大学地质学与工程地质PPT地质构造

第第6 6章章 地质构造地质构造清华大学清华大学 水利系水利系第 2 页概概 述述水水 平平 构构 造造倾倾 斜斜 构构 造造褶褶 皱皱 构构 造造断断 裂裂 构构 造造本章内容本章内容第 3 页1.1.概概 述述第 4 页西藏大西藏大褶皱褶皱地质构造地质构造：地壳中的岩层因地壳运动的作用发生变形与变位而遗留下来的形迹。一一般般把把新新近近纪纪（500500万年）万年）以以来的构造运动，称来的构造运动，称新构造运动新构造运动；人类历史时期；人类历史时期到现在所发生的新构造运动称到现在所发生的新构造运动称现代构造运动现代构造运动。1.1.概概 述述第 5 页地地 质质构构 造造倾斜倾斜构造构造褶皱褶皱构造构造水平水平构造构造断裂断裂构造构造1.1.概概 述述第 6 页概概 述述水水 平平 构构 造造倾倾 斜斜 构构 造造褶褶 皱皱 构构 造造断断 裂裂 构构 造造本章内容本章内容第 7 页水平水平构构造：造：岩层形成后，受构造运动影响轻微，仍保持原始水平产状的岩层。2.2.水平构造水平构造第 8 页2.2.水平构造水平构造第 9 页 水平岩层特点：水平岩层特点：新岩层覆盖在老岩层之上新岩层覆盖在老岩层之上地质界线与地形等高线平行或重合地质界线与地形等高线平行或重合顶顶面与底面的高程差即为岩层厚度面与底面的高程差即为岩层厚度露头宽度与地面坡度、岩层厚度有关露头宽度与地面坡度、岩层厚度有关2.2.水平构造水平构造第 10 页概概 述述水水 平平 构构 造造倾倾 斜斜 构构 造造褶褶 皱皱 构构 造造断断 裂裂 构构 造造本章内容本章内容第 11 页倾斜倾斜构造构造：岩层层序正常（上新下老），层面与水平有一定夹角的岩层。2.2.倾斜构造倾斜构造第 12 页单斜构造：单斜构造：在一定区域内一系列岩层的倾斜方向和倾斜角度基本一致。2.2.倾斜构造倾斜构造第 13 页排字岭单斜构造北京延庆县硅化木国家地质公园排字岭单斜构造北京延庆县硅化木国家地质公园排字岭单斜构造北京延庆县硅化木国家地质公园排字岭单斜构造北京延庆县硅化木国家地质公园倾斜构造常常是其它构造的一部分，研究倾斜研究倾斜研究倾斜研究倾斜岩层的产状和特征是研岩层的产状和特征是研岩层的产状和特征是研岩层的产状和特征是研究地质构造的基础究地质构造的基础究地质构造的基础究地质构造的基础。2.2.倾斜构造倾斜构造第 14 页水平面水平面水平面水平面走向线走向线走向线走向线倾向线倾向线倾向线倾向线倾倾倾倾角角角角倾斜线倾斜线倾斜线倾斜线岩层产状岩层产状：岩层面在三维空间的延伸方位及倾斜程度。2.2.倾斜构造倾斜构造第 15 页岩层产状岩层产状岩层产状岩层产状三要素三要素三要素三要素 走走走走 向向向向倾倾倾倾 向向向向倾倾倾倾 角角角角地质罗盘地质罗盘地质罗盘地质罗盘2.2.倾斜构造倾斜构造第 16 页岩层产状测量方法岩层产状测量方法岩层产状测量方法岩层产状测量方法方位角表示法方位角表示法2052052525倾向205，倾角25 倾向倾向倾向倾向倾角倾角倾角倾角象限角表示法象限角表示法走向走向走向走向倾角倾角倾角倾角+倾向象限倾向象限倾向象限倾向象限N65N65W W2525SWSW走向北偏西65，倾角25，倾向南西2.2.倾斜构造倾斜构造第 17 页概概 述述水水 平平 构构 造造倾倾 斜斜 构构 造造褶褶 皱皱 构构 造造断断 裂裂 构构 造造本章内容本章内容第 18 页3.3.褶皱构造褶皱构造第 19 页3.3.褶皱构造褶皱构造第 20 页褶皱构造褶皱构造是指岩层受构造运动后，在保持连续性的情况下产生的弯曲变形。褶皱是地壳广泛分布、最常见的地质构造形态，在沉积岩中最为明显。是地壳构造运动和构造变形的证据和结果。研究褶皱的产状、形态、类型、成因及分布特点，对于查明区域地质构造和工程地质条件具有重要的意义。3.3.褶皱构造褶皱构造第 21 页基本形态基本形态背背斜斜背背斜斜背背斜斜向向斜斜向向斜斜背斜背斜：中间岩层向上拱起的弯曲，两翼岩层向外倾斜。向斜向斜：中间岩层向下凹陷的弯曲，两翼岩层向内倾斜。3.3.褶皱构造褶皱构造第 22 页背斜背斜向斜向斜在同一水平面上，背斜中心部位岩层时代较老，两侧岩层依次变新，且两边成对出现。