地质构造讲课教案

地质构造收集于网络，如有侵权请联系治理员删除收集于网络，如有侵权请联系治理员删除第五章 地质构造第一节 岩层的产状其次节 褶皱构造第三节 断裂构造地质构造变动：岩层形成后，在地壳运动影响下发生变形和变位〔位移、倾斜、弯曲、断裂〕，其原始产状受到不同程度的转变，称为地质构造变动。地质构造：发生构造变动的岩层所呈现的各种空间形态称为地质构造。地质构造分为两类：褶皱构造、断裂构造。〔单斜构造往往是褶皱或断裂构造形态的一局部，故不另列〕第一节岩层的产状一、岩层及其产状〔一〕岩层岩层是由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。岩层的顶面、底面、厚度称为岩层的三个要素。〔二〕岩层产状岩层产状是指岩层的空间位置。用于描述岩层的空间展布特征。二、产状要素一般岩层的产状用走向、倾向、倾角表示。走向、倾向、倾角称为岩层产状的三要素。1走向：指岩层面与水平面的交线走向是直线，有两个方向，方向用方位角表示。如走向的一个方位3030210°。2、倾向：在岩层面上沿岩层面的倾斜方向垂直走向的直线称倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线所指的岩层面倾斜方向称倾向。倾向与走向相互垂直。倾向是射线，只有一个方向，用方位角表3030°。3、倾角倾斜线与其在水平面上的投影线(倾向线)之间的夹角。三、产状表示方法文字记述中，产状常用方位角表示：只记述倾向和倾角。例如：120°∠3212032°。平面图上产状符号如下：〔一〕水平岩层岩层层面保持水平状态，即同一岩层面上的海拔高度根本一样的岩层称为水平岩层。水平岩层的特征：在地层层序没有发生倒转的状况下，地质时代较的岩层叠覆在较老的岩层之上。水平岩层的厚度是该岩层顶面标高与底面标高之差。水平岩层的出露和分布状态完全受地形掌握。在地图上，其出露界限与地形等高线平行或重合。水平岩层露头的水平宽度是随岩层的厚度和地面坡度的变化而变化的。〔二〕直立岩层岩层面与水平面垂直，在地质图上，其露头宽度与真厚度相等，岩层界限为始终线，其延长方向不受地形影响，与地形等高线斜交。〔三〕倾斜岩层受构造运动的影响，岩层转变了原始的水平状态并发生倾斜，称为倾斜岩层。倾斜岩层的特征：在地层层序没有发生倒转的状况下，地质时代较的岩层叠覆在较老的岩层之上。岩层的厚度为该岩层顶面与底面之间的垂直距离。露头的水平宽度取决于岩层的厚度和地面坡度的变化。岩层的出露和分布状态完全受地形掌握。其露头线遵循“V”字形法则。“V”字形法则 共有三条法则①当岩层倾向与地面坡向相反时，岩层露头界限与地形等高线的弯曲方向全都：即在沟谷处，岩层界限的“V”字形尖端指向沟谷上游方向；而在穿过山脊时，“V”字形尖端则指向山脊的下坡。②当岩层倾向与地面坡向一样且岩层倾角大于地面坡角时，岩层界限与地形等高线呈相反的方向弯曲：在河谷处，岩层界限的“V”字形尖端指向河谷下游；在山脊处，岩层界限的“V”字形尖端指向山脊的上坡。③当岩层倾向与地面坡向一样且岩层倾角小于地面坡角时，岩层界限与地形等高线的弯曲方向一样。在河谷处，岩层界限的“V”字形尖端指向河谷上游；而在山脊处，岩层界限的“V”字形尖端指向山脊的下坡。五、地层的接触关系地层的接触关系是指上下两套和老的地层之间的在时间和空间上的相互关系。地层接触关系分为整合接触和不整合接触两种。其中不整合接触又包括平行不整合〔假整合〕接触和角度不整合接触。