沉積巖層的原生構(gòu)造及產(chǎn)狀

關(guān)于沉積巖層的原生構(gòu)造及產(chǎn)狀地質(zhì)體的產(chǎn)狀要素

1、地質(zhì)體的概念

地質(zhì)體是泛指任何成因的天然巖石體，包括沉積成因的巖層、噴出成因的層狀火山巖、侵位成因的巖漿巖體以及受力變形形成的構(gòu)造。地質(zhì)體的規(guī)?？纱罂尚?，形態(tài)多種多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變。

第2頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、地質(zhì)體的產(chǎn)狀要素不管地質(zhì)體怎么復(fù)雜，從幾何學(xué)上來看，它們不外乎都是由各種面和線組成的。

產(chǎn)狀要素是用來規(guī)定面狀構(gòu)造或線狀構(gòu)造在三維空間的產(chǎn)出狀態(tài)，用來表示其與水平參考面和地理方位之間的關(guān)系。

第3頁,共75頁，2024年2月25日，星期天(1)面狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素

以其在空間上的延伸及其傾斜程度來確定。主要用走向、傾向和傾角的數(shù)據(jù)來表示。

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當(dāng)觀察剖面與巖層的走向斜交時(shí)，巖層與該剖面的交跡線叫視傾角，也叫假傾角。它與傾角的關(guān)系可用數(shù)學(xué)式表示：

tanβ=tanα·cosω

視傾角的值小于傾角的值。視傾向偏離傾向越大，視傾角越小。第5頁,共75頁，2024年2月25日，星期天(2)線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素直線的產(chǎn)狀是直線在空間的方位和傾斜程度，其產(chǎn)狀要素包括傾伏向、傾伏角，或者用其所在平面上的側(cè)伏向和側(cè)伏角來表示。

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3、地質(zhì)體產(chǎn)狀要素的測定

巖層的產(chǎn)狀要素通常用地質(zhì)羅盤儀直接在巖層面上測得。地質(zhì)羅盤又叫袖珍經(jīng)緯儀,地質(zhì)工作者用它來測量目標(biāo)的方位角,查尋位置,測量地質(zhì)體的面狀和線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素,它是地質(zhì)工作者在野外工作時(shí)必不可少的工具。

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地質(zhì)羅盤主要有兩種：一種外形呈長方形，簡稱長羅盤；一種外形呈近八角形、盒式，簡稱圓羅盤或盒式羅盤（又稱盒式袖珍經(jīng)緯儀）。

第8頁,共75頁，2024年2月25日，星期天羅盤的構(gòu)造:

第9頁,共75頁，2024年2月25日，星期天用羅盤測量巖層的產(chǎn)狀要素:

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（1）文字表示方法:A、方位角表示方法:一般只測量和記錄巖層的傾向和傾角,例如:205°∠27°B、象限角表示方法:以北和南的方向作為0度,一般測量和記錄巖層的走向,傾向和傾角,例如:N65°W∠25°SW

4、巖層產(chǎn)狀要素的表示方法

N0E90W270S180北極南極NWNESW

SE

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（2）符號(hào)表示方法

在地質(zhì)圖上,巖層產(chǎn)狀要素是用如下符號(hào)來表示：

第12頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第二章沉積巖層的原生構(gòu)造及產(chǎn)狀

地質(zhì)體的產(chǎn)狀要素沉積巖層的原生構(gòu)造沉積巖層的產(chǎn)狀類型及特征地層的接觸關(guān)系第13頁,共75頁，2024年2月25日，星期天沉積巖層的原生構(gòu)造一、層理及其識(shí)別二、利用原生沉積構(gòu)造鑒定巖層的頂、底面第14頁,共75頁，2024年2月25日，星期天一、層理及其識(shí)別

沉積巖是地球表面分布最廣的巖層。沉積巖最重要的特征是成層性或?qū)永?，這種成層性或?qū)永硎欠从硺?gòu)造變形的最基本的標(biāo)志。第15頁,共75頁，2024年2月25日，星期天1、層理

