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1、20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造Ch3地地质构造构造20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造人类的历史几十几百万年地球的历史至少46亿年地球（壳）形成、发展、变化的历史地史(gedogic history)地壳的发展历史 需确定地层的新老层序及其地质时代3.1 地质年代地质年代20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.1.1 地质年代地质年代包括相对年代与绝对年代包括相对年代与绝对年代相对年代的确定相对年代的确定(1)(1)地层层序律地层层序律地质历史时期的先后顺序及地质历史时期的先后顺序及其相互关系的地质时间系统其相互关系的地质时间系
2、统对沉积岩老岩层在下，新岩对沉积岩老岩层在下，新岩层在上。层在上。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造(2)生物层序律生物层序律（化石）（化石）古生物演化规律古生物演化规律:生物具有由低级到生物具有由低级到高级、由简单到复杂高级、由简单到复杂的不可逆的进化规律。的不可逆的进化规律。时代不同的地层含有时代不同的地层含有不同化石，时代相同不同化石，时代相同含有相同或相近化石。含有相同或相近化石。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造（3） 地层接触关系沉积岩之间的接触关系整合接触平行不整合角度不整合20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造地层接
3、触关系地层接触关系整合接触整合接触( (conformity) )：时间上连续，产状上一致。时间上连续，产状上一致。 反映地壳连续均匀下降反映地壳连续均匀下降。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造平行不整合平行不整合(disconformity)时间上不连续，产状一致。时间上不连续，产状一致。 反映地壳间断上升。反映地壳间断上升。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造角度不整合角度不整合(discordant)时间上不连续，产状不一致。时间上不连续，产状不一致。 反映地壳剧烈运动。反映地壳剧烈运动。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造角
4、度不整合角度不整合20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造沉积岩与岩浆岩之间的接触关系侵入接触沉积接触新老新老20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造岩浆岩与岩浆岩之间的接触关系（切割律）（切割律）侵入、包裹侵入、包裹捕虏体捕虏体20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造绝对年代的确定绝对年代的确定 同位素年龄的测定同位素年龄的测定20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.1.2地质年代表地质年代表时间物质地质年代与地层年代地质年代地层年代20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造地质年代表地质年代表20242024
5、年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造地质年代表地质年代表20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.1.3第四纪沉积物的成因、类型与特征第四纪沉积物的成因、类型与特征即地壳的岩石经风化、风、地表流水、湖泊、海洋、冰川等地表地质作用的破坏、搬运和堆积而形成的现代沉积层。 指第四纪所形成的各种堆积物。 基本特征： 以陆相沉积为主； 松散性； 岩相多变性； 构成呈规律分布的堆积地貌。其主要成因类型残积层坡积和崩积层洪积层冲积层淤积层冰水沉积和冰碛层风积层 第四纪沉积20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造工程地质特征：工程地质特征：（1）成分、颜色（2）磨圆度（3
6、）残积层产状 工程评价 可能的工程地质问题不均匀沉降基坑失稳边坡滑动 岩石风化的产物岩石风化的产物一、残积土层一、残积土层岩石风化作用风化作用残积土层残积土层20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造二、坡积土层二、坡积土层20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造二、坡积土层二、坡积土层雨水融雪水冲刷搬运坡积物工程地质特征与残积层的区别 工程评价 矿物成分：粘土、亚粘土，含有棱角状的粗岩屑粒度成分：分选微弱，坡上向坡脚逐渐变细，无层理或局部层理产状：厚度不大，不均匀，在斜坡的低洼部分较厚稳定性决定因素 ：下卧基岩的性质、坡积层本身的性质、坡积层的破坏情况可能的工程
7、问题：稳定性问题、不均匀沉降问题 工程防治措施：薄的可挖除，厚的先加固或采用特殊的基础形式坡积层矿物成分与基岩无关，覆盖于其他岩石之上，残积与之相反碎屑物碎屑物20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造贵州省三穗县台烈镇宏头村贵州省三穗县台烈镇宏头村2003-5-112003-5-11山体滑坡灾害山体滑坡灾害滑坡位于正在施工的三穗滑坡位于正在施工的三穗-凯里高速公路平溪特大桥凯里高速公路平溪特大桥3 3号桥墩号桥墩上方。滑坡前缘宽约上方。滑坡前缘宽约200200米，纵长约米，纵长约100100米，平均厚约米，平均厚约10-2010-20米，米，总方量约总方量约2020余万立方米。
8、余万立方米。滑体为厚滑体为厚5 51111米的残坡积碎石土和米的残坡积碎石土和厚厚4 48 8米的强风化层状碎裂岩体。米的强风化层状碎裂岩体。3535人人1616间工棚间工棚20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造三、洪积土层三、洪积土层大雨或大量融雪水冲刷搬运冲沟洪积物堆积地貌 20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造洪积扇工程地质特征：工程地质特征：上部上部中部中部下部下部洪积扇洪积锥洪积裙或洪冲积平原 堆积地貌 洪积扇20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造能量损失沉积冲积物河流搬运明显的分选现象磨圆度较好产状：多具层理，并有尖灭、透镜体
