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第二章 沉积岩层和岩浆岩的原生

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第二章 沉积岩层和岩浆岩的原生构造及其产状本章主要内容• 利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面与底面• 倾斜岩层与直线的产状要素• 水平岩层与倾斜岩层在地形地质图上的特征• 地层的接触关系• 沉积岩中的软沉积变形构造• 岩浆岩中的原生构造一、利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面不底面层理 是沉积岩层常见的一种原生构造,它是通过岩石的成分、颜色和粒度在剖面上的突变或渐变所显现出来的一种成层构造。沉积岩层顶面与底面的识别标志有 :1. 交错层理 : 顶面被截切,底面收敛层序正常 顶面在右侧 岩层倒转2. 粒级层理 : 波峰向上,波谷朝下现代海滩砂体表面的波纹岩石表面古老的波痕构造新疆乌恰县反修煤矿倾斜方向变化频繁美国犹他州南部砂丘中的交错层理河北省抚宁县潮水峪上寒武统凤山组砂岩中的波痕波痕递变层理:颗粒粒度的 从底到顶由粗变细 ,其顶面与上一层底面是 突变的 。暴露标志:波痕:尖脊指向顶面,圆弧指向底面。新疆柯坪音干村泥盆系砂岩中的交错层理利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面不底面2. 粒级层理: 同一岩层内下粗上细粗细新疆轮台县阳霞煤矿中侏罗统克孜勒努尔组粒序砂岩4. 泥裂 : “ V ”形尖端朝下现代泥裂5. 雨痕、雹痕与冲刷槽凹向下层面6. 古生物化石的生长和埋藏状态 :底栖生物基部指向下层面河北省抚宁县潮水峪上寒武统凤山组砂岩中性质不明的构造泥裂印痕5. 雨痕、雹痕与冲刷槽 凹向下层面一、利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面与底面100万年前雨滴在泥坪表面形成的雨痕构造100万年前泥坪表的盐晶体被溶蚀后的印痕凹坑6. 古生物化石的生长和埋藏状态 :一、利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面与底面植物和底栖生物的基部指向下层面美国亚利桑那州霍尔布鲁克三叠纪硅化木化石林树干直径约 3m,树高约 6060万年前人类祖先的足印澳大利亚满谷国家公园发现的大批冰河时期的人类足迹距今 斜岩层不直线的产状要素1. 岩层的产状要素岩层在三维空间的产出状态就是 产状 ,有三个要素: 走向 、 倾向和 倾角 。走向 :岩层与水平面的交线称 走向线 (图中直线走向线在水平坐标系中所指的方位就是该岩层的走向,有两个数值。倾斜岩层的产状要素平面层面上与走向线垂直的直线称(真)倾斜线 ,倾斜线下倾方向在水平面上的投影线所指的方位就是该岩层的 倾向 。倾角 :岩层的倾斜线与它在水平面上投影线之间的锐夹角就是该岩层的(真)倾角 。岩层真倾角不视倾角的关系图示二、倾斜岩层与直线的产状要素 1. 岩层的产状要素 视倾向 与 视倾角A H OM N倾斜线 (如 视倾斜线与其中水平面上投影线之间的锐夹角称之为该岩层的 视倾角 或 假倾角 (如 、 )。视倾角总是小于真倾角。倾角与视倾角满足下列函数关系请注意:特殊产状岩层 —水平岩层不直立岩层它们的产状是规定的:水平岩层的倾角为 0º;直立岩层的倾角为 90º,走向有两个数值。2. 倾斜岩层产状表示法( 1)方位角表示法: “ 倾向 倾角 ”如: 213 54、 0  25、 60  60请注意: 在“ 60  60”中,两个“ 60”的含义是完全丌同的。地质学上一般采用方位角表示法。( 2)象限角表示法 (水利方面常用)如 W/24  示走向为北偏西 65 ,倾角为25 ,向南西倾斜。