基础地质学工程地质学地质构造

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1、1,4 地质构造,主要内容,4.1 岩层产状与地层接触关系 4.2 褶皱 4.3 节理 4.4 断层 4.5 地震与活动性断裂,3,4.1.1. 构造运动与地质构造,.水平运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲； .垂直运动则使相邻块体作差异性上升或下降。,按运动方向分,构造运动-由地球内动力引起岩石圈地质体变形、 变位的机械运动。,水平运动 垂直运动,构造运动和地质构造,4,地质构造:常见形式有褶皱、断层和节理。 断裂构造:断层+节理的统称。 地层经构造运动后，岩层可发生三种变形： .水平岩层 .倾斜岩层 .直立岩层,构造运动和地质构造,5,水平岩层,6,单斜岩层（N1j,新疆库

2、车),7,8,4.1.2.岩层的产状是指岩层的空间位置.,.走向strike ？ 层面与水平面交线的延伸方向，即层面上的水平线。,走向-AB 1.产状要素 倾向- CD 倾角-,构造运动和地质构造,9,走向线,10,.倾向dip ？ 层面上与走向垂直并指向下方的直线叫倾斜线，它的水平投影方向为倾向（图为CD）。,构造运动和地质构造,11,走向线,倾斜线,倾向,12,.倾角dip angle ？ 层面与水平面的交角。,构造运动和地质构造,13,14,.视倾角？岩层层面在其它方向L的夹角 .真倾角？沿倾向方向测量得到的最大交角.,视倾角恒小于真倾角。,构造运动和地质构造,15,.符号表示-地质图上

3、表示 用符号 “” 表示,文字： 倾向倾角， 如 240。30。 或 S240 。 W 30。,产状要素表示方法,构造运动和地质构造,地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。 指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。,为什么叫指南针不叫指北针？,构造运动和地质构造,18,2.产状要素的测量方法,构造运动和地质构造,19,哪个是北针哪个是南针？,为什么南针要缠铜丝？,21,2.产状要素的测量方法,测走向,测量倾角,测倾向,构造运动和地质构造,22,4.1.3. 岩层露头线特征,露头-是一些暴露在地表的岩石。常在山谷、河谷、陡崖以及山腰和山顶等位置出现

4、。 .天然露头自然暴露的露头。 .人工露头经人为作用暴露在路边、采石场和开挖基坑中露头。 岩层有水平状态和倾斜状态，直立状态。,构造运动和地质构造,23,岩层露头,24,露头线是指岩层层面(或断层面、节理面等)与地面的交线。它的形态取决于岩层的产状和地面起伏即地形状况。 水平、直立和倾斜岩层露头线分布特征是不相同的。,构造运动和地质构造,25,岩层露头线,岩层露头线在 图上的投影线,地形,地形等高线,26,岩层露头线及其水平投影,-水平岩层:露头线与地形等高线平行但不相交,简单地形情况,27,水平岩层剖面图 与平面图,水平岩层露头线与地形等高线平行重合，但不相交，为封闭曲线,28,岩层露头线及

5、其水平投影, 直立岩层露头的投影线为一直线。,直立岩层,29,直立岩层露头线,30,岩层露头线及其水平投影,-单斜岩层 露头线呈V字型，有几种情况：, 倾斜岩层,31,倾斜岩层(Inclined Strata)与“V”字形法则,32,倾斜岩层露头线的“V”字形法则,倾斜岩层露头线呈“V”字形形态，有三种情况： （1）岩层倾斜与地面坡向相反时？ （2）岩层倾向与地面坡向相同，但倾角坡角时？ （3）岩层倾向与地面坡向相同，但倾角坡角时？,构造运动和地质构造,33,.岩层倾向与地形坡向相反,在沟谷处露头线“V”字形尖端指向沟谷上游，即相反相同。,构造运动和地质构造,34,.岩层倾向与地面坡向一致，但

