构造地质学实习课教案赵温霞 李志勇中国地质大学（武汉）构造教研室2004.3.24.实习一 认识和阅读地质图（水平、单斜岩层展布区）学时：4（课堂学时）4（自学学时）8 学时一.目的要求1. 初步建立地质图的概念，了解图式规格；2. 学会读图的一般步骤及方法；3. 厘定不整合类型并描述其特征；4. 掌握不同产状之岩层在地形地质图上的出露特征；5. 于地形地质图上求解面状构造（岩层）产状要素；6. 利用“三点法” 求解面状构造（岩层）产状要素；7. 学会制作图切地质剖面图。二.作业：1. 读凌河地形地质图（附图 1） ，分析该区地形地貌表现特征；2. 总结凌河地区水平岩层和倾斜岩层出露特征（后者用“V ”字形法则） ；3. 按练习与思考题的要求（P2201）完成附图 1 作业；4. 在凌河地形地质图（附图 1）上制作图切地质剖面图（沿 AB 线） ；5. 按练习与思考题的要求用三点法求岩层产状要素（P221-3- ，附图 3） ；三. 要求：1. 读图前先着色。2. 交作业： 文字报告 500800 字； 图件 3 份附图 1、附图 3、图切地质剖面。3. 交材料费，1 元/人，以班为单位612 室肖军老师 （女） 。四. 实习步骤：1. “V”字形模型示意及“V”字形图图示；2. 讲授“目的要求”之 1、2 条：地质图的概念，成图原理及方法；3. 带读附图 1，附图 3； 4. 用间接法求岩层产状 在地形图上求岩层产状（附图 1、图 16-1）讲解示范步骤：以立体图或模型示倾斜岩层，有 100、150m 不同高程走向线位于其上，用一简单三角关系可以看出其产状关系，即沿层面作垂线 AC，则倾斜线 AB 线与其水平投影线 AC 之夹角 为岩层倾角，CA 即为岩层倾向，为 150m 走向线，为其水平投影线，BC 为二走向线高差；将该三角 形置平，其关系不变，BC 1 即为 BC，仍为其高差（图 16-1） ， 1即为，CA 仍为倾向，皆可用量角器和直尺直接度量。据同一层面上等高两点的联线为该岩层走向线，及由高向低倾斜向下方向为倾向的原理，只要能找出同一层面在地形地质图上不同高程且相邻的两条平行走向线即可求出产状。此法适用于大比例尺图，产状应稳定。二走向高差 BC 置平后为 B1C（50m） ，按比例尺在置平后的图上截取 B1C 即可。 用三点法求岩层产状要素（P221-3-，附图 3，图 16-2）前提：某一层面的三个点不在同一直线上；已知三点的位置和标高；三点范围内岩层平整，产状无变化。适用范围：产状较平缓，用罗盘难以准确测定或岩层覆盖时采用此法。条件：三点层面标高资料或钻孔得到的相应资料。原理：只要在最高点和最低点的联线上找到与中等高程相等高的一点即可作出一条走向线；然后过最高点或最低点作出该走向线平行的另一条走向线，再根据两走向线的高程和水平距离即可利用方法求出产状。其步骤是：求等高点；求倾向；求倾角（图 16-2） 。利用辅助线求等高点要考虑到最高点和最低点 AC 之高差并将其平分，平分时必须有一个值与中间点相等。做辅助线 CS 与 CA 之间联线时其它联线则与其平行即可。5. 绘编图切地质剖面图步骤：选择剖面位置时尽量通过地层较全、并最大可能垂直地层走向和主要构造线，选好后（设计后）将剖面线标在地形地质图上。绘制地形剖面。方格纸上定出基线，基线标高一般比图上最低等高线要低 1.5-1cm，两端绘出垂直比例尺。将地形地质图上设计的剖面线与等高线相交各点投影到方格纸上相应标高位置，再结合实际情况考虑微地形连成地形剖面曲线。完成地质剖面。将地质图上与剖面相交的地质界线投影到地形剖面线上，据其产状画出分层界线。整理。按要求标出花纹、代号等。注：剖面线如果在图上是斜线，则转动方位使基线与剖面线平行。