岩层的面向—— 岩层由老变新的方向 2354☆ 面向 和 层序面向 —— 是成层岩层顶面法线所指的方向,是岩层由老到新的方向。层序 —— 是岩层的顺序。成层岩层从下到上,地层由老到新 — 正常层序 ,面向指向上。成层岩层从下到上,地层由新到老 — 倒转层序 ,面向指向下。☆ 利用各种原生构造及其指示面向的方法层理:成分和结构均一的纹层成 层 显示出来的构造 —— 原生沉积构造。岩层面向的确定标志沉积岩层的沉积学标志层理 ——波痕 ——泥裂 ——印痕 ——化石产出状态等 ——岩浆岩岩石学标志3. 直线的产状要素直线的产状要素与倾斜平面的产状要素类似,也有(真)倾(伏)向 和(真) 倾(伏)角 。直线产状的表示方法与平面产状的表示方法类似,也是“ 倾向 倾角 ”。如 213°  54 °水平线 侧伏向倾伏向为倾伏角 , 为侧伏角直线的产状要素也可以把直线所作倾斜平面作参照面,用 侧伏向 和 侧伏角表示直线的产状。三、水平岩层不倾斜岩层在地形地质图上的特征1. 水平岩层在地形地质图上的特征水平岩层立体图 地形地质图( 1)地层出露线与地形等高线平行,一般不相交;( 2)顶面的海拔与底面海拔之差就是岩层的真厚度 。水平岩层地貌水平岩层地貌直立岩层 的地质界线是 沿其走向作直线延伸 , 丌受地形影响 。垂直岩层倾斜岩层露头分布形态则较复杂,表现出地质界线不等高线相交的曲线延伸,并有一定规律,当其穿过沟谷或山脊时,露头线均呈 “ V”字形,故此规律又称为 . 倾斜岩层在地形地质图上的特征 —“V”字形法则倾斜岩层的露头界线在地形地质图上与地形等高线之间有一定的关系,这种关系就是“ V”字形法则。1. “相反相同”如果 岩层倾向 与 地面坡向 相反 ,在地形地质图上 岩层界线 与 地形等高线 的 弯曲方向一致 ,且 弯曲幅度小于地形等高线。地形地质图的特征800 山脊 处沟谷 上游 山脊 下坡8 00 “相同 >相反”如果 岩层倾向 与 地面坡向 相同 ,且岩层倾角 大于 地面坡角,则在地形地质图上岩层界线与地形等高线的 弯曲方向相反 。3. “相同 <相同”如果 岩层倾向 与 地面坡向 相同 ,且岩层倾角 小于 地面坡角,则在地形地质图上岩层界线的弯曲方向与地形等高线相同且弯曲幅大于地形等高线 。地形地质图的特征地形地质图的特征800 山脊 处沟谷 下游 山脊 上坡 山脊 处沟谷 上游 山脊 下坡若地层没有倒转时 , 地质界线:总 结: 山脊 处新 地层 老 地层岩层界面 、 断层面 、 不整合面 等露头线的分布形态 。用于:用间接方法确定岩层产状要素一、目的要求1. 熟悉并逐渐达到掌握“ V”字形法则,学会在地形地质图上和三点法求岩层产状要素,进一步掌握岩层产状要素的概念。2. 掌握 地形地质图上三点法求岩层产状要素 ,深入理解 产状要素的概念 。二、说明 (一 )、在地形地质图上求产状要素的方法原理: 此法适用于大比例尺地形地质图上,面且要求在测定范围内,岩层产状稳定,无小褶皱或断层的干扰。在图立体透视图中 . 某砂岩层的上层面与 10050— I— 沿层面作它们的垂线 即为岩层的倾角 , 在直角三角形 因此 , 只要能作出同一层面不同高程的相邻两条平行的走向线 , 再根据其高程和平距 , 即可求出岩层在该处的产状要素 。其求解步骤如下 (图 B):1. 将砂岩层的上层面界线不 50、 I、 得走向线 I—I—. 从 150I—作一垂线不100—点,则 据两走向线高差 50m, 按地质图比例尺取 如10m)得直角三角形 . 用量角嚣量出 ∠值 , 或按地质图比例尺求出 0m, 可由 C/的度数 , 并量出 层的接触关系整合不整合地层接触关系平行不整合 :上、下地层的产状彼此平行,但两套地层之间缺失了一些时代的地层。常发育风化壳。反映地壳升降运动 。角度不整合 :上、下两套地层之间既缺失部分地层,产状又不相同。常发育底砾岩。 反映造山运动 。嵌入不整合 :沉积于不整合面低凹部位的沉积岩层与不整合面相交的现象。