第三节 地质构造类（构造形迹）
构造形迹这一术语由李四光首先使用。在自然条件下，地壳中的岩层或岩体发生永久形变而造成的各种地质构造形体和地块、岩块相对位移的踪迹，即包括构造变动和非构造变动产生的各种次生结构要素。如各种不同成因的褶皱和不同性质的断裂、节理、劈理和片理等，还有各种显微裂隙、岩石或矿物的次生定向排列和晶格错位等，不论规模大小和性质差异，统称为构造形迹。通过构造形迹来研究岩石圈构造运动的过程和方式，是地质力学的基本工作内容，也是解决地壳运动问题的重要途径。
一、全球（巨型）构造
20世纪60年代兴起的当代地球科学中最有影响的全球构造学说——板块构造学说。它认为地球的岩石圈分裂成为若干巨大的板块，岩石圈板块沿着塑性软流圈之上发生大规模水平运动；板块与板块之间或相互分离，或相互汇聚，或相互平移，引起了地震、火山和构造运动。板块构造说囊括了大陆漂移、海底扩张、转换断层、大陆碰撞等概念，为解释全球地质作用提供了颇有成效的格架。
固体地球上层在垂向上可分为物理性质截然不同的两个圈层，即上部具一定刚性的岩石圈和下垫的略具塑性的软流圈。岩石圈包括地壳和一小部分上地幔，厚度不一，约在几十千米至200km以上。软流圈大体相当于上地幔低速层，或电导率较高的高导层（低阻层），Q值（介质品质因素，与地震波衰减程度成反比）较低，表明其物质较热、较轻、较软，具一定塑性。
板块是由地震带所分割的内部地震活动较弱的岩石圈单元。由于板块的横向尺度比厚度大得多，故得名。狭长而连续的地震带勾划出了板块的轮廓，它是板块划分的首要标志。全球岩石圈可划分为六大板块（图3-8）：欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度板块（或称印度洋板块、澳大利亚板块）、南极洲板块和太平洋板块。有人将美洲板块分为北美板块和南美板块，则全球有七大板块。根据地震带的分布及其他标志，人们进一步划出纳斯卡板块、科科斯板块、加勒比板块、菲律宾海板块等次一级板块。板块的划分并不遵循海陆界线（海岸线），也不一定与大陆地壳、大洋地壳之间的分界有关。大多数板块包括大陆和洋底两部分。太平洋板块是唯一基本上由洋底岩石圈构成的大板块。
图3-8 世界地形和板块构造图
二、中小型构造
（一）褶皱
岩石中面状构造（如层理、劈理或片理等）形成的弯曲。单个的弯曲也称褶曲。褶皱的面向上弯曲，两侧相背倾斜，称为背形；褶皱面向下弯曲，两侧相向倾斜，称为向形。如组成褶皱的各岩层间的时代顺序清楚，则较老岩层位于核心的褶皱称为背斜；较新岩层位于核心的褶皱称为向斜。正常情况下，背斜呈背形，向斜呈向形，是褶皱的两种基本形式。单个褶皱大者可延伸数十千米，小者可见于手标本或在显微镜下才能见到。
1．褶皱要素
褶皱的基本组成部分，用以描述褶皱的形态和产状。包括：
（1）核，褶皱的中心部位；
（2）翼，泛指核部两侧比较平直的部分；
（3）轴迹，褶皱面从一翼过渡到另一翼时出露的轴部；
（4）枢纽，同一褶皱面上最大弯曲点的连线；
（5）轴面，各相邻褶皱面的枢纽联成的面，可以是平面，也可以是不规则的曲面，轴面与地面或其他面的交线称为该面上的轴迹；
（6）轴，理想的圆柱状褶皱可以由一条平行其自身移动而描绘出该褶皱面弯曲形态的直线，这一直线又称为褶轴。
褶轴只是具有表明几何方位意义的线段，圆柱状褶皱的枢纽方向代表了褶轴的方向。非圆柱状褶皱可有枢纽线而没有统一的褶轴，只有把它分解成许多近似圆柱状褶皱的区段，才可分别确定其褶轴；脊线和槽线，在横剖面上褶皱面的最高点称为脊，同一褶皱面上脊的连线称为脊线；反之，褶皱面在剖面上的最低点称槽，同一褶皱面上槽的连线称为槽线。
2．分类
一般依据褶皱的位态或其在空间的产状和褶皱的形态进行几何分类。
