褶皱与断层识别.doc

1 )褶皱：岩层受力的挤压而发生弯曲的现象称为褶皱，几乎在任何沉积岩 区都能见到的一种极普通的构造地质现象， 只是其规模大小不同而已 ——大者长达 几十千米， 甚至几百千 米，小者在标本上就能观察到，甚至在显微镜下可见不过， 在野外视野所及者，几百米、几千米的规模 居多真正特大的褶皱，在距离较短的 剖面上是看不出来的，必须通过长距离的剖面穿越，或通过填绘地 质图以后才能分 析出来，而本书所谈的褶皱，主要是指视野范围之内能观察到的褶皱研究褶皱的基本要点，不外乎褶皱的形态、产状、类型、形成的方式以及分布 的特点① 褶皱的基本形态，只有两种：背斜和向斜背斜的标志是岩层向上弯曲、核 心部位是老岩层，两侧为新岩层向斜的标志是岩层向下弯曲，核心部位为新地层， 两侧翼部为老地层如果岩层被侵蚀风化，在地表暴露出来 (以平面图形式表示的 话)时，从中心到两侧，岩层的排列，由老到新，对称出现，是为背斜 相反，从 中心向两侧的岩层，自新到老，对称出现，则为向斜认识背斜和向斜构造以后，就可以按照褶皱要素 ——核部、翼部、转折端、轴 向、倾伏等进行具体的描述 了例如某背斜构造， 核部由志留系地层构成， 两侧由 泥盆系至石炭系地层构成， 轴向东北， 向西南倾伏。

然后，再将观察的褶皱进行分类，最常用的褶皱分类是根据褶皱轴面的产状分 为：直立褶皱、歪斜褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱、翻卷褶皱一般说来，这些褶皱的形态都反映了岩层受力程度的不同或者说，从 直立褶皱到翻卷褶皱， 受力越来越强，因两侧受力的程度不同，轴面向受力较弱的一侧倾斜另一种褶皱形态分类，根据岩层弯曲的形态而定，也是野外观察剖面时常用的， 有圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、扇形褶皱及挠曲以上所说的褶皱形态，可以说是 “小型 ”的褶皱，即站在褶皱岩层的面前，一 眼看去，就清晰能辨而实际 上，还有 “大型”的褶皱，在野外地质旅行，穿越长 剖面时才能辨认的，它们大多是 “非单个 ”褶皱，而是由 一系列褶皱复合组成通 过剖面示意图最能说明此种类型 —— 基本上有两类一是复背斜和复向斜， 也就是在它们的两翼被一系列次一级褶皱所复杂化， 或 者说，大的褶皱轮廓是背斜， 但在翼部尚包含若干小的背斜和向斜 反过来， 大的 褶皱轮廓是向斜，而在其翼部则尚有次级的背斜和向 斜此类复式的背 斜和向斜，常见于 “地槽区 ”，如我国的秦岭、天山、内蒙中部、喜马拉雅山等地 均有所见二是隔挡式褶皱和隔槽式褶皱：一个平行褶皱群内，如果背斜呈紧密褶皱，而 向斜呈开阔平缓的褶皱，称为隔挡式褶皱， 如四川东部的褶皱群。

而隔槽式褶皱， 则是一系列相间排列的开阔背斜褶皱被一系列紧密 向斜所隔开在褶皱形态的观察基础上，进一步就是研究形成褶皱的机理，可在地质旅行告 一段落以后作详细的解剖—— 如纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用、柔流褶皱作用、压 肩作用等，此处不作进一步论述② 怎样研究褶皱？在地质旅行或踏勘剖面时， 认识褶皱以后，如何进一步作具体的研究是一项重要的课题，基本上可从以下几方面入手对褶皱形态的研究：其中包括查明褶皱的位置、产状、规模、形态和分布特点， 探讨褶皱形成的方式和形成的时代，了解褶皱与矿产的关系等等在这里， 需要观察的要点有： 查明地层的层序并追索标志层 根据地层内所含 的化石特征以及岩石性质等 标志， 确定组成褶皱构造的层序关系 进而查明其层序 是正常还是倒转再观察这些地层的对称排列及其 重复关系，确定背斜或向斜的所 在位置在观察地层层序及其排列关系时，必须抓住某个岩性特征显目、 厚度不大、 展布稳定的岩层作为了解褶皱的标志层褶皱的产状也可根据标志层予以确定这 些产状，主要是测定褶皱枢纽和轴面的产状，此两者是正确判断褶皱产状和真实形 态的前提其次是观察褶皱出露的形态， 也就是从褶皱在地面出露的形态作纵横方面的观 察，经过多方分析， 恢复其 真实面貌。

