认识地质构造

1、认识地质构造n 地质构造：组成地壳的岩层或岩体在地应力的长期作用下，会发生变形变位，把地层发生变位后形成各种构造运动的形迹形迹称为地质构造地质构造。n一、地质年代n1、地质年代：从最老的地层到最新的地层所代表的整个时代。地质学家把地史划分为5个代 。（时间表述单位时间表述单位:宙、代、纪、世、期、阶； 地层表述单位地层表述单位:宇、界、系、统、组、段 ）n2、地质年代可分为相对年代相对年代和绝对年龄绝对年龄（或同位素年龄）两种。 n3、绝对年龄绝对年龄是根据测出岩石中某种放射性元素及其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的实际年数。 例例如如：地球上最大的岩石年龄为45亿年 。n4、地球的年

2、龄应在46亿年以上亿年以上 。n5、相对地质年代相对地质年代是指岩石和地层之间的相对新老关系相对新老关系和它们的时代顺序时代顺序，是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定 。n 地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序，将地层分为5代12纪。即早期的太古代和元古代（元古代在中国含有1个震旦纪），以后的古生代、中生代和新生代。古生代古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪，共7个纪；中生代中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，共3个纪；新生代新生代只有第三纪、第四纪2个纪。在各个不同时期的地层里，大都保存有古代动、植物的标准化石，如寒武纪的三叶虫、奥陶纪的

3、珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二叠纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等 n各类动、植物化石出现的早晚是有一定顺序的，越是低等低等的，出现得越早越早，越是高等的，出现得越晚。n 标准化石图谱标准化石图谱寒武纪的三叶虫 奥陶纪的珠角石 二叠纪的大羽羊齿 泥盆纪的石燕 志留纪的笔石 侏罗纪的恐龙 n6、地质年代表 n年代地层年代地层单位包括宇、界、系、统、组、时间带；n地质年代地质年代单位包括宙、代、纪、世、期、时。n宇(宙)：宇是最大的年代地层单位，是宙的时期内形成的地层。 1）2）3）4）原核生物出现(菌类及蓝藻) 硬壳(无脊椎)动物出现裸蕨植物出现鱼类出现 节蕨 石松 真蕨植物出现裸子植物出现两

4、牺类动物出现5）6）7）8）蜥龙 鱼龙出现爬行动物时代 被子植物出现兽类出现 鸟类出现人类时代现代动物n二、岩层及岩层产状 n1、岩层n岩层是由两个平行或近于平行两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩体。n岩层的顶面、底面、厚度称为岩层的三个要素岩层的三个要素。n2、岩层产状n岩层产状岩层产状是指岩层的空间位置。n产状三要素产状三要素包括岩层的走向、倾向、倾角。岩层产状要素示意图n(1) 产状三要素n走向走向：指岩层层面与水平面交线的方位角方位角，其表示岩层在空间延伸的方向，如图中AB线。n倾向倾向：指垂直走向顺倾斜面向下引出的直线在水平面的投影的方位角方位角，表示岩层在空间的倾

5、斜方向，如图中CD线。倾向只有一个方向，且与走向垂直。 走向走向 = 倾向倾向 + 90n倾角倾角：指岩层层面与水平面所夹的锐角锐角(090变化)，表示岩层在空间倾斜角度的大小，如图中。n(2) 岩层产状的测量方法n 岩层的产状在野外是用地质罗盘仪地质罗盘仪来测量的。n测走向：测走向：将罗盘仪的长边(平行南北刻度线的仪器外壳的边缘)紧靠岩层层面调整罗盘位置使水准气泡居中，待磁针静止，读指北针或指南针所指的方位角度数，就是走向的方位。n测倾向：测倾向：将罗盘仪的短边(如用刻度盘南端)紧据岩层层面，罗盘北端则指向岩层倾斜方向，调整罗盘位置使水准气泡居中，待磁针静止，读指北针所指的方位角度数，就是所

6、测之倾向方位。n测倾角：测倾角：将罗盘仪竖放在层面上，使其长边与走向线垂直旋钮待测角水泡居中，倾角指示器所指的度数即为岩层的倾角。n（3）倾斜岩层产状表示方法n岩层产状只用倾向倾向和倾角倾角来表示，如走向为如走向为310，倾向，倾向为为220 ，倾角，倾角35 ，则记录为则记录为220 35 （倾向倾角）如需知道岩层的走向时，只需将倾向加减90。也可把走向走向、倾向倾向和和倾角倾角都记述，如一组走向为北西如一组走向为北西320，倾向南西，倾向南西230，倾角，倾角35的岩层产状，的岩层产状，记录为记录为N320W，S230W，35。n平面图上产状符号如下：平面图上产状符号如下：n三、地质构造地