〔一〕整合接触指某个地区在肯定的地质历史时期内，地壳运动与沉积作用处于相对平衡状态，沉积连续、形成上下两套地层之间的岩性和古生物演化根本全都，上下两套地层之间的接触关系称为整合接触。特点1.上下两套地层为连续沉积；上下两套地层之间的岩性、古生物根本全都上下两套地层之间不存在侵蚀面。〔二〕不整合接触平行不整合〔假整合〕接触指某个地区在肯定的地质历史时期内，地壳下降承受沉积后，地壳再抬升，使已形成的地层患病风化剥蚀，消灭明显的区域性沉积连续；之后地壳再次下降并承受沉积，上下两套地层之间的产状根本全都，称为平行整合接触或假整合接触。特点〔1〕上下两套地层之间有明显的沉积连续，岩性、古生物突变，缺失某些时代的地层；上下地层之间存在分布广泛的沉积连续面；上下地层之间的产状根本全都。角度不整合接触指某个地区在下伏地层形成后，发生猛烈的地壳运动，使已形成的地层发生倾斜、褶皱、断裂、或伴随岩浆活动、变质作用，并遭风化剥蚀、造成明显的区域性沉积连续；之后地壳再次下降并承受沉积，使地层掩盖在不同时代的老地层之上，上下两套地层之间的产状不全都，称为角度不整合接触。其次节 褶皱构造一、褶皱构造的概念〔一〕褶皱与褶曲褶皱岩层在地壳运动的长期作用下，原始产状转变，形成各种弯曲，但仍保持连续性，称为褶皱构造，简称为褶皱。褶曲褶皱构造的一个弯曲叫褶曲，是褶皱的根本单位。〔二〕褶曲的根本类型褶曲包括向斜和背斜两种根本类型：背斜在形态上为一个弧顶向上的弯曲，中心局部为老地层，两侧地层依次变。向斜在形态上为一个弧顶向下的弯曲，中心局部为地层，两侧地层依次变老。〔三〕褶曲要素核部和翼部：褶曲的中心部位称核部；核部两侧称翼部。转折端：两翼岩层集合转折的部位。枢纽点和枢纽线：同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点枢纽点；同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点的连线叫枢纽线，即枢纽。。轴面和轴迹：同一褶曲各岩层面上枢纽线构成的面叫轴面。轴面与水平面的交线称轴迹。顶角和翼角：两翼同一岩层之间的夹角叫顶角。两翼岩层与水平面夹角叫翼角。二、褶曲的形态分类褶曲形态分类包括四种：横剖面的、纵剖面的、平面的及其组合形式。〔一〕褶曲的横剖面形态分类横剖面指垂直于褶曲轴的剖面，主要分为六种形态：直立褶曲：轴面直立或近于直立，两翼岩层倾向相反，倾角近等，又称对称褶曲。斜歪褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向相反，倾角不等，又称不对称褶曲。倒转褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向一样，一翼岩层层序正常，另一翼倒转，老岩层覆于岩层之上。扇形褶曲：轴面直立或倾斜，两翼均倒转，两翼角可以不等或相等。平卧褶曲：轴面近于水平，一翼岩层倒转，另一翼正常。挠曲：在水平或缓倾斜岩层中，某一段岩层倾角突然增大形成的膝状弯曲。〔二〕褶曲的纵剖面形态分类纵剖面指平行于褶曲轴的剖面，主要分为二种形态：水平褶曲：轴面枢纽近于水平，褶曲沿水平方向延长，两翼岩层走向大致平行。倾伏褶曲：褶曲枢纽倾伏并向一个方向倾没以至消逝，两翼岩层走向不平行且渐渐朝一个方向集合。留意：自然界中的褶曲枢纽几乎都是倾伏的，水平褶曲常是它的一局部。〔三〕褶曲的平面形态分类在水平面上，依据褶曲延长长度及同一岩层界限的长宽比分为三类：10：1。