工程地质基础知识之地质年代解读

1、2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所1工程地质工程地质李子生二零一四年九月Engineering Geology 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所23 地质构造地质构造(geologic structure)一、地质年代一、地质年代概念概念1 1 地质年代地质年代表示地层（岩石）形成年代或先后顺序的时间单位。概念概念2 2 绝对地质年代绝对地质年代根据岩石中所含放射性同位素与稳定同位素（蜕变产物）的相对含量测定的地质年代，表示距今实际时间。如最早地层40亿年，推算地球形成4560亿年。误差较大。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所3相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其

2、确定方法概念3 相对地质年代根据与相邻已知地层的相对关系确定的地质年代。（一）相对地质年代的确定方法相对地质年代的确定方法：1. 沉积岩：根据层序、岩性、接触关系及古生物化石进行确定。层序：正常层序为先下后上（如图32）。但受构造错位影响（如倒转褶曲，如图33），则出现层序被打乱现象。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所4相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确定方法2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所5相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确定方法岩性岩性：根据标准地层进行对比，岩性相同或相近的地层系同一时期形成。接触关系接触关系：根据不同地质年代的地层之间的接触关系确定。分

3、为整合、平行不整合（假整合）、角度不整合的三类接触关系。如图3-4所示正常情况下，接触面下为老地层，面上为新地层 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所6相对地质年代及其确定方法相对地质年代及其确定方法古生物化石古生物化石：不同地质年代的沉积岩层中含有不同的化石，含有同一化石的地层则为同一地质年代。根据标准化石进行确定。2.2.岩浆岩岩浆岩： 根据与已知沉积岩的接触关系本身穿插构造关系确定地质年代。接触关系接触关系：侵入接触：有蚀变(变质)，岩浆岩晚于沉积岩沉积接触：无变质，岩浆岩早于沉积岩，后沉积，有侵蚀面。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所7相对地质年代及其确定方法相对地质年代

4、及其确定方法穿插构造穿插构造：如图3-5所示穿插的侵入体穿插的侵入体（岩株、岩脉等）比被侵入体中最新的还要新；比不整合面上的最老地层还要老。新岩脉新岩脉穿过老的侵入岩。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所8（二）地质年代表1.地质年代单位地质年代单位与地层单位地层单位对应关系: 如表3-1 2.地质年代单位与地层单位的相应符号及新老地层的符号及新老地层的顺序顺序，如表3-22022-3-2广东工业大学岩土工程研究所92022-3-2广东工业大学岩土工程研究所10二、地质构造二、地质构造概念：地质构造是地壳运动在岩体（大范围岩石）中留下的痕迹，即地质体（岩层、岩体）存在的空间形式、状态及其

5、相互关系。简单的地质构造有水平构造、单斜构造、褶皱和断裂四种型式。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所11水平构造：水平构造：水平构造水平构造：未受构造运动影响（或受影响较小）的沉积岩构造，其层面呈水平或近似水平。正常层序为上新下老。图中用“ ” 表示。 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所12单斜构造单斜构造单斜构造：岩层向同一方向倾斜的构造，其空间分布位置用产状(attitude)表示。岩层产状的三要素：如图3-6所示 岩层的走向岩层的走向：岩层的空间延伸方向，用层面与水平面交线（走向线）的方位角方位角表示。岩层的倾向岩层的倾向：垂直走向线、在水平面内背离层面方向射线的方位角方

6、位角。岩层的倾角岩层的倾角：岩层面与水平面所夹的锐角。 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所13单斜岩层的产状表示走向与倾向相差90，通常仅表示出倾向。 eg. 12030 表示岩层的倾向为方位角表示岩层的倾向为方位角120、倾角为、倾角为30单斜岩层的产状在地质图中表示“ ”2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所14褶皱褶皱(fold)构造构造褶皱褶皱(fold)构造构造：岩层受水平构造运动作用形成一系列波浪状弯曲但仍保持岩层连续的构造。由一系列褶曲组成。褶曲褶曲-褶皱构造中的一个弯曲，是褶皱的组成单位。按褶曲形状分为背斜和向斜褶曲背斜和向斜褶曲，如图3-9所示2022-3-2广东

7、工业大学岩土工程研究所15背斜背斜(anticline)(anticline)褶曲褶曲向上拱的弯曲，受剥蚀后出露地表的地层顺序为：新老新向斜向斜(syncline)(syncline)褶曲褶曲向下凹的弯曲，受剥蚀后出露地表的地层顺序为：老新老褶曲在地质图上表示“ ”或“ ” 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所16褶曲的要素褶曲的要素褶曲的要素褶曲的要素（如图3-10所示）：核部、翼部、轴(面)、枢纽、翼角2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所17褶皱分类褶皱分类按轴面和两翼产状划分为直立、倾斜、倒转、平卧褶皱，如图3-11所示；按枢纽产状划分为水平褶皱水平褶皱和倾伏褶皱倾伏褶皱。褶

