認(rèn)識(shí)地質(zhì)構(gòu)造

1、認(rèn)識(shí)地質(zhì)構(gòu)造n 地質(zhì)構(gòu)造：組成地殼的巖層或巖體在地應(yīng)力的長期作用下，會(huì)發(fā)生變形變位，把地層發(fā)生變位后形成各種構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的形跡形跡稱為地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造。n一、地質(zhì)年代n1、地質(zhì)年代：從最老的地層到最新的地層所代表的整個(gè)時(shí)代。地質(zhì)學(xué)家把地史劃分為5個(gè)代 。（時(shí)間表述單位時(shí)間表述單位:宙、代、紀(jì)、世、期、階； 地層表述單位地層表述單位:宇、界、系、統(tǒng)、組、段 ）n2、地質(zhì)年代可分為相對(duì)年代相對(duì)年代和絕對(duì)年齡絕對(duì)年齡（或同位素年齡）兩種。 n3、絕對(duì)年齡絕對(duì)年齡是根據(jù)測出巖石中某種放射性元素及其蛻變產(chǎn)物的含量而計(jì)算出巖石的生成后距今的實(shí)際年數(shù)。 例例如如：地球上最大的巖石年齡為45億年 。n4、地球的年

2、齡應(yīng)在46億年以上億年以上 。n5、相對(duì)地質(zhì)年代相對(duì)地質(zhì)年代是指巖石和地層之間的相對(duì)新老關(guān)系相對(duì)新老關(guān)系和它們的時(shí)代順序時(shí)代順序，是由該巖石地層單位與相鄰已知巖石地層單位的相對(duì)層位的關(guān)系來決定 。n 地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家根據(jù)地層自然形成的先后順序，將地層分為5代12紀(jì)。即早期的太古代和元古代（元古代在中國含有1個(gè)震旦紀(jì)），以后的古生代、中生代和新生代。古生代古生代分為寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和二疊紀(jì)，共7個(gè)紀(jì)；中生代中生代分為三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)，共3個(gè)紀(jì)；新生代新生代只有第三紀(jì)、第四紀(jì)2個(gè)紀(jì)。在各個(gè)不同時(shí)期的地層里，大都保存有古代動(dòng)、植物的標(biāo)準(zhǔn)化石，如寒武紀(jì)的三葉蟲、奧陶紀(jì)的

3、珠角石、志留紀(jì)的筆石、泥盆紀(jì)的石燕、二疊紀(jì)的大羽羊齒、侏羅紀(jì)的恐龍等 n各類動(dòng)、植物化石出現(xiàn)的早晚是有一定順序的，越是低等低等的，出現(xiàn)得越早越早，越是高等的，出現(xiàn)得越晚。n 標(biāo)準(zhǔn)化石圖譜標(biāo)準(zhǔn)化石圖譜寒武紀(jì)的三葉蟲 奧陶紀(jì)的珠角石 二疊紀(jì)的大羽羊齒 泥盆紀(jì)的石燕 志留紀(jì)的筆石 侏羅紀(jì)的恐龍 n6、地質(zhì)年代表 n年代地層年代地層單位包括宇、界、系、統(tǒng)、組、時(shí)間帶；n地質(zhì)年代地質(zhì)年代單位包括宙、代、紀(jì)、世、期、時(shí)。n宇(宙)：宇是最大的年代地層單位，是宙的時(shí)期內(nèi)形成的地層。 1）2）3）4）原核生物出現(xiàn)(菌類及藍(lán)藻) 硬殼(無脊椎)動(dòng)物出現(xiàn)裸蕨植物出現(xiàn)魚類出現(xiàn) 節(jié)蕨 石松 真蕨植物出現(xiàn)裸子植物出現(xiàn)兩

