地层1 .地层概念
地质历史上某个时代形成的层状岩石叫地层。 地层是指地壳中某层位的岩石或岩石群,通常情况下先形成的地层位于下,后形成的地层位于上。 层与层之间的界面可以是明显的层面,也可以是沉积间截面。 主要包括沉积岩、火山沉积岩及因此而发生一定变质的浅变质岩,从岩性上看地层包括各种沉积岩、火山岩和变质岩; 在时代,地层有老有新,有时间的概念。
2 .岩石
岩石是由一种或几种造岩矿物组成,具有一定结构结构结构的固体结合体。 按其成因可分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三大类。 与油气田关系密切的岩石主要为沉积岩,而沉积岩中以砂岩、石灰岩、泥岩为主。 在特殊条件下,岩浆岩和变质岩也可以形成油气储层。
地坛物质循环示意图
3 .岩浆岩
岩浆岩是岩浆凝结凝固的岩石。 岩浆在地下深处天然生成,是高温、高压状态下富含挥发性成分的粘稠硅酸盐熔融物质。 岩浆向地壳薄弱区活动时,其温度、压力逐渐降低,挥发性物质不断析出,岩浆自身逐渐分化,经过凝结和结晶形成岩浆岩,又称火成岩。
岩浆从地壳深处向浅层活动的过程称为侵入作用,这一阶段凝结固结而成的岩石称为侵入岩。 沿裂缝溢出地表或向天空喷出的活动过程称为岩浆喷出或火山活动,这一阶段凝结固结而成的岩石称为喷出岩或火山岩。
火山及其结构示意图
岩浆岩
4 .变质岩
沉积岩、岩浆岩或先生变质岩经过变质作用形成的一类岩石称为变质岩。 板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩等。 大理岩由石灰岩、白云岩等碳酸盐类岩石变质而成; 石英岩由石英砂岩或硅质岩类变质而成; 板岩、千枚岩等由粘土质、粉砂质原岩变质而成。 在变质作用过程中,岩石的变形和物质成分的重新组合都有时是以固体状态进行的,与岩浆作用不同。
变质岩
5 .沉积岩
沉积岩是构成地球岩石圈的三种岩石之一。 在地壳表层条件下,母岩风化产物、火山物质、有机质等沉积岩原始物质成分为运移作用、沉积作用及沉积后形成的岩石。
沉积岩是在地表常温常压条件下,由任意先形成的岩石经风化剥蚀作用破坏而成的岩石、有机物、火山物质及宇宙物质等,经原地或外力搬运、沉积及成岩作用形成的岩石。 99%以上的石油和天然气积聚在沉积岩中。
沉积岩
6 .沉积岩的形成
任何先前形成的岩石,经过长期的日晒雨、水流、冰川侵蚀、风蚀和生物等风化作用,然后在风、地表流水和生物等力的作用下,搬到低洼处或适宜的地方堆积或堆积,最后沉积物持续增厚,压实、胶结、重结晶、结晶这种使松散沉积物成为固结岩石的作用称为成岩作用。 成岩作用是沉积岩形成的最后阶段。
沉积岩的形成大致经历了沉积物的形成——母岩风化作用、风化产物搬运和沉积作用、沉积物成岩作用。
岩石的形成
7 .地质年代
在地球的发展过程中,在某个时代形成的一系列岩石,是那个时代的地层。 通常,后成地层总是覆盖在先成地层之上,“下老、上新”是地层的层序规律。
人们研究了地坛中的全地层及其层序,按照一定原则将地坛中的全地层共划分为五大部分,即太古界、元古界、古生界、中生界和新生界。 每个边界还可以分成几个系统,每个系统又可以分成几个系统,系统可以进一步细分。
以上地层层序划分的地层单位宇、界、系、统、阶等单位是根据生物演化阶段划分的,在国际性和地域性范围内适用的单位,通常称为时间地层单位。 各地层单位都有形成该地层的时间单位。 根据层序和其中所含化石,将地球全部历史划分为许多自然阶段或时期,称为地质年代,按降序排列为地质年代表。
见下表:
图1
地质工作者往往根据不同地区地层沉积特征进行区域分层,自统一以下又细分为“组”、“段”。 见下表:
注:沙河街期以前沉积的地层省略,统称第三纪以前地层。
构造基本类型的地质构造规模,大小上千公里,也应通过地面和地球物理资料的综合分析和遥感资料的解释来识别。 例如岩石圈板块构造; 小的以毫米或微米为单位,观察矿物晶粒的变形、晶格位错等需要光学显微镜或电子显微镜。 地质构造的基本类型有水平构造、倾斜构造、褶皱构造、断裂构造等。