该示意图仅示意水平岩层，其它如断层、倾斜岩层道理同上。有不整合时，先画不整合面上新地层，然后据实际情况画出下伏界线；有断层则先画断层线再画两盘地层。实习二 阅读褶皱地区地质图学时：4（课堂学时）4（自学学时）8 学时用图：暮云岭地区地形地质图（朱、宋附图 7=郭附图 10；教员提供，学生复印，人手一份）一. 目的要求1. 初步掌握阅读褶皱区地质图的步骤和方法；2. 学会从地质图上认识和分析褶皱形态、组合特征及形成时代；3. 学会在褶皱区地质图上绘制图切剖面图。二. 作业1. 阅读并着色暮云岭地形地质图；2. 对图内某一褶皱（暮云岭背斜）进行文字描述（500 字左右）；3. 绘制该区 A-B 剖面图（切制） 。提示：在切制青岩顶 NW 及 SE 两侧的复式背斜时，仅绘 C1 上层界线构造形态显示不出来，需据 C1 厚度（图例中已给出，为 250m）也绘出下层面才能完整显示出构造形态。三. 实习步骤（一） 读图：可从以下几个方面找手进行之：1. 单个褶皱（1）区分背、向斜，横过地层总体延伸方向观察地层新老对称排列关系，老地层两侧依次对称地出现新地层，则为背斜；反之为向斜。（2）确定两翼产状，图上标有产状可以读出，若无则求出。（3）判断轴面产状，直立褶皱其轴面亦直立，斜歪或倒转者，轴面向倾角较小的一翼倾斜，一般轴面倾角大于缓翼。（4）确定枢纽产状 若枢纽水平，则两翼地层走向近于平行；若两翼走向不平行且同一层界线在平面上交合或呈弧形弯曲则可认为枢纽是倾伏的，视为背斜的倾伏端或向斜的扬起端，有时在此处有产状标出。（5）确定轴迹 通过褶皱各层界线转折端点的联线即为轴迹。（6）认识转折端形态 轴面直立或陡斜的倾伏褶皱，平面图及剖面图上转折端形态近似一致。（7）分析褶皱平面形态 褶皱两翼同一岩层出露线地质界线沿轴迹方向的长度与垂直迹线的宽度之比来确定线型、短轴等三种类型。2. 褶皱的组合型式 结合平面及剖面的组合型式进行分析：断续褶皱穹盆构造、雁列式（暮云岭为雁列式）等；过渡型褶皱隔档式、隔槽式等；全形褶皱复背斜、复向斜等。3.确定褶皱形成时代依据角度不整合，下伏最新褶皱层之后，上覆最老覆盖层之前。（二） 褶皱区图切剖面图绘制（参图 1630）褶皱的图切剖面有两种，一种是铅直剖面，一般横切褶皱延伸方向；另一种是与枢纽垂直的正交剖面，仅讲前者。1. 首先读图并分析地形和褶皱特征，读图方法同前，再强调先读图，尤其是图例。2. 选择剖面位置，尽可能垂直轴迹且能通过全区主要褶皱。3. 用与地质图相同的比例尺绘图。4. 在剖面线和地形剖面线上（先绘出地形剖面，方法同前）标出背斜（）和向斜（） ，对剖面附近可能隐伏延展到剖面切过处的次级褶皱，也应将其轴迹延伸到与剖面线相交处并标出相应位置绘出。图示：通过剖面线处仅显示出一个向斜，稍远则表现出有一次级背斜存在。5. 剖面切过不整合界线时，先画不整合面上的地层和构造，然后再画下伏者。被不整合所覆盖的地质界线和构造，可顺其延伸趋势延至剖面线上，将该点投影到不整合面，从此点绘出不整合面以下的地层和构造。6. 绘褶皱时，先从核部开始。7. 剖面切过断层时，先画断层，然后再画断层两侧地质界线和构造。8. 剖面线与地层走向线斜交时，先换算成视倾角；剖面切过处若无岩层产状数据，可按同一翼邻近产状来画。9. 同一翼相邻岩层产状变化较大，又是整合关系，可能是局部变化所致，可据两翼同一厚度基本不变的前题，在地表用岩层产状绘制，向下给予修正使之与主要岩层产状协调一致。10. 转折端形态绘制，轴面直立或近与直立的褶皱，其平面和剖面形态近似。亦可据枢纽倾伏角作纵向切面（辅助剖面） ，先求出到剖面处核部地层枢纽的深度，然后再结合该层两翼倾角及枢纽位置绘成圆弧。