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第二章地層與地質(zhì)構(gòu)造第二章地層與地質(zhì)構(gòu)造13.1、地質(zhì)年代表地質(zhì)年代表:根據(jù)地層形成順序、巖性變化特征、生物演化階段、構(gòu)造運動性質(zhì)及古地理環(huán)境等綜合因素,把地質(zhì)歷史劃分階段。1、國際通用:地質(zhì)年代單位地層單位宙……………宇代……………界紀……………系世……………統(tǒng)2、我國還使用巖石地層單位:群、組、段、層。3.1、地質(zhì)年代表2元古宙太古宙新近紀古近紀元古宙新近紀33.2、地殼運動與地質(zhì)作用

1、地殼運動地殼運動又稱構(gòu)造運動,是地球內(nèi)力引起指地殼的隆起和拗陷的機械運動。主要有兩種基本運動形式:水平運動——是地殼大致沿地球表面切線方向的運動。形成巨大的褶皺山系和地塹、裂谷升降運動——是指地殼運動垂直于地表,即沿地球半徑方向的運動。產(chǎn)生海退和海侵現(xiàn)象3.2、地殼運動與地質(zhì)作用水平運動——是地殼大致沿地球表面4地層與地質(zhì)構(gòu)造課件5地層與地質(zhì)構(gòu)造課件62、地質(zhì)作用的概念

指自然動力引起地球物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。2、地質(zhì)作用的概念73.3、地層概念:在一定地質(zhì)時代內(nèi)形成的一套巖層(不論是沉積巖層、巖漿巖和變質(zhì)巖層)統(tǒng)稱為那個時代的巖層。3.1、地層的新老關(guān)系

★地層年代:絕對年代和相對年代?!锝^對年代:地層形成到現(xiàn)在的實際年齡。絕對年代確定方法:據(jù)巖石中所含放射性元素的衰變規(guī)律確定,一般用放射性同位素年齡來測定?!锵鄬δ甏旱貙拥南鄬π吕详P(guān)系。相對年代確定方法:地層層序法、古生物法、地層接觸關(guān)系法3.3、地層83.2、相對年代確定方法一、地層層序法:

(1)正常層序法:對于正常沉積的巖層,老的在下,新的在上。巖層倒轉(zhuǎn)時關(guān)系相反。(2)標準剖面法:將某地區(qū)的地層按新老關(guān)系排列的剖面,叫該地區(qū)的標準剖面。用標準剖面對比某工點的地層,從而確定該工點地層新老關(guān)系的方法。(3)層面構(gòu)造法:用層面構(gòu)造指示巖層新老關(guān)系的方法。3.2、相對年代確定方法93.2相對年代確定方法二、古生物法:根據(jù)不同的標準化石,確定地層的年代。(較準確的一種方法)標準化石:在各個環(huán)境穩(wěn)定時期,分布廣、生存時間短的化石。3.2相對年代確定方法103.2相對年代確定方法三、地層接觸關(guān)系法:地層間的接觸關(guān)系,是構(gòu)造運動、巖漿活動和地質(zhì)發(fā)展歷史的記錄,根據(jù)它們之間的接觸關(guān)系可以判斷地層間的新老關(guān)系。沉積巖間接觸關(guān)系沉積巖與巖漿巖之間的接觸關(guān)系巖漿巖之間的接觸關(guān)系3.2相對年代確定方法11(a)整合接觸(b)假整合接觸(c)角度不整合接觸沉積巖層間的接觸關(guān)系及其形成過程(a)整合接觸12(1)、沉積巖間接觸關(guān)系1)整合接觸各地層時代連續(xù),產(chǎn)狀平行。(反映地殼穩(wěn)定下沉)

整合接觸的地質(zhì)意義反映該地區(qū)在此沉積時期內(nèi)地殼升降與沉積處于相對穩(wěn)定狀態(tài),沒有發(fā)生顯著的構(gòu)造運動(1)、沉積巖間接觸關(guān)系132)不整合接觸關(guān)系A(chǔ)、平行不整合-假整合不整合面上下兩套地層的產(chǎn)狀彼此平行,接觸界線與整合接觸界線相似平行不整合與整合的區(qū)別平行不整合上下兩套地層之間缺失地層平行不整合反映地殼上升,沉積地層露出水面,接受剝蝕,是升降運動的表現(xiàn)風(fēng)化剝蝕2)不整合接觸關(guān)系風(fēng)化剝蝕14B、角度不整合上下兩套地層產(chǎn)狀不同,構(gòu)造(褶皺、斷裂等)形式、強度和變形方向,變質(zhì)程度,巖漿活動不同,反映兩套地層經(jīng)歷了不同的地質(zhì)發(fā)展歷史。角度不整合的特點上覆地層變形相對簡單下伏地層變形相對復(fù)雜,其中可以包括上覆地層的變形構(gòu)造,表現(xiàn)為疊加變形。沉積B、角度不整合沉積15C、不整合的地質(zhì)意義反映上、下地層空間的相互關(guān)系和時間上的發(fā)展順序巖石地層單元劃分的重要參考古地理,古構(gòu)造演變的研究不整合面與礦產(chǎn)關(guān)系密切——鐵、錳、磷、鋁土礦,巖漿熱液型礦床,石油、天然氣C、不整合的地質(zhì)意義16D、確定不整合的依據(jù)地層古生物生物演化是連續(xù)的。如有中斷,反映地層缺失沉積-侵蝕古侵蝕面、古土壤及有關(guān)的殘積礦床、底礫巖等——反映隆起、侵蝕、風(fēng)化構(gòu)造變形產(chǎn)狀,構(gòu)造線,褶皺型式和強度,斷層類型、產(chǎn)狀和強度,構(gòu)造截切關(guān)系巖漿活動和變質(zhì)作用不整合分隔的巖層之間,其巖漿作用、變質(zhì)作用以及成礦作用往往存在重要的差別D、確定不整合的依據(jù)17(2)巖漿巖與沉積巖層間的接觸關(guān)系1)侵入接觸沉積巖層形成在先,后來火成巖侵入其中2)沉積接觸侵入巖先形成,之后地殼上升受風(fēng)化剝蝕,然后地殼又下降接受新的沉積(2)巖漿巖與沉積巖層間的接觸關(guān)系18(a)(b)(c)巖漿巖與沉積巖層間的接觸關(guān)系(a)19(3)巖漿巖之間的接觸關(guān)系:新巖體穿插老巖體(3)巖漿巖之間的接觸關(guān)系:20地層的接觸關(guān)系總結(jié)地層的接觸關(guān)系總結(jié)212.4、地質(zhì)構(gòu)造水平巖層傾斜巖層褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造2.4、地質(zhì)構(gòu)造222.4、地質(zhì)構(gòu)造

構(gòu)造運動使巖石發(fā)生變形和變位,這種變形、變位被保留下來的形態(tài)稱為地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造的基本類型有:水平巖層傾斜巖層褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造2.4、地質(zhì)構(gòu)造23一、水平巖層水平巖層:巖層形成后,受構(gòu)造運動影響輕微,仍保持原始水平產(chǎn)狀的巖層。習(xí)慣上將巖層傾角小于5°的巖層都稱水平巖層。水平巖層的出露特征(a)立體圖(b)平面圖一、水平巖層水平巖層的出露特征(a)立體圖242)水平巖層具有以下特征:

(1)新巖層蓋在老巖層之上。(2)水平巖層的地層界線(即巖層面與地面的交線)與地形等高線平行或重合。(3)水平巖層頂面與底面的高程差就是巖層的厚度。(4)水平巖層的露頭寬度(即巖層頂層和底面地層界線間的水平距離)與地面坡度、巖層厚度有關(guān)。a—露頭寬度h—巖層厚度水平巖層的露頭寬度2)水平巖層具有以下特征:a—露頭寬度h—巖層厚度25二、傾斜巖層傾斜巖層:巖層層序正常,上層為新巖層,下層為老巖層,層面與水平有一交角的巖層。

傾斜巖層按傾角a的大小又可分為:(1)緩傾巖層,a<30°;(2)陡傾巖層,30°≤a<60°;(3)陡立巖層,a≥60°。(4)

直立巖層,指巖層傾角≥85°的巖層二、傾斜巖層26傾斜巖層地層界線的分布特征——“V”字形法則(1)當(dāng)巖層傾向與地面坡向相反時,巖層界線與地形等高線彎曲方向相同,但巖層界線彎曲程度較小,等高線彎曲程度較大。(2)當(dāng)巖層傾向與地面坡向相同,且?guī)r層傾角大于地面坡角時,巖層界線與地形等高線彎曲方向相反。(3)當(dāng)巖層傾向與地面坡向相同,但巖層傾角小于地面坡角時,巖層界線與地形等高線彎曲方向相同,但彎曲程度較等高線大。傾斜巖層地層界線的分布特征——“V”字形法則27三、巖層與巖層產(chǎn)狀1、巖層:是在一個基本穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境條件下,連續(xù)不斷沉積形成的單元巖層,是由成分上基本一致的巖石組成,層與層之間有層面分開。(另一種巖層定義)是指由同一巖性組成的,有兩個平行或近于平行的界面所限制的層狀巖石。三、巖層與巖層產(chǎn)狀28(a)厚度穩(wěn)定巖層(b)尖滅巖層(c)厚度變化巖層(d)透鏡狀巖層巖層的厚度及其形態(tài)(a)厚度穩(wěn)定巖層(b)尖滅巖層(c)292、巖層的產(chǎn)狀:是指巖層在地殼中的空間分布狀態(tài)。是以巖層面的空間方位及其與水平面的關(guān)系來確定的。巖層的產(chǎn)狀要素2、巖層的產(chǎn)狀:巖層的產(chǎn)狀要素303、巖層的產(chǎn)狀要素走向:巖層面與水平面的交線叫走向線,走向線兩端延伸的方向就是巖層的走向。傾向:垂直走向線、沿巖層面向下傾斜的直線叫傾斜線(又稱真傾斜線),它在水平面上的投影線稱為傾向線,傾向線所指的方向為傾向(又稱真傾向)。傾角:真傾斜線與其在水平面上的投影線(傾向線)的夾角叫傾角,又稱真傾角。3、巖層的產(chǎn)狀要素314、產(chǎn)狀要素的測量、記錄和圖示(1)測量:用地質(zhì)羅盤儀測量(實習(xí)講)N45oE∠30oSE走向傾角傾向

135o∠30o傾向傾角象限角法方位角法(2)記錄4、產(chǎn)狀要素的測量、記錄和圖示N45oE∠30oSE象限32長線代表走向,短線代表傾向,數(shù)字是傾角。(長短線必須按實際方位標繪在圖上);巖層水平(0°~5°);巖層直立(箭頭指向較新巖層)巖層倒轉(zhuǎn)(箭頭指向倒轉(zhuǎn)后的傾向,即指向老巖層,數(shù)字是傾角。(3)

符號表示法長線代表走向,短線代表傾向,數(shù)字是傾角。(3)

符號表示法332.5褶皺構(gòu)造2.5褶皺構(gòu)造342.5、褶皺構(gòu)造當(dāng)巖層繼續(xù)受到構(gòu)造應(yīng)力作用時,產(chǎn)生的一系列彎曲變形的形跡一、概念褶皺:在構(gòu)造運動作用下,巖層產(chǎn)生的連續(xù)彎曲現(xiàn)象。褶曲:褶皺中的單個彎曲。背斜:巖層向上彎曲。地層對稱重復(fù),中間老,兩邊新。向斜:巖層向下彎曲。地層對稱重復(fù),中間新,兩邊老。

2.5、褶皺構(gòu)造35地層與地質(zhì)構(gòu)造課件36二、褶曲要素核部:褶曲中心部位的巖層。翼部:褶曲兩側(cè)部位的巖層。軸面:通過核部,大致平分兩翼的假想平面。軸線:軸面與水平面的交線。樞紐:軸面與巖層面的交線。(最大彎曲點的連線)。脊線:褶曲最高點的連線。槽線:褶曲最低點的連線。

二、褶曲要素37三、褶曲分類

(一)

根據(jù)褶曲軸面產(chǎn)狀,結(jié)合兩翼產(chǎn)狀特點,可將褶曲分為:直立褶曲、傾斜褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲、平臥褶曲(a)直立褶曲(b)傾斜褶曲(c)倒轉(zhuǎn)褶曲(d)平臥褶曲三、褶曲分類(a)直立褶曲(b)傾斜褶曲(c)38該類褶曲特點1.

直立褶曲:軸面近于直立,兩翼傾向相反,傾角近于相等;2.

傾斜褶曲:軸面傾斜,兩翼傾向相反,傾角不等;3.

倒轉(zhuǎn)褶曲:軸面傾斜,兩翼向同一方向傾斜,有一翼地層層序倒轉(zhuǎn)。如:桂林甲山倒轉(zhuǎn)褶曲。4.

平臥褶曲:軸面近于水平,一翼地層正常,另一翼地層層序倒轉(zhuǎn)。該類褶曲特點1.

直立褶曲:軸面近于直立,兩翼傾向相反,傾39水平褶皺、傾伏褶皺(二)

根據(jù)褶曲樞紐產(chǎn)狀,可將褶曲分為:水平褶皺、傾伏褶皺(二)根據(jù)褶曲樞紐產(chǎn)狀,可將褶曲分為:40

水平褶曲:樞紐近于水平,兩翼的走向基本平行;

傾伏褶曲:樞紐傾伏,兩翼走向不平行。水平褶皺、傾伏褶皺褶曲特點:水平褶曲:樞紐近于水平,兩翼的走向基本平行;水平褶皺、傾伏41四、褶皺構(gòu)造的類型(一)復(fù)背斜和復(fù)向斜指由一系列連續(xù)的次一級褶皺組成的一個大背斜或大向斜。(二)隔擋式褶皺和隔槽式褶皺

隔擋式褶皺:一個平行褶皺群內(nèi),如果背斜呈緊密褶皺,而向斜呈開闊平緩褶皺,則稱之為

隔槽式褶皺:則是一系列相間排列的開闊背斜被一系列緊密向斜所隔開

四、褶皺構(gòu)造的類型42五、褶皺構(gòu)造的辨認

五、褶皺構(gòu)造的辨認43水平傾斜背斜傾伏傾斜背斜例一

水平傾斜背斜傾伏傾斜背斜例44

例二:圖上褶皺構(gòu)造的識別

(1)應(yīng)垂直巖層走向進行觀察,當(dāng)巖層重復(fù)出現(xiàn)對稱分布時,便可肯定有褶皺構(gòu)造;(2)分析巖層新老組合關(guān)系(3)分析巖層產(chǎn)狀(4)分析樞紐產(chǎn)狀例二:圖上褶皺構(gòu)造的識別452.6斷裂構(gòu)造2.6斷裂構(gòu)造462.6斷裂構(gòu)造

