工程地质4.ppt

1、1第3章 地 质 构 造23.1 岩 层 产 状3.1.1 水平岩层和倾斜岩层1.地壳运动构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹，如岩层褶曲、断层等，称为地质构造。地质构造的规模有大有小，大的如构造带，可以纵横数千公里，小的如岩石片理等，它们都是地壳运动造成的永久变形和岩石发生相对位移的踪迹。32.水平岩层近水平岩层的构造地貌是指地层倾角近似水平沉积岩层所组成的地貌。主要分布在相对稳定的地台区域，如四川盆地中部由近水平的侏罗白垩系(紫红色泥岩砂岩)组成的桌状丘陵与台地、湘赣南部众多地堑谷地中由白垩纪至早第三纪红色岩系组成的丹霞地貌。43.倾斜岩层原本水平的岩层在水平挤压力、垂直力以及力偶

2、作用下，发生构造运动，形成倾斜岩层。水平岩层与倾斜岩层对地貌形态影响也是不同的，水平岩层易形成平顶高地，倾斜岩层易形成山陵。53.1.2 岩层产状1.岩层产状三要素将岩层在地壳中的空间位置称为岩层产状，是研究地质构造的基础。岩层产状可以用走向、倾向、倾角来确定，即为岩层产状三要素。2.岩层产状要素的测量方法岩层的空间位置决定于其产状要素，测量岩层产状是野外地质工作的最基本的工作方法之一，岩层产状三要素通过地质罗盘仪测出。63.1.3 地层接触关系1.整合接触整合接触是在构造运动处于持续下降或者持续上升的背景下发生连续沉积而形成的。2.不整合接触不整合接触在沉积过程中，如果地壳发生上升运动，沉积

3、区隆起，则沉积作用即为剥蚀作用所代替，发生沉积间断，其后若地壳又发生下降运动，则在剥蚀的基础上又接受新的沉积。73.侵入接触岩浆侵入于先形成的岩层中形成的接触关系称为侵入接触，其主要标志是侵入体与其围岩之间的接触带有接触变质现象，而且侵入体与围岩的界线常常不很规则。另外，当沉积岩覆盖于侵入体之上，其间有剥蚀面，剥蚀面上有侵入体被风化剥蚀形成的碎屑物质时就形成了沉积接触 4.断层接触断层接触指的是低层与地层或地层与岩体接触时，以断层面为接触面的地层接触关系。83.2 褶 皱 构 造褶皱是地壳表层广泛发育的基本构造之一，使岩层产生塑性变形，常常形成山脉。世界上许多高大的山脉，如喜马拉雅山脉、阿尔卑

4、斯山、安第斯山等，都属于褶皱山脉。单斜构造指的是原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变化，岩层向同一个方向倾斜，单斜构造有时是由局部地层不均匀地上升或下降引起。93.2.1 褶皱要素(1)核部：褶皱的中心部分，即位于褶皱中央最内部的一个岩层。(2)翼：位于核部两侧，向不同方向倾斜的部分。(3)轴面：从褶皱顶部平分两翼的面。轴面在客观上并不存在，而是为了标定褶曲方位及产状而划定的一个假象面，轴面可以是简单的平面，也可以是复杂的曲面或者是直立的、倾斜的或平卧的。(4)轴：轴面与水平面的交线。轴的方位表示了褶皱的方位，轴的长度表示了褶皱延伸的规模。(5)枢纽：轴面与褶皱同一岩层层面的交线

5、。褶皱的枢纽有水平的、倾斜的、或者波状起伏的，枢纽反映出褶皱在延伸方向产状的变化情况。103.2.2 褶皱分类1.按照轴面产状分类根据轴面产状将褶皱主要分为直立褶皱、歪斜褶皱、倒转褶皱、平卧褶皱等。2.根据枢纽产状分类根据枢纽产状，将褶皱分为倾伏褶皱和水平褶皱。3.根据褶皱的平面形态分类根据褶皱的平面形态，即根据岩层弯曲的形态对褶皱进行分类，也是野外观察剖面时常用的一种方法，有线形褶皱、短轴褶皱、穹隆与构造盆地等。114.根据褶皱横剖面形态分类根据褶皱横剖面形态将褶皱分为圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱以及挠曲。5.大型褶皱以上所说的褶皱形态，可以说是“小型”的褶皱，即站在褶皱岩层的面前，一眼看去

6、，就清晰能辨。而实际上，还有“大型”的褶皱，在野外地质旅行，穿越长剖面时才能辨认的，它们大多是“非单个”褶皱，而是由一系列褶皱复合组成。123.2.3 褶皱的野外识别褶皱是几乎在任何沉积岩区都能见到的一种极普通的构造地质现象，只是其规模大小不同而已大者长达几十千米，甚至几百千米，小者在标本上就能观察到，甚至在显微镜下可见。133.2.4 褶皱构造的工程地质评价岩层褶皱后原有的空间位置和形态都已发生改变，但其连续性未受到破坏，构造运动是导致褶皱存在的直接原因。褶皱构造对找矿、工程及水利建设有着相当重要的意义。根据褶皱两翼对称重复的规律，在褶皱的一侧发现沉积型矿层时，可预测在另一侧也可能有相应的矿

