工程地質(zhì)與水文地質(zhì)課件

不同類型工程的地質(zhì)問題§6-1城市規(guī)劃和建設中的工程地質(zhì)問題

一、概述城市總體規(guī)劃要考慮工業(yè)、文教、交通、市政、生活、居住的協(xié)調(diào)發(fā)展。分二個階段1）規(guī)劃階段：評價區(qū)域的總體穩(wěn)定性，半徑300km，（地震、液化、地面沉降；功能分區(qū)：工業(yè)、居住、文化、港口、市政建築分帶（工程地質(zhì)角度）供水水源、地下水衛(wèi)生護帶，天然建築材料的資料。2）設計階段選址，對工程建設場地的地基穩(wěn)定性評價；建築物在建築區(qū)域內(nèi)的合理佈置；選基型、埋深、確定地基承載力，預測沉降量和不均勻沉降量地基改良方案評價施工條件二、城市規(guī)劃和建設中的主要工程地質(zhì)問題1、城市環(huán)境工程地質(zhì)與地質(zhì)災害地震地裂縫（抽取地下水、構(gòu)造活動）斷層沒坡、巖溶、塌陷砂土液化區(qū)城市地面的大面積下沉沿海城市（地下水）海水侵入，海平面上升，地下水上升浮力基坑開挖降水工程堆截土體回彈振動雜訊水質(zhì)污染放射性污染地質(zhì)災害：滑坡、崩塌、泥不流、地震、鹽鹼化、海嘯、洪水等——要預測、及危險性分析、整治研究及措施2、城市工程地質(zhì)地震程度邊坡-支護-降水，承載力、沉降3、水文地質(zhì)城市水資源與水環(huán)境評價，承壓水，水腐蝕性水源污染，地下水開採（水枯渴，海水入侵）三、場地選擇分區(qū)的工程地質(zhì)論證1、地貌地形條件開闊平原河谷階地（重慶、南京部分）溶蝕窪地（廣西、貴州）地形起伏（青島）2、地層結(jié)構(gòu)瞭解構(gòu)造斷裂情況均一的巖土地基層厚穩(wěn)定的地基層厚變化且有透鏡體的巖土地基3、水文地質(zhì)條件查明：地下水絕對標高、埋深、季節(jié)性水位變幅，承壓水（埋深、水頭），水化學成份分為：乾燥場地、過埋場地、複雜的場地4、動力地質(zhì)作用泥石流、水流（河、海）侵蝕、水岸坍岸、凍結(jié)、地震等，基巖頂面的起伏四、地基基礎設計的工程地質(zhì)譯價選擇天然或人工地基，埋深、尺寸、形狀五、城市垃圾堆埋場的地質(zhì)問題1、選擇堆埋場，避開居住區(qū)工業(yè)區(qū)果木區(qū)考慮交通、社會環(huán)境進行環(huán)境監(jiān)測2、地質(zhì)問題承載力水污染大氣污染六、城市規(guī)劃和建設中的工程地質(zhì)工作基礎地質(zhì)調(diào)查，收集系統(tǒng)的地質(zhì)資料，專門的部門管理（我國現(xiàn)為各單位量）城市地質(zhì)條件評價（劃級、地質(zhì)圖、地質(zhì)危害）建立資料庫，地質(zhì)資源（地下水、旅遊地質(zhì)）環(huán)境地質(zhì)該城市的主要工程地質(zhì)問題工程地質(zhì)和水文地質(zhì)圖§6-2道路、橋基的工程地質(zhì)問題概要線狀工程（城市為面（點）狀）地基——穩(wěn)重、承載力、沉降問題線路選擇——河流、山、泥石流、巖溶、滑坡、沼澤濕地、凍土區(qū)域

§6-3隧道、地下建築的工程地質(zhì)問題概要一、圍巖性質(zhì)和穩(wěn)定性分析地應力、施工應力、水作用決定襯砌的厚薄山壓：作用於隧道和地下洞室的主要外力，彈性山壓（開挖後巖石彈性變形）鬆動山壓（巖石鬆動）塑性山壓（巖石擠出、變形）膨脹山壓（膨脹性巖石、蒙脫石、石膏）流動山壓（水、流砂、破碎帶）偏壓（傍山隧洞、滑坡發(fā)育）襯砌二、影響圍巖穩(wěn)定性的主要因素1、巖體的完整性重點：結(jié)構(gòu)面的組數(shù)，密度和規(guī)模結(jié)構(gòu)面的強度結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀組合形態(tài)及其與洞壁的關係2、巖石強度主要取決於巖石的物質(zhì)成分，組織結(jié)構(gòu)，膠結(jié)程度和風化程度3、地下水地下水長期作用——降低巖石強度，加速風化、對軟巖的軟化、潤滑作用、膨脹、水壓力4、工程因素：洞室的形狀、埋深、跨度、高度施工方法，圍巖暴露時間、襯砌類型，對圍巖影響很大三、選址的工程地質(zhì)問題評價1、巖性選擇：選定線路上不良圍巖少不良圍巖：鬆散土、具有膨脹山壓、塑性山壓的巖石2、構(gòu)造條件選擇：繞避、斷層、裂隙需集帶傾斜巖層偏壓3、水文地質(zhì)條件繞避、鬆散飽水巖層、含高壓水斷層破碎帶4、地應力方向選擇σ1相當大時，σ1方向與洞軸通向四、施工中的洞室不良施工條件工程地質(zhì)預報1、管湧預報位置和湧水量多發(fā)生於巖溶，透水砂礫層斷層破碎帶2、（隧道）有害氣體CH4CO2COSO2SO3H2S3、地下高溫4、巖爆：打超前鑽——釋放地應力5、軟土問題§6-4水工建築物的工程地質(zhì)問題概要水土建築物:坎、閘、淺水、引水、發(fā)電、航運一、大壩的工程地質(zhì)問題1、土坎：壩殼、芯牆（粘土、瀝青砼）地基問題（強度、滲、漏）兩岸的滲漏2、重力壩（石壩、砼壩）對地基要求：地基承載力，均勻抗滑能力（與壩接觸的巖層）抗?jié)B性3、拱壩：將（水壓力）庫載傳給壩肩處基巖壩基、壩肩處巖石——強度、變形二、壩基（肩）的加固與處理任何工程都會存在地質(zhì)問題，一般情況下，都可以處理好並達到穩(wěn)定安全目的1、清基：將壩基表部的風化破障物，軟弱土層清除2、巖體的局部，整體加固1）灌漿加固：鑽孔——注漿（水泥漿、其他膠結(jié)物），最深60-70米2）錨固：鑽孔至完整巖石——插入鋼筋（預應力）——回填砂漿（砼）3）局部堵塞：開挖量太大時有壩破碎帶混凝土塞三、水庫工程地質(zhì)問題1、水庫滲漏：十三陵水庫—古河道滲漏2、庫岸滑坡：水位上升，古滑坡復活，誘發(fā)滑坡小滑坡——水庫淤泥大滑坡—庫區(qū)水位升高，造成水毀3、誘發(fā)地震4、庫區(qū)周圍水位升高；引起鹽鹼，荒漠化壩破碎帶混凝土拱壩破碎帶混凝土鍵§6-5海港及離岸工程的工程地質(zhì)問題一、概述1、海港：地表3/4的面積是海洋，我國海岸線1.8萬km，涉及人口12.6億。沿海港口中有128個對外開放的港口128個，全國吞吐量超過萬噸級港口1900多個，大於100萬噸115個港口體系：環(huán)渤海灣、長江三角洲，珠江三角洲為核心2、離岸工程：指修建在離海岸相當遠處海中的建築物，（海上油池、海上輸油（氣）管、海上鑽井平臺、光纜）3、所涉及的洋地質(zhì)環(huán)境特殊：水下鬆軟沉積物、海底滑坡4、海港和離岸工程的選址港口水深港口水域面積港域海底巖性河口處三角洲沉積物的工程地質(zhì)條件沿岸漂沙，堵塞港口（在季風強烈、河流湍急、山洪侵蝕嚴重地區(qū)，沿岸漂沙嚴重）二、海港的主要工程地質(zhì)問題論證1、海底滑坡現(xiàn)象：海底沉積物從受壓縮部位向外層的遷移，產(chǎn)生的連續(xù)，大規(guī)模的滑坡原因：不斷增加的沉積作用、海浪、地震等超荷的影響，產(chǎn)生“負強度效應”，當液體從受壓縮的沉積中心向主要由粘土礦物理學組成的外層遷移時，形成滑坡。危害：海底設施破壞（靠近時）海岸設施破壞產(chǎn)生海底滑坡的基本條件：孔隙水壓力（三角洲沉積物的U很高）——基本條件孔隙氣壓力（沼氣）——促使滑坡波浪擾動、地震——外界因素風浪引起的週期荷載孔壓的積聚和消散，波浪——土層主固結(jié)、次固結(jié)。2、防坡堤的佈置防波堤：是港口的主體建築作用：建在磨蝕淺灘上，防止波浪的侵襲。建在堆積淺灘下，防止漂河淤積港口單突堤：雙突堤、島堤、混合堤防波堤結(jié)構(gòu)型式：直立堤式、斜坡堤式、合成堤3、海港淤塞防護措施的論證措施：1）、阻止淤積物進入海港2）、清除海港淤積物圖6-1防波堤佈置的基本形式A-單突堤；B-雙突堤；C-島堤；D-混合堤6-6環(huán)境工程地質(zhì)（城市）一、城市環(huán)境安全1、洪水：水庫下游城市2、海水變遷地下水位下降：抽地下水（氣油）、地表大面積沉降3、地震、地裂縫——地殼的穩(wěn)定性4、危險物質(zhì)的安全性：化學物質(zhì)、石油及共產(chǎn)品、天然氣、核電站二、城市建設，開發(fā)引起的環(huán)境地質(zhì)問題地下交通，地下空間利用，地面建設-打樁、基坑、降水三、城市廢棄物處理廢渣、廢液、廢水-地面污染，地下水水污染四、城市環(huán)境地質(zhì)圖：工程地質(zhì)環(huán)境（地質(zhì)資源）圖地質(zhì)環(huán)境開發(fā)利用現(xiàn)狀圖地質(zhì)災害圖地質(zhì)環(huán)境評價與對策圖組如：大連市區(qū)的環(huán)境工移地質(zhì)問題