图3
1、水平结构
原始岩层一般是水平的,在地壳垂直运动的影响下,褶皱没有变动而保持水平或大致水平的产状者称为水平结构。 就像常见于第三系红层一样。 在水平结构中,新岩层总是在老岩层上。
2、倾斜结构
倾斜结构是指基岩经过结构运动后,基岩层面与水平面之间存在一定的夹角。 倾斜岩层往往由褶皱翼、一盘断层或不均匀升降运动引起。
3、褶裥结构
由岩层侧方的压缩应力产生的弯曲称为褶曲。 褶皱仅指岩层的单一弯曲,岩层的连续弯曲称为褶皱。 百褶曲的基本类型有背斜和向斜两种。 背斜是核部岩层相对老,两翼新褶皱。 斜向为核部岩层相对新,两翼为老褶皱。
4、断裂结构
岩石受应力变形,当应力超过一定强度时,岩石破裂或沿破裂面偏移,破坏岩层连续性完整性的现象称为断裂结构。 断裂构造有两种。 根据断裂两侧岩石是否发生明显滑动,可分为节理、断层。
节理是指岩石破裂后无明显位移的破坏结构; 断层是岩层或岩体沿断裂面位移较大的断裂构造。 断层的要素包括断层面、断层线、断盘、断距等。 根据断层两板块相对运动的关系,断层类型可划分为正断层、逆断层、平推层、中枢断层等。
原生构造和次生构造按构造形成的时间顺序可将地质构造划分为原生构造和次生构造,次生构造是构造地质学研究的主要对象。
图4
原生结构:
成岩过程中形成的构造。 火成岩原生结构主要受岩浆流动和凝结收缩力的作用而产生,火成岩原生结构主要受岩浆流动和凝结收缩力的作用而产生。 分为原生流动结构和原生破裂结构两种。 原生流动结构是固体物体在液体岩浆流动中形成的定向结构,包括岩浆早期结晶形成的板状、板状矿物和扁平状离体、捕获体定向排列形成的流面、岩浆早期结晶形成的柱状、针状矿物定向排列形成的流线; 原生破裂结构包括柱状节理,以及根据节理与流面或流线的产状关系划分的纵向节理、横向节理、斜节理和层节理。
沉积岩的原生结构主要是受地表承载力的作用而产生的。 包括层理、层面结构、层内结构和穿层结构。
层理结构是指沉积岩中的成层结构,其成层性表现为沉积物成分、粒度、色调的变化。 构造层理是研究次生构造的基本参考面,是重要的原生构造。
层面结构主要指波痕、泥裂、雨痕、印模、虫痕等,这类结构发育于沉积岩层的顶面或底面,可以野外鉴别地层的顶、底面以判断地层层序的正常与逆转。
层内构造主要局限于某些岩层中的原生构造,如粒序层、交错层、层内褶皱和层内断层等,其中除层内断层外,还可根据它们的内部构造特征来鉴别地层的顶面或底面。
穿层构造主要是指在多层岩层中发育的背斜或断层,称为同沉积背斜或同沉积断层。 沉积背斜是一种圈闭在区域性地壳中,在不断沉积的盆地中局部上隆部位逐渐发育的背斜,因此具有原始的上拱弯曲状态,其轴部地层厚度小于翼部,轴部碎片沉积物粒度大于翼部同层沉积物粒度。
沉积断层又称生长断层,是与沉积作用同时活动的断层,一般发育于沉积盆地边缘,具有正断层性质。 盆地位置为断层下降盘,其地层厚度明显大于断层上升盘,且断层距离随深度增大。 即地层时代越久,断层距离越大。 另外,韵律层也是原生的穿层结构,由多个粒顺序层依次层叠而成。
二级结构:
岩石形成后受构造运动作用而产生的构造变形是构造地质学的主要研究对象。 次级结构包括褶皱、节理、断层、劈理、丝理等。
根据变形的性质可以分为以下几类
连续变形结构。 在岩层连续性未破坏的结构下,变形性质为塑性变形,如褶皱等。
非连续变形结构。 岩层断裂而失去原有连续性的构造,是破裂变形的产物,包括节理、断层等。
根据几何要素可以分为以下几类
面状结构。 皱纹轴面、节理面、断层面、割理面等几何意义方面所表示的结构。 通常,系统性的面状结构称为面理。
线状结构。 用几何意义的线表示的结构。 例如褶皱枢纽、断层擦伤、非等轴矿物的取向排列、两个结构面的交线等。 各面状、线状的结构也可以分为抽象的和区分的。 前者只具有几何意义而非具体存在,后者是具体存在的面、线结构。
根据面状、线状结构在床质中的分布特点,可分为以下几类。
渗透性结构是指地质体内按一定尺度均匀、连续且按一定格式布置的面状结构和线状结构,如劈理、片麻理、片理及各种小型线理;