9、1.冲积物的特征2.冲积层的类型河床沉积河漫滩沉积牛轭湖沉积三角洲沉积四、冲积土层四、冲积土层20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造五、海洋沉积层六、湖泊沉积土层七、风积土层八、冰川沉积土层九、近代特殊土层20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造岩层及岩层产状岩层是指由两个平行或近于平行的界面所限制的、同一岩性组成的层状岩石。岩层的产状岩层的产状20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造岩层构造特征：岩层构造特征：层面、厚度、产状层面、厚度、产状3. 2 水平岩层、单斜岩层构造及其产状水平岩层、单斜岩层构造及其产状 岩层的产状指岩层在空间的展布状
10、态。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造岩岩层层及及岩岩层层产产状状20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造岩层产状要素（elements of attitude）表达岩层产状的指标，描述岩层在空间上的方位。走向倾向倾角 水平延伸方向倾斜方向岩层层面与水平面的夹角strikedipdip angle20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造产状的测定产状的测定产状测定：地质罗盘法20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造真倾角视倾角20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造产状表述象限角表示法 常用走向、倾向和倾角象
11、限表示。如N50WSW35，即走向为北偏西50，倾向向南西倾斜，倾角为35。方位角表示法 常用倾向和倾角表示。如31035，310是倾向方位角，35是倾角，走向可根据倾向加减90后得到。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造岩层产状的符号表示法岩层产状的符号表示法 水平 岩层直立 35 75 20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造构造运动与地质构造构造运动与地质构造 水平运动水平运动构造运动构造运动 垂直运动垂直运动 岩层岩层变形变形 变位变位 褶皱褶皱地质构造地质构造 节理节理 断裂断裂 断层断层 构造运动构造运动是一种机械运动，指由于地是一种机械运动，指
12、由于地球内部动力而引起的地壳变球内部动力而引起的地壳变形和变位。形和变位。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.4 褶皱褶皱fold褶皱构造岩层在构造运动中受力形成的连续弯曲变形。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶皱成因褶皱成因20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.4.1 褶曲褶曲褶曲单个弯曲褶曲要素：核、翼、轴面、轴线和枢纽1.褶曲褶曲要素要素20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造背斜与向斜anticline & syncline2.褶曲的基本形态褶曲的基本形态基本类型基本类型20242024年年8 8月月
13、1 1日日地质构造地质构造3. 褶曲的形态类型褶曲的形态类型按轴面产状分按轴面产状分直立 斜歪 倒转 平卧 翻卷20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造按枢纽产状分按枢纽产状分水平褶皱倾伏褶皱20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造按褶曲的平面形态分按褶曲的平面形态分线状褶皱：长宽比大于线状褶皱：长宽比大于10:1 10:1 短轴褶皱：短轴褶皱： 3:110:1 3:110:1 穹窿与构造盆地：小于穹窿与构造盆地：小于3:1 3:1 20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造复背斜与复向斜20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.
14、4.2 3.4.2 褶皱褶皱由两个或两个以上褶曲构造的组由两个或两个以上褶曲构造的组合，称为合，称为 褶皱构造褶皱构造20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.4.3 褶皱的识别褶皱的识别与地形的关系与地形的关系20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造野外识别野外识别(1)判断有无褶皱存在 顺着或逆着倾向，地层重复出现对称分布，倾角变化有规律 (2)确定褶皱的基本类型(3)确定褶皱的形态分类（沿同一时代岩层走向追索） 20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造小背斜20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造倒转背斜20242024年
15、年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶皱核部的不良工程条件褶皱翼部的不良工程条件地表建设场地边坡地下建筑峒室工程3.4.4 褶皱的工程评价褶皱的工程评价（褶皱与工程的关系）（褶皱与工程的关系）20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶皱核部的不良工程条件地形倒置（并非绝对）20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶皱翼部的不良工程条件岩层产状与坡向的关系(1)反向坡（逆向坡）20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶皱翼部的不良工程条件岩层产状与山坡坡向的关系(2)顺向坡：两种情况20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶皱翼部
16、的不良工程条件20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶曲不同部位对洞室的影响20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.5 断裂构造fracture断裂构造地壳中岩层或岩体受力达到破裂强度发生断裂变形而形成的构造基本类型 按其规模及断裂面两侧的对位移 ：节理（裂隙）、 断层20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造节理（裂隙）节理（裂隙） 岩石中岩块沿破裂面没有显著位移的断裂构造,
