地质构造形式

二、地质构造形式

(一)水平构造

水平构造是指一个地区出露的地层基本近于水平。它通常出现在地壳运动影响较轻微或升降运动十分均匀的地区，岩层基本上保持着原始的水平状态。

一般说来，水平岩层在地面及地质图上具有以下基本特征：当地表被剥蚀切割轻微时，地面只出露单一最新地层(见图3-7)；当地表被流水切割时，时代较老的地层出露于河谷、冲沟等低洼处，最新地层则分布在山顶或分水岭上。在沟谷处地层出露界线呈“V”字形，其尖端指向上游。由于岩层水平，岩层面的各点基本上等高，即同一岩层的分布高度大致相同，在地质图上表现为岩层的出露界线(岩层面与地面交线)与地形等高线平行或重合，这是判读水平岩层的重要标志。

图3-7　水平岩层的出露分布特征

(二)单斜构造

若一个地区内的一系列岩层向同一方向倾斜，而岩层的倾角较小(一般在25°左右)，则称为单斜构造。这种现象常常出现在褶曲一翼或断层的一盘；或在构造升降运动不等量的地区，使原始岩层的水平产状发生倾斜；也可能是由于接受沉积的原始地形的影响，使其原始状态就是倾斜的。测定倾斜岩层的产状是研究地质构造的基础。

岩层在空间的分布状态称为岩层的产状，通常用岩层的走向、倾向和倾角来测定(见图3-8)。

AOB—走向线　OD—倾斜线

OD'—倾向　α—岩层倾角

图3-8　岩层的产状要素

倾斜岩层露头界线的分布状态与等高线是斜交的，表现为与地形等高线成交截关系的曲线延伸，情况比水平岩层的出露界线复杂，但却有一定的规律可寻，即当其横过沟谷或山脊时，均呈“V”字形态。根据岩层产状、地面坡度及坡向的不同，“V”字形态也有所不同，这种规律称为“V”字形法则。它们的相互关系有如下三种情况：

当岩层倾向与地形坡向相反时，岩层界线与地形等高线的弯曲方向一致，在沟谷处岩层“V”字形尖端指向上游；而穿过山脊时，“V”字形尖端则指向山脊的下坡，但岩层界线的弯曲度总比等高线弯曲度小，如图3-9所示。

图3-9　倾斜岩层露头线形态(一)

当岩层倾向与地形坡向相同，而岩层倾角大于地面坡度时，岩层露头界线与等高线呈相反方向弯曲。在沟谷中，岩层露头界线的“V”字形尖端亦指向下游，在山脊处，则指向山脊的上方，如图3-10所示。

图3-10　倾斜岩层露头线形态(二)

当岩层倾向与地面坡向相同而岩层倾角小于地面坡度时，岩层露头界线与等高线的弯曲方向也是一致的。在沟谷中，岩层露头界线的“V”字形尖端亦指向上游；在山脊上，其“V”字形尖端则指向山脊的下坡，见图3-11。这与第一种情况所表现的形态不同之处，在于其露头界线的“V”字形弯曲度大于地形等高线的弯曲度。比较图3-9与图3-11就可清楚地看出这种差别。

图3-11　倾斜岩层露头线形态(三)

上述三种情况都表明：在地层没有倒转的情况下，在沟谷中岩层界线的“V”字形尖端指向新地层，“V”字形内弧开口处为相对较老时代的地层；在山脊处则相反。

“V”字形法则有助于阅读分析地质图，特别是大、中比例尺地质图。不过，在应用这个法则时要注意，只有当倾斜岩层的走向与沟谷或山脊的延伸方向呈直交或斜交时，岩层露头线的分布延伸与地形等高线的关系才呈现上述现象。当岩层走向与沟谷或山脊走向平行时，则不呈现上述规律。总之，读图时要注意联系周围的情况，进行全面综合分析，才能得出符合实际的结论。

(三)褶皱构造

层状岩石受到水平方向的挤压力，岩层会产生一系列波状弯曲，但岩层的连续性仍未遭到破坏。岩层的这种波状弯曲状态，称为褶皱。单个弯曲称为褶曲，这是褶皱的基本单元。褶曲的形态可用褶曲要素表示，如图3-12所示。

