工程地质学课件 第3章 地质年代与地质构造

2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所1工程地质李子生二零一五年三月EngineeringGeology2023/3/16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。2023/3/16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。2023/3/16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2023/3/16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2023/3/16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。 2023/3/16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。2023/3/16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3-22023/3/16广东工业大学岩土工程研究所92023/3/16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。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所11㈠水平构造：㈠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。

2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所12㈡单斜构造㈡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①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）的方位角表示。②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。③岩层的倾角：岩层面与水平面所夹的锐角。2023/3/16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.120°∠30°

表示岩层的倾向为方位角120°、倾角为30°单斜岩层的产状在地质图中表示—“”2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所14㈢褶皱(fold)构造㈢褶皱(fold)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，如图3-9所示2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所15⑴背斜(anticline)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⑵向斜(syncline)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“”2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所16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2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所17褶皱分类①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；②按枢纽产状划分为水平褶皱和倾伏褶皱。褶皱的野外观察识别和评价（自学）

2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所18㈣断裂(rupture)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：裂缝两侧无显著位移的断裂构造。节理类型：⑴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①张节理：节理面呈张开、粗糙状。多见于褶曲背部、坡顶等处。与σ3（拉）方向垂直。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所19剪（扭）节理②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σ1（压）方向。多分布于褶曲翼部或断层附近。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所20⑵非构造节理⑵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。①原生节理系成岩时产生，如温度等影响。②风化节理系风化作用产生，多分布于近地表，无规律性。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所21节理的工程地质评价①将岩层切割成块，使岩体强度、稳定性降低；②加速岩体风化；③增加岩体的透水性；（地下水通道）④影响工程稳定。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所22■节理的发育程度分级1.节理不发育等级(1)特征:1～2组、规则、间距＞1m,多为闭合，岩体被切割成巨块状(2)评价:对基础工程无影响，对岩体稳定性影响不大2.节理较发育等级(1)特征:2～3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2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所23■节理的发育程度分级3.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，岩体被切割成碎石状(2)评价:对建筑物影响严重注:节理面密闭：宽＜1mm；节理面微张开：1～3mm；节理面张开：3～5mm；节理面宽张＞5mm2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所242023/3/16广东工业大学岩土工程研究所25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2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所262.断层2.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有。⑴断层的要素（如图3-17所示）：①断层面：两侧岩块之间的断裂面，为平面或曲面状。②断层线：断层面与地面的交线。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所27断层的要素③上、下盘：断层面上部的岩块—上盘断层面下部的岩块—下盘。④断距：上、下盘相对移开的距离。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所28断层的基本类型⑵断层的基本类型（如图3-18所示）：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：上盘相对上升、下盘相对下降的断层。图中表示“”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“”2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所29断层的组合形式⑶断层的组合形式：见图3-10、3-11

断层（裂）带或破碎带(fracturezone)--地垒、地堑、阶梯状断层：如图3-19所示迭瓦式断层：如图3-20所示2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所30断层的工程地质评价①使岩体裂隙增多，破碎，风化严重，地下水发育。②造成岩体强度和稳定性大为降低。③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。④对大型工业民用建筑和大型桥梁选址不利。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所31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.2023/3/16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：2023/3/16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：P56-57（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。2023/3/16广东工业大学岩土工程研究所34根据地貌特征识别⑴地貌特征：①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②沟谷、峡谷——破碎带，易侵蚀下切③山嵴错断、错开处河谷跌水瀑布等2023/3/16广东工