第8篇区域地质构造综合分析64.docx
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第8篇区域地质构造综合分析64
第八章区域地质构造综合分析
在前面各章中,别离介绍了沉积岩层、岩浆岩体和变质岩系的各类地质构造的形态特征、组合型式、形成机制、研究方式和表示图件,和形成各类地质构造的力学基础知识。
熟悉和分析某一区域的地质构造特征,老是从单个构造形态特征的研究入手,故前面所介绍的这些内容是熟悉和研究一个区域地质构造的基础。
地壳上的各类地质构造是彼此联系的,想要全面、正确地熟悉一个地域的地质构造特征,是不能停留在个别地质构造的研究上,尚需从各类地质构造彼此联系和进展演化的规律去研究。
即将必然区域内的所有地质构造作为一个整体,研究它们的形态特征和成因联系,分析它们在空间上的展布规律和在时刻上的演化规律,预测尚未熟悉和揭露的地质构造。
正确分析一个地域的地质构造,必需有足够的实际资料,除进行野外实地观察之外,还必需搜集已有的各类地质图件和文字资料。
分析工作的第一步,应先认真分析地层剖面,了解各时期地层的岩性和岩相特征、岩层厚度及其横向转变,大致恢复各时期的古地理环境,探索古构造对古地理的控制;
第二,应认真分析各地层的接触关系、变形和变质程度,划分构造层,肯定所经历的构造旋回;然后,以构造层为单位,逐层分析各类地质构造的形态特征、叠加和演变情形,岩浆侵入的方式、时期和部位,各类地质构造的空间组合和展布规律,从而肯定各构造旋回期内地壳运动的主要方式和方向;
最后,综合前述各项分析功效,说明研究区地质构造的进展历史,指出地质构造总的特点和规律及其对矿产的形成和赋存的控制作用。
第一节地质力学的基础知识
一、构造体系及其类型和型式
●构造体系是许多不同形态、不同性质、不同级别和不同序次,但具有成生联系的各项构造要素所组成的构造带,和它们之间所夹的岩块或地块组合而成的整体。
(李四光)
●构造体系的类型:
纬向构造体系、经向构造体系、扭动构造体系
●构造体系的型式:
(一般指扭动构造体系)
直扭构造、旋扭构造、山字型构造
二、纬向及经向构造体系
一、巨型纬向构造体系
由东西走向的挤压构造带所组成,在地壳上散布极为普遍,规模宏伟,实质上是全世界性的构造体系。
我国的主要巨型纬向构造体系有:
阴山-天山纬向构造体系、秦岭-昆仑纬向构造体系、南岭纬向构造体系。
二、经向构造体系
由走向南北、性质不完全相同的构造形迹组成,一样具有全世界意义,在大陆和大洋底都有普遍散布,但规模不及纬向构造体系。
我国主要的经向构造体系:
滇西经向构造体系、川滇经向构造体系、川黔经向构造体系、湘桂经向构造体系、赣闽澎台经向构造体系等。
三、直扭构造型式
一、多字型构造
标准多字型构造是由一系列平行斜列的压性或压扭性构造形迹及平行斜列的张性及张扭性断裂大体以直角相交组合而成,其整体形态颇似汉字“多”字或反“多”字,故而得名。
构造要素:
雁列轴、雁列角、雁列间距
●类型:
组成雁列构造的压性或压扭性构造形迹能够有不同形态、不同规模的褶皱和压性断裂;也能够是一系列大型的隆起带、槽地或盆地。
而组成雁列构造的张性或张扭性构造形迹多数呈同构造结晶脉的形式出现;也能够是正断层。
以左型、右型描述之。
(例图9-3张性结构面T是左型;压性结构面P是右型。
)
二、棋盘格式构造
棋盘格式构造有两组共轭扭(剪)性断裂或节理组成(即构造地质中的X型断裂或共轭节理)。
这两组断裂或节理的特点是:
每组断裂大体彼此平行,多呈等距散布;其断面倾角比较陡直或近于直立,并以水平位移为主,两组断裂夹角约90°。
3、入字型构造
由一条断裂和它一侧或双侧派生的分支构造组合而成,其形态象汉字“入”字,因此得名。
分支构造不会切穿骨干构造,其变形强度也较骨干构造弱,并随着远离骨干构造而逐渐减弱,延伸不远即消失。