斷裂構(gòu)造:巖體受構(gòu)造應(yīng)力作用,隨著作用力的進一步增加,當(dāng)應(yīng)力超過巖石的強度極限時,巖層便產(chǎn)生破裂錯動、裂縫或錯斷,破壞了巖體的完整性而形成。斷裂構(gòu)造主要分為節(jié)理和斷層兩大類。節(jié)理:巖體沿破裂面沒有明顯位移或僅有微量位移的稱為節(jié)理;斷層:巖體沿破裂面兩側(cè)發(fā)生了明顯位移或較大錯動的稱為斷層。2.6斷裂構(gòu)造47地層與地質(zhì)構(gòu)造課件48一、節(jié)理按成因分類1、按成因分類特點:構(gòu)造節(jié)理:由地殼運動造成分布廣泛,延伸長而深,可切穿不同的巖層,成組出現(xiàn)。風(fēng)化節(jié)理:由風(fēng)化作用造成,多分布在巖層的裸露部位和接近地表處,向下延伸的范圍不大,無方向性。

一、節(jié)理按成因分類特點:492、按力學(xué)性質(zhì)分類:可分為:張節(jié)理和剪節(jié)理

張節(jié)理:是由于在一個方向的張應(yīng)力超過了巖石的抗拉強度,因而在垂直于張應(yīng)力方向上產(chǎn)生的裂割式的破裂面。

剪節(jié)理:剪節(jié)理是由剪切面進一步發(fā)展而成,理論上剪節(jié)理應(yīng)成對出現(xiàn),自然界的實際情況也經(jīng)常如此,不過兩組剪節(jié)理的發(fā)育程度可以不等。

2、按力學(xué)性質(zhì)分類:剪節(jié)理:剪節(jié)理是由剪切面進一步發(fā)展而成,50(1)張節(jié)理的特點:張節(jié)理產(chǎn)狀不穩(wěn)定,而且往往延伸不遠;張節(jié)理面粗糙不平,成顆粒狀或鋸齒狀的裂面;張節(jié)理面沒有擦痕;張節(jié)理一般發(fā)育稀疏,節(jié)理間距較大,呈開口狀或楔形,常被其他物質(zhì)充填;張節(jié)理在礫巖中繞過礫石而不會切穿。

(1)張節(jié)理的特點:51(2)剪節(jié)理主要特征:節(jié)理產(chǎn)狀較穩(wěn)定,沿走向和傾向延伸較遠,但穿過巖性差別顯著的不同巖層時,其產(chǎn)狀可能發(fā)生改變,反映出巖石性質(zhì)對剪節(jié)理的方位有一定的控制作用;剪節(jié)理面平直光滑,這是由于剪節(jié)理是剪破(切割)巖層而不是拉破巖層的;剪節(jié)理面上常有剪切滑動時留下的擦痕、摩擦鏡面;剪節(jié)理一般發(fā)育較密,常密集成群;剪節(jié)理常呈現(xiàn)羽列現(xiàn)象;剪節(jié)理兩壁之間的距離較小,常呈閉合狀。剪節(jié)理在礫巖中可以切穿礫石。

(2)剪節(jié)理主要特征:52剪節(jié)理與張節(jié)理的對比

張節(jié)理:剪節(jié)理力學(xué)機制巖層受張力作用形成的破裂面受剪應(yīng)力作用形成的破裂面,其兩組剪切面一般形成X型的節(jié)理產(chǎn)狀產(chǎn)狀不穩(wěn)定延伸不長節(jié)理產(chǎn)狀穩(wěn)定,沿走向傾向延伸較遠節(jié)理面特征節(jié)理面彎曲粗糙,裂縫較寬,常被巖脈填充節(jié)理面平直光滑,裂縫小成閉合狀態(tài)發(fā)育程度發(fā)育較稀,間距較大,是滲漏的良好通道發(fā)育密集節(jié)理間距小,容易構(gòu)成軟弱面剪節(jié)理與張節(jié)理的對比

張節(jié)理:剪節(jié)理力學(xué)巖層受張力作用形成的533、按張開程度分類(1)寬張節(jié)理。節(jié)理縫寬度大于5mm;(2)張開節(jié)理。節(jié)理縫寬度為3~5mm;(3)微張節(jié)理。節(jié)理縫寬度為1~3mm;(4)閉合節(jié)理。節(jié)理縫寬度小于1mm;節(jié)理分類:1、按成因分類:構(gòu)造節(jié)理、風(fēng)化節(jié)理和表生節(jié)理2、按力學(xué)性質(zhì)分類:張節(jié)理和剪節(jié)理3、按張開程度分類:寬張節(jié)理、張開節(jié)理、微張節(jié)理和閉合節(jié)理3、按張開程度分類(1)寬張節(jié)理。節(jié)理縫寬度大于5mm;節(jié)理54二、節(jié)理的發(fā)育程度分級(1)節(jié)理不發(fā)育:節(jié)理組數(shù)1~2組,間距1m以上,多為閉合節(jié)理,為構(gòu)造型,巖體為大塊狀;(2)節(jié)理較發(fā)育:節(jié)理組數(shù)2~3組,間距0.4m以上,多為閉合節(jié)理,部分為微張節(jié)理,少有充填物,以構(gòu)造型為主;(3)節(jié)理發(fā)育:節(jié)理組數(shù)3組以上,不規(guī)則,呈X型或米字型,間距小于0.4m,多為張開節(jié)理,部分有充填物,以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主,巖體為塊狀;(4)節(jié)理很發(fā)育:節(jié)理組數(shù)3組以上,不規(guī)則,呈X型或米字型,間距小于0.2m,以張開節(jié)理為主,有個別寬張節(jié)理,一般均有充填物,以風(fēng)化型為主,巖體為碎塊狀;二、節(jié)理的發(fā)育程度分級(1)節(jié)理不發(fā)育:節(jié)理組數(shù)1~2組,間55(1)觀察點的選擇(考慮因素)露頭要好,最好能在三度空間觀測,其露頭面積一般不小于1m2,便于大量測量。構(gòu)造特征清楚,巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定。節(jié)理比較發(fā)育,組系及其相互關(guān)系比較明確。觀測點應(yīng)選在構(gòu)造的重要部位,并且在不同構(gòu)造層、不同巖系和不同巖性巖層中都應(yīng)布點。三、節(jié)理的調(diào)查(2)節(jié)理調(diào)查的內(nèi)容(1)節(jié)理成因類型和力學(xué)性質(zhì)。(2)節(jié)理組數(shù)、密度、產(chǎn)狀。用線密度(一般用條/米)表示或體積密度表示(單位體積內(nèi)節(jié)理數(shù))。(3)節(jié)理張開度、長度、節(jié)理面壁粗糙度。(4)節(jié)理充填物、充填厚度、含水情況。(5)節(jié)理發(fā)育程度分級。(1)觀察點的選擇(考慮因素)三、節(jié)理的調(diào)查(2)節(jié)理調(diào)查的56四、節(jié)理對工程的影響:(1)是地下水的通道,加速巖石的溶解破壞,尤其在可溶鹽地區(qū)易形成溶洞,發(fā)育成為地下暗河;(2)加速風(fēng)化作用和凍脹作用;(3)降低巖石力學(xué)強度,降低工程的穩(wěn)定性;(4)降低爆破效率;(5)降低地基承載力。四、節(jié)理對工程的影響:572.6斷層2.6斷層58二、斷層斷層是斷裂構(gòu)造中的主要一種類型。斷層是指巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂,沿斷裂面兩側(cè)的巖塊發(fā)生明顯的相對位移的構(gòu)造現(xiàn)象。它們是節(jié)理的進一步發(fā)展和擴大。