超覆 :新地层的展布范围超过早先的盆地边界而覆盖在下伏地层或原为剥蚀区的基底之上而形成的不整合 。沉积不整合 :沉积岩层形成于岩体之上 。特征: ① 时代连续 , 没有间断;② 上下岩层的产状基本平行一致 。上下两套地层 连续沉积 , 产状 也 基 本相似 的的接触关系 。整合接触地壳相对稳定,沉积环境持续稳定不整合接触存在沉积间断 的上下地层的接触关系称为不整合接触 ,简称不整合 。不整合面 常见底砾岩平行不整合角度不整合根据 丌整合面 上下地层的产状 及所 反映的地壳运动的特征 , 分为:不整合面平行不整合特征:① 上下岩层的 产状基本平行一致 ;② 在两套地层之间缺失了一些时代的地层 , 存在沉积间断 。这一地史时期地壳曾经发生过显著的升降运动 。平行不整合接触的形成过程不整合面角度不整合特征:① 上下岩层的 产状丌平行 ;② 在两套地层之间缺失了一些时代的地层 ,存在沉积间断 。这一地史时期内曾发生过显著的水平运动和升降运动角度不整合接触的形成过程河北省抚宁县张岩子震旦系砂岩沉积于元古代花岗岩之上丌整合丼例四、地层的接触关系青白口群下马岭组 (岩绥中片麻状花岗岩 (2)塔里木盆地东阿塘北部由地震剖面揭示的角度不整合于广义的平行不整合丌整合丼例四、地层的接触关系 3 不要将一些交错层理误认为是角度不整合角度不整合 美国犹他州 整合的观察和研究1. 研究意义:( 1)研究地质发展历史;( 2)鉴定地壳运动特征;( 3)确定构造变形时期;( 4)划分地层、构造单元;( 5)了解古地理特征和古构造状态;( 6)寻找沉积、热液性矿床和石油、天然气田2. 研究内容:( 1)确定不整合:(其标志)①古生物:上下两套地层中化石代表的时代有大的间断②沉积侵蚀:有古侵蚀面、古风化壳、古土壤、底砾岩、残积矿床(铁帽、铝土矿、磷矿、沙金)等③构造变形:上下两套地层产状不同,构造线变化,褶皱样式、断层类型、变形程度差异,下部地层中的断层被上覆地层截切④岩浆活动:上下两套地层中岩浆岩系列的成分、产状、规模、强度积热液矿床差异⑤变质程度:上下两套地层变质程度差异( 2)不整合时代的确定:①缺失地层的年代②下伏最新地层之后;上覆最老地层之前③侵入的岩浆时代之前;剥蚀的岩浆时代之后④被截切断层之后;贯穿上下两套地层的断层之前⑤古风化壳的年代( 3)不整合的空间展布和变化不同地段、不同部位强度、性质均有变化,综合考虑区域多种因素五、沉积岩中的软沉积变形构造软沉积变形 是指沉积物尚未充分固结成岩时发生的变形,变形的机制有三种:负荷作用 :当砂岩沉积在塑性的泥质层之上因差异压实会使沉积物发生垂向流动而形成的软沉积变形构造。滑塌作用 、 滑移作用 :在陆地上,尤其是水下隆起的斜坡上,由于由重力、水流和震动等原因引起松软沉积物顺坡下滑或顺层流动的过程。新疆乌恰县恰克马克达里亚 1石”使岩石似砾岩安徽省舒城县晓天镇 浆岩体中的原生构造岩浆向上运移,侵入上覆围岩或喷溢到地面并逐渐冷凝固结形成岩石的过程中所产生的构造就是岩浆岩体的 原生构造 ,可分为 原生流动构造 和 原生破裂构造 。原生流动构造形成于粘稠的含晶体的液态岩浆流动阶段。原生破裂构造形成于岩浆冷凝固化阶段。厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛詹姆斯岛上基性熔岩中的流动构造 美国夏威夷 浆岩体中的原生构造英国北爱尔兰安特里姆郡海滨 4万多根玄武岩柱福建漳州海滨地质公园南碇岛柱状节理140多万根玄武岩柱石柱的截面多为六边形,直径 25~35浆岩体中的原生构造四川省汉源县罗锅坪东 走向、倾向和倾角的含义是什么?• 岩层的露头宽度与哪些因素有关?• 如何在地形地质图上判断地层是否水平?• 沉积岩层有哪些基本的接触关系?各有什么构造意义?如何识别它们?• 如何判断沉积岩层的顶面与底面?• “ V”字形法则的内容是什么?• 岩浆岩中主要有哪些原生构造?
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