工程地质基础知识之地质年代解读38

2022/11/30广东工业大学岩土工程研究所1工程地质李子生二零一四年九月EngineeringGeology2022/11/30广东工业大学岩土工程研究所23地质构造(geologicstructure)一、地质年代概念1

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2

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45～60亿年。误差较大。2022/11/30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：1.沉积岩：根据层序、岩性、接触关系及古生物化石进行确定。⑴层序：正常层序为先下后上（如图3－2）。但受构造错位影响（如倒转褶曲，如图3－3），则出现层序被打乱现象。2022/11/30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2022/11/30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⑵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。⑶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2022/11/30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⑷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.岩浆岩：根据⑴与已知沉积岩的接触关系⑵本身穿插构造关系确定地质年代。⑴接触关系：①侵入接触：有蚀变(变质)，岩浆岩晚于沉积岩②沉积接触：无变质，岩浆岩早于沉积岩，后沉积，有侵蚀面。 2022/11/30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⑵穿插构造：如图3-5所示穿插的侵入体（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。新岩脉穿过老的侵入岩。2022/11/30广东工业大学岩土工程研究所8（二）地质年代表1.地质年代单位与地层单位对应关系:如表3-12.地质年代单位与地层单位的相应符号及新老地层的顺序，如表3-22022/11/30广东工业大学岩土工程研究所92022/11/30广东工业大学岩土工程研究所10二、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。2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所11㈠水平构造：：㈠水平构造：未受构造运运动影响（（或受影响响较小）的的沉积岩构构造，其层层面呈水平平或近似水水平。正常层序为为上新下老老。图中用用“””表示。。2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所12㈡单斜构造㈡单斜构造：岩层向同一一方向倾斜斜的构造，，其空间分分布位置用用产状(attitude)表示。岩层产状的的三要素：：如图3-6所示①岩层的走向向：岩层的空空间延伸方方向，用层层面与水平平面交线（（走向线））的方位角表示。②岩层的倾向向：垂直走向向线、在水水平面内背背离层面方方向射线的的方位角。③岩层的倾角角：岩层面与与水平面所所夹的锐角角。2022/11/26广东工业大学学岩土工程研研究所13单斜岩层的产产状表示走向与倾向相相差90°，通常仅表示示出倾向。eg.120°∠30°表示岩层的倾倾向为方位角角120°、倾角为30°单斜岩层的产产状在地质图图中表示—“””2022/11/26广东工业大学学岩土工程研研究所14㈢褶皱(fold)构造㈢褶皱(fold)构造：岩层受水平构构造运动作用用形成一系列列波浪状弯曲曲但仍保持岩岩层连续的构构造。由一系系列褶曲组成成。褶曲--褶皱构造中的的一个弯曲，，是褶皱的组组成单位。按褶曲形状分分为背斜和向斜褶褶曲，如图3-9所示2022/11/26广东工业大学学岩土工程研研究所15⑴背斜(anticline)褶曲—向上拱拱的弯弯曲，受剥剥蚀后后出露露地表表的地地层顺顺序为为：新—老—新⑵向斜(syncline)褶曲—向下凹凹的弯弯曲，受剥剥蚀后后出露露地表表的地地层顺顺序为为：老—新—老褶曲在在地质质图上上表示示—“””或“””2022/11/26广东工工业大大学岩岩土工工程研研究所所16褶曲的的要素素褶曲的的要素素（如图图3-10所示））：核核部、、翼部部、轴轴(面)、枢纽纽、翼翼角2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所17褶皱分类①按轴面和两两翼产状划划分为直立立、倾斜、、倒转、平平卧褶皱，，如图3-11所示；②按枢纽产产状划分为为水平褶皱和倾伏褶皱。褶皱的野外外观察识别别和评价（（自学）2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所18㈣断裂(rupture)构造断裂构造是指岩体内内不连续的的断裂面,包括断层(fault)和节理(joint)(或裂隙)。