第4讲 第四章 地质构造

第四章地质构造

4．1岩层产状与地层接触关系

4．2褶皱

4、3节理

4、4断层

4．5活断层

4、6地质图

4．l岩层产状与地层接触关系

4.1.1构造运动与地质构造

构造运动是一种机械运动，按运动方向可分为水平运动和垂直运动。

水平运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开。

垂直运动则使相邻块体作差异性上升或下降。构造运动使岩层发生变形和变位，形成的产物称为地质构造。常见的地质构造有褶皱、断层和节理。断层和节理又统称断裂构造。4.1.2岩层的产状

岩层的产状是指岩层的空间位置，它是研究地质构造的基础。产状用走向、倾向和倾角来表示，称为产状要素。产状要素用地质罗盘进行测量。

走向：层面与水平面交线的延伸方向，走向线就是层面上的水平线。

倾向：层面上与走向垂直并指向下方的直线，它的水平投影方向为倾向。

倾角：层面与水平面的交角。其中沿倾向方向测量得到的最大交角称为真倾角。岩层层面在其它方向上的夹角皆为视倾角。视倾角恒小于真倾角。4.1.3岩层露头线特征

露头是一些暴露在地表的岩石。未经过人工作用而自然暴露的露头称天然露头，还有一些是经人为作用暴露在路边、采石场和开挖基坑中称人工露头。

露头线是指岩层层面（或断层面、节理面等）与地面的交线。它的形态取决于岩层的产状和地面起伏即地形状况。水平岩层露头线与地形等高线平行重合，但不相交，直立岩层露头线呈直线延伸，不受地形影响，其延伸方向即为岩层走向。倾斜岩层露头线呈“V”字形形态。

露头线“V”字形有三种分布规律：

（1）岩层倾向与地面坡向相反时，在沟谷处“V”字形露头线弧顶尖端指向沟谷上游；（2）岩层倾向与地面坡向相同，但岩层倾角大于地面坡角时，在沟谷处观察露线，“V”字形露头线尖端指向河谷下游；（3）岩层倾向与地面坡向相同，但岩层倾角小于地面坡角时，在沟谷处观察，“V”字形露头线尖端指向沟谷上游，其弧形紧闭程度超过地形等高线的弯曲程度。4.1.4、地层接触关系地层（或岩石）的接触关系有以下几种：①整合接触表现为相邻的新、老地层产状一致，时代连续。它是在构造运动处于持续下降或持续上升的背景下发生连续沉积而形成的。②假整合接触（平行不整合接触）为新、老地层产状平行一致而地层时代不连续。其间缺失了某些地层，标志着这期间地壳曾一度上升。上升时遭受风化剥蚀，形成具有一定程度起伏的剥蚀面。③不整合接触（角度不整合接触）新、老地层产状不一致以角度相交，地层时代不连续，反映其间曾发生过剧烈的构造运动，致使老地层产生褶皱、断裂，地壳上升遭受风化剥蚀，形成剥蚀面。而后地壳下降至水面以下接受沉积，形成新地层。④侵入体的沉积接触表现为侵入体被沉积岩层直接覆盖，二者间有风化剥蚀面存在。⑤侵入接触是侵入体与被侵入围岩间的接触关系。侵入接触的主要标志是，侵入体边缘有捕虏体，侵入体与围岩接触带有接触变质现象，侵入体与其围岩的接触界线多呈不规则状。⑥断层接触即地层与地层之间或地层与岩体之间，其接触面本身为断层面。4．2褶皱

岩层受力而发生弯曲变形称为褶皱。4.2.1褶皱要素为了描述褶皱的空间形态，通常把褶皱的各组成部分称褶皱要素，主要褶皱要素如下：

①核部为褶皱中心部位的地层，当剥蚀后，常把出露在地面褶皱中心部分的地层称为核。

②翼部为褶皱核部两侧的地层。

③枢纽同一褶皱层面的最大弯曲点的联线叫做枢纽。枢纽可以是直线，也可以是曲线；可以是水平线，也可以是倾斜线。

④轴面褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面称为轴面。轴面是一个设想的标志面，它可以是平面，也可以是曲面。轴面与地面或其它任何面的交线称轴迹。4.2.2褶皱的类型褶皱有两种基本形态：背斜和向斜。

背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲。背斜核部出露的岩层时代相对较老，而翼部时代相对较新；

向斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上是岩层向下弯曲的褶皱。向斜核部岩层时代较新，冀部时代较老。（1）根据轴面产状，褶皱可分为：

①直立褶皱轴面近于直立，两翼倾向相反，倾角大小近于相等。

②斜歪褶皱轴面倾斜，两翼岩层倾斜方向相反，倾角大小不等。

③倒转褶皱轴面倾斜，两翼岩层向同一方向倾斜，倾角大小不等。其中一翼岩层为正常层序，另一翼岩层倒转。若两翼岩层向同一方向倾斜，倾角大小又相等，称同斜相褶皱。

④平卧褶皱轴面近于水平，一翼岩层为正常层序，另一翼岩层为例转层序。

⑤翻卷褶皱轴面为一曲面。（2）根据横剖面形态，褶皱可分为：

①扇形褶皱在横剖面上呈扇形展开，两翼岩层有时可能倒转。②箱形褶皱在横剖面上呈箱形，顶、底部岩层平缓而两翼岩层产状近于直立。③单斜岩层向一个方向由倾斜渐变为平缓。（3）根据枢纽产状，褶皱可分为：

①水平褶皱枢纽近于水平，两翼岩层走向平行一致。

②倾伏褶皱枢纽倾伏，两翼岩层走向呈弧形相交，对背斜而言，弧形的尖端指向枢纽倾伏方向。而向斜则不同，弧形的开口方向指向枢纽的倾伏方向。（4）根据褶皱的平面形态，可分为：

①线状褶皱褶皱的长宽比大于10:1。

②短轴褶皱褶皱的长宽比为3：1至10：1。

③穹隆与构造盆地长宽比小于3：1的背斜为穹隆、向斜为构造盆地。（5）复背斜与复向斜是褶皱的组合形式。不同大小级别的褶皱往往组合成巨大的复背斜和复向斜。即规模大的背斜、向斜的两翼被次一级的褶皱复杂化。4.2.3褶皱的野外识别

依据岩石地层和生物地层特征，查明和确立调查区地质年代自老至新的地层层序是首要的工作。然后，沿垂直地层走向进行观察，褶皱存在的标志是在沿倾斜方向上相同年代的地层作对称式重复出现。就背斜而言，核部岩层较两侧岩层时代老。而向斜则核部岩层较两侧岩层时代新。4.2.4褶皱构造的工程地质评价

褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，一般在背斜的顶部和向斜的底部发育有拉张裂隙，这些裂隙把岩层切割成块状。在变形强烈时，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。此外，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。