實(shí)驗(yàn)九用赤平投影方法解析斷層節(jié)理構(gòu)造課件

一、目的要求1、學(xué)會(huì)用赤平投影方法求斷層兩盤(pán)相對(duì)位移方向，確定斷層類型及產(chǎn)生斷層的主應(yīng)力方位2、學(xué)會(huì)用赤平投影方法求巖層褶皺前的節(jié)理產(chǎn)狀；一、目的要求12023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)2斷裂構(gòu)造與造成斷裂構(gòu)造的應(yīng)力間有如下關(guān)系2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)2斷裂構(gòu)造與造成斷裂22023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)3基本原理1.如果出現(xiàn)一對(duì)共軛斷裂面，這對(duì)共軛斷裂面的交線方向，就是中間應(yīng)力δ2的作用方向。2.共軛斷裂面的銳角夾角的平分角線的方向往往是最大主壓應(yīng)力δ1的作用方向。3.共軛斷裂面的鈍角夾角的平分線方向往往是最小主應(yīng)力δ3的作用方向。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)3基本原理1.如果出32023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)44.共軛斷裂面兩盤(pán)的錯(cuò)動(dòng)方向(S1、S2)平行于斷裂面，也平行于δ1-δ3平面，而與δ2方向正交。5.共軛斷裂兩盤(pán)各自的確切滑動(dòng)方向是：δ1所在盤(pán)總是向著δ1箭頭所指向的銳角角頂方向滑動(dòng)，有如一個(gè)楔子向共軛斷面的交線δ2插去。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)44.共軛斷裂面兩盤(pán)42023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)56.共軛斷裂面銳角夾角的余角(90-銳角夾角)就是巖體斷裂的內(nèi)摩擦角(一般為30°左右)。7.δl、δ2和δ3互相都是正交關(guān)系。8.δ1-δ2面(即與δ3正交的平面)方向往往為張裂面的方向。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)56.共軛斷裂面銳角52023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)6在赤平投影圖上，上述幾何關(guān)系表現(xiàn)為如下特征2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)6在赤平投影圖上，上62023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)71.一對(duì)共軛斷裂面投影弧的交點(diǎn)就是δ2的投影點(diǎn)。2.共軛斷裂面大圓弧的銳角二面角的角距中間點(diǎn)就是δ1的投影點(diǎn)。共軛斷裂面大圓弧的鈍角二面角的角距中點(diǎn)為δ3的投影點(diǎn)。3.δ1與δ3共用一個(gè)大圓弧，該圓弧的法線點(diǎn)就是δ2的投影點(diǎn)。同時(shí)δ1又為δ2-δ3大圓弧的法線點(diǎn)；δ3又為δ1-δ2大圓弧的法線點(diǎn)即δ1、δ2、δ3互成90°角距2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)71.一對(duì)共軛斷裂面72023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)84.兩共軛斷裂面大圓弧(F1和F2)與δ1-δ3大圓弧的交點(diǎn)（S1和S2）就是斷裂兩盤(pán)相對(duì)滑動(dòng)的方向線(擦痕線)。S1和δ2，S2和δ2都分別共一條斷層面，而S1δ2

及

S2δ2

的角距又都為90°。5.δ1如在斷層大圓弧的凸側(cè)，且與斷層滑動(dòng)點(diǎn)(s)的角距又小于90°，則該斷層上盤(pán)上升，并沿滑動(dòng)點(diǎn)向赤平圓心的方向滑動(dòng)。反之，δ1如在斷層大圓弧的凹側(cè)，且距s點(diǎn)的角距又小于90°，則該斷層下盤(pán)上升，并沿滑動(dòng)點(diǎn)向圓心的方向滑動(dòng)。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)84.兩共軛斷裂面大82023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)9斷盤(pán)滑移分析在下半球投影上，斷層大圓弧的凸側(cè)代表上盤(pán)，凹側(cè)代表下盤(pán)，所以，滑動(dòng)線平行斷層傾向時(shí)，δ1在凸側(cè)且δ1與S1（或S2）的角距小于45°，表示上盤(pán)相對(duì)上升的逆斷層。δ1在凹側(cè)，且δ1與S1（或S2）的角距小于45°，表示下盤(pán)相對(duì)上升的正斷層。滑動(dòng)線平行斷層走向時(shí)，沿滑動(dòng)線有左行滑動(dòng)和右行滑動(dòng)之分，銳角指示本盤(pán)移動(dòng)方向。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)9斷盤(pán)滑移分析在下半92023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)10已知：兩共軛斷層F1和F2的產(chǎn)狀分別為：F1：340°∠20°；F2：46°∠50°，求：δ1、δ2、δ3的產(chǎn)狀，斷層F1和F2的滑動(dòng)方向及斷層性質(zhì)及巖體破裂的內(nèi)摩擦角。例1：2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)10已知：兩共軛斷層102023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)112022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)11112023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)12F1斷層(340°∠20°)和F2斷層(46°∠50°)為共軛關(guān)系，它兩投影弧的交點(diǎn)為δ2產(chǎn)狀，(333°∠20°)。以δ2