4、犧類動(dòng)物出現(xiàn)5）6）7）8）蜥龍 魚龍出現(xiàn)爬行動(dòng)物時(shí)代 被子植物出現(xiàn)獸類出現(xiàn) 鳥類出現(xiàn)人類時(shí)代現(xiàn)代動(dòng)物n二、巖層及巖層產(chǎn)狀 n1、巖層n巖層是由兩個(gè)平行或近于平行兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的同一巖性組成的層狀巖體。n巖層的頂面、底面、厚度稱為巖層的三個(gè)要素巖層的三個(gè)要素。n2、巖層產(chǎn)狀n巖層產(chǎn)狀巖層產(chǎn)狀是指巖層的空間位置。n產(chǎn)狀三要素產(chǎn)狀三要素包括巖層的走向、傾向、傾角。巖層產(chǎn)狀要素示意圖n(1) 產(chǎn)狀三要素n走向走向：指巖層層面與水平面交線的方位角方位角，其表示巖層在空間延伸的方向，如圖中AB線。n傾向傾向：指垂直走向順傾斜面向下引出的直線在水平面的投影的方位角方位角，表示巖層在空間的傾

5、斜方向，如圖中CD線。傾向只有一個(gè)方向，且與走向垂直。 走向走向 = 傾向傾向 + 90n傾角傾角：指巖層層面與水平面所夾的銳角銳角(090變化)，表示巖層在空間傾斜角度的大小，如圖中。n(2) 巖層產(chǎn)狀的測量方法n 巖層的產(chǎn)狀在野外是用地質(zhì)羅盤儀地質(zhì)羅盤儀來測量的。n測走向：測走向：將羅盤儀的長邊(平行南北刻度線的儀器外殼的邊緣)緊靠巖層層面調(diào)整羅盤位置使水準(zhǔn)氣泡居中，待磁針靜止，讀指北針或指南針?biāo)傅姆轿唤嵌葦?shù)，就是走向的方位。n測傾向：測傾向：將羅盤儀的短邊(如用刻度盤南端)緊據(jù)巖層層面，羅盤北端則指向巖層傾斜方向，調(diào)整羅盤位置使水準(zhǔn)氣泡居中，待磁針靜止，讀指北針?biāo)傅姆轿唤嵌葦?shù)，就是所

6、測之傾向方位。n測傾角：測傾角：將羅盤儀豎放在層面上，使其長邊與走向線垂直旋鈕待測角水泡居中，傾角指示器所指的度數(shù)即為巖層的傾角。n（3）傾斜巖層產(chǎn)狀表示方法n巖層產(chǎn)狀只用傾向傾向和傾角傾角來表示，如走向?yàn)槿缱呦驗(yàn)?10，傾向，傾向?yàn)闉?20 ，傾角，傾角35 ，則記錄為則記錄為220 35 （傾向傾角）如需知道巖層的走向時(shí)，只需將傾向加減90。也可把走向走向、傾向傾向和和傾角傾角都記述，如一組走向?yàn)楸蔽魅缫唤M走向?yàn)楸蔽?20，傾向南西，傾向南西230，傾角，傾角35的巖層產(chǎn)狀，的巖層產(chǎn)狀，記錄為記錄為N320W，S230W，35。n平面圖上產(chǎn)狀符號(hào)如下：平面圖上產(chǎn)狀符號(hào)如下：n三、地質(zhì)構(gòu)造地

7、質(zhì)構(gòu)造傾斜構(gòu)造褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造傾斜傾斜構(gòu)造構(gòu)造單斜單斜構(gòu)造構(gòu)造水平水平構(gòu)造構(gòu)造直立直立構(gòu)造構(gòu)造（一）傾斜構(gòu)造n（1）單斜構(gòu)造 當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動(dòng)使原始水平的巖層發(fā)生傾斜，巖層如向同一方向傾斜，其傾斜角度也大致相同大致相同，則稱為單斜層單斜層或單斜構(gòu)單斜構(gòu)，亦稱傾斜巖層傾斜巖層。它常常是褶皺的一翼或斷層的一盤，也可是區(qū)域內(nèi)的不均勻上升或下降所形成的。n（2）水平構(gòu)造 n原始沉積的巖層，一般是水平或近于水平的。先沉積的在下，后沉積的在上。當(dāng)巖層層面與水平面的交角近于或等于交角近于或等于0時(shí)，稱為水平巖層水平巖層 。n（3）直立巖層n 當(dāng)?shù)貧み\(yùn)動(dòng)使原始水平巖層發(fā)生改變，巖層面與水平面的交角近于或等于交角近于