1.节理：裂缝两侧侧无显著位位移的断裂裂构造。节理类型：⑴构造节理：构造作用用产生，包包括张节理理和剪（扭扭）节理。。如图3-15所示①张节理：节理面呈呈张开、粗粗糙状。多多见于褶曲曲背部、坡坡顶等处。。与σ3（拉）方向向垂直。2022/11/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所19剪（扭））节理②剪（扭））节理：节理面面呈闭合合、平直直状，有有擦痕，，分布密密集、深深远，一一般成对对出现，，且锐角角正对σ1（压）方方向。多多分布于于褶曲翼翼部或断断层附近近。2022/11/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所20⑵非构造节节理⑵非构造节节理：成岩、、重力等等作用产产生，包包括原生生节理和和风化节节理。①原生节节理系成岩时时产生，，如温度度等影响响。②风化节节理系风化作作用产生生，多分分布于近近地表，，无规律律性。2022/11/26广东工业大学学岩土工程研研究所21节理的工程地地质评价①将岩层切割成成块，使岩体强度、、稳定性降低低；②加速岩体风风化；③增加岩体的的透水性；（（地下水通道）④影响工程稳稳定。2022/11/26广东工业大学学岩土工程研研究所22■节理的发育程程度分级1.节理不发育等级(1)特征:1～2组、规则、间间距＞1m,多为闭合，岩岩体被切割成成巨块状(2)评价:对基础工程无无影响，对岩岩体稳定性影影响不大2.节理较发育等级(1)特征:2～3组，呈X型，较规则，，间距0.4m以上，多为密密闭，部分微微张，少有充充填物，岩体体被切成大块块状(2)评价:对基础工程影影响不大，对对其它工程影影响较大2022/11/26广东工业大学学岩土工程研研究所23■节理的发育程程度分级3.节理发育等级(1)特征:3组以上，不规规则，构造风风化为主，间间距＜0.4m，大多张开、、部分有充填填物，岩体被被切割成小块块状(2)评价:对建筑物影响响较大3.节理很发育等级(1)特征:3组以上，杂乱乱，风化、构构造型为主，，间距＜0.2m，大多张开，，有充填物，，岩体被切割割成碎石状(2)评价:对建筑物影响响严重注:节理面密闭：：宽＜1mm；节理面微张张开：1～3mm；节理面张开开：3～5mm；节理面宽张张＞5mm2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所242022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所25节理玫瑰图图节理玫瑰图图—表示节理发发育情况的的调查统计计图，分为为走向和倾倾向节理玫玫瑰图。如如图3-16所示2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所262.断层2.断层：断裂面两侧侧的岩块发发生显著位位移的断裂裂构造。断层的规模模远大于节节理，长度度从几米至至上千千米米，宽度从从几厘米至至几十千米米均有。⑴断层的要素素（如图3-17所示）：①断层面：两侧岩块块之间的断断裂面，为为平面或曲曲面状。②断层线：断层面与与地面的交交线。2022/11/26广东东工工业业大大学学岩岩土土工工程程研研究究所所27断层层的的要要素素③上、、下下盘盘：断层层面面上上部部的的岩岩块块—上盘盘断层层面面下下部部的的岩岩块块—下盘盘。。④断距距：上上、、下下盘盘相相对对移移开开的的距距离离。。2022/11/26广东东工工业业大大学学岩岩土土工工程程研研究究所所28断层的基基本类型型⑵断层的基基本类型型（如图图3-18所示）：：正断层：上盘相对对下降、、下盘相相对上升升的断层层。图中表表示“””逆断层：上盘相对对上升、、下盘相相对下降降的断层层。图中表表示“””平移断层层：上、下盘盘沿走向向方向产产生相对对水平位位移的断断层。图中表表示“””2022/11/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所29断层的组组合形式式⑶断层的组组合形式式：见图3-10、3-11断层（裂裂）带或或破碎带带(fracturezone)--地垒、地地堑、阶阶梯状断断层：如图3-19所示迭瓦式断断层：如图3-20所示2022/11/26广东工业业大学岩岩土工程程研究所所30断层的工工程地质质评价①使岩体裂裂隙增多多，破碎碎，风化化严重，，地下水水发育。。②造成岩岩体强度度和稳定定性大为为降低。。③与断层层走向平平行的边边坡易发发生大规规模坍塌塌；对隧隧道工程程易产生生洞顶坍坍落；对对区域稳稳定性的的影响不不利。④对大型型工业民民用建筑筑和大型型桥梁选选址不利利。2022/11/26广东工工业大大学岩岩土工工程研研究所所31断层的的工程程地质质评价价:对大型型工业业民用用建筑筑选址址不利利.对大型型桥位位选址址不利利.对道路路选线线若与与断层层走向向平行行易产产生边边坡滑滑塌对隧道道工程程易产产生洞洞顶坍坍落.对区域域稳定定性的的影响响不利利.2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所32断层在地质质图上的表表示方法断层在地质质图上的表表示方法：：2022/11/26广东工业大大学岩土工工程研究所所33断层的野外外识别断层的野外外识别：P56-57（自学）可根据与断断层构造有有关的地貌貌、地层、、伴生构造造等