入字型构造一般由平移(或走滑)断裂及其派生的分支构造组成;但在剖面上,有些正断层、逆冲断层及推覆构造等也可出现入字型构造。
●类型:
骨干构造的力学性质不必然都是单纯剪切,也有一些压扭性或张扭性的断裂。
分支构造的力学性质能够是张性、压性、张扭或压扭性,也不全限于断裂。
可将其分为张性(张扭性)、压性(压扭性)及扭(剪)性三个大体类型。
张(扭)性入字型构造的分支构造与骨干构造的所夹锐角一般在45°左右,指示了分支构造所在盘的运动方向(图9-38)。
压(扭)性入字型构造的分支构造与骨干构造的所夹锐角一般在30°左右,指示了分支构造的对盘运动方向(图9-40)。
郯庐大断裂是平行东亚边缘的一条巨型的断裂带,长度可达数千千米,宽约80-100千米,水平位移幅度也较大。
在该断裂带双侧产生了一系列的分支构造,组成了一个巨型的入字型构造(图9-44)。
四、旋扭构造
一、旋卷构造
(1)组成要素
旋卷构造的中心部位存在一个变形相对微弱或不变形的核心部份,常呈浑圆状,称为旋扭中心。
它能够是岩块或地块组成的正向构造,称为砥柱;也能够是构造盆地、短轴向斜等负向构造,称为旋涡。
砥柱或旋涡的中心轴线叫旋扭轴,简称旋轴。
其产状能够是直立、倾斜或水平。
围绕旋卷构造的砥柱或旋涡常有一系列弧形构造形迹,如断裂面、劈理、褶皱轴面等,称旋回面;两个旋回面之间所夹的弧形岩片或岩块,称旋回层。
弧形旋回面凹侧的岩片称内旋(层),凸侧的岩片称外旋(层)。
外旋方向为顺时针时称顺扭;逆时针时称反扭。
旋回面的力学性质主要有压扭性和张扭性两种。
所有围绕着砥柱或旋涡的旋回面,无论旋卷构造的形态和性质如何,它们的空间排列老是有不同程度的向一端相对收敛,向另一端相对撒开的趋势。
旋卷构造的规模极不相同,小者手标本大小,大者可达数百以至上千千米。
(2)类型
●帚状构造
由一系列大致向一端收敛,向另一端撒开,形如扫帚的弧形结构面群组成,是旋卷构造中最多见的一种。
安徽洪镇帚状构造,主要由褶皱及部份斜冲断层组成。
●环状构造(莲花状构造)
旋回面群围绕砥柱或旋涡展布,良莠不齐,大致成同心环状或半环状。
砥柱或旋涡不象帚状构造那样明显地位于弧形旋回面群的一旁,也不在环状旋回面群中心,常偏于旋回群的某一侧。
旋回面可由直立或近直立的张扭性断裂组成;也可由不对称褶皱或其他压扭性结构面组成。
白云山庄莲花状构造:
范围约1km2,震旦系石英岩,弧形的沟谷中发育近直立的弧形扭性断裂。
外旋顺时针方向扭动。
●涡轮状构造(辐射状构造)
由一系列弧形褶皱或断裂等组成,其旋回面以砥柱或旋涡为中心,向周围撒开,大致呈辐射状或涡轮状展布。
――是旋卷构造体系中发育最好的一种。
二、S型或反S型构造
●双向(或反向)雁列状S型或反S型构造
由一系列呈雁列的短轴褶皱或断裂组成,其雁列轴呈S状或反S状弯曲。
组成这种构造的中间一段雁列型式与两头弯头部位的雁列型式正好相反:
若中间为右型雁列,则两头为左型雁列;反之则相反。
●单向(或顺向)雁列状S型或反S型构造
一样由一系列呈雁列的短轴褶皱或断裂组成,其雁列轴呈S状或反S状弯曲。
不同的是:
中间一段的雁列型式和两弯头的雁列型式一致。
其他还有麻花状、对帚状的S型或反S型构造,从略。
3、歹字型构造
总统轮廓象汉字篆体的“歹”字,故而得名。
亦称“之”字型构造。
头部:
由发育密集、曲度较大的半环状或钩状的弧形褶皱带及大规模横冲或逆掩断层组成。
中部:
自头部强烈褶皱带通过急剧弯转呈近南北走向,由若干强烈的平行褶皱带和巨型横冲及逆掩断层组成。
尾部:
自中部通过较长距离延伸,逐渐向与头部相反方向弯转,组成曲度不大,拖得较远、散得较开的弧形构造带,由强烈的平行褶皱带和逆掩断层组成。
五、山字型构造
由前弧、脊柱、马蹄形盾地、反射弧、反射弧脊柱或砥柱等5个部份组成。
前弧又称为前面弧或正面弧,位于山字型构造的正前面,由若干大致彼此平行的弧形挤压带组成,包括弧形褶皱、逆冲断层、挤压破碎带或片理带,并伴生有与其垂直的放射状横向张断裂和与其斜交的扭断裂。