不透性结构是指不均匀、不连续、分离产出于地质体中的面状结构和线状结构,包括节理面、断层面及大型杆状结构、条板结构等。 地质构造的通透性和不通透性是针对某些尺度的观察构造,大尺度下的通透性构造在小尺度下也可能是不通透性构造; 通常,透过性结构是针对小型结构和显微结构两个尺度而言的。
结构运动图5
结构运动
地球内动力引起岩石圈地质体变形、位移的机械运动。 构造运动是地球内力引起地洼乃至岩石圈位移、变形以及海底增生消亡的机械作用和伴随的地震活动、岩浆活动和变质作用。 构造运动产生褶皱、断裂等各种地质构造,引起海、陆轮廓的变化,与地洼隆起纠缠,引起山脉、海沟的形成等。 构造运动在带来地壳变化的过程中起着重要的作用。
构造运动主要表现为地壳的机械运动,不仅是地壳的运动,通常也涉及岩石圈。 一般来说,结构运动是缓慢的,很难被注意到。 在特殊情况下,结构运动剧烈而迅速,表现为地震,还可能引起山崩和海啸等,在这些情况下,可以感知到结构运动。
根据地坛运动方向分类的类型可分为垂直运动、水平运动
1 )水平运动:是指地壳在水平方向上的主要作用力,即地面和切向力作用下的地壳岩层运动,相邻块体在该运动作用下受压、分离、拉开、剪切、旋转。 水平运动主要使地洼岩层弯曲断裂,形成巨大的褶皱山脉和断裂构造。 因此,水平运动也称为造山运动。
2 )垂直运动)地壳的垂直运动是指地壳块体沿地球径向发生的上升或下降运动。 垂直运动往往表现为规模较大的隆起或拗陷,导致海陆变迁和地势高低起伏。 地壳上升导致海水后退,部分海底称为陆地; 地坛下降,海水入侵,原来的陆地变成大海。 因此,垂直运动也称为造陆运动。
总结
水平运动和垂直运动为分析地形的形成奠定基础,但应该指出的是,这两种运动总是相伴相生的,运动的结果不可能任意划分或区分,实际上两者是相互联系、相互影响的。
褶皱结构是在地壳运动的强烈挤压作用下,岩层塑性变形,产生一系列波状弯曲,称为褶皱。 从原理上来说,形成皱纹是一个相当简单的过程,但根据形成的原因不同,皱纹也分为各种各样。
1 .倾斜
图6
倾斜凹面的褶皱,形成时间越晚越接近中心。 斜是典型的向下弯曲的皱纹,指向上方。 它的上部会被侵蚀,所以我们只能看到它形成的边缘。
2 .背斜
图7
与背斜相似,但恰恰相反。 背斜是一种隆起的褶皱,形成时间越早越接近中心,侧面往往是倾斜的。 但是,在现实中,发生断裂和侵蚀将两者分离。 背斜产生了许多优越的气圈封闭地区,适合石油勘探。
3 .单斜褶
图8
单斜褶皱是指所有层均向同一个方向弯曲,形成的原因有很多,最常见的是地层结构的差异压实作用。
4 .尖皱
图9
这种皱纹在石油公司多称为V形皱纹,顾名思义多呈V形皱纹。 多由当地的压应力形成,但成形需要非常具体的条件。 共有四个发展阶段。 曲形成核、平行褶皱、两翼的伸长/中央的锐化、尖棱褶皱的收紧。
5 .弄平皱纹
图10
卧皱是指倒置的褶皱,是翻转或完全翻转的褶皱,有一定角度的轴向面,一侧地层翻转。 平卧褶皱的轴线基本保持水平。
6 .等待斜皱
图11
斜褶两翼角度在0到10之间,两翼基本平行。
7 .穹隆
图12
图13
穹隆是由地质构造学上对称的背斜相互交叉、相互深入顶部形成的。 其形成原因是再折叠的水平应力和大气冲击/穿刺作用(更深更轻部分向表面移动的垂直位移)。
8 .盆地
图14
盆地在一定程度上是与穹隆相反的褶皱,这是因为以前横亘在地面上的岩体结构发生变形,导致大规模的岩体结构重构。 盆地是地质的凹陷。
9 .其他
图15
图16
总结
不是所有的皱纹都很容易辨别出来,也不是所有的皱纹都可以分类(要么能见度不够,要么地质被强烈侵蚀,要么皱纹被其他什么作用遮住了) 地质褶皱很复杂,如果你在地质学这个领域工作,你可能就不会那么幸运地遇到与上述几种类型完全一致的地质褶皱了。 但是,请不要气馁。 正因为地质学很难,才成为我们知道并热爱的科学。
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