10：13：1近等轴褶曲：其枢纽、轴面、轴迹无定向，平面呈近圆形，近等轴背斜又叫穹窿，近等轴向斜又叫构造盆地。〔四〕褶曲的组合形式复式褶皱：大型背斜和向斜的两翼地层被次一级褶曲简单化。隔档式褶皱、隔槽式褶皱：由近于平行、发育不等的一系列背、向斜组成。隔档式褶皱的背斜呈严密褶曲、相邻的向斜则平缓开阔；隔槽式褶皱背斜开阔、向斜紧闭。同斜褶皱：由一系列发育程度根本一样的轴面近于平行的褶曲组成。三、褶皱构造的观测于争论〔一〕褶皱的识别老岩层依次对称重复出露是判别褶曲存在的根本标志。但水平构造、单斜构造地区由于地形切割也会消灭这种现象。水平构造区：老地层在地形低的地方出露、地层则在高处；单斜构造区：老地层是沿山谷或山脊两侧对称分布，其条带延伸方向与走向相交。褶曲构造的老地层呈条带状对称出露，不受地形影响，且与走向全都。〔二〕褶皱的争论褶曲的描述名称：地名＋褶曲类型核部地层、两翼地层及两翼地层产状轴面产状、轴迹走向褶曲的形成时代与相邻褶曲的关系。褶曲形成时代的判别依据地层之间角度不整合接触关系来确定。它介于角度不整合面之下最地层形成之后的时代与角度不整合面之上最老地层形成之前的时代之间。依据较大的区域地质构造演化史推想本区褶曲形成的时代。如以下图：第三节 断裂构造一、断裂构造的概念当长期作用在岩层上的构造应力到达或超过岩石的强度极限时将发生变形造成裂开和错动，使岩层的连续完整性受到破坏，它们的产物总称为断裂构造。断裂构造分为节理和断层两类。二、节理断裂两侧的岩层或岩体沿裂开面断开，但没有发生明显的相对位移的断裂构造称节理，又称为裂隙。其裂开面称为节理面。〔一〕节理的分类节理的力学性质分类节理按力学性质可分为张节理和剪节理。1〕张节理是在张应力作用下形成的节理。2〕剪节理是在剪应力作用下形成的节理。张节理特点：①产状不稳定，在平面上呈蜿曲状或锯齿状延长，沿走向延长不②节理面粗糙不平，擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，有些③在由压应力诱导产生的张应力作用下形成的张节理，常常会追踪先已形成的共轭X④一般来说，张节理面两侧的岩石没有发生相对错移的现象。当⑤张节理一般发育稀疏，节理之间的距离较大，分布不均匀，即剪节理特点：①产状稳定，在平面和剖面上都呈直线延长；规模较大，沿走向和倾向常延长较远。②节理平直而光滑，常具擦痕、镜面等构造现象；节理两壁之间往往比较紧闭。③发育在砾岩中或含砾的碎悄岩中的剪节理常把砾石切穿并发生④一般剪切理发育较密集，相邻两节理之间的距离较小，常具有等距性分布特点；有时则密集成带。⑤在由压应力诱导产生的剪应力作用下形成的剪节理，常发育成两组构造X⑥共轭X节理的产状分类依据节理产状与岩层产状的关系，分为四种：1〕走向节理：节理走向大致与岩层走向平行。倾向节理：节理走向大致与岩层走向垂直，与岩层倾向大致平行。斜向节理：节理走向与岩层走向斜交。顺层节理：节理面与岩层面大致平行。节理的成因分类依据成因分两大类：原生和次生节理。1〕原生节理：在沉积作用、岩浆作用以及成岩过程中形成的节理。例如玄武岩柱状节理、煤的内生裂隙等。2〕次生节理：岩层形成后生成的裂隙。又分为二类：构造节理：由地壳运动产生的构造应力所成，分布广、有规律。非构造节理：外力地质作用或人为因素所成。例如风化、滑坡、倒塌、冰川、人工爆破等造成的。规模不大、分布不广、无规律。〔二〕节理的观测与争论观测1〕选择和建立观测点①依据争论目的，在不同的构造部位、不同层位、不同岩性上观测。