常見不良地質(zhì)現(xiàn)象

崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、風砂提高工程建設勘測設計的品質(zhì)，減少工程病害

§5-1崩塌陡坡上的巖體在重力或其他外力作用下,突然向下崩落的現(xiàn)象稱為崩塌。河道、橋樑、公路、隧道。一、崩塌形成的地質(zhì)條件1、地形條件：斜坡高、陡是形成崩塌的必要條件。突、凹不平的陡坡、大於600的陡坡易發(fā)生崩塌。2、巖性條件：堅硬性脆的巖石（能形成高峻陡坡）構(gòu)成的斜坡，易崩塌。軟硬互層構(gòu)成的陡峻斜坡，易崩塌。3、構(gòu)造條件：結(jié)構(gòu)面切割、軟弱夾層。斷裂、褶皺、節(jié)理——對崩塌的控制與影響。4、其他影響條件：降雨和地下水：裂隙中水壓力，浸泡、浸潤（降低φ值）地震

風化作用人工因素：開控邊坡，人工堆載、爆破施工（塞河成湖）圖5—1凹凸不平的陡坡圖5—2堅硬巖石組成的斜坡前緣圖5—3軟硬巖性互層的陡

卸荷裂隙導致崩塌坡局部崩塌

1—灰?guī)r；2—砂葉巖互層；3—石英巖1—砂巖；2—葉巖二、崩塌的防治：對崩塌以防為主(1)清除坡面巖石。(2)加固坡面：如坡面噴漿、抹面、砌石鋪蓋等，以防止軟弱巖層進一步風化；灌漿、勾縫、鑲嵌、錨栓以恢復和增強巖體的完整性。(3)危巖支頂：如用石砌或用混凝土作支垛、護壁、支墩、支牆等以增加斜坡的穩(wěn)定性。(4)攔截防禦：如修築落石平臺、落石網(wǎng)、落石槽、攔石堤、攔石牆等。(5)調(diào)整水流：如修築截水溝，堵塞裂隙，封底加固附近的灌溉引水、排水溝渠等，防止水流大量滲入巖體而惡化斜坡的穩(wěn)定性。§5-2滑坡斜坡上土體、巖石在重力作用下，沿一定滑動面（帶）整體向下滑動的現(xiàn)象稱為滑坡基本條件：臨空面、滑動面

一、滑坡的形態(tài)特徵

圖5—4滑坡形態(tài)示意圖1—滑坡體；2—滑動面；3—滑動周界；4—滑坡床；5—滑坡後壁；6—滑坡臺階；7—滑坡舌；8—後緣張裂隙；9—鼓張裂隙；l0—扇形張裂隙二、滑坡的形成條件抗滑力（力矩）與滑動力（矩）的比值

K=總抗滑力/總下滑力=F/T

圖5—5平面滑動的平衡示意圖圖5—6圓弧滑動的平衡示意圖三、影響滑坡的因素1、巖性：軟巖（泥、泥灰?guī)r）土層（膨縮粘土、黃土）2、構(gòu)造埋芷在斜坡內(nèi)部的層面斜坡一致（層面、夾層、左剝蝕面、斷層面、裂縫面等3、地形地貌：滑動我大丘陵、山坡和河各地貌單元內(nèi)發(fā)生，4、水的作用自重增大，軟化使c、φ值降低，動水壓力，沖刷作用水的托浮力（前緣自重減輕）四、滑坡的分類力學特徵：牽引式滑坡：先發(fā)生在前緣坡腳附近、坡腳沖刷推動式滑坡：滑體的後部首先失穩(wěn)下滑，推動基體下滑圖5—7順層滑坡示意圖圖5—8切層滑坡示意圖a)沿巖層層面滑動；b)沿坡積層與基巖交界面滑動五、野外識別1、地形、地貌、地物標誌雙溝同源醉林馬刀樹a)滑坡剛滑動不久，樹木傾斜呈醉林狀；b)滑動停止時間較長，樹幹上部垂直地面生長，成為馬刀樹□六、滑坡的野外判別（滑坡穩(wěn)定性判斷）地貌形態(tài)：坡前緣沖刷地質(zhì)條件：結(jié)構(gòu)面、泉水影響固結(jié)變化：水位上升、人工蓄水七、滑坡的防治1、防治原則：以防為主，整治為輔2、滑坡的防治措施排水：地表地下（溝渠、明暗）力學平衡：支持（樁、牆）減重改變滑動面土石性質(zhì)：賠燒、壓（注）漿1）清除滑坡體2）排地下水：防止週邊地表水進入滑坡區(qū)，在滑坡邊界週邊修截水溝；在滑坡區(qū)內(nèi)，在坡面修築排水溝。防止溝內(nèi)水下滲——溝縫、築砌底3）排地下水：水準鑽孔疏幹；垂直孔或豎井排水：借助於穿透上部含水層的垂直鑽孔或豎井，將地下水轉(zhuǎn)移到下優(yōu)強透水層，或利用豎井集水加水準孔排水的方法。豎直抽水：井深為邊坡高度的1.2倍，運行費用高巷道疏幹：用於攔截和疏導深層地下水支撐盲溝：兼有疏幹地下水和阻滑的作用粘土粘土粘土砂土5）抗滑工程：擋土牆、抗滑樁、錨桿擋牆。滑坡實例：香港寶成大廈塌毀，南京棲霞山水泥廠4）減重反壓上部減重下部反壓一堆土石、做堤壩（注意排水）上部減重，切掉反壓5）抗滑工程：擋土牆、抗滑樁、錨桿擋牆?；聦嵗合愀蹖毘纱髲B塌毀，南京棲霞山水泥廠抗滑樁抗滑樁§5-3泥石流泥石流是一種水與泥沙和石塊混合在一起流動的特殊洪流一、泥石流的形成條件1、地震條件：破碎體——泥石流物質(zhì)條件2、地形條件：形成區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)3、水文條件：暴雨、冰川、積雪、消融4、人類活動：植被三個基本條件：適當?shù)匦巍Ⅲ犐⒐腆w物、短期大量水源二、防治措施：水土保持跨越排導滯留與攔截圖5—1l泥石流流域分區(qū)示意圖I—形成區(qū)；（I1匯水動力區(qū)；I2—固體物質(zhì)供給區(qū)）；Ⅱ—流通區(qū)；Ⅲ—堆積區(qū)圖5—14公路通過泥石流地段的幾種方案示意I—從堆積扇頂部通過；II—從堆積扇外緣通過；III—跨河繞越通過；IV—從堆積扇中部通過§5-4巖溶一、巖溶的形態(tài)特徵溶溝、溶槽、石芽、石林、漏斗、落水洞溶洞和暗河二、巖洞發(fā)育的基本條件巖石的可溶性：碳酸巖類巖石巖層的透水性：裂隙發(fā)育、風化、斷裂帶水的溶解能力：水中CO2的含量三、對巖溶的工程處理1.橫跨暗河、溶洞——承載能力2.溶洞上布荷——洞頂加固3.堵塞洞口圖5—15巖溶形態(tài)示意圖1—石芽、石林；2—塌陷窪地；3—漏斗；4—落水洞；5—溶溝、溶槽；6—溶洞；7—暗河；8—溶蝕裂隙；9—鐘乳石§5-5風沙一、沙漠的分佈和特徵分佈一氣溫、降水（蒸發(fā)量，增鹽含量多，植物不易生長）圖5-16新月沙丘圖5—17沙丘鏈二、風沙的移動規(guī)律三、風沙的危害沙埋、風蝕、承載力沙埋、風蝕、承載力

