《构造地质学》期末复习资料

层理 — 由物质成分、颗粒大小、颜色、结构构造等的差异而表现出来。在垂直方向上明显的反映，也即成层物质的原生界面。

层理成因：

      1、风层层理        2、水成层理   3、冰川层理      4、火山层理

  层理形态：

    1、水平层理    2、波状层理 3、交错层理斜层理

层理的识别

1、片状矿物的分布方向（即层理方向）；

2、厚层状岩石中的微细层理；

3、洪积层中的砂层或扁平状砾石的分布   （雨花台砾石层）；

4、透镜状夹层的延伸方向；

5、沉积夹层（如C和P之间梁山段页岩夹层）；

6、缝合线（厚层灰岩、砂岩中）；

7、岩层中结核延长方向（如栖霞组中燧石结核，老虎洞组燧石结核）；

岩层产状要素

走向—构造面与水平面的交线的方向；

倾向—构造面与垂直走向直立面的交线，由高向低于水平面；

倾角—构造面与水平面之夹角

倾伏角—构造线与其水平投影线之间的夹角；

倾伏向—水平投影线指向下倾的方向

侧伏角—构造线下倾一端与构造面走向的锐夹角；

侧伏向—构成此锐夹角的走向线一端的方向；

构造线的侧伏—在构造面上测量

判别岩层顶、底的标志

1、序粒层理（粒级层理、递变层理）

    单一岩层中，从底到顶颗粒粒度由粗变细，而且期间无明显界线，但在两个序粒层理之间，其粒度或成分均有明显变化，据此可以判别岩层顶、底；序粒层理在浊流沉积中发育得最好。

粒序（递变）层理：沉积岩中常由沉积碎屑粒度变化形成粒序层理。特点是在一个单层中，从底面到顶面粒度由粗到细，如由底部的砾石或粗砂向上递变为细砂、粉砂以至泥质，递变层理的顶面与其上一层的底面常为突变界面。

2、斜层理—（交错层理） ：风及流水等动力介质沉积环境形成的，由一组或多组与主层面斜交的细层组成的原生构造。底切、顶截。

3、波痕—为岩层顶面构造之一  波痕要素：  波痕指数=波长/波高

4、印模  单层顶面由各种外动力作用形成凹凸不平状，上复岩层之底面和这一顶面接触压实后生成恰恰相反的凹凸不平，即印模，或印痕，荷重痕。

5、同生变形：    沉积物在沉积同时或紧接其后发生的变形，常发生在沉积盆地边缘或斜坡上，变形量往往较小，但有时却能帮助我们判断沉积环境和岩层上、下关系，底部变形量小，顶部变形量大。     

6、干裂  为表层构造的一种，乃沉积物在尚未完全固结时脱水在干燥的大气中曝晒而形成的干裂，其断面形态如楔形，又被上覆碎屑物充填其中。

接触关系，系指同一地区相邻近 的不同时代岩层的接触形式。

不整合接触：上下岩层沉积作用不连续，地层和生物演化有间断；

角度不整合: 地壳非平缓上升，而是伴有较强烈的褶皱、断裂变动或岩浆活动，使已沉积的地层发生掀斜、褶皱或断裂，并隆起遭受剥蚀造成间断，而后又下沉接受新的沉积。 

角度不整合的特征： 

    a.上、下岩层产状不一致；

    b.上、下岩层构造变形强弱不一致，下强 上弱；

    c.有沉积间断，地层缺失；

    d.上岩层底部有下岩层的砾石；

    e.有古剥蚀面，常有古风化壳；

  f.上复岩层面与不整合面平行，下复岩层的构造面（如断层面、层面等）被不整合面切割

不整合接触的地质意义及其研究

1、意义 

          a、是鉴定地壳运动的重要依据，又是划分构造层的分界面。构造层是在一定地史阶段内受地壳运动的作用（包括沉积建造、构造变动、岩浆活动、变质作用等）而形成的综合地质体。

b、是划分岩石地层单位的依据之一

c、其空间分布变化情况，可以表明地壳运动的不均衡性

d、是研究古地理环境的重要依据

e、常常是风化矿床，Fe、Mn、P、Al等外生矿床的产出地带

2、研究中应注意的问题 

     a、确定不整合面，识别底砾岩与火山角砾岩、断层角砾岩、同生角砾岩和膏溶砾岩的区别。

     b、注意不整合在空间上的变化继承与上迭问题.

