四、注意沉積岩區的構造特點

當我們在沉積岩發育地區作地質旅行時，並把地層的層序關係、地層的地質年代、地層的岩石性質及其名稱等大體上搞清楚以後，緊接著就應該研究穿越剖面時所遇到的地質構造的特點了。

所謂地質構造，實際上就是觀察褶皺、節理、斷層這三項主要的項目。不言而喻，這些構造現象在層狀岩石中是表現得最為清楚的了。

（1）褶皺：岩層受力的擠壓而發生彎曲的現象稱為褶皺，幾乎在任何沉積岩區都能見到的一種極普通的構造地質現象，只是其規模大小不同而已——大者長達幾十千米，甚至幾百千米，小者在標本上就能觀察到，甚至在顯微鏡下可見。不過，在野外視野所及者，幾百米、幾千米的規模居多。真正特大的褶皺，在距離較短的剖面上是看不出來的，必須通過長距離的剖面穿越，或通過填繪地質圖以後才能分析出來，而本書所談的褶皺，主要是指視野範圍之內能觀察到的褶皺。

研究褶皺的基本要點，不外乎褶皺的形態、產狀、類型、形成的方式以及分佈的特點。

１褶皺的基本形態，只有兩種：背斜和向斜。背斜的標誌是岩層向上彎曲、核心部位是老岩層，兩側為新岩層。向斜的標誌是岩層向下彎曲，核心部位為新地層，兩側翼部為老地層。如果岩層被侵蝕風化，在地表暴露出來（以平面圖形式表示的話）時，從中心到兩側，岩層的排列，由老到新，對稱出現，是為背斜。相反，從中心向兩側的岩層，自新到老，對稱出現，則為向斜。

認識背斜和向斜構造以後，就可以按照褶皺要素——核部、翼部、轉折端、軸向、傾伏等進行具體的描述了。例如某背斜構造，核部由志留系地層構成，兩側由泥盆系至石炭系地層構成，軸向東北，向西南傾伏。

然後，再將觀察的褶皺進行分類，最常用的褶皺分類是根據褶皺軸面的產狀分為：直立褶皺、歪斜褶皺、倒轉褶皺、平臥褶皺、翻捲褶皺。一般說來，這些褶皺的形態都反映了岩層受力程度的不同。或者說，從直立褶皺到翻捲褶皺，受力越來越強，因兩側受力的程度不同，軸面向受力較弱的一側傾斜。

另一種褶皺形態分類，根據岩層彎曲的形態而定，也是野外觀察剖面時常用的，有圓弧褶皺、尖稜褶皺、箱狀褶皺、扇形褶皺及撓曲。

以上所說的褶皺形態，可以說是「小型」的褶皺，即站在褶皺岩層的面前，一眼看去，就清晰能辨。而實際上，還有「大型」的褶皺，在野外地質旅行，穿越長剖面時才能辨認的，它們大多是「非單個」褶皺，而是由一系列褶皺復合組成。通過剖面示意圖最能說明此種類型——基本上有兩類。

一是復背斜和復向斜，也就是在它們的兩翼被一系列次一級褶皺所複雜化，或者說，大的褶皺輪廓是背斜，但在翼部尚包含若干小的背斜和向斜。反過來，大的褶皺輪廓是向斜，而在其翼部則尚有次級的背斜和向斜。此類複式的背斜和向斜，常見於「地槽區」，如我國的秦嶺、天山、內蒙中部、喜馬拉雅山等地均有所見。

二是隔擋式褶皺和隔槽式褶皺：一個平行褶皺群內，如果背斜呈緊密褶皺，而向斜呈開闊平緩的褶皺，稱為隔擋式褶皺，如四川東部的褶皺群。而隔槽式褶皺，則是一系列相間排列的開闊背斜褶皺被一系列緊密向斜所隔開。

在褶皺形態的觀察基礎上，進一步就是研究形成褶皺的機理，可在地質旅行告一段落以後作詳細的解剖——如縱彎褶皺作用、橫彎褶皺作用、柔流褶皺作用、壓肩作用等，此處不作進一步論述。

