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1、1,第三章 地质构造,第一节 地质作用,第二节 地质年代,第三节 岩层产状,主要内容,第四节 褶皱构造,第六节 地质图,第五节 断裂构造,2,由自然动力引起地壳的物质组成、内部结构和地表形态发生变化和发展的作用称为地质作用 。,按动力来源分为： 内力地质作用 (endogenic geological process) 外力地质作用 (exogenic geological process),第一节 地质作用,3,内力地质作用： 由地球内部的能（旋转能、重力能、辐射热能）引起。,4,地壳运动（tectonism）,水平和升降运动。,5,三根大理石柱的升降变化示意图,升降运动(造陆) 水平运动(
2、造山),第一节 地质作用,6,世界上最有名的实例是意大利那不勒斯湾塞拉比斯古庙，建于公元前的古罗马时代。古庙的废墟中耸立着三根大理石柱，高12米。从底向上的3.6米石柱表面光滑无痕；再向上2.7米则被虫蛀出许多梨状小孔，有海水浸没的痕迹；其上的石柱仍完好如初。这个古庙显然是建在陆地上的，曾有一段时间因地表下沉，石柱没入海内6.3米（下部的3.6米因被海底泥沙或火山灰掩埋而未受虫蛀）。18世纪时石柱重又升出海面。现在又在下降（可能从19世纪开始），故石柱的基部已浸没在水中了。 世界上典型的大面积上升的例子见于北欧的斯堪的那维亚半岛，以半岛的内部上升最快。据阶地和海岸线的位置计算的上升速率是0.5
3、米/百年。上升的原因，普遍认为是冰川消融后的减负作用。即：这里原发育大陆冰盖（见前“冰川的恶作剧”一节），实际上加了个沉重的负载。冰川融掉了，这个负载也去掉了，大地象是“苏醒”过来似的，发生大面积上升。 我国的华北平原则是现代下沉区。 在河北昌黎县城附近有一指路石碑，标明离县城2.5km，离海边2.5km，而现在这个碑离海只有1km多了。因为陆地的沉降，原海边的一座古庙已被淹没。也有人用冰川消融来解释这个现象，认为冰川融化后使海平面上升，所以低洼的地方就被海水浸没了，并估计这里的海岸线已向陆推进约2324km.,第二节 地质年代,7,地震作用(earthquake),地内机械能突然释放，以弹性
4、波的形式传播到地表引起猛烈冲击。,汶川地震,8,岩浆作用（magmatism）,岩浆形成、运动、演化、冷凝。,9,变质作用(metamorphism),在高温、高压并有化学物质参与下，岩石发生成分、结构构造的变化，生成新的岩石。,10,各种内力地质作用是相互关连的,构造运动形成断裂，引起地震，并为岩浆活动创造通道。 构造运动和岩浆活动引起变质作用。,地壳运动在内力地质作用中起主导地位。,11,外力地质作用： 由太阳辐射能引起，产生大气环流，形成水的循环，动植物生长，在运动的过程中改造地表。,12,外力地质作用的营力：,河流的侵蚀；,地下水的潜蚀；,风的吹蚀；,冰川的刨蚀等。,湖泊海洋的冲蚀;,
5、13,一般按风化剥蚀搬运沉积硬结成岩的程序进行,风化 (weathering)： 在地表环境下由于大气、水、生物等作用，岩石在原地分解和破坏。,剥蚀(denudation)： 各种地质营力，在运动过程中对地表岩石产生破坏，并把破碎分解了的产物剥离原地。,14,搬运(transportation) 拖曳搬运 悬浮搬运 溶解搬运,硬结成岩(diagenesis) 压实 胶结 重结晶,沉积(sedimentation) 机械沉积 化学沉积 生物化学沉积,15,外力地质作用主要影响因素是：气候和地形。,我国温度带的划分图,16,我国干湿地区划分图,17,潮湿气候区：河流、湖泊、地下水发育，风化 彻底。