為極點(diǎn)，作對(duì)應(yīng)大圓弧，即δ1-δ3平面。該弧與F1及F2的交點(diǎn)S1和S2。分析2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)12F1斷層(340122023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)13表明F1斷層面上擦痕滑動(dòng)方向?yàn)?4°或244°F2斷層面上擦痕的滑動(dòng)方向?yàn)?4°或264°，S1S2的銳角角距中點(diǎn)為δ1(71°∠23°)，從δ1沿δ1-

δ2大圓弧量度90°角距得δ3(206°∠58°)。由于δ1位于F1斷層的凹側(cè)且與S1的角距又小于90°，所以，推斷F1為正斷層，其下盤(pán)向244°方向滑動(dòng)，為右行滑動(dòng)，所以斷層為正-右行平移斷層2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)13表明F1斷層面上132023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)14對(duì)于F2斷層來(lái)說(shuō)，δ1位于其凸側(cè)，δ1S2角距也小于90°，因此F2斷層為逆斷層，上盤(pán)上升，向262°方向滑動(dòng)。為左行平移-逆斷層。又F1和F2的夾角為46°，所以，巖體破裂的內(nèi)摩擦角為90-46=44°2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)14對(duì)于F2斷層來(lái)說(shuō)142023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)15例2：已知：一條左行斷層，產(chǎn)狀為200°∠60°，在斷層面上量的擦痕側(cè)伏角為16°N。求：①該斷層的性質(zhì)和應(yīng)力方位，②如有共軛斷層，其產(chǎn)狀如何？（假設(shè)巖石的內(nèi)摩擦角為30°。）2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)15例2：已知：一條152023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)16分析：擦痕線投影點(diǎn)就是斷層的滑動(dòng)點(diǎn)S1，而S1和δ2是同在斷層面上的，兩者相距90°的角距，因此可以根據(jù)S1點(diǎn)的位置找到δ2的產(chǎn)狀，求得δ2，就可以進(jìn)一步求得δ1-δ3大圓弧，再根據(jù)S1的滑動(dòng)方向可知上盤(pán)是大致向圓心方向滑動(dòng)，具有上升性質(zhì)，也就是說(shuō)δ1應(yīng)在上盤(pán)一側(cè)2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)16分析：擦痕線投影162023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)17求總滑距略：內(nèi)容不做要求作業(yè)：實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)：P23頁(yè)11,12,13題2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)17求總滑距略：內(nèi)容17一、目的要求1、學(xué)會(huì)用赤平投影方法求斷層兩盤(pán)相對(duì)位移方向，確定斷層類型及產(chǎn)生斷層的主應(yīng)力方位2、學(xué)會(huì)用赤平投影方法求巖層褶皺前的節(jié)理產(chǎn)狀；一、目的要求182023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)19斷裂構(gòu)造與造成斷裂構(gòu)造的應(yīng)力間有如下關(guān)系2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)2斷裂構(gòu)造與造成斷裂192023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)20基本原理1.如果出現(xiàn)一對(duì)共軛斷裂面，這對(duì)共軛斷裂面的交線方向，就是中間應(yīng)力δ2的作用方向。2.共軛斷裂面的銳角夾角的平分角線的方向往往是最大主壓應(yīng)力δ1的作用方向。3.共軛斷裂面的鈍角夾角的平分線方向往往是最小主應(yīng)力δ3的作用方向。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)3基本原理1.如果出202023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)214.共軛斷裂面兩盤(pán)的錯(cuò)動(dòng)方向(S1、S2)平行于斷裂面，也平行于δ1-δ3平面，而與δ2方向正交。5.共軛斷裂兩盤(pán)各自的確切滑動(dòng)方向是：δ1所在盤(pán)總是向著δ1箭頭所指向的銳角角頂方向滑動(dòng)，有如一個(gè)楔子向共軛斷面的交線δ2插去。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)44.共軛斷裂面兩盤(pán)212023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)226.共軛斷裂面銳角夾角的余角(90-銳角夾角)就是巖體斷裂的內(nèi)摩擦角(一般為30°左右)。7.δl、δ2和δ3互相都是正交關(guān)系。8.δ1-δ2面(即與δ3正交的平面)方向往往為張裂面的方向。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)56.共軛斷裂面銳角222023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)23在赤平投影圖上，上述幾何關(guān)系表現(xiàn)為如下特征2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)6在赤平投影圖上，上232023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)241.一對(duì)共軛斷裂面投影弧的交點(diǎn)就是δ2的投影點(diǎn)。2.共軛斷裂面大圓弧的銳角二面角的角距中間點(diǎn)就是δ1的投影點(diǎn)。共軛斷裂面大圓弧的鈍角二面角的角距中點(diǎn)為δ3的投影點(diǎn)。3.δ1與δ3共用一個(gè)大圓弧，該圓弧的法線點(diǎn)就是δ2的投影點(diǎn)。同時(shí)δ1又為δ2-δ3大圓弧的法線點(diǎn)；δ3又為δ1-δ2大圓弧的法線點(diǎn)即δ1、δ2、δ3互成90°角距2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)71.一對(duì)共軛斷裂面242023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)254.兩共軛斷裂面大圓弧(F1和F2)與δ1-δ3大圓弧的交點(diǎn)（S1和S2）就是斷裂兩盤(pán)相對(duì)滑動(dòng)的方向線(擦痕線)。S1和δ2，S2和δ2都分別共一條斷層面，而S1δ2