二、斷層591、斷層要素斷層的基本組成部分叫斷層要素,主要有:斷層面斷層線斷層帶斷盤斷距1、斷層要素60概念概念612、斷層的基本類型及其特征(1)斷層的形態(tài)分類:正斷層,逆斷層、平移斷層正斷層的基本特征是:上盤相對下移,下盤相對上移。逆斷層的基本特征是:上盤相對上移,下盤相對下移。平移斷層:斷層兩盤產(chǎn)生相對水平位移的斷層.正斷層逆斷層平移斷層2、斷層的基本類型及其特征正斷層逆斷層62逆斷層按照斷層面的傾角又可分為:i

逆沖斷層:斷層面傾角>45°ii

逆掩斷層:斷層面傾角在25°~45°iii

輾掩斷層:斷層面傾角<25°當(dāng)輾掩斷層規(guī)模巨大,把時代老的地層推覆到時代新的地層之上,就形成推覆構(gòu)造,見教材p46四川彭縣逆沖推覆構(gòu)造。逆斷層按照斷層面的傾角又可分為:63上上盤相對上移,下盤相對下移逆沖斷層上上盤相對上移,下盤相對下移逆沖斷層643、斷層的其它分類

按斷層面產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系分類:(1)走向斷層;(2)傾向斷層;(3)斜向斷層。按斷層面走向與褶曲軸走向的關(guān)系分類:(1)縱斷層;(2)橫斷層;(3)斜斷層。

3、斷層的其它分類65按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類66按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類壓性斷層:壓性斷裂由壓應(yīng)力作用形成——逆斷層張性斷層:張性斷裂由張(拉)應(yīng)力作用形成——正斷層扭性斷層:扭性斷裂由扭(剪)應(yīng)力作用產(chǎn)生——平移斷層壓扭性斷層:具有壓性斷層兼扭性斷層的力學(xué)特性——平移逆斷層張扭性斷層:具有張性斷層兼扭性斷層的力學(xué)特性——平移正斷層按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類674、斷層的組合類型(1)

階梯狀斷層若干條產(chǎn)狀大致相同的正斷層平行排列,在剖面上各個斷層的上盤呈階梯狀向同一方向依次下降,這樣一些斷層的組合類型稱階梯狀斷層。

(2)

地塹和地壘地塹——指兩條走向大致平行的斷層,其中間巖塊為共同的下降盤,兩邊巖塊相對上升的斷層組合形式。地壘——指兩條走向大致平行的斷層具有共同的上升盤,兩邊巖塊相對下降的斷層組合形式。(3)

疊瓦式構(gòu)造由一系列平行的逆斷層排列組成,從剖面上看,各斷層的上盤依次上升,構(gòu)成疊瓦式構(gòu)造。如:四川龍門山疊瓦式逆沖斷層。4、斷層的組合類型68地層與地質(zhì)構(gòu)造課件695、斷層的野外識別標志(1)構(gòu)造不連續(xù)現(xiàn)象(2)地層的重復(fù)或缺失(3)斷層破碎帶及構(gòu)造巖(4)斷層擦痕和階步(5)牽引現(xiàn)象及伴生節(jié)理(6)地貌及地下水特征5、斷層的野外識別標志70(1)構(gòu)造不連續(xù)現(xiàn)象(a)巖層錯斷(b)巖脈錯斷(c)早期斷層錯斷(1)構(gòu)造不連續(xù)現(xiàn)象71(2)斷層造成的地層重復(fù)或缺失(2)斷層造成的地層重復(fù)或缺失72(4)構(gòu)造巖A—碎裂硅質(zhì)白云巖B—斷層角礫巖和構(gòu)造巖Z—震旦系白云巖C、P—石炭、二迭系地層(4)構(gòu)造巖73(5)斷層的牽引現(xiàn)象(5)斷層的牽引現(xiàn)象74斷層的伴生節(jié)理斷層的伴生節(jié)理75正斷層

逆斷層

6、

斷層運動方向的判別(1)

上升盤出露地層較老,下降盤出露較新;正斷層逆斷層6、斷層運動方向的判別766、

斷層運動方向的判別(2).?dāng)鄬訖M截褶曲時,背斜上升盤核部地層變寬,向斜上升盤核部地層變窄。6、斷層運動方向的判別77

7、

研究斷層在工程上的意義(1).?dāng)鄬涌稍龃髱r石的透水性和含水性;斷層的交叉處常是地下水出露的地段;(2).?dāng)鄬涌梢越档蛶r石的堅固性和穩(wěn)定性,造成隧道工程、礦井工程或壩基等塌陷的危險。如果工程一定要通過斷層,最好是盡量垂直斷層的走向通過。7、研究斷層在工程上的意義782-7地質(zhì)構(gòu)造對工程建筑物穩(wěn)定性的影響2-7地質(zhì)構(gòu)造對工程建筑物79一、邊坡與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系巖層的產(chǎn)狀與巖石路塹邊坡坡向間的關(guān)系控制著邊坡的穩(wěn)定性。1.當(dāng)巖層傾向與邊坡坡向一致,而傾角大于或等于邊坡坡角時,邊坡一般較穩(wěn)定;2.當(dāng)坡角大于巖層傾角時,則巖層因失去支撐而有滑動的趨勢;3.當(dāng)巖層傾向與坡向相反時,若巖層完整、層間結(jié)合好,邊坡是穩(wěn)定的;若巖層內(nèi)有傾向坡外的節(jié)理,層間結(jié)合差,巖層傾角又很陡,容易發(fā)生傾倒破壞。一、邊坡與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系80二、隧道與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系1.穿越水平巖層的隧道,應(yīng)盡量選擇在巖性堅硬、完整的巖層中,如石灰?guī)r、砂巖。在軟硬相間的情況下,隧道拱部應(yīng)盡量設(shè)置在硬巖中,設(shè)置軟巖中有可能發(fā)生坍塌;2.當(dāng)垂直穿越巖層時,若巖層軟硬相間,則由于軟巖層間結(jié)合差,在軟巖部位,隧道拱頂常發(fā)生順層坍方;3.當(dāng)隧道軸線順巖層走向通過時,傾向洞內(nèi)的一側(cè)巖層易發(fā)生順層坍滑,邊墻受偏壓。一般情況下,由于褶曲的軸部巖層彎曲、節(jié)理發(fā)育、地下水??蓾B入,易誘發(fā)坍方,因此隧道位置應(yīng)選在褶曲翼部或橫穿褶曲軸。垂直穿越背斜的隧道,其兩端的拱頂壓力大,中部巖層壓力小;隧道橫穿向斜時,情況相反。

二、隧道與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系81三、橋基與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系1.斷層帶巖層破碎,常夾有許多斷層泥,應(yīng)盡量避免將工程建筑物直接放在斷層上或斷層破碎帶附近。2.對于不活動的斷層,墩臺必須設(shè)在斷層上時,應(yīng)根據(jù)具體情況采用相應(yīng)的處理措施。P67~68(1)~(5)鐵路選線時,應(yīng)盡量避開大斷裂帶,線路不應(yīng)沿斷裂帶走向延伸,在條件不允許,而又必須穿過斷裂帶時,應(yīng)盡量以大角度或垂直穿過斷裂帶。

三、橋基與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系822.7地質(zhì)圖2.7地質(zhì)圖83一、地質(zhì)圖地質(zhì)圖是指將一個地區(qū)內(nèi)的地質(zhì)要素按一定比例縮小,垂直投影在地形平面圖上,以一定的符號、代號、顏色、花紋等表示它們的分布情況的圖件,統(tǒng)稱為地質(zhì)圖(包括平面圖、剖面圖、柱狀圖)。一、地質(zhì)圖84二、地質(zhì)圖類型地質(zhì)圖包括:平面圖:反映地表的地質(zhì)現(xiàn)象剖面圖:反映剖面上的地質(zhì)現(xiàn)象柱狀圖:反映一個地區(qū)的地層巖性、厚度和接觸關(guān)系構(gòu)造地質(zhì)圖地貌及第四紀地質(zhì)圖基巖地質(zhì)圖水文地質(zhì)圖工程地質(zhì)圖普通地質(zhì)圖二、地質(zhì)圖類型普通地質(zhì)圖85三、地質(zhì)圖的表示方法