前弧中段称弧顶,由于曲率大,横张断裂发育,常陷落成地堑,易被新沉积物覆盖,并常有小型岩浆侵入体。
前弧两翼由于兼有扭动作用,一翼为顺时针扭动,另一翼为逆时针扭动,因此褶皱和槽地往往呈弧形斜列。
反射弧是指在前弧两翼撒开方向出现的反向弯曲弧形构造带,组成的构造与前弧大体相同,不过要比前弧的规模小、强度弱、散布散漫、伸展开阔。
脊柱位于前弧凹方的中间对称轴部位,是由一系列平行的褶皱、逆冲断层组成的挤压构造带,并常常发育有横向张断裂和两组共轭扭断裂。
它的一端不会超过弧顶,另一端不会超过反射弧外缘连线之外太远。
马蹄形盾地位于脊柱和前弧之间,是一个形如马蹄形的构造变更相对比较微弱的地域。
它能够隆起为台地,结晶基底直接出露地表,也能够下陷为盆地,成为某些沉积矿产形成的有利地段。
反射弧的砥柱位于反射弧的内侧,多数是由显露的或隐状的坚硬岩块或地块组成,如结晶基底、岩浆侵入岩体、穹窿体等,构造变更相对比较微弱;有时在砥柱的部位出现的是反射弧脊柱,与前弧所对应的脊柱一样也是由挤压构造带组成,在反射弧脊柱和反射弧之间也出现一个小型的马蹄形盾地。
淮阳山字型构造展布于长江中下游,弧顶及西翼主要散布于湖北境内,东翼沿长江进入安徽、江苏两省,脊柱及马蹄形盾地在淮阳山区,故此得名。
纬向构造体系
经向构造体系
扭动构造体系
直扭构造
多字型
棋盘格
入字型
旋扭构造
旋卷构造
(帚状、环状、涡轮状)
S型或反S型
歹字型
山字型构造
前弧、脊柱、马蹄形盾地、反射弧、反射弧脊柱或砥柱
构造体系是地质力学的核心。
六、构造运动的力源问题:
●李四光的观点
在重力控制下的地球自转的惯性离心力是推动地块产生构造运动的力源。
若F1=G1,地球维持椭球体不变;
若地球自转加速,F1增大,则F1>G1,地块被推向赤道方向;
若地球自转减速,F1减小,则F1 地球自转速度转变时,还会产生由切向加速度引发的纬向惯性力Fs。 本地块与下部固着程度均匀时,在外力作用下会引发均衡的运动;本地块与下部固着程度不均匀时,就会引发不均衡的运动。 ●于双忠教授的观点――密度椭球体理论 G为地心引力;G1为向极力;G2-F2为重力。 由于火山和岩浆活动,致使地壳中某些地块的密度产生不同。 密度大的地块,G1>F1,将缓慢地向两极运动;密度小的地块,G1 运动地块的前方产生挤压作用并出现褶皱和逆断层等,其后方产生拉伸作用出现一系列的正断层、凹陷等。 第二节构造解析的原则和方式 一、构造解析的大体原则和观念 构造解析的大体观点: (一)构造的尺度观 一、构造尺度是熟悉地质构造现象的客观标准 地质构造有不同的尺度,有空间尺度和时刻尺度。 不同的尺度强调不同的方面,有不同的研究任务和解析方式。 空间尺度按地质体的规模一般能够划分为巨型、大型、中型、小型、微型和超微型等6个品级。 (a)超微构造,透射电镜照片位错素描,空间尺度<10-4cm(微米级); (b)显微构造,显微镜下旋转变斑晶及拉长石英,空间尺度<10-1cm(毫米级); (c)小型构造,流变褶皱的露头,空间尺度<104cm(百米级); (d)大中型构造,褶皱-冲断构造剖面,空间尺度<106cm(十千米); (e)大型或巨型构造,变质核杂岩体结构剖面,空间尺度<108cm(千千米); (f)全世界构造,板块俯冲带模式,空间尺度>108cm; 时刻尺度,能够按照地壳变形的量变和质变关系,划分出犬牙交错的旋回、世代和生成的前后顺序,反映构造进程的阶段性、顺序及速度。 二、多尺度的构造观察是现代构造地质研究的大体要求 现代研究表明,在许多构造带里、露头上或更小尺度的构造现象与山系尺度的构造能够类比;许多区域构造的型式与小型或显微构造的几何形式、运动学和动力学特点也存在着成因上的
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