1）位态分类或产状分类
根据单个褶皱的枢纽及轴面的产状分为：(www.xing528.com)
（1）直立水平褶皱，轴面近于直立（倾角80°～90°），枢纽近于水平（0°～10°）；
（2）直立倾伏褶皱，轴面近于直立，枢纽倾伏角10°～70°；
（3）倾竖褶皱，轴面和枢纽均近于直立；
（4）斜歪水平褶皱，轴面倾斜（倾角20°～80°），枢纽近水平；
（5）斜歪倾伏褶皱，轴面倾斜，枢纽倾伏；
（6）平卧褶皱，轴面和枢纽均近于水平；
（7）斜卧褶皱，轴面和枢纽的倾向和倾角基本一致，轴面倾角20°～80°。
2）形态分类
以在与褶皱轴相垂直的正交剖面上的形态进行划分。根据组成褶皱的岩层厚度变化或各层的曲率变化，利用层的等斜线型来表示。等斜线即同一翼的相邻褶皱面上其切线倾角相等的切点的连线。据此可分为3个类型。
（1）等斜线在背形中成正扇形向内弧收敛，即内弧的曲率比外弧的大。根据其收敛的程度和层的厚度变化可进一步分为3个亚类：IA型褶皱的等斜线强烈收敛，褶皱层的厚度在转折端比翼部的薄，也称顶薄褶皱；IH型是理想的平行褶皱，等斜线垂直层面，上下层面互相平行，褶皱层厚度在各处相等，也称等厚褶皱；IC型褶皱的等斜线略微收敛，层的厚度在转折端比翼部的略厚。
（2）等斜线互相平行，层的厚度在转折端明显大于翼部，但在平行轴面方向上测量的视厚度则各处相等。这类褶皱各层的曲率相同，各层形态相似，故称相似褶皱。
（3）等斜线在背形中呈反扇形向外弧收敛，层的厚度在转折端明显大于翼部，也称顶厚褶皱（图3-9）。
3）根据组成褶皱的各褶皱面之间的几何关系分类
（1）协调褶皱，各褶皱面的弯曲形态一致或作有规律的变化，如平行褶皱和相似褶皱；
（2）不协调褶皱，各褶皱面的弯曲形态彼此有明显的不同，层的厚度变化很不规则。
（二）断裂
顾名思义，断裂是指岩层被断错或发生裂开。据其发育的程度和两侧的岩层相对位错的情况把断裂分为3类。第一类叫劈理，是微细的断裂变动，还没有明显破坏岩石的连续性。最常见的劈理是在褶曲的核部发育的轴面劈理，常呈扇形（以褶皱轴面为对称轴）。第二类称节理，是岩层发生了裂开但两盘岩石没有发生明显的相对位移的断裂变动。按其形成的力学性质，节理可分为张节理和剪切节理。节理常成组出现，如“X”形的共轭节理。第三类为断层，如果断裂两盘的岩石已发生了明显的相对位移，则称断层，是最重要的一类断裂。
图3-10 神农架官门山小型逆断层
按两盘相对运动的方向，断层可分为基本的3类：正断层、逆断层（图3-10）和平推断层。上盘相对下降、下盘相对上升的断层称正断层，断层面倾角一般较陡。上盘相对上升、下盘相对下降的断层是逆断层，断层面倾角变化较大，从陡倾到近水平。一系列低角度逆断层组合起来，被冲断的岩片就像屋顶上的瓦片那样一个叠一个，可形象地称为叠瓦状构造。如果断层两侧的岩石不是沿断层面上下移动而是沿水平方向移动，则称平推断层。如果把这3类断层与形成的构造应力联系起来，通俗地说，正断层由拉张应力引起，逆断层是挤压应力的结果（故常造成地壳的缩短），平推断层则与剪切应力有关，其断层面常近直立。
以上讨论的主要是脆性断裂情况，其断裂面是看得见摸得着的。还有两类断裂的断裂面则是看得见却不一定摸得着的。塑性断裂是岩石塑性变形的产物，像流劈理，是因片状或板状矿物的平行排列而使岩石能够分裂成许多平行薄片的构造。粘滞性断裂是岩石在高温、高压下发生粘滞性流动的结果，原岩的结构已完全破坏，原来组成岩石的矿物发生转动并伴有重结晶和再排列作用，形成片理、片麻理和新生面理等。因此，说断裂是不连续变形同样只是相对的。
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