再次，对褶皱内部的小构造研究也应注意所谓小构造，指小褶皱、小断裂面、 线理等等它们分布于主褶皱的不同部位，各自从一个侧面反映出主褶皱的某些特 征，这些内部构造，由于规模较小，易于观察，因此，以小比大，通过对褶皱内部 小构造的研究能进一步了解和阐明主褶皱的某些特征（2 ）节理：这是很常见的一种构造地质现象，就是我们在岩石露头上所见的 裂缝，或称岩石的裂缝这是由于岩石受力而出现的裂隙，但裂开面的两侧没有发 生明显的 （眼睛能看清楚的 ）位移，地质学上将这类裂 缝称为节理，只要你一上山， 接触石头，到处都能见到节理 节理的名称， 根据分类的不同原则而异， 通用的名称是以节理与岩层的产状要 素的关系而划分为四种： 走 向节理：节理的走向与岩层的走向一致或大体一致倾向节理：节理的走向大致与岩层的走向垂直，即与岩层的倾向一致 斜向节理：节理的走向与岩层的走向既非平行，亦非垂直，而是斜交 顺层节理：节理面大致平行于岩层层面前三种最为常见其次， 节理的分类还可以节理的走向与区域褶皱主要方向、 断层的主要走向或 其他线形构造的延伸方向等 关系而进行，可划分为 —— 纵节理：两者的关系大致平 行横节理：二者大致垂直。

斜节理：二者大致斜交 如果褶皱轴延伸稳定，不发生倾伏的话，则走向节理相当于纵节理，倾向节理 相当于横节理在认识节理的形态及其名称以后，也可以适当地作些力学分析研究，如节理与 褶皱的关系， 节理的形态与受力的关系等不过，此类问题的深入研讨，已属专题 性质，非地质旅行时所要了解的范畴了 一般野外调查应选择节理比较密集 （数十条在一起 ）的地方作为观察点而对 节理的记录要求，大致有下列 各项内容：①节理群所在地的地理位置②节理与褶 皱或断层的关系：如在褶皱的轴部、翼部、断层的上盘或下盘等等③节理所在的 岩层时代或层位、岩石的性质、岩层的产状要素④节理的产状要素⑤节理面及 充填物的特征⑥节理的力学性质及旋向⑦节理组、系归属及相互关系⑧节理 密度统计（条/米） 3 ）断层：断层与节理同属断裂构造，而断层往往是节理的进一步发育所致 或者说，当节理发生位移，两壁有所错动时，即称为断层断层是野外常见的一种重要地质现象 地质旅行时遇到断层，应如何研究呢？首先要确定断层的几何要素，其内容包 括下列各点：① 断层面 所谓断层面， 就是两部分岩块沿着滑动方向所产生的破裂 面断层面的空间位置也像地层的层面一样，是由其走向和倾向而确定的。

但断层 面并非一个平整的面，往往是一个曲面，特别是向地下沿伸 的那一部分，产状可以 有较大的变化此外，断层面不是单独存在的，往往是有好几个平行地排列着，构 成所谓断层带，又由于断层带上两壁岩层的位移错动，使岩石发生破碎，因此又称 为断层破碎带其宽度达几米、甚至几十米一般情况下，断层的规模愈大，断层 带的宽度也愈大② 断盘 断层面两侧相对移动的岩块称为断盘 由于断层面两壁发生相对移动， 所以断盘就有上升盘和下降盘之分在野外识别时，按其位于断层面之上者称上盘 ；位于断层面之下者称下盘当断层面垂直时，就无上盘或下盘之分③ 断层线断层面与地面相交之线，称断层线④ 位移 这是断层面两侧岩块相对移动的泛称 在野外观察断层时， 位移的方 向是必须当场解决的问题之 一特别遇到开矿时，一旦遇到矿脉 （或矿层 ）中断， 往往是断层位移所致，需要立即追查追查的办法是 运用两侧岩层的层序关系来判 断或抚摸断层面上的擦痕等来确定在地质旅行时， 如何注意断层？怎样研究断层？观察什么内容？此类问题必须 熟练掌握， 现分述如下： 先讨论断层的标志及两盘相对位移问题① 构造 （线）不连续各种地质体，诸如地层、矿层、矿脉、侵入体与围岩的 接触界线等都有一定的形状和分布方向。

