地质力学ppt课件.ppt
125页第三章第三章 地质力学地质力学第一节第一节 构造形迹与构造面构造形迹与构造面第二节第二节 构造体系与构造型式构造体系与构造型式第三节第三节 构造体系的主要型式构造体系的主要型式第四节第四节 构造体系的复合与联合构造体系的复合与联合第五节第五节 构造体系群落与构造体系域的概念构造体系群落与构造体系域的概念第六节第六节 主要构造体系作有规律展布的原因主要构造体系作有规律展布的原因 地质力学,是运用力学原理,研地质力学,是运用力学原理,研究地壳构造和地壳运动规律,探求各究地壳构造和地壳运动规律,探求各个区域的地壳发生运动的原因,从而个区域的地壳发生运动的原因,从而解决生产实际中的问题解决生产实际中的问题 它是地质学领域内的新兴的边缘它是地质学领域内的新兴的边缘学科之一学科之一第一节第一节 构造形迹与构造面构造形迹与构造面一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概念二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别l构造地质学中所讲的褶皱、断层、节理、劈理、构造地质学中所讲的褶皱、断层、节理、劈理、片理等地质构造,都是地壳运动遗留下来的构片理等地质构造,都是地壳运动遗留下来的构造痕迹,地质力学称为造痕迹,地质力学称为构造形迹构造形迹。
l构造形迹的构造形迹的规模规模有大、有小大者,如大型拗有大、有小大者,如大型拗褶的面积可达数干平方公里、深大断裂的延伸褶的面积可达数干平方公里、深大断裂的延伸长度可达上千公里;小者,如片理在岩石手标长度可达上千公里;小者,如片理在岩石手标本上就能见到,有的甚至在显微镜下才能发现本上就能见到,有的甚至在显微镜下才能发现 一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概念一、构造形迹与构造面的概念l构造形迹在空间上的位态,构造地质学是运用构造形迹在空间上的位态,构造地质学是运用褶曲轴褶曲轴面、断层面、节理面、劈理面等的产状要素面、断层面、节理面、劈理面等的产状要素来表示的,来表示的,而地质力学则把这些构造面称为而地质力学则把这些构造面称为结构面结构面l断层面、节理面、劈理面,都是由于岩石受力破裂而断层面、节理面、劈理面,都是由于岩石受力破裂而成的,存在一个不连续的界面,地质力学称这些结构成的,存在一个不连续的界面,地质力学称这些结构面为面为““划分性结构面划分性结构面””或或““破裂结构面破裂结构面””;;l褶曲轴面客观上并不存在,是为了描述褶曲的空间形褶曲轴面客观上并不存在,是为了描述褶曲的空间形态而人为假设的,地质力学称它仍为态而人为假设的,地质力学称它仍为““标志性结构面标志性结构面。
二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类n 地质力学主张:尽管构造形迹的表现形式和形地质力学主张:尽管构造形迹的表现形式和形态复杂多样,但都是在一定的态复杂多样,但都是在一定的构造应力构造应力作用下作用下发生的,各自都有力学本质发生的,各自都有力学本质n在不同性质的构造应力作用下,会出现不同性在不同性质的构造应力作用下,会出现不同性质的结构面;不同性质的结构面特征,反映了质的结构面;不同性质的结构面特征,反映了所受构造应力的性质是不同的所受构造应力的性质是不同的n根据结构面的特征,分析结构面的力学性质,根据结构面的特征,分析结构面的力学性质,推测所受构造应力的性质,找出构造变动和构推测所受构造应力的性质,找出构造变动和构造运动的规律造运动的规律二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类l物体内部任意截面上的应力,可以分解为垂直物体内部任意截面上的应力,可以分解为垂直于截面和平行于截面作用的两个分量,分别称于截面和平行于截面作用的两个分量,分别称为正应力和剪应力正应力又可根据作用的方为正应力和剪应力正应力又可根据作用的方向,分为压应力和张应力向,分为压应力和张应力l在这些应力的分别作用下,相应就会出现五种在这些应力的分别作用下,相应就会出现五种力学性质不同的结构面。
力学性质不同的结构面1.1.压性结构面压性结构面(挤压面):在压应力作用下形成挤压面):在压应力作用下形成例如褶曲轴面、逆断层和逆掩断层面,片理面例如褶曲轴面、逆断层和逆掩断层面,片理面和一部分劈面等和一部分劈面等2.2.张性结构面张性结构面(张裂面):在张应力作用下形成(张裂面):在张应力作用下形成的如一部分正断层面和一部分劈理面等如一部分正断层面和一部分劈理面等3.3.扭性结构面扭性结构面(扭裂面):是在扭应力作用下形(扭裂面):是在扭应力作用下形成的如平移断层面,一部分正断层面、剪节成的如平移断层面,一部分正断层面、剪节理面、一部分劈理面等理面、一部分劈理面等二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类二、结构面力学性质和分类4.4.压性兼扭性结构面(压性兼扭性结构面(压扭性结构面):是既具压扭性结构面):是既具有压性、又具有扭性特征的结构面如一部分有压性、又具有扭性特征的结构面如一部分斜冲断层面、一部分褶曲轴面等斜冲断层面、一部分褶曲轴面等5.5.张性兼扭性结构面张性兼扭性结构面(张扭性结构面):是既具(张扭性结构面):是既具有张性又具有扭性特征的结构面。
比如一部分有张性又具有扭性特征的结构面比如一部分上盘斜落的正断层面、一部分弧形断裂面等上盘斜落的正断层面、一部分弧形断裂面等1. 1. 压性压性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 ①①压性破裂结构面一般呈舒缓波状,沿走向或倾向都有压性破裂结构面一般呈舒缓波状,沿走向或倾向都有这种特征这种特征②②在主要的压性破裂结构面两侧,岩石经常呈挤压状态,在主要的压性破裂结构面两侧,岩石经常呈挤压状态,挤压剧烈的部分有时形成与主要断裂面平行的片理或挤压剧烈的部分有时形成与主要断裂面平行的片理或叶理带 ③ ③ 断裂面一侧或两旁常形成挤压破碎带,带内或近旁有时断裂面一侧或两旁常形成挤压破碎带,带内或近旁有时出现许多构造透镜体其长轴与挤压面平行一致,围出现许多构造透镜体其长轴与挤压面平行一致,围绕着构造透镜体的片理或叶理都很发育绕着构造透镜体的片理或叶理都很发育三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征④ ④ 压性破裂结构面往往与其它挤压面一起成群出现,压性破裂结构面往往与其它挤压面一起成群出现,它们独自或与一系列褶皱一道构成一个挤压带,有它们独自或与一系列褶皱一道构成一个挤压带,有时可见到强烈的紧密褶皱、倒转或叠瓦式冲断裂等时可见到强烈的紧密褶皱、倒转或叠瓦式冲断裂等现象。
现象⑤ ⑤ 在断裂面两旁或断裂带内,常有鳞片状矿物在断裂面两旁或断裂带内,常有鳞片状矿物( (如云如云母、滑石、绿泥石、叶腊石、石墨等母、滑石、绿泥石、叶腊石、石墨等) )或柱状、针或柱状、针状矿物(如角闪石、绿帘石等),均呈定向排列,状矿物(如角闪石、绿帘石等),均呈定向排列,与主要挤压面平行与主要挤压面平行⑥ ⑥ 在压性破裂结构面附近的岩石中,往往产生有形状极在压性破裂结构面附近的岩石中,往往产生有形状极不规则的石英或方解石的晶片、晶块它们的分布是凌不规则的石英或方解石的晶片、晶块它们的分布是凌乱的,但远离挤压面就逐渐减少或消失,大致呈带状分乱的,但远离挤压面就逐渐减少或消失,大致呈带状分布⑦ ⑦ 如果是逆断层,在断层面上常常可以见到与走向垂直如果是逆断层,在断层面上常常可以见到与走向垂直的擦痕;在剖面上,在断层面两旁或一侧的岩层常有牵的擦痕;在剖面上,在断层面两旁或一侧的岩层常有牵引现象,有的可以看到羽状节理或入字型分支断裂,它引现象,有的可以看到羽状节理或入字型分支断裂,它们与主断裂面的交线大致都是水平的;在某种情况下,们与主断裂面的交线大致都是水平的;在某种情况下,还可能出现旋轴大致水平的帚状构造。
还可能出现旋轴大致水平的帚状构造三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征2.2.张性张性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 ①①张裂面的形状一般不规则,有时呈锯齿状或犬张裂面的形状一般不规则,有时呈锯齿状或犬牙交错的形态,断裂面比较粗糙不平整牙交错的形态,断裂面比较粗糙不平整② ② 单纯的张裂面上,很少出现大片擦痕单纯的张裂面上,很少出现大片擦痕③ ③ 平行的张裂面往往形成张裂带,每个张裂面往平行的张裂面往往形成张裂带,每个张裂面往往延长不远即消失;张裂面之间岩石条带大都往延长不远即消失;张裂面之间岩石条带大都参差不齐,迅速尖灭;有的在剖面上呈上宽下参差不齐,迅速尖灭;有的在剖面上呈上宽下窄的楔形裂口窄的楔形裂口三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征④ ④ 在张裂带中或张裂面附近也往往出现角砾岩带,角砾在张裂带中或张裂面附近也往往出现角砾岩带,角砾呈棱角状、大小悬殊、分布杂乱、散漫无定向;角砾呈棱角状、大小悬殊、分布杂乱、散漫无定向;角砾岩质地比较疏松,有时被碳酸盐、铁质、硅质及其它岩质地比较疏松,有时被碳酸盐、铁质、硅质及其它矿物质胶结矿物质胶结。
⑤ ⑤ 沿张裂带或张裂面常有岩脉或矿脉充填,有时有岩浆沿张裂带或张裂面常有岩脉或矿脉充填,有时有岩浆侵入体⑥ ⑥ 沿张裂面经常有裂隙发生,裂隙有大、有小,裂隙中沿张裂面经常有裂隙发生,裂隙有大、有小,裂隙中有时可见破碎岩块有时可见破碎岩块三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征3. 3. 扭性扭性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征①①扭裂面产状稳定,断面平直、光滑,有时呈镜面,扭裂面产状稳定,断面平直、光滑,有时呈镜面,常表现出象刀切一样的整齐;裂面上常有大量近于常表现出象刀切一样的整齐;裂面上常有大量近于水平的擦痕,有时还出现阶步和反阶步,可以根据水平的擦痕,有时还出现阶步和反阶步,可以根据它们的特征判别两盘相对位移的方向它们的特征判别两盘相对位移的方向②②扭断裂有时伴生有构造角砾岩,并且常有糜棱岩扭断裂有时伴生有构造角砾岩,并且常有糜棱岩③③扭裂面上有时有硅质、方解石等动力薄膜,有时有扭裂面上有时有硅质、方解石等动力薄膜,有时有绿泥石、绿帘石或镜铁矿等应力矿物绿泥石、绿帘石或镜铁矿等应力矿物 ④④扭裂面常平行成群出现,形成扭裂带,将岩石切割扭裂面常平行成群出现,形成扭裂带,将岩石切割成板状。