地殼運動與地質(zhì)構(gòu)造

大家已有了巖石的概念：巖漿、沉積巖、變質(zhì)巖，它們是不同的地質(zhì)環(huán)境和不同的地質(zhì)作用下形成的。

侵入巖是在地下形成，但現(xiàn)在大量突出地表，甚至形成高山，如五臺山、黃山等由侵入巖或其變質(zhì)巖組成；沉積巖，原始應水準沉積，地表大量傾斜、彎曲、斷裂。

這些說明地殼上巖石發(fā)生了運動，發(fā)生變形、變位，改變了原來的狀態(tài)。

§1

概念

相背分離水準運動相向擠壓剪切

垂直運動——差異升降

地殼運動（構(gòu)造運動）

——地殼的機械運動。

類型

水準運動的表現(xiàn)大陸漂移學說1912年魏格納的提出證據(jù)：海岸線彎曲形狀、古生物化石、地質(zhì)構(gòu)造、古氣候50~60年代，古地磁、海底調(diào)查、地震臺網(wǎng)以古生物、古氣候等研究進展證實了水準運動

現(xiàn)代板塊構(gòu)造理論得到了證實

舌羊齒：C-P陸生蕨類植物分佈在澳大利亞、印度、南美和非洲

中龍：C-P淡水生活的小型爬行動物，分佈在南美的巴西和南非現(xiàn)代儀器觀測到的水準運動垂直運動的表現(xiàn)

垂直變位指巖石圈沿地球半徑方向發(fā)生的位移實例：義大利塞拉比斯古廟的遺跡垂直升降造成的地貌河流階地準平原和夷平面海平面升降的的證據(jù)垂直運動在地層中的反映沉積厚度和沉積環(huán)境的變化

沉積環(huán)境反映垂直升、降變化沉積厚度反映巖石圈升降的幅度沉積厚度與地殼下降垂直運動在地層中的反映地層的接觸關係整合接觸：巖石圈緩慢下降不整合接觸：顯著的升降和水準擠壓作用平行不整合：顯著的升降地殼的垂直升降運動巖石的變形

彈性變形不留痕跡塑性變形：褶皺和斷裂地殼運動的結(jié)果為巖石變形變位，導致地質(zhì)構(gòu)造的形成。

巖石變形——地殼中巖石變改了原有的空間位置和形態(tài)。地質(zhì)構(gòu)造——巖石變形的產(chǎn)物包括褶皺、斷裂兩大類。變形的類型

§2.

褶皺和斷裂

褶皺和斷裂是地質(zhì)構(gòu)造的兩大類型，是由於巖石的運動改變了原來空間位置和形態(tài)而形成的。一、巖層空間位置的測定

地質(zhì)上以巖層的產(chǎn)狀來描述其空間位置，包括巖層的走向、傾向、傾角，稱產(chǎn)狀三要素地理方位角的表示360o270o180o130o90o45o290o/0oSNWESWSWWSSWNNENEE225o315oSENWNEＮ45oＷＳ50oＷ

產(chǎn)狀三要素：1.走向：走向線———巖層面同任意水平面的交線（巖層層面上的任意一條水平線）。

走向———走向線兩端所指的方向。以方位角來表示。

注意：我們強調(diào)了兩端所指的方向，因此走向的方位角有２個，相差180o走

向線

產(chǎn)狀三要素：2.傾向:

最大傾斜線———巖層面上與走向線垂上的向下延伸的線。

傾向———最大傾斜線的水準投影所指的方向，以方位角表示。傾向只有一個方向，且與走向垂直。

走向＝傾向+90o傾向最大傾斜線

產(chǎn)狀三要素：傾角傾角在0~90°變化。3．傾角：巖層面與水平面之間的夾角。最大傾斜線與其在水平面上投影線之間的夾角。巖層產(chǎn)狀的三要素：?走向?

傾向?

傾角產(chǎn)狀的表示：走向/傾向<傾角125°/NE<65°

S29°E/SW<18°

傾向<傾角35°<65°

只要給定傾向、傾角兩項可求知三要素特殊產(chǎn)狀：水準巖層:傾角=0°

傾向—走向∞

直立巖層:傾角=90°

傾向—走向α°

巖層厚度：兩層面之間垂直距離。（並非地面露頭任一兩點）。hhLL巖層的厚度h地表起伏

單斜構(gòu)造---------單面山

二、褶皺構(gòu)造

巖層受力後，發(fā)生彎曲，改變了原有的空間位置和形態(tài)，但其連續(xù)性未受到破壞，稱褶皺。單一彎曲稱褶曲。

褶曲的幾何要素（褶曲的描述）

核

翼

軸面

樞紐

軸跡

褶曲的幾何要素（褶曲的描述）

翼——

褶曲巖層

核——

褶曲巖層

核兩翼的兩坡。的中心。褶曲的幾何要素（褶曲的描述）

軸面

———平分褶曲兩翼的假想面（近於對稱面），

樞紐———軸面與巖層面的交線，

軸跡

———

軸面與地面的交線。軸面樞紐平面或曲面。水準或傾伏狀。褶皺構(gòu)造?傾伏角褶曲的描述軸面核兩翼樞紐褶皺的核部褶皺的核部

褶曲兩大基本類型

向斜———

水準巖層受力後下凹彎曲。兩翼地層相向傾斜核部地層時代最新兩翼地層時代漸老

背斜———

水準巖層受力後上凸彎曲。兩翼地層相背傾斜核部地層時代最老兩翼地層時代漸新

向斜背斜褶皺的巖層

巖層褶構(gòu)造中，背斜、向斜通常共存

如同翻起的波浪：

相鄰的背斜之間是向斜

相鄰的向斜之間是背斜

相鄰背斜、向斜共用一個翼

連續(xù)褶皺的巖層

褶曲類型1.按軸面產(chǎn)狀劃分：直立褶曲———軸面直立，兩翼傾向相反傾角相等。傾斜褶曲———軸面傾斜。兩翼傾向相反傾角不等。

直立褶曲傾斜褶曲倒轉(zhuǎn)褶曲———軸面傾斜。兩翼傾向相同傾角不等一翼為正常層序，一翼為倒轉(zhuǎn)層序。平臥褶曲———軸面近水準。兩翼近水準上下重疊。一翼為正常層序，一翼為倒轉(zhuǎn)層序。平臥褶曲倒轉(zhuǎn)褶曲直立傾斜倒轉(zhuǎn)平臥褶曲的類型

