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地科奧賽 | 地層的接觸關係

2025-02-02 15:36:30

一個地區的地層之間的接觸關係,從一個側面記錄了該地區地殼運動的演化歷史。因此,透過地層接觸關係的研究,可以追索地殼運動的性質、特點和演化歷史,確定地質構造的形成時期和岩漿活動時期;同時,對研究古地理演化、尋找某些礦床以及解決其他有關地質問題等都具有重要意義。

地層接觸關係(contact relationship of strata)是指新老地層或岩石在空間上的相互疊置狀態。最基本的地層的接觸關係通常有:整合接觸、假整合(平行不整合)、不整合(角度不整合)。

①整合接觸,簡稱整合。上、下地層之間沒有發生過長時期沉積中斷或地層缺失,即地層是連續的。②不整合接觸。簡稱不整合。上、下地層之間有過長時期沉積中斷,出現地層缺失,即地層是不連續的。在研究地層接觸關係時不能只從幾何關係上考慮,要結合沉積中斷時限的長短,有無陸上剝蝕等情況全面考慮。③假整合接觸:新老兩套地層雖彼此平行,但不連續沉積,有沉積間斷缺少部分地層,且老地層頂面往往可見風化剝蝕的痕跡。。

一、影片講解3分鐘,宏觀把控

特別宣告:本影片源自“桔燈勘探”,轉載請註明。

二、文字閱讀5分鐘,細探究竟

(一)整合與不整合

1.整合

上、下地層在沉積層序上沒有間斷,巖性或所含化石都是一致的或遞變的,其產狀基本一致,它們是連續沉積形成的。這種上、下地層之間的接觸關係,稱為整合接觸。地層的整合接觸反映了在形成這兩套地層的地質時期該地區地殼處於持續地緩慢下降狀態,或雖有短期上升,但是沉積作用從未間斷,或者地殼運動與沉積作用處於相對平衡狀態,沉積物逐層連續沉積,這樣就形成了兩套地層的整合接觸關係。

2.不整合

上、下地層間的層序發生間斷,即先後沉積的地層之間缺失了一部分地層。這種沉積間斷的時期可能代表沒有沉積作用的時期,也可能代表以前沉積了的岩石被侵蝕的時期。地層之間這種接觸關係稱為不整合。在上、下地層之間有一個沉積間斷面,叫不整合面。不整合面在地面的出露線叫不整合線,它是重要的地質界線之一。

(二)不整合的型別

根據不整合面上、下地層的產狀及其反映的地殼運動特徵,不整合可分為兩種主要型別,即平行不整合(也稱假整合)和角度不整合(即狹義的不整合)。

1.平行不整合

平行不整合表現為上、下兩套地層的產狀彼此平行,但在兩套地層之間缺失了某些時代的地層,表明在這段時期發生過沉積間斷,這兩套地層之間的接觸面--不整合面就代表這個沒有沉積的侵鍾時期。不整合面也就是古剝蝕面,在這個面上常有底礫岩(其研石為下伏地層的岩石碎塊),有時還儲存著古風化殼或古土壤層。不整合面有平整的,也有高低起伏的,它反映了上覆新地層沉積前的古地貌形態。本文專門為參加“地科奧賽”的考生準備,由“講地又講理”整合網路資源而成,轉載請註明。

平行不整合的形成是由於地殼在一段時期內處於上升,而在上升過程中地層又未發生明顯智皺或傾斜,只是露出水面發生沉積間斷和遭受剝蝕。經過一段時期後,又再次下降接受新的沉積,從而使上、下地層之間缺失了一部分地層,但彼此的產狀是基本平行的。這一過程可以表示為:下降沉積一上升、沉積間斷和遭受剝蝕再下降、再沉積。

如我國華北和東北南部廣大地區的中石炭統(本溪組)直接覆蓋在中奧陶統馬家溝組的石灰岩侵蝕面之上(圖2-30),其間缺失了自上奧陶統到下石炭統的一系列地層,而上、下地層的產狀基本平行,這是一個典型的平行不整合接觸。