一旦断层发生，它们就会突然中断、错开， 即造成构造 （线）的不连续现象，这是判断断层现象的直接标志② 地层的重复或缺失这是很重要的断层证据虽然褶皱构造也有地层的重复 现象，但它是对称性的重复；而断层的地层重复却是单向性的 至于地层的缺失， 凡沉积间断或不整合构造也可造成，但这两类地层缺 失都是区域性的，而断层造成 的地层缺失则是局部性的 关键的问题，旅行者应对区域内的地层系统及其 分布情况有一个较为全面的了解 （可以在旅行准备时查阅地层表、剖面、地层柱状图之类 ）利用地层的重复或缺失不仅是判断断层的重要手段， 而且是判断断层两盘相对 动向的重要方法，借此还可 以确定断层的性质——正断层，还是逆断层？基本上有六种情况，如图所示③ 断层面 （带）上的构造特征这是识别断层的直观证据，即在眼前 “方寸”之地内所能见到的若干构造现象，最常见的有以下几种： 断层擦痕：就是断层两侧 岩块相互滑动和磨擦时留下的痕迹，由一系列彼此平行而 且较为均匀的细密线条组 成，或为一系列相间排列的擦脊与擦槽构成 在坚脆岩石的断层擦痕的表面，往 往平滑明亮，发光如镜并常覆以炭质、硅质、铁质或碳酸盐质的薄膜有时，也在 断层的擦面上见到不规则的阶梯状断口，其上覆以纤维状的矿物 （如方解石之类 ） 晶体。

断层擦痕对于决定两盘位移方向颇有用处，如用手抚摸时， 感到光滑的方向乃 是对盘活动位移的方向 或 自粗而细，自深而浅的方向乃示对盘活动位移的方向 或者利用阶梯状断口，阶梯形陡坡之倾向指示对盘 相对滑动的动向构造岩：当断层两壁相对移动之时，岩石发生破碎，在强大的压力下，矿物出 现定向排列，并有重结晶作用也就是说，由于动力作用而发生变质，形成一系列 新的岩石，即称为构造岩构造岩的种类很多，如构造角砾石 （角砾形状不规则，大小不一 ）碎裂岩 （破碎的程度比前者更高，主要是 原岩中的矿物颗粒的破碎，常见于逆断层或平移 断层的断裂带中 ） 糜棱岩（破碎极细，用显微镜观察 ）更 进一步的破碎即片理 化岩（具有片状构造的构造岩 ）此外，还有牵引构造：是断层带中的一种伴生构造， 它是由于断层两壁发生位 移时使地层造成弧形的弯曲 现象，可以指示断层的位移方向，如图所示与断层带有关的，还有一种断层的伴生构造， 主要是断层旁侧的节理及拖曳褶 皱这些节理常与断层斜交， 其锐角所指的方向指示本盘滑动的动向其他标志，主要是指地貌或水文上的一些特征，不过，此种地质现象只能说明 有断层存在，不易说明其两盘的运动方向，诸如三角面山，河流的突然改向，山脊 的突然中断，众多的温泉或泉水的定向分布，小型 的火成岩体的入侵及其伴生的变 质作用、矿化现象及矿脉的定向分布等等均示断层的存在， 特别是从较大 的地貌现 象所反映的断层特征，有时在航空照片甚至卫星照片上都能看到。

认识断层的证据、判断断层的存在以后， 就可以进一步将断层进行分类， 这也是野外观察断层时必须解决 的问题一般最常用的断层分类法， 是根据两盘岩块相对移动的性质而定， 分为三种： 正断层、逆断层和平移断层 如果断层面的倾角小于 30°，则又称为逆 掩断层若规模很大的逆断层 （推移数千米以至数十千米者 ），又 称为推覆体这 是“地槽区”常见的一种构造现象，如阿尔卑斯地区是世界上最闻名的推覆体所在 地比如有下列各类最为普通边缘，地貌上的表现，是山中如有一共同的上升盘，则不过，野外所见到的断层，往往并非单个出现，而是以组合的形态出现居多，① 阶梯断层此类组合由一系列正断层构成，多见于地壳块断运动上升地块的 脊与山谷的相间排列 （图 4.24） ② 地堑与地垒两条大致平行的断层，其间有一共同的下降盘，称为地堑；其为地垒一般形成地堑与地垒的断层多为正断层，也有 逆断层，或为正、逆断层的结合许多由新生代地 层组成的盆地，多被地堑构。