２怎樣研究褶皺？在地質旅行或踏勘剖面時，認識褶皺以後，如何進一步作具體的研究是一項重要的課題，基本上可從以下幾方面入手。

對褶皺形態的研究：其中包括查明褶皺的位置、產狀、規模、形態和分佈特點，探討褶皺形成的方式和形成的時代，瞭解褶皺與礦產的關係等等。

在這裡，需要觀察的要點有：

查明地層的層序並追索標誌層。根據地層內所含的化石特徵以及岩石性質等標誌，確定組成褶皺構造的層序關係。進而查明其層序是正常還是倒轉。再觀察這些地層的對稱排列及其重複關係，確定背斜或向斜的所在位置。在觀察地層層序及其排列關係時，必須抓住某個巖性特徵顯目、厚度不大、展佈穩定的岩層作為瞭解褶皺的標誌層。褶皺的產狀也可根據標誌層予以確定。這些產狀，主要是測定褶皺樞紐和軸面的產狀，此兩者是正確判斷褶皺產狀和真實形態的前提。

其次是觀察褶皺出露的形態，也就是從褶皺在地面出露的形態作縱橫方面的觀察，經過多方分析，恢復其真實面貌。

再次，對褶皺內部的小構造研究也應注意。所謂小構造，指小褶皺、小斷裂面、線理等等。它們分佈於主褶皺的不同部位，各自從一個側面反映出主褶皺的某些特徵，這些內部構造，由於規模較小，易於觀察，因此，以小比大，通過對褶皺內部小構造的研究能進一步瞭解和闡明主褶皺的某些特徵。

（2）節理：這是很常見的一種構造地質現象，就是我們在岩石露頭上所見的裂縫，或稱岩石的裂縫。這是由於岩石受力而出現的裂隙，但裂開面的兩側沒有發生明顯的（眼睛能看清楚的）位移，地質學上將這類裂縫稱為節理，只要你一上山，接觸石頭，到處都能見到節理。

節理的名稱，根據分類的不同原則而異，通用的名稱是以節理與岩層的產狀要素的關係而劃分為四種：

走向節理：節理的走向與岩層的走向一致或大體一致。

傾向節理：節理的走向大致與岩層的走向垂直，即與岩層的傾向一致。

斜向節理：節理的走向與岩層的走向既非平行，亦非垂直，而是斜交。

順層節理：節理面大致平行於岩層層面。

前三種最為常見。

其次，節理的分類還可以節理的走向與區域褶皺主要方向、斷層的主要走向或其他線形構造的延伸方向等關係而進行，可劃分為——

縱節理：兩者的關係大致平行。

橫節理：二者大致垂直。

斜節理：二者大致斜交。

如果褶皺軸延伸穩定，不發生傾伏的話，則走向節理相當於縱節理，傾向節理相當於橫節理。

在認識節理的形態及其名稱以後，也可以適當地作些力學分析研究，如節理與褶皺的關係，節理的形態與受力的關係等。不過，此類問題的深入研討，已屬專題性質，非地質旅行時所要瞭解的範疇了。

一般野外調查應選擇節理比較密集（數十條在一起）的地方作為觀察點。而對節理的記錄要求，大致有下列各項內容：

１節理群所在地的地理位置。２節理與褶皺或斷層的關係：如在褶皺的軸部、翼部、斷層的上盤或下盤等等。３節理所在的岩層時代或層位、岩石的性質、岩層的產狀要素。４節理的產狀要素。５節理面及充填物的特徵。６節理的力學性質及旋向。７節理組、系歸屬及相互關係。８節理密度統計（條／米）。９備註。

（3）斷層：斷層與節理同屬斷裂構造，而斷層往往是節理的進一步發育所致。或者說，當節理發生位移，兩壁有所錯動時，即稱為斷層。

斷層是野外常見的一種重要地質現象。

地質旅行時遇到斷層，應如何研究呢？首先要確定斷層的幾何要素，其內容包括下列各點：

１斷層面。所謂斷層面，就是兩部分岩塊沿著滑動方向所產生的破裂面。斷層面的空間位置也像地層的層面一樣，是由其走向和傾向而確定的。但斷層面並非一個平整的面，往往是一個曲面，特別是向地下沿伸的那一部分，產狀可以有較大的變化。此外，斷層面不是單獨存在的，往往是有好幾個平行地排列著，構成所謂斷層帶，又由於斷層帶上兩壁岩層的位移錯動，使岩石發生破碎，因此又稱為斷層破碎帶。其寬度達幾米、甚至幾十米。一般情況下，斷層的規模愈大，斷層帶的寬度也愈大。