6、岩层倾角坡角,“V”字形的尖端指向沟谷下游，即同大相反。,构造运动和地质构造,35,.岩层倾向与地面坡向一致，但岩层倾角地面坡角。,“V”字形尖端指向沟谷上游，即同小亦同。,36,倾斜岩层的“V”字型法则,构造运动和地质构造,37,4.1.4 .地层接触关系,构造运动，造成新老地层之间具有不同的相互接触关系。 地层(或岩石)的接触关系有以下几种：,整合接触 假整合接触 不整合接触 沉积接触 侵入接触 断层接触,构造运动和地质构造,38,1.整合接触 Conformity,地层连续,整合接触意义：表明地层是在沉积区持续稳定下降的背景上沉积的。,沉积物连续堆积，新老地层之间产状一致，时代连续。,构

7、造运动和地质构造,时间连续,产状一致,39,2.假整合接触（平行不整合接触）,新老地层产状平行一致，而地层时代不连续，其间或有地层缺失。,地层不连续,构造运动和地质构造,地质意义：表明地壳曾有短暂上升，并遭受剥蚀，形成剥蚀面。,时间不连续,产状一致,40,1.地壳下降 接受沉积,2.地壳上升 遭受剥蚀,3.地壳再次下降沉积,假整合接触及其形成过程,下降（沉积）上升（遭受剥蚀）下降、（再沉积）。,构造运动和地质构造,白垩K 侏罗J 三叠T 二叠P 石炭C 泥盆D 志留S 奥陶O 寒武,41,接触（J/P）,J（侏罗）,P（二叠）,42,新老地层产状不一致以角度相交，地层时代不连续。 地质意义：反

8、映其间曾发生过剧烈的构造运动，老地层产生褶皱、断层，地壳上升形成剥蚀面，而后地壳下降至水面以下接受沉积，形成新地层。,3.角度不整合,地层不连续,构造运动和地质构造,时间不连续,产状不一致,43,角度不整合的形成过程,下降、沉积褶皱、断层等变形、遭受剥蚀、沉积间断 下降、再沉积。,构造运动和地质构造,44,角度不整合 (P2/C法国阿尔卑斯山),P2,C,45,4.侵入体的沉积接触,岩浆侵入地壳冷凝后，地壳上升风化剥蚀露出地表，地壳再次下降接沉积并覆盖-侵入体的沉积触。,构造运动和地质构造,46,5.侵入接触,炽热岩浆侵入岩体中，常在接触带有捕虏体出现、有接触变质现象。,构造运动和地质构造,4

9、7,岩浆岩与围岩接触关系,侵入接触 沉积接触 侵入与沉积 接触,构造运动和地质构造,49,6.断层接触,构造运动和地质构造,地层和地层之间，或地层与岩体之间，其接触面本身为断层面。,50,本节重点归纳,构造运动和地质构造,2.岩层产状三要素及定义？,3.不同产状岩层露头在地质图上表现V字型法则？,4.地层的接触类型及形成过程？,1.构造运动？,整合接触,假整合接触,角度不整合,侵入体沉积接触,侵入接触,52,4.2 褶皱,53,褶曲,褶 皱,54,单斜,褶 皱,55,褶皱岩石受力而发生弯曲变形的现象,4.2.褶皱的概念 Conception of the fold,褶 皱,56,褶皱要素是褶皱

10、的基本组成部分。,4.2.1. 褶皱要素,核部指褶皱中心部位的地层。 翼部指褶皱核部两侧的地层。 枢纽褶皱中同一层面上最大弯曲点的连线。 轴面褶皱内各相邻层面上的枢纽连成的面。 轴迹轴面与地面或其它任何面的交线。,褶 皱,57,B.褶皱构造褶皱要素,褶 皱,58,褶 皱,59,61,4.2.2.褶皱类型,背斜,老,新,老,新,新,向斜,（老）,褶 皱,（1）两种基本形态：背斜、向斜,背斜：岩层向上弯曲，核部老，两翼新。 向斜：岩层向下弯曲，核部新，两翼老。,62,背斜 anticline,向斜 syncline,褶 皱,63,（2）按褶皱轴面产状分类,直立褶皱轴面近直立 斜歪褶皱轴面倾斜，两翼