成板状三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征 阶步是发育在断层面上或纤维状晶体中的一种小陡坎,其高度一般不超阶步是发育在断层面上或纤维状晶体中的一种小陡坎,其高度一般不超过数毫米,延伸方向大致与擦痕或纤维状晶体的延伸方向垂直小陡坎是一过数毫米,延伸方向大致与擦痕或纤维状晶体的延伸方向垂直小陡坎是一组横向拉断面或者是纤维状晶体的顶面,由于是背着断层两盘相对位移的方组横向拉断面或者是纤维状晶体的顶面,由于是背着断层两盘相对位移的方向而被保留下来,因此它是指向断层对盘相对位移方向向而被保留下来,因此它是指向断层对盘相对位移方向 反阶步与阶步形态十分相似,所不同的是在小陡坎的根部有切入岩石的 反阶步与阶步形态十分相似,所不同的是在小陡坎的根部有切入岩石的小裂缝这是由于断层两盘相对位移时,断层面受到剪切应力的作用,使两小裂缝这是由于断层两盘相对位移时,断层面受到剪切应力的作用,使两侧产生羽状剪裂面切入岩石或形成楔形张节理小陡坎的倾向指向本盘相对侧产生羽状剪裂面切入岩石或形成楔形张节理小陡坎的倾向指向本盘相对运动方向运动方向⑤ ⑤ 经常出现两组不同方位的扭裂面互相交切成经常出现两组不同方位的扭裂面互相交切成x x型,往往型,往往是一对共轭扭裂面,将岩石切成方形或菱形岩块。
两是一对共轭扭裂面,将岩石切成方形或菱形岩块两组的发育程度有时不一致组的发育程度有时不一致⑥⑥扭裂面两盘的岩层、脉体、砾石、早形成的裂隙等,扭裂面两盘的岩层、脉体、砾石、早形成的裂隙等,均可被扭裂错移可根据这些现象判定相对位移的方均可被扭裂错移可根据这些现象判定相对位移的方向和距离向和距离⑦⑦在平面上,主扭裂面一侧或两旁,往往出现羽状节理、在平面上,主扭裂面一侧或两旁,往往出现羽状节理、入字型分支断裂入字型分支断裂( (或褶皱或褶皱) )及平面牵引现象,有时并有及平面牵引现象,有时并有旋轴大致呈铅直的旋扭构造出现这些次一级构造面旋轴大致呈铅直的旋扭构造出现这些次一级构造面与主扭裂面的交线、旋扭构造的旋轴,均与主扭裂面与主扭裂面的交线、旋扭构造的旋轴,均与主扭裂面的倾斜线近于一致的倾斜线近于一致三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征4.4.压性兼扭性压性兼扭性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 压性兼扭性破裂结构面,既有压性的特征,又有扭性的特征,故压性兼扭性破裂结构面,既有压性的特征,又有扭性的特征,故可以用以上列举的压性及扭性破裂面的主要特征来判别此外,可以用以上列举的压性及扭性破裂面的主要特征来判别。
此外,斜冲断裂面上,常见显示上盘斜冲的擦痕和阶步这时,断裂的斜冲断裂面上,常见显示上盘斜冲的擦痕和阶步这时,断裂的一盘或两盘可出现地层牵引、羽状节理、入字型分支断裂(或褶一盘或两盘可出现地层牵引、羽状节理、入字型分支断裂(或褶皱)及其某些旋扭构造,这些次一级构造面与斜冲断裂面的交线皱)及其某些旋扭构造,这些次一级构造面与斜冲断裂面的交线或旋扭构造的旋轴,常是既不与斜冲断裂面走向平行,也不与其或旋扭构造的旋轴,常是既不与斜冲断裂面走向平行,也不与其倾向一致倾向一致5.5.张性兼扭性张性兼扭性破裂结构面的破裂结构面的主要特征主要特征 张性兼扭性破裂结构面,既有张性的特征,又有扭性的特征,故张性兼扭性破裂结构面,既有张性的特征,又有扭性的特征,故可以用以上列举的张性及扭性破裂面的主要特征来判别可以用以上列举的张性及扭性破裂面的主要特征来判别三、破裂结构面的鉴定特征三、破裂结构面的鉴定特征 由于构造运动的不断发展,同一结构面的力由于构造运动的不断发展,同一结构面的力学性质可以发生转化鉴别结构面的力学性质,学性质可以发生转化鉴别结构面的力学性质,必须注意是否有转化及其转化过程。
导致结构面必须注意是否有转化及其转化过程导致结构面力学性质转化的原因有两种力学性质转化的原因有两种•一种是在同一方向、同一性质构造作用力的持续一种是在同一方向、同一性质构造作用力的持续作用下,伴随着构造形变的发展,结构面的力学作用下,伴随着构造形变的发展,结构面的力学性质发生变化性质发生变化•另一种是受两次构造运动的结果另一种是受两次构造运动的结果四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化 严格讲,前一种才是结构面力学性质严格讲,前一种才是结构面力学性质的转化后一种乃是两次构造运动的复合,的转化后一种乃是两次构造运动的复合,使同一岩块或地块发生两次构造变动,由使同一岩块或地块发生两次构造变动,由于两次构造运动的压力方向不同,使结构于两次构造运动的压力方向不同,使结构面力学性质发生转化故后一种应属于面力学性质发生转化故后一种应属于后后期改造期改造,或称为,或称为构造复合构造复合四、同一构造面力学性质的转化四、同一构造面力学性质的转化n同一岩块或地块在同一方式应力作用期间,所形成的不同一岩块或地块在同一方式应力作用期间,所形成的不同形态、不同规模和不同力学性质的构造形迹,存在着同形态、不同规模和不同力学性质的构造形迹,存在着一个变形的发展过程。
在不同发展阶段出现的构造形迹一个变形的发展过程在不同发展阶段出现的构造形迹之间,往往存在着挨次控制和因果关系先后出现的构之间,往往存在着挨次控制和因果关系先后出现的构造形迹所反映的局部应力场,其应力作用方式是不相同造形迹所反映的局部应力场,其应力作用方式是不相同的生成较晚的构造形迹,往往是由于生成较早的构造的生成较晚的构造形迹,往往是由于生成较早的构造形迹在生成的过程中诱导派生出来的先生成者控制了形迹在生成的过程中诱导派生出来的先生成者控制了后生成者后生成者n构造形迹这种有成生联系的先后次序,在地质力学上称构造形迹这种有成生联系的先后次序,在地质力学上称为为““构造序次构造序次””五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别 一般,第一序次一般,第一序次的构造形迹,称的构造形迹,称为初次构造,第为初次构造,第二、三二、三…………序次序次的构造形迹,称的构造形迹,称为再次构造或派为再次构造或派生构造五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别l构造形迹的序次构造形迹的序次和和级别级别是两个完全不同的概念是两个完全不同的概念序次序次是从是从时间上来说明,在同一场构造运动中形成的、有成生联系时间上来说明,在同一场构造运动中形成的、有成生联系的构造形迹,在成生上的先后次序。
的构造形迹,在成生上的先后次序级别级别是从空间上来说是从空间上来说明构造形迹规模的大小明构造形迹规模的大小l由于在同一场构造运动中,先生成的构造形迹往往对后生由于在同一场构造运动中,先生成的构造形迹往往对后生成的构造形迹起着成的构造形迹起着控制和限制控制和限制作用,因此一般来说初次构作用,因此一般来说初次构造形迹规模较大,再次构造形迹规模较小,存在着一定的造形迹规模较大,再次构造形迹规模较小,存在着一定的对应关系对应关系l但序次和级别并不一定都有完全对应的关系,初次构造并但序次和级别并不一定都有完全对应的关系,初次构造并不都是规模很大的高级构造,再次构造的规模也未必就比不都是规模很大的高级构造,再次构造的规模也未必就比初次构造小所以,在分析构造形迹的序次和级别时,必初次构造小所以,在分析构造形迹的序次和级别时,必须根据具体情况做具体分析须根据具体情况做具体分析五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别l不同序次的构造形迹反映的力学本质是不相同的对它不同序次的构造形迹反映的力学本质是不相同的对它们的分析,是从们的分析,是从力学本质力学本质来研究构造形变的发生、发展来研究构造形变的发生、发展和演变过程,有利于比较准确地分辨各种构造形迹之间和演变过程,有利于比较准确地分辨各种构造形迹之间的主从关系,比较准确地识别构造形态和鉴别结构面的的主从关系,比较准确地识别构造形态和鉴别结构面的力学性质。
力学性质l实际工作中,常会把构造形迹的序次和级别等同起来,实际工作中,常会把构造形迹的序次和级别等同起来,把一些本属于规模大的再次构造误认为是初次构造,致把一些本属于规模大的再次构造误认为是初次构造,致使对构造的分析得出错误的结论所以,地质力学特别使对构造的分析得出错误的结论所以,地质力学特别强调构造序次和级别的概念并强调在实践中,从观察强调构造序次和级别的概念并强调在实践中,从观察和鉴别各个结构面的力学性质入手,分析它们的成生序和鉴别各个结构面的力学性质入手,分析它们的成生序次,这样才能为正确地分析构造规律奠定可靠的基础次,这样才能为正确地分析构造规律奠定可靠的基础五、构造形迹的序次和级别五、构造形迹的序次和级别第二节第二节 构造体系与构造型式构造体系与构造型式一、构造体系的概念一、构造体系的概念二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则三、构造体系的级别和序次三、构造体系的级别和序次四、构造体系的形成时期四、构造体系的形成时期l构造体系概念是在经过长期观察和研究了构造形构造体系概念是在经过长期观察和研究了构造形迹之间的内在联系、空间分布规律,以及在大量事迹之间的内在联系、空间分布规律,以及在大量事实的基础上概括出来的理性认识。
实的基础上概括出来的理性认识l构造体系的定义(李四光):构造体系的定义(李四光):““构造体系构造体系是许多是许多不同形态、不同性质、不同级别和不同序次,但具不同形态、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,以及有成生联系的各项构造要素所组成的构造带,以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体一、构造体系的概念一、构造体系的概念 --------------地质力学的核心地质力学的核心l具有成生联系、聚集成带的构造形迹群称为具有成生联系、聚集成带的构造形迹群称为构造带构造带以褶皱为主的称为皱为主的称为褶皱带褶皱带,以断裂为主的称为,以断裂为主的称为断裂带断裂带,两者兼,两者兼有的称为有的称为褶皱断裂带褶皱断裂带l构造带间常夹有一些构造形迹相对微弱的岩块或地块,呈构造带间常夹有一些构造形迹相对微弱的岩块或地块,呈不同几何形态,被构造带包围或半包围不同几何形态,被构造带包围或半包围l如果在一定范围内,构造带及其组成的构造形迹及构造带如果在一定范围内,构造带及其组成的构造形迹及构造带之间所夹的岩块或地块,大体上都是在同一时期、经同一之间所夹的岩块或地块,大体上都是在同一时期、经同一次构造运动、或者断续的经过几次方向和性质相同的构造次构造运动、或者断续的经过几次方向和性质相同的构造运动产生的,它们都存在着成生联系、有规律地组合在一运动产生的,它们都存在着成生联系、有规律地组合在一起,那么就可以作为一个整体划为起,那么就可以作为一个整体划为——个个构造体系构造体系。