②要是有足够大的面积，以保证有几十条节理可供观测。2〕描述、记录节理特征记录内容包括构造部位、层位、岩性、地层时代和产状、节理产状、节理力学性质、充填特征和形态特征、伴生构造、密集程度等。争论1〕数理统计①节理密度：指垂直节理走向上单位距离内节理的条数。②节理裂隙度：垂直节理走向上单位距离内节理缝隙宽度。③裂隙率〔面密度〕：节理裂隙面积占观测面积的百分比。2〕资料的整理分析对节理进展分组、分期、分性质统计，编制相应图件，例如节理玫瑰花图等。三、断层断裂两侧的岩层或岩体沿裂开面断开，并且发生明显的相对位移的断裂构造称断层。〔一〕断层要素 包括断层面、断层线、断盘、断层交面线、断距、落差等。断层面：指断层的裂开滑动面。断层线：断层面与地面的交线。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。断层交面线：断层面与岩层底面的交线。断层的断距、落差断距包括总断距(滑距)、地层断距、铅垂断距、水平断距①总断距(滑距)是断层两盘相对错开的真正距离H②地层断距H0:指在与岩层垂直的剖面上，断层同一层面错开的垂直距离。③铅垂地层断距Hg:指在与岩层垂直的剖面上，断层同一层面错开的铅直距离。④水平地层断距Hf:指在与岩层垂直的剖面上，断层同一层面错开的水平距离。落差与平错①断层的落差Ha:指在与断层走向垂直的剖面上，断层同一层面错开的铅直距离〔高程差〕。②断层的平错Hb:指在与断层走向垂直的剖面上，断层同一层面错开的水平距离。〔二〕断层分类依据断层两盘相对位移方向分类：分为：正断层、逆断层、平移断层、枢纽断层等。①正断层：断层上盘沿断层面倾斜线相对向下移动，下盘相对向上移动。②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。逆断层又分为三种：45°；30～45°间；C30°。③平移断层断层的两盘沿断层面走向发生移动的断层。④枢纽断层：断层两盘以断层面上的某一点为枢纽中心发生相对旋转滑动。依据断层走向和所切割岩层走向关系的分类分为走向断层、倾向断层、斜交断层、顺层断层。①走向断层：断层走向与岩层走向根本全都。②倾向断层：断层走向与岩层走向根本直交，而与倾向根本全都。③斜交断层：断层走向与岩层走向明显斜交。④顺层断层：断层面与岩层面根本平行，是层滑构造的一种。依据断层走向与褶皱轴向关系的分类①纵断层：断层走向与褶皱轴向根本全都。②横断层：断层走向与褶皱轴向根本垂直。③斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交。断层的组合类型①地垒和地堑：两条以上正断层，倾向相背、中连续盘相对上升称地垒。反之，断层倾向相对、中间盘下降称地堑。②阶梯状断层：由二条以上正断层产状大体全都而成。③叠瓦状断层：由数条产状大致一样逆断层组合而成。〔三〕断层存在的识别主要从以下五个方面分析识别：1.地层的重复与缺失在野外或井下觉察地层有不对称重复〔褶皱为对称重复〕或缺失现象，说明有断层存在。规律如下：走向断层倾向与岩层倾向关系正断层逆断层相反重复缺失一样，且断层面倾角较大缺失重复一样，且断层面倾角较小2.地质体或地质界限不连续重复缺失在井下煤巷掘进时，煤层突然中断、迎头消灭其它岩层，说明有断层存在。构造标志断层两侧因受猛烈挤压或拉张，常伴生、派生一些构造现象：产状急剧变化、节理增多、岩石裂开、消灭牵引褶曲等。地面标