2°按樞紐產(chǎn)狀劃分：

水準褶曲

——樞紐水準傾伏褶曲

——

樞紐傾伏水準褶皺與傾伏褶皺水準褶皺與傾伏褶皺的水準切面形態(tài)褶皺構(gòu)造平面地質(zhì)圖穹窿穹窿盆地盆地

3°特殊類型：穹窿（背斜）———長/寬<1/3

盆地（向斜）———長/寬<1/3

複背斜、複向斜

褶曲的野外識別：

順或逆著傾向方向，地層重複出現(xiàn)，傾角變化有規(guī)律。背斜：新—

老—

新向斜：老—

新—

老

時代對稱出現(xiàn)的巖層

褶曲的野外識別：

地形倒置（並非絕對）原因：褶皺形成後在長期的風化剝蝕等外動力作用下，背斜軸部由於張裂隙發(fā)育、易剝蝕，並逐漸低凹成穀；而向斜軸部巖石受擠壓力，相對不易風化剝蝕，而成山。地形倒置（向斜成山背斜成穀）不同受力狀態(tài)的褶皺巖層

三、斷裂構(gòu)造

斷裂———

巖層在外力作用下失去連續(xù)性和完整性。

節(jié)理、裂隙

——無位移（僅有斷裂面）。

斷層

——

有一個或一組斷裂面，兩側(cè)巖層有明顯位移（錯動）

構(gòu)造力與節(jié)理的形成節(jié)理斷層描述

1.斷層面（帶）——巖層斷裂面，兩側(cè)巖層相對位移，有平面也有曲面可以產(chǎn)狀三要素來描述。

2.斷層線——斷裂面與地面交線。斷層出露線，直線或曲線。斷層面斷層的描述斷層走向斷層傾向斷層傾角斷層線3.斷盤——

斷層面兩側(cè)被切斷的巖塊

按斷層面與斷盤關係（位置關係）分：

上盤、下盤、東南盤、西北盤等；

按兩盤相對位移（運動）方向分：

上升盤、下降盤。上盤下降盤下盤上升盤斷層面斷層的描述特大型斷層:

如美國西部SanAndreas斷層切割到地殼下部，位移量480公里；我國郯廬斷裂位移幾百公里；微型斷層:

手標本可見。

ＳａｎＡｎｄｒｅａｓ大斷層4.斷層規(guī)模

——

以切割深度，延展長度，斷距大小來衡量。東非裂谷的斷裂面郯廬斷裂斷層分類：

按兩盤相對位移的方向分：

正斷層

——

上盤下降、下盤上升。

逆斷層

——

上盤上升、下盤下降。其中逆掩斷層：斷面傾角小<25°。

平移斷層

——

兩盤水準錯動（斷面近直立）。

(走滑斷層)

斜滑斷層

(兼有平移和正斷層的性質(zhì))逆斷層正斷層平移斷層斜滑斷層

拉張力與正斷層

擠壓力與逆斷層逆掩斷層

與推覆體

平移斷層(走滑斷層)左行平移斷層右行平移斷層正斷層逆斷層逆掩斷層平移斷層

(走滑斷層)推覆構(gòu)造的形成

按斷層走向與巖層走向的關係分：

縱斷層（走向斷層）——

斷層面走向與走向一致。橫斷層（傾向斷層）——斷層面走向與走向垂直。斜向斷層——斷層面走向與走向斜交。

斷層組合類型：

迭瓦式構(gòu)造：一組傾向一致，大致平行的逆掩斷層。階梯狀構(gòu)造：一組傾向一致，大致平行的正斷層。

迭瓦式構(gòu)造階梯狀構(gòu)造地塹：兩組相向傾斜的正斷層。

●

斷層組合類型：地壘：兩組相背傾斜的正斷層。斷層的野外識別：

郯廬斷裂Ｋ２ｗＡｒ1．構(gòu)造巖

斷層角礫巖

2.密集的節(jié)理：斷層面是較大的破裂面，形成同時伴生有許多小破裂面即節(jié)理。節(jié)理方向常與斷層面大致平行。多數(shù)斷層因其斷面附近巖石破碎，易風化，剝蝕，所以露頭不好，往往被沉積物蓋，觀察要仔細，常從以下證據(jù)來識別。斷層的野外識別：

3.擦痕和鏡面：擦痕——斷面上平行而密集的溝紋。鏡面——斷面上局部平滑光亮的面。階步——擦痕及鏡面未端常出現(xiàn)“坎”。均為兩側(cè)巖層（塊）相對滑動在斷面上留下的痕跡，可據(jù)此推測兩盤相對運動方向。4．牽引褶皺（拖曳）褶皺）斷層兩側(cè)巖層相對位移時，受磨擦阻力影響出現(xiàn)彎曲。牽引褶皺可指示對盤位移方向。5．沿巖層或礦層走向突然中斷6．地層重複或缺失斷層能夠破壞地層層序，造成地面上某些地層的重複或缺失，什麼時候重複，什麼時候缺失，與斷層性質(zhì)有關。與斷面及巖層產(chǎn)狀有關。7．地形證據(jù)負地形（低凹地帶）：俗話說“逢溝必斷”斷層崖、斷層三角面、一平列平行的山脊，被走向與其垂直的正斷層切割，上升盤露出山脊的三角形橫切面。8．泉出露點：斷層切割含水層，地下水沿裂隙，湧出。泉點常呈線狀分佈。南京幕府山地質(zhì)剖面圖以上我們講了地質(zhì)構(gòu)造的兩大類型——褶皺和斷層，它們是巖層形成之後由於地殼運動造成的，如果沒有地殼運動形成地質(zhì)構(gòu)造，所有新、老地層（各時期形成的巖層）都應是水準疊置在一起。但有了地殼運動就使地層之間不再是簡單的水準疊置，而有更有複雜的接觸。下麵就講不同類型的地層接觸關係。§3.地層接觸關係一、整合

表現(xiàn)：新老地層產(chǎn)狀一致，巖性變化及古生物演化漸變而連續(xù)，新老地層時代連續(xù)，其間沒有地層缺失。

說明：地層形成的過程中基本保持穩(wěn)定的沉積環(huán)境，構(gòu)造運動主要是地殼緩緩下降，即使有上升，也未使沉積層面上升到水平面之上遭受到剝蝕。

整合表示：

連續(xù)不間斷的接受沉積帶來了整合接觸二、假整合（平行不整合）

表現(xiàn)：新老地層產(chǎn)狀一致，巖性及古生物演化突變，地層時代不連續(xù)，有地層缺失。新地層之下常有底礫巖。底礫巖——下部時代較老的地層遭到剝蝕後形成的巖石碎塊，重新膠結(jié)成巖，保留在新地層之下。

說明：老地層沉積後地殼有明顯的均衡上升（水準抬升），遭受剝蝕後，地殼又均衡下降，接受新地層的沉積，雖然有部分地層缺失掉，但新老地層產(chǎn)狀沒變，假整合的表示：-----------

假整合（平行不整合）接觸地層接觸關係三、不整合（角度不整合）

表現(xiàn)：

新老地層產(chǎn)狀不一致，巖性及古生物變化突變，有地層缺失，新老地層之間有廣泛的剝蝕面。新地層之下常見底礫巖。

說明：老地層形成之後有強烈的構(gòu)造運動，形成褶皺、斷裂，同時長期遭受風化剝蝕，而後又下降接受新地層的沉積。

不整合的表示：角度不整合接觸形成過程地層接觸關係角度不整合－蘇格蘭1784赫屯所確認的為加裏東運動，Moine片巖

角度不整合形成的過程地層接觸關係角度不整合接觸時間推移四、侵入接觸：

侵入體和被侵入圍巖之間的關係。

侵入接觸捕虜體1°接觸帶上有接觸變質(zhì)的現(xiàn)象（圍巖）。

3°

侵入體切割（切穿）圍巖層理。侵入接觸的識別標志：2°接觸帶附近，侵入體中有圍巖的捕虜體.