一、构造体系的概念一、构造体系的概念l由于组成地壳各部分的岩块或地块的力学性质有由于组成地壳各部分的岩块或地块的力学性质有差异,它们的几何形态各不相同,同一场构造运差异,它们的几何形态各不相同,同一场构造运动在不同地域出现的构造应力场的方向和性质不动在不同地域出现的构造应力场的方向和性质不尽相同,从而产生的构造体系都会有自己的形态尽相同,从而产生的构造体系都会有自己的形态特征,呈现出各种各样的类型特征,呈现出各种各样的类型l例如,有的构造体系的总体几何形态象例如,有的构造体系的总体几何形态象““山山””字字形,称为山字型构造体系;有的构造体系的总体形,称为山字型构造体系;有的构造体系的总体几何形态象几何形态象““多多””字形,称为多字形构造体系,字形,称为多字形构造体系,等等这些构造体系的具体型式,称为等等这些构造体系的具体型式,称为构造型式构造型式二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则l不同构造型式,是受不同边界条件和协调条件控制不同构造型式,是受不同边界条件和协调条件控制的通常把研究对象以外的其它物体称为的通常把研究对象以外的其它物体称为外界外界,把,把属于研究对象本身的且与外界直接接触的那些接触属于研究对象本身的且与外界直接接触的那些接触面称为面称为边界边界。
l边界条件边界条件————边界的形状、所受的外力及外界给予边界的形状、所受的外力及外界给予它的限制它的限制l协调条件协调条件————又称为变形协调条件或变形连续条件,又称为变形协调条件或变形连续条件,是指保证连续固体形变后仍为连续固体的条件是指保证连续固体形变后仍为连续固体的条件二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则l确定构造型式的确定构造型式的三原则三原则::①①必须是在不同区域里叠次出现、普遍存在必须是在不同区域里叠次出现、普遍存在的,而不是由于偶然的局部原因形成的;的,而不是由于偶然的局部原因形成的;②② 应变图象必须在力学理论上能够得到完善应变图象必须在力学理论上能够得到完善和统一的解释;和统一的解释;③③ 能通过室内试验再造出来、并能多次重复能通过室内试验再造出来、并能多次重复出现二、构造型式及其确定原则二、构造型式及其确定原则l按构造体系规模大小,可以分为按构造体系规模大小,可以分为巨型、大型、中型、小巨型、大型、中型、小型型等不同等不同级别级别这种级别的划分是这种级别的划分是相对相对的,各级之间不的,各级之间不存在明显的界线存在明显的界线l巨型或大型构造体系占据的空间范围比较大,是由区域巨型或大型构造体系占据的空间范围比较大,是由区域性构造运动引起的。
性构造运动引起的l中、小型构造体系占据的空间范围比较小,是由局部构中、小型构造体系占据的空间范围比较小,是由局部构造运动引起的造运动引起的l不同级别的构造体系,影响地壳深度是不一样的一般不同级别的构造体系,影响地壳深度是不一样的一般来讲,规模大者影响地壳深度比较深,甚至切穿地壳,来讲,规模大者影响地壳深度比较深,甚至切穿地壳,达到地幔;规模小者只影响到地壳的有限深度因此,达到地幔;规模小者只影响到地壳的有限深度因此,不同级别的构造体系控制着不同的岩浆活动不同级别的构造体系控制着不同的岩浆活动三、构造体系的级别和序次三、构造体系的级别和序次•一个大型的构造体系往往包含着许多较小一个大型的构造体系往往包含着许多较小的构造体系,较小的构造体系又包含着若的构造体系,较小的构造体系又包含着若干更小的构造体系而且,较小的构造体干更小的构造体系而且,较小的构造体系往往被较大的构造体系所规定和限制系往往被较大的构造体系所规定和限制由此可见构造体系也存在一个由此可见构造体系也存在一个序次序次问题•为了更确切地认识每一场构造运动的方向为了更确切地认识每一场构造运动的方向和方式及其发展过程,划清构造体系的序和方式及其发展过程,划清构造体系的序次也是极为重要的。
次也是极为重要的三、构造体系的级别和序次三、构造体系的级别和序次l构造体系构造体系是在一定的地质历史时期内,经一定方向和方是在一定的地质历史时期内,经一定方向和方式的区域构造运动的结果就区城构造运动发动的时期式的区域构造运动的结果就区城构造运动发动的时期来说,来说,主要是一次主要是一次,也可断断续续地分为几次,不过构,也可断断续续地分为几次,不过构造体系的定型则是由其中一次构造运动确定的造体系的定型则是由其中一次构造运动确定的l一般来讲一般来讲,中、小型构造体系,多是一次构造运动的结,中、小型构造体系,多是一次构造运动的结果,确定它们的形成时期比较容易大型、巨型构造体果,确定它们的形成时期比较容易大型、巨型构造体系,往往经历了多次系,往往经历了多次同一方向、同一方式同一方向、同一方式的构造运动,的构造运动,而且每次构造运动的时间间隔较长,这些不同构造运动而且每次构造运动的时间间隔较长,这些不同构造运动时期所形成的构造形迹有时重合在一起,这就需要把不时期所形成的构造形迹有时重合在一起,这就需要把不同构造运动时期所形成的构造形迹区分开,找出构造体同构造运动时期所形成的构造形迹区分开,找出构造体系的定型时期。
系的定型时期四、构造体系的形成时期四、构造体系的形成时期l构造体系形成时期构造体系形成时期,主要是根据构造形迹之间的关系、沉,主要是根据构造形迹之间的关系、沉积特征、岩浆活动、同位素年龄测定、地层不整合关系等积特征、岩浆活动、同位素年龄测定、地层不整合关系等有关资料,进行综告分析确定的有关资料,进行综告分析确定的l过去,曾笼统地把燕山运动以前形成的构造体系称为古构过去,曾笼统地把燕山运动以前形成的构造体系称为古构造体系,把第四纪以来仍在活动的构造体系称为活动性构造体系,把第四纪以来仍在活动的构造体系称为活动性构造体系l已被确定的构造体系,多数是属于燕山运动以来形成的已被确定的构造体系,多数是属于燕山运动以来形成的由于这些较新的构造体系经历的构造运动次数较少,遭受由于这些较新的构造体系经历的构造运动次数较少,遭受后期的破坏较轻,保存得比较完整,特征比较明显,容易后期的破坏较轻,保存得比较完整,特征比较明显,容易被认识,所以地质力学把它们作为头一步的研究对象被认识,所以地质力学把它们作为头一步的研究对象四、构造体系的形成时期四、构造体系的形成时期第三节、构造体系的主要型式第三节、构造体系的主要型式一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系二、经向构造体系二、经向构造体系三、山字形构造体系三、山字形构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系五、河西构造体系和西域构造体系五、河西构造体系和西域构造体系六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系n整个地壳在漫长的地质发展过程中,经过多次剧整个地壳在漫长的地质发展过程中,经过多次剧烈的构造变动,形成了很多构造体系。
就大陆地烈的构造变动,形成了很多构造体系就大陆地壳来说,经过长期以来的综合研究,人们已经认壳来说,经过长期以来的综合研究,人们已经认识了一部分,有一部分还没有完全认识清理识了一部分,有一部分还没有完全认识清理n到现在为止,已被认识的构造体系可以概括地分到现在为止,已被认识的构造体系可以概括地分为三大类型:为三大类型:巨型纬向构造体系、经向构造体系、巨型纬向构造体系、经向构造体系、各种扭动构造体系各种扭动构造体系n这里只重点介绍那些规模较大、对大地构造能起这里只重点介绍那些规模较大、对大地构造能起控制作用的构造体系控制作用的构造体系1 1 纬向构造体系复式褶皱轴纬向构造体系复式褶皱轴2 2 经向构造体系褶皱轴和主经向构造体系褶皱轴和主要断裂带要断裂带3 3 新华夏系复式褶皱轴新华夏系复式褶皱轴4 4 新华夏系主要断裂新华夏系主要断裂5 5 河西系主要断裂河西系主要断裂6 6 山字形构造体系复式褶皱山字形构造体系复式褶皱轴轴7 7 弧形构造主要断裂弧形构造主要断裂8 8 歹字形构造体系复式褶皱歹字形构造体系复式褶皱轴轴9 9 歹字形构造体系主要断裂歹字形构造体系主要断裂10 10 新华夏系及其他构造体新华夏系及其他构造体系槽地系槽地11 11 祁吕贺兰山字形构造体祁吕贺兰山字形构造体系槽地系槽地l巨型纬向构造体系巨型纬向构造体系是由走向东西的挤压构造带所组成。
是由走向东西的挤压构造带所组成在地壳上分布极为广泛,规模宏伟,实质上它是全球性在地壳上分布极为广泛,规模宏伟,实质上它是全球性的构造体系它们的基本特征是:的构造体系它们的基本特征是:一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系①①东西向的压性构造东西向的压性构造形迹,是纬向构造形迹,是纬向构造系的主干构造,往系的主干构造,往往表现为走向东西往表现为走向东西的复杂的剧烈挤压的复杂的剧烈挤压带1 1、基本特征、基本特征②② 巨型纬向构造体系除表现有南北向的挤压性质外,还具巨型纬向构造体系除表现有南北向的挤压性质外,还具有巨大的东西向平移现象有巨大的东西向平移现象一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系③③ 巨型纬向构造体系是全球性的主干构造不仅在大陆上巨型纬向构造体系是全球性的主干构造不仅在大陆上表现明显,而且在洋底也有它的踪迹,构成环绕地球的表现明显,而且在洋底也有它的踪迹,构成环绕地球的带状构造带状构造④④ 巨型纬向构造体系具有明显的分带性,并且比较集中发巨型纬向构造体系具有明显的分带性,并且比较集中发育在中纬度地区,带与带之间相隔的纬度大约育在中纬度地区,带与带之间相隔的纬度大约8°8°左右。
左右⑤⑤ 巨型纬向构造体系一般都具有长期发展历史,经历了多巨型纬向构造体系一般都具有长期发展历史,经历了多次构造运动,表现出大幅度的紧密褶皱、不同规模和类次构造运动,表现出大幅度的紧密褶皱、不同规模和类型的断裂,并伴随有不同时期和类型的岩浆活动型的断裂,并伴随有不同时期和类型的岩浆活动⑥⑥ 由于巨型纬向构造体系规模巨大、活动历史久、性质复由于巨型纬向构造体系规模巨大、活动历史久、性质复杂,决定了它对矿产控制的复杂性和多样性杂,决定了它对矿产控制的复杂性和多样性一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系u属于这一类型的构造体系,在我国境内属于这一类型的构造体系,在我国境内发育极为良好、规模巨大的有三个:发育极为良好、规模巨大的有三个:u阴山一天山纬向构造体系阴山一天山纬向构造体系u秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系u南岭纬向构造体系南岭纬向构造体系一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系2 2、我国主要的巨型纬向构造体系、我国主要的巨型纬向构造体系① ① 阴山一天山纬向构造体系阴山一天山纬向构造体系•主要是由较古老的变质岩系和中、上元古界,以及一部分古、中生界主要是由较古老的变质岩系和中、上元古界,以及一部分古、中生界组成,形成大幅度的紧密复式褶皱带和平行于这些褶皱的压性、压扭组成,形成大幅度的紧密复式褶皱带和平行于这些褶皱的压性、压扭性断裂。
