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  • 1 # lanfengz3

    ( 一) 水平岩層的出露特徵

    岩層層面保持近水平狀態,即同一層面上各點海拔都基本相同,具這樣產狀的岩層稱為水平岩層 ( horizontal stratum) ( 圖 2 -22) ,也叫水平構造。水平岩層是未經構造運動的岩層,保留著原始狀態。

    沉積岩層形成時由於地形起伏而造成的傾斜狀態叫原始傾斜。原始傾斜一般在古隆起的周圍或在沉積盆地的邊緣發育。

    水平岩層的特徵是在野外和地形地質圖上認識和分析水平岩層的依據。在空間上表現出以下特徵:

    圖 2 -23 水平岩層分佈特徵

    ( 1) 在地形地質圖上,水平岩層的地質界線( 岩層層面在地表面上的出露線) 和地形等高線平行或重合 ( 圖 2 -23) ,水平岩層的出露和分佈狀態完全受地形控制。因此,地質界線隨等高線的彎曲而彎曲,真實地反映等高線的彎曲形態。在河谷、沖溝中,水平岩層的地質界線延伸呈 “V”字形,其 “V”字尖端指向上游 ( 圖 2 - 23) 。這是水平岩層最重要、最基本的特徵,也是我們在地形地質圖上判別水平岩層的準則。因為水平岩層層面上的各點都具有相同的海拔高度,所以只要測定出水平岩層層面在某一出露點的高程,就可沿著或平行於同高度等高線勾繪出該岩層面的界線。另外,同一個水平岩層層面必定具有相同高度,若具有不同高度,則是由於岩層區域性彎曲變形或是其間斷裂錯動所致。

    ( 2) 水平岩層的成層順序 ( 正常) 為上新、下老,也即時代較新的岩層位於較老的地層之上。如果水平岩層地區未被河流切割或只受輕微剝蝕而沒有下蝕到上覆岩層的底面時,則地面只出露最新地層,在地質圖上反映的全部是最上面地層 ( 圖 2 -24) 。隨著侵蝕、剝蝕的加寬、加深,地面出露的地層時代越來越老,上覆較新地層出露的面積也越小,地質圖上地層關係變得越複雜 ( 圖 2 - 25) ,而且較老的岩層總是出露於地形低處( 如河谷、沖溝等) ,最新的岩層分佈在山頂或分水嶺上。即地層越老出露位置越低,越新出露位置越高 ( 圖 2 -23,圖 2 -25) 。

    圖 2 -24 切割輕微時水平岩層立體圖和平面圖

    圖 2 -25 切割強烈時水平岩層立體圖和平面圖

    ( 3) 水平岩層的厚度就是該岩層頂、底面的標高差。因此,在地形地質圖上求水平岩層厚度的方法較簡單,只要知道岩層頂面和底面的高程,兩者相減即得。

    ( 4) 水平岩層在地質圖上的露頭寬度取決於地面坡度和岩層厚度 ( 圖 2 - 26) 。這裡的露頭寬度是指岩層在野外露頭寬度的水平投影寬度,即岩層上、下層面在地面上的出露界線之間的水平距離。

    當地面的坡度相同時,厚度大的岩層露頭寬度就大; 當岩層厚度相等時,地面坡度緩,露頭寬度就大 ( 圖 2 -26) 。在直立的陡崖處,岩層上、下界線的投影線重合為一條線,亦即露頭寬度為零,從而在地質圖上呈現出岩層尖滅的假象。因此,在地質圖上分析岩層尖滅時需要特別注意。

    圖 2 -26 水平岩層露頭寬度與厚度、地形之間的關係

    ( 二) 傾斜岩層出露特徵

    由於地殼運動,原始水平的岩層發生構造變動,形成傾斜岩層 ( inclined stratum) 。單斜岩層可以是褶皺的一翼或斷層的一盤,也可以是區域性不均勻沉隆或上升引起的區域性傾斜。

    傾斜岩層的露頭界線複雜,表現為與地形等高線交切關係,並顯示出一定的規律性。

    露頭寬度是指野外岩層出露寬度的水平投影,即傾斜岩層在地質圖上反映的寬度。傾斜岩層的露頭寬度取決於地形 ( 坡向和坡角) 、岩層產狀 ( 傾向和傾角) 和該岩層的厚度。這些可變引數的排列組合決定了不同情況和條件下的岩層露頭寬度的大小:

    ( 1) 當地形和岩層產狀不變時,露頭寬度取決於岩層厚度。岩層厚者露頭寬,岩層薄者露度窄 ( 圖 2 -27a) 。

    ( 2) 當地形和厚度不變時,露頭寬度取決於岩層傾角。傾角越小,露頭寬度越大;傾角越大,露頭寬度越小 ( 圖 2 -27b) 。若是直立岩層,則露頭寬度最小,近於或等於岩層的真厚度時受地形的影響 ( 圖 2 -28) 。

    圖 2 -27 地形不變時露頭寬度與厚度、傾角的關係

    ( 3) 岩層產狀和厚度不變時,露頭寬度決定於地形、坡度和坡向。地形越緩,露頭越寬; 地形越陡,露頭越窄。在陡峭的山崖上,露頭寬度為零,即為一條線,造成岩層在平面上 “尖滅”的假象 ( 圖 2 - 29) 。但也有例外的情況,在岩層傾向與坡向相同( 順向坡) 且傾角大於坡角的情況下,坡角越大 ( 但不能大於傾角) ,則露頭寬度越大( 圖 2 - 30) 。

    圖 2 -28 直立岩層露頭寬度示意圖

    圖 2 -29 岩層產狀與厚度不變時,露頭寬度與坡度的關係示意圖

    圖 2 -30 順向坡、傾角大於坡角時,露頭寬度與坡度的關係

    總之,影響岩層露頭寬度變化的因素較複雜,而且諸因素之間也相互影響與制約,因此在實際工作中對具體情況要具體分析上述三個因素 ( 或條件) 的變化,從而分析和總結出露頭寬度的變化規律。

    在一定的地形地貌條件下,傾斜岩層的分佈規律如下:

    ( 1) 傾斜岩層在平面上呈條帶狀分佈。

    ( 2) 在沒有發生倒轉時,岩層的排列順序為沿傾向方向逐漸變新。

    ( 3) 傾斜岩層在地質圖上的寬度 ( 指露頭寬度) 取決於產狀、地形和岩層厚度。

    ( 4) 岩層的出露形態受岩層的產狀和地形的影響。傾斜岩層在地表的出露線或地質界線,常以一定的規律展布,穿越溝谷和山脊的地質界線的平面投影均呈 “V”字形,這種規律叫 “V”字形法則。

    “V”字形法則,一般包括如下 4 個方面內容: ①水平岩層出露形態真實地反映等高線的彎曲特徵,地質界線隨等高線的彎曲而彎曲 ( 圖 2 -31Ⅰ) ; ②直立岩層出露形態不受地形的影響,呈直線狀 ( 圖 2 -31Ⅱ) ; ③逆向坡時,同向彎曲,地質界線的曲率 ( 或彎曲度) 小於地形等高曲率,呈鈍 “V”字形 ( 圖2 -31Ⅲ,圖2 -32) ; ④順向坡、傾角大於坡角時,地質界線與等高線的彎曲方向相反,簡稱反向彎曲 ( 圖 2 - 33) ,順向坡、

    圖 2 -31 不同產狀岩層的露頭形態及其在平面圖上的表現

    圖 2 -32 傾斜岩層分佈形態之一

    圖 2 -33 傾斜岩層分佈形態之二

    圖 2 -34 傾斜岩層分佈形態之三

    在野外填大、中比例尺地形地質圖或在室內分析地形地質圖時,運用 “V”字形法則可以定性地分析不同地形上出露的各岩層的產狀變化規律。“V”字形法則也可用於分析一切較平整的構造面,如斷層面、不整合面等的露頭界線的分佈形態。

    從圖2 -32 ~ 圖2 -34 中可知: 當岩層走向與溝谷或山脊延伸方向呈直交時,“V”字形大體對稱; 當兩者斜交時,“V”為不對稱型。若岩層傾向與溝谷方向一致,傾角與坡角也相等,則露頭界線沿溝谷兩側呈平行延伸 ( 圖 2 - 35) ,只在上游溝谷坡度變陡處,岩層面或其他構造面橫跨溝谷而出現 “V”字形的露頭形態。

    圖 2 -35 傾角與河谷坡角相同時的岩層分佈形態( 據 Ragan,1973)

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