8、皱的野外观察识别和评价（自学） 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所18断裂断裂(rupture)构造构造断裂构造断裂构造是指岩体内不连续的断裂面,包括断层(fault)和节理(joint)(或裂隙)。1.节理节理：裂缝两侧无显著位移的断裂构造。节理类型节理类型：构造节理构造节理：构造作用产生，包括张节理和剪（扭）节理。如图3-15所示张节理张节理：节理面呈张开、粗糙状。多见于褶曲背部、坡顶等处。与3（拉）方向垂直。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所19剪（扭）节理剪（扭）节理剪（扭）节理：节理面呈闭合、平直状，有擦痕，分布密集、深远，一般成对出现，且锐角正对1（压）方向。多分布

9、于褶曲翼部或断层附近。 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所20非构造节理非构造节理非构造节理非构造节理：成岩、重力等作用产生，包括原生节理和风化节理。原生节理原生节理系成岩时产生，如温度等影响。风化节理风化节理系风化作用产生，多分布于近地表，无规律性。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所21节理的工程地质评价将岩层切割成块，使岩体强度、稳定性降低；加速岩体风化；增加岩体的透水性；（地下水通道）影响工程稳定。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所22节理的发育程度分级节理的发育程度分级1.节理不发育节理不发育等级 (1)特征:12组、规则、间距1m,多为闭合，岩体被切割成巨块状

10、 (2)评价:对基础工程无影响，对岩体稳定性影响不大2.节理较发育节理较发育等级(1)特征:23组，呈X型，较规则，间距0.4m以上，多为密闭，部分微张，少有充填物，岩体被切成大块状 (2)评价:对基础工程影响不大，对其它工程影响较大2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所23节理的发育程度分级节理的发育程度分级3. 节理发育节理发育等级 (1)特征:3组以上，不规则，构造风化为主，间距0.4m，大多张开、部分有充填物，岩体被切割成小块状 (2)评价:对建筑物影响较大 3. 节理很发育节理很发育等级(1)特征:3组以上，杂乱，风化、构造型为主，间距0.2m，大多张开，有充填物，岩体被切割成碎

11、石状 (2)评价:对建筑物影响严重注注: :节理面密闭：宽节理面密闭：宽1mm1mm；节理面微张开：；节理面微张开：1 13mm3mm；节理面张开：；节理面张开：3 35mm5mm；节理面宽张；节理面宽张5mm5mm2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所242022-3-2广东工业大学岩土工程研究所25节理玫瑰图节理玫瑰图节理玫瑰图节理玫瑰图表示节理发育情况的调查统计图，分为走向和倾向节理玫瑰图。如图3-16所示2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所262.断层断层2.断层断层：断裂面两侧的岩块发生显著位移的断裂构造。断层的规模远大于节理，长度从几米至上千千米，宽度从几厘米至几十千米均

12、有。断层的要素断层的要素（如图3-17所示）：断层面断层面：两侧岩块之间的断裂面，为平面或曲面状。断层线断层线：断层面与地面的交线。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所27断层的要素断层的要素上、下盘上、下盘： 断层面上部的岩块上盘 断层面下部的岩块下盘 。断距断距：上、下盘相对移开的距离。 2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所28断层的基本类型断层的基本类型（如图3-18所示）：正断层正断层：上盘相对下降、下盘相对上升的断层。图中表示“ ”逆断层逆断层：上盘相对上升、下盘相对下降的断层。图中表示“” 平移断层平移断层：上、下盘沿走向方向产生相对水平位移的断层。图中表示“” 202

13、2-3-2广东工业大学岩土工程研究所29断层的组合形式断层的组合形式断层的组合形式断层的组合形式：见图3-10、3-11 断层（裂）带或破碎带(fracture zone)-地垒、地堑、阶梯状断层地垒、地堑、阶梯状断层：如图3-19所示迭瓦式断层迭瓦式断层：如图3-20所示2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所30断层的工程地质评价断层的工程地质评价使岩体裂隙增多，破碎，风化严重，地下水发育。造成岩体强度和稳定性大为降低。与断层走向平行的边坡易发生大规模坍塌；对隧道工程易产生洞顶坍落；对区域稳定性的影响不利。对大型工业民用建筑和大型桥梁选址不利。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所3

14、1断层的工程地质评价:对大型工业民用建筑选址不利.对大型桥位选址不利.对道路选线若与断层走向平行易产生边坡滑塌对隧道工程易产生洞顶坍落.对区域稳定性的影响不利.2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所32断层在地质图上的表示方法断层在地质图上的表示方法断层在地质图上的表示方法：断层在地质图上的表示方法：2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所33断层的野外识别断层的野外识别断层的野外识别：断层的野外识别：P56-57（自学）（自学）可根据与断层构造有关的地貌、地层、伴生构造等现象进行识别。2022-3-2广东工业大学岩土工程研究所34根据地貌特征识别地貌特征：新断层、陡壁处形成断层三角面地形，因为上盘上升，陡崖经剥蚀沟谷、峡谷破碎带，易侵蚀下切