有大量的中、酸性岩体和部分基性岩体,同时发育有许多次性断裂有大量的中、酸性岩体和部分基性岩体,同时发育有许多次一级的派生构造形迹一级的派生构造形迹•该构造体系开始成生时间比较早,有悠久的发育历史,经历了多次强该构造体系开始成生时间比较早,有悠久的发育历史,经历了多次强烈的构造运动烈的构造运动•就整个体系来讲,它的雏型在中元古代以前就已经基本奠定,至今还就整个体系来讲,它的雏型在中元古代以前就已经基本奠定,至今还处于活动状态处于活动状态•另外,自中生代以来,这一体系除遭受南北方向的强烈挤压外,一些另外,自中生代以来,这一体系除遭受南北方向的强烈挤压外,一些断裂带尚有明显的东西方向扭动作用,呈现出南盘向西、北盘向东错断裂带尚有明显的东西方向扭动作用,呈现出南盘向西、北盘向东错移的特点,有些地段还形成北东走向的多字型构造,与主干断裂构成移的特点,有些地段还形成北东走向的多字型构造,与主干断裂构成入字型① ① 阴山一天山纬向构造体系阴山一天山纬向构造体系② ② 秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系•秦岭秦岭——昆仑构造体系虽受到其它构造体系的强烈干扰,但它的昆仑构造体系虽受到其它构造体系的强烈干扰,但它的基本特征在各个地段仍表现得很明显。
大体上可以分为南北两基本特征在各个地段仍表现得很明显大体上可以分为南北两个亚带;个亚带;•北亚带多为较古老的变质岩系和中、上元古界,以及部分下古北亚带多为较古老的变质岩系和中、上元古界,以及部分下古生界组成的复背斜,挤压极为强烈;侵入岩体极为发育,以酸生界组成的复背斜,挤压极为强烈;侵入岩体极为发育,以酸性、中性岩体为主,并有基性、超基性岩体,构成了一个突出性、中性岩体为主,并有基性、超基性岩体,构成了一个突出的岩浆岩带;混合岩化强烈,变质作用显著的岩浆岩带;混合岩化强烈,变质作用显著•南亚带主要是由古生界和中生界组成的复向斜和复背斜,部分南亚带主要是由古生界和中生界组成的复向斜和复背斜,部分地段有较老岩系出露在复背斜核部,挤压强烈,形变显著;岩地段有较老岩系出露在复背斜核部,挤压强烈,形变显著;岩浆活动、混合岩化和变质作用与北亚带相比,显著减弱浆活动、混合岩化和变质作用与北亚带相比,显著减弱② ② 秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系•该构造体系在中元古代之前已具雏形,后来又反该构造体系在中元古代之前已具雏形,后来又反复经历了多次强烈的构造运动,其中最晚一次是复经历了多次强烈的构造运动,其中最晚一次是在侏罗纪或侏罗纪以后。
在侏罗纪或侏罗纪以后•在中生代以后的历次变动中,尚有明显的东西向在中生代以后的历次变动中,尚有明显的东西向平移错动现象,南盘相对向西错动平移错动现象,南盘相对向西错动•该构造体系是中国大陆上的地质和自然地理的一该构造体系是中国大陆上的地质和自然地理的一条天然分界线现在,新构造运动和地震活动仍条天然分界线现在,新构造运动和地震活动仍很活跃② ② 秦岭一昆仑纬向构造体系秦岭一昆仑纬向构造体系③③ 南岭纬向构造体系南岭纬向构造体系l该构造体系也是经历了漫长而复杂的发展该构造体系也是经历了漫长而复杂的发展历程从震旦纪之前,直至白垩纪和古近历程从震旦纪之前,直至白垩纪和古近纪初期,先后经历过多次活动尤其是在纪初期,先后经历过多次活动尤其是在中、新生代,发生过强烈褶皱、断裂和岩中、新生代,发生过强烈褶皱、断裂和岩浆活动新生代以来强烈上升,形成现在浆活动新生代以来强烈上升,形成现在的南岭山脉的南岭山脉一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系③③南岭纬向构造体系南岭纬向构造体系一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系•巨型纬向构造体系不仅在我国,在世界各地也普遍存在,巨型纬向构造体系不仅在我国,在世界各地也普遍存在,只是有时因受到其它构造体系的干扰而断续出现。
南半只是有时因受到其它构造体系的干扰而断续出现南半球的陆地较少,纬向构造体系的分布不如北半球好,但球的陆地较少,纬向构造体系的分布不如北半球好,但仍有显示仍有显示•就目前的认识,在北半球北纬就目前的认识,在北半球北纬68°68°~~70°70°带、北纬带、北纬57°57°~~58°58°带以及北纬带以及北纬50°50°、、40°40°、、33°33°、、26°26°、、18°18°、、10°10°等附近地带,在赤道地区的北纬等附近地带,在赤道地区的北纬5°5°~~南纬南纬5°5°带,在南带,在南半球的南纬半球的南纬18°18°、、26°26°、、32°32°、、58°58°等附近地带以及南等附近地带以及南纬纬60°60°~~ 70°70°带,都可见到巨型纬向构造体系断续分布带,都可见到巨型纬向构造体系断续分布一、巨型纬向构造体系一、巨型纬向构造体系3 3、巨型纬向构造体系在全球的分布、巨型纬向构造体系在全球的分布l经向构造体系的主体大体沿经线分布,是由走向南经向构造体系的主体大体沿经线分布,是由走向南北、性质不完全相同的构造形迹组成所以,又称北、性质不完全相同的构造形迹组成所以,又称为经向构造带或南北向构造带。
为经向构造带或南北向构造带l其基本特征有:其基本特征有: ①①和纬向构造体系一样也具有全球意义,在大陆和纬向构造体系一样也具有全球意义,在大陆上或大洋底都有广泛分布但其规摸却没有纬向构上或大洋底都有广泛分布但其规摸却没有纬向构造体系那样宏伟和强烈,在全球的分带性也不明显造体系那样宏伟和强烈,在全球的分带性也不明显 二、经向构造体系二、经向构造体系1 1、基本特征、基本特征②②出现在大陆地区的经向构造体出现在大陆地区的经向构造体系,主要表现为系,主要表现为南北走向的挤压南北走向的挤压带带,由单式或复式的褶皱、压性,由单式或复式的褶皱、压性断裂所组成,一般伴随有横向的断裂所组成,一般伴随有横向的张断裂与斜交的两组共轭扭断裂张断裂与斜交的两组共轭扭断裂个别地带也有呈南北走向的张裂个别地带也有呈南北走向的张裂带,但多半是属于挤压背景上的带,但多半是属于挤压背景上的纵张裂带纵张裂带l出现在大洋底地区的经向构造体出现在大洋底地区的经向构造体系主要表现为张裂带系主要表现为张裂带二、经向构造体系二、经向构造体系③③受经向构造体系控制的岩浆活动也极为活受经向构造体系控制的岩浆活动也极为活跃,常构成侵入岩带和喷出岩带。
从其中跃,常构成侵入岩带和喷出岩带从其中的基性和超基性岩体的广泛分布,可以设的基性和超基性岩体的广泛分布,可以设想本构造体系也影响到地壳深部想本构造体系也影响到地壳深部④④ 一般都具有长期的发展历史自古生代甚一般都具有长期的发展历史自古生代甚至更早的时期,直到新生代都有活动至更早的时期,直到新生代都有活动⑤⑤ 经向构造体系也具有很重要的控矿作用经向构造体系也具有很重要的控矿作用二、经向构造体系二、经向构造体系l经向构造体系在我国南部及西南部最为突出经向构造体系在我国南部及西南部最为突出l在我国在我国秦岭以南秦岭以南的广大区域内,大体可划分为五个的广大区域内,大体可划分为五个经向构造体系经向构造体系————由西向东分别为:滇西经向构造由西向东分别为: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桂经向构造体系、赣闽澎台经向构造体系l在在秦岭以北秦岭以北主要有三个经向构造体系:贺兰山经向主要有三个经向构造体系:贺兰山经向构造体系、山西经向构造体系、牡丹江一老爷岭经构造体系、山西经向构造体系、牡丹江一老爷岭经向构造体系。
向构造体系二、经向构造体系二、经向构造体系2 2、我国主要的经向构造体系、我国主要的经向构造体系 ①① 滇西经向构造体系滇西经向构造体系l该构造体系的主体是由一系列南北向的复式褶皱和冲该构造体系的主体是由一系列南北向的复式褶皱和冲断层组成沿复背斜和断裂带,有中、酸性侵入岩体,断层组成沿复背斜和断裂带,有中、酸性侵入岩体,也有少量的基性和超基性侵入岩体、喷出岩体分布也有少量的基性和超基性侵入岩体、喷出岩体分布穿插有南北向的动力变质带和区域变质带穿插有南北向的动力变质带和区域变质带•该构造体系所在地域,古生代就已是一个南北向的巨该构造体系所在地域,古生代就已是一个南北向的巨型拗陷带,自燕山运动以来又多次褶皱隆起由于这型拗陷带,自燕山运动以来又多次褶皱隆起由于这个构造体系发育历史较长,构造变动剧烈,岩浆活动个构造体系发育历史较长,构造变动剧烈,岩浆活动频繁,变质作用和混合岩化作用显著,所以是一个极频繁,变质作用和混合岩化作用显著,所以是一个极其重要的控矿构造带其重要的控矿构造带二、经向构造体系二、经向构造体系 ②② 川滇经向构造体系川滇经向构造体系•该构造体系具有长期发展历史早在元古代,它的西该构造体系具有长期发展历史。
早在元古代,它的西侧就已是一条狭窄的南北隆起至古生代,隆起不断侧就已是一条狭窄的南北隆起至古生代,隆起不断扩大到三叠纪末,由于强烈的印支运动,完成了复扩大到三叠纪末,由于强烈的印支运动,完成了复背斜的构造轮廓株罗纪以来的构造运动,使其进一背斜的构造轮廓株罗纪以来的构造运动,使其进一步加强,至今仍在活动,起一个活动性的构造带步加强,至今仍在活动,起一个活动性的构造带•该构造体系,也是我国一个很重要的控矿构造带该构造体系,也是我国一个很重要的控矿构造带 二、经向构造体系二、经向构造体系 ③③ 川黔经向构造体系川黔经向构造体系•由一系列走向南北的单式或复式褶皱及相应的压性断裂由一系列走向南北的单式或复式褶皱及相应的压性断裂组成褶皱特征为典型的组成褶皱特征为典型的隔槽式隔槽式在背斜带上发育有走在背斜带上发育有走向北东和北西两组共轭扭性断裂及走向东西的横张断裂向北东和北西两组共轭扭性断裂及走向东西的横张断裂在向斜带上,发育了大量的走向南北的逆冲断层,并有在向斜带上,发育了大量的走向南北的逆冲断层,并有走向南北的伴生纵张断裂发育岩浆活动很不明显,只走向南北的伴生纵张断裂发育岩浆活动很不明显,只有一些脉状和小型侵入体。