6、如东南沿海。 干旱气候区：暴雨，风力强，咸水湖。 如西北高原。 冰冻气候区：气温低，蒸发量小，生物稀少， 冰川盘踞。如两极和高山地区。,18,中国地势分布示意图,19,大陆以剥蚀为主，海洋以沉积为主。 山区以剥蚀为主，平原以沉积为主。,20,内力和外力地质作用的关系： 内力地质作用决定地表的基本形态和内部构造地表形态的塑造者 外力地质作用破坏和重塑地表形态地表形态的雕刻者 地壳上升时，遭受剥蚀。 地壳下降时，接受沉积。,21,绝对年龄：通过放射性元素蜕变周期测定。适用于岩浆岩、变质岩地区。钾-氩、铀-铅和碳-14。,第二节 地质年代,式中：t岩石实际地质年龄； 衰减系数，每年每克母体同位素能产
7、生的字体同位素的克数； D岩石中放射性元素蜕变而成的子体同位素含量； N岩石中放射性元素蜕变后剩余的母体同位素含量。,22,第二节 地质年代,相对年代：适用于沉积岩地区。 地层层序律 古生物层序律 岩性对比法 地质体接触关系,23,地层接触关系,层状地层接触关系 整合接触(conformity)：时间上连续，产状上一致。反映地壳连续均匀下降。,24,平行不整合 (disconformity)： 时间上不连续，产状一致。 反映地壳间断上升。,25,角度不整合(discordant)： 时间上不连续，产状不一致。 反映地壳剧烈运动。,26,2. 岩浆岩与围岩接触关系,侵入接触 沉积接触 侵入与沉积
8、接触,27,地质年代单位：宙、代、纪、世、期(从大到小) 地层单位：宇、界、系、统、阶(从大到小),地质年代单位和地层单位,28,地质年代表,寒武纪,晚寒武世,中寒武世,早寒武世,29,地质年代表,寒武纪,晚寒武世,中寒武世,早寒武世,30,地质年代表,寒武纪,晚寒武世,中寒武世,早寒武世,显 生 宙,31,地质年代表,寒武纪,晚寒武世,中寒武世,早寒武世,显 生 宙,显生宙,32,地质年代表,寒武纪,晚寒武世,中寒武世,早寒武世,33,水平岩层 (horizontal stratum),第三节 岩层倾向,水平构造的地貌景观（阶梯状陡崖）,34,倾斜岩层(tilted stratum),单斜构
9、造的力学成因,图 4-3 地层层序 (a) 正常层序；(b) 倒转层序,35,产状三要素(elements of attitude),走向(strike)：岩层面和任一假想水平面交线的延伸方向。 倾向(dip)：岩层的倾斜方向。与走向线垂直。只有一个。 倾角(dip angle)：岩层层面与水平面的最大锐角。,36,产状三要素(elements of attitude),表示方法 ： 岩层产状一般用方位角表示，通常格式是： 走向南西200，倾角南东110，倾角30 ，表示为 200/SE30； 因走向可用倾向加减90得到，一般只用倾向和倾角，表示为 11030。,37,第四节 褶皱构造 (fo
10、ld),组成地壳的岩层，受构造应力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性的构造，称为褶皱构造。,38,一、褶皱的力学成因,（a ）水平挤压力；（b）垂直作用力；（c ）力偶作用,39,二、褶曲要素：,枢纽(hinge)：组成褶皱的岩层的同一层面上各个最大弯曲点的联线叫枢纽。,核部(core) 两翼(limb),轴面(axial plane ) 是连接褶皱各层枢纽构成的面，它是一个抽象的面。 轴线(axial line)是轴面与水平面的交线。,40,三、褶皱构造基本形态：,背斜(anticline)：岩层向上弯曲，核部老，两翼新。 向斜(syncline)：岩层向下弯曲，核部新，两
11、翼老。,41,四、褶皱类型,按轴面产状分：,直立,倾斜,倒转,平卧,42,按枢纽产状分：,按褶曲长短轴的比例分：,图 4-10 穹隆和构造盆地 (a)穹隆；(b)构造盆地,44,五、褶皱构造野外观察方法,背斜成谷,向斜成山,穿越法：垂直于岩层走向观察。 追踪法：平行于岩层走向观察。,45,六、褶皱构造的工程地质评价： 对隧道工程,46,六、褶皱构造的工程地质评价： 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,47,第五节 断裂构造(fracture),华蓥山断裂,48,一、断裂构造的力学机制,49,断裂构造的形成,50,二、断裂构造
12、的分类,节理（裂隙） 是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造，也称为裂隙。,断层 断层是岩体破裂后，两侧岩块产生显著位移 的断裂构造。,51,（一）节理 (joint) ：,原生节理:岩石在成岩过程中形成的节理。 次生节理:包括风化节理、卸荷节理等。 构造节理:由于地壳构造运动而形成的节理。 分为张节理和剪节理。,52,表 4-2 裂 隙 发 育 程 度 分 级 表,53,裂隙调查、统计和表示方法： 选择代表性的基岩露头,对一定面积内的裂隙进行测量。,54,裂隙走向玫瑰图表示方法：,55,节理的工程地质评价: 岩体中存在裂隙，破坏了岩体的整体性，促进岩体风化速度，增强岩体的透水性，
13、因而使岩体的强度和稳定性降低。 裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，易发生崩塌等不稳定现象。,56,（二）断层 (fault):,断层要素: 断层面（带） 断盘 断距,57,断层基本类型,正断层 (normal fault),逆断层 (reverse fault),平移断层 (parallel fault),58,断层组合形式,叠瓦式断层,59,按断层与褶皱轴的关系分：,纵向断层F1， 横向断层F2， 斜向断层F3,60,断层的识别,地层界限不连续或岩层中断,61,岩层不对称重复或缺失,62,断层破碎带及构造岩,擦痕,牵引构造及伴生节理,63,断层工程地质评价,由于断裂构造的存在
14、，破坏了岩体的完整性，加速了风化作用、地下水的活动及岩溶发育，从而在以下几方面对工程建筑产生影响。,（1 ）断层对工程建设十分不利，特别是道路工程建设中，选择线路、桥址和隧道位置时，应尽可能避开断层破碎带。 （2）当道路和隧道与断层走向平行时，选线尽可能避开断层破碎带，而当必须穿越断层时，应垂直断层走向穿越。,（3）断层破碎带降低了地基岩体的强度和稳定性，建于其上的建筑易产生较大的沉降、开裂和倾斜。 （4）跨越断裂带的建筑物，易产生不均匀沉降。,64,一、地质图(geological map)的类型：,普通地质图 地貌及第四纪地质图 工程地质图 水文地质图,地质平面图 地质剖面图 地层柱状图,
15、第六节 地质图,65,二、地质图规格,地质平面图应有图名、图例、比例尺、编制单位和编制日期等。,比例尺的大小反映了图的精度，比例尺越大，图的精度越高，对地质条件的反映也越详细、越准确。,66,水平构造,直立构造,三、各种地质界面在地质图上的表现:,67,倾斜构造（V字形法则）,1.倾向反，同弯曲且曲率小。,68,2. 倾向同，倾角大，反弯曲。,69,3. 倾向同，倾角小，同弯曲但曲率大。,70,水平岩层和倾斜岩层地质图,练习： 地质图分析,71,褶皱在地质图上的表现：,水平褶曲,倾伏褶曲,72,断层构造在地质图上的表现：,（b）,73,地层接触关系在地质图上的表现:,图 4-28 不整合 E与
16、Q 平行不整合； T与E 角度不整合。,74,读图方法： 比例尺、图例、地貌、地层分布和岩性、地质构造、物理地质现象、工程地质评价。,75,图 4-29 宁陆河地区地质图,76,图 4-29 宁陆河地区地质图,77,复习思考题 1 什么是相对地质年代？什么是绝对地质年代？ 地层的相对地质年代是怎样确定的？ 2地质年代单位和时间地层单位的含义及相互关 系怎样？ 3熟悉地质年代表及第四纪地质年代的划分。 4什么是地壳运动及地质构造？两者的关系如何？ 5什么叫岩层的产状？产状三要素是什么？岩层 产状是如何测定和表示的？,78,6什么叫褶皱构造？什么叫褶曲？褶曲要素及基 本形态有哪些或是什么？ 7如何识别褶曲并判断其类型？ 8如何区别张节理与剪节理？ 9什么叫断层？断层由哪几部分组成？断层的基本类型有哪