是沉積巖最常見的一種原生構(gòu)造，是由巖石成分、結(jié)構(gòu)和顏色在剖面上突變或漸變所顯現(xiàn)出來的一種成層構(gòu)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。第16頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、層理的識(shí)別

主要根據(jù)巖石的成分、結(jié)構(gòu)和顏色的變化以及層間面等幾個(gè)方面去識(shí)別：（1）巖石成份變化，系由兩成分差異而顯示出來的層理（2）巖石結(jié)構(gòu)變化，指巖石粒度和形狀的變化顯示出來（3）巖石顏色變化，由于顏色的不同顯示出的層理（4）巖層的原生層面構(gòu)造，包括波痕、泥裂、雨痕、生物遺跡及其印模等。第18頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、利用原生沉積構(gòu)造鑒定巖層的頂、底面

確定沉積巖層新老關(guān)系是野外觀察研究地質(zhì)構(gòu)造的一個(gè)重要方面。未經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的巖層，其正常層序總是上頂下底，即上新下老，但經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)后巖層則可直立，甚至倒轉(zhuǎn)，新老層序倒置的現(xiàn)象。

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1、斜層理是在一個(gè)單層中出現(xiàn)的與主層層理斜交的紋層構(gòu)造。其特征為底面收斂，上層面被截切。

第20頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第23頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、遞變層理

又叫粒級層，是碎屑物質(zhì)在沉積過程中由于流體（通常是濁流）逐漸衰減而形成的一種沉積結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是在一個(gè)單層中，從底面到頂面粒度由粗到細(xì)，利用這種關(guān)系可以確定新老關(guān)系。第24頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共75頁，2024年2月25日，星期天3、波痕

對稱型的浪成波痕（或震蕩波痕），是由尖棱的波峰和圓弧波谷組成，這種波痕，無論是原波痕，還是印模，都是波峰尖端指向巖層頂面，波谷的圓弧則指向底面，這在砂巖，粉沙巖和泥巖中十分常見。第27頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共75頁，2024年2月25日，星期天4、泥裂

又稱干裂。當(dāng)沉積巖層還未固結(jié)就露出水面，經(jīng)太陽一曬就會(huì)干涸并發(fā)生收縮和裂開。其特征是干裂與層理大致垂直，往往是上寬下窄的楔狀。

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雨痕和冰雹痕是雨點(diǎn)和冰雹落在濕潤而柔軟的泥質(zhì)或粉砂質(zhì)沉積物上打擊出圓形或橢圓形的邊緣略高出沉積物表面凹坑,凹坑形成之后又被上覆沉積物填充掩埋,成巖后,便在巖層的頂面上留下凹坑,而在上覆巖層的底面形成圓形或橢圓形的瘤狀突起。根據(jù)這種層面原生構(gòu)造特征,可以確定巖層的頂面和底面。

5、雨痕、冰雹痕及其印模

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固結(jié)或未固結(jié)的沉積巖層，當(dāng)出露水面或在水下遭到流水沖刷時(shí)，就會(huì)形成凹凸不平的沖刷面，被破碎的巖石就會(huì)以礫巖的形式在低凹處沉積下來，很明顯，后形成的巖層具有先形成的巖層的殘塊。6、沖刷痕跡及其印模

第32頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共75頁，2024年2月25日，星期天7、生物標(biāo)志

古生物化石的生長和埋藏狀態(tài)保存在巖層中的古動(dòng)物化石、古植物化石的保存狀態(tài)可用以確定巖層的頂面和底面。第34頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第二章沉積巖層的原生構(gòu)造及產(chǎn)狀

地質(zhì)體的產(chǎn)狀要素沉積巖層的原生構(gòu)造

沉積巖層的產(chǎn)狀類型及特征地層的接觸關(guān)系第36頁,共75頁，2024年2月25日，星期天沉積巖層的產(chǎn)狀類型及特征一、水平巖層二、傾斜巖層三、直立巖層第37頁,共75頁，2024年2月25日，星期天一、水平巖層