２斷盤。斷層面兩側相對移動的岩塊稱為斷盤。由於斷層面兩壁發生相對移動，所以斷盤就有上升盤和下降盤之分。在野外識別時，按其位於斷層面之上者稱上盤；位於斷層面之下者稱下盤。當斷層面垂直時，就無上盤或下盤之分。

３斷層線。斷層面與地面相交之線，稱斷層線。

４位移。這是斷層面兩側岩塊相對移動的泛稱。在野外觀察斷層時，位移的方向是必須當場解決的問題之一。特別遇到開礦時，一旦遇到礦脈（或礦層）中斷，往往是斷層位移所致，需要立即追查。追查的辦法是運用兩側岩層的層序關係來判斷或撫摸斷層面上的擦痕等來確定。

在地質旅行時，如何注意斷層？怎樣研究斷層？觀察什麼內容？此類問題必須熟練掌握，現分述如下：

先討論斷層的標誌及兩盤相對位移問題。

１構造（線）不連續。各種地質體，諸如地層、礦層、礦脈、侵入體與圍巖的接觸界線等都有一定的形狀和分佈方向。一旦斷層發生，它們就會突然中斷、錯開，即造成構造（線）的不連續現象，這是判斷斷層現象的直接標誌。

２地層的重複或缺失。這是很重要的斷層證據。雖然褶皺構造也有地層的重複現象，但它是對稱性的重複；而斷層的地層重複卻是單向性的。至於地層的缺失，凡沉積間斷或不整合構造也可造成，但這兩類地層缺失都是區域性的，而斷層造成的地層缺失則是局部性的。關鍵的問題，旅行者應對區域內的地層系統及其分佈情況有一個較為全面的瞭解（可以在旅行準備時查閱地層表、剖面、地層柱狀圖之類）。

利用地層的重複或缺失不僅是判斷斷層的重要手段，而且是判斷斷層兩盤相對動向的重要方法，借此還可以確定斷層的性質——正斷層，還是逆斷層？基本上有六種情況。

３斷層面（帶）上的構造特徵。這是識別斷層的直觀證據，即在眼前「方寸」之地內所能見到的若干構造現象，最常見的有以下幾種：

斷層擦痕：就是斷層兩側岩塊相互滑動和磨擦時留下的痕跡，由一系列彼此平行而且較為均勻的細密線條組成，或為一系列相間排列的擦脊與擦槽構成。在堅脆岩石的斷層擦痕的表面，往往平滑明亮，發光如鏡。並常覆以炭質、硅質、鐵質或碳酸鹽質的薄膜。有時，也在斷層的擦面上見到不規則的階梯狀斷口，其上覆以纖維狀的礦物（如方解石之類）晶體。

斷層擦痕對於決定兩盤位移方向頗有用處，如用手撫摸時，感到光滑的方向乃是對盤活動位移的方向。或自粗而細，自深而淺的方向乃示對盤活動位移的方向。或者利用階梯狀斷口，階梯形陡坡之傾向指示對盤相對滑動的動向。

構造巖：當斷層兩壁相對移動之時，岩石發生破碎，在強大的壓力下，礦物出現定向排列，並有重結晶作用。也就是說，由於動力作用而發生變質，形成一系列新的岩石，即稱為構造巖。

構造巖的種類很多，如構造角礫石（角礫形狀不規則，大小不一）。碎裂巖（破碎的程度比前者更高，主要是原巖中的礦物顆粒的破碎，常見於逆斷層或平移斷層的斷裂帶中）。糜稜巖（破碎極細，用顯微鏡觀察）。更進一步的破碎即片理化巖（具有片狀構造的構造巖）。

此外，還有牽引構造：是斷層帶中的一種伴生構造，它是由於斷層兩壁發生位移時使地層造成弧形的彎曲現象，可以指示斷層的位移方向。

與斷層帶有關的，還有一種斷層的伴生構造，主要是斷層旁側的節理及拖曳褶皺。這些節理常與斷層斜交，其銳角所指的方向指示本盤滑動的動向。

其他標誌，主要是指地貌或水文上的一些特徵，不過，此種地質現象只能說明有斷層存在，不易說明其兩盤的運動方向，諸如三角面山，河流的突然改向，山脊的突然中斷，眾多的溫泉或泉水的定向分佈，小型的火成岩體的入侵及其伴生的變質作用、礦化現象及礦脈的定向分佈等等均示斷層的存在，特別是從較大的地貌現象所反映的斷層特徵，有時在航空照片甚至衛星照片上都能看到。

