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岩层产状:岩层在地壳中的方位及测定方法(工程地质第2版)

时间:2023-10-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩层产状是指岩层在地壳中的空间方位。岩层面倾斜是层状岩层中最常见的一种产状形态。岩层的产状要素及其测定。从岩层面上任一点都可以引出许多条视倾斜线,因而也就有许多视倾角,而这些视倾角都比该点的真倾角值小。②岩层产状要素的测定和表示方法。,表示岩层产状是水平的。

岩层产状:岩层在地壳中的方位及测定方法(工程地质第2版)

被两个平行或近于平行的界面所限制的、由同一岩性组成的层状岩石称为岩层。岩层的上、下界面叫层面。上层面称为岩层的顶面,下层面称为岩层的底面。

岩层产状是指岩层在地壳中的空间方位。由于岩层形成的地质作用、形成时的环境和形成后所受的构造运动的影响不同,因而,它们在地壳中的空间方位也不相同。

在比较广阔平坦的沉积盆地(如海洋湖泊)中,有由一层层堆积起来的沉积物所形成的沉积岩或大面积覆盖地表的熔岩被等,其原始产状大都是水平的或近水平的。在沉积盆地边缘形成的岩层或陆相沉积(如残积、坡积、冰川和风的堆积等)或在火山口附近形成火山锥的火山岩层,其层面有一定的倾斜程度,这种倾斜称为原始倾斜。由于原始产状绝大多数都是近水平的,因此一般将岩层的原始产状理解为水平的。

岩层形成后,由于受到构造运动的影响,有些仅改变其形成时的位置,但仍保持着原始近于水平的产状;有些则不仅改变其形成时的位置,而且也改变了原始产状,出现与水平面呈不同角度的倾斜,甚至直立或倒转。因此,岩层产状包括水平的、倾斜的、直立的和倒转的。

1.水平岩层

水平岩层是指层面近水平,即同一层面上各点海拔基本相同的岩层。具有这样产状的岩层有挤压运动所成的“流纹状”条带,通常还有一些透镜状或棱角状的岩层。在地壳运动影响较轻微的地区,如四川盆地中部一些地区的中、下侏罗纪白垩纪地层的产状基本上就是水平的。

2.倾斜岩层

原来是水平产状的岩层,在地壳运动或岩浆活动的影响下产状发生变动,从而使岩层层面与水平面间呈现出一定的交角,于是便形成了倾斜岩层。岩层面倾斜是层状岩层中最常见的一种产状形态。实际上,倾斜岩层往往是某种构造的一部分,如为褶皱的一翼或断层的一盘(图 2.4),或者是地壳不均匀抬升或下降引起的区域性倾斜。一个地区内的一系列岩层如向同一个方向倾斜,其倾角也大致相同,则称为单斜层或单斜构造。

(1)岩层的产状要素及其测定。

①岩层的产状要素。

岩层的产状是以岩层面在三度空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的,即采用岩层面的走向、倾向和倾角三个要素的数值来表示(图 2.4)。任何面状构造或地质体界面的产状,都可用上述产状要素表示。

走向:岩层面与水平面相交的线叫走向线(图 2.4 中的 AOB 线),走向线两端所指的方向即为岩层的走向。所以,岩层走向有两个方位角数值,如NE30°和 SW210°。岩层的走向表示岩层在空间的水平延伸方向。

倾向:岩层面上与走向线相垂直并沿倾斜面向下所引的直线叫倾斜线(图 2.4 中的 OD 线)。倾斜线在水平面上的投影线所指的岩层面向下倾斜的那个方向,就是岩层的真倾向(图 2.4 中 OD'),简称倾向。在岩层面上,凡与该点走向线不正交的任一直线均为视倾斜线,其在水平面上投影线所指的倾斜方向,叫视倾向或假倾向。

倾角:岩层的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角就是岩层的倾角(图 2.4 中α),又叫真倾角;视倾线和它在水平面上的投影线之间的夹角,叫视倾角或假倾角。从岩层面上任一点都可以引出许多条视倾斜线,因而也就有许多视倾角,而这些视倾角都比该点的真倾角值小。

②岩层产状要素的测定和表示方法。

产状要素的测定有直接法和间接法。直接法是在野外工作时,用地质罗盘直接测出岩层的走向、倾向和倾角,以确定岩层的空间方位。但是,有时由于地形和其他条件的限制,不能直接测得真产状要素,此时就要用间接法,通过作图或计算来推求真产状要素。关于用间接法求岩层真产状要素的具体方法细节,可参阅构造地质学教科书中的有关部分。

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图2.4 岩层的产状要素

AB—走向线;OD'—倾向线;OD—倾斜线;α —倾角

岩层的产状要素可用文字和符号两种方法表示。由于地质罗盘上方位标记有用象限角的,也有用 360° 方位角的,因此文字表示方法也有两种。

方位角表示法:一般只测记倾向和倾角。例如:SW205°∠25°(也可以书写为 205°∠25°),前面是倾向方位角,后面指倾角,即倾向为南西 205°,倾角为25°。

象限角表示法:以北和南的方向作为 0°,一般测记走向、倾角和倾向象限。例如:N65°W∠25°SW,即走向为北偏西 65°,倾角为 25°,向南西倾斜。又如:N30°E∠27°SE,即走向为北偏东 30°,倾向南东,倾角为 27°。

在地质图上,岩层产状要素是用符号来表示的。常用符号如下:

,长线表示走向,短线表示倾向,数字表示倾角。长线必须按实际方位画在图上。

,表示岩层产状是水平的。

,表示岩层直立,箭头指向新岩层。

,表示岩层倒转,箭头指向倒转后的倾向,即指向老岩层,数字是倾角度数。

岩层产状要素的符号和书写方式,在国内外的地质书刊和地质图上,并不完全相同,参阅文献资料时应予注意。

(2)岩层的厚度。

岩层的顶、底面之间的垂直距离,也即层面法线方向上的距离,称为岩层的真厚度。岩层除真厚度外,还有铅直厚度和视厚度。

铅直厚度是指岩层顶、底面之间沿铅直方向上的距离。

在与岩层面不垂直的剖面上(或露头面上),岩层顶、底界线之间的垂直距离称为视厚度。

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