地質(zhì)圖中的規(guī)格:圖名、圖例(上—下、左—右、新—老)、比例尺、編制單位、編制日期1.地層巖性通過地層分界線、年代符號或巖性代號,再配合圖例說明來反映。2.地質(zhì)構(gòu)造巖層產(chǎn)狀、褶皺、斷層及巖層接觸關(guān)系巖層產(chǎn)狀(2)褶皺背斜向斜三、地質(zhì)圖的表示方法86(3)斷層正斷層逆斷層平移斷層3.巖層接觸關(guān)系整合接觸、平行不整合接觸、角度不整合接觸、沉積接觸、侵入接觸和巖漿巖之間的穿插關(guān)系(3)斷層3.巖層接觸關(guān)系87四、地質(zhì)圖的閱讀(一)閱讀步驟:1、圖名、比例尺、方位:了解地理范圍和精度;2、地形地貌、水系;3、圖例;4、地層、巖性、分布、接觸關(guān)系;5、地質(zhì)構(gòu)造的類型、分布與相互關(guān)系;6、分析地史。四、地質(zhì)圖的閱讀881、圖中各個符號2、地層及其接觸關(guān)系:一個平行不整合,兩個角度不整合,一個侵入接觸及沉積接觸3褶皺:一個直立背斜,一個傾斜向斜,一個傾斜背斜4斷層:兩條正斷層組成地塹,兩條小平移斷層5地史:D~C2,地殼下降,接受沉積;C3~P,地殼發(fā)生強烈運動,本區(qū)上升遭受剝蝕,形成褶皺、斷裂,并伴隨巖漿侵入。T1~T3,地殼下降,接受沉積;T3~J,地殼上升,遭受剝蝕;K1~K2,地殼下降,接受沉積;K2~E,地殼上升,遭受剝蝕,并發(fā)生地殼運動,產(chǎn)生傾斜構(gòu)造;E以后,地殼下降,接受沉積,地殼無劇烈運動。1、圖中各個符號89地層與地質(zhì)構(gòu)造課件90六.綜合地層柱狀圖綜合地層柱狀圖是把一個地區(qū)從老到新出露的地層巖性、最大厚度、接觸關(guān)系等,自下而上按原始形成次序用柱狀圖的形式表示出來,還描述巖層的工程地質(zhì)性質(zhì)。六.綜合地層柱狀圖91地層與地質(zhì)構(gòu)造課件92五.地質(zhì)剖面圖的制作1)、確定剖面線;2)、確定剖面圖的橫向與豎向比例;3)、作地形剖面線;4)、畫地質(zhì)界線:真傾角與視傾角的換算tgβ=tgα×cosθ視傾角與畫圖傾角的換算tgβ'=n×tgβ;5)、畫巖性花紋符號、地質(zhì)代號、斷層運動方向;6)、標注剖面方向、圖名、比例尺、圖例。五.地質(zhì)剖面圖的制作93地層與地質(zhì)構(gòu)造課件94第二章地層與地質(zhì)構(gòu)造第二章地層與地質(zhì)構(gòu)造953.1、地質(zhì)年代表地質(zhì)年代表:根據(jù)地層形成順序、巖性變化特征、生物演化階段、構(gòu)造運動性質(zhì)及古地理環(huán)境等綜合因素,把地質(zhì)歷史劃分階段。1、國際通用:地質(zhì)年代單位地層單位宙……………宇代……………界紀……………系世……………統(tǒng)2、我國還使用巖石地層單位:群、組、段、層。3.1、地質(zhì)年代表96元古宙太古宙新近紀古近紀元古宙新近紀973.2、地殼運動與地質(zhì)作用

1、地殼運動地殼運動又稱構(gòu)造運動,是地球內(nèi)力引起指地殼的隆起和拗陷的機械運動。主要有兩種基本運動形式:水平運動——是地殼大致沿地球表面切線方向的運動。形成巨大的褶皺山系和地塹、裂谷升降運動——是指地殼運動垂直于地表,即沿地球半徑方向的運動。產(chǎn)生海退和海侵現(xiàn)象3.2、地殼運動與地質(zhì)作用水平運動——是地殼大致沿地球表面98地層與地質(zhì)構(gòu)造課件99地層與地質(zhì)構(gòu)造課件1002、地質(zhì)作用的概念

指自然動力引起地球物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地表形態(tài)發(fā)生變化的作用。2、地質(zhì)作用的概念1013.3、地層概念:在一定地質(zhì)時代內(nèi)形成的一套巖層(不論是沉積巖層、巖漿巖和變質(zhì)巖層)統(tǒng)稱為那個時代的巖層。3.1、地層的新老關(guān)系

★地層年代:絕對年代和相對年代?!锝^對年代:地層形成到現(xiàn)在的實際年齡。絕對年代確定方法:據(jù)巖石中所含放射性元素的衰變規(guī)律確定,一般用放射性同位素年齡來測定?!锵鄬δ甏旱貙拥南鄬π吕详P(guān)系。相對年代確定方法:地層層序法、古生物法、地層接觸關(guān)系法3.3、地層1023.2、相對年代確定方法一、地層層序法:

(1)正常層序法:對于正常沉積的巖層,老的在下,新的在上。巖層倒轉(zhuǎn)時關(guān)系相反。(2)標準剖面法:將某地區(qū)的地層按新老關(guān)系排列的剖面,叫該地區(qū)的標準剖面。用標準剖面對比某工點的地層,從而確定該工點地層新老關(guān)系的方法。(3)層面構(gòu)造法:用層面構(gòu)造指示巖層新老關(guān)系的方法。3.2、相對年代確定方法1033.2相對年代確定方法二、古生物法:根據(jù)不同的標準化石,確定地層的年代。(較準確的一種方法)標準化石:在各個環(huán)境穩(wěn)定時期,分布廣、生存時間短的化石。3.2相對年代確定方法1043.2相對年代確定方法三、地層接觸關(guān)系法:地層間的接觸關(guān)系,是構(gòu)造運動、巖漿活動和地質(zhì)發(fā)展歷史的記錄,根據(jù)它們之間的接觸關(guān)系可以判斷地層間的新老關(guān)系。沉積巖間接觸關(guān)系沉積巖與巖漿巖之間的接觸關(guān)系巖漿巖之間的接觸關(guān)系3.2相對年代確定方法105(a)整合接觸(b)假整合接觸(c)角度不整合接觸沉積巖層間的接觸關(guān)系及其形成過程(a)整合接觸106(1)、沉積巖間接觸關(guān)系1)整合接觸各地層時代連續(xù),產(chǎn)狀平行。(反映地殼穩(wěn)定下沉)