17、存在于岩体中的裂缝。（1）构造节理：分布广、规模大、规律性强（2）非构造节理：原生、次生规律性不强、范围小节理成因分类1、节理的类型3.5.1 3.5.1 节理（裂隙）节理（裂隙）fissure or fissure or jointjoint20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造 张节理剪（扭）节理节理的力学成因分类张节理特征产状不稳定不稳定延展不远节理面粗糙擦痕不发育节理两壁裂开距离大裂缝的宽度变化大剪节理特征产状较稳定延展较远节理面平直光滑擦痕明显节理两壁裂开距离小裂缝的宽度变化小20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造2 2、节理的调查、统计与分析、节
18、理的调查、统计与分析裂隙破坏了岩石的完整性，给风化作用创造了有利条件，促进岩石风化速度。裂隙降低了岩石强度、地基承载力、稳定性。当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，不论岩体的走向如何，路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。裂隙的存在有利于挖方采石，但影响爆破作业的效果。裂隙是地下水良好的通道，加快可溶岩的溶蚀，对工程不利，会在施工中造成涌水，裂隙发育的岩层是良好的供水水源点。必要性（裂隙与工程的关系）必要性（裂隙与工程的关系）20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造节理组合形成危岩实例：20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造节理不利组合造成边坡楔
19、体破坏20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造建筑地基中的大裂隙需要先处理建筑地基中的大裂隙需要先处理20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造(1)主要发育方向的调查调查节理产状、调查节理产状、节理面特征；节理面特征；统计节理密度、统计节理密度、间距、数量。间距、数量。节理间距与密度节理间距与密度裂隙率裂隙率岩石完整性系数岩石完整性系数(2)测量资料的整理节理的调查、统计与分析的主要内容节理的调查、统计与分析的主要内容节理走向玫瑰花图20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造破裂面两侧岩块有显著位移的断裂构造。3.5.2 断层断层fault2024
20、2024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造断层面和破碎带断层线断层盘断距1、断层的组成部分20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造正断层（张力作用）逆断层（压力作用）平移断层（水平剪切）2、断层的基本类型(1)按断层两盘相对运动：大型平移断层称走滑断层20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造断层的组合类型叠瓦式构造阶梯状地堑地垒20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造（1）构造线和地质体的不连续3.5.3 断层的野外识别20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造(2) 地层的重复与缺失20242024年年8 8月月1 1日日地
21、质构造地质构造(3)地貌及其他标志断层崖、河流改向河谷错断、湖泊洼地串珠状排列、温泉和冷泉带状分布昆明西山断层崖20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造(4)断层的形迹特征断层面(带)的构造特征：擦痕和阶步、牵引构造、伴生节理、构造透镜体、断层岩、断层泥20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造 破坏岩体的完整性，加速风化作用、地下水的活动及岩溶发育。k地下工程：坍塌和涌水 降低地基岩体强度k建筑工程：造成地基及场地稳定性问题地基变形影响施工中的问题断层地震3.5.4 3.5.4 断层及断层破碎带对工程的影响断层及断层破碎带对工程的影响20242024年年8 8月
22、月1 1日日地质构造地质构造活断层：活断层： 正在活动着、或正在活动着、或近期以来曾有过近期以来曾有过活动、活动、 或不久可能重新或不久可能重新活动的断层。活动的断层。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造活断层的活动方式：突然错动（粘滑型）伴随地震发生。缓慢蠕动（蠕滑型）不直接产生地震。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造活断层的标志活断层的标志 地层标志地层标志地貌标志地貌标志水文地质标志水文地质标志历史地震历史地震20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3.6地质图的种类地质图的种类普通地质图普通地质图地貌及第四纪地貌及第四纪地质图地
23、质图工程地质图工程地质图水文地质图水文地质图地质平面图地质平面图地质地质剖面图剖面图地层柱状图地层柱状图20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造水平构造水平构造直立构造直立构造各种地质界面在地质图上的表现各种地质界面在地质图上的表现20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造倾斜构造倾斜构造（V V字形法则）字形法则） 1. 倾向反，同弯倾向反，同弯曲且曲率小曲且曲率小。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造2. 倾向同，倾角倾向同，倾角大，反弯曲。大，反弯曲。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造3. 倾向同，倾角倾向同，倾角小
24、，同弯曲但小，同弯曲但曲率大。曲率大。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造 水平岩层和倾斜岩层地质图1、反弯曲：反弯曲： 倾向同，倾角大倾向同，倾角大2、同弯曲、同弯曲 1）曲率大：）曲率大： 倾向同，倾角小倾向同，倾角小 2）曲率小：）曲率小： 倾向反倾向反 练习20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造褶皱在地质图上的表现水平褶曲倾伏褶曲20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造断层构造在地质图上的表现断层构造在地质图上的表现20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造读图方法：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。20242024年年8 8月月1 1日日地质构造地质构造读图实例读图实例教材教材64页，自学页，自学
