水工地质2地质构造

1、第二章地 质 构 造,Chapter 2 Geological Structure,第一节 地质年代与地层产状（1.0学时） 第二节 褶皱构造（1.5学时） 第三节 断裂构造（2.5学时） 第四节 地质图（1.0hr）,本章结构,地质构造,而要研究地质构造，需要掌握时间和空间两个方面的描述工具，了解和描述地球发展史就是时间的前提。,地质构造,*地质构造：指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质 作用下发生的变形、变位。,地质年代是对地球历史包括构造史进行编年研究 的时间工具。,地质构造,第一节 地质年代与地层产状,（1）年代地层单位：即以时间为标准的划分体系，相当于世纪、年、月、日、时 宙 代

2、纪 世 期,地质构造,一、地质年代,1地质年代的划分体系 地质年代有两套对应的划分体系,（2）岩石地层单位：以岩石空间规模和上下位置关系为依据的划分体系。 宇 界 系 统 阶 XX界指的是XX代中形成的一整套岩石地层的总和。如太古界指的是太古代内形成的所有岩石的总和。,(geological time),地球46亿年的历史的阶段划分依据的是重大的地壳变动事件，动、植物的演化阶段。由此，地球历史可划分为以下的地质年代体系：,地质构造,2地质年代表,第四纪（Q） 新生代（Kz) 第三纪（R） 白垩纪（K） 中生代（Mz） 侏罗纪（J） 三叠纪（T） 显生宙 二叠纪（P） 晚古生代 石炭纪（C） 泥

3、盆纪（D） 古生代（Pz） 志留纪（S） 早古生代 奥陶纪（O） 寒武纪（E） 震旦纪（z） 元古代（Pt） 隐生宙 太古代（Ar） _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _38亿年 地球天文时期 地质年代体系简图,地质构造,生物的演化,沉积岩形成之初往往是水平摆置的。但在地壳运动的影响下，原始水平状态受到改造而形成拱起，凹陷或是断裂错开。要描述岩层的空间位置特征及其变动情况，就需运用“产状”这一空间工具。,地质构造,二、地层产状,根据地层层序律，地层上新下老,1.地质地理坐标,地质地理学中，以水平面为基准，以正北方向为起点，顺时针旋转一周

4、所构成的坐标系。,3600 N 00,W 2700,S 1800,E900,问E、S、W各为多少方位角度？160代表什么方位？300呢？ 地质图上，则先按“上北下南，左西右东”定正方位，再运用该体系。,地质构造,地质构造,2地层产状 地层的空间状态描述需三个产状要素：走向、倾向和倾角。,1-走向(strike direction)；2-倾向(dip direction )；3-倾角(dip angle ),（1）走向：指岩层面与水平面的交线在地质地理坐标中的方位角度（两个）。 （2）倾向：岩层面指向天空的法线在水平面上的投影所指的方向（一个）。 （3）倾角：岩层面与水平面的夹角。,地质构造,走

5、向、倾向和倾角的含义及关系,野外测定地层产状用地质罗盘，常用的产状记录格式为： 倾向倾角 如12030 26560 问：由唯一的倾向可推得两个走向，那么由走向是否可推求唯一的倾向？,*平面地质图上 30是常用产状标准形式，长线走向，短线代表倾向，而30代表了岩层倾角。,地质构造,1.小测望标 2.反光镜 3.磁针制动器 4.圆水准器 5.长测望标 6.短照准合页 7.磁针 8.长水准器 9.测斜仪 10.水平度盘 11.度盘罗旋 12.垂直度盘,地质构造,一、概述 1定义： 褶皱(Fold )：指岩石受力所发生的弯曲变形。,地质构造,第二节 褶皱构造,（1）褶皱各部分的名称 核部：弯曲岩层中间

6、的部分。 翼部：弯曲岩层两侧部分。 枢扭：弯曲岩层同一层面上各曲率最大（弯曲度最大）点的联线。 轴面：通过各层面枢扭的一个假想平面，它对分了褶皱。,E-翼部；F-核部；ABCD-轴面；BC-枢纽；,地质构造,2褶皱要素及其基本形式,褶皱要素,(2) 褶皱的基本形式 背斜(anticlines) 向斜(synclines ),地质构造,二、褶皱的几何形态分类： 1横剖面上轴面产状类型,直立褶皱 斜歪褶皱 同斜褶皱 平卧褶皱 翻卷褶皱,地质构造,2横剖面上岩层的弯曲形态类型,箱形褶皱 扇形褶皱 圆弧形褶皱 尖棱形褶皱,地质构造,3纵剖面上枢扭的产状类型,水平褶皱 倾伏褶皱 倾竖褶皱,地质构造,长轴

7、（线状）褶皱10:1 短轴褶皱10:13:1 向斜：构造盆地 背斜： 穹隆,4平面上岩层弯曲的形态,地质构造,主要依据岩层的对称重复特点：即 同时代同岩性的地层以某一处为中心出现对称重复，即认为有褶皱存在。,地质构造,三、褶皱的野外识别,地面切割、侵蚀所成的地形会使岩层界线发生变形和弯曲，但不会改变褶皱岩层的对称重复特点。,1.背斜：对称重复特点中间老、两侧新。,D S,O D S O S D,D S O S D,原形态 风化、剥蚀后（剖面） 平面形态,地质构造,2.向斜：对称、重复特点是中间新、两侧老。,D S O S D S O O S D S O O,原形态 风化、剥蚀后（剖面） 平面形

8、态,地质构造,伊拉克和伊朗交界附近的背斜山,美国怀俄明州的穹隆山,地质构造,练习1. 用虚线恢复原来完整的褶皱并指明其几何形态类型。,C D C P T P C D C P C D,地质构造,剖面图,C D C P T P C D C P C D,已经恢复的原来完整的褶皱形态,同斜背斜,同斜背斜,同斜向斜,扇形向斜,地质构造,练习2.下图中有几个褶皱？基本形式各是什么？,地质构造,平面图,弹塑性岩石受力后，若给力大且作用时间迅速，它就会发生断裂，造成岩石构造的不连续，称为“断裂构造”。按规模和形成力学机制断裂构造区分为断层、节理和裂隙。,地质构造,第三节 断裂构造,一、断裂构造的岩石力学性质

9、（构造结构面的岩石力学性质）,切割岩石的破裂面称为结构面，构造结构面按力学性质又可区 分为压性、张性和扭（剪）性结构面三种类型。,地质构造,1压性结构面：走向与主压应力方向1垂直，类型包括褶皱轴面，逆断层等。,2张性结构面：走向与主张应力（3）垂直，包括正断层，张节理等。,地质构造,3扭性（剪）结构面，走向与1和3斜交，但与主压应力1方向的夹角小于45，而不是45，这类常见发育成X形共轭，如平移断面，剪节理等。,1,1,3,3,*断层：岩体受力破裂后，破裂面两侧岩块发生了显著位移的一类断裂构造。,地质构造,二、断层(Faults )的类型与特征 断层是规模最大，研究程度最高的断裂构造。,华山断层,美国圣安德列斯断