演示（郭图 350）：A 点剖面通过处转折端顶点（中点） 1横剖面。 1纵切面。11. 整饰地质剖面图，包括图名、比例尺、图例、责任表、制图时间等。图例：高 X 宽=0.5X1cm排列：自上而下：地层（由新到老） ；岩体（由新到老，由基到酸） ；褶皱轴迹、断层、产状、其它（剖面线、制高点）（三）文字描述示例暮云岭背斜构造位于图幅中部，其轴迹呈 NE 向展布。背斜核部由 C1地层组成，两翼分别为 C2、C 3地层，其北西翼产状为倾角 60,南东翼产状为倾角40，具斜歪或近于直立之特征。长宽之比 3：1 左右，属于短轴背斜。背斜转折端较为圆滑，在南西具有指状分枝。在图幅内可以看出分别向 NE.Sw 倾伏。与相邻背斜在平面上显示出斜列式组合特征。实习三 阅读分析断层区段地质图一.准备工作 1. 望洋岗地质图（附图 2） ；2. 星岗地质图（参郭附图 15；此图为实习辅助用之，可不进行作业训练） ；3. 透明纸自编图切剖图；4. 自制断距求解图；5. 各种断层模型二.目的与要求1. 学会在地质图上分析断层性质、类型及活动时代；2. 学会在地形地质图上求断层产状及断距；3. 文字简要描述断层相关特征三.提示与复习1. 断层识别之“地层标志”自编教案讲义 P11（三） ；2. 断层位移方向确定之“断层效应”P15；3. 利用地层错开后新老关系确定断层运动方向P15 四.实习步骤 1. 首先了解断层发育区地质构造概况，其内容包括区内出露的地层并建立地层序列；是否存在不整合接触关系并判断不整合接触的类型及时代；分析褶皱构造的形态、类型、轴向、规模和被卷入的地层等；分析断层构造的产状、形态、类型、延伸规模、地层等地质体被切割或被控制之状况以及与褶皱构造的诸种关系（如成因关系） 。2. 分析断层性质，其内容包括断面形态与产状（因亦属于面状要素，故可用三点法或“V”字形法则进行判断） ；两盘相对位移即运动学特征 走向断层或纵断层一般是地层较老的一盘为上升盘，但岩层、断层倾向一致且断层倾角小于岩层倾角或地层倒转时则新地层一盘为上升盘；横向断层或倾向断层（正、逆）切割褶皱构造时，背斜核部变宽或向斜核部变窄的一盘为上升盘，若为平移断层，则核部宽窄不变，但轴迹明显被错开；横向断层或倾向断层切过倾向岩层或斜歪褶皱构造时，若地质界线或轴迹发生错动，既可以是正（逆）断层造成，也可以是平移断层所致，此时应结合其它因素综合判断-但一般规律是：若由正（逆）断层造成单斜岩层的地质界线错移，则界线向岩层倾斜方向移动的一盘为上升盘；若是斜歪褶皱，则向轴面倾斜方向移动的一盘为上升盘。3. 断距测定 铅直地层断距（hg）：铅直地层断距是断层两盘上对应层之间的铅直距离，求解方法是，只要在断层任一盘上作某一层面某一高程的走向线，延长穿过断层线与另一盘的同一层面相交，此交点的标高与该走向线之间的标高差即为地层断距。水平地层断距（hf）：水平地层断距是断层两盘上对应层之间的水平距离，求解方法是，在地质图上于断层两盘分别绘出同一层面等高的两条走向线，它们之间的垂直距离即为水平地层断距，用图上获得的线段长度乘以比例尺即可。地层断距（ho）：地层断距是断层两盘上对应层之间的垂直距离，求之方法为，知道 hg 或 hf, 用图解法：ho=hg cos或 ho=hfsin.4. 确定断层时代（1） 据（角度）不整合关系确定 。 当断层仅涉及到某一构造层时， 一般发生在被错断的最新地层之后、不整合面上发育的最老地层之前。（2） 据岩体就位或被破坏之特征 。 岩体就位若受控于断层，则断层先形成且构成岩浆上涌之通道，岩体有呈串珠状等规律性展布；岩体被断层破坏，则断层后形成，岩体边界不规则且易判别。（3） 据断层与其它构造的切割关系。 被切