不整合时代的确定： 

      上限：不整合面以上地层中最老的地层形成之前；

      下限：不整合面以下地层中最新的地层形成之后；

一次地壳运动必会导致一个不整合，但一个不整合不一定只反映一次地壳运动。

第二章

褶皱：具有层状构造的地质体，由于受到力的作用而产生的弯曲变形。

背形—褶皱岩层向上弯曲，形成凸状

向形—褶皱岩层向下弯曲，形成凹状

1.背斜—褶皱岩层向上弯曲，核心部位地层较老，而两侧岩层依次较新，并对称重复出现

2.向斜—褶皱岩层向下弯曲，核心部位地层较新，而两侧岩层依次较老，并对称重复出现

核部—褶皱岩层中中心部位。常指出露地表的褶皱中心部分

翼部—核部两侧岩层部位（曲率半径大于平均圆弧部分）

转折端—褶皱两翼岩层互相过渡的弯曲部分（曲率半径小于平均圆弧部分），岩层弯曲度最大的部分。

褶轴—褶皱面上以自身移动的轨迹和褶皱面形态完全吻合的直线。它无固定位置，亦不限于哪一条，凡与此平行的均为褶轴。

枢纽—同一层面上各个不同横截面上最大弯曲点的连线。它可以是曲线，也可以是直线，可以水平，也可以倾斜。

轴面（枢纽面）—连接褶皱各层的枢纽而构造的面。它可以是平面，也可以是曲面。在对称褶皱中，当轴面为平面时，轴面是两翼夹角的平分面。不对称褶皱中否

轴迹—轴面与任一平面的交线，常指与地面、与横截面的交线。

脊线—背斜横剖面中同一层面上弯曲的最高点为脊，不同横剖面上脊的连线为脊线

槽线—向斜横剖面中同一层面上弯曲的最低点为槽，不同横剖面上槽的连线为槽线

脊面—连接各褶皱面脊线的面

槽面—连接各褶皱面槽线的面

按褶皱产状可分七种：

Ⅰ、直立水平褶皱—轴面近于直立（倾角80°-90°），枢纽近水平（倾伏角0°-10°）

Ⅱ、直立倾伏褶皱—轴面近于直立（倾角80°-90°），枢纽倾斜（倾伏角10°-80°）

Ⅲ、倾竖褶皱—轴面近于直立（倾角80°-90°），枢纽近直立（倾伏角80°-90°）

Ⅳ、斜歪水平褶皱—轴面倾斜（倾角10°-80°），枢纽近水平（倾伏角0°-10°） 

Ⅴ、平卧褶皱—轴面近水平（倾角0°-10°），枢纽近水平（倾伏角0°-10°）

Ⅵ、斜歪倾伏褶皱—轴面倾斜（倾角10°-80°），枢纽倾伏（倾伏角10°-80°）

    （两者倾向和倾斜程度均不相同）

Ⅶ、斜卧褶皱—轴面倾斜（倾角10°-80°），枢纽倾伏（倾伏角10°-80°）（且两者倾向基本一致，倾角大致相等，枢纽在轴面上的侧伏角为80 °—90 ° ）

等倾斜线呈扇形，并向内弧方向收敛。根据收敛程度不同分三型

ⅠA型：强烈收敛，自转折端至翼部，等倾斜线长度逐渐增加，即顶薄褶皱

ⅠB型：中等程度收敛，大体与褶皱面垂直，等倾斜线长度大致相等，由于各层褶皱弯曲只有一个曲率中心，故称同心褶皱（平行褶皱、等厚褶皱）

Ⅱ类：   各等倾斜线均与轴面平行且等长，褶皱各层曲率相同（相似褶皱）

Ⅲ类：

      等倾斜线向外弧收敛呈倒扇形，为顶厚褶皱；

隔档式褶皱和隔槽式褶皱：

这种褶皱由一系列平行的褶皱组成，如其中背斜紧闭，向斜开阔，称为隔档式褶皱或称梳状褶皱。反之为隔槽式褶皱。

同沉积背斜（同生背斜）：两侧厚度一致是未动，不一致是在动；沉积物轴部粗、翼部细

第三章

断裂：岩石受力作用后发生脆性破裂

节理：破裂面两侧岩层没有发生位移或没有明显位移的

断层：破裂面两侧岩层有明显位移的

节理的力学分类：

张节理：张应力形成的节理