在同一水平面上，向斜中心部位岩层时代较新，两侧岩层依次变老，且两边成对出现。基本形态基本形态3.3.褶皱构造褶皱构造第 23 页背背斜斜向向斜斜基本形态基本形态3.3.褶皱构造褶皱构造第 24 页通天河斜歪褶皱通天河斜歪褶皱背背斜斜向向斜斜基本形态基本形态3.3.褶皱构造褶皱构造第 25 页基本形态基本形态3.3.褶皱构造褶皱构造第 26 页基本形态基本形态3.3.褶皱构造褶皱构造第 27 页向斜成山，背斜成谷向斜成山，背斜成谷基本形态基本形态3.3.褶皱构造褶皱构造第 28 页“背斜谷”四川小金县境内的四姑娘山四川小金县境内的四姑娘山“向斜山”基本形态基本形态3.3.褶皱构造褶皱构造第 29 页核核翼翼翼翼轴面轴面轴轴 线线枢枢 纽纽形态要素形态要素3.3.褶皱构造褶皱构造第 30 页直直立立褶褶皱皱倾倾斜斜褶褶皱皱倒倒转转褶褶皱皱平平卧卧褶褶皱皱 按按按按轴轴轴轴面面面面产产产产状状状状分分分分类类类类轴面直立，两翼岩层倾轴面直立，两翼岩层倾轴面直立，两翼岩层倾轴面直立，两翼岩层倾向相反，倾角大致相等。向相反，倾角大致相等。向相反，倾角大致相等。向相反，倾角大致相等。轴面倾斜，两翼岩层倾轴面倾斜，两翼岩层倾轴面倾斜，两翼岩层倾轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不等。向相反，倾角不等。向相反，倾角不等。向相反，倾角不等。轴面倾斜，两翼岩层倾向轴面倾斜，两翼岩层倾向轴面倾斜，两翼岩层倾向轴面倾斜，两翼岩层倾向相同，一翼岩层正常，另相同，一翼岩层正常，另相同，一翼岩层正常，另相同，一翼岩层正常，另一翼岩层倒转。一翼岩层倒转。一翼岩层倒转。一翼岩层倒转。轴面近于水平，轴面近于水平，轴面近于水平，轴面近于水平，两翼岩两翼岩两翼岩两翼岩层近于层近于层近于层近于水平，水平，水平，水平，一翼岩层正常，另一翼一翼岩层正常，另一翼一翼岩层正常，另一翼一翼岩层正常，另一翼岩层倒转。岩层倒转。岩层倒转。岩层倒转。形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 31 页倾斜褶皱倾斜褶皱直立褶皱直立褶皱形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 32 页平卧褶皱平卧褶皱倒转褶皱倒转褶皱倒转翼倒转翼倒转翼倒转翼形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 33 页形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 34 页倒转向斜箱式背斜形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 35 页水平褶皱水平褶皱倾伏褶皱倾伏褶皱 按按按按枢枢枢枢纽纽纽纽产产产产状状状状分分分分类类类类枢纽水平，两翼岩层的走枢纽水平，两翼岩层的走枢纽水平，两翼岩层的走枢纽水平，两翼岩层的走向近于平行。向近于平行。向近于平行。向近于平行。枢纽倾斜，两翼岩层的走枢纽倾斜，两翼岩层的走枢纽倾斜，两翼岩层的走枢纽倾斜，两翼岩层的走向不平行。向不平行。向不平行。向不平行。形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 36 页 水平褶皱水平褶皱形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 37 页倾斜褶皱倾斜褶皱 倾斜褶皱倾斜褶皱形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 38 页伊朗的穹窿伊朗的穹窿伊朗的穹窿伊朗的穹窿 复背斜复背斜/向斜向斜褶皱翼部有许多次一级褶褶皱翼部有许多次一级褶褶皱翼部有许多次一级褶褶皱翼部有许多次一级褶皱。皱。皱。皱。穹穹 窿窿褶皱枢纽向两端倾伏或扬褶皱枢纽向两端倾伏或扬褶皱枢纽向两端倾伏或扬褶皱枢纽向两端倾伏或扬起。起。起。起。形态分类形态分类3.3.褶皱构造褶皱构造第 39 页垂直岩层走向进行观察，当岩层重复对称分布时，肯定有褶皱构垂直岩层走向进行观察，当岩层重复对称分布时，肯定有褶皱构造，否则没有。