核——泛指褶曲弯曲的核心部位

顶——背斜的最高点

枢纽——褶曲的同一层面上各最大弯曲点的联线

翼——泛指褶核部两侧的部位

槽——向斜的最低点

转折端——褶曲从一翼转到另一翼的转折部分

轴面枢纽面——连接褶曲各层的枢纽构成的面

图3-12　褶曲要素

褶皱是地壳中发育最广泛的一种构造形式。褶曲形态复杂多样。按褶曲的外形可分背斜和向斜两种基本形式：背斜中部岩层向上弯曲；向斜中部岩层向下弯曲。当褶曲形态被外力风化剥蚀后，判断背斜向斜主要是根据地层的新老层序来确定的，若核部为相对较老的地层，两翼对称出现相对较新的地层，则为背斜构造；反之，则为向斜构造。

按轴面的空间位置和两翼岩层的产状，可将褶曲分为直立褶曲、歪斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲等几种形式，如图3-13所示。

图3-13　按褶曲的轴面产状分类

按枢纽形态，可把褶曲分为长轴褶曲、短轴褶曲和等轴褶曲，如图3-14所示。

图3-14　长轴、短轴、等轴褶曲

在地质图上判读褶皱构造，主要是根据地层产状和核部及两侧新老地层重复出露的特征。例如，图3-15中尖峰处核部的地层较新，向两侧分别对称重复出现愈来愈老的地层，故此处为一向斜构造；而左侧谷地处，核部为较老地层，向两侧分别对称出现较新的地层，则此处为一背斜构造。然后再根据地层产状和同一地层出露的宽度，确定褶曲的类型：如褶曲两翼同一岩层平行对称排列，则为长轴褶曲；若两翼同一岩层呈弧形闭合，则为短轴褶曲。背斜的倾状方向与地层闭合端一致，向斜则相反。对称褶曲的地层向两侧倾斜；背斜或向斜的两翼地层向同一方倾斜者，则为倒转褶曲。褶曲两翼同一地层的倾角大小，可根据地层的出露宽度来判读：地层出露宽者，倾角小；窄者，倾角大。这些产状特征也是航片与卫片上判读褶皱构造的重要依据。

图3-15　地质图上的背斜、向斜

(四)断裂构造

岩层受内力作用，当应力达到或超过岩石强度极限时，岩层的连续性和完整性发生破坏。岩层破裂后，两侧岩块发生显著位移者，称为断层。无位移或位移不显著者称为节理。

断层各组成部分叫断层要素。断层要素主要有断层面、断层线和断盘等，如图3-16所示。

断层按两盘相对位移的关系可分以下几类：正断层(3-16A)是上盘相对下降，下盘相对上升的断层；逆断层(图3-16B)是上盘相对上升，下盘相对下降的断层；平推断层(图3-16C)是断层沿水平方向相对位移的断层。但在自然界，一个地区的断层往往成列出现，形成各种组合断层，如地垒、地堑和阶梯状断层等。

断层要素：a.断层面——岩层或岩体发生断袭时的破裂面；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　b.断层线——断层面与地面的交线；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　c.断盘——断层面两侧的岩块，如断层面产状倾斜，则位于断层面之上的一盘叫上盘，位于断层面之下的一盘叫下盘；

　　　　　d.断距——断层两盘同一标志层相对错开的距离　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

图3-16　断层要素与断层主要类型示意图

断层在野外和地质图上常见的标志是地层的重复或缺失。重复是指按地层顺序本来只应出现一次的地层，却不正常地出现了两次或多次，但又不像褶曲构造中地层有规律的对称重复。缺失是指按地层正常层序中应该出露的地层却缺失了，但又不是不整合所造成的区域性地层缺失。图3-17示出纵断层(断层走向与地层走向一致的断层)造成地层重复和缺失的几种情况，说明见表3-4。

图3-17　走向断层造成地层的重复与缺失

表3-4　走向断层造成地层的重复与缺失

断层常见的另一标志就是断层发生后，常将岩层、岩体、岩脉、褶皱轴和早期断层等在延伸方向上突然中断(见图3-18)。此外，在断层错动破碎带常见有断层擦痕、角砾岩和断层泥等现象，在野外可作为判断断层的证据。

图3-18　断层的构造不连续标志平面示意图

以上仅是地质图上和野外常见的几种断层标志，实际上，自然界的断层是很复杂的，识别时常常需要许多标志才能确定。目前，利用遥感手段和卫星影像，对判读断层可获得最佳的效果，断层的线性特征和上述标志都能在卫星像片上得到反映，对一些隐状断层经计算机处理后，也能在卫片上呈现其特征。