1、产状不稳定，延伸不远； 

2、节理面粗糙不平，若在砾岩中则绕砾而过；

3、有时迁就两组剪节理而发育成锯齿状追踪；

4、节理面无擦痕，节理与节理间距较大；

节理壁距也较大，常呈楔形；

其终端部分常呈树枝状或杏仁状循环；

剪节理：剪应力形成的节理

1、发育较密集（密集程度与岩性等均有关，强硬岩层较弱软岩层的节理间距大）； 

2、节理面光滑平直，延伸较远，在其延伸方向上常切过砾石和胶结物；

3、当有微量位移时，节理面上有擦痕

4、常呈羽状排列。羽列有两种—左行和右行；

5、剪切作用常发育两组共轭剪节理；

6、剪节理两壁一般距离较小；

7、剪节理的终端变化；折尾、菱形结环、节理叉 

根据断层两盘相对运动分：

1、正断层—上盘相对下盘向下滑动。

      2、逆断层—上盘相对下盘向上滑动，通常将断面倾角<45°的称逆掩断层。

      3、平移断层—断层两盘沿断面走向相对移动。

叠瓦状构造—一系列平行排列的逆断层组合，其下部往往收敛成一主干大断层，各断层上盘岩块依次逆冲，在剖面上似瓦片状叠伏。叠瓦状构造中各逆断层发育时间有先后，后发育的逆断层总是沿着构造运动方向。若掩覆于先发育的逆断层的下盘，则称之为前列式或背驮式；若掩覆于先发育的逆断层的上盘，则称之为后列式或叠掩式。前列式叠瓦状构造—后发育的逆断层掩覆于先发育的逆断层的下盘；后列式叠瓦状构造—后发育的逆断层掩覆于先发育的逆断层的上盘； 

双重构造—叠瓦构造的顶板和底板均存在着更大冲断层的一种逆断层构造组合形式。

断层的识别：

    地貌标志：   1、断层崖

                 2、断层三角面

                 3、山脊错断

                 4、横节山岭走向的平原与山岭的接触带

5、串珠状湖泊洼地

                 6、泉水的带状分布

                 7、水系急剧转向，河谷被切

构造标志： 

1、构造线和地质体不连续

2、地层的重复或缺失 

3、地层产状突然改变；

4、擦痕和阶步、反阶步；      

5、牵引构造—断层滑动时其附近岩层受阻产生拖曳而发生弯曲，弯曲突出方向示本盘相对动向

6、反牵引构造—这类正断层倾角向下变缓，若此时岩层塑性小，则生成反向断层

7、构造透镜体—断层带中发育的呈一定方向排列、规模不等的透镜状岩块；

8、断层岩

        断裂带中因断层动力作用被搓碎，研磨而形成的岩石，有时有重结晶现象，具明显定向性。

地球物理标志

断层活动时代的确定: 断层形成于切割的所有地层中最新地层之后；若上覆有新地层，则在其之前形成;若无上覆地层，则据岩体穿插等关系，结合同位素年龄测定来确定时代。

区域性断裂特点：

1、常以一条以上主干断裂和若干次级断裂组成，具一定宽度，形成断裂带；

2、深断裂活动改变地下深部的温压状态，促使岩浆活动。酸性、中酸性岩浆活动带，断裂切割较浅；基性、超基性岩浆活动带切割较深； 

3、深断裂带是地球物理异常带；

4、深断裂带是现代火山和地震带，从受其控制的地震之源的深度和分布上，可推断断裂的深度和产状（如太平洋西岸—日本海—东北）

5、深断裂两侧岩相和厚度不同。近年来，随着对深大断裂的研究的深入，发现很多深大断裂在地表部分表现倾角较陡，而向深部则趋平缓，形成层圈式折离滑动，总体呈上陡下缓的犁式。

