉界线的连接和褶皱的制图时,由于这些地质界面常常变化较大,就绝不能硬套上述规律,而是根据实际情况参照航片、遥感图像等,在野外实地勾绘。
图2-30 倾斜岩层顺沟谷的露头形态
(四)倾斜岩层露头宽度
倾斜岩层的露头宽度与岩层厚度、地面坡度和岩层产状有关。
(1)当地面平坦且岩层倾角不变时,露头宽度取决于岩层厚度,厚者宽,薄者窄(图2-31A)。
(2)当地面平坦和岩层厚度不变时,露头宽度取决于岩层倾角的变化。一般岩层倾角越小,岩层露头宽度越宽。岩层倾角越大,岩层露头宽度越窄;当岩层直立时,露头宽度等于岩层厚度(图2-31B)。
(3)当地面坡度和岩层厚度不变时,岩层倾向与坡向相同,且倾角小于坡角时,倾角越小,露头宽度越宽;倾角越大,露头宽度越窄。当坡向与倾向相反且坡向与倾向垂直时,露头宽度最小。
图2-31 岩层露头宽度与厚度、倾角的关系
(4)当岩层倾向与坡向相反时,一般是地面坡度缓,岩层露头就宽,坡度陡,露头就窄(图2-32A、B);岩层出露在陡崖峭壁上,则岩层顶、底面的界线在平面上的投影重合成一条线,造成在平面上岩层“尖灭”的假象(图2-32C)。
图2-32 露头宽度与坡度的关系
(5)当岩层面与倾斜地面近垂直时,这时露头宽度小于岩层厚度(图2-33A);当岩层厚度不变时,若岩层面与地面间的夹角(指相交锐夹角)由小变大,则露头宽度由宽变窄(图2-33)。
图2-33 露头宽度与岩层倾角和地面坡度之间的关系
值得说明的是,在野外影响岩层露头宽度的上述各种因素是变化的且相互约束,在实际工作中要根据具体情况来分析。
(五)倾斜岩层的厚度
岩(矿)层厚度数据是计算矿产储量、分析沉积环境、推断地质发展历史的基本参数之一。
1.真厚度、铅直厚度和假(视)厚度
(1)真厚度(h):岩层顶面到底面的垂直距离(即顶、底面间的法线距离),简称厚度(图2-34)。
(2)铅直厚度(H):岩层顶面到底面的铅直距离。同一岩层在不同方向上的铅直剖面出现的铅直厚度都相等(图2-34)。
(3)假(视)厚度(h′):指在不垂直岩层走向的剖面上,岩层顶、底界线之间的垂直距离(图2-35)。产状稳定且顶、底面相平行的岩层,其真厚度、铅直厚度都只有一个,而假(视)厚度有无数个(即随剖面方向不同而变化)。
图2-34 真厚度、铅直厚度和视厚度
图2-35 测算倾斜岩层厚度立体图
2.三种厚度的关系与计算
(1)真厚度与铅直厚度的关系可在图2-34中垂直岩层走向剖面上求得:
h=H·cosα
(2)假(视)厚度与铅直厚度得关系可在图2-34中不垂直岩层走向剖面上求得:
h′=H·cosβ
(3)真厚度与视厚度关系:
h=h′·cosα/cosβ
由于β总是小于α,故h<h′,即真厚度总是小于视厚度。
岩层厚度可在野外直接测得,但因受条件限制,也常采用地质剖面法测得有关数据后再计算出岩层的厚度。通过野外的实测剖面,可以取得的数据有:导线上岩层顶、底界线间的斜长(L),导线上地面的坡度角(β),岩层倾角(α),岩层倾向与剖面方向间夹角(ω)或岩层走向与剖面间夹角(γ)等。将这些数据代入下列公式计算岩层得真厚度(h)和铅直厚度(H):
h=L(sinα·sinβ·sinγ±cosα·sinβ)
H=L(tanα·cosβ·sinγ±sinβ)
式中的“±”号视情况而定,当地面坡向与岩层倾向相反时用“+”号;当坡向与岩层倾向相同时用“-”号。计算中出现负值时,取其绝对值。
在地质图上直接用做图法或利用赤平投影方法来求,其方法详见附篇和附录。
四、直立岩层出露特征及厚度
(一)直立岩层出露形态
层面呈直立产状的岩层称为直立岩层。当岩层走向稳定不变时,其露头形态在平面图上呈直线延伸。
(二)直立岩层露头宽度及厚度
因直立岩层露头形态不受地形影响,其露头宽度等于岩层厚度。因此,厚度愈大,露头愈宽;厚度愈小,露头愈窄(图2-36)。
图2-36 直立岩层的露头形态
直立岩层的厚度,在野外用卷尺测量其顶、底界线间的水平距离即得;亦可在地质图上量取顶、底界线间的垂直距离,按比例尺换算出实际长度求得。
③ 地质体基本产状
地质体是泛指任何成因的天然岩石体,包括沉积成因的层状岩石和喷出成因的层状火山岩,以及侵位成因的岩浆岩体。地质体的规模可大可小,形态多种多样,结构更是复杂多变。
虽然地壳中地质体的成因、规模、形态、结构差别极大,但从几何学的观点看,各种地质体的构造都可归纳为面状构造和线状构造。面状构造有层理、节理、断层等,以及一些只有几何意义的结构面,如褶皱的轴面等。线状构造包括所有呈线状习性的构造和各种平面间的交线,如褶皱枢纽、轴迹和线理等。为了确定和表示面状构造及线状构造的空间状态,建立了产状要素的概念。
产状要素是用来规定面状构造或线状构造在三维空间的产出状态的,用其与水平参考面和地理方位间的关系来表示。
( 一) 面状构造的产状要素
平面的产状是以其在空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示。
1. 走向
