内容正文:
主题20
地质构造
第一部分 基础知识
岩层产状
岩石的变形和变位,称为地质构造。褶皱和断层是最基本的地质构造。
为了研究地质构造,首先要确定岩石的空间位置,即产出状态,简称产状。岩层的走向、倾向、倾角称为岩层的产状要素。(如右图)
① 走向:岩层与水平面交线的方向。是岩层的延伸方向。
② 倾向:岩层上与走向垂直,并指向下方的直线称为倾斜线。它的水平投影指示的方向,即倾向。
③ 倾角:岩层与水平面的最大夹角。产状要素
基础一 褶皱
1、概念
在地壳运动产生的强大挤压力作用下,岩层会发生塑性变形,产生一系列波状弯曲,叫作褶皱。褶皱由背斜和向斜组成。
2、褶皱的结构
(1)褶皱岩层的中心,称为核;核、翼
(2)褶皱岩层的两坡,称为翼。(如右图所示)
3、褶皱类型
(1)背斜、向斜:原始水平岩层受力挤压,水平岩层向上凸的称为背斜,向下凹的称为向斜。
(2)背斜、向斜的判定:很多情况下,我们在地表上是看不到地下岩层的弯曲状况的,因此,实际判断向斜背斜并不是根据弯曲,而是根据岩层的新老关系。
中间岩层老,向两翼变新为背斜;
中间岩层新,向两翼变老为向斜。
【注意:在判断时要把握原则,下层岩层较上层岩层老。】
(3)地貌:一般情况下,背斜形成山地,向斜形成谷地。
水平挤压形成褶皱
(4)背斜成谷,向斜成山
在外力长期作用下,向斜、背斜地表形态会出现倒置现象。其形成过程如下:
① 背斜,顶部因受张力,岩石较为破碎,容易被外力侵蚀而成为谷地。
② 向斜,槽部受挤压,岩石坚硬,不易被侵蚀,反而成为山岭。背斜成谷,向斜成山
一般褶皱地貌
拓展一 地质剖面图、地质平面图
在题目中,我们会接触到两种图,用来表示地质构造:地质剖面图和地质平面图。
沿垂直方向将大地切开,绘制切面的地层结构,就得到地质剖面图。如在断层侧壁,可直接看到地层的垂直分布。
但在许多情况下,我们看到的只有地表,不过没有关系,我们可以通过绘制地质平面图,根据岩层的新老关系,依旧可以判断地下岩层的走向,确定背斜、向斜。
判断步骤为:
① 先找到核部位置。核部位置往往是一众地层中最新或最老的一个。如右图中,岩层③岩层最老,①岩层最新,更可能就是核部。
② 看核部两侧岩层的新老。即根据判断依据:
中间老,两翼新为背斜;中间新,两翼老为向斜。
拓展二 岩层宽度判断受侵蚀程度
上面介绍地质水平剖面图,背斜
向斜
实际上,因为背斜和向斜的倾斜
方向不同,导致当地表同时向下
侵蚀时,核部岩层宽度的变化是
不同的。
背斜侵蚀越严重,其核部岩
层越宽;向斜侵蚀越严重,其核
部位置越窄。(如右图所示)
拓展三 单斜构造
单斜,是指原来水平的岩层在受到地壳运动的影响后,岩层向同一个方向倾斜形成的构造。
单斜构造往往是褶皱的一翼、断层的一盘或者是由局部地层的不均匀上升或下降引起。单斜构造能够形成单斜山等地貌。单斜山
单斜构造
基础二 断层
1、概念
当岩层受到压力、张力等超出所能承受的程度,岩层就会断裂并沿断裂面发生明显的位移,形成断层。垂直方向位移形成的断层
断层的位移方向有垂直和水平两种。
【注意:“断层”和“断裂”是不同的。断裂是岩层断开但不一定位移,而断层是岩层一定发生相对位移。】水平方向位移形成的断层
2、断层的结构
(1)分隔两个岩块并使其发生相对滑动的面,称为断层面。
(2)断层面与地表的交线,称为断层线。
(3)被断开的两部分岩块,其中位于断层面之上的,称为上盘;位于断层面之下的,称为下盘。(如右图所示)
3、断层的类型
(1)根据断层两盘相对滑动的方向
平移断层:被断的岩块沿断层面水平滑动。
逆断层:上盘向上滑动,可掩覆于下盘之上。
正断层:上盘向下滑动,两侧相当的岩层相互分离。
(2)根据断层组合形式
① 地垒:两个正断层所夹持的共同下盘(上升盘)。常形成断块山、高地等类型的地貌。如:华山、庐山、泰山是典型的断块山。【简记:“路太滑”】
② 地堑:两个正断层所夹持的共同上盘(下降盘)。常形成谷地、低地等类型的地貌。如:汾河谷地、渭河平原、吐鲁番盆地等,是典型的断裂下陷地形。
基础三 褶皱和断层的应用