裂谷特征：由一系列正断层为主的地堑、半地堑组成的复杂的地堑系，通常位于区域性隆起的轴部

生长断层（同沉积断层）主要发育于盆地边缘，盆地不断沉降，且同时接受沉积；

特征：

1、规模较大之正断层；

2、下降盘地层厚度大于上升盘，两者之比为生长指数；

3、上盘常呈反牵引构造；

4、发育历史较长；

推覆构造：倾角平缓，规模较大，推覆距离较远的复杂逆掩断层。老地层推覆于新地层之上；

        构造窗—与周围岩石均为断层接触，中心为原地岩块；

        飞来峰—与周围岩石均为断层接触，中心为外来岩块；

滑脱构造（拆离构造，层圈构造）：底部有一近水平滑脱面，滑脱面上部岩层受力变形，与下面脱离。滑脱面以下地层则未变形，造成上、下岩层截然脱节现象。褶皱各层弯曲有一个共同的曲率中心，故称同心褶皱或平行褶皱、等厚褶皱；

特点：1、褶皱层弯曲相互平行；

2、内弧曲率大于外弧；

3、同一岩层在褶皱各部位厚度相同； 

第四章：

三轴应力为：σ1、σ2、σ3 

最大主应力（σ1）   最小主应力（σ3）   中间应力（σ2）

应力圆性质： 

 1、应力圆代表物体内一点的应力状态，通过该点的任一斜截面上的应力分量σα和    由应力圆上的一个对应点代表。

   2、两个相互垂直的截面上的应力分量对应于应力圆直径的两个端点。 

  两个互相垂直的截面上，正应力之和不变，等于主应力值，与截面方向无关。

任意两个垂直的截面上，剪应力值大小相等，符号相反，称为剪应力互等定律，故剪应力是成对出现的。最大剪应力即圆之半径（σ1 /2）

双轴应力:

    1、上述证明和图解可知，物体或岩石在双轴应力状态下，过其内一点与σ1、σ2平面垂直的任意截面上的正应力和剪应力值与两个相互垂直的主应力的大小和性质有关，也与这个截面和主平面的交角有关。

2、从上图可知，A点正应力最大（σ1），B点正应力最小（σ2），两点均无剪应力。其它各点所代表的截面上既有正应力，又有剪应力

3、平分两个主应力方向的两个截面上剪应力值最大（α=45°时等于（σ1 –σ2 ）/2）。

4、当σ1=σ2但符号不同时（一压一张），在与σ1方向呈±45°的截面上，剪应力τ=±σ1，正应力σ=0，其应力圆是圆心为坐标原点，半径为σ1的圆，称为纯剪应力状态。

