第4講 第四章 地質(zhì)構(gòu)造

第四章地質(zhì)構(gòu)造

4．1巖層產(chǎn)狀與地層接觸關(guān)系

4．2褶皺

4、3節(jié)理

4、4斷層

4．5活斷層

4、6地質(zhì)圖

4．l巖層產(chǎn)狀與地層接觸關(guān)系

4.1.1構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，按運(yùn)動(dòng)方向可分為水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)。

水平運(yùn)動(dòng)使巖塊相互分離裂開或是相向聚匯，發(fā)生擠壓、彎曲或剪切、錯(cuò)開。

垂直運(yùn)動(dòng)則使相鄰塊體作差異性上升或下降。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖層發(fā)生變形和變位，形成的產(chǎn)物稱為地質(zhì)構(gòu)造。常見的地質(zhì)構(gòu)造有褶皺、斷層和節(jié)理。斷層和節(jié)理又統(tǒng)稱斷裂構(gòu)造。4.1.2巖層的產(chǎn)狀

巖層的產(chǎn)狀是指巖層的空間位置，它是研究地質(zhì)構(gòu)造的基礎(chǔ)。產(chǎn)狀用走向、傾向和傾角來表示，稱為產(chǎn)狀要素。產(chǎn)狀要素用地質(zhì)羅盤進(jìn)行測量。

走向：層面與水平面交線的延伸方向，走向線就是層面上的水平線。

傾向：層面上與走向垂直并指向下方的直線，它的水平投影方向?yàn)閮A向。

傾角：層面與水平面的交角。其中沿傾向方向測量得到的最大交角稱為真傾角。巖層層面在其它方向上的夾角皆為視傾角。視傾角恒小于真傾角。4.1.3巖層露頭線特征

露頭是一些暴露在地表的巖石。未經(jīng)過人工作用而自然暴露的露頭稱天然露頭，還有一些是經(jīng)人為作用暴露在路邊、采石場和開挖基坑中稱人工露頭。

露頭線是指巖層層面（或斷層面、節(jié)理面等）與地面的交線。它的形態(tài)取決于巖層的產(chǎn)狀和地面起伏即地形狀況。水平巖層露頭線與地形等高線平行重合，但不相交，直立巖層露頭線呈直線延伸，不受地形影響，其延伸方向即為巖層走向。傾斜巖層露頭線呈“V”字形形態(tài)。

露頭線“V”字形有三種分布規(guī)律：

（1）巖層傾向與地面坡向相反時(shí)，在溝谷處“V”字形露頭線弧頂尖端指向溝谷上游；（2）巖層傾向與地面坡向相同，但巖層傾角大于地面坡角時(shí)，在溝谷處觀察露線，“V”字形露頭線尖端指向河谷下游；（3）巖層傾向與地面坡向相同，但巖層傾角小于地面坡角時(shí)，在溝谷處觀察，“V”字形露頭線尖端指向溝谷上游，其弧形緊閉程度超過地形等高線的彎曲程度。4.1.4、地層接觸關(guān)系地層（或巖石）的接觸關(guān)系有以下幾種：①整合接觸表現(xiàn)為相鄰的新、老地層產(chǎn)狀一致，時(shí)代連續(xù)。它是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)處于持續(xù)下降或持續(xù)上升的背景下發(fā)生連續(xù)沉積而形成的。②假整合接觸（平行不整合接觸）為新、老地層產(chǎn)狀平行一致而地層時(shí)代不連續(xù)。其間缺失了某些地層，標(biāo)志著這期間地殼曾一度上升。上升時(shí)遭受風(fēng)化剝蝕，形成具有一定程度起伏的剝蝕面。③不整合接觸（角度不整合接觸）新、老地層產(chǎn)狀不一致以角度相交，地層時(shí)代不連續(xù)，反映其間曾發(fā)生過劇烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，致使老地層產(chǎn)生褶皺、斷裂，地殼上升遭受風(fēng)化剝蝕，形成剝蝕面。而后地殼下降至水面以下接受沉積，形成新地層。④侵入體的沉積接觸表現(xiàn)為侵入體被沉積巖層直接覆蓋，二者間有風(fēng)化剝蝕面存在。⑤侵入接觸是侵入體與被侵入圍巖間的接觸關(guān)系。侵入接觸的主要標(biāo)志是，侵入體邊緣有捕虜體，侵入體與圍巖接觸帶有接觸變質(zhì)現(xiàn)象，侵入體與其圍巖的接觸界線多呈不規(guī)則狀。⑥斷層接觸即地層與地層之間或地層與巖體之間，其接觸面本身為斷層面。4．2褶皺

巖層受力而發(fā)生彎曲變形稱為褶皺。4.2.1褶皺要素為了描述褶皺的空間形態(tài)，通常把褶皺的各組成部分稱褶皺要素，主要褶皺要素如下：

①核部為褶皺中心部位的地層，當(dāng)剝蝕后，常把出露在地面褶皺中心部分的地層稱為核。

②翼部為褶皺核部兩側(cè)的地層。

③樞紐同一褶皺層面的最大彎曲點(diǎn)的聯(lián)線叫做樞紐。樞紐可以是直線，也可以是曲線；可以是水平線，也可以是傾斜線。

④軸面褶皺內(nèi)各相鄰褶皺面上的樞紐連成的面稱為軸面。軸面是一個(gè)設(shè)想的標(biāo)志面，它可以是平面，也可以是曲面。軸面與地面或其它任何面的交線稱軸跡。4.2.2褶皺的類型褶皺有兩種基本形態(tài)：背斜和向斜。

背斜是兩翼巖層以核部為中心向兩側(cè)傾斜，形態(tài)上是巖層向上彎曲。背斜核部出露的巖層時(shí)代相對(duì)較老，而翼部時(shí)代相對(duì)較新；

向斜是兩翼巖層向核部傾斜，形態(tài)上是巖層向下彎曲的褶皺。向斜核部巖層時(shí)代較新，冀部時(shí)代較老。（1）根據(jù)軸面產(chǎn)狀，褶皺可分為：

①直立褶皺軸面近于直立，兩翼傾向相反，傾角大小近于相等。

②斜歪褶皺軸面傾斜，兩翼巖層傾斜方向相反，傾角大小不等。

③倒轉(zhuǎn)褶皺軸面傾斜，兩翼巖層向同一方向傾斜，傾角大小不等。其中一翼巖層為正常層序，另一翼巖層倒轉(zhuǎn)。若兩翼巖層向同一方向傾斜，傾角大小又相等，稱同斜相褶皺。

④平臥褶皺軸面近于水平，一翼巖層為正常層序，另一翼巖層為例轉(zhuǎn)層序。

⑤翻卷褶皺軸面為一曲面。（2）根據(jù)橫剖面形態(tài)，褶皺可分為：

①扇形褶皺在橫剖面上呈扇形展開，兩翼巖層有時(shí)可能倒轉(zhuǎn)。②箱形褶皺在橫剖面上呈箱形，頂、底部巖層平緩而兩翼巖層產(chǎn)狀近于直立。③單斜巖層向一個(gè)方向由傾斜漸變?yōu)槠骄?。?）根據(jù)樞紐產(chǎn)狀，褶皺可分為：

①水平褶皺樞紐近于水平，兩翼巖層走向平行一致。

②傾伏褶皺樞紐傾伏，兩翼巖層走向呈弧形相交，對(duì)背斜而言，弧形的尖端指向樞紐傾伏方向。而向斜則不同，弧形的開口方向指向樞紐的