背斜
① 宜建设隧道工程,天然拱形结构,结构稳定,且不易储水,方便建设。
② 是良好的储油、储气构造,宜找油气资源。
③ 岩石破碎,不易建设水库大坝。
断层
① 地下水易出露,适合找泉。
② 大坝等工程建设应避开断层。
向斜
是良好的储水构造,适合在向斜找水。
拓展
背斜为什么能储藏油气
在说明这个问题之前先简单谈一下油气藏的形成过程:
① 沉积有机质在地下经高温高压形成油气,生成油气的岩层称为烃源岩。
② 因油气密度小,会顺岩石孔隙向上运移。
③ 当遇到致密岩层时,油气因无法透过而在下方储集,从而形成油气藏,致密岩层又称盖层。
背斜实际上就具备一个很好的储油空间,上凸的构造类似一个“盖子”,油气就被储藏在这个“盖子”之下,若在下方同时存在水、油、气,那么三者按密度大小由下到上依次排列。
第二部分 重点知识讲解
板块构造学说
板块构造学说对各种地质现象做出了较合理的回答,成为统领地质科学的基础理论。下面,我们就对板块构造学说进行更为细致的探索:
探索一 基本观点
1、地球表层的岩石圈并不是完整的一块,而是被断裂带分割成六大板块。分别是亚欧板块、太平洋板块、印度洋板块、美洲板块、非洲板块、南极洲板块。(如下图)
2、这些板块漂浮在“软流层”之上,不停地运动。
3、板块处于相对的运动状态。内部比较稳定,边界比较活跃,多火山、地震。
4、板块相对移动,彼此碰撞或张裂,形成地球表面的基本面貌。
六大板块分布
在六大板块中,有几个地方需要注意:
(1)阿拉伯半岛、印度半岛、澳大利亚大陆虽然是三块陆地,但属于印度洋板块。
(2)南美洲西部有一个小板块(上图中暗红色小块),称为纳兹卡板块,因为我们称六大板块而不是七大板块,因此,习惯上我们将该小板块划归到南极洲板块内。即南美洲西部处于美洲板块和南极洲板块交界处。
(3)消亡边界几乎均在环太平洋(除南部外)和地中海-喜马拉雅,这两条火山地震带上。其他的都是生长边界。
探索二 板块运动与地貌
板块与板块之间有两种运动方式,张裂或相撞。这两种运动分别形成不同的地貌。如下:
拓展
大洋的形成与消亡
加拿大学者威尔逊提出了大洋从形成到消亡的六个阶段,对于我们理解上述边界有很大帮助。成熟阶段:变为大洋
海湾继续拉张,变为广阔大洋,中部形成大洋中脊。现代代表:大西洋。
幼年阶段:形成海湾
陆地继续拉张,裂谷变海湾。现代代表:红海、亚丁湾。
萌芽阶段:陆地开裂
地幔活动,地表受张力,使地壳开裂。现代代表:东非大裂谷。
大陆碰撞阶段
海洋消失,大陆相撞,隆起成山。现代代表:青藏高原,喜马拉雅山脉。
收缩阶段:大洋收缩
大洋与陆地的交界处因脆弱断裂,分为陆壳、洋壳两部分,洋壳密度大,碰撞时斜插入陆壳下方,称为俯冲,在交接处形成海沟、岛弧链、山弧等,伴随火山、地震。现代代表:太平洋西海岸。
结束阶段:继续俯冲
俯冲使海洋缩小,形成狭窄残余海面。现代代表:地中海。
红海、亚丁湾、大西洋等正处于扩大阶段,海域面积会不断增大;地中海的面积随着挤压还会不断减小。大洋中脊不断喷出岩浆,促使大洋底部面积扩展,因此越远离中脊的岩石越先形成。
第三部分 知识关联
关联一 节理
1、概念
地质作用下,岩块发生一系列规则的破裂,但破裂面两侧岩块没有发生明显的位移,此破裂称为节理。或称为裂隙。可分为分为断裂包括断层和节理。
2、常见节理
粤北丹霞地貌,虽然岩层为水平沉积岩,但发育的是垂直节理,这样流水才能更易下蚀,形成高耸的地貌。
黄土,垂直节理发育,其结构使水流很容易沿裂隙向下侵蚀,造成水土流失
自然岩石的节理
3、节理、层理、片理的区别
(1)层理:指沉积岩的成层性。由于先后沉积下来的沉积物的颗粒大小、成分、颜色和形状的不同而显示的成层现象。层理构造是沉积岩最特征、最基本的沉积构造。
(2)片理:指岩石中片状或长条状矿物连续而平行排列,形成平行、密集而不甚平坦的纹理。板状、千枚状、片状、片麻状构造可通称为片理。是变质岩中特有的构造。片理(变质岩)
层理(沉积岩)
(3)节理:指岩块中的裂隙,各类岩石都有。
关联二 地层接触关系【拓展】