及

S2δ2

的角距又都為90°。5.δ1如在斷層大圓弧的凸側(cè)，且與斷層滑動(dòng)點(diǎn)(s)的角距又小于90°，則該斷層上盤(pán)上升，并沿滑動(dòng)點(diǎn)向赤平圓心的方向滑動(dòng)。反之，δ1如在斷層大圓弧的凹側(cè)，且距s點(diǎn)的角距又小于90°，則該斷層下盤(pán)上升，并沿滑動(dòng)點(diǎn)向圓心的方向滑動(dòng)。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)84.兩共軛斷裂面大252023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)26斷盤(pán)滑移分析在下半球投影上，斷層大圓弧的凸側(cè)代表上盤(pán)，凹側(cè)代表下盤(pán)，所以，滑動(dòng)線平行斷層傾向時(shí)，δ1在凸側(cè)且δ1與S1（或S2）的角距小于45°，表示上盤(pán)相對(duì)上升的逆斷層。δ1在凹側(cè)，且δ1與S1（或S2）的角距小于45°，表示下盤(pán)相對(duì)上升的正斷層?；瑒?dòng)線平行斷層走向時(shí)，沿滑動(dòng)線有左行滑動(dòng)和右行滑動(dòng)之分，銳角指示本盤(pán)移動(dòng)方向。2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)9斷盤(pán)滑移分析在下半262023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)27已知：兩共軛斷層F1和F2的產(chǎn)狀分別為：F1：340°∠20°；F2：46°∠50°，求：δ1、δ2、δ3的產(chǎn)狀，斷層F1和F2的滑動(dòng)方向及斷層性質(zhì)及巖體破裂的內(nèi)摩擦角。例1：2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)10已知：兩共軛斷層272023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)282022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)11282023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)29F1斷層(340°∠20°)和F2斷層(46°∠50°)為共軛關(guān)系，它兩投影弧的交點(diǎn)為δ2產(chǎn)狀，(333°∠20°)。以δ2

為極點(diǎn)，作對(duì)應(yīng)大圓弧，即δ1-δ3平面。該弧與F1及F2的交點(diǎn)S1和S2。分析2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)12F1斷層(340292023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)30表明F1斷層面上擦痕滑動(dòng)方向?yàn)?4°或244°F2斷層面上擦痕的滑動(dòng)方向?yàn)?4°或264°，S1S2的銳角角距中點(diǎn)為δ1(71°∠23°)，從δ1沿δ1-

δ2大圓弧量度90°角距得δ3(206°∠58°)。由于δ1位于F1斷層的凹側(cè)且與S1的角距又小于90°，所以，推斷F1為正斷層，其下盤(pán)向244°方向滑動(dòng)，為右行滑動(dòng)，所以斷層為正-右行平移斷層2022/12/28《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)13表明F1斷層面上302023/1/4《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》-李強(qiáng)31對(duì)于F2斷層來(lái)說(shuō)，δ1位于其凸側(cè)，δ1S2角距也小于90°，因此