地层出露较全,元古代到株有一些脉状和小型侵入体地层出露较全,元古代到株罗纪的地层全部卷入这个构造带罗纪的地层全部卷入这个构造带•该构造体系在晚古生代就有南北向隆起趋势,但主要形该构造体系在晚古生代就有南北向隆起趋势,但主要形成时期是在印支期,到燕山期仍有活动成时期是在印支期,到燕山期仍有活动二、经向构造体系二、经向构造体系 ④④ 湘桂经向构造体系湘桂经向构造体系•主体是由一系列走向南北的褶皱群和压性断裂带组主体是由一系列走向南北的褶皱群和压性断裂带组成,并发育有走向北东和北西的两组共扼扭断裂及成,并发育有走向北东和北西的两组共扼扭断裂及走向东西的张性断裂构成这一构造体系的主要褶走向东西的张性断裂构成这一构造体系的主要褶皱,多数是皱,多数是短轴箱状褶皱和隔槽式短轴箱状褶皱和隔槽式褶皱岩浆活动褶皱岩浆活动很弱,见到的都是些呈零星分布的中生代酸性侵入很弱,见到的都是些呈零星分布的中生代酸性侵入岩体•在早古生代晚期开始形成雏形,三叠纪印支运动对在早古生代晚期开始形成雏形,三叠纪印支运动对它起了重要作用,燕山运动以来,仍有强烈活动它起了重要作用,燕山运动以来,仍有强烈活动二、经向构造体系二、经向构造体系 ⑤⑤ 赣闽澎台经向构造体系赣闽澎台经向构造体系•主要是由一些走向南北的压性断裂带和褶皱组主要是由一些走向南北的压性断裂带和褶皱组成,并分布有燕山期的花岗岩侵入岩带。
它们成,并分布有燕山期的花岗岩侵入岩带它们都是断续出现,约略成带,形迹较弱且较分散都是断续出现,约略成带,形迹较弱且较分散•形成开始于晚三叠世,在燕山运动早期基本成形成开始于晚三叠世,在燕山运动早期基本成型,新生代早期是其主要活动时期型,新生代早期是其主要活动时期 二、经向构造体系二、经向构造体系 ⑥⑥ 贺兰山经向构造体系贺兰山经向构造体系l贺兰山经向构造体系分布在陕、甘、宁交界地贺兰山经向构造体系分布在陕、甘、宁交界地带主体是由一系列走向南北的单式或复式褶带主体是由一系列走向南北的单式或复式褶皱组成,伴有相平行的压性断裂带,岩浆活动皱组成,伴有相平行的压性断裂带,岩浆活动很弱这个体系大致是在古生代形成的,到中很弱这个体系大致是在古生代形成的,到中生代有所加强生代有所加强二、经向构造体系二、经向构造体系⑦⑦ 山西经向构造体系山西经向构造体系n山西经向构造体系主体在山西地区,西以黄河为界,东以南太行山山西经向构造体系主体在山西地区,西以黄河为界,东以南太行山东坡为界总的来说,山西地区是一个大致走向南北的穹窿地块,东坡为界总的来说,山西地区是一个大致走向南北的穹窿地块,由西而东逐渐翘起,同时有局部陷落。
在它的两侧,有明显的、由西而东逐渐翘起,同时有局部陷落在它的两侧,有明显的、规模较大的压性断裂带和复式褶皱这是一个形迹特殊的经向构规模较大的压性断裂带和复式褶皱这是一个形迹特殊的经向构造体系,不仅形变较弱,而且岩浆活动也不太活跃造体系,不仅形变较弱,而且岩浆活动也不太活跃n该构造体系是否在古生代就已经生成,目前尚不能断定但是,至该构造体系是否在古生代就已经生成,目前尚不能断定但是,至少在新生代以来,构造变动时很剧烈少在新生代以来,构造变动时很剧烈⑧⑧ 牡丹江一老爷岭经向构造体系牡丹江一老爷岭经向构造体系Ø该构造体系的存在是确定无疑的,它的意义也是值得重视的但是,该构造体系的存在是确定无疑的,它的意义也是值得重视的但是,对它的展布范围和具体特征及其控矿关系等,均尚需进一步研究对它的展布范围和具体特征及其控矿关系等,均尚需进一步研究二、经向构造体系二、经向构造体系u以上介绍的是中国境内几个主要的经向构造体系,比以上介绍的是中国境内几个主要的经向构造体系,比较其特点,可以归纳出以下几个较其特点,可以归纳出以下几个规律规律::①① 这些经向构造体系的变形强度和幅度,显示了西强东弱这些经向构造体系的变形强度和幅度,显示了西强东弱和南强北弱的总趋势。
每一个构造体系的内部,不同和南强北弱的总趋势每一个构造体系的内部,不同的褶皱带也显示出西强东弱的特点的褶皱带也显示出西强东弱的特点②② 这些经向构造体系的岩浆活动、变质作用、混合岩化作这些经向构造体系的岩浆活动、变质作用、混合岩化作用,与形变特征变化的总趋势是吻合的越向西,持用,与形变特征变化的总趋势是吻合的越向西,持续的时间越长,规模也逐渐加大,形成一些走向南北续的时间越长,规模也逐渐加大,形成一些走向南北的岩浆岩带、动力变质带、混合岩化杂岩带的岩浆岩带、动力变质带、混合岩化杂岩带二、经向构造体系二、经向构造体系③ ③ 这些经向构造体系的形成时期和发展历程,无论在南方或北这些经向构造体系的形成时期和发展历程,无论在南方或北方,都显示出西部比东部长久而复杂,其主要形成时期方,都显示出西部比东部长久而复杂,其主要形成时期( (成成熟期熟期) ),越向西越早,向东逐渐变晚越向西越早,向东逐渐变晚④④ 由于这些经向构造体系发育的历史不同,所处的地质发展情由于这些经向构造体系发育的历史不同,所处的地质发展情况各异,因而导致了与其它构造体系相复合的多样性和复杂况各异,因而导致了与其它构造体系相复合的多样性和复杂性。
它们多数是部分地或全部地与山字型构造体系的脊柱呈性它们多数是部分地或全部地与山字型构造体系的脊柱呈重接复合,经向构造体系往往穿过山字型构造体系的前弧地重接复合,经向构造体系往往穿过山字型构造体系的前弧地带但是,经向构造体系一般都不穿越阴山带但是,经向构造体系一般都不穿越阴山——天山、秦岭天山、秦岭——昆仑等纬向构造体系昆仑等纬向构造体系⑤ ⑤ 各个经向构造体系在东西向之间显示有等距性,大致保持经各个经向构造体系在东西向之间显示有等距性,大致保持经度度4°4°~~ 5° 5°的间距二、经向构造体系二、经向构造体系二、经向构造体系二、经向构造体系•经向构造体系的分布具有全球性在世界各地,包括大经向构造体系的分布具有全球性在世界各地,包括大洋底都存在着巨大的经向构造体系它们有压性或压扭洋底都存在着巨大的经向构造体系它们有压性或压扭性的,也有张性或张扭性的性的,也有张性或张扭性的① ① 巨型压性经向构造体系巨型压性经向构造体系② ② 巨型张性经向构造体系巨型张性经向构造体系l东非裂谷系,是大陆上最典型的扭张性经向构造体系;东非裂谷系,是大陆上最典型的扭张性经向构造体系;我国西南的攀西裂谷带,也是大陆上比较典型的张性一我国西南的攀西裂谷带,也是大陆上比较典型的张性一张扭性经向构造体系。
张扭性经向构造体系二、经向构造体系二、经向构造体系3 3、经向构造体系在全球的分布、经向构造体系在全球的分布三、山字形构造体系三、山字形构造体系 山字型构造体系是一种比较复杂的构山字型构造体系是一种比较复杂的构造体系它的总体形态,象古汉字中的造体系它的总体形态,象古汉字中的““山山””字大多数山字型构造体系,是字大多数山字型构造体系,是由于南北向或东西向挤压作用,引起地由于南北向或东西向挤压作用,引起地壳表层不均匀滑动的结果因此,从某壳表层不均匀滑动的结果因此,从某种意义来说,山字型构造体系可以看成种意义来说,山字型构造体系可以看成是纬向或经向构造体系的变种是纬向或经向构造体系的变种三、山字形构造体系三、山字形构造体系l完整的山字型构造体系的完整的山字型构造体系的组成组成①①前弧前弧( (前面弧、正面弧前面弧、正面弧) ) ②②反射弧反射弧 ③③脊柱脊柱 ④④马蹄形盾地马蹄形盾地 ⑤⑤反射弧的砥柱和脊柱反射弧的砥柱和脊柱•实际上,并不是在所有的山字型构造体系中,每一个实际上,并不是在所有的山字型构造体系中,每一个部分都很发育部分都很发育但是前弧和脊柱是最基本的组成部分,但是前弧和脊柱是最基本的组成部分,必须具备。
必须具备如果只有弧形构造地带,而无脊柱,那只如果只有弧形构造地带,而无脊柱,那只能称为能称为弧形构造弧形构造如果仅仅是反射弧砥柱如果仅仅是反射弧砥柱( (或脊柱或脊柱) )不不发育或发育不全,则仍然可以称为山字型构造体系发育或发育不全,则仍然可以称为山字型构造体系三、山字形构造体系三、山字形构造体系1、山字型构造体系的组成及其特征1、山字型构造体系的组成及其特征n山字型构造体山字型构造体系的力学机制,系的力学机制,横梁弯曲类似横梁弯曲类似照其受力变形照其受力变形原理进行泥巴原理进行泥巴试验,可显示试验,可显示出类似山字形出类似山字形构造体系的形构造体系的形迹三、山字形构造体系三、山字形构造体系2 2、山字型构造体系的力学分析、山字型构造体系的力学分析u山字型构造体系在大陆上的分布比较广山字型构造体系在大陆上的分布比较广泛,规模有大、有小最大的是横跨欧泛,规模有大、有小最大的是横跨欧亚大陆的欧亚山字型构造体系,我国最亚大陆的欧亚山字型构造体系,我国最大的是祁、吕、贺兰山字型构造体系;大的是祁、吕、贺兰山字型构造体系;小的如我国河北兴隆山字型构造体系,小的如我国河北兴隆山字型构造体系,仅分布在一个小矿区范围;最小的,甚仅分布在一个小矿区范围;最小的,甚至在一块岩石手标本上就能见到。
至在一块岩石手标本上就能见到三、山字形构造体系三、山字形构造体系3 3、山字型构造体系的分布、山字型构造体系的分布三、山字形构造体系三、山字形构造体系 ① ① 祁、吕、贺兰山字型构造体系祁、吕、贺兰山字型构造体系① ① 祁、吕、贺兰山字型构造体系祁、吕、贺兰山字型构造体系•该山字型构造体系,由于受到多种构造该山字型构造体系,由于受到多种构造体系的干扰,形态十分复杂,两翼明显体系的干扰,形态十分复杂,两翼明显不对称但其主要部分的综合形态,依不对称但其主要部分的综合形态,依然是连续和完美的其雏型形成于石炭然是连续和完美的其雏型形成于石炭——二叠纪,而主要形成阶段是在燕山运二叠纪,而主要形成阶段是在燕山运动的中后期现今,活动仍然十分强烈,动的中后期现今,活动仍然十分强烈,是我国北方中部最主要的活动性构造体是我国北方中部最主要的活动性构造体系三、山字形构造体系三、山字形构造体系 ② ② 淮阳山字型构造体系淮阳山字型构造体系该构造体系主要是在中三叠世以后到侏罗纪形成的,其后该构造体系主要是在中三叠世以后到侏罗纪形成的,其后又有过一系列活动又有过一系列活动三、山字形构造体系三、山字形构造体系③③ 广西山字型构造体系广西山字型构造体系•该构造体系的发育,大致是在晚泥盆世该构造体系的发育,大致是在晚泥盆世以前就开始了,到二叠纪东吴运动发生以前就开始了,到二叠纪东吴运动发生之后,前弧基本形成。
经三叠纪末的印之后,前弧基本形成经三叠纪末的印支运动,大体形成了现在的规模后来支运动,大体形成了现在的规模后来的燕山运动和喜马拉雅运动,对它也起的燕山运动和喜马拉雅运动,对它也起了加强和复杂化的作用了加强和复杂化的作用③③ 广西山字型构造体系广西山字型构造体系三、山字形构造体系三、山字形构造体系④④祁阳山字型构造体系祁阳山字型构造体系l该构造体系至少在侏该构造体系至少在侏罗纪就有雏形存在,罗纪就有雏形存在,主要形成时期是在白主要形成时期是在白垩纪和第三纪垩纪和第三纪①① 目前所发现的山字型构造体系,绝大部分发育在北半球目前所发现的山字型构造体系,绝大部分发育在北半球南半球可能因陆地少、结晶基底广泛出露、地块岩性南半球可能因陆地少、结晶基底广泛出露、地块岩性脆硬、缺少盖层所以至今发现较少这一事实反映了脆硬、缺少盖层所以至今发现较少这一事实反映了山字型构造体系的形成,主要是大陆地壳表层滑动的山字型构造体系的形成,主要是大陆地壳表层滑动的结果②② 山字型构造体系影响地壳的深度是与它的规模相适应的,山字型构造体系影响地壳的深度是与它的规模相适应的,但并没有一定的比例一般来说,规模大的影响深度但并没有一定的比例。