倾斜平面与水平面的交线叫走向线 ( 图 2 - 18 中之 AOB) ,走向线两端延伸的方向( 地理方位) 即为该平面的走向 ( strike) 。一走向线两端的方位相差 180°,通常以其 NE或 NW 端的方位来表示。任何一个平面都有无数条相互平行的、不同高度的走向线。
2. 倾向
倾斜平面上与走向线相垂直的斜线叫倾斜线 ( 图 2 - 18 中之 OD) ,倾斜线在水平面上的投影所指的平面倾斜的方位即倾向 ( direction of dip) ( 图 2 -18 中之 OD') 。
图 2 -18 倾斜岩层产状要素
图 2 -19 视倾角、真倾角的关系
3. 倾角
倾角 ( dip angle) 是指平面上的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角 ( 图 2 -18及图 2 -19 中之 α) ,即为在垂直该平面走向的横剖面上量度的该平面与水平面间的二面角。
当观察剖面与岩层走向斜交时,岩层与该剖面的交迹线,叫视倾斜线 ( 图 2 - 19 中之 HD、HC) ,视倾斜线与其在水平面上投影线间的夹角 ( 图 2 - 19 中之 β、β') 称为视倾角 ( apparent dip angle) ,也叫假倾角。视倾角的值小于倾角的值。
倾角与视倾角的关系如图 2 -19 所示,可用数学式表示为: tanβ = tanα·cosω。当视倾向越偏离倾向时,视倾角越小; 当视倾向平行走向时,视倾角等于零。我们可用赤平投影、查表或列线图等简便的方法求出已知面状构造在任一方向剖面上的视倾角。
面状构造三要素的文字表示方法,目前还不统一,但由于地质罗盘的方位标记有的用象限角表示,有的用 360°的圆周角表示,所以,文字表示方法最基本的也有两种:
◎ 象限角表示法: 用走向∠倾角、倾向象限表示。方位分别用四个象限来表示,如要表示走向北东 60°、倾向 150°、倾角 40° ( 图 2 -20a) ,则写成 N60°E∠SE40°,即走向为北偏东 60°,倾角为 40°,向南东倾斜。N30°W∠SW25°表示走向北偏西 30°,倾角为25°,向南西倾斜。
图 2 -20 产状三要素的两种表示方法示意图
◎ 方位角表示法: 用倾向方位角∠倾角表示。如 330°∠35° ( 也可写 NW30°∠35°) ,表示倾向是 ( 从正磁北顺时针测量的方位角) 330°,倾角为 35° ( 图 2 - 20b) ; 又如15°∠40°表示倾向方位为 15° ( 北东 15°) ,倾角 40°。这种表示法只记倾向和倾角,使用较简便,野外常用方位角法。
在地质图上常用特定的符号来表示岩层面的产状。常用的产状符号及其代表意义如下:
构造地质学
长线为走向 ( 线) ,短线示倾向,数字表示倾角,长、短线要按实际方位标绘在图上;构造地质学
水平岩层 ( 倾角为 0° ~5°) ;构造地质学
直立岩层,箭头指向新岩层,长线表示走向;构造地质学
倒转岩层,箭头指向倒转后的倾向,即指向老岩层,数字为倾角,长线表示走向。量测或求算面状产状的方法较多,但是大体上可分为直接量测和间接求算两种情况:①直接量测是在野外出露的岩层层面或断层面上直接用罗盘测量产状数据,这是常用而简便的方法。②在很多情况下,由于种种原因我们不能在野外直接测量岩层面产状,而要根据有关资料间接求得。产状要素的间接求法又可分为作图法和计算法两种。
( 二) 线状构造的产状要素
直线的产状是指直线在空间的方位和倾斜程度。直线的产状要素包括倾伏向和倾伏角或用其所在平面的侧伏角和侧伏向来表示。
1. 倾伏向 ( 指向)
倾伏向 ( direction of plunge) 是指某一直线在空间的延伸方向,即某一倾斜直线在水平面上的投影线所指示的该直线向下倾斜的方位,用方位角或象限角表示 ( 图 2 -21a 中之 NE40°) 。
图 2 -21 线状构造的倾伏和侧伏
图 2 -22 四川苍溪观音寨中侏罗统水平岩层( 据李承三)
2. 倾伏角
倾伏角 ( plunge angle) 是指直线的倾斜角,即直线与其水平投影线间所夹之锐角( 图 2 - 22a 中之 γ) 。
3. 侧伏角和侧伏向
当线状构造包含在某一倾斜平面内时,此线与该平面走向线间所夹的锐角即为此线在那个面上的侧伏角 ( pitch) ( 图 2 -21b 中之 θ) 。侧 伏 方 向 或 侧 伏 向 ( direction ofpitch) 就是构成上述锐夹角的走向线的那一端的大致方向,如图 2 -21b 中的 40°NE,即表示侧伏角为 40°及构成 40°夹角的走向线一端的大致走向朝北东,即侧伏向北东。
④ 用罗盘测定线状和面状构造的产状要素
地质构造可分为线状和面状构造两种基本类型。例如褶皱的枢纽和轴迹、岩层面及节理面和断层面的走向,以及擦痕线、流线等均为线状构造。岩层层面、褶皱轴面、节理面、断层面、流面等均为面状构造。无论是线状还是面状构造,它们在空间的位置都可以用其几何要素加以表示。如表示线状构造的侧伏向和倾伏向、侧伏角和倾伏角,表示面状构造的走向、倾向、倾角等,测量这些要素归纳起来就是方向测定和角度测定问题。现仅就用罗盘量测线、角问题加以介绍。