8、或等于90時(shí)，稱直立巖層。 2、傾斜構(gòu)造（巖層）對(duì)道路工程建設(shè)的影響（1）與道路工程的關(guān)系圖:a.b.c三種巖層產(chǎn)狀對(duì)道路邊坡穩(wěn)定有利。 圖：d.e兩種巖層產(chǎn)狀易形成邊坡坍塌和滑動(dòng)。圖f一種巖層產(chǎn)狀極易形成滑坍。n（2）與隧道工程的關(guān)系圖：圖：b. d. f三種巖層產(chǎn)狀及巖性，布設(shè)隧道一般是穩(wěn)定的。圖：圖：a.c. e三種巖層產(chǎn)狀及巖性，布設(shè)隧道可能引起隧道邊墻坍塌或順層滑動(dòng)。n（二） 褶皺構(gòu)造 原來呈水平或近水平狀態(tài)的巖層，在受到地殼運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的強(qiáng)大水平力的擠壓后產(chǎn)生柔性彎曲但末失去其連續(xù)性，這種彎曲的地層形態(tài)被稱為褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造。 褶皺是褶曲的組合形態(tài)，兩個(gè)或兩個(gè)以上褶曲構(gòu)造的組合。我國

9、的一些著名山脈，如昆侖山、祁連山、秦嶺等，都是這種復(fù)雜的褶皺構(gòu)造山脈。n1、褶曲的特征n 褶皺構(gòu)造中巖石的每一個(gè)彎曲(一個(gè)完整的波形一個(gè)完整的波形)都稱為一個(gè)褶曲一個(gè)褶曲。n褶曲的中心部分被稱為核部或軸部核部或軸部；大體把褶曲平分的理想面稱軸面軸面；軸面與水平面的交線稱軸線軸線； 從褶曲的橫斷面上看，巖層面上彎曲最大的一點(diǎn)稱脊脊；同一巖層面上所有彎曲最大的點(diǎn)的連線稱為褶曲的脊線褶曲的脊線。 n2、褶皺的分類n褶皺形態(tài)的基本類型只有兩種，即背斜背斜與向斜向斜。n背斜背斜 巖層向上拱起，經(jīng)風(fēng)化、剝蝕后露出地面的地層，向兩側(cè)成對(duì)稱出現(xiàn)，自核部向翼部巖層時(shí)代依次由老到新，新地層在兩側(cè)，即兩翼巖層常相背

10、向外傾斜的稱背斜背斜。向向斜斜 巖層向下彎曲形成槽型褶皺，自核部向翼部巖層時(shí)代依次由新到老，兩翼巖層常相對(duì)向內(nèi)傾斜的稱為向斜向斜。n 一般情況下，背斜成山、向斜成谷是內(nèi)力作用的結(jié)果，一般情況下，背斜成山、向斜成谷是內(nèi)力作用的結(jié)果，常稱正地形。常稱正地形。 逆地形示意圖逆地形示意圖 n3、褶皺構(gòu)造對(duì)工程建設(shè)的影響 n1）褶皺核部巖層由于受水平擠壓作用，產(chǎn)生許多裂隙，直接影響到巖體的完整。褶皺的核部是巖層強(qiáng)烈變形的部位，變形強(qiáng)烈時(shí)，沿褶皺核部常有斷層發(fā)生，造成巖石破碎或形成構(gòu)造角礫巖帶；地下水多聚積在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流動(dòng)的通道，必須注意巖層的坍落、漏水及涌水問題；在石灰

