学习任务地层接触关系的识别与分析

发布网友 发布时间：2022-04-24 15:49

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热心网友 时间：2023-10-20 12:43

一个区域的地层间的接触关系，记录了该区构造运动的演化历史，对它进行识别与分析，可追索构造运动的性质、特点和演化历史，确定地质构造的形成时期和岩浆活动时期，同时对古地理特征研究、寻找沉积矿床具有重要意义。

一、地层接触关系的类型

（一）整合接触

两套地层产状完全一致，互相平行，时代是连续的，无侵蚀面存在，这种接触关系称整合接触。它反映区域上没有发生过显著的地壳上升或下降交替运动。整合接触关系在地层柱状图、地质图和地质剖面图上都用实线表示。

（二）不整合接触

上、下地层间的层序有间断面，即先后沉积的地层之间缺失了一部分地层，这种接触关系称不整合接触。不整合面在地面的出露线叫不整合线，它是重要的地质界线之一。不整合又分为平行不整合和角度不整合。

1.平行不整合

上、下两套地层的岩层产状平行一致，但上、下两套地层之间发生过沉积间断，缺失了部分时代的地层，存在一个侵蚀面，这种不整合称平行不整合，简称平合。这个古剥蚀面常有含下伏地层岩石碎块的底砾岩，有时还保存了古风化壳和古土壤，平行不整合面是起伏或平整的，它反映了上覆新地层沉积之前的古地貌形态。平行不整合的存在说明该区曾发生过地壳上升运动，然后整体下降接受新的沉积，如华北地台的北京西山区的中奥陶统（O₂）与下石炭统（C₁）的平合接触关系。平行不整合的整个形成过程可描述为：下降沉积→上升，接受剥蚀，沉积间断→再下降，再沉积（图2-37）。

图2-37 平行不整合形成过程示意图

O—奥陶系；D—泥盆系；C—石炭系；S—志留系。箭头代表地壳垂直运动方向

2.角度不整合

上、下两套地层产状不一致，时代也不连续，新、老地层间存在剥蚀面，这种不整合称角度不整合，亦称截合。它在不整合面上常有底砾岩、古风化壳、古土壤层等，上覆较新地层的底面与不整合面基本平行，而下伏较老地层的岩层面与不整合面相截交。角度不整合的存在说明该区发生过显著的水平地壳运动。角度不整合的整个形成过程可描述为：下降沉积→地壳运动，剥蚀→再下降接受沉积（图2-38）。

图2-38 角度不整合形成过程示意图

O—奥陶系；D—泥盆系；C—石炭系；S—志留系。箭头代表地壳垂直运动或水平运动方向

二、不整合的识别与分析

地层不整合接触是研究地质演化历史及确定地壳运动的特征和时期的一个重要依据，在地层学中，也是划分地层单位和时代的依据之一。此外，不整合在构造上是一个“饱经风霜”的软弱带，不整合面常常可形成一些残积矿床或被成矿热液充填而形成内生矿床，也可为石油、天然气的聚集提供场所，因此，对不整合的研究具有重要现实意义，在野外要认真观察和研究，系统收集第一性资料，如进行素描或照相等。

（一）地层不整合接触关系的识别

1.地层古生物标志

上、下两套地层中化石的时代相差较远，这两套地层之间的化石反映了在古生物演化过程中存在不连续的现象，生物群迥然不同；反映了下伏岩层沉积以后，地壳运动引起自然地理环境的较大变化而导致生物物种的不连续。根据化石和区域地层对比，确定两套地层之间存在某些层位的缺失，但不是由断层造成的，则可以说明存在不整合接触（图2-39）。

图2-39 平行不整合和角度不整合立体图

D₁与O₃之间为平行不整合；P₁与D₃、D₂、D₁为之间为角度不整合

2.沉积特征的标志

上、下两套地层的岩性和岩相截然不同（图2-40）；两套地层之间往往有一个接触面不平整或平整古侵蚀面，这个面上可能保存古风化壳，古土壤或与之有关的残积型矿床等。上覆地层的底部岩层常有下伏地层的岩石碎块，砾石组成的底砾岩。