1. 线状构造的量测
水平线状构造 包括岩层面走向,褶皱轴面、节理面、断层面、劈理面的走向,水平褶皱枢纽以及断层水平擦痕等。它们的共同点是既位于某一构造面之中,又位于水平面之中。在利用罗盘测定这种水平线状构造时,只需准确认定所测构造面 ( 如岩层层面) ,将罗盘的长边棱线与所测构造线贴紧并使水平泡居中,读出磁针所指的读数,即为走向的一个方向 ( 图 1-8) 。由于走向有两个方向,磁针的另一端读数为走向的另一个方向,两者相差 180°。这里必须说明的是,两个走向读数所指的方向如何和实际方向对应起来,对于初学者来说一定要从道理上搞懂。当把罗盘上的南北与地理南北一致起来 ( 磁偏角忽略不计或罗盘经过校正) ,这时磁北针指北、磁南针指南,如果把罗盘调换 180°,这时磁南针对准罗盘刻度环上的北,磁北针对准罗盘刻度环上的南。这一现象说明,罗盘刻度环上北所指的地理方向和磁北针的读数一致 ( 图 1-9) 。因此可得出结论: 罗盘刻度环上“北”所指方向为磁北针的读数,罗盘刻度环上 “南”所指方向为磁南针的读数,且这一结论适用于用罗盘量测任意方向。在有些教材或文献中强调磁北针的读数为走向,没有说明是走向的哪个方向,给初学者带来许多不便和概念上的混乱,值得注意。
倾斜线状构造 包括岩层的倾斜线、倾伏褶皱枢纽线、断层倾斜擦痕线等。它们的特点是线状构造在空间是倾斜的,为一条由高到低的射线。这表示倾斜线状构造的一个要素是它的倾斜方向,即倾向或倾伏向。不论是岩层的倾向还是枢纽或擦痕的倾伏向,它们都是各倾斜线状构造在水平面上的投影线。因此它们只有一个方向,即由高到低的方向。用罗盘测量它们的倾向或倾伏向时,首先应认定该线状构造由高到低的方向,将罗盘的长边与其平行,然后沿包含该线的铅垂面抬起罗盘低的一端至水泡居中时,再观察罗盘抬起端刻度环的基础方向是北还是南。如果是北,读磁北针所指读数; 如果是南,则读磁南针所指读数 ( 图 1-8) 。不管是哪种情况的读数,它们的结果都是一样的,即为所测线状构造的倾向或倾伏向。
图 1-6 根据一个已知目标确定相对位置
图 1-7 根据两个已知目标确定相对位置
图 1-8 罗盘测量产状方法示意图
图 1-9 罗盘确定方向读数的原理
2.面状构造的量测
根据几何学可知,两条相交的直线可确定一个平面。因此任何面状构造都可用它们的走向线和倾斜线加以表示(测量方法前已述及),但它们的空间位置并未完全固定。如果其平面和水平面的夹角已定,则其平面的空间位置被确定,因此还必须测定它们的倾角。不论是倾角或是倾伏角,其测量方法相同。首先将罗盘长边竖直放在倾斜线上,转动倾斜仪,使倾斜仪上长水泡居中时所指示的角度值即为倾角或倾伏角(图1-8)。
对于面状构造的倾角,如岩层倾角、节理面倾角、轴面倾角等等,一般均要求测定它的真倾角(真倾角最大)。所以在量测时,最好沿构造面上的一点适当旋转罗盘,取其角度最大的,或在测量面上用砂土、小碎石或滴水的方法,沿砂、水下流方向测得的倾角往往是真倾角。
各种产状要素测定之后,要及时记录在野外记录簿上。由于倾向和走向相差90°,为节省时间,也可只测或只记倾向和倾角,其记录格式为:105°∠25°。
3.用罗盘测定线状和面状构造的产状要素时应该注意的问题
用罗盘测量线状或面状构造时,应注意以下几个问题:
◎测点附近应避免附近有铁制器件,如地质锤、铁镐、铁铲等,矿井下应避开金属支架、铁轨、电缆等,避免影响磁针指向而发生误差。
◎不论是测定方向或是测定角度,应在水泡居中、磁针稳定后再读数,且读数应及时记录或填绘在图上。
◎要准确识别所测的是线状构造或是面状构造。当构造面有覆盖物时,应进行清理后再进行量测;当构造面不平整时,可以用纸板、记录本等平整物放在所测面上,然后在平整物上量测。一般倾斜岩层应选择向上的层面,如有与上层面平行且暴露良好的向下层面也可以测量,但需注意罗盘的读数。
◎对于节理面、劈理面、流面等,由于比较闭合又没有充分暴露出来,沿裂面可插入硬纸片,然后在硬纸片的外延部分量测。
◎为准确测量各种要素,可以反复多测几次或多人进行量测,取其多数者或取其平均数作为实测结果。
⑤ 岩层的产状
岩层在空间产出的状态,称为岩层的产状。
沉积岩层通常在广阔平坦的沉积盆地中形成,其原始产状大部分都是水平或近于水平的。但在沉积盆地边缘和沉积盆地内相对隆起的周围边坡等局部地带,岩层也会出现一定程度的倾斜,即形成所谓的原始倾斜。
呈原始产状的岩层,受地壳运动影响会发生变形、变位。变动后的岩层,其产状多是倾斜的,有些也可以是直立的,甚至发生倒转,而且可以在一定范围内形成褶皱、断裂等构造。只有变动不明显的岩层仍保持其水平产状。
(一)岩层产状要素
岩层的产状是用产状要素来表示的,包括走向、倾向和倾角。