捕虜體

-------在巖漿侵入時落入巖漿中而末被完全融化的圍巖五、沉積接觸

表現(xiàn)：沉積的地層直接覆蓋在侵入體之上，其間有廣泛的剝蝕面，剝蝕面與沉積巖層平行，沉積巖中無接觸變質(zhì)現(xiàn)象。沉積接觸巖體與沉積巖的接觸關係判斷侵入體侵入的時代：晚於被侵入圍巖的時代，早於上部沉積巖層的時代。剝蝕面沉積接觸侵入接觸

花崗巖

玄武玢巖

斑狀花崗巖形成時代:早中晚§4.構(gòu)造運動

一、構(gòu)造運動的形式

水準運動（造山運動）垂直運動（造陸運動）

水準運動與垂直運動的關係是相輔相成的：同一地區(qū)，交替進行不同地區(qū)相互影響因果關係這個時期表現(xiàn)為水準運動另一時期則為垂直運動。一個地區(qū)的水準擠壓，可引起另一地區(qū)地殼的上升或下降；一個地區(qū)的上升，也可引起另一地區(qū)的的拉伸。

從全球的構(gòu)造運動來看，究竟是以水準運動為主，還是以垂直運動為主，很長一段時期內(nèi)，爭論不休?；究煞譃閮纱箢悓W派：固定論：傳統(tǒng)的大地構(gòu)造理論，以地槽—地臺說為代表。主要觀點：地殼以垂直升、降運動為主導，大陸基底位置從未改變，僅有海陸面積的擴大或縮小。活動論：以近代的板塊構(gòu)造理論為代表。主要觀點：構(gòu)造運動以地殼的水準運動為主導，垂直運動是水準運動派生的，地史中，大陸曾發(fā)生過不斷的水準運動，地質(zhì)構(gòu)造主要是水準運動產(chǎn)生的。

當前板塊構(gòu)造理論已被越來越多的事實證實。尤其近代一些精密儀器對深海洋底的觀測、探查，使板塊構(gòu)造（也就是說地殼運動主要是板塊運動的理論）得到了人們的普遍承認

板塊構(gòu)造理論是近二十年來才被人們逐漸接受的，所以在一些書中和文獻中，許多使用了傳統(tǒng)構(gòu)造理論的術語，尤其構(gòu)造迴旋和構(gòu)造運動期的概念經(jīng)常用。二、構(gòu)造運動旋回的劃分

地史中構(gòu)造運動的劇烈時期與其和緩時期是交替出現(xiàn)的即構(gòu)造運動的演化具有旋回性特點。曾有過幾次大規(guī)模的強烈造山運動，具有全球性意義；而在強烈的構(gòu)造運動之間是相對和緩的運動。我們把從相對和緩的構(gòu)造運動開始，到一次強烈的大規(guī)模的造山運動結(jié)束。劃歸為一個構(gòu)造運動旋回。構(gòu)造旋回

——

從相對和緩的構(gòu)造運動開始，到一次強烈的大規(guī)模的造山運動結(jié)束。構(gòu)造運動期——

構(gòu)造旋回中，強烈的具全球意義的造山運動時期。加裏東構(gòu)造旋回第四紀第三紀白堊紀侏羅紀三疊紀二疊紀石炭紀泥盆紀志留紀奧陶紀寒武紀喜馬拉雅構(gòu)造旋回

燕山構(gòu)造旋回老阿爾卑斯旋回海西構(gòu)造旋回印支構(gòu)造旋回（新阿爾卑斯旋回）加裏東構(gòu)造運動期海西構(gòu)造運動期印支構(gòu)造運動期燕山構(gòu)造運動期喜馬拉雅構(gòu)造運動期三、構(gòu)造運動原因

不同學派，多家假說

收縮說：

核心思想：地球最初是熔融體，逐漸冷卻。冷卻是從外表開始的。地殼最先冷卻形成，而後地球內(nèi)部逐漸冷卻收縮後，體積變小，這時地殼就顯得過大而發(fā)生褶皺。

存在問題：地殼上的褶皺分佈應是隨機的，但實事上褶皺的分佈有一定的規(guī)律。尤其是放射性元素的發(fā)現(xiàn)，說明地球並非由熱變冷卻。

膨脹說核心思想：地球曾有很高溫的時期，同時在地殼下部有一個膨脹層，由於膨脹層受熱膨脹，使地殼裂開，解釋了一些深大斷裂、洋脊、裂谷的成因。

存在問題：無法解釋大規(guī)模擠壓褶皺，逆掩斷層的形成。而且膨脹性應具有宇宙性，其他星球尚無發(fā)現(xiàn)。

脈動說核心思想：由於地球內(nèi)部冷熱交替，導致地殼週期性的振盪運動（脈動）受熱隆起，冷卻地區(qū)坳陷。

存在問題：忽視了水準運動。同時沒有冷熱交替的證據(jù)。

地球自轉(zhuǎn)速度變化說

李四光最早提出：地球自轉(zhuǎn)速度的變化導致地殼運動的重要原因。

核心思想：地質(zhì)構(gòu)造可分為走向近東西的緯向構(gòu)造帶和走向近南北的經(jīng)向構(gòu)造帶。當?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)加快時，由於離心力作用，地殼物質(zhì)向赤道集中，相當於受到南北向的擠壓，形成緯向（東西向）構(gòu)造帶。相反地球自轉(zhuǎn)減慢時，地殼物質(zhì)從赤道向兩極擴散，形成經(jīng)向（南北向）構(gòu)造帶。

地幔對流說

板塊構(gòu)造理論所暢導的，最早由英國的霍爾姆斯提出

核心思想：地幔物質(zhì)熱對流，帶動馱在其上的巖石圈水準運動。

存在問題：地幔物質(zhì)能否熱對流？對流的範圍和規(guī)模有多大

地貌與第四紀積沉物§3-1地貌概述地貌：地殼表面各種不同成因、不同類型、不同規(guī)模的起伏形態(tài)稱地貌。地形：是指地表即成形態(tài)的某些外部特徵，如高低起伏、坡度大小、空間分佈等，而不涉及這些形態(tài)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、以及這些形態(tài)的成因和發(fā)展。地貌圖以地形圖為底圖，按規(guī)定的圖例和一定的比例尺，將各種地貌表達在平面圖上。一、地貌的形成和發(fā)展1、地貌形成和發(fā)展的動力——內(nèi)力、外力地質(zhì)作用。內(nèi)力作用：形成了地殼表面的基本起伏，對地貌的形成和發(fā)展起決定性作用。而且對外力作用的條件、方式和過程產(chǎn)生影響。（地殼上升、侵蝕、搬運增強、堆積減弱、下降、相反）。外力作用：按過程分-風化、剝蝕、搬運、堆積、成巖。動力性質(zhì)-風化、重力、風力、流水、冰川、凍融、溶蝕?，F(xiàn)在看到的地貌形態(tài)，是地殼在內(nèi)、外力作用下發(fā)展到現(xiàn)階段的形態(tài)表現(xiàn)。2、地貌形成、發(fā)展的規(guī)律的影響因素內(nèi)力作用-使地表上升，如上升是大於剝蝕量，形成山嶺地貌。如反之，形成剝蝕平原。

