地层
1.地层概念
地质历史上一定时代形成的层状岩石称为地层。地层是地壳中具有一定层数的一层或一组岩石。一般情况下,先形成的地层在底部,后形成的地层在顶部。层之间的界面可以是不同的层或沉积不连续性。主要包括沉积岩、火山沉积岩和经过一定变质作用的浅变质岩。从岩性上来说,地层包括各种沉积岩、火山岩和变质岩;从时间上看,地层有新有旧,有时间概念。
2.岩石
岩石是由一种或几种造岩矿物组成的具有一定结构的固体组合物。按成因可分为沉积岩、火成岩和变质岩三类。与油气田密切相关的岩石主要是沉积岩,沉积岩主要有砂岩、石灰岩、泥岩。在特殊条件下,火成岩(如花岗岩)和变质岩也可形成油气藏。
地壳物质循环简化图
3.岩浆岩
火成岩是由岩浆凝结、凝固而形成的岩石。岩浆是在地下深处自然生成的,是在高温高压下富含挥发性成分的粘稠熔融硅酸盐物质。当岩浆向地壳中的薄弱地带(发生破裂或失去平衡)运动时,其温度和压力会逐渐降低,挥发性物质不断析出,岩浆本身也会逐渐分化。经过凝结结晶后,就会形成岩浆岩,又称火成岩。
岩浆从地壳深处向浅部移动的过程称为侵入。此阶段凝结凝固形成的岩石称为侵入岩。岩浆沿着裂隙溢出地表或喷向天空的过程称为岩浆喷发或火山活动。这一阶段凝结凝固形成的岩石称为喷出岩或火山岩。
火山及其结构示意图
火成岩
4.变质岩
由沉积岩、火成岩或先前生成的变质岩经变质作用形成的一类岩石称为变质岩。如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、大理石、石英岩等。大理石是由石灰岩、白云岩等碳酸盐岩变质而成;石英岩是由石英砂岩或硅质岩变质而成;板岩和千枚岩是由粘土质和粉质原岩变质而成。变得。变质作用过程中,岩石的变形和物质成分的重新组合都是在固态下进行的,这与岩浆作用不同。
变质岩
5.沉积岩
沉积岩是构成地球岩石圈的三大岩石类型(沉积岩、火成岩和变质岩)之一。它是由母岩的风化产物、火山物质、有机物质等沉积岩的原始物质成分,在地壳表面条件下,经过搬运、沉积、后沉积而形成的一类岩石。
沉积岩是地球表面任何先前形成的岩石(岩浆岩、变质岩和预先形成的沉积岩)在常温常压条件下经风化剥蚀破坏的产物、有机质、火山质和宇宙物质等,原位或通过外力搬运、沉积、成岩作用而形成的岩石。99%以上的石油和天然气储存在沉积岩中。
沉积岩
6.沉积岩的形成
任何较早形成的岩石,都经过长期的日晒雨淋、水流、冰川侵蚀、风蚀和生物力的风化,进而受到风、地表水(山洪、河流、海洋潮汐和波浪)和生物的影响。军队。(运输),移至低洼地区或适当场所沉积或堆积。最后,沉积物不断增厚,经历压实、胶结、重结晶、交代和溶解物质沉淀等成岩过程,才得以固结成沉积岩。这种将松散沉积物转变为固体岩石的过程称为成岩作用。成岩作用是沉积岩形成的最后阶段。
沉积岩的形成一般要经历以下过程:沉积物的形成——母岩的风化、风化产物的搬运和沉积、沉积物的成岩作用。
岩层
7.地质年代
在地球的发展过程中,某一时代形成的一组层状岩石,就是该时代的地层。一般情况下,后形成的地层总是覆盖先形成的地层。这就是“下旧上新”的地层层序规律。
人们对地壳中的所有地层及其层序进行了研究,并按照一定的原则将地壳中的所有地层分为五大部分,即太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。边界。每个境界又可以分为几个系统,每个系统又可以分为几个系统。系统还可以细分。
上述按地层序列划分的地层单元,如宇宙、界、系、系、序等,是按生物体的演化阶段划分的。它们是适合国际和大区域尺度的单位,通常称为时间地层单位。每个地层单元都有一个对应的时间单元,用于该地层单元的形成。根据地层及其所含化石的顺序,地球的整个历史被划分为许多自然阶段或时期,称为地质时代。按照从最旧到最新的顺序排列,它被编成地质年代表。
见下表:
图1
地质学家常常根据不同地区地层沉积的特点进行区域分层,然后从下面的系统中细分为“组”和“段”。见下表:
注:沙河街期(即沙河街组)以前沉积的地层从略,统称为第三纪以前(或前第三系)地层。
构造基本类型