(1)走向 岩层面与水平面相交的线称为走向线,走向线两端所指方向即为走向,用走向线与地理子午线之间的夹角来表示(图2-9),岩层的走向都有两个方位角值。在实测记录时,为了简便,一般只测量、记录靠北一端的方位数值。岩层的走向表示岩层空间的水平延伸方位。
(2)倾向 在岩层面上垂直岩层走向线沿倾斜面向下所引的直线称倾斜线(图2-9)。它在水平面上的投影称真倾向线,简称倾向线。倾向线所指岩层倾斜一端的方位即为岩层的真倾向,简称倾向。倾向能说明岩层向地下延伸的方位。一个测点只有一个倾向,倾向数值加上或减去90°即为走向值。在岩层面上,凡不与走向线直交的任一倾斜线均称假(视)倾向线,它在水平面上的投影称假(视)倾向线,所指的方位为假(视)倾向。在一个测点上假(视)倾向有无数个。
(3)倾角 岩层倾斜线与倾向线之间的夹角称岩层真倾角,简称倾角。假(视)倾斜线与相应的假(视)倾向线之间的夹角称假(视)倾角。在一个测点上,岩层真倾角只有唯一的一个,出现在与岩层走向相直交的剖面上;假(视)倾角有无数个,都出现在与岩层走向斜交的剖面上。因此,在绘制方向与岩层走向不相直交的剖面时,该剖面上的岩层倾角需按假(视)倾角数值绘制。
图2-9 岩层产状要素
AOB—走向线;OD—倾斜线;OD′—倾向线;箭头方向为倾向;α—倾角
图2-10 真倾角与视倾角的关系
α—真倾角;β、β′—视倾角;ω—真倾向与视倾向之间的夹角
真、假(视)倾角的关系如图2-10所示。其间的换算关系可用下式表示:
tanβ=tanαcosω
上述关系式表明,当ω=0°时,则 cosω=1,tanβ=tanα,β=α,即垂直岩层走向的剖面上出现的岩层的倾角为真倾角;当ω≠0°时,cosω<1,,则tanβ<tanα,β<α,即斜交岩层走向的剖面上出现的岩层视倾角总是小于真倾角;当ω=90°时,cosω=0,则β=0,即平行岩层走向的剖面上出现的岩层视倾角等于0°。
在野外用地质罗盘测量岩层产状,通常只测得倾向、倾角。若所作剖面图与走向线不垂直,则需换算成视倾角,换算的方法除以公式计算外,也可用查表法和用极射赤平投影法(见附篇一)等求出。
(二)岩层产状要素的测定和表示方法
1.岩层产状要素的测定
测量岩层的产状要素,是地质调查中的一项基础工作。只有掌握岩(矿)层在各个地段的产状要素,才能正确认识区内的地质构造特征。测定岩层产状要素,可以在野外直接测定,也可利用其他方式间接测定。
(1)直接测定 用地质罗盘直接在岩层层面上测量其倾向、倾角,测量时要注意选择有代表性又便于实测的层面。
(2)间接测量 在不能直接用地质罗盘测量产状的地方,可根据钻孔资料、地形地质图上的表现特征以及野外的视倾斜值采用作图法或赤平投影法进行间接测量(间接测量产状的方法详见实习教材及附录)。
2.产状要素的表示方式
(1)文字表示法 这种方法多用于野外记录、地质报告以及剖面素描中,一般采用方位角表示,将方位角分为360°,以正北方为0°(360°),通常只记倾向和倾角。如岩层倾向205°,倾角25°,记为205°∠25°;也可以用象限表示法,如岩层的走向为NE30°或SW30°,倾向为SE60°,则可记为SE60°∠30°。
(2)符号表示法 在野外观察点上测得的岩层产状,必须用规定的符号标绘在地质图的相应位置上,如下所示。
构造地质学
(a)水平岩层的产状符号是个“+”字,表示倾角接近0°;(b)倾斜岩层产状的符号,长线表示走向,短线表示倾向,数字为倾角值;(c)直立岩层的产状符号,长线表示岩层走向,箭头指向新岩层一方;(d)倒转岩层的产状,长线段表示岩层走向,箭头所指为倒转后倾向,数字为岩层倾角值。
上述符号要按测量的产状数据认真标绘在图面上的相应位置上,不能视为一般的记号随意标记。
⑥ 地理里讲的“地质构造类型”有哪些
我的解释简单明确,相信对你有帮助。
地质构造主要分为两大类,四小类:版
一是褶皱,包括权背斜和向斜两种形态;其中岩层向上拱起的是背斜,向下弯曲的是向斜。
二是断层,包括地垒(断层上升岩层)和地堑(断层下降岩层)两种。
⑦ 构造地质学已知两平面的产状,求两平面的夹角怎么算
地质学两张壮的油画是夹角的话是非常不好算的,它是指的地理范畴之内,它是在一定的地理范围内开始就是啊算力的夹角。
⑧ 岩层的成层构造及其产状
岩层和岩体是构成地壳地质构造的物质基础,而岩层和岩体的产状,即它们空间的分布和产出的状态,是研究地壳构造形态的基础,也是构造地质学研究的基本内容之一。在地壳表层,沉积岩是分布最广的岩石类型,外貌上最突出的特点就是具有层状构造,因而成层构造是沉积岩的典型构造,在许多变质岩和部分岩浆岩中(如火山岩和一些重力分异比较明显的深成岩)也可见到这类构造。研究岩层产状是地质工作中的基础工作之一。
(一)岩层的成层构造
1.层理及其识别
层理是沉积岩中最普遍的一种原生构造。是在垂直于沉积物表面的方向上,由于沉积物的成分、颜色、粒度等变化显现出来的成层现象,叫做层理。它是层状岩石中最重要的原生构造,认识层理,是研究岩石变形的基础。可根据以下几方面来识别层理:
(1)岩石成分的变化 由于岩石组分不同而在垂直岩层层面的变化,出现成层,显示出层理。在一些成分较单一的巨厚层岩石中,某些成分特殊而有变化的夹层也是识别层理的良好标志。
(2)岩石结构的变化 岩石中不同的粒度或不同的颗粒总是分层堆积,从而显示出层理。如在砾石或砂岩中能看到大小不同的碎屑分层堆积。
(3)岩石颜色的变化 岩石中一层或数层颜色稍有不同的条带或夹层,可作为确定层理的标志。这些条带和夹层必须是岩石的原生颜色,次生风化颜色不能作为层理识别依据。
(4)岩层的原生层面构造 如波痕、泥裂、雨痕、印模等的分布特征和一些生物化石分布、埋藏状态,可以帮助识别层理。
2.岩层层序的确定
确定岩层层序(地层的新老关系)是野外观察研究地质构造的一个重要前提。因为岩层形成后,会受到后期构造运动的改造,原来的水平岩层或近水平的岩层,会变成倾斜状态、直立状态,甚至倒转(岩层上层面在下方、下层面在上方的情况)。因此,不弄清岩层层序,就会对观察研究地质构造带来困难,对工作造成损失。当然,确定地层时代和层序,主要还是根据古生物化石,但对一些化石稀少的岩层(哑地层),如火山岩或变质岩就需依据岩层中的一些原生构造或次生构造特征来确定岩层的顶、底面,从而判别岩层产状是正常还是倒转。关于次生构造确定层序,在后面有关章节论述,这里只介绍如何根据岩层中的一些原生构造来确定岩层层序。
(1)对称波痕 能指示顶、底面的主要是对称波痕,对称波痕具有尖锐的波峰(脊)和圆孤的波谷,尖锐向上的波峰为正常层序,向下为倒转层序。不对称的波痕不具指导意义。
(2)泥裂 是沉积物还未固结时露出水面,因表面失水收缩和裂开形成的裂缝。常见于泥岩中,粉砂岩和碳酸盐岩中也有。泥裂在层面上多呈多边形网络状,有时呈放射状或不规则分叉状。断面上呈“V”字形裂缝,常为上覆沉积物所充填。泥裂尖端指向岩层底面,所以尖端指向下方为正常层序,反之为倒转层序。
(3)雨痕和冰雹印痕 当雨滴或冰雹落在露出水面尚未固结的泥质或粉砂质沉积物面上形成的圆形或椭圆形凹坑。而印痕为上覆沉积物所充填的凹坑,故上覆岩层底面形成圆形或椭圆形的瘤状突起的印模。因此,凹坑印痕总是出现在岩层顶面,而瘤状印模则出现在岩层的底面。以此可以判别岩层的层序。
(4)斜层理 某些呈收敛型的斜交层理和交错层理呈弯曲状的细层,通常其上端与平直层理成大角度相交,其下端变缓与平直层理趋于平行或相切,即弯曲的细层与平直层理成大角度相交的一边是顶面,趋于平行或相切的是底面(图7-11)。
图7-11 冲刷面及斜层理
(据刘宝珺,1980)
(5)冲刷面 固结或半固结的沉积层,出露水面或在水下经水流冲刷发生冲刷破碎,造成凸凹不平的冲刷面,接着在不平整的冲刷面上再堆积时,往往就形成含有下伏岩层的岩块。根据这种现象,可以判别岩层层序(图7-11)。
(6)韵律层理 也叫韵律层或粒级层,是岩石的粒度和物质成分按一定顺序作有规律的递变交替出现。如一个岩层中每一层(一个粒度层)都是由下而上粒度逐渐由粗变细,而两个相邻粒级层之间,在粒度上有较大差别。根据韵律层的这种特征,可以帮助判别岩层层序。
(二)岩层产状、出露特征及厚度
1.岩层的产状
岩层的产状是指地质体(岩层、岩体、矿体等)在地壳中的空间分布位置和产出状态。
绝大部分的沉积岩都是在沉积盆地(海洋、湖泊)中形成的,其原始产状通常是水平或近于水平的。但在岸边、岛屿和一些水下隆起附近,受局部地形的影响,部分沉积岩的原始状态出现缓倾斜的现象。在陆地上的沉积物中,如残积、坡积、冰川沉积及风成沉积等形成的沉积物也表现出一定的原始倾斜状态。
岩层由于受地壳运动(主要是水平运动)的影响,改变了原始水平状态,产生倾斜,就形成倾斜岩层;有的岩层发生弯曲,形成褶曲岩层;有的岩层甚至发生倒转,或者发生破裂错断,形成了各种各样的地质构造。
地壳中的岩层产状是多种多样的,但把它们归纳后有三种基本产状:水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。
2.岩层产状要素及其测定
(1)岩层产状要素
岩层的产状是以岩层层面在三维空间的延伸方向及其与水平面的夹角关系来确定的,常用岩层的走向、倾向、倾角三个变量来度量,我们把它们称为岩层产状三要素。
1)走向。岩层面与水平面的交线叫该岩层的走向线,走向线的方向叫走向。走向线的两端各指向一方,任何岩层都有两个走向,我们可以用走向线与地理子午线之间的夹角(方位角)来表示(图7-12)。岩层的走向表示岩层在三维空间的水平延伸方位。
图7-12 岩层产状要素
(据彭真万等,2003)
ABCD-岩层层面;EFGH-水平面
2)倾向。在层面上垂直岩层走向线的直线叫岩层的倾斜线(图7-12),倾斜线在水平面上的投影,叫倾向线,倾向线所指的方向,就是岩层的倾向。我们可以用倾向线与地理子午线之间的夹角来表示。岩层的倾向表示岩层在三维空间向下延伸的方位。它与岩层的走向是相互垂直的。而在岩层面上不与走向线直交的任一倾斜线均称假(视)倾斜线,它们在水平面上的投影线称假(视)倾向线,所指的方位为假(视)倾向。在一个层面上假(视)倾向有无数个。