第五章

应力集中及其意义: 岩体，岩层内断裂的端点、拐点、交汇点等都是应力易集中的地方。

岩石变形的阶段: 固体物质的变形一般可分四个阶段，即弹性变形阶段、流动变形阶段、强化变形阶段和破坏变形阶段。

剪裂角=两组剪面的夹角。

内摩擦力—物体在剪破裂时所需克服的剪面上的正应力。不同岩石内摩擦角不同： 脆性岩石—内摩擦角大；韧性岩石—内摩擦角小。

内摩擦角+剪裂角=90

第六章：

孔隙压力：即岩石孔隙内液体的压力。

      孔隙压力对断层和某些沉积岩层构造的形成起着重要作用。孔隙压力增大，会使岩石屈服，强度降低，易于变形。孔隙压力也可促进岩石破裂。

蠕变—应力不增加，随时间的增加变形持续的现象，是不可恢复的永久应变；

松驰—应变保持不变，随时间的增长应力减小的现象。

蠕变和松弛，对于温度的反映都比较明显：温度越高，蠕变越快，松弛作用也越快。

第七章

共轭节理系：同一时期，同一应力作用下形成两组剪节理，其动向协调（相反）。

第八章

安德森提出的正、逆、平移断层的三种应力状态。

假设某岩层的内摩擦角为30°，应力在垂直和水平方向上均无变化，那么：

      若σ1直立， σ2和σ3水平，产生正断层，断层倾角60°， σ2与断层走向一致； 

      若σ3 直立，σ1 和σ2水平，产生逆断层，断层倾角30°， σ2与断层走向一致， ； 

      若σ2 直立， σ1和σ3水平，产生与σ1呈30°交角平移断层， σ2与断层走向垂直。

      所有断层面均包含或平行于σ2 。

      认为，断裂面为一剪面，σ1为两剪面的锐角平分线方向，σ3为两剪裂面钝角平分线方向。

正断层形成的构造背景：1、背斜造成局部拉伸

                      2、海沟外隆所产生局部拉伸

                      3、区域性水平拉伸；

               a、侧向水平拉伸形成盆地，盆地边缘即有了正断层形成之条件（生长断层）；

               b、板块分离边界—裂谷发育过程中正断层形成；

                      4、穹窿伴生之正断层

                      5、区域性差异升降运动形成的正断层；

6、重力滑动之正断层，在浅海或坡未固结沉积物中常有（水下滑坡）

派生构造—由平移剪切面派生出张、剪、拖曳褶皱等

收敛平移断层作用和分散平移断层：因平移断层面的不平直而引起局部挤压（A）拉伸（B），前者为收敛平移断层作用；后者为分散平移 断层作用。

平移断层引起的垂直运动：

两条走向不同，旋向相反的平移断层相交，必产生升降运动

平移断层剪切中心附近的升降运动

以剪切运动量最大的地段为中心，在剪切中心的后方为拉伸、前方为挤压； 

平移断层斜列引起的升降运动

 当两条右行平移断层呈右行斜列时，其间呈拉张状态（拉分盆地）；

当两条右行平移断层呈左行斜列时，其间呈挤压状态（褶皱隆起）。

剪切带—剪切作用集中地带。其规模大小不一，但均有强烈剪切变形，而剪切带两侧岩石没有变形。

剪切带可分脆性剪切带、脆—韧性剪切带、韧性剪切带三种。

脆性剪切带—岩石发生脆性变形，以一明显的不连续面（断面）作为剪切变形运动面，两侧岩石被其错开；

韧性剪切带—岩石发生韧性变形，从一侧进入剪切带至另一侧，岩石被扭曲，但无明显断面，从整体上看，剪切带两侧岩石明显发生位移，但两侧却可追示

脆—韧性剪切带—于上述二者之间，此类可分两个过程：即韧性阶段和脆性阶段

伸展构造—由岩石圈水平引张作用造成的、以正断层为主体的、具有全球范围分布的组合构造系列。

伸展构造的主要类型有以下几种：1、大型地堑、地垒 2、半地堑—由依次向一侧断落的台阶状正断层组成3、裂谷—区域性岩石圈伸展隆起背景上形成的巨型断陷 4、剥离断层（拆离断层）—由于地壳水平伸展而造成垂向变薄的犁状低角度正断层。（特点： 

        A、剥离断层使较浅层次的新地层直接覆盖在较深层次的老地层之上，向下逐渐变缓并向近水平的韧性剪切带过渡。

        B、剥离断层发育在盖层与基底之间，其上为脆性伸展变形，其下为韧性变形，形成糜棱岩带；

        C、 剥离断层带之下的古老变质岩常呈穹状隆起而组成“核”，称为“变质核杂岩”，其上为糜棱岩化变质岩。）

第九章：

假定褶皱岩层原始产状近水平，在水平挤压力作用下使岩层产生褶皱叫纵弯褶皱作用；在垂直挤压力作用下使岩层产生的褶皱叫横弯褶皱作用。

纵弯褶皱作用：

由顺层水平挤压（侧向挤压）力而引起的岩层褶皱。

        1、凸部拉伸，凹部压缩；

        2、有中和面；

        3、弯滑作用形成等厚褶皱；

        4、层间小褶皱显示上层逆坡滑动；

滑褶皱: 即剪切褶皱作用，其形成机制：岩层沿一系列与层面不平行的剪切面发生有规律的差异滑动而形成的褶皱。层面仅为褶皱的标志.