1、水平巖層

水平巖層是同一層面上各點(diǎn)的海拔標(biāo)高相同或基本相同的巖層。未經(jīng)變動(dòng)的即仍保持原始狀態(tài)的沉積巖層一般都是水平的。變形極其輕微的地臺(tái)蓋層（如北美地臺(tái)、俄羅斯地臺(tái)等）以及大盆地中的沉積蓋層（如我國四川盆地中部某些地區(qū)的侏羅系和白堊系地層），其巖層往往呈水平或近水平產(chǎn)出。

第38頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第39頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、水平巖層的特征

（1）在地形地質(zhì)圖上，巖層的地質(zhì)界線與地形等高線平行或重合。在山頂或孤立山丘上的地質(zhì)界線呈封閉的曲線，在溝谷中呈尖齒狀條帶，其尖端指向上游；

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（2）一套水平巖層，老巖層在下，新巖層在上。若地形切割輕微，地面只出露最新地層。如果地形切割強(qiáng)烈、溝谷發(fā)育，則在低洼處出露較老的地層，自低谷至山頂?shù)貙訒r(shí)代依次變新；

新老第41頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

（3）巖層頂、底面之間的垂直距離是巖層的厚度，水平巖層的厚度即其頂、底面的標(biāo)高差；

h第42頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

（4）巖層出露寬度是其頂、底面出露線之間的水平距離，水平距的大小取決于巖層厚度和地面坡度。厚度一致的巖層出露寬度決定于坡度，坡度大出露寬度小，坡度小出露寬度大。坡度一致時(shí)，出露寬度決定于厚度，厚度大出露寬度大，厚度小則出露寬度小。

第43頁,共75頁，2024年2月25日，星期天二、傾斜巖層1、什么是傾斜巖層

傾斜巖層是指傾向和傾角基本一致的一套巖層，是變形巖層和構(gòu)造中最基本的一種。傾斜巖層往往是大褶皺的一翼或斷層的一盤。

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2、傾斜巖層的厚度

真厚度:是指巖層的兩個(gè)平行界面之間的垂直距離。

鉛直厚度:是指巖層頂面和底面之間沿鉛直方向的距離。

視厚度:在與巖層走向斜交的直立剖面上或在與巖層面不垂直的任何方向的非直立剖面上所測得的巖層頂面與底面之間的垂直距離。

真厚度、鉛直厚度與視厚度NOTE:鉛直厚度>視厚度>真厚度第45頁,共75頁，2024年2月25日，星期天3、“V”字形法則

傾斜巖層穿越溝谷和山脊的地質(zhì)界線在平面的投影均呈“V”字形，這種規(guī)律叫“V”字形法則?！癡”字形法則對野外地質(zhì)填圖工作有很重要的指導(dǎo)意義?！癡”字型法則在地形地質(zhì)圖上的特征可概括為以下三點(diǎn)：

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（1）當(dāng)巖層傾向與地面坡向相反時(shí)，穿越溝谷的地質(zhì)界線，“V”字形尖端指向溝谷上游，“V”字形尖端指向與巖層傾向一致；穿越山脊處“V”字形尖端指向下坡，即與巖層傾向相反的方向；地質(zhì)界線的“V”字形彎曲較等高線開闊。

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（2）當(dāng)巖層傾向與地面坡向一致，巖層傾角大于地面坡角時(shí)，穿越溝谷的地質(zhì)界線“V”字形尖端指向溝谷下游，即巖層的傾向；山脊處的地質(zhì)界線“V”字形尖端指向山脊上坡，即巖層傾向相反的方向（圖A）；巖層的傾角越陡，“V”字形越開闊。

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（3）當(dāng)巖層傾向與地面坡向一致，巖層傾角小于地面坡角時(shí)，地質(zhì)界線“V”字形尖端在溝谷處指向上游；在山脊處指向下坡，且其“V”字形的彎曲較等高線緊閉。