3)倾角。岩层倾斜线与倾向线之间的夹角称岩层真倾角,简称倾角。假(视)倾斜线与相应的假(视)倾向线之间的夹角称假(视)倾角。在岩层面上任一点都可以引出许多条假(视)倾斜线,故岩层假(视)倾角就有无数多个,而这些假(视)倾角都小于同一层面上的真倾角。
(2)岩层产状要素的测定与表示方法
岩层产状要素通常在野外实地直接用地质罗盘在岩层层面上测量其真倾向、真倾角,在有些情况下,用地质罗盘不容易准确测量岩层产状,可根据野外调查所得到的资料和数据进行间接测定。
岩层产状要素可用文字和符号两种方法表示。文字表示法多用于野外记录、地质报告以及剖面素描图中,多采用方位角表示。一般只测记倾向和倾角,如岩层倾向305°,倾角15°,记为305°∠15°。符号表示法用于地质平面图上,常用的符号有:
经过构造运动后,岩层层面仍保持近水平状态,即同一层面上的各点的海拔高程大致相同,这种现象称为水平岩层。在实际的地质工作中,一般将倾角小于5°的岩层都视为水平岩层。
在岩层没有发生倒转的前提下,水平岩层具有下列特征:
(1)老岩层在新岩层之下,显示正常的沉积层序。
(2)水平岩层在地面上出露与分布形态受地形的控制。在平坦地区,水平岩层分布很广,在山顶则成孤岛状出露;地形切割越深,岩层出露越多;在冲沟、河谷出露老岩层,而在谷坡上则见较新的岩层。
(3)水平岩层的厚度就是岩层顶面与底面的高差。
(4)水平岩层在地面出露的宽度,取决于岩层厚度和地形坡度。当岩层厚度相同时,地面坡度赿缓岩层出露宽度越大,反之地面坡度越陡出露宽度越小(图7-13)。水平岩层的厚度,可以根据沿斜坡测得视厚度和地形坡度角计算。
图7-13 水平岩层的层厚、出露宽度与地形的关系
(图中点线代表地形等高线)
水平岩层的露头线平行于地形等高线,露头形态决定于地形。
4.倾斜岩层的出露特征及厚度
受构造运动的影响,使岩层原始水平产状发生变动,在一定范围内向同一个方向倾斜、其倾角大致相等的岩层,称为倾斜岩层或单斜岩层。倾斜岩层在野外是最常见的,它的出露情况较复杂,主要取决于岩层的厚度、产状和地形特征,而正确认识倾斜岩层的特征,是分析、认识各种地质构造的基础。
(1)大部分倾斜岩层,仍然是新岩层在上,老岩层在下,显示正常的沉积层序。但是也有一部分倾斜岩层呈倒转,显示相反的新老关系,即新岩层在下,老岩层在上。
(2)一般来说,倾斜岩层的新老和地形的高低没有关系。但是,倾角较小的倾斜岩层,老岩层出露与否则受到地形切割深度的影响。
(3)当倾斜岩层露头线与地形等高线斜交,露头形态取决于倾斜程度和岩层的倾斜方向与地形倾斜方向的关系。一般来说露头线呈波状弯曲。
(4)倾斜岩层的厚度和露头宽度受地形坡度和岩层产状的影响。当岩层厚度和倾角不变时,露头宽度决定于地形坡度和坡向,坡度陡,露头宽度就窄;坡度缓,露头宽度就宽(图7-14)。当地形坡向和岩层倾向相同时,岩层倾角与坡度角愈接近,则露头宽度愈大(图7-15)。当地形坡度和岩层厚度不变时,露头宽度决定于岩层倾角。倾角愈缓,露头宽度愈宽;反之,露头宽度愈窄(图7-16)。当地面坡度和岩层倾角不变时,露头宽度决定于岩层厚度,厚度愈大露头愈宽,厚度愈小露头愈窄。
图7-14 岩层厚度、倾角不变,露头宽度决定于地面坡度
(据苏文才等,1986)
5.直立岩层的出露特征及厚度
当岩层倾角呈90°,则为直立岩层。它是倾斜岩层的特殊情况,是一种局部现象。直立岩层的特征是:
图7-15 岩层倾向与坡向相同,倾角与坡角愈接近,露头宽度愈大
(据徐开礼等,1989)
图7-16 坡度、厚度不变时,露头宽度决定于岩层倾角
(据徐开礼等,1989)
(1)不能很好地显示出上下关系,故不能按一般的层序律去判断岩层的新老关系。
(2)直立岩层在地表露头线就是一条直线,不受地形切割、等高线弯曲的影响。
(3)当地面水平时,直立岩层露头宽度就是它的真厚度。当地面倾斜时,坡度愈陡,出露宽度就宽,反之,坡度愈缓,出露宽度就窄(图7-17)。
图7-17 出露宽度与地面坡度的关系
(三)地层的接触关系
地层之间的接触关系,反映了地壳运动的演化历史。因此,地层的接触关系是研究地壳运动和地质构造演化历史的重要依据。由于地壳运动是很复杂的,因而反映在地层之间的接触关系也有各种类型,但总的来说可归为整合接触和不整合接触两种基本类型。
1.地层接触关系的类型
(1)整合接触 当某个地区在地壳处于相对稳定持续下降的沉积环境中,沉积物则连续堆积,形成的一套在时代上连续的、在产状上是平行一致的岩层,这种岩层之间的接触关系称为整合接触。表现为上、下岩层层面平行,地层时代、化石演化连续,岩性稳定或做有规律递变。表明岩层是在地壳缓慢而持续下降过程中形成的。