7、质构造倾斜构造褶皱构造断裂构造倾斜倾斜构造构造单斜单斜构造构造水平水平构造构造直立直立构造构造（一）倾斜构造n（1）单斜构造 当地壳运动使原始水平的岩层发生倾斜，岩层如向同一方向倾斜，其倾斜角度也大致相同大致相同，则称为单斜层单斜层或单斜构单斜构，亦称倾斜岩层倾斜岩层。它常常是褶皱的一翼或断层的一盘，也可是区域内的不均匀上升或下降所形成的。n（2）水平构造 n原始沉积的岩层，一般是水平或近于水平的。先沉积的在下，后沉积的在上。当岩层层面与水平面的交角近于或等于交角近于或等于0时，称为水平岩层水平岩层 。n（3）直立岩层n 当地壳运动使原始水平岩层发生改变，岩层面与水平面的交角近于或等于交角近于

8、或等于90时，称直立岩层。 2、倾斜构造（岩层）对道路工程建设的影响（1）与道路工程的关系图:a.b.c三种岩层产状对道路边坡稳定有利。 图：d.e两种岩层产状易形成边坡坍塌和滑动。图f一种岩层产状极易形成滑坍。n（2）与隧道工程的关系图：图：b. d. f三种岩层产状及岩性，布设隧道一般是稳定的。图：图：a.c. e三种岩层产状及岩性，布设隧道可能引起隧道边墙坍塌或顺层滑动。n（二） 褶皱构造 原来呈水平或近水平状态的岩层，在受到地壳运动所产生的强大水平力的挤压后产生柔性弯曲但末失去其连续性，这种弯曲的地层形态被称为褶皱构造褶皱构造。 褶皱是褶曲的组合形态，两个或两个以上褶曲构造的组合。我国

9、的一些著名山脉，如昆仑山、祁连山、秦岭等，都是这种复杂的褶皱构造山脉。n1、褶曲的特征n 褶皱构造中岩石的每一个弯曲(一个完整的波形一个完整的波形)都称为一个褶曲一个褶曲。n褶曲的中心部分被称为核部或轴部核部或轴部；大体把褶曲平分的理想面称轴面轴面；轴面与水平面的交线称轴线轴线； 从褶曲的横断面上看，岩层面上弯曲最大的一点称脊脊；同一岩层面上所有弯曲最大的点的连线称为褶曲的脊线褶曲的脊线。 n2、褶皱的分类n褶皱形态的基本类型只有两种，即背斜背斜与向斜向斜。n背斜背斜 岩层向上拱起，经风化、剥蚀后露出地面的地层，向两侧成对称出现，自核部向翼部岩层时代依次由老到新，新地层在两侧，即两翼岩层常相背

10、向外倾斜的称背斜背斜。向向斜斜 岩层向下弯曲形成槽型褶皱，自核部向翼部岩层时代依次由新到老，两翼岩层常相对向内倾斜的称为向斜向斜。n 一般情况下，背斜成山、向斜成谷是内力作用的结果，一般情况下，背斜成山、向斜成谷是内力作用的结果，常称正地形。常称正地形。 逆地形示意图逆地形示意图 n3、褶皱构造对工程建设的影响 n1）褶皱核部岩层由于受水平挤压作用，产生许多裂隙，直接影响到岩体的完整。褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，变形强烈时，沿褶皱核部常有断层发生，造成岩石破碎或形成构造角砾岩带；地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流动的通道，必须注意岩层的坍落、漏水及涌水问题；在石灰

11、岩地区还往往信是岩溶较为发育。由于岩层构造变形和地下水的影响，所以道路、隧道工程或桥梁工程在褶皱核部易遇到工程地质问题。 n（2）褶皱的翼部不同于核部，在褶皱翼部布置建筑工程时，如果开挖边坡的走向近于平行岩层走向，且边坡倾向与岩层倾向一致，边坡坡角大于岩层倾角，则容易造成顺层滑动现象。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动，特别是当岩层倾向与临空面坡向一致且岩层倾角小于坡角，或当岩层中有软弱夹层，如有云母片岩、滑石片岩等软弱岩层存在时应慎重对待。n（3）对于隧道等深埋地下的工程，从褶皱的翼部通过一般是比较有利的。因为隧道通过均一岩层有利稳定，而背斜顶部岩层受张力作用可能塌落，向斜核部则是储水较