11、巖地區(qū)還往往信是巖溶較為發(fā)育。由于巖層構(gòu)造變形和地下水的影響，所以道路、隧道工程或橋梁工程在褶皺核部易遇到工程地質(zhì)問題。 n（2）褶皺的翼部不同于核部，在褶皺翼部布置建筑工程時(shí)，如果開挖邊坡的走向近于平行巖層走向，且邊坡傾向與巖層傾向一致，邊坡坡角大于巖層傾角，則容易造成順層滑動(dòng)現(xiàn)象。在褶皺兩翼形成傾斜巖層容易造成順層滑動(dòng)，特別是當(dāng)巖層傾向與臨空面坡向一致且?guī)r層傾角小于坡角，或當(dāng)巖層中有軟弱夾層，如有云母片巖、滑石片巖等軟弱巖層存在時(shí)應(yīng)慎重對(duì)待。n（3）對(duì)于隧道等深埋地下的工程，從褶皺的翼部通過一般是比較有利的。因?yàn)樗淼劳ㄟ^均一巖層有利穩(wěn)定，而背斜頂部巖層受張力作用可能塌落，向斜核部則是儲(chǔ)水較

12、豐富的地段，但如果中間有松軟巖層或軟弱構(gòu)造面時(shí)，則在順傾向一側(cè)的洞壁，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的偏壓現(xiàn)象，甚至?xí)?dǎo)致支撐破壞，發(fā)生局部坍塌。n（4）對(duì)于深路塹和高邊坡來說，存在三種情況：n有利情況：路線垂直巖層走向，或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時(shí)，只就巖層產(chǎn)狀與路線走向的關(guān)系而言，對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的；n不利情況：路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層的傾向一致，特別在云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、千枚巖等松軟巖石分布地區(qū)，坡面容易發(fā)生風(fēng)化剝蝕，產(chǎn)生嚴(yán)重碎落坍塌，對(duì)路基邊坡及路基排水系統(tǒng)會(huì)造成經(jīng)常性的危害；n最不利情況：路線與巖層走向平行，巖層傾向與路基邊坡一致，而邊坡的坡角大于巖

13、層的傾角，特別在石灰?guī)r、砂巖與粘土質(zhì)頁巖互層，且有地下水作用時(shí)，如路塹開挖過深，邊坡過陡，或者由于開挖使軟弱構(gòu)造面暴露，都容易引起斜坡巖層發(fā)生大規(guī)模的順層滑動(dòng)，破壞路基穩(wěn)定。n（三） 斷層構(gòu)造n 構(gòu)成地殼的巖體，受構(gòu)造應(yīng)力作用發(fā)生變形，變形超過巖石的強(qiáng)度極限時(shí)，巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種大小不一的斷裂，稱為斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造。n斷裂是地殼中常見的地質(zhì)構(gòu)造，包括節(jié)理節(jié)理和斷層斷層兩類。n1、節(jié)理n由于巖石受力而出現(xiàn)的裂隙，但裂開面的兩側(cè)沒有發(fā)生明顯的(眼睛能看清楚的)位移，地質(zhì)學(xué)上將這類裂縫稱為節(jié)理，也被稱為裂隙。只要接觸石頭，到處都能見到節(jié)理，它是很常見的一種構(gòu)造地質(zhì)現(xiàn)象。n（3）節(jié)

14、理的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)n1）裂隙破壞了巖體的完整性，使巖體的穩(wěn)定性降低；n2）裂隙為大氣和水進(jìn)入巖體內(nèi)部提供了通道，加速了巖 石的風(fēng)化和破壞；n3）裂隙會(huì)降低巖石的承載能力；n4）裂隙常造成邊坡的坍塌和滑動(dòng)，以及造成地下洞室圍巖的冒落；n5）在挖方或采石中，裂隙的存在可以提高工作效率；n6）裂隙是地下水的良好通道，對(duì)水文地質(zhì)意義重大。巖石中裂隙的多少與規(guī)模大小，對(duì)巖石的承載力影響很大，7）裂隙也是礦液運(yùn)移、沉積場所，對(duì)找礦有利。如贛南鎢礦，石英脈型金礦等 n2、斷層n 巖層受構(gòu)造應(yīng)力作用發(fā)生斷裂，沿?cái)嗔讯鴥蓚?cè)片層發(fā)生了移動(dòng)或明顯錯(cuò)位的斷裂構(gòu)造被稱為斷層斷層。n（1）斷層要素n斷層主要有：斷層面、斷盤

15、、斷層破碎帶、斷距。 n斷盤斷盤：斷層面兩側(cè)的巖體。位于斷層面上方的稱為上盤；位于斷層面下方的稱為下盤；處于上升運(yùn)動(dòng)的為上升盤，處于下降的為下降盤。n斷層面：斷層面：指斷層的破裂滑動(dòng)面。n斷層線：斷層線：斷層面與地面的交線。n斷層的斷距、落差斷層的斷距、落差：斷層上下盤沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對(duì)位移的實(shí)際距離稱為總斷距；其在垂直方向上的相對(duì)位移稱為垂直斷距或落差；在水平方向上的相對(duì)位移稱為水平斷距或錯(cuò)距。 n斷層破碎帶：斷層破碎帶：多數(shù)斷層其斷裂面附近的巖石被構(gòu)造應(yīng)力擠碎，形成具有一定寬度的帶狀碎裂巖石亦稱之為斷層帶。 n（2）斷層的主要類型 n主要斷層類型有正斷層、逆斷層和平推斷層 n正斷層：斷層上盤

16、沿?cái)鄬用鎯A斜線相對(duì)向下移動(dòng)，下盤相對(duì)向上移動(dòng)。n逆斷層：斷層上盤沿?cái)鄬用嫦鄬?duì)向上移動(dòng)，下盤相對(duì)向下移動(dòng)。n平移斷層：斷層的兩盤沿?cái)鄬用孀呦虬l(fā)生移動(dòng)的斷層。n斷層往往還成組出現(xiàn)，造成疊瓦狀構(gòu)造、階梯狀構(gòu)造、地塹、地壘等各種復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造形。階梯狀斷層 疊瓦狀斷層 地壘和地塹 負(fù)地形（低凹地帶） 逢溝必?cái)?n（4）斷層的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)n 斷層是在地球表面沿一個(gè)破裂面或破裂帶兩側(cè)發(fā)生相對(duì)位錯(cuò)的現(xiàn)象。由于巖層發(fā)生強(qiáng)烈的斷裂變動(dòng)，導(dǎo)致巖體裂隙增多、巖石破碎、風(fēng)化嚴(yán)重、地下水發(fā)育充分，從而降低了巖石的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，對(duì)工程建筑造成了不利的影響。主要表現(xiàn)為：n跨越斷裂構(gòu)造帶的建筑物，由于斷裂帶及其兩側(cè)上、下盤的巖

17、性可能不同，易產(chǎn)生不均勻沉降。n隧道工程通過斷裂破碎時(shí)易發(fā)生坍塌。在斷層發(fā)育地段修建隧道，是最不利的一種情況。由于巖層的整體性遭到破壞，加之地面水或地下水的侵入，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性都是很差，容易產(chǎn)生洞頂塌落，影響施工安全。n當(dāng)隧道軸線與斷層走向平行時(shí)，應(yīng)盡量避免與斷層的破碎帶接觸。n隧道橫穿斷層時(shí)，雖然只有個(gè)別斷落受到斷層影響，但因工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件不良，必須預(yù)先考慮措施，保證施工安全。n如果斷層破碎帶規(guī)模很大，或者穿越斷層帶時(shí)，會(huì)使施工十分困難，在確定隧道平面位置時(shí)，要盡量設(shè)法避開。 n斷層構(gòu)造地帶沿?cái)嗔衙娓浇膸r塊因強(qiáng)烈擠壓而產(chǎn)生破碎，往往形成一條破碎帶。因此，隧道工程通過斷層時(shí)必須采取相應(yīng)的工程加固措施，以免發(fā)生崩塌。n斷裂帶在新的地殼運(yùn)動(dòng)影響下，可能發(fā)生新的移動(dòng)，從