7、层存在。143.3 断 裂 构 造构成地壳的岩体，受构造应力作用发生变形，变形超过岩石的强度极限时，岩体的连续性和完整性遭到破坏，产生各种大小不一的断裂，称为断裂构造。断裂构造的规模(深度、形态、错动大小)不等，差别很大，它是地壳中常见的地质构造，包括节理和断层两类。153.3.1 节理1.按其成因对节理分类节理按成因可分为两大类：原生节理与次生节理。2.按节理所在岩层产状分类节理的名称，根据分类的不同原则而异。以节理与岩层的产状要素的关系将节理划分为四种。3.按节理与地质构造的关系分类节理的分类还可以以节理的走向与区域褶皱主要方向、断层的主要走向或其他线形构造的延伸方向等关系而进行，可划分为

8、三种。163.3.2 断层1.断层要素一条断层总要由几个部分组成，这些组成部分，就是断层要素，断层的几何要素包括断盘、断层线、断层面和断距。2.断层类型 1)按断层两盘相对运动进行分类根据两盘相对移动的特点，断层的基本类型有上盘相对下降，下盘相对上升的正断层；上盘相对上升，下盘相对下降的逆断层；两盘沿断层走向相对水平移动的平移断层。172)按断层组合进行分类(1)阶梯状断层(2)地堑与地垒(3)叠瓦状构造(4)环型断层及放射状断层(5)旋扭断层 3.断层的标志1)构造(线)不连续2)地层的重复或缺失3)断层面(带)上的构造特征183.3.3 断裂构造的工程地质评价1.节理对工程的影响岩体中的裂

9、隙，在工程上除了有利于开挖外，对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。2.断层对工程的影响断层是在地球表面沿一个破裂面或破裂带两侧发生相对位错的现象。193.4 地 质 图地质图是反映一个地区各种地质条件的图件，呈现某个地区岩石的种类、性质、排列状态以及生成年代。透过地质图，可以了解该地区是否有断层通过、地层是否容易塌陷及是否蕴藏矿产等。地质图反映了大地的物质组成、结构和地下的宝藏，各种比例尺的地质图是国家经济规划和重大工程建设的重要依据，是地下水资源、矿产资源调查和勘察的基础资料与其他地质工作的基础，是工程实践中需要搜集和研究的一项重要地质资料。203.4.1 地质图的种类地质图是用一定的符号、

10、色谱和花纹将地壳某部分各种地质体积地质现象，如各种岩层、岩体、地质构造、矿床等的时代、产状、分布和相互关系，按一定比例概括地投影到平面图上的一种图形。不仅能反映野外各种地表地质现象，还将区内地层、岩石、构造和矿产等方面形成、发展的一定时间与空间规律反映出来，反映地下一定深度的地质构造。213.4.2 地质图的比例尺、图例1.比例尺地质图上任一线段的长度与它所代表的实地水平距离之比，称为比例尺，又称缩尺，用以表明图幅反映实际地质情况的详细程度。地质图的比例尺与地形图或地图的比例尺一样，有数字比例尺和线条比例尺。比例尺一般注于图框外上方图名之下或下方正中位置。地质图所表示的内容的繁简程度与图件的比

11、例尺有关。一般比例尺越小，所表示的内容越概括，以突出总体规律或提供背景材料为主；比例尺越大 222.图例图例是一张地质图不可缺少的部分，不同类型的地质图各有所表示的地质现象的图例。普通地质图的图例是用各种规定的颜色和符号来表明地层、岩体时代和性质，通常是放在图框外的右边或下边，也可放在图框内足够安排图例的空白处。从新地层到老地层，图例严格要求自上而下或自左到右顺次排列，一般按地层、岩石和构造这样的顺序排列，并在它们前面写上“图例”两字。233.4.3 读图步骤与要求一幅地质图反映了该地区各方面地质情况。在一定的地形图和地图知识的基础上，应该按照图名、比例尺和图例的顺序读地质图,综合分析各种地质

12、现象之间的关系及规律性。从图名和图幅代号、经纬度，了解图幅的地理位置和图的类型(分清是平面图还是剖面图)；从比例尺可以了解图上线段长度、面积大小和地质体大小及反映详略程度；图幅编绘出版年月和资料来源，便于查明工作区研究史。24熟悉图例是读图的基础。首先要熟悉图幅所使用的各种地质符号，从图例可以了解图区出露的地层及其时代、顺序，地层间有无间断以及岩石类型、时代等。读图例时，最好与图幅地区的综合地层柱状图结合起来读，了解地层时代顺序和它们之间的接触关系(整合或不整合)。读图时要弄清岩石类型及相应的地层时代、层序。譬如地层有无缺失，各层是否含有化石，含什么化石，化石是什么地质年代形成的。根据岩层的地质构造特征，判断地壳运动过程中地理环境是否发生过剧烈的变化。若地层呈水平状态，并且从下到上依次由老到新连续排列，说明在相应地质年代里地壳稳定运动，依次沉积。若地层出现倾斜甚至颠倒，说明地层形成后，因地壳水平挤压使岩层发生褶皱，因此要注意褶皱的形态特征及空间分布形式，分析该构造属于向斜还是背斜；地层颠倒是因为地壳运动剧烈，岩层强烈褶皱所致。25最后应该分析图内的地形特征。有的地质平面图往往绘有等高线，可以据此分析山脉的延伸方向、分水岭所在、最高点、最低点、相对高差等。如不带等高线，可以根据水系的分布来分析地形特点，一般河流总是从地势高处流向地势低处，根据河流流向可判断出地势的高低起伏状态。