12、丰富的地段，但如果中间有松软岩层或软弱构造面时，则在顺倾向一侧的洞壁，有时会出现明显的偏压现象，甚至会导致支撑破坏，发生局部坍塌。n（4）对于深路堑和高边坡来说，存在三种情况：n有利情况：路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，只就岩层产状与路线走向的关系而言，对路基边坡的稳定性是有利的；n不利情况：路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，特别在云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩、千枚岩等松软岩石分布地区，坡面容易发生风化剥蚀，产生严重碎落坍塌，对路基边坡及路基排水系统会造成经常性的危害；n最不利情况：路线与岩层走向平行，岩层倾向与路基边坡一致，而边坡的坡角大于岩

13、层的倾角，特别在石灰岩、砂岩与粘土质页岩互层，且有地下水作用时，如路堑开挖过深，边坡过陡，或者由于开挖使软弱构造面暴露，都容易引起斜坡岩层发生大规模的顺层滑动，破坏路基稳定。n（三） 断层构造n 构成地壳的岩体，受构造应力作用发生变形，变形超过岩石的强度极限时，岩体的连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不一的断裂，称为断裂构造断裂构造。n断裂是地壳中常见的地质构造，包括节理节理和断层断层两类。n1、节理n由于岩石受力而出现的裂隙，但裂开面的两侧没有发生明显的(眼睛能看清楚的)位移，地质学上将这类裂缝称为节理，也被称为裂隙。只要接触石头，到处都能见到节理，它是很常见的一种构造地质现象。n（3）节

14、理的工程地质评价n1）裂隙破坏了岩体的完整性，使岩体的稳定性降低；n2）裂隙为大气和水进入岩体内部提供了通道，加速了岩 石的风化和破坏；n3）裂隙会降低岩石的承载能力；n4）裂隙常造成边坡的坍塌和滑动，以及造成地下洞室围岩的冒落；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，对水文地质意义重大。岩石中裂隙的多少与规模大小，对岩石的承载力影响很大，7）裂隙也是矿液运移、沉积场所，对找矿有利。如赣南钨矿，石英脉型金矿等 n2、断层n 岩层受构造应力作用发生断裂，沿断裂而两侧片层发生了移动或明显错位的断裂构造被称为断层断层。n（1）断层要素n断层主要有：断层面、断盘

15、、断层破碎带、断距。 n断盘断盘：断层面两侧的岩体。位于断层面上方的称为上盘；位于断层面下方的称为下盘；处于上升运动的为上升盘，处于下降的为下降盘。n断层面：断层面：指断层的破裂滑动面。n断层线：断层线：断层面与地面的交线。n断层的断距、落差断层的断距、落差：断层上下盘沿断层面发生相对位移的实际距离称为总断距；其在垂直方向上的相对位移称为垂直断距或落差；在水平方向上的相对位移称为水平断距或错距。 n断层破碎带：断层破碎带：多数断层其断裂面附近的岩石被构造应力挤碎，形成具有一定宽度的带状碎裂岩石亦称之为断层带。 n（2）断层的主要类型 n主要断层类型有正断层、逆断层和平推断层 n正断层：断层上盘

16、沿断层面倾斜线相对向下移动，下盘相对向上移动。n逆断层：断层上盘沿断层面相对向上移动，下盘相对向下移动。n平移断层：断层的两盘沿断层面走向发生移动的断层。n断层往往还成组出现，造成叠瓦状构造、阶梯状构造、地堑、地垒等各种复杂地质构造形。阶梯状断层 叠瓦状断层 地垒和地堑 负地形（低凹地带） 逢沟必断 n（4）断层的工程地质评价n 断层是在地球表面沿一个破裂面或破裂带两侧发生相对位错的现象。由于岩层发生强烈的断裂变动，导致岩体裂隙增多、岩石破碎、风化严重、地下水发育充分，从而降低了岩石的强度和稳定性，对工程建筑造成了不利的影响。主要表现为：n跨越断裂构造带的建筑物，由于断裂带及其两侧上、下盘的岩

17、性可能不同，易产生不均匀沉降。n隧道工程通过断裂破碎时易发生坍塌。在断层发育地段修建隧道，是最不利的一种情况。由于岩层的整体性遭到破坏，加之地面水或地下水的侵入，其强度和稳定性都是很差，容易产生洞顶塌落，影响施工安全。n当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避免与断层的破碎带接触。n隧道横穿断层时，虽然只有个别断落受到断层影响，但因工程地质及水文地质条件不良，必须预先考虑措施，保证施工安全。n如果断层破碎带规模很大，或者穿越断层带时，会使施工十分困难，在确定隧道平面位置时，要尽量设法避开。 n断层构造地带沿断裂面附近的岩块因强烈挤压而产生破碎，往往形成一条破碎带。因此，隧道工程通过断层时必须采取相应的工程加固措施，以免发生崩塌。n断裂带在新的地壳运动影响下，可能发生新的移动，从