認識斷層的證據、判斷斷層的存在以後，就可以進一步將斷層進行分類，這也是野外觀察斷層時必須解決的問題。

一般最常用的斷層分類法，是根據兩盤岩塊相對移動的性質而定，分為三種：正斷層、逆斷層和平移斷層。如果斷層面的傾角小於30°，則又稱為逆掩斷層。若規模很大的逆斷層（推移數千米以至數十千米者），又稱為推覆體。這是「地槽區」常見的一種構造現象，如阿爾卑斯地區是世界上最聞名的推覆體所在地。

不過，野外所見到的斷層，往往並非單個出現，而是以組合的形態出現居多，比如有下列各類最為普通。

１階梯斷層。此類組合由一系列正斷層構成，多見於地殼塊斷運動上升地塊的邊緣，地貌上的表現，是山脊與山谷的相間排列。

２地塹與地壘。兩條大致平行的斷層，其間有一共同的下降盤，稱為地塹；其中如有一共同的上升盤，則為地壘。一般形成地塹與地壘的斷層多為正斷層，也有逆斷層，或為正、逆斷層的結合。許多由新生代地層組成的盆地，多被地塹構造所控制（圖4.25），例如我國的汾河、渭河地塹盆地。當然，也有視野所能及的小型地塹與地壘構造。後者在地質旅行路線上亦有機會相遇。

３疊瓦狀構造。由若干條平行排列的逆斷層構成，其上盤在剖面上構成一個接一個的疊瓦狀（或稱覆瓦狀）構造，我國四川龍門山地區有此種構造存在。

除三者比較常見外，在某些特殊場合還能見到以下幾種類型：

環型斷層及放射狀斷層，多見於火山活動區的火山錐附近或穹隆構造的周圍，也見於侵入體的周圍。近年來，不少地質學家認為天體撞擊地球以後的隕擊坑周圍亦有此種斷裂構造，有人認為太湖四周也能見到，故太湖也可能屬天體撞擊形成的。

旋扭斷層，多見於較大的斷裂之旁，是一種規模小的弧形斷層，好似主斷層派生出來。

還有一種在地質旅行時不易見到而在研究板塊構造時大範圍內認識的轉換斷層，特別在研究海底地質構造時十分重要，此處不再詳述了。

關於斷層的野外觀察，還有一類特大的斷層，屬於地殼上的深斷裂帶，也應注意。就目前所知的這些著名的深斷裂帶，如西太平洋海溝構成的「深斷裂帶」，北起千島群島，向南經日本、琉球、我國的台灣至菲律賓，長達7000千米以上。又如東非大裂谷，南自莫桑比克向北經坦桑尼亞至烏干達以北，長達6000千米。我國東部郯城（山東）至廬江（安徽）的大斷裂，呈東北方向延伸，長達2400千米。還有一條，自浙江麗水至廣東海豐的大斷裂，長度亦可達500千米以上。

這樣巨大而延伸遙遠的深而大的斷裂，能否在短距離的地質旅行中也能有所認識呢？可以。

因為如此巨大的斷裂，並非一時發育起來的，而是經過長時間的發展才形成的。因此，在巨大斷裂的兩側的沉積岩層的特徵就明顯地反映出差異性。它們的沉積建造，幾乎從元古代到古生代這樣長的地質歷程中都不相同，其他如火成岩活動、成礦作用等也都反映出明顯的差異性。所以，當我們在地質旅行穿越剖面時，特別要注意在近距離內，有如上述斷層的兩側沉積建造等方面的差異性。

在地質旅行時，除了認識和判斷斷層的存在、類型、性質等外，還要進一步查清斷層發生（或形成）的時間。其方法是根據地層的年代。總的來說，凡被斷層切斷的地層，這些斷層的發生年代應在被切斷的最新地層之後，在未被切割的最老地層之前。例如某斷層切穿三疊紀地層，而未斷及侏羅紀地層，則此斷層形成的時間應在三疊紀末較妥。

斷層年代的確定，對於研究區域地質發展史、成礦作用的時期等都十分重要。而年代問題的確定，主要是在野外解決。