一般来说,规模大的影响深度大,规模小的影响深度小大,规模小的影响深度小4 4、山字型构造体系的分布规律、山字型构造体系的分布规律三、山字形构造体系三、山字形构造体系③③ 北半球山字型构造体系绝大部分是弧顶朝南北半球山字型构造体系绝大部分是弧顶朝南, ,南半球的南半球的则是弧顶朝北;同时,无论南半球或北半球,都有弧则是弧顶朝北;同时,无论南半球或北半球,都有弧顶朝西的山字型构造体系这种定向展布规律的反映顶朝西的山字型构造体系这种定向展布规律的反映了地壳表层总体运动方向,是由高纬度向低纬度和由了地壳表层总体运动方向,是由高纬度向低纬度和由东向西的东向西的④④ 山字型构造体系在中纬度地区最发育有些是分布在山字型构造体系在中纬度地区最发育有些是分布在纬向构造体系中,有些是分布在两个纬向构造体系之纬向构造体系中,有些是分布在两个纬向构造体系之间,并且规模较大间,并且规模较大三、山字形构造体系三、山字形构造体系⑤⑤ 有些山字型构造体系和弧形构造,集中发育在同一经有些山字型构造体系和弧形构造,集中发育在同一经度上,形成南北成串特点度上,形成南北成串特点 这些南北成串的山字型构这些南北成串的山字型构造体系,造体系,在成生时期上,还存在着从北向南由早到晚在成生时期上,还存在着从北向南由早到晚的趋势。
的趋势 这一特点不仅说明了北半球弧顶朝南的山字这一特点不仅说明了北半球弧顶朝南的山字型构造体系的形成,是由于地壳表层物质由高纬度向型构造体系的形成,是由于地壳表层物质由高纬度向低纬度推挤的结果而且说明了是推挤幅度较大、挤低纬度推挤的结果而且说明了是推挤幅度较大、挤压比较强烈的地带,挤压是从高纬度逐渐传向低纬度压比较强烈的地带,挤压是从高纬度逐渐传向低纬度的三、山字形构造体系三、山字形构造体系⑥⑥弧顶朝西的山字型构造体系大都是经向构造体弧顶朝西的山字型构造体系大都是经向构造体系弯曲的结果系弯曲的结果•通过上述特点的罗列,不难看出山字型构造体通过上述特点的罗列,不难看出山字型构造体系有规律地展布,是和经、纬向构造体系有密系有规律地展布,是和经、纬向构造体系有密切关系的,都是地壳表层物质受到均衡或不均切关系的,都是地壳表层物质受到均衡或不均衡挤压滑动的结果,具有同样的动力来源可衡挤压滑动的结果,具有同样的动力来源可见,山字型构造体系只不过是经、纬向构造体见,山字型构造体系只不过是经、纬向构造体系的一种特殊形式而己系的一种特殊形式而己三、山字形构造体系三、山字形构造体系l它们分别简称为它们分别简称为新新华夏系华夏系、、华夏系华夏系和和华夏式华夏式,是出现,是出现在我国东部地区的三个规在我国东部地区的三个规模宏伟的模宏伟的多字型多字型构造。
它构造它们是由于亚洲大陆东部相们是由于亚洲大陆东部相对向南,太平洋底相对向对向南,太平洋底相对向北扭动的结果北扭动的结果1 1、基本概念及力学分析、基本概念及力学分析四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系l新华夏系、华夏系、华夏式是根据构造线方向和形成时新华夏系、华夏系、华夏式是根据构造线方向和形成时代划分的代划分的•新华夏系新华夏系的主体构造线方向为北东的主体构造线方向为北东18°18°~~ 25 °25 °之间,之间,形成时间主要在中生代和新生代中生代是它的剧烈活形成时间主要在中生代和新生代中生代是它的剧烈活动期•华夏系华夏系的主体构造线方向为北东的主体构造线方向为北东45°45°左右,形成时间为左右,形成时间为元古代~早中生代晚期(中三叠纪末元古代~早中生代晚期(中三叠纪末) )•华夏式华夏式,是与华夏系方向一致的构造带,形成的时间在,是与华夏系方向一致的构造带,形成的时间在中生代晚期和第三纪中生代晚期和第三纪四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系•新华夏系是我国东部和东亚濒太平洋地区新华夏系是我国东部和东亚濒太平洋地区的一个规模宏伟的多字型构造。
的一个规模宏伟的多字型构造•从总体来看,这个构造体系主要由走向北从总体来看,这个构造体系主要由走向北东东18°18°~~ 25°25°的三条隆起带和三条沉降的三条隆起带和三条沉降带组成我国东部的地势轮廓,明显地受带组成我国东部的地势轮廓,明显地受到它们的控制到它们的控制四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系2 2、新华夏系、新华夏系新华夏系具有以下新华夏系具有以下特点和变化规律特点和变化规律① ① 其主体多保持北北东向,并一其主体多保持北北东向,并一段一段地错开呈多字型展布段一段地错开呈多字型展布它们呈多字型展布是具有多级它们呈多字型展布是具有多级性的,不仅表现在一级隆起或性的,不仅表现在一级隆起或沉降褶皱带上,而且在次一级沉降褶皱带上,而且在次一级或更次一级的构造上也表现得或更次一级的构造上也表现得很明显各级构造显示出来的很明显各级构造显示出来的运动方向都是逆时针扭动的,运动方向都是逆时针扭动的,彼此间具有显著的叠次控制关彼此间具有显著的叠次控制关系,高级的控制低级的系,高级的控制低级的四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系② ② 新华夏系的主体构造带,往往被一些纬向构造带分隔成若新华夏系的主体构造带,往往被一些纬向构造带分隔成若干雁行斜列的段落,这些段落在临近纬向构造带时,常呈干雁行斜列的段落,这些段落在临近纬向构造带时,常呈有规律的弯曲。
南段向西或南西弯曲,北段向北东弯曲,有规律的弯曲南段向西或南西弯曲,北段向北东弯曲,这是纬向构造体系干扰的结果这是纬向构造体系干扰的结果四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系③③ 各隆起褶皱带和沉降褶皱带,都是不对各隆起褶皱带和沉降褶皱带,都是不对称的构造带在横剖面上形态是:隆起称的构造带在横剖面上形态是:隆起褶皱带表现为南东翼陡、北西翼缓,沉褶皱带表现为南东翼陡、北西翼缓,沉降褶皱带表现为南东翼缓、北西翼陡,降褶皱带表现为南东翼缓、北西翼陡,沉降中心和沉积中心一般都偏于陡翼沉降中心和沉积中心一般都偏于陡翼它们反映了地壳表层物质,由北西向南它们反映了地壳表层物质,由北西向南东方向推移东方向推移四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系④④可以有两组共轭断裂同属于新华可以有两组共轭断裂同属于新华夏系初次构造夏系初次构造•一组为我国东部普遍发育的一系列一组为我国东部普遍发育的一系列中生代形成的北北西向断裂,其中生代形成的北北西向断裂,其力学性质开始为扭性,后常转化力学性质开始为扭性,后常转化为扭张性因湖南中部的大义山为扭张性因湖南中部的大义山而取名,称为而取名,称为大义山式断裂大义山式断裂。
•另一组也为我国东部广泛存在的一另一组也为我国东部广泛存在的一系列中生代形成的北东东向断裂,系列中生代形成的北东东向断裂,其力学性质开始为扭性,后常转其力学性质开始为扭性,后常转化为扭压性因泰山而取名,称化为扭压性因泰山而取名,称为为泰山式断裂泰山式断裂但是,后来工作但是,后来工作表明,在泰山地区的北东东向断表明,在泰山地区的北东东向断裂,并不属于裂,并不属于泰山式断裂泰山式断裂四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系⑤⑤ 新华夏系所属的各个构造带之间,地层的推挤和断裂活新华夏系所属的各个构造带之间,地层的推挤和断裂活动有动有西弱东强西弱东强的趋势,构造线伸展长度西短东长越接的趋势,构造线伸展长度西短东长越接近太平洋方面的新华夏系构造中,岩浆活动越强烈,酸近太平洋方面的新华夏系构造中,岩浆活动越强烈,酸性和基性岩浆活动频繁,甚至有超基性岩侵入体可见性和基性岩浆活动频繁,甚至有超基性岩侵入体可见越向东,新华夏系构造影响地壳的深度越大越向东,新华夏系构造影响地壳的深度越大⑥⑥ 新华夏系总体形成的时间,大体上是从中生代开始的新华夏系总体形成的时间,大体上是从中生代开始的。
但西部沉降褶皱带形成的时代要比东部沉降褶皱带形成但西部沉降褶皱带形成的时代要比东部沉降褶皱带形成的时代早,岩浆活动的时间也是由西到东逐渐变晚的时代早,岩浆活动的时间也是由西到东逐渐变晚四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系u华夏系是我国东部另一个多字型构造体系根据目前的认识,华夏系是我国东部另一个多字型构造体系根据目前的认识,它展现的范围不小于新华夏系与新华夏系的不同点是:主它展现的范围不小于新华夏系与新华夏系的不同点是:主体构造线方向比新华夏系更偏东,呈北东体构造线方向比新华夏系更偏东,呈北东45°45°左右u主体构造是由一系列褶皱和压性、压扭性断裂带或挤压破碎主体构造是由一系列褶皱和压性、压扭性断裂带或挤压破碎带组成;常见有花岗岩侵入体,在一些地区出现变质带;经带组成;常见有花岗岩侵入体,在一些地区出现变质带;经常伴有与褶皱轴垂直的张性断裂和斜交的扭性断裂;形成的常伴有与褶皱轴垂直的张性断裂和斜交的扭性断裂;形成的总体时间比新华夏系早,可能在元古代就开始发育,完成于总体时间比新华夏系早,可能在元古代就开始发育,完成于古生代末或中生代中三叠世末;由于华夏系形成的时间比较古生代末或中生代中三叠世末;由于华夏系形成的时间比较早,经历的构造运动次数多,受到其它构造体系的强烈干扰,早,经历的构造运动次数多,受到其它构造体系的强烈干扰,它的面目往往受到严重的歪曲和破坏。
它的面目往往受到严重的歪曲和破坏四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系3 3、华夏系、华夏系•华夏式是我国东部地区又一个多字型构造体系它展布华夏式是我国东部地区又一个多字型构造体系它展布的方向、构造组合特征都和华夏系相同,但成生时间比的方向、构造组合特征都和华夏系相同,但成生时间比较晚,大致是在晚白垩世至第三纪才开始出现为了与较晚,大致是在晚白垩世至第三纪才开始出现为了与华夏系相区别,另称为华夏式在实际工作中,当见到华夏系相区别,另称为华夏式在实际工作中,当见到与华夏系方向一致的构造带,形成的时间在中生代晚期与华夏系方向一致的构造带,形成的时间在中生代晚期和第三纪,并且没有证据可以说明它是华夏系的再次活和第三纪,并且没有证据可以说明它是华夏系的再次活动,一般就划为华夏式构造体系动,一般就划为华夏式构造体系•华夏式和华夏系一样,主要也是广泛地发育在秦岭纬向华夏式和华夏系一样,主要也是广泛地发育在秦岭纬向构造体系以南,多数集中成带构造体系以南,多数集中成带四、新华夏、华夏和华夏式构造体系四、新华夏、华夏和华夏式构造体系4 4、华夏式、华夏式•河西构造体系和西域构造体系分别简称为河西系和西域系,西域系又称为古河西系。
