第三节 岩层的产状和岩石变形

岩层是指由两个平行的或近于平行的界面所限制的岩性相同或近似的层状岩石。岩层的上下界面叫层面，分别称为顶面和底面。岩层的顶面和底面的垂直距离称为岩层的厚度。任何岩层的厚度在横向上都有变化，有的厚度比较稳定，在较大范围内变化较小；有的则逐渐变薄，以至消失，称为尖灭；有的中间厚、两边薄并逐渐尖灭，称为透镜体。如果岩性基本均一的岩层，中间夹有其它岩性的岩层，称为夹层，如砂岩含页岩夹层，砂岩夹煤层等等；如果岩层由两种以上不同岩性的岩层交互组成，则称为互层，如砂、页岩互层，页岩、灰岩互层等等。夹层和互层反映构造运动或气候变化所导致的沉积环境的变化。

　　一、岩层的产状

　　（一）不同产状的岩层

　　岩层在地壳中的空间方位称为岩层的产状。由于岩层沉积环境和所受的构造运动不同，可以有不同的产状。一般可以分为水平岩层、倾斜岩层、直立岩层和倒转岩层：

1.水平岩层 在广阔的海底、湖盆、盆地中沉积的岩层，其原始产状大都是水平或近于水平的。在水平岩层地区，如果未受侵蚀或侵蚀不深，在地表往往只能见到最上面较新的地层；只有在受切割很深的情况下，才能出露下面较老的岩层。例如华北平原，除非根据钻孔资料，否则不能知道地下都有什么岩层。

　　2.倾斜岩层 指岩层层面与水平面有一定交角（0—90°）的岩层。有些是原始倾斜岩层，例如在沉积盆地的边缘形成的岩层，某些在山坡山口形成的残积、洪积层，某些风成、冰川形成的岩层，堆积在火山口周围的熔岩及火山碎屑层等，常常是原始堆积时就是倾斜的。但是，在大多数情况下，岩层受到构造运动发生变形变位，使之形成倾斜的产状。在一定范围内岩层的产状大体一致，称为单斜岩层。单斜岩层往往是褶皱构造的一部分。

　　3.直立岩层 指岩层层面与水平面直交或近于直交的岩层，即直立起来的岩层。在强烈构造运动挤压下，常可形成直立岩层。

　　4.倒转岩层 指岩层翻转、老岩层在上而新岩层在下的岩层（图7-12），这种岩层主要是在强烈挤压下岩层褶皱倒转过来形成的。

　　（二）岩层的产状要素

　　指确定岩层产状的三个数值，即走向、倾向和倾角。

　　1.走向 岩层层面与任一假想水平面的交线称走向线，也就是同一层面上等高两点的连线；走向线两端延伸的方向称岩层的走向，岩层的走向也有两个方向，彼此相差180°。岩层的走向表示岩层在空间的水平延伸方向。

2.倾向 层面上与走向线垂直并沿斜面向下所引的直线叫倾斜线，它表示岩层的最大坡度；倾斜线在水平面上的投影所指示的方向称岩层的倾向，又叫真倾向，真倾向只有一个，倾向表示岩层向哪个方向倾斜。其它斜交于岩层走向线并沿斜面向下所引的任一直线，叫视倾斜线；它在水平面上的投影所指的方向，叫视倾向。无论是倾向或视倾向，都是有指向的，即只有一个方向。

　　3.倾角 层面上的倾斜线和它在水平面上投影的夹角，称倾角，又称真倾角；倾角的大小表示岩层的倾斜程度。视倾斜线和它在水平面上投影的夹角，称视倾角。真倾角只有一个，而视倾角可有无数个，任何一个视倾角都小于该层面的真倾角。

　　我们在野外工作，都要想法求出岩层的真倾向和真倾角，但在天然剖面（如沿河谷、断崖等）和人工剖面（如沿公路、探槽、矿坑等）上所看到的岩层倾角，如果剖面方向不垂直于岩层的走向，都是视倾角。真倾角和视倾角有一定的几何关系如图所示。

　　设：ABCD为层面，ABEF为水平面，AB、CD为走向线，AFD面为与走向垂直的断面，α为倾角（真倾角），BFD面为与走向斜交的任一断面，β为岩层走向线与任一断面线BF的夹角，γ为视倾角，即层面上任一视倾斜线DB与其在水平面上投影FB的夹角。

　　△AFD与△BFD为具有共同边DF的直角三角形，AF＜BF

　　γ＜α（无例外）

　　此外，还可用数学公式表示真倾角与视倾角的关系。

　　α、β、γ中只要知其二，即可求其一。
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