(2)不整合接触 当某个区域在沉积了一套岩层以后,由于地壳运动上升出水面,沉积作用中断,并受到一定程度的风化、剥蚀,然后再次下降接受沉积。这样形成的一套岩层,在先后沉积的两套地层之间缺失了一部分地层,造成上下地层时代不连续,也就是说在一定的地质时期发生过沉积间断。这种上、下地层之间的接触关系称为不整合接触。两套地层之间存在一个沉积间断面,称为不整合面。
按照不整合面上、下两套地层的产状及所反映的地壳运动特征,不整合一般分为两大类,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。指不整合面上下两套地层产状彼此平行,但不是连续沉积的地层,在两套地层之间有地层的缺失(存在沉积间断)。其形成过程可以表示为:地壳下降,接受沉积;地壳上升,遭受剥蚀(沉积间断);地壳再次下降,接受新的沉积(图7-18)。
2)角度不整合。指不整合面上下两套地层之间既缺失部分地层,彼此的产状又呈角度斜交,两套地层的岩性、岩相及化石组合特征均有显著的突变。其形成过程可以表示为:地壳下降,接受沉积;岩层褶皱隆起、断裂,遭受剥蚀(沉积间断);地壳再次下降,接受新的沉积(图7-18)。
图7-18 平行不整合(a)和角度不整合(b)的形成过程示意图
(据李叔达等,1983)
O-奥陶系;S-志留系;D-泥盆系;C-石炭系;箭头代表地壳运动垂直或水平运动方向
2.不整合接触关系的确定
不整合接触是地壳构造运动的产物。而地壳构造运动必然引起地表岩层变形、区域变质作用和岩浆活动等地质作用,并造成自然地理环境的变化,从而影响到生物界的演化和沉积岩性的变化。因此许多与地壳运动有联系的现象,都可作为确定不整合的直接或间接的标志。
(1)地层古生物方面的标志 如果上、下地层中的化石反映出生物演化不连续或突变,则说明由于地壳运动引起该区自然地理环境发生过巨大变化,有过沉积间断。通过化石和区域地层对比,可以确定两地层之间缺失了某些地层而又不是断层造成的地层缺失。
(2)沉积方面的标志 如果上、下地层之间有一个较平整的或高低不平的剥蚀面,面上还可能保存有古风化壳、古土壤层、风化剥蚀痕迹或古代风化淋滤矿产(如高岭土、褐铁矿)等。上覆地层的底部常有下伏地层的岩石碎块、砂砾等组成的底砾岩。这些都是确定不整合的良好标志。
图7-19 陆谷地区地质图
(据彭真万等,2003)
O1-S3与D2-C1两套地层的构造线方向截然不同,二者为角度不整合接触关系
(3)构造方面的标志 上、下地层产状不同、褶皱形式和强弱不同、断裂构造发育不同等,都是角度不整合的标志。不整合以下的老地层受到的构造变形总是比上覆的新地层受到的构造变形要强烈而复杂些;若存在角度不整合,其上下两套地层的产状、所表现的构造形态、构造线方向都截然不同(图7-19)。
(4)岩浆活动和变质作用方面的标志 在不整合面的上下两套地层中,各自伴生着不同时期和不同特点的岩浆活动和变质作用。
以上各种标志,从不同方面说明不整合存在的一些特征。但是,某些地质作用也可能造成与上述相似的现象,所以在野外调查时要仔细观察、综合分析各种标志,才能得到正确的结论。
3.不整合形成时代的确定
不整合的形成时代,只能定在不整合面下伏的最新地层形成以后、上覆的最老地层发育之前,因此,是一段相对确定的时间阶段。平行不整合的形成时代较易确定,因为下伏地层被地壳上升运动平稳的抬升,广大范围内剥蚀程度大致相同,最上部的地层即是最新的地层。确定角度不整合的形成时代要困难一些,因为下伏地层在经过褶皱变形和不均匀的抬升以后,其最新的那套地层并非随处可见,而往往仅在局部地区的不整合面的下部出现,所以需要根据大区域内的地层分析对比工作才能做出正确的判断。
4.不整合在地质图上的表现
平行不整合在平面图上和剖面图上的表现特征相似。不整合界线与其上、下的地层界线都保持大致平行,但其上、下地层之间的年代不连续;此外,其上、下两套地层均各以同一地层与对方接触。首先。不整合界线两侧地层的产状明显不同,一侧地层的地质界线与不整合界线平行,而另一侧地层界限必然与之相交;其次,在角度不整合界线的两侧,较老地层一侧有多层不同时代的地层与不整合界线相交,较新一侧地层则为同一时代的地层(图7-19)
此外,前面谈到的不整合上、下两套地层之间地层缺失的现象,在地质平面图和地质剖面图上都是显而易见的。为了突出地层角度不整合,在地质图上常用专门的符号来表示。一般在地质平面图中,在不整合界线靠新地层的一侧,加上点线表示不整合的存在;在地质剖面图中,则用波浪线来表示。
5.研究地层接触关系的意义
地层的不整合接触是一个极其重要的地质现象,它是地壳构造运动产生的直接记录,所以是研究地壳发展历史的重要依据,特别是一些巨大的、广泛的构造运动的区域性不整合,常常是地质历史阶段划分的重要标志之一。同时它也是划分、对比地层的一个重要的、清楚的分界面。通过研究不整合还可以帮助我们了解古地理、古环境的变迁。不整合面往往是构造上一个软弱带,也是一个重要的成矿带,是寻找一些重要矿床的有利部位。
由此可见,不整合的观察研究,在理论上和生产实践上都有重大意义。
⑨ 一些地质学问题,看了你的很多解答,很可靠,快考试了,希望得到你的回答!
