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沉积岩层产状与地层接触关系


第一章

沉积岩层产状与地层接触关系

面状、 1 面状、线状构造产状要素 2 水平岩层 倾斜岩层与“V 字形法则 3 倾斜岩层与 V”字形法则 4 岩层接触关系 不整合接触的类型、 5 不整合接触的类型、识别标 志及其构造意义

地质体的概念—— 地质体的概念——
泛指人们观察和研究的 任何体积的天然岩石体



类型
成因:沉积的、岩浆(原生的地质体) 成因:沉积的、岩浆(原生的地质体) 的和变形——变质的(次生地质体) 的和变形——变质的(次生地质体) 变质的 变形情况: 变形情况:变形地质体和未变形地质体 形状、内部结构和产状:层状、 形状、内部结构和产状:层状、块状和 脉状 构造要素: 构造要素:面状 构造要素: 构造和线状构造 构造要素:面状构造和线状构造

一 岩层的产状及其表示

面状构造 线状构造

1 产状与产状要素
表示面状和线状构造在空间中的产出状态 的参数

面状构造产状要素
走向(strike); 走向(strike); 倾向(dip); 倾向(dip); 倾角(angle 倾角(angle of dip)

面状构造产状要素的特征
走向与走向线
某一倾斜构造面与任意水平面的交线为 走向线,走向线所指的地理方位称为走向。 走向线,走向线所指的地理方位称为走向。 同一倾斜构造面上任意两个海拔标高相同的 走向线是直线,一个构造面上有无数条走向线; 走向线上各点等高; 走向线是直线,一个构造面上有无数条走向线; 走向线上各点等高; 两个点之间的连线就是一条走向线。 两个点之间的连线就是一条走向线。 倾向与倾向线 在构造面上, 在构造面上,沿倾斜面引出垂直于走向 线的直线,称倾斜线。 线的直线,称倾斜线。倾斜线在水平面上投 影向下倾斜一端的方位角,称为倾向。 影向下倾斜一端的方位角,称为倾向。

真倾角与视倾角

产状的表示方法体系
方位角表示方法
以北为0 并作为唯一参照点坐标, 以北为0°并作为唯一参照点坐标,顺时 针一周为360° 东为90° 南为180° 针一周为360°,东为90°,南为180°,西为 270° 北为360° 270° ,北为360°。用1-360°数据直接表示 360° 走向、倾向、倾伏向等。 走向、倾向、倾伏向等。

象限角表示方法
分别以北( 或南( 为参照点0 分别以北(N)或南(S)为参照点0°, 东西控制90°范围;将圆周分为4个象限。 东西控制90°范围;将圆周分为4个象限。 N1°E-----N89 ° E,S1°E----S89 ° E, N1° -----N89 S1° ----S89 S1°W----S89°W,N1°W----N89°W S1° ----S89° N1° ----N89°

面状构造产状的表示
方位角法: 方位角法: 倾向+ 倾向+倾角 (45 °∠ 30 °)
W(270)

N(0)

E(90)

象限角法: 象限角法: N??W 走向+倾角+ 走向+倾角+倾向 N30° (N30°E, 45 ° SE) W
S??W

N

S(180) N??E E S??E

S

线状构造产状要素
倾伏 侧伏

线状构造的产状要素
倾伏: 倾伏:

倾伏向+倾伏角, 倾伏向+倾伏角, N30° 20° 如:330 °∠ 20 °或 N30°W,20°
侧伏: 侧伏:

侧伏角+侧伏向/构造面产状, 侧伏角+侧伏向/构造面产状, 20° N30° 如: 20°S/N30°E,45 °SE

2

水平岩层

Grand Canyon of Arizona

水平岩层特征 水平岩层特征
老地层在低洼 处,新地层在 高处

水 平 岩 层 地 质 界 线 与 地 形 等 高 线 的 关 系

岩层厚度等于顶底面标高之差;出露 宽度与地层厚度和地面坡度有关

水平岩层特征
1 水平岩层在地质图上,岩层地质界线 水平岩层在地质图上, 与地形等高线平行或重合。 与地形等高线平行或重合。 2 水平岩层老岩层在下,新岩层在上。 水平岩层老岩层在下,新岩层在上。 3 岩层顶、底面之间垂直距为岩层的厚度。 岩层顶、底面之间垂直距为岩层的厚度。 4 岩层出露宽度是其顶、底面出露线的 岩层出露宽度是其顶、 水平距。 水平距。

3 倾斜岩层(Inclined

Strata)与“V”字形法则

倾斜和直立岩层出露宽度与地形坡度的关系

地 面 坡

“V ” 字 型 法 则

向 与 地 层 倾 向 相 反 时

地面坡向 与 地层倾向 相同 (1)

地面坡向与地层倾向相同 (2)

倾斜岩层基本特征
新老关系; 岩层出露界线与等高线斜交 “V”字型法则 露头宽度与地形、岩层产状关系

5、倾斜岩层的厚度与埋深
倾斜岩层的厚度 岩层的厚度(真厚度)、 铅直厚度和视厚度

倾斜岩层的厚度与埋深
倾斜岩层的厚度 真厚度(h 真厚度(h)=铅直厚度 (H)×cosα cosα
– 真厚度永远小于或等于 铅直厚度

视厚度(h’)=铅直厚度 (H) ×cosβ cosβ
– 真厚度永远小于视厚度

倾斜岩层的 厚度与埋深
倾斜岩层的埋 藏深度

4、直立岩层的露头形态

直立岩层的露头形态

6 地层、岩体的接触关系 地层、
地层的整合和不整合接触关系 侵入体与围岩的接触关系 不整合的研究

(一) 地层的接触关系
整合接触 不整合接触
平行不整合 角度不整合

地层接触关系:整合接触 地层接触关系:整合接触
沉积作用基本连续,沉积物连续堆积, 沉积作用基本连续,沉积物连续堆积,没有 间断; 间断; 生物演化具有连续性; 生物演化具有连续性; 新老地层之间为平行或近于平行的关系。 新老地层之间为平行或近于平行的关系。 整合接触反映该地区在此沉积时期内地壳升 降与沉积处于相对稳定状态。 降与沉积处于相对稳定状态。