-使地表下降，如下降是大於堆積量，形成低地。如下降量小於堆積量，形成堆積平原或各種堆積地貌。地貌水準面：外力作用力圖最終達到的剝蝕介面。（夷平面）地貌的形成、發(fā)展還受地質(zhì)構(gòu)造、巖性、氣候等因素的影響，如冰川地貌、風沙地貌等。圖4-1周口店區(qū)地貌圖

二、地貌的分級與分類面1、地貌分級·巨型地貌：大陸、海洋、大的內(nèi)海、大的山系，完全由內(nèi)力作用形成，又稱大地構(gòu)造地貌。·大型地貌：山脈、高原、山間盆地，基本上了慢由內(nèi)力作用形成?！ぶ行偷孛玻汉庸扰c河谷之間的分水嶺，主要由外力作用造成?！ば⌒偷孛玻簹埱稹㈦A地、沙丘、小的侵蝕，外力作用控制。2、地貌的形態(tài)分類：按地貌的絕對高度、相對高度、地面的平均坡度，大陸地貌的形態(tài)分類。山地：高山絕對高度（3500m）中山（3500-1000m）低山（1000-500）丘陵（＜50＝平原：高原（＞600）高平原（＞200）低平原（0-200）窪地（低於海平面高度）。3、地貌的成因分類1）內(nèi)力地貌：構(gòu)造地貌：地殼構(gòu)造運動形成火山地貌：火山噴發(fā)的熔巖，碎屑物質(zhì)堆積所形成火山錐的地貌。2）外力地貌：水成地貌：面狀洗刷地貌，線狀沖刷地貌，河流地貌、湖泊地貌、海洋地貌。冰川地貌：冰川剝蝕地貌（冰牛、冰川槽穀）冰川堆積地貌（側(cè)磧、終磧）·風成地貌：風蝕地貌（風蝕窪地、磨菇石）風積地貌（新月形沙丘、沙壟）·巖溶地貌：地表水和地下水的溶蝕作用形成，形成的地貌如石芽、溶溝、溶澗、峰林、地下暗河?！ぶ亓Φ孛玻罕浪⒒?。還有黃土地貌、凍土地貌?！?-2山嶺地貌一、山嶺地貌的形態(tài)要素山頂山坡山腳山頂：山嶺地貌的最高部分，山頂呈長條狀延伸時稱山脊。山坡：有直線形、凹形、凸形、複合型。山腳：山坡與周圍平地的交接處。由坡積群、沖積錐、洪積扇、巖堆、滑坡、堆積體組成

圖4—2山頂?shù)母鞣N形態(tài)a)尖頂；b)圓頂；c)平頂

二、山嶺地貌的類型1、構(gòu)造變動形成的山嶺·平頂山：水準巖層構(gòu)成。·單面山：單斜巖層構(gòu)成的沿巖層走向延伸的一種山嶺·褶皺山：由褶皺巖層構(gòu)成的一種山嶺。背斜山、向斜穀（侵蝕）背斜穀、向斜山·斷塊山：斷裂變動形成的山嶺。山嶺側(cè)（2側(cè)）有斷裂·褶皺斷塊山：由褶皺和斷裂構(gòu)造組成形態(tài)構(gòu)成的山嶺2、火山形成的山嶺

錐狀火山：熔巖粘性大、流動性小、坡度大。盾狀火山：熔巖粘性小，流動性大，坡度小，外形、基部大。3、剝蝕作用形成的山嶺在山體地質(zhì)構(gòu)造的基礎上，經(jīng)長期外力剝蝕作用所形成的。圖4—4單面山山嶺a)單面山；b)、c)豬背嶺

圖4—3方山和桌狀山

三、埡口與山坡1、埡口：兩山之間的狹窄部分剝蝕一堆積型埡口圖4—5斷層破碎帶型埡口圖4—6背斜張裂帶型埡口單斜背斜圖4—7單斜軟弱層型埡口

構(gòu)造型埡口剝蝕型埡口2、山坡

山嶺的縱向坡度：＜15°微坡；

16°-30°緩坡；

31°-70°陡坡；＞70°垂直坡。a)b)c)d)圖4—8各種形態(tài)的山坡a)、b)凸形坡；c)凹形坡；d)階梯形坡§3-3平原地貌

平原地貌是地殼升降運動微弱或長期穩(wěn)定的條件下，經(jīng)風化剝蝕夷平或巖石風化碎屑經(jīng)搬運而在低窪地面堆積填平所形成的按高程：高原、高平原、低平原、窪地按成因：構(gòu)造平原、剝蝕平原、堆積平原一、構(gòu)造平原地殼構(gòu)造運動形成又長期穩(wěn)定的結(jié)果。堆積物厚度不大二、剝蝕平原地殼上升微弱、地表巖層高差不大，經(jīng)外力長期剝蝕夷平所形成三、堆積平原升出海平面的地殼在緩慢而穩(wěn)定下降的條件下，經(jīng)各種外力作用的堆積填平所形成。地形開闊平緩，起伏不大分佈有厚度很大的鬆散堆積物1、河流沖積平原、系河流改造及多條河流共同沉積形成。2、山前洪積、沖積平原：汛期：洪積，汛期過後，沖積物增加3、湖積平原：河流注入湖泊時，將所挾帶的泥沙堆積在湖底，乾涸後沉積層露出形成。§3-4河谷地貌一、河谷地貌的形態(tài)要素A12345河谷要素：A穀底，1、河床2、穀坡3、穀緣4、坡麓5、河漫灘河谷階地要素圖1、階面

2、階坡3、階地前緣4、階地後緣5、階地坡腳6、基座7、河漫灘8、河床14786523

圖4—9河谷要素圖4-10河流階地要素圖1—河床；2—穀坡；3—穀緣：1—階地後緣；2—階地面；3—階地前緣4-坡麓；5—河漫灘；A—穀底河漫灘4—階地斜坡；5—階地坡麓二、河谷地貌的類型1、按發(fā)展階段分類：·未成形河谷：河谷發(fā)育初期，V形，穀底缺乏河流沖積物?！ず勇┖庸龋合挛g作用減弱，側(cè)蝕加強，U型。河床兩（一）側(cè)形成完整階地。2、按河谷走向與地質(zhì)構(gòu)造的關係分類·背斜穀：沿背斜軸伸展的河谷，逆地形?！は蛐狈Y：沿向斜軸伸展的河谷，順地形?！涡狈Y：沿單向巖層走向伸展的河谷?！鄬臃Y：沿斷層走向伸展的河谷。上面4種的走向與構(gòu)造線的走向一致，稱為縱穀?！M穀、斜穀：河谷的瞳向與構(gòu)造的走向垂直或斜交。三、河流階地1、階地的成因河流階地是在地殼的構(gòu)造運動與河流的侵蝕、堆積作用的綜合作用下形成的。2、階地的類型侵蝕階地：河流的侵蝕作用形成，由基巖構(gòu)成，階地上沒有或很少有殘餘沖積物。堆積階地：河流沖積物組成的。