分布在我国西北地区的两个反多字型构造体系•它们的力学机制与亚洲东部地区的新华夏系、华夏系和华夏式相似,只不过扭动方向刚好相反,是在顺时针扭动力作用下形成的反多字形构造体系1 1、基本概念及力学分析、基本概念及力学分析五、河西构造体系和西域构造体系五、河西构造体系和西域构造体系•河西系的主体构造线方向呈北西河西系的主体构造线方向呈北西10°10°~~ 30°30°,展现于,展现于青海东部与甘肃交界的地区,是一个规模较大的反多字青海东部与甘肃交界的地区,是一个规模较大的反多字型构造体系它由一系列大致相互平行斜列的隆起带、型构造体系它由一系列大致相互平行斜列的隆起带、沉降带、褶皱、逆冲断裂以及其它压扭性构造形迹所组沉降带、褶皱、逆冲断裂以及其它压扭性构造形迹所组成,并伴随有中酸性岩浆侵入体成,并伴随有中酸性岩浆侵入体•河西系开始形成于中生代,主要活动时期在白垩纪末到河西系开始形成于中生代,主要活动时期在白垩纪末到第三纪,第三纪以来仍有活动,与现代强震的分布有密第三纪,第三纪以来仍有活动,与现代强震的分布有密切关系五、河西构造体系和西域构造体系五、河西构造体系和西域构造体系 2 2、河西系、河西系l西域系的主体构造线方向呈北西西域系的主体构造线方向呈北西55°55°~65°°,它是,它是一个规模更大的反多字型构造体系。
一个规模更大的反多字型构造体系•它是由一系列复式褶皱带和槽地组成,并伴生有压它是由一系列复式褶皱带和槽地组成,并伴生有压扭性断裂这些褶皱带主要由早古生代巨厚碎屑、扭性断裂这些褶皱带主要由早古生代巨厚碎屑、火山岩系组成在背斜核部常有前寒武纪变质岩系火山岩系组成在背斜核部常有前寒武纪变质岩系出露,沿断裂带走向还有大量的超基性岩体分布出露,沿断裂带走向还有大量的超基性岩体分布l西域系主要形成于志留纪末,泥盆纪初西域系主要形成于志留纪末,泥盆纪初 3 3、西域系、西域系五、河西构造体系和西域构造体系五、河西构造体系和西域构造体系•总观河西系与新华夏系、西域系与华夏系的主体构造线方向、总观河西系与新华夏系、西域系与华夏系的主体构造线方向、构造型式、展布地区、形成时期,它们分别都呈一西一东遥遥构造型式、展布地区、形成时期,它们分别都呈一西一东遥遥对峙的形势河西系与新华夏系对峙,西域系与华夏系对峙对峙的形势河西系与新华夏系对峙,西域系与华夏系对峙从整体来看,是由于亚洲大陆向南推移时,东侧受到太平洋底从整体来看,是由于亚洲大陆向南推移时,东侧受到太平洋底向北推挡,西部受到印度洋底和印度地块向北阻挡的结果。
向北推挡,西部受到印度洋底和印度地块向北阻挡的结果五、河西构造体系和西域构造体系五、河西构造体系和西域构造体系 歹字型构造体系又称为歹字型构造体系又称为““之之””型构造体系,沿南北向延伸,展布型构造体系,沿南北向延伸,展布规模很大,发育历史悠久它是地规模很大,发育历史悠久它是地壳表层物质在水平面上受到多种应壳表层物质在水平面上受到多种应力综合作用的结果,是一种形态比力综合作用的结果,是一种形态比较特殊的巨型构造体系较特殊的巨型构造体系六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系•为描述方便,把一个典型、完整的歹字型为描述方便,把一个典型、完整的歹字型构造体系分成头、中、尾三段构造体系分成头、中、尾三段① ① 头部是最北的一段,由强烈的褶皱带,大头部是最北的一段,由强烈的褶皱带,大规模的冲断层或逆掩断层组成,是一组显规模的冲断层或逆掩断层组成,是一组显示遭受强烈挤压的弧形构造示遭受强烈挤压的弧形构造②② 中部是由头部经过急剧弯转后过渡而来的中部是由头部经过急剧弯转后过渡而来的它由若干平行的强烈褶皱带、巨型冲断层它由若干平行的强烈褶皱带、巨型冲断层和逆掩断层组成,大致呈南北向并略向西和逆掩断层组成,大致呈南北向并略向西凸出成弧形。
凸出成弧形③ ③ 尾部是最南的一段,当中部构造经过长距尾部是最南的一段,当中部构造经过长距离向南延伸后,又向东转折形成歹字型构离向南延伸后,又向东转折形成歹字型构造体系的尾部它也是由一系列平行的强造体系的尾部它也是由一系列平行的强烈褶皱带、冲断层和逆掩断层组成的烈褶皱带、冲断层和逆掩断层组成的1 1、基本概念及力学分析、基本概念及力学分析六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系• 歹字型构造体系,规模巨大、定歹字型构造体系,规模巨大、定向性明显、首尾两部扭性特征显著、向性明显、首尾两部扭性特征显著、中部相对挤压强烈其原因除掉存中部相对挤压强烈其原因除掉存在必要的砥柱或旋涡外,还与全球在必要的砥柱或旋涡外,还与全球性的经向力和纬向力联合作用有关性的经向力和纬向力联合作用有关•总之,歹字型构造体系的形成直接总之,歹字型构造体系的形成直接与全球性经向力和纬向力联合作用与全球性经向力和纬向力联合作用有关,是一种特殊的扭动构造体系有关,是一种特殊的扭动构造体系故目前很少见有中、小型歹字型构故目前很少见有中、小型歹字型构造体系 2 2、歹字形构造体系的力学分析、歹字形构造体系的力学分析六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系•歹字型构造体系不仅规模大,且在全球分布比较普遍。
歹字型构造体系不仅规模大,且在全球分布比较普遍•青藏滇歹字型构造体系,是一个很典型的、规模巨大、发育青藏滇歹字型构造体系,是一个很典型的、规模巨大、发育历史悠久、形态清晰的歹字型构造体系现以其为例,介绍历史悠久、形态清晰的歹字型构造体系现以其为例,介绍如下①① 头部是青藏弧形构造带,向北东方向凸出,主要成分展头部是青藏弧形构造带,向北东方向凸出,主要成分展 布布在昆仑山以南,包括可可西里,巴颜喀拉、唐古拉、念青唐在昆仑山以南,包括可可西里,巴颜喀拉、唐古拉、念青唐古拉等山脉,以及冈底斯山的东段古拉等山脉,以及冈底斯山的东段②② 中部为弧形构造带,走向南北,稍向西凸出又可分为中部为弧形构造带,走向南北,稍向西凸出又可分为 南、北两段南、北两段③③ 尾部为印尼岛弧带,由苏门答腊、爪哇等岛屿组成,展布方尾部为印尼岛弧带,由苏门答腊、爪哇等岛屿组成,展布方向由南东转为东西,向西南凸出向由南东转为东西,向西南凸出 3 3、歹字形构造体系的分布、歹字形构造体系的分布六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系l青藏滇歹字型构造体系从中生代开始,形成显著的青藏滇歹字型构造体系从中生代开始,形成显著的大型隆起和拗陷,海水由南向北推进,沿大断裂带大型隆起和拗陷,海水由南向北推进,沿大断裂带侵入花岗岩和超基性岩体。
燕山运动形成大陆裂隙侵入花岗岩和超基性岩体燕山运动形成大陆裂隙式火山喷出活动,在唐古拉山南麓形成巨大的超基式火山喷出活动,在唐古拉山南麓形成巨大的超基性岩带喜马拉雅运动的强烈旋扭作用使青藏弧形性岩带喜马拉雅运动的强烈旋扭作用使青藏弧形带上升,中部和尾部一些地区形成巨厚的新生代沉带上升,中部和尾部一些地区形成巨厚的新生代沉积和火山喷出活动积和火山喷出活动•该歹字型构造体系,明显地反映了东部向南、西部该歹字型构造体系,明显地反映了东部向南、西部相对往北的顺时针反相对往北的顺时针反S S型扭动,并伴随着从东向西的型扭动,并伴随着从东向西的强烈推挤因此,在其中部构成了与经向构造体系强烈推挤因此,在其中部构成了与经向构造体系的复合,而且微向西凸出的复合,而且微向西凸出六、歹字形构造体系六、歹字形构造体系第四节、构造体系的复合与联合第四节、构造体系的复合与联合一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式二、构造二、构造体系的体系的联联合及其基本形式合及其基本形式第四节、构造体系的复合与联合第四节、构造体系的复合与联合l在同一区域往往经历过多次地壳运动,在同一区域往往经历过多次地壳运动,所受的应力作用是复杂的,常会产生几所受的应力作用是复杂的,常会产生几个构造体系的复合或者产生联合的构造个构造体系的复合或者产生联合的构造体系。
在研究构造体系时,必须分清构体系在研究构造体系时,必须分清构造体系的复合和联合,才能正确地追溯造体系的复合和联合,才能正确地追溯构造的形成和发展历史,指导对构造规构造的形成和发展历史,指导对构造规律的研究律的研究一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式•构造体系的复合构造体系的复合,是指不同时期形成的两个或两个以上的构造,是指不同时期形成的两个或两个以上的构造体系、或者它们各自的一部分构造形迹,在同一地区重叠发生体系、或者它们各自的一部分构造形迹,在同一地区重叠发生的现象1. 1. 归并归并:较老构造体系的某些成分经过轻微的改造,稍微改变:较老构造体系的某些成分经过轻微的改造,稍微改变正常的方位成为新构造体系的成分,称为归并同一构造体系正常的方位成为新构造体系的成分,称为归并同一构造体系的早期成分经过轻微改变,并入相继发生的不同性质的后期成的早期成分经过轻微改变,并入相继发生的不同性质的后期成分中,也属于归并追踪断裂就是一种归并现象分中,也属于归并追踪断裂就是一种归并现象2.2.交接交接: : 不同时期形成的两个构造体系的压不同时期形成的两个构造体系的压性或压扭性构造形迹,互相穿插交织在同性或压扭性构造形迹,互相穿插交织在同一个地区,但各自又基本保持原体系的本一个地区,但各自又基本保持原体系的本来面貌,彼此既不加强也不削弱,称为交来面貌,彼此既不加强也不削弱,称为交接。
根据两个构造体系成分交接的夹角和接根据两个构造体系成分交接的夹角和互相穿插情况,通常又把交接分成重接、互相穿插情况,通常又把交接分成重接、斜接、反接、截接和限制斜接、反接、截接和限制一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式①① 重接重接:两个构造体系的压性或压扭性构造形迹,:两个构造体系的压性或压扭性构造形迹,在一定范围内重合一起平行延伸,超过这个范围在一定范围内重合一起平行延伸,超过这个范围就可能逐渐分离,后形成的构造体系没有改变早就可能逐渐分离,后形成的构造体系没有改变早形成的构造体系成分的走向称为重接形成的构造体系成分的走向称为重接一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式②② 斜接斜接:两个构造体系的压性或压扭性构造:两个构造体系的压性或压扭性构造形迹,复合相交所夹锐角小于形迹,复合相交所夹锐角小于45°45°时,称为时,称为斜接例如新华夏系与华夏系的主干构造形斜接例如新华夏系与华夏系的主干构造形迹,呈斜接现象很普遍迹,呈斜接现象很普遍一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式③③ 反接反接:两个构造体系的压性或压扭性构造形:两个构造体系的压性或压扭性构造形迹,复合相交所夹的锐角大于迹,复合相交所夹的锐角大于45°45°时,称为反时,称为反接。