11、倾斜方向相反 褶皱类型 倒转褶皱轴面倾斜，两翼倾斜方向相同 平卧褶皱轴面近于水平； 翻转褶皱轴面为一曲面；,褶 皱,64,褶 皱,65,直立褶皱,褶 皱,66,褶 皱,67,褶 皱,68,翻转褶皱,褶 皱,69,褶 皱,思考：翻转褶皱如何和向斜区分,70,复背斜与复向斜，是褶皱的组合形式。,褶 皱,褶 皱,褶皱的野外识别,a：地层对称、重复出现,b：产状发生有规律的变化,背斜：上凸褶皱，中间老、两侧对称变新（3-2-1-2-3）,向斜：下凹褶皱，中间新、两侧对称变老（1-2-3-2-1）,:,-,背斜成谷，向斜成山地形倒置现象,。,：,(,),：,原因：原始地形背斜山、向斜谷；因背斜顶部处于张

12、应力状态，容易剥蚀；向斜核部处于压应力状态，剥蚀速度慢，故而倒置,72,1、褶皱不同部位对工程的影响,（1）核部是岩层强烈变形的部位，转折端易发生拉张裂隙；并常有断层发生，造成岩石破碎或形成构造角砾岩； （2）向斜核部易聚集地下水。 （3）褶皱翼部易造成岩层顺层滑动现象，特别是有软弱夹层时；,4.2.3.褶皱构造的工程地质评价,褶 皱,73,倾斜岩层对建筑物的地基影响不大。 但对于深路堑和高边坡来说，存在三种情况： （1）有利情况：路线垂直岩层走向，或岩层倾向与边坡 倾向相反时，对路基边坡的稳定性是有利的； （2）不利情况：路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，对边坡稳定性不利。 （

13、3）最不利情况：路线与岩层走向平行，岩层倾向与路基边坡一致，而边坡的坡角大于岩层的倾角，最易破坏路基稳定。,2、褶皱产状对工程的影响,褶 皱,对隧道工程,背斜顶部岩层受张力作用可能塌落，向斜核部则是储水较丰富的地段，容易产生隧道塌顶和涌水现象。 隧道通过均一岩层有利稳定，隧道等深埋地下的工程，一般应布置在褶皱翼部。,褶 皱,褶 皱,对深路堑和高边坡,山坡岩层地质构造的影响 a-向斜山；b-背斜山；c-单斜山 1-有利情况；2-不利情况,76,褶 皱,褶 皱,本节重点归纳,2.褶皱的类型？,3.褶皱对工程地质评价？,1.褶皱要素？,78,断裂构造指岩层受构造运动的作用，当所受的构造应力超过其破裂

14、强度时，岩石或岩块失去连续性而产生断裂的地质构造。 节理岩石破裂后，沿破裂面无明显位移的断裂构造。 断层岩石破裂后，沿破裂面有明显位移的断裂构造。,4.3 节理,79,4.3 节理,节理发育的影响因素：,构造变形的强度、岩石形成时代、力学性质、岩层的厚度及所处的构造部位。,80,4.3 节理,节理的类型,原生节理,张节理 剪节理,根据成因分类,构造节理 非构造节理,次生节理,81,一、原生节理,是指岩石成岩过程中形成的节理。,82,4.3 节理,节理的类型,原生节理,张节理 剪节理,根据成因分类,构造节理 非构造节理,次生节理,是指岩石成岩后形成的节理。,83,二、次生节理非构造节理,是指岩石

15、由风化作用、崩塌、滑坡、冰川及人工爆破等外力地质作用下所产生的裂隙。,84,构造节理是地壳构造运动的产物，常与褶皱、断层相伴出现。 按其形成的力学性质，分为张节理和剪节理。,剪节理,张节理,二、次生节理构造节理,85,构造节理张节理,张节理是在张应力作用下形成的。,张节理多数是张开的，节理面粗糙不平。 张节理一般发育稀疏、节理间距大，沿走向延伸不远即消失，但在附近不远处又会断续出现，并有分支复合现象。,86,构造节理剪节理,剪节理是在剪应力作用下形成的。,剪节理常成对出现，节理面平直光滑，并常紧闭； 剪节理面两侧岩块有微小位移，节理面上常可见擦痕； 剪节理沿走向和倾向延伸较远，产状稳定； 剪节理一般发育密集，间距小。,87,走向节理； 倾向节理； 斜向节理； 顺层节理,4.3.1 节理的类型,根据与岩层产状的关系分类,1,4,3,2,88,a-纵节理； b-斜节理； c-横节理,4.3.1 节理的类型,根据与褶皱枢纽方向的关系分类,纵节理 斜节理 横节理,89,对节理性质、分布规律、形态产状进行观测