圖4-11侵蝕階地a)水準巖層上的侵蝕階地；b)傾斜巖層上的侵蝕階地

圖4-12堆積階地c)基座階地

a)上迭階地b)內(nèi)迭階地§3-5第四紀沉積物一、第四紀沉積物的基本特徵1、主要是陸相沉積，少數(shù)是海相、過渡相沉積，一般未受到變質(zhì)作用的影響。2、鬆散性：稱為鬆散沉積物3、巖相的多變性：由於第四紀沉積物的沉積環(huán)境極為複雜，因而沉積物的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、厚度在水準方向和垂直方向上都有很大的差異性。4、移動性：未膠結(jié)成巖，在內(nèi)外營力作下，常處於再搬運過程中，成分、結(jié)構(gòu)、厚度不斷變化，難以找到原始產(chǎn)狀，對比困難。5、常構(gòu)成各種堆積地貌形態(tài)剝蝕面或較平坦地段；山坡、坡麓；洪積扇、洪積平原；河谷地帶，山前沖積平原。二、第四紀沉積物的成因類型及工程地質(zhì)特徵1、殘積層（Qel）：巖石風化未經(jīng)搬運而殘留在原來位置的鬆散物。特點：位於基巖 風化殼的上部，向下漸變?yōu)榘腼L化的半堅硬巖石，殘積層的物質(zhì)成分、風化作用性質(zhì)，與氣候條件相關。乾旱地區(qū)-物理風化-砂類土半乾旱區(qū)-物理、化學風化-次生粘土礦物2、坡積層（Qdl）：由於水和重力的作用將山坡碎屑物質(zhì)搬運或崩塌在斜坡下部較低窪地帶堆積而成。特點：稍具分選，從坡頂?shù)狡履_，顆料逐漸變細，所處環(huán)境不同，性質(zhì)變化也大，沿斜坡易滑動。3、洪積層（Qpl）：山區(qū)暴雨後洪水挾帶大量碎屑物質(zhì)堆積在山間河谷或山前平原地帶，稱洪積物。常與坡積物、沖積物交互沉積在一起，形成山麓的坡積洪積裙和山前洪積、沖積傾斜平原。特點：近山區(qū)分選不好的粗碎屑土；壓縮性小，承載力大，遠處分選性較好的細碎屑土和粘性土；（壓縮性小，承載力大）有斜交層理、透鏡體。4、沖積層（Qal）：是河流所挾帶的物質(zhì)沉積下來的沉積物。特點：山區(qū)河谷——單層礫石結(jié)構(gòu)的河床相沉積。山間盆地和寬穀——河漫灘相沉積，分選性差，具透鏡狀或不規(guī)則的帶狀構(gòu)造。平原河流具河床相、河漫灘相、牛軛湖相沉積。我國一些大城市：武漢、上海、天津等都位於漫灘相沉積物之上。5、湖積層（Ql）：湖水中沉積的物質(zhì)。又分為：淡水湖積物和鹹水湖積物，淡水沉積物{湖岸沉積物：礫石、砂土、粘砂土湖心沉積物：淤泥、淤泥質(zhì)土，有機質(zhì)含量20～40%Ea低抗剪強度低具觸變性。6、洞穴堆積：洞穴堆積物是充填於可溶性巖類所形成的洞穴內(nèi)的沉積物。成分雜：石塊、礫石、砂、粘性土7、冰川堆積：冰川作用堆積起來的物質(zhì)統(tǒng)稱冰磧。大陸冰川或內(nèi)地冰川的沉積物，是大小石塊和泥砂混雜的疏鬆物質(zhì)，只是在冰川長期壓實下，為堅實的沉積層，漂石面有丁字擦痕。8、冰水沉積（Qfgl）：在冰川末端或邊緣，融化的冰水為主要營力而產(chǎn)生的沉積稱為冰水沉積。成分：砂粒為主，夾礫石，具斜交層理。9、風積層：（Qeol）：風力堆積而成：風成沙、風成黃土、沙漠等。巖性鬆散，分選性好，孔隙比大，不具層理。10、混合成因的沉積層：常見的有殘積坡積層Qel+dl

坡積洪積層Qdl+pl洪積沖積層Qpl+al下游堆積風化物殘積坡積上游沖蝕中游沖蝕堆積河流山坡剖面河流剖面

地質(zhì)構(gòu)造

大家已有了巖石的概念：巖漿、沉積巖、變質(zhì)巖，它們是不同的地質(zhì)環(huán)境和不同的地質(zhì)作用下形成的。

侵入巖是在地下形成，但現(xiàn)在大量突出地表，甚至形成高山，如五臺山、黃山等由侵入巖或其變質(zhì)巖組成；沉積巖，原始應水準沉積，地表大量傾斜、彎曲、斷裂。

這些說明地殼上巖石發(fā)生了運動，發(fā)生變形、變位，改變了原來的狀態(tài)。

§1

概念

地質(zhì)構(gòu)造是地殼運動的產(chǎn)物，其規(guī)模有大有小，大的如構(gòu)造帶（數(shù)千km），小的如巖石的片理。是地殼運動在巖層和巖體中所造成的永久變形。主要由地球內(nèi)動力地質(zhì)作用引起地殼變化，使巖層或巖體發(fā)生變形和變位的運動稱地殼運動。地殼運動的結(jié)果形成了不同的構(gòu)造形跡——褶皺、斷裂等。地殼運動也稱為構(gòu)造運動——控制著海、陸變遷及其分佈輪廓，地殼的隆起和坳陷，山脈和海溝的形成。地殼運動至今仍在發(fā)展運動中，一般認為晚第三紀（距今2500萬年）以來的構(gòu)造運動為新構(gòu)造運動。而又將人類歷史時期至現(xiàn)在所發(fā)生的新構(gòu)造運動稱為現(xiàn)代構(gòu)造運動。地殼運動按其運動方向分為水準運動和垂直運動。水準運動：巖層受水準擠壓或引張作用的運動。使巖層產(chǎn)生褶皺、斷裂。垂直運動：地殼垂直的升降運動，地殼大面積上升和下降，形成大規(guī)模的隆起和坳陷。地殼運動的速率：一般以緩慢漸變的方式進行，以mm/y計，不易為人所察覺，也有表現(xiàn)十分強烈，短期內(nèi)發(fā)生快速突變，如火山爆發(fā)、地震等。水準構(gòu)造

未經(jīng)構(gòu)造變動的沉積巖層，其形成時的原始產(chǎn)狀是水準的，先沉積的老巖層在下，後沉積的新巖層在上，形成產(chǎn)狀近似水準的構(gòu)造——水準構(gòu)造，亦稱水平巖層。水準巖層多分佈在大範圍內(nèi)均勻指升或下降的地區(qū)，如陝北的中生界地層。傾斜構(gòu)造由於地殼運動使原始水準的巖層發(fā)生傾斜，巖層層面與水平面之間有一定夾角的巖層，為傾斜構(gòu)造（傾斜巖層）。常是褶皺的一翼或斷層的一翼，大區(qū)域內(nèi)同一方向傾斜和傾角基本一致的巖層又稱單斜構(gòu)造。傾斜構(gòu)造的產(chǎn)狀——可用巖層層面的走向、傾向和傾角三個產(chǎn)狀要素表示。沉積巖的水準層理(塔里木盆地北緣)

沉積巖的水準層理(美國科羅拉多)

相背分離水準運動相向擠壓剪切

垂直運動——差異升降

地殼運動（構(gòu)造運動）

——地殼的機械運動。

類型

水準運動的表現(xiàn)大陸漂移學說1912年魏格納的提出證據(jù)：海岸線彎曲形狀、古生物化石、地質(zhì)構(gòu)造、古氣候50~60年代，古地磁、海底調(diào)查、地震臺網(wǎng)以古生物、古氣候等研究進展證實了水準運動

現(xiàn)代板塊構(gòu)造理論得到了證實

舌羊齒：C-P陸生蕨類植物分佈在澳大利亞、印度、南美和非洲

中龍：C-P淡水生活的小型爬行動物，分佈在南美的巴西和南非現(xiàn)代儀器觀測到的水準運動垂直運動的表現(xiàn)

垂直變位指巖石圈沿地球半徑方向發(fā)生的位移實例：義大利塞拉比斯古廟的遺跡垂直升降造成的地貌河流階地準平原和夷平面海平面升降的的證據(jù)垂直運動在地層中的反映沉積厚度和沉積環(huán)境的變化

沉積環(huán)境反映垂直升、降變化沉積厚度反映巖石圈升降的幅度沉積厚度與地殼下降垂直運動在地層中的反映地層的接觸關係整合接觸：巖石圈緩慢下降不整合接觸：顯著的升降和水準擠壓作用平行不整合：顯著的升降地殼的垂直升降運動巖石的變形

彈性變形不留痕跡塑性變形：褶皺和斷裂地殼運動的結(jié)果為巖石變形變位，導致地質(zhì)構(gòu)造的形成。

巖石變形——地殼中巖石變改了原有的空間位置和形態(tài)。地質(zhì)構(gòu)造——巖石變形的產(chǎn)物包括褶皺、斷裂兩大類。變形的類型

§2.