图2-40 四川江油马角坝地区地质简图

J₁b与T呈角度不整合

3.构造标志

上、下两套地层的产状不一致，构造变形的强弱也有所不同；上、下两套地层中的褶皱样式及断裂性质存在差异；下伏地层中的构造变形较上覆的新地层要强，构造变形的期次也要多于上覆新地层的；下伏地层中的地质构造如断层、褶皱等，延伸到不整合面时就被上覆地层所截交覆盖；一般来说，上、下两套地层中的地质构造的构造线方向迥然不同（图2-41）。

图2-41 山西五台山寒武系和震旦系中不整合面上、下节理组存在差异示意图

（据王曰伦，1959）

4.岩浆活动和变质作用标志

由于不整合面上、下两套地层及其地质构造是在不同时期的地壳运动中形成的，因此各自发育有不同时期、不同特点的岩浆活动和变质作用；一般来说，下伏老地层中的变质程度要比上覆新地层中的变质程度要深，老的花岗岩被新的地层覆盖（图2-42）。

图2-42 江西于都桥头长潭侵入岩体接触关系素描图

①石炭系下统云山组含花岗岩碎屑底砾岩；②风化花岗岩；③加里东期长潭侵入岩体（粗中粒黑云母花岗岩）

（二）不整合空间分布和类型变化的分析

同一期构造运动在不同的地区其变形强弱有所不同，这样，在不同地区同一时代的地层与下伏地层之间可能存在不同的接触关系（图2-43），于是在不同的地点观察，可以看到不同的不整合类型。所以，对不整合的观察研究不能只局限于个别地段，要尽可能在较大的区域去观察研究不整合的类型及其变化情况。

图2-43 地层经褶皱、剥蚀后与其上的水平地层在不同部位所显示的接触关系

（据Dunbar et al.，1957）

A、B、D和E等处上、下地层以不同角度接触；C和F处上、下地层是平行的

（三）不整合形成时代的分析

不整合的形成时代是以不整合面下伏地层中最新地层时代为下限，以上覆地层中最老地层时代为上限，其间缺失的那部分地层的时代，就是不整合的形成时代。角度不整合的形成时期是地壳运动相对剧烈时期，在这一时期，它一般是先褶皱，后断裂，再岩浆侵入、变质作用与成矿作用的发生。

分析不整合形成时代还要知道不整合间有“缺”有“失”。“缺”就是原先没有，“失”是原来有的，在随后的地质时期中被剥蚀掉。所以不整合的形成时代一般上限精准，下限不准确。如图2-44中的背斜构造形成时代为侏罗-古近纪（J-E），即侏罗纪（J）以后（下限），古近纪（E）以前（上限）；图中区内花岗岩岩株（γ）的形成时代也为侏罗-古近纪（J-E），即侏罗纪（J）以后（下限），古近纪（E）以前（上限）；花岗细晶岩（γι）的形成时代为古近-新近纪（E-N），即古近纪（E）以后（下限），新近纪（N）以前（上限）；而玄武岩岩盘（β）的形成时代可能是新近纪（N）以后形成。

图2-44 某地地质体接触关系剖面图

学习指导

沉积岩是分布最广的层状岩体。在研究沉积岩层的地质构造时，只有判明沉积岩层的顶、底面和层序，才能正确地分析地质构造。因此，要熟记岩层顶、底面和层序的判别标志；几种不同产状的岩层露头形态和“V”字形法则，产状要素及测定和表示方法，真、假倾角的换算是基本知识；层面及地层接触关系的识别必须掌握。

练习与思考

1.何谓岩层、地层？

2.原生示顶、示序构造有哪些？

3.岩层产状要素有哪些？如何定义？

4.试将产状50°∠35°转换为象限角表示方法，将N40°W/35°NE转换为方位角表示方法。

5.“V”字形法则如何运用？其实质是怎样的？

6.如何在地质图上求岩层产状要素、厚度，以及埋深？

7.真、假倾角，真、假厚度之间有何关系？

8.思考书中确定岩层顶、底面露头宽度的图解。

9.地层接触关系有几种？是如何形成的？请举例说明。

10.研究不整合的意义是什么？

11.如何确定不整合的形成时代？