棱角褶皱作用—剪切滑动发育于枢纽部位的密集滑动面，而翼部为层间滑动。

滑褶皱的主要特征：

1、在褶皱的不同部位沿轴面方向（滑动面方向），岩层视厚度相等，因此，滑褶皱是典型的相似褶皱；

2、滑动面不是原生层面，是次生的变形面；

3、滑动方向不是顺层，而是切层的；

4、滑动作用不限于层内，而是穿层的；

5、由于滑褶皱并非真正的岩层弯曲，而是差异滑动形成的弯曲外貌，因此，不可能形成大规模的背、向斜；

纵张节理：

1、纵张节理发育在背斜或向斜的外弯部分，其形成与褶皱层外弧局部张应力作用有关(图9-46)，以褶皱的转折端最易发育。

2、节理面与层面垂直，二者倾向相反，倾角互余，其走向平行于枢纽。

3、发育纵张节理的局部应力状态是σ1直立；σ2水平并平行于枢纽；σ3水平并垂直于枢纽。 

第十章：

破劈理——一组密集的平行破裂面，与岩石中矿物排列方向无关。密集、平行、定向，为一组剪裂面。

线理——岩石内部或表面发育的各种具有透入性的线状构造

A型线理：线理延伸方向与物质运动方向平行的线理，如擦痕和拉伸线理。

B型线理：线理延伸方向与物质运动方向垂直的线理，如皱纹线理、杆状构造等

布丁（石香肠）构造  B线理：不同力学性质互层岩系受垂直或近垂直岩层挤压时形成的线状构造。软弱层被压向两侧塑性流动，夹在其中的强硬层不易塑性变形而被拉伸，以致拉断，构成断面上形态各异、平面上呈平行排列的长条状块段，即石香肠。在被拉断的强硬层的间隔中，或由软弱层呈褶皱楔入，或由变形过程中分泌出的物质所充填。

第十一章

流动构造：在岩浆流动过程中，岩浆内先期结晶的矿物颗粒、析离体或围岩捕虏体等，受岩浆流动的影响而发生定向排列，形成原生流动构造。

面状流动构造：又称流面，由片状、板状、柱状等矿物及扁平的析离体、捕虏体，在岩浆流动过程中顺流动方向平行排列形成的面状构造。发育在侵入岩体的边缘和顶部。

带状流动构造（假层理）：不同成分的岩石相互成层，或由于矿物分层集中形成的淡色与暗色岩石条带的互层，常见于基性、超基性侵人岩中。

线状流动构造： 又称流线，柱状、针状、板状等矿物因岩浆流动而平行定向排列形成的线状定向构造。也可以由纺锤状析离体和长条状捕虏体等顺长轴定向平行排列而构成。多发育于侵入岩体的边缘和顶部。

枕状构造    枕状构造是水下基性熔岩表面具有的一种原生构造。是水下喷发快速冷凝所致。单个岩枕的底面较平坦，顶面呈圆形或椭圆形凸形曲面，表面浑圆。因其状如枕头，故称枕状构造。枕状构造可分为外壳和内核两部分，外壳多为玻璃质，内核则为显晶质。枕状构造中可见放射状节理。

撞击构造：撞击构造是由外来陨石对地球表面的快速冲击、震动而产生的环形或卵形凹陷构造。

撞击构造的标志：1柯石英和斯石英 2冲击三角锥 3地层中高的铱含量 4地层外翻 5凹陷构造 6隆起

第十二章：

构造置换：岩石中一种构造在后期变形中或通过递进变形过程被另一种构造所代替的现象。最常见的构造置换就是层理在褶皱发展过程中被新生面理所置换。