褶皺和斷裂

褶皺和斷裂是地質(zhì)構(gòu)造的兩大類型，是由於巖石的運動改變了原來空間位置和形態(tài)而形成的。一、巖層空間位置的測定

地質(zhì)上以巖層的產(chǎn)狀來描述其空間位置，包括巖層的走向、傾向、傾角，稱產(chǎn)狀三要素地理方位角的表示360o270o180o130o90o45o290o/0oSNWESWSWWSSWNNENEE225o315oSENWNEＮ45oＷＳ50oＷ

產(chǎn)狀三要素：1.走向：走向線———巖層面同任意水平面的交線（巖層層面上的任意一條水平線）。

走向———走向線兩端所指的方向。以方位角來表示。

注意：我們強調(diào)了兩端所指的方向，因此走向的方位角有２個，相差180o走

向線

產(chǎn)狀三要素：2.傾向:

最大傾斜線———巖層面上與走向線垂上的向下延伸的線。

傾向———最大傾斜線的水準投影所指的方向，以方位角表示。傾向只有一個方向，且與走向垂直。

走向＝傾向+90o傾向最大傾斜線

產(chǎn)狀三要素：傾角傾角在0~90°變化。3．傾角：巖層面與水平面之間的夾角。最大傾斜線與其在水平面上投影線之間的夾角。巖層產(chǎn)狀的三要素：?走向?

傾向?

傾角產(chǎn)狀的表示：走向/傾向<傾角125°/NE<65°

S29°E/SW<18°

傾向<傾角35°<65°

只要給定傾向、傾角兩項可求知三要素特殊產(chǎn)狀：水準巖層:傾角=0°

傾向—走向∞

直立巖層:傾角=90°

傾向—走向α°

巖層厚度：兩層面之間垂直距離。（並非地面露頭任一兩點）。hhLL巖層的厚度h地表起伏

單斜構(gòu)造---------單面山

二、褶皺構(gòu)造

巖層受力後，發(fā)生彎曲，改變了原有的空間位置和形態(tài)，但其連續(xù)性未受到破壞，稱褶皺。單一彎曲稱褶曲。

褶曲的幾何要素（褶曲的描述）

核

翼

軸面

樞紐

軸跡

褶曲的幾何要素（褶曲的描述）

翼——

褶曲巖層

核——

褶曲巖層

核兩翼的兩坡。的中心。褶曲的幾何要素（褶曲的描述）

軸面

———平分褶曲兩翼的假想面（近於對稱面），

樞紐———軸面與巖層面的交線，

軸跡

———

軸面與地面的交線。軸面樞紐平面或曲面。水準或傾伏狀。褶皺構(gòu)造?傾伏角褶曲的描述軸面核兩翼樞紐褶皺的核部褶皺的核部

褶曲兩大基本類型

向斜———

水準巖層受力後下凹彎曲。兩翼地層相向傾斜核部地層時代最新兩翼地層時代漸老

背斜———

水準巖層受力後上凸彎曲。兩翼地層相背傾斜核部地層時代最老兩翼地層時代漸新

向斜背斜褶皺的巖層

巖層褶構(gòu)造中，背斜、向斜通常共存

如同翻起的波浪：

相鄰的背斜之間是向斜

相鄰的向斜之間是背斜

相鄰背斜、向斜共用一個翼

連續(xù)褶皺的巖層

褶曲類型1.按軸面產(chǎn)狀劃分：直立褶曲———軸面直立，兩翼傾向相反傾角相等。傾斜褶曲———軸面傾斜。兩翼傾向相反傾角不等。

直立褶曲傾斜褶曲倒轉(zhuǎn)褶曲———軸面傾斜。兩翼傾向相同傾角不等一翼為正常層序，一翼為倒轉(zhuǎn)層序。平臥褶曲———軸面近水準。兩翼近水準上下重疊。一翼為正常層序，一翼為倒轉(zhuǎn)層序。平臥褶曲倒轉(zhuǎn)褶曲直立傾斜倒轉(zhuǎn)平臥褶曲的類型

2°按樞紐產(chǎn)狀劃分：

水準褶曲

——樞紐水準傾伏褶曲

——

樞紐傾伏水準褶皺與傾伏褶皺水準褶皺與傾伏褶皺的水準切面形態(tài)褶皺構(gòu)造平面地質(zhì)圖穹窿穹窿盆地盆地

3°特殊類型：穹窿（背斜）———長/寬<1/3

盆地（向斜）———長/寬<1/3

複背斜、複向斜

褶曲的野外識別：

順或逆著傾向方向，地層重複出現(xiàn)，傾角變化有規(guī)律。背斜：新—

老—

新向斜：老—

新—

老

時代對稱出現(xiàn)的巖層

褶曲的野外識別：

地形倒置（並非絕對）原因：褶皺形成後在長期的風化剝蝕等外動力作用下，背斜軸部由於張裂隙發(fā)育、易剝蝕，並逐漸低凹成穀；而向斜軸部巖石受擠壓力，相對不易風化剝蝕，而成山。地形倒置（向斜成山背斜成穀）不同受力狀態(tài)的褶皺巖層

三、斷裂構(gòu)造

斷裂———

巖層在外力作用下失去連續(xù)性和完整性。

節(jié)理、裂隙

——無位移（僅有斷裂面）。

斷層

——

有一個或一組斷裂面，兩側(cè)巖層有明顯位移（錯動）

構(gòu)造力與節(jié)理的形成節(jié)理斷層描述

1.斷層面（帶）——巖層斷裂面，兩側(cè)巖層相對位移，有平面也有曲面可以產(chǎn)狀三要素來描述。

2.斷層線——斷裂面與地面交線。斷層出露線，直線或曲線。斷層面斷層的描述斷層走向斷層傾向斷層傾角斷層線3.斷盤——

斷層面兩側(cè)被切斷的巖塊

按斷層面與斷盤關係（位置關係）分：

上盤、下盤、東南盤、西北盤等；

按兩盤相對位移（運動）方向分：

上升盤、下降盤。上盤下降盤下盤上升盤斷層面斷層的描述特大型斷層:

如美國西部SanAndreas斷層切割到地殼下部，位移量480公里；我國郯廬斷裂位移幾百公里；微型斷層:

手標本可見。

ＳａｎＡｎｄｒｅａｓ大斷層4.斷層規(guī)模

——

以切割深度，延展長度，斷距大小來衡量。東非裂谷的斷裂面郯廬斷裂斷層分類：

按兩盤相對位移的方向分：

正斷層

——

上盤下降、下盤上升。

逆斷層

——

上盤上升、下盤下降。其中逆掩斷層：斷面傾角小<25°。

平移斷層

——

兩盤水準錯動（斷面近直立）。

(走滑斷層)

斜滑斷層

(兼有平移和正斷層的性質(zhì))逆斷層正斷層平移斷層斜滑斷層

拉張力與正斷層

擠壓力與逆斷層逆掩斷層

與推覆體

平移斷層(走滑斷層)左行平移斷層右行平移斷層正斷層逆斷層逆掩斷層平移斷層

(走滑斷層)推覆構(gòu)造的形成

按斷層走向與巖層走向的關係分：

縱斷層（走向斷層）——

斷層面走向與走向一致。橫斷層（傾向斷層）——斷層面走向與走向垂直。斜向斷層——斷層面走向與走向斜交。

斷層組合類型：

迭瓦式構(gòu)造：一組傾向一致，大致平行的逆掩斷層。階梯狀構(gòu)造：一組傾向一致，大致平行的正斷層。

迭瓦式構(gòu)造