新老岩层之间具有多样的接触关系。
1、整合接触
指相邻的新老地层产状【见本主题开头】一致,它们的岩石性质与生物演化连续而渐变,沉积作用没有中断。说明两地层间是连续沉积而成的。(如下图1)
2、假整合接触
相邻的新老地层产状一致,它们的分界面是沉积作用的间断面(剥蚀面)。说明两地层间发生了沉积间断。(如下图2)
3、不整合接触
相邻的新、老地层产状不一致,其间有剥蚀面相分割。说明两地层间既构造不一样又沉积中断。(如下图3)
图2 假整合接触
过程:先沉积了岩层①到④,然后地壳抬升,岩层④被剥蚀,导致岩层④缺失,并形成剥蚀面。后来地壳下降,又依次沉积岩层⑤⑥。
图3 不整合接触
过程:先沉积了岩层①到⑤,地壳受挤压,发生褶皱,地势变高,顶部岩层被剥蚀,导致上层岩层缺失,并形成剥蚀面。后来地壳下降,又依次沉积岩层⑥⑦。
图1 整合接触
过程:岩层①到⑤,从老到新依次沉积。
4、侵入接触
侵入体与其围岩接触会发生变质作用。也就是说,在侵入岩周围一般会生成变质岩。
5、侵入体的沉积接触
指地层覆盖在侵入体之上,其间有剥蚀面分割。其形成过程为:沉积岩层有岩浆侵入,然后地壳抬升,顶部沉积岩和侵入岩被侵蚀,后来地壳下降,再次接受沉积。这样,沉积岩覆盖于侵入岩之上并有剥蚀面分割。
下图展示了题目中常见的地质剖面图,以及其中反映的接触关系:
关联三 岩层新老关系判断方法
1、沉积岩的判读:下老上新。
2、岩浆岩和沉积岩的判读:被侵入的岩层先形成,岩浆岩后形成。
3、岩浆岩和变质岩的判读:侵入岩附近高温高压易发生变质作用,形成变质岩。变质岩晚于侵入岩。
4、根据海底岩石形成和扩张的形成判断:如果是海底岩石,则离海岭越近,其形成地质年代越晚,离海岭越远,其形成的地质年代越早;或者说,离海沟越近,形成的地质年代越早,离海沟越远,形成的地质年代越晚。
5、存在断层时:被断层切断的岩层先形成,断层后形成。
关联四 岩层埋藏深度
在下面展示的图像中,已知地形剖面的海拔分布和某岩层埋藏深度,我们可以据此判断地下地质构造状况。我们需要根据埋藏深度线,将实际岩层的位置转绘以下(图中红线)。
可以判断:A、E两地为背斜谷;B地为向斜谷;C地为背斜山;D地发育有断层。
A
B
D
C
E
第四部分 实题演练
(全国Ⅲ 7~8)下图示意某地质剖面,其中①指断层。据此完成1、2题。
1、①②③④中最先形成的是
A. ① B. ②
C. ③ D. ④
2、砂砾石层的下界为相对平坦而广阔的面。该面形成时期,所在区域可能
A. 地壳持续抬升,遭受侵蚀
B. 地壳持续下降,接受沉积
C. 地壳运动稳定,遭受侵蚀
D. 地壳运动稳定,接受沉积
【答案】1、D 2、C
【解析】图中①将④切断了,因此必须要先形成④再形成①,A排除;②覆盖于①④之上,并且是完整的,应晚于两者,也非最早,B排除;③穿过了②④,应晚于两者,也非最早,C排除。汇总前面的顺序,正确排列应是④①②③,④最早,D正确。
2、图中“相对平坦的面”应是侵蚀面,并且非常平坦,说明其在形成时,也就是侵蚀过程中地壳应该是稳定的,这样原本位置高的地方侵蚀得快,位置低的地方侵蚀得慢,侵蚀到最后才是趋平的状态。C项正确。
(江苏 5~6)下图为某区域地质简图。该区沉积地层有Q、P、C、D、S2、S1,其年代依次变老。读图完成3、4题。
3、从甲地到乙地的地形地质剖面示意图是
4、为揭示深部地质状况,在丙处垂直钻探取芯,可能发现的地层是
A. 志留纪 B. 石炭纪 C. 二叠纪 D.第四纪
【答案】3、A 4、A
【解析】3、从等高线来看,甲到乙间应是一个山丘,排除C、D。从底层分布来看,甲处为C,山丘处P,乙处为C。岩层排列中间新,两翼老,判断构造为向斜。综上所述,甲乙之间是一个向斜山,A正确。
4、图中丙地岩层地质时期为D泥盆纪,若向下钻探取芯,根据沉积岩分布规律,下层岩层将比其更老。通过选项看,比泥盆纪更老的只能是志留纪,A项正确。
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