地层接触关系:不整合接触 地层接触关系:不整合接触
上下两套地层之间有明显的沉积间断, 上下两套地层之间有明显的沉积间断 , 造成地 层的缺失; 层的缺失 ; 上下两套地层的岩性和岩相常常有 很大差异; 很大差异; 生物演化具有不连续性; 生物演化具有不连续性; 上下两套地层之间的沉积间断或从未沉积, 上下两套地层之间的沉积间断或从未沉积 , 或 沉积后剥蚀; 沉积后剥蚀; 不整合面上常常有因长期风化形成的底砾岩和 一些特殊的矿产(铝土矿等) 一些特殊的矿产(铝土矿等)

平行不整合
上下地层之间存在沉积间断( 上下地层之间存在沉积间断(即地层 记录缺失) 记录缺失) 上、下地层产状一致 经常可见古风化壳、 经常可见古风化壳、古土壤等

角度不整合
特点: 1)间断 2)产状 3)沉积物 SE Scotland

角 度 不 整 合 的 平 面 和 立 体 图 解

不整合的类型及其形成过程 不整合的类型及其形成过程 —不整合的地质意义

平行不整合的形成过程 平行不整合的形成过程 不整合的

P M M P M P M P M P M P M

平行不整合的形成过程? 平行不整合的形成过程? 下降、沉积→上升、沉积间断、 下降、沉积→上升、沉积间断、 遭受剥蚀→下降、再沉积。 遭受剥蚀→下降、再沉积。

不整合的形成过程

角度不整合的形成过程? 角度不整合的形成过程?
–下降、沉积 褶皱、断层等变形、 下降、沉积→褶皱 断层等变形、 褶皱、

变质、岩浆侵入、隆起、沉积间断、 变质、岩浆侵入、隆起、沉积间断、
–遭受剥蚀 下降、再沉积。 遭受剥蚀→下降 再沉积。 下降、

角度不整合的识别与研究
接触关系与地层产状 地层、岩性、 地层、岩性、生物等记录的连续性 古风化壳(古土壤、褐铁矿、铝土 古风化壳(古土壤、褐铁矿、 矿等) 矿等) 其它地质作用记录(岩浆、变质、 其它地质作用记录(岩浆、变质、 变形期次等) 变形期次等)

不整合形成时间的厘定
地层缺失:注意“缺”与“失”? 地层缺失:注意“ 不整合面上沉积物的定年研究。 不整合面上沉积物的定年研究。 注意结合区域地壳演化综合分析。 注意结合区域地壳演化综合分析。

不整合的研究意义
理论意义
– 反映上、下地层空间的相互关系和时间上的发 反映上、 展顺序 – 构造层划分的重要标志 – 岩石地层单元划分的重要参考 – 古地理,古构造演变的研究 古地理,

实际意义
– 不整合面与矿产关系密切——铁、锰、磷、铝 不整合面与矿产关系密切——铁 土矿,岩浆热液型矿床,石油、 土矿,岩浆热液型矿床,石油、天然气

(二) 侵入体与围岩的接触关系
侵入接触
侵入接触关系具有下列特征: 侵入接触关系具有下列特征: 岩体穿切围岩, 可有冷凝边、 岩体穿切围岩 , 可有冷凝边 、 烘烤边或接触变质和蚀变现 象。 岩体内往往有围岩的捕掳体。 岩体内往往有围岩的捕掳体 。 与侵入体有关的岩墙、 与侵入体有关的岩墙 、 岩脉 穿切围岩。 穿切围岩。

沉积接触
沉积接触关系具有下列特征: 沉积接触关系具有下列特征: 没有冷凝边、 (1) 没有冷凝边 、 烘烤边和接 触变质或矿化蚀变现象; 触变质或矿化蚀变现象; (2) 岩体内的定向排列的原生构 造或岩脉、矿脉被截切; 造或岩脉、矿脉被截切; (3) 在岩体顶部有风化剥蚀面和 古风化壳, 同时, 古风化壳 , 同时 , 在上覆岩 层的底部有岩体成分的碎屑 和砾石。 和砾石 。 其它特征与角度不 整合关系相似。 整合关系相似。

要点小结
水平岩层与倾斜岩层的特点 “V”字型法则 不整合的形成过程和构造意义 不整合的识别及研究

思考、 思考、讨论问题
解释和说明面状构造和线状构造产状的表示 方法? 方法? 说明水平岩层、倾斜岩层( 字型法则) 说明水平岩层、倾斜岩层(“V”字型法则) 直立岩层的露头形态特点? 和直立岩层的露头形态特点? 说明地层不整合的类型和地质意义? 说明地层不整合的类型和地质意义? 不整合是怎样形成的?如何识别角度不整合? 不整合是怎样形成的?如何识别角度不整合? 岩层与岩体有几种接触关系?具有什么特点? 岩层与岩体有几种接触关系?具有什么特点?


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