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4、傾斜巖層的露頭寬度傾斜巖層的出露寬度比較復(fù)雜，主要取決于巖層的厚度,另外還受傾向、傾角和地面坡角、坡向之間關(guān)系的影響。

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受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，巖層原始水平狀態(tài)發(fā)生劇烈變化，巖層面與水平面垂直，稱為直立巖層。

三、直立巖層

特征：（1）巖層面直立，在地質(zhì)圖上表現(xiàn)為一條直線；（2）其厚度直接表現(xiàn)為平面圖上的水平距離；（3）直立巖層的出露寬度只與巖層的厚度有關(guān)。第53頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第二章沉積巖層的原生構(gòu)造及產(chǎn)狀

地質(zhì)體的產(chǎn)狀要素沉積巖層的原生構(gòu)造

沉積巖層的產(chǎn)狀類型及特征

地層的接觸關(guān)系第55頁,共75頁，2024年2月25日，星期天地層的接觸關(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。沉積接觸關(guān)系基本上可分為整合接觸和不整合接觸兩大類型。

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1、整合和不整合

(1)整合接觸

當(dāng)一個(gè)地區(qū)長期處于地殼運(yùn)動(dòng)相對穩(wěn)定的條件下，即沉積盆地緩慢下降，或雖上升但未超過沉積基準(zhǔn)面以上，或地殼升降與沉積處于相對平衡狀態(tài)，沉積物則一層層地連續(xù)堆積而沒有沉積間斷。這樣一套相互平行或近于平行的新老地層之間的接觸關(guān)系，稱為整合接觸。第57頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

(2)不整合接觸

沉積接觸的上下兩套地層之間有沉積間斷，代表地質(zhì)歷史中一定的時(shí)間間隔，在此期間，或者是由于區(qū)域上升而沒有接受沉積，或者是已沉積的地層又遭到剝蝕。

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不整合的類型有兩種，即平行不整合和角度不整合。

平行不整合（假整合）：主要表現(xiàn)是不整合面上下兩套地層的產(chǎn)狀彼此平行。

角度不整合：主要表現(xiàn)為不整合面上下兩套地層產(chǎn)狀不同，變形強(qiáng)弱、變質(zhì)程度以及巖漿活動(dòng)也常有明顯差異。

第59頁,共75頁，2024年2月25日，星期天2、不整合在地質(zhì)圖和剖面圖上的表現(xiàn)

（1）平行不整合由于不整合面上下兩套地層產(chǎn)狀彼此平行，不整合面因長期受風(fēng)化剝蝕而被夷平為較平坦的面，所以在地質(zhì)圖和剖面圖上不整合面與其上下兩層產(chǎn)狀一致，即傾向、傾角相同。其地質(zhì)界線與整合的地質(zhì)界線相似。

第60頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第61頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第63頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第64頁,共75頁，2024年2月25日，星期天

（2）角度不整合

在地質(zhì)圖和剖面圖上，角度不整合表現(xiàn)為上覆的較新地層的底面地質(zhì)界線，即上覆地層中最老的一層截切下伏的時(shí)代較老的不同地層的地質(zhì)界線。通常以上覆地層的底面代表不整合面。

第65頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第66頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第67頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第68頁,共75頁，2024年2月25日，星期天第69頁,共75頁，2024年2月25日，星期天3、不整合的研究方法

（1）確定不整合的存在：

地層古生物標(biāo)志:如果兩套地層中的化石所代表的時(shí)代有大的間隔，反映了生物演化過程的中斷，說明可能存在不整合；

沉積侵蝕標(biāo)志:兩套地層之間如果存在古侵蝕面、古土壤以及與其有關(guān)的殘積礦床（鐵礦、鋁土礦、磷礦、金礦等）、底礫巖等，說明上覆地層形成前曾一度發(fā)生隆起、侵蝕和風(fēng)化等作用，表面存在不整合；

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構(gòu)造標(biāo)志:如果上、下兩套地層的變形差異