两者之间,往往呈现显著的交叉现象两者之间,往往呈现显著的交叉现象一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式l 当两组都很发育的褶皱群反接的交角近于直交当两组都很发育的褶皱群反接的交角近于直交时,常常形成时,常常形成横跨褶皱横跨褶皱,出现弯窿或短轴背斜、,出现弯窿或短轴背斜、盆形构造或短轴向斜成排成行排列盆形构造或短轴向斜成排成行排列一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式④④ 截接截接:两个构造体系的压性或:两个构造体系的压性或压扭性构造形迹互相切割,称压扭性构造形迹互相切割,称为截接截接在一定程度上还为截接截接在一定程度上还有互相干扰,致使被切断的段有互相干扰,致使被切断的段落或多或少地改变了正常状态落或多或少地改变了正常状态和排列方位,离开干扰区才恢和排列方位,离开干扰区才恢复正常,反映两个构造体系曾复正常,反映两个构造体系曾经是交替活动的经常见到的经是交替活动的经常见到的有纬向构造体系与经向构造体有纬向构造体系与经向构造体系、华夏系与经向构造体系、系、华夏系与经向构造体系、新华夏系与纬向构造体系等的新华夏系与纬向构造体系等的截接一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式⑤⑤ 限制限制:早形成的构造体系限制了晚形成的构造体系,:早形成的构造体系限制了晚形成的构造体系,使晚形成的构造体系仅在早形成的构造体系的一侧发使晚形成的构造体系仅在早形成的构造体系的一侧发育,或者汇入到早形成的构造体系之中,绝不切过早育,或者汇入到早形成的构造体系之中,绝不切过早形成的构造体系,称为限制。
如纬向构造体系限制了形成的构造体系,称为限制如纬向构造体系限制了新华夏系,使新华夏系不切过纬向构造体系新华夏系,使新华夏系不切过纬向构造体系一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式•3. 3. 包容包容: : 在一个构造体系内部,俘获、吞并或包含着在一个构造体系内部,俘获、吞并或包含着另一个构造体系或者它的片段,称为包容被包容者另一个构造体系或者它的片段,称为包容被包容者先形成,包容者后形成两者没有任何成生联系,被先形成,包容者后形成两者没有任何成生联系,被包容者只是被机械地分割出来,未经彻底改造和破坏,包容者只是被机械地分割出来,未经彻底改造和破坏,在方向和形态上都很不协调,界线很清楚在方向和形态上都很不协调,界线很清楚一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式•4 4..重叠重叠:重叠大都发生在较晚地质时期内大规模上升或:重叠大都发生在较晚地质时期内大规模上升或下降的地区如我国东部纬向构造体系的一部分,由于受下降的地区如我国东部纬向构造体系的一部分,由于受到新华夏系沉降重叠作用的影响被掩埋在地下,在地表出到新华夏系沉降重叠作用的影响被掩埋在地下,在地表出露显得十分零星甚至不见踪迹。
但经物探查明,在新沉积露显得十分零星甚至不见踪迹但经物探查明,在新沉积层之下,近东西向的隆起、拗陷仍十分显著层之下,近东西向的隆起、拗陷仍十分显著一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式•在同一时期同一地区中,如果发生不同方向和方式的构造运动在同一时期同一地区中,如果发生不同方向和方式的构造运动时,往往会联合起来形成折衷的构造应力场,产生折衷的构造时,往往会联合起来形成折衷的构造应力场,产生折衷的构造体系,称为构造体系的体系,称为构造体系的联合联合1·.1·.直线式联合直线式联合:两个不同方向的主压应力同时作用在一个地区,:两个不同方向的主压应力同时作用在一个地区,本来各自都应有一个与之垂直的主平面本来各自都应有一个与之垂直的主平面( (变形面变形面) )二、构造二、构造体系的体系的联联合及其基本形式合及其基本形式 如果实际上合成了一个联合的如果实际上合成了一个联合的主压应力,并且处处如此,全主压应力,并且处处如此,全面联合,结果实际出现折衷的面联合,结果实际出现折衷的压性构造形迹垂直于联合的主压性构造形迹垂直于联合的主压应力,组成了联合的构造体压应力,组成了联合的构造体系,称为直线式联合。
系,称为直线式联合•2 2..弧形联合弧形联合:弧形联合的结果成为联合弧,是同时迁就:弧形联合的结果成为联合弧,是同时迁就两个方向的构造线形成的两个方向的构造线形成的一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式l从上分析可明显地看出,本应出现的两个方向的构造线,从上分析可明显地看出,本应出现的两个方向的构造线,直接控制了联合弧的位置和形态,故称为直接控制了联合弧的位置和形态,故称为控制线控制线一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式l一解情况下,在控制线所一解情况下,在控制线所夹钝角一侧或其直交的某夹钝角一侧或其直交的某一侧出现单弧,有时可出一侧出现单弧,有时可出现对顶双弧,少数情况下现对顶双弧,少数情况下可在控制线所夹锐角一侧可在控制线所夹锐角一侧出现八字形双弧出现八字形双弧•3.3. 行列式联合行列式联合: : 行列式联合又称为叠加式联合在同一行列式联合又称为叠加式联合在同一个地区同时受到两个接近正交方向的挤压作用,产生两个地区同时受到两个接近正交方向的挤压作用,产生两个方向的个方向的““褶皱波褶皱波””互相叠加交织在一起,形成一系列互相叠加交织在一起,形成一系列弯窿或短轴背斜、盆形构造或短轴向斜呈等间距横行竖弯窿或短轴背斜、盆形构造或短轴向斜呈等间距横行竖列.成行列状或点阵伏,称为行列式联合.列.成行列状或点阵伏,称为行列式联合.一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式u以上介绍的构造体系的复合、联合,主要是根据以上介绍的构造体系的复合、联合,主要是根据野外构造形迹的相互关系来认识的。
关于构造应野外构造形迹的相互关系来认识的关于构造应力场的复合、联合分析,是根据形变复合、联合力场的复合、联合分析,是根据形变复合、联合现象反定的地块或岩块的形变虽受边界条件和现象反定的地块或岩块的形变虽受边界条件和协调条件的控制,可是边界条件和协调条件也是协调条件的控制,可是边界条件和协调条件也是根据地块或岩块的形变反定的故鉴定复合、联根据地块或岩块的形变反定的故鉴定复合、联合的构造体系,主要的依据是地块或者岩块的综合的构造体系,主要的依据是地块或者岩块的综合形变特征在实际工作中,必须根据具体构造合形变特征在实际工作中,必须根据具体构造特征进行分析,才能得出比较正确的结论特征进行分析,才能得出比较正确的结论一、构造一、构造体系的复合及其基本形式体系的复合及其基本形式第五节、构造体系群落与构造体系域的概念第五节、构造体系群落与构造体系域的概念l当同一地域里出现多种构造体系,同一种构造体系组成当同一地域里出现多种构造体系,同一种构造体系组成了同一的构造系统不仅同一构造体系组分之间具有成了同一的构造系统不仅同一构造体系组分之间具有成生联系,且在不同构造体系之间和不同构造系统之间,生联系,且在不同构造体系之间和不同构造系统之间,也具有某些联系,表现出它们具有许多共同特征,反映也具有某些联系,表现出它们具有许多共同特征,反映它们是在大体相同的外力作用方式和边界条件下先后形它们是在大体相同的外力作用方式和边界条件下先后形成的。
这些相关的构造体系或构造系统的组合称为成的这些相关的构造体系或构造系统的组合称为构造构造体系群落体系群落我国境内存在着三大类型的构造体系群落,我国境内存在着三大类型的构造体系群落,东部有华夏类型构造体系群落,西部有西域类型构造体东部有华夏类型构造体系群落,西部有西域类型构造体系群落,中部有叠弧类型构造体系群落对构造体系群系群落,中部有叠弧类型构造体系群落对构造体系群落的研究,揭示了构造体系间发展、演化的规律性落的研究,揭示了构造体系间发展、演化的规律性•当同一地域里出现多种构造体系时,往往总是当同一地域里出现多种构造体系时,往往总是有一种构造体系起主导作用它控制和决定了有一种构造体系起主导作用它控制和决定了这个地域的区域地质基本特征形成和发展,包这个地域的区域地质基本特征形成和发展,包括地质构造及其相关的沉积建造、岩浆活动、括地质构造及其相关的沉积建造、岩浆活动、变质作用和成矿作用等以起主导作用的构造变质作用和成矿作用等以起主导作用的构造体系为依据,进而又将我国划分为三大构造体体系为依据,进而又将我国划分为三大构造体系域,包括华夏构造体系域、西域构造体系域系域,包括华夏构造体系域、西域构造体系域和青藏构造体系域。
和青藏构造体系域第五节、构造体系群落与构造体系域的概念第五节、构造体系群落与构造体系域的概念一、经向构造惯性离心力和地壳运动的关系一、经向构造惯性离心力和地壳运动的关系二、纬向构造惯性离心力和地壳运动的关系二、纬向构造惯性离心力和地壳运动的关系第六节、主要构造体系作有规律展布的原因第六节、主要构造体系作有规律展布的原因l 地球自转的惯性离心力,按其方向可分为经向地球自转的惯性离心力,按其方向可分为经向和纬向两种当地球自转角速度发生变化时,和纬向两种当地球自转角速度发生变化时,经向惯性离心力必然会增强或减弱,这种经向经向惯性离心力必然会增强或减弱,这种经向惯性离心力的增量,直接推动了地壳表层物质惯性离心力的增量,直接推动了地壳表层物质作经向水平运动纬向惯性离心力,也是由地作经向水平运动纬向惯性离心力,也是由地球自转角速度变化产生的,它推动了地壳表层球自转角速度变化产生的,它推动了地壳表层物质作纬向水平运动物质作纬向水平运动第六节、主要构造体系作有规律展布的原因第六节、主要构造体系作有规律展布的原因一、一、经向构造惯性离心力和地壳运动的关系经向构造惯性离心力和地壳运动的关系l当地球自转时,球面当地球自转时,球面上任意一点上任意一点A A产生惯性产生惯性离心力离心力F F。
二、二、维向构造惯性离心力和地壳运动的关系维向构造惯性离心力和地壳运动的关系•当地球自转角速度发当地球自转角速度发生微量生微量ΔωΔω变化时,变化时,地球的角加速度为地球的角加速度为〔〔dωdω//dtdt) ),点,点B B沿自沿自身旋转轨迹切线的线身旋转轨迹切线的线加速度为加速度为 (dvdv//dtdt) ),点,点B B产生的纬向惯产生的纬向惯性离心力为性离心力为P P•以上仅从地球自转角速度发生变化时,所以上仅从地球自转角速度发生变化时,所产生的经向惯性离心力的增量和纬向惯性产生的经向惯性离心力的增量和纬向惯性离心力,分折巨型或大型构造体系展布的离心力,分折巨型或大型构造体系展布的规律性实际上,它还与应力场的复合或规律性实际上,它还与应力场的复合或联合、地壳表层物质的力学性质、地壳表联合、地壳表层物质的力学性质、地壳表层与基底的粘结情况都有直接关系,故实层与基底的粘结情况都有直接关系,故实际情况要复杂得多际情况要复杂得多第六节、主要构造体系作有规律展布的原因第六节、主要构造体系作有规律展布的原因。