谢谢夸奖!
1、这个题很多书上都有啊,总结一下就行,自然地理学、普通地质学、工程地质学、地质灾害等等上都有。勤快有好处。
2、这个题以前我回答过,可惜提问者删除了那条问题。再说一遍真的有点那个。。。我就再说一下思路吧:可以从三个方面回答,一是岩石鉴定,即砂岩鉴定,对砂岩的岩性进行描述,包括粒度、矿物成分、结构构造等等,然后对砂岩初步定名(如长石石英砂岩,还是石英砂岩,还是细砂岩、砂砾岩等等)。二是地质构造分析,在周围踏勘,看它与上下层接触关系,测岩层产状,确定这个砂岩层是否是褶皱构造的一部分,或者岩层内是否发育断层。三是层序划分,这属于地层分析内容,看砂岩层可以分成几个序列,据此初步对砂岩分层,确定沉积旋回,甚至判断沉积环境。本身这个问题问的是有问题(我认为),因为研究目的不明(研究砂岩层的目的如何),对象不清(砂岩是一层还是多层),上面我说的是一个大概的研究思路,供参考。
3、在地质时间上三者的共同点:在很大程度上时间相互吻合。不同点:有时时间界线不一致,相互穿越,具体来说生物地层单位会穿越年代地层单位,生物地层单位与岩性地层单位会互相穿越。岩性地层单位与年代地层单位相互不会穿越,它们是不同级别的地层单位,年代地层单位具有全球性,岩性地层单位是地方性的。
5、篇幅关系,我系统不了。简单说一下思路:从作用方式方面来回答,一是外动力作用发生的重要介质,比如作为沉积介质参与沉积作用、作为化学反应介质参与化学作用中;二是外动力作用发生的重要动力,比如流水的搬运能力、携带泥沙的侵蚀能力,又如水的溶解能力、结晶能力和作为化学反应物的化学能力等等;三是水对其它外动力地质作用因素的重要作用,比如水是生物生命活动必不可少的物质,而生物作用是外动力地质作用的一种。又如水的形态与分布对大气环流有重要影响,而风力作用是仅次于流水的第二大外动力地质作用。
你也可以据此增加一些内容,也可以以另一种思路组织回答,其实就是对专业知识充分了解的情况下进行归纳、总结而已
⑩ 产状、分布及有关矿产
超基性岩的成因分为两种,一种是岩浆成因的(超基性侵入体或者喷出岩),另一种是非岩浆成因的(如地幔包体、蛇绿岩套等),因此对应的具有两种产状。
岩浆成因的超基性岩常与基性岩一起,组成各种岩浆杂岩体,亦有呈单独岩体出现的。它们一般构成规模不大的岩体,如岩株、岩盆、岩床、岩墙等。超基性岩常存在于岩盆或岩床的底部。超基性岩体常成群出露,一群岩体常有一致的延长方向,在一个狭长的地带内断续出露呈带状分布,构成陆壳上的超基性岩带。每个岩体都呈长透镜状。
非岩浆成因的地幔岩是超基性岩石的一种主要类型,它主要是被各种幔源的喷出岩(如碱性玄武岩、金伯利岩、超钾质岩石等)携带到地表(图2-8)。这类岩石对于研究地幔不同深度的结构和组成具有重要的科学意义。
图2-8 玄武岩中的地幔橄榄岩包体
(a)气孔玄武岩中的地幔尖晶石二辉橄榄岩包体,金属棒长1cm,产地为澳大利亚(据Gill,2010);(b)福建牛头山玄武岩中的地幔包体,笔长13cm(赵志丹摄)
非岩浆成因的超基性岩的另一种产状是在蛇绿岩套中以地幔岩单元产出,参见本书第三章关于蛇绿岩套的介绍。我国蛇绿岩分布很广,在主要的造山带内都有出露,它代表了古大洋的残留体,产出也标志着大陆块体之间的缝合带的位置。蛇绿岩对于揭示当时古大洋的性质、古地理和古大陆再造等具有重要的科学意义。
超基性岩形成的时代自前寒武纪至新近纪都有。与超基性岩有关的金属矿产主要有铬、镍、钴、铂、稀土等;非金属矿产有金刚石、石棉、滑石、菱镁矿、磷灰石等。某些高镁质的橄榄岩和蛇纹岩可做耐火材料及化肥原料等。超基性岩性脆,易变化,抗风化能力差,有透水性,不应作为水文工程设施对象。