平行不整合在平面上和剖面上都表現為:不整合面上、下兩套地層的界線在較大區域內呈平行展布,產狀也基本一致,但其間卻缺失部分地層,如圖2-31中的下泥盆統(D1)與上奧陶統(O3)的接觸關係。平行不整合主要是造陸運動的結果,與地殼的垂直升降有關。

2.角度不整合

角度不整合又簡稱不整合(狹義),主要表現為:上、下兩套地層之間既缺失部分地層,產狀又不相同。在不整合面上也常有底礫岩、古風化殼、古土壤層等。上覆的較新地層的底面通常與不整合面基本平行,而下伏的較老地層層面與不整合面則相截交。

角度不整合的形成過程可以概括為:下降、接受沉積一褶皺上升(常伴有斷裂變動、岩漿活動、區域變質等)、沉積間斷、遭受剝蝕一再次下降、再沉積。因此,角度不整合的存在反映了該地區在上覆地層沉積之前曾發生過褶皺等重要構造事件。本文專門為參加“地科奧賽”的考生準備,由“講地又講理”整合網路資源而成,轉載請註明。

角度不整合在平面上和剖面上均表現為:不整合面上、下兩套地層的產狀有較明顯的差異,其間又缺失一部分地層。上覆較新地層的底面的界線(即不整合線)與下伏較老的不同層位的地層相交截,如圖2-31中的下二春統(P1)的底面界線在平面上與中泥盆統(D2)和上泥盆統(D3)相交截,在剖面上則覆蓋切截了上奧陶統(O3)、下泥盆統(D1)和中泥盆統(D2)等地層。四川江油馬角壩地區,下侏羅統白田壩組(J1B)底礫岩層覆蓋在三疊系各統地層之上(圖2-32)。而在鄰近地區,還可發現下侏羅統白田壩組底部礫岩層直接與二疊系一泥盆系的各層相接觸,且上下地層產狀截然不同,是一個典型的角度不整合。

以上所述的是兩類不整合主要地質特徵。但地層的接觸關係並不只是簡單的幾種,而是表象多型,變化多端,例如,非整合(異巖不整合)、上超不整合等。所謂非整合也稱異巖不整合,是沉積岩與基底結晶岩之間的不整合接觸關係(圖2-33A),結晶岩可以是岩漿侵入岩也可以是變質岩。而上超不整合是由於古地貌、古地形上有較大的凹凸不平(如古河道,淺海中的古島嶼等),造成新地層沉積時在古凹凸不平處被截斷,形成上超不整合。上超不整合表現為上覆較新地層與不整合面呈截交關係,而下伏較老地層既可與不整合面呈截交也可與不整合面呈平行關係(圖2-33B)。

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混合巖和混合巖化作用

圖1.野外出露的變質岩(保定)

混合巖Migmatite是一種由淺色花崗物質Granite material(脈體)和暗色鐵鎂質變質岩Metamorphic rock(基體)共同組成的宏觀上不均勻的複合岩石。

淺色的花崗物質被稱為脈體Veins,或淺色體lightcolored body ,常呈現交代斑晶Porphyroblast account、眼球eyeball 、細脈small veins、樹枝狀脈dendritic connections、網狀脈reticular veins、褶皺脈vein fold等多種形態。

圖3.褶皺脈狀脈體(保定)

基體Matrix ,指混合過程中殘留的暗色難熔的鐵鎂質變質岩Iron magnesian rocks 。一般都達到角閃巖相Amphibolite facies,部分達到麻粒巖相Granulite facies,具體巖性型別有各種變粒巖Granulite、片麻岩Gneiss和斜長角閃巖amphibolite 。

混合巖化作用指在造巖作用過程中,由於溫度壓力的增大,低熔點的長英物質可能被熔融,形成廣泛的流體相Fluid phase ,這些熔融部分與不熔的殘留體混合形成一種新的岩石。

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