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巖層的原始產狀和水平巖層

2024-01-16科學

巖層的產狀系指巖層面在三維空間中的方位,由走向與傾斜(包括傾向與傾角)來確定。

野外認識和研究構造形態,要從觀察和測量巖層的產狀來著手;認識和分析巖層經受什麽樣變形而產生這此構造形態,還需要了解巖層的原始產狀。

一、巖層的原始產狀

在廣闊而平坦的沈積盆地(如海洋和大湖泊)中所形成的沈積巖層,其原始產狀大都是水平的或近於水平的。只有在沈積盆地邊緣、島嶼、水下隆起和火山錐周圍邊坡等局部地帶,巖層才會出現一定程度的傾斜,稱之為原始傾斜。因此,將巖層的原始產狀理解為水平的,以水平面作為參考面,是認識和分析地質構造的一個基本前提。

原始產狀呈水平的巖層,由於地殼運動發生構造變形,形成傾斜巖層、直立巖層、倒轉巖層和各種褶曲形態,但也有一些巖層仍保持其水平狀態。在地表淺處,由於重力、流水、冰川、巖溶及吸水作用(硬石膏吸水變石膏,體積膨脹約40%)等外動力地質作用,也會使巖層產狀發生局部變動,形成各種表生構造。

二、水平巖層

巖層層面保持近水平狀態,即同一層面上各點海拔高度都基本相同,具這種產狀的巖層稱為水平巖層。在地殼運動影響較輕微的地區,如四川盆地中部一些地區的中、晚侏羅世和白攣紀地層的產狀基本上都是水平的(圖2-15)。

水平巖層具有以下特征:

(1)在地層層序沒有發生倒轉的前提下,地質時代較新的巖層疊置在較老巖層之上,當地形剝蝕切制輕微時,地面只出露最新巖層(圖2-16):如地形切制強烈,較老巖層可出露於河谷、沖溝等低窪處,較新巖層則分布在山頂或分水嶺上。巖層愈老出露位置愈低,巖層愈新其出露的位置愈高(圖2-17)。

(2)水平巖層的出露和分布狀態完全受地形控制,其出露界線(即巖層面與地面的交線)在地質圖上表現為與地形等高線平行或重合,而不相交(圖2-17)。因此,在河谷、沖溝中巖層的出露界線隨等高線彎曲而彎曲,延伸成「V」字形,「V」字形尖端指向上遊(圖2-17);

在山頂和山坡上巖層露頭的分布往往呈孤島狀、不規則的同心圓狀或條帶狀。根據這些特征,只要測定出水平巖層層面界線的位置和高程,就可以在地形圖上以其出露點為起點,沿著或平行於其相應高程的等高線勾繪出該層面的界線。

(3)水平巖層的厚度就是該巖層頂面標高和底面標高之差。

(4)水平巖層的露頭寬度(即巖層上、下層面在地面上的出露界線之間的水平距離)是隨巖層的厚度和地面坡度的變化而變化的(圖2-18)。當地面的坡度相同時,厚度大的巖層露頭寬度就寬,厚度小的巖層露頭寬度就窄(圖2-18A):當巖層的厚度相等時,地面坡度緩,露頭寬度就寬;地面坡度陡,巖層露頭寬度就窄(圖2-18B)。在陡崖處,巖層上、下層面界線的投影線就重合一條線,即露頭寬度為零,以致在地質圖上呈現出巖層尖滅的假象。

在填繪和閱讀水平巖層地質圖時,應註意認識和分析上述特征。