整合接觸的地質(zhì)意義反映該地區(qū)在此沉積時期內(nèi)地殼升降與沉積處于相對穩(wěn)定狀態(tài),沒有發(fā)生顯著的構(gòu)造運動(1)、沉積巖間接觸關(guān)系1072)不整合接觸關(guān)系A(chǔ)、平行不整合-假整合不整合面上下兩套地層的產(chǎn)狀彼此平行,接觸界線與整合接觸界線相似平行不整合與整合的區(qū)別平行不整合上下兩套地層之間缺失地層平行不整合反映地殼上升,沉積地層露出水面,接受剝蝕,是升降運動的表現(xiàn)風(fēng)化剝蝕2)不整合接觸關(guān)系風(fēng)化剝蝕108B、角度不整合上下兩套地層產(chǎn)狀不同,構(gòu)造(褶皺、斷裂等)形式、強度和變形方向,變質(zhì)程度,巖漿活動不同,反映兩套地層經(jīng)歷了不同的地質(zhì)發(fā)展歷史。角度不整合的特點上覆地層變形相對簡單下伏地層變形相對復(fù)雜,其中可以包括上覆地層的變形構(gòu)造,表現(xiàn)為疊加變形。沉積B、角度不整合沉積109C、不整合的地質(zhì)意義反映上、下地層空間的相互關(guān)系和時間上的發(fā)展順序巖石地層單元劃分的重要參考古地理,古構(gòu)造演變的研究不整合面與礦產(chǎn)關(guān)系密切——鐵、錳、磷、鋁土礦,巖漿熱液型礦床,石油、天然氣C、不整合的地質(zhì)意義110D、確定不整合的依據(jù)地層古生物生物演化是連續(xù)的。如有中斷,反映地層缺失沉積-侵蝕古侵蝕面、古土壤及有關(guān)的殘積礦床、底礫巖等——反映隆起、侵蝕、風(fēng)化構(gòu)造變形產(chǎn)狀,構(gòu)造線,褶皺型式和強度,斷層類型、產(chǎn)狀和強度,構(gòu)造截切關(guān)系巖漿活動和變質(zhì)作用不整合分隔的巖層之間,其巖漿作用、變質(zhì)作用以及成礦作用往往存在重要的差別D、確定不整合的依據(jù)111(2)巖漿巖與沉積巖層間的接觸關(guān)系1)侵入接觸沉積巖層形成在先,后來火成巖侵入其中2)沉積接觸侵入巖先形成,之后地殼上升受風(fēng)化剝蝕,然后地殼又下降接受新的沉積(2)巖漿巖與沉積巖層間的接觸關(guān)系112(a)(b)(c)巖漿巖與沉積巖層間的接觸關(guān)系(a)113(3)巖漿巖之間的接觸關(guān)系:新巖體穿插老巖體(3)巖漿巖之間的接觸關(guān)系:114地層的接觸關(guān)系總結(jié)地層的接觸關(guān)系總結(jié)1152.4、地質(zhì)構(gòu)造水平巖層傾斜巖層褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造2.4、地質(zhì)構(gòu)造1162.4、地質(zhì)構(gòu)造

構(gòu)造運動使巖石發(fā)生變形和變位,這種變形、變位被保留下來的形態(tài)稱為地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造的基本類型有:水平巖層傾斜巖層褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造2.4、地質(zhì)構(gòu)造117一、水平巖層水平巖層:巖層形成后,受構(gòu)造運動影響輕微,仍保持原始水平產(chǎn)狀的巖層。習(xí)慣上將巖層傾角小于5°的巖層都稱水平巖層。水平巖層的出露特征(a)立體圖(b)平面圖一、水平巖層水平巖層的出露特征(a)立體圖1182)水平巖層具有以下特征:

(1)新巖層蓋在老巖層之上。(2)水平巖層的地層界線(即巖層面與地面的交線)與地形等高線平行或重合。(3)水平巖層頂面與底面的高程差就是巖層的厚度。(4)水平巖層的露頭寬度(即巖層頂層和底面地層界線間的水平距離)與地面坡度、巖層厚度有關(guān)。a—露頭寬度h—巖層厚度水平巖層的露頭寬度2)水平巖層具有以下特征:a—露頭寬度h—巖層厚度119二、傾斜巖層傾斜巖層:巖層層序正常,上層為新巖層,下層為老巖層,層面與水平有一交角的巖層。

傾斜巖層按傾角a的大小又可分為:(1)緩傾巖層,a<30°;(2)陡傾巖層,30°≤a<60°;(3)陡立巖層,a≥60°。(4)

直立巖層,指巖層傾角≥85°的巖層二、傾斜巖層120傾斜巖層地層界線的分布特征——“V”字形法則(1)當(dāng)巖層傾向與地面坡向相反時,巖層界線與地形等高線彎曲方向相同,但巖層界線彎曲程度較小,等高線彎曲程度較大。(2)當(dāng)巖層傾向與地面坡向相同,且?guī)r層傾角大于地面坡角時,巖層界線與地形等高線彎曲方向相反。(3)當(dāng)巖層傾向與地面坡向相同,但巖層傾角小于地面坡角時,巖層界線與地形等高線彎曲方向相同,但彎曲程度較等高線大。傾斜巖層地層界線的分布特征——“V”字形法則121三、巖層與巖層產(chǎn)狀1、巖層:是在一個基本穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境條件下,連續(xù)不斷沉積形成的單元巖層,是由成分上基本一致的巖石組成,層與層之間有層面分開。(另一種巖層定義)是指由同一巖性組成的,有兩個平行或近于平行的界面所限制的層狀巖石。三、巖層與巖層產(chǎn)狀122(a)厚度穩(wěn)定巖層(b)尖滅巖層(c)厚度變化巖層(d)透鏡狀巖層巖層的厚度及其形態(tài)(a)厚度穩(wěn)定巖層(b)尖滅巖層(c)1232、巖層的產(chǎn)狀:是指巖層在地殼中的空間分布狀態(tài)。是以巖層面的空間方位及其與水平面的關(guān)系來確定的。巖層的產(chǎn)狀要素2、巖層的產(chǎn)狀:巖層的產(chǎn)狀要素1243、巖層的產(chǎn)狀要素走向:巖層面與水平面的交線叫走向線,走向線兩端延伸的方向就是巖層的走向。傾向:垂直走向線、沿巖層面向下傾斜的直線叫傾斜線(又稱真傾斜線),它在水平面上的投影線稱為傾向線,傾向線所指的方向為傾向(又稱真傾向)。傾角:真傾斜線與其在水平面上的投影線(傾向線)的夾角叫傾角,又稱真傾角。3、巖層的產(chǎn)狀要素1254、產(chǎn)狀要素的測量、記錄和圖示(1)測量:用地質(zhì)羅盤儀測量(實習(xí)講)N45oE∠30oSE走向傾角傾向

135o∠30o傾向傾角象限角法方位角法(2)記錄4、產(chǎn)狀要素的測量、記錄和圖示N45oE∠30oSE象限126長線代表走向,短線代表傾向,數(shù)字是傾角。(長短線必須按實際方位標繪在圖上);巖層水平(0°~5°);巖層直立(箭頭指向較新巖層)巖層倒轉(zhuǎn)(箭頭指向倒轉(zhuǎn)后的傾向,即指向老巖層,數(shù)字是傾角。(3)

符號表示法長線代表走向,短線代表傾向,數(shù)字是傾角。(3)

符號表示法1272.5褶皺構(gòu)造2.5褶皺構(gòu)造1282.5、褶皺構(gòu)造當(dāng)巖層繼續(xù)受到構(gòu)造應(yīng)力作用時,產(chǎn)生的一系列彎曲變形的形跡一、概念褶皺:在構(gòu)造運動作用下,巖層產(chǎn)生的連續(xù)彎曲現(xiàn)象。褶曲:褶皺中的單個彎曲。背斜:巖層向上彎曲。地層對稱重復(fù),中間老,兩邊新。向斜:巖層向下彎曲。地層對稱重復(fù),中間新,兩邊老。

2.5、褶皺構(gòu)造129地層與地質(zhì)構(gòu)造課件130二、褶曲要素核部:褶曲中心部位的巖層。翼部:褶曲兩側(cè)部位的巖層。軸面:通過核部,大致平分兩翼的假想平面。軸線:軸面與水平面的交線。樞紐:軸面與巖層面的交線。(最大彎曲點的連線)。脊線:褶曲最高點的連線。槽線:褶曲最低點的連線。

二、褶曲要素131三、褶曲分類

(一)

根據(jù)褶曲軸面產(chǎn)狀,結(jié)合兩翼產(chǎn)狀特點,可將褶曲分為:直立褶曲、傾斜褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲、平臥褶曲(a)直立褶曲(b)傾斜褶曲(c)倒轉(zhuǎn)褶曲(d)平臥褶曲三、褶曲分類(a)直立褶曲(b)傾斜褶曲(c)132該類褶曲特點1.