地质构造规模达数千公里,需要对岩石圈板块构造等地质、地球物理数据进行综合分析和遥感数据解译;小的,以毫米甚至微米为单位,需要借助光学手段,只能用显微镜或电子显微镜来观察,如矿物颗粒的变形、晶格位错等。地质构造的基本类型有:水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造等。
图3
1、水平构造
原始岩层一般是水平的。那些在地壳垂直运动的影响下保持水平或接近水平而不发生折叠或变化的结构称为水平结构。如常见于三级系列的红层。在水平地层中,新的岩层总是位于旧岩层的顶部。
2、倾斜构造
倾斜构造是指岩层经过构造运动后,与水平面形成一定的夹角。倾斜岩层通常是褶皱的边缘、断层的板块,或者是由不均匀的升降运动引起的。
3、褶皱构造
岩层在侧向压应力作用下发生的弯曲称为褶皱。褶皱仅指岩层中的单个弯曲,而岩层中的连续弯曲称为褶皱。褶皱有两种基本类型:背斜和向斜。背斜是褶皱,其中核心的岩层相对较古老,而翼部的岩层较年轻。向斜是褶皱,其中核心的岩层相对较新,翼部的岩层较古老。
4、断裂构造
岩石在应力作用下发生变形。当应力超过一定强度时,岩石就会产生裂纹,甚至沿着裂纹面移动,破坏岩层的连续性和完整性。这种现象称为断裂结构。断层构造根据断层两侧岩石是否发生显着滑动而分为节理和断层两种类型。
节理是指岩石破裂后无明显位移的断裂构造;断层是指引起岩层或岩体沿断裂面产生较大位移的断裂构造。断层要素包括:断层面、断层线、断层板和断层距离等。根据两断层板之间的相对运动关系,断层类型可分为:正断层、逆断层、平推论层、枢轴断层。故障等
原生构造与次生构造
根据构造形成的时间顺序,地质构造可分为原生构造和次生构造。次生构造是构造地质学研究的主要对象。
图4
原生构造:
成岩作用过程中形成的结构。火成岩的原生结构主要是由岩浆流动和凝结收缩力产生的。火成岩的原生结构主要是由岩浆流动和凝结收缩力产生的。分为原生流动构造和原生裂缝构造两种。原生流结构是固体物体在液态岩浆流动中形成的定向结构。例如,流面是由岩浆早期结晶的片状、板状矿物和扁平状沉淀物、捕虏体定向排列形成的。结晶的柱状、针状矿物定向排列形成的流线;主要裂缝结构有柱状节理,根据节理与流面或流线的关系,还可分为纵节理、横节理、斜节理和层节理。
沉积岩的原生结构主要是由表面力的作用产生的。包括层理、层状结构、层内结构和跨层结构。
层理构造指沉积岩中的成层构造,其成层性是通过沉积物的成分、粒度、色调的变化而显现的。构造层理是研究次生构造的基本参考面,是一种重要的原生构造。
层面构造主要指波痕、泥裂、雨痕、印模、虫迹等,这类构造发育于沉积岩层的顶面或底面,在野外可用来鉴别地层的顶、底面,以判断地层层序的正常与倒转。
层内构造主要指限于某一岩层中的原生构造,如粒序层、交错层、层内褶皱与层内断层等,其中除层内断层外,也均可根据它们的内部结构特点来鉴别地层的顶面或底面。
穿层构造主要指发育于多层岩层中的背斜或断层,称为同沉积背斜或同沉积断层。同沉积背斜是在区域性地壳拗陷并不断接受沉积的盆地中的局部上隆部位上逐渐发育的背斜,因此具有原始的上拱弯曲状态,其轴部地层厚度小于翼部,轴部碎屑沉积物的粒度则大于翼部同一层沉积物的粒度。
同沉积断层又称生长断层,是指与沉积同时活动的断层。一般发育于沉积盆地边缘,具有正常断层性质。盆地位于断层下沉板块上,其地层厚度明显大于断层上扬板块,且断距随深度增加而增大,即地层越古老,断距越大。另外,节奏层也是原生的跨层结构,由多个顺序层组成。
次生构造:
岩石形成后因构造运动引起的构造变形是构造地质学的主要研究对象。次生结构包括褶皱、节理、断层、解理、线等。
按照变形性质可分为:
连续变形结构。岩层连续性未受到破坏,变形性质为塑性变形的结构,如褶皱等。
不连续变形结构。岩层被切割而失去原有连续性的结构会发生破裂和变形,例如节理和断层。
按照几何要素可分为:
平面结构。以几何面表示的结构,如褶皱轴面、节理面、断层面、解理面等。系统的平面结构通常称为叶状结构。
线性结构。以几何线表示的构造,如褶皱毂、断层划痕、非等轴矿物的定向排列、两个构造面的交点等。各种面状、线状构造还可分为抽象构造(如褶皱轴面、铰链等)。两个结构平面的交点)和描绘的结构平面。前者仅具有几何意义而不具体存在,而后者则是具体的面线结构。
根据面状、线状构造在地质体中的分布特点可分为:
贯通构造是指地质体中均匀、连续、按一定规律排列的面状构造和线状构造,如解理、片麻岩、片理及各种细线等;
不透水构造是指地质体中分离产生的不均匀、不连续的面状、线状构造,如节理面、断层以及大型杆状构造、窗格构造等。地质结构的渗透性和不渗透性与观察该结构的一定尺度有关。较大规模的透水结构也可以成为较小规模的不透水结构;通常穿透结构针对两个尺度:小型结构和微观结构。
构造运动
图5
构造运动
地球内力引起岩石圈地质体变形、位移而引起的机械运动。构造运动是地球内力引起的机械作用,引起地壳乃至岩石圈的位移和变形,以及海底的增生和破坏,以及随之而来的地震活动、岩浆活动和变质作用。构造运动产生褶皱、断层等各种地质结构,引起海洋和大陆轮廓的变化、地壳的隆起和凹陷、山脉和海沟的形成。构造运动在引起地壳演化方面发挥着重要作用。
构造运动主要表现为地壳的机械运动,但并不限于地壳的运动,通常还涉及岩石圈。一般来说,构造运动缓慢且难以察觉。在特殊情况下,构造运动剧烈而迅速,表现为地震,还可能引起山体滑坡、海啸等。在这种情况下,人们可以感知到构造运动。
类型按地壳运动方向可分为垂直运动(“抬升运动”、“造地运动”——沿地球半径方向)、水平运动(“造山运动”——沿地球切线方向)
1水平运动:指地壳在水平方向起主要作用的力,即与地面成切线方向的力(包括地壳的压缩和拉张)作用下,地壳岩层所发生的运动,这种运动使相邻块体受到挤压、或者被分离拉开,或者剪切错动,甚至旋转。水平运动主要使地壳的岩层弯曲和断裂,形成巨大的褶皱山脉和断裂构造。因此,水平运动又称为造山运动。
2垂直运动:地壳的垂直运动是指地壳块体沿着地球半径方向发生的上升或下降的运动。垂直运动常常表现为规模很大的隆起或拗陷,从而造成海陆变迁和地势高低起伏。由于地壳上升使海水退却,一部分海底称为陆地;地壳下降,海水侵入,原来的陆地变为海洋。因此,垂直运动又称为造陆运动。
小结
水平运动和垂直运动使分析地形的形成的基础,但是应该指出的是,这两种运动常常相伴而生,运动的结果都不能任意地加以分隔和区分,实际上两者是相互联系、相互影响的。
褶皱构造
在地壳运动的强烈挤压下,岩层会发生塑性变形,产生一系列波状弯曲,称为褶皱。原则上,皱纹的产生是一个相当简单的过程,但由于形成原因不同,皱纹的种类也很多。
1.向斜
图6
向斜是较晚且靠近中心形成的凹形褶皱。向斜线通常是指向上方的向下弯曲的褶皱。它的顶部也被侵蚀了,所以我们只能看到它形成的边缘。
2.背斜
图7
背斜与向斜类似,但方向相反。背斜是较早形成且更靠近中心的凸起褶皱,其侧面通常是向斜的。但实际上,会发生断裂和侵蚀,将两者分开。背斜往往产生许多适合石油勘探的优良气藏区。
3.单斜褶皱
图8
单斜褶皱是所有朝同一方向弯曲的层。它们的形成有多种原因,其中最常见的是地层结构的差异压实。
4.尖棱褶皱
图9
这种褶皱通常被石油公司称为V形褶皱。顾名思义,它是一个V形的折叠。通常是由于局部压应力而形成,但需要一些非常特殊的条件才能形成。发育有四个阶段:弯曲成核、平行折叠、翼展/中心锐化和锐折叠收紧。
5.平卧褶皱
图10
仰卧褶皱是一种倒置褶皱,是一种倒置或完全倒置的褶皱,具有成角度的轴向面且一侧的地层被翻转。仰卧皱襞的轴线基本上保持水平。
6.等斜褶皱
图11
等斜褶皱两翼的夹角在010之间,两翼基本平行。
7.穹隆
图12
图13
圆顶在地质上是由对称的背斜形成的,这些背斜相互交叉并相互挖掘。它是由于重折叠和大气冲击/穿刺效应(更深和更轻的部分向表面的垂直位移)产生的水平应力而形成的。
8.盆地
图14
盆地是在某些方面与穹顶相反的褶皱,因为先前平放在地面上的岩层的构造变形导致岩层的大规模结构重组。构造盆地是地质凹陷。
9.其他
图15
图16
小结
并不是所有的褶皱都能轻易识别,也不是所有的褶皱都能被分类(因为视野不够好,或者地质受到强烈侵蚀,或者其他过程隐藏了褶皱)。地质褶皱非常复杂。如果你从事地质领域工作,你可能不会那么幸运地遇到与上述类型完全匹配的地质褶皱。但不要灰心;地质学的难点使得它成为我们所了解和喜爱的科学。
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