造，否则没有。分析岩层的新老组合关系，判断是背斜还是向斜。分析岩层的新老组合关系，判断是背斜还是向斜。分析岩层产状，判断是直立褶皱还是倾斜褶皱。分析岩层产状，判断是直立褶皱还是倾斜褶皱。分析枢纽产状，判断是水平还是倾伏褶皱。分析枢纽产状，判断是水平还是倾伏褶皱。褶皱构造识别褶皱构造识别3.3.褶皱构造褶皱构造第 40 页褶皱核部岩层破碎、易风化剥蚀、强度低、渗透性褶皱核部岩层破碎、易风化剥蚀、强度低、渗透性大，对坝基或洞室稳定性不利。大，对坝基或洞室稳定性不利。工程地质意义工程地质意义3.3.褶皱构造褶皱构造第 41 页坝址布置在倾向上游的一翼对坝基稳定有利；若在坝址布置在倾向上游的一翼对坝基稳定有利；若在倾向下游的一翼，且岩层倾角较缓或软弱夹层、顺倾向下游的一翼，且岩层倾角较缓或软弱夹层、顺层节理发育时，对坝基稳定不利。层节理发育时，对坝基稳定不利。当隧洞轴线与岩层近于垂直时，隧洞可能穿过不同当隧洞轴线与岩层近于垂直时，隧洞可能穿过不同性质的岩层，要特别注意岩性软弱、节理发育及含性质的岩层，要特别注意岩性软弱、节理发育及含水层地段。水层地段。工程地质意义工程地质意义3.3.褶皱构造褶皱构造第 42 页概概 述述水水 平平 构构 造造倾倾 斜斜 构构 造造褶褶 皱皱 构构 造造断断 裂裂 构构 造造本章内容本章内容第 43 页岩岩体受应力作用超过其强度时发生裂缝或错断，破环岩体受应力作用超过其强度时发生裂缝或错断，破环岩体原有完整性形成体原有完整性形成断裂构造断裂构造。4.4.断裂构造断裂构造第 44 页断断裂构造是主要的地质构造类型，在地壳岩层中广泛分布，对岩裂构造是主要的地质构造类型，在地壳岩层中广泛分布，对岩体的稳定性和渗透有较大的影响，体的稳定性和渗透有较大的影响，常对建筑物的地基的工程地质常对建筑物的地基的工程地质常对建筑物的地基的工程地质常对建筑物的地基的工程地质评价、规划选址、设计及施工方案起控制作用评价、规划选址、设计及施工方案起控制作用评价、规划选址、设计及施工方案起控制作用评价、规划选址、设计及施工方案起控制作用。4.4.断裂构造断裂构造第 45 页4.4.断裂构造断裂构造第 46 页岩体沿破裂面没有岩体沿破裂面没有明显明显位移，或仅有微量位移。位移，或仅有微量位移。岩体沿破裂面两侧发生了岩体沿破裂面两侧发生了明显的位移或较大的错动。明显的位移或较大的错动。节节 理理断断断断 层层层层4.4.断裂构造断裂构造第 47 页节理（分类）节理（分类）成因成因分类分类风化节理风化节理原生节理原生节理构造节理构造节理多分布在地表，无定向多分布在地表，无定向多分布在地表，无定向多分布在地表，无定向性。性。性。性。受构造应力控制，分受构造应力控制，分受构造应力控制，分受构造应力控制，分布布布布广，广，广，广，具有明显的定向性和规律性。具有明显的定向性和规律性。具有明显的定向性和规律性。具有明显的定向性和规律性。4.4.断裂构造断裂构造第 48 页张节理张节理剪节理剪节理劈劈 理理节理（分类）节理（分类）4.4.断裂构造断裂构造力学性质力学性质分类分类第 49 页 劈劈 理理岩石受剪（扭）应力作用形成的破裂面，其两组一般形成岩石受剪（扭）应力作用形成的破裂面，其两组一般形成“X X”型，又称型，又称X X节理。节理。张节理张节理剪节理剪节理剪节理剪节理节理（分类）节理（分类）4.4.断裂构造断裂构造第 50 页 劈劈 理理 张节理张节理剪节理剪节理剪节理剪节理节理（分类）节理（分类）4.4.断裂构造断裂构造第 51 页 劈劈 理理 张节理张节理剪节理剪节理剪节理剪节理节理（分类）节理（分类）4.4.断裂构造断裂构造第 52 页 劈劈 理理 张节理张节理剪节理剪节理剪节理剪节理一般成对呈“X”出现，节理间距小，尤其在软弱薄层岩石，常密集成带；节理面密闭，产状稳定，延伸较远；节理面平直光滑，常有剪切滑动留下的擦痕；交叉切割岩体，岩体较为破碎，剪切节理面常是易于滑动的软弱面。剪节理剪节理特征特征节理（分类）节理（分类）4.4.断裂构造断裂构造第 53 页 劈劈 理理 张节理张节理剪节理剪节理剪节理剪节理岩层受张