直立褶曲:軸面近于直立,兩翼傾向相反,傾角近于相等;2.

傾斜褶曲:軸面傾斜,兩翼傾向相反,傾角不等;3.

倒轉(zhuǎn)褶曲:軸面傾斜,兩翼向同一方向傾斜,有一翼地層層序倒轉(zhuǎn)。如:桂林甲山倒轉(zhuǎn)褶曲。4.

平臥褶曲:軸面近于水平,一翼地層正常,另一翼地層層序倒轉(zhuǎn)。該類褶曲特點1.

直立褶曲:軸面近于直立,兩翼傾向相反,傾133水平褶皺、傾伏褶皺(二)

根據(jù)褶曲樞紐產(chǎn)狀,可將褶曲分為:水平褶皺、傾伏褶皺(二)根據(jù)褶曲樞紐產(chǎn)狀,可將褶曲分為:134

水平褶曲:樞紐近于水平,兩翼的走向基本平行;

傾伏褶曲:樞紐傾伏,兩翼走向不平行。水平褶皺、傾伏褶皺褶曲特點:水平褶曲:樞紐近于水平,兩翼的走向基本平行;水平褶皺、傾伏135四、褶皺構(gòu)造的類型(一)復(fù)背斜和復(fù)向斜指由一系列連續(xù)的次一級褶皺組成的一個大背斜或大向斜。(二)隔擋式褶皺和隔槽式褶皺

隔擋式褶皺:一個平行褶皺群內(nèi),如果背斜呈緊密褶皺,而向斜呈開闊平緩褶皺,則稱之為

隔槽式褶皺:則是一系列相間排列的開闊背斜被一系列緊密向斜所隔開

四、褶皺構(gòu)造的類型136五、褶皺構(gòu)造的辨認

五、褶皺構(gòu)造的辨認137水平傾斜背斜傾伏傾斜背斜例一

水平傾斜背斜傾伏傾斜背斜例138

例二:圖上褶皺構(gòu)造的識別

(1)應(yīng)垂直巖層走向進行觀察,當(dāng)巖層重復(fù)出現(xiàn)對稱分布時,便可肯定有褶皺構(gòu)造;(2)分析巖層新老組合關(guān)系(3)分析巖層產(chǎn)狀(4)分析樞紐產(chǎn)狀例二:圖上褶皺構(gòu)造的識別1392.6斷裂構(gòu)造2.6斷裂構(gòu)造1402.6斷裂構(gòu)造

斷裂構(gòu)造:巖體受構(gòu)造應(yīng)力作用,隨著作用力的進一步增加,當(dāng)應(yīng)力超過巖石的強度極限時,巖層便產(chǎn)生破裂錯動、裂縫或錯斷,破壞了巖體的完整性而形成。斷裂構(gòu)造主要分為節(jié)理和斷層兩大類。節(jié)理:巖體沿破裂面沒有明顯位移或僅有微量位移的稱為節(jié)理;斷層:巖體沿破裂面兩側(cè)發(fā)生了明顯位移或較大錯動的稱為斷層。2.6斷裂構(gòu)造141地層與地質(zhì)構(gòu)造課件142一、節(jié)理按成因分類1、按成因分類特點:構(gòu)造節(jié)理:由地殼運動造成分布廣泛,延伸長而深,可切穿不同的巖層,成組出現(xiàn)。風(fēng)化節(jié)理:由風(fēng)化作用造成,多分布在巖層的裸露部位和接近地表處,向下延伸的范圍不大,無方向性。

一、節(jié)理按成因分類特點:1432、按力學(xué)性質(zhì)分類:可分為:張節(jié)理和剪節(jié)理

張節(jié)理:是由于在一個方向的張應(yīng)力超過了巖石的抗拉強度,因而在垂直于張應(yīng)力方向上產(chǎn)生的裂割式的破裂面。

剪節(jié)理:剪節(jié)理是由剪切面進一步發(fā)展而成,理論上剪節(jié)理應(yīng)成對出現(xiàn),自然界的實際情況也經(jīng)常如此,不過兩組剪節(jié)理的發(fā)育程度可以不等。

2、按力學(xué)性質(zhì)分類:剪節(jié)理:剪節(jié)理是由剪切面進一步發(fā)展而成,144(1)張節(jié)理的特點:張節(jié)理產(chǎn)狀不穩(wěn)定,而且往往延伸不遠;張節(jié)理面粗糙不平,成顆粒狀或鋸齒狀的裂面;張節(jié)理面沒有擦痕;張節(jié)理一般發(fā)育稀疏,節(jié)理間距較大,呈開口狀或楔形,常被其他物質(zhì)充填;張節(jié)理在礫巖中繞過礫石而不會切穿。

(1)張節(jié)理的特點:145(2)剪節(jié)理主要特征:節(jié)理產(chǎn)狀較穩(wěn)定,沿走向和傾向延伸較遠,但穿過巖性差別顯著的不同巖層時,其產(chǎn)狀可能發(fā)生改變,反映出巖石性質(zhì)對剪節(jié)理的方位有一定的控制作用;剪節(jié)理面平直光滑,這是由于剪節(jié)理是剪破(切割)巖層而不是拉破巖層的;剪節(jié)理面上常有剪切滑動時留下的擦痕、摩擦鏡面;剪節(jié)理一般發(fā)育較密,常密集成群;剪節(jié)理常呈現(xiàn)羽列現(xiàn)象;剪節(jié)理兩壁之間的距離較小,常呈閉合狀。剪節(jié)理在礫巖中可以切穿礫石。

(2)剪節(jié)理主要特征:146剪節(jié)理與張節(jié)理的對比

張節(jié)理:剪節(jié)理力學(xué)機制巖層受張力作用形成的破裂面受剪應(yīng)力作用形成的破裂面,其兩組剪切面一般形成X型的節(jié)理產(chǎn)狀產(chǎn)狀不穩(wěn)定延伸不長節(jié)理產(chǎn)狀穩(wěn)定,沿走向傾向延伸較遠節(jié)理面特征節(jié)理面彎曲粗糙,裂縫較寬,常被巖脈填充節(jié)理面平直光滑,裂縫小成閉合狀態(tài)發(fā)育程度發(fā)育較稀,間距較大,是滲漏的良好通道發(fā)育密集節(jié)理間距小,容易構(gòu)成軟弱面剪節(jié)理與張節(jié)理的對比

張節(jié)理:剪節(jié)理力學(xué)巖層受張力作用形成的1473、按張開程度分類(1)寬張節(jié)理。節(jié)理縫寬度大于5mm;(2)張開節(jié)理。節(jié)理縫寬度為3~5mm;(3)微張節(jié)理。節(jié)理縫寬度為1~3mm;(4)閉合節(jié)理。節(jié)理縫寬度小于1mm;節(jié)理分類:1、按成因分類:構(gòu)造節(jié)理、風(fēng)化節(jié)理和表生節(jié)理2、按力學(xué)性質(zhì)分類:張節(jié)理和剪節(jié)理3、按張開程度分類:寬張節(jié)理、張開節(jié)理、微張節(jié)理和閉合節(jié)理3、按張開程度分類(1)寬張節(jié)理。節(jié)理縫寬度大于5mm;節(jié)理148二、節(jié)理的發(fā)育程度分級(1)節(jié)理不發(fā)育:節(jié)理組數(shù)1~2組,間距1m以上,多為閉合節(jié)理,為構(gòu)造型,巖體為大塊狀;(2)節(jié)理較發(fā)育:節(jié)理組數(shù)2~3組,間距0.4m以上,多為閉合節(jié)理,部分為微張節(jié)理,少有充填物,以構(gòu)造型為主;(3)節(jié)理發(fā)育:節(jié)理組數(shù)3組以上,不規(guī)則,呈X型或米字型,間距小于0.4m,多為張開節(jié)理,部分有充填物,以構(gòu)造型或風(fēng)化型為主,巖體為塊狀;(4)節(jié)理很發(fā)育:節(jié)理組數(shù)3組以上,不規(guī)則,呈X型或米字型,間距小于0.2m,以張開節(jié)理為主,有個別寬張節(jié)理,一般均有充填物,以風(fēng)化型為主,巖體為碎塊狀;二、節(jié)理的發(fā)育程度分級(1)節(jié)理不發(fā)育:節(jié)理組數(shù)1~2組,間149(1)觀察點的選擇(考慮因素)露頭要好,最好能在三度空間觀測,其露頭面積一般不小于1m2,便于大量測量。構(gòu)造特征清楚,巖層產(chǎn)狀穩(wěn)定。節(jié)理比較發(fā)育,組系及其相互關(guān)系比較明確。觀測點應(yīng)選在構(gòu)造的重要部位,并且在不同構(gòu)造層、不同巖系和不同巖性巖層中都應(yīng)布點。三、節(jié)理的調(diào)查(2)節(jié)理調(diào)查的內(nèi)容(1)節(jié)理成因類型和力學(xué)性質(zhì)。(2)節(jié)理組數(shù)、密度、產(chǎn)狀。用線密度(一般用條/米)表示或體積密度表示(單位體積內(nèi)節(jié)理數(shù))。(3)節(jié)理張開度、長度、節(jié)理面壁粗糙度。(4)節(jié)理充填物、充填厚度、含水情況。(5)節(jié)理發(fā)育程度分級。(1)觀察點的選擇(考慮因素)三、節(jié)理的調(diào)查(2)節(jié)理調(diào)查的150四、節(jié)理對工程的影響:(1)是地下水的通道,加速巖石的溶解破壞,尤其在可溶鹽地區(qū)易形成溶洞,發(fā)育成為地下暗河;(2)加速風(fēng)化作用和凍脹作用;(3)降低巖石力學(xué)強度,降低工程的穩(wěn)定性;(4)降低爆破效率;(5)降低地基承載力。四、節(jié)理對工程的影響:1512.6斷層2.6斷層152二、斷層斷層是斷裂構(gòu)造中的主要一種類型。斷層是指巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂,沿斷裂面兩側(cè)的巖塊發(fā)生明顯的相對位移的構(gòu)造現(xiàn)象。它們是節(jié)理的進一步發(fā)展和擴大。

二、斷層1531、斷層要素斷層的基本組成部分叫斷層要素,主要有:斷層面斷層線斷層帶斷盤斷距1、斷層要素154概念概念1552、斷層的基本類型及其特征(1)斷層的形態(tài)分類:正斷層,逆斷層、平移斷層正斷層的基本特征是:上盤相對下移,下盤相對上移。逆斷層的基本特征是:上盤相對上移,下盤相對下移。平移斷層:斷層兩盤產(chǎn)生相對水平位移的斷層.正斷層逆斷層平移斷層2、斷層的基本類型及其特征正斷層逆斷層156逆斷層按照斷層面的傾角又可分為:i

逆沖斷層:斷層面傾角>45°ii

逆掩斷層:斷層面傾角在25°~45°iii

輾掩斷層:斷層面傾角<25°當(dāng)輾掩斷層規(guī)模巨大,把時代老的地層推覆到時代新的地層之上,就形成推覆構(gòu)造,見教材p46四川彭縣逆沖推覆構(gòu)造。逆斷層按照斷層面的傾角又可分為:157上上盤相對上移,下盤相對下移逆沖斷層上上盤相對上移,下盤相對下移逆沖斷層1583、斷層的其它分類

按斷層面產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系分類:(1)走向斷層;(2)傾向斷層;(3)斜向斷層。按斷層面走向與褶曲軸走向的關(guān)系分類:(1)縱斷層;(2)橫斷層;(3)斜斷層。

3、斷層的其它分類159按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類160按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類壓性斷層:壓性斷裂由壓應(yīng)力作用形成——逆斷層張性斷層:張性斷裂由張(拉)應(yīng)力作用形成——正斷層扭性斷層:扭性斷裂由扭(剪)應(yīng)力作用產(chǎn)生——平移斷層壓扭性斷層:具有壓性斷層兼扭性斷層的力學(xué)特性——平移逆斷層張扭性斷層:具有張性斷層兼扭性斷層的力學(xué)特性——平移正斷層按斷層力學(xué)成因性質(zhì)分類1614、斷層的組合類型(1)

階梯狀斷層若干條產(chǎn)狀大致相同的正斷層平行排列,在剖面上各個斷層的上盤呈階梯狀向同一方向依次下降,這樣一些斷層的組合類型稱階梯狀斷層。

(2)

地塹和地壘地塹——指兩條走向大致平行的斷層,其中間巖塊為共同的下降盤,兩邊巖塊相對上升的斷層組合形式。地壘——指兩條走向大致平行的斷層具有共同的上升盤,兩邊巖塊相對下降的斷層組合形式。(3)

疊瓦式構(gòu)造由一系列平行的逆斷層排列組成,從剖面上看,各斷層的上盤依次上升,構(gòu)成疊瓦式構(gòu)造。如:四川龍門山疊瓦式逆沖斷層。4、斷層的組合類型162地層與地質(zhì)構(gòu)造課件1635、斷層的野外識別標志(1)構(gòu)造不連續(xù)現(xiàn)象(2)地層的重復(fù)或缺失(3)斷層破碎帶及構(gòu)造巖(4)斷層擦痕和階步(5)牽引現(xiàn)象及伴生節(jié)理(6)地貌及地下水特征5、斷層的野外識別標志164(1)構(gòu)造不連續(xù)現(xiàn)象(a)巖層錯斷(b)巖脈錯斷(c)早期斷層錯斷(1)構(gòu)造不連續(xù)現(xiàn)象165(2)斷層造成的地層重復(fù)或缺失(2)斷層造成的地層重復(fù)或缺失166(4)構(gòu)造巖A—碎裂硅質(zhì)白云巖B—斷層角礫巖和構(gòu)造巖Z—震旦系白云巖C、P—石炭、二迭系地層(4)構(gòu)造巖167(5)斷層的牽引現(xiàn)象(5)斷層的牽引現(xiàn)象168斷層的伴生節(jié)理斷層的伴生節(jié)理169正斷層

逆斷層

6、

斷層運動方向的判別(1)

上升盤出露地層較老,下降盤出露較新;正斷層逆斷層6、斷層運動方向的判別1706、

斷層運動方向的判別(2).?dāng)鄬訖M截褶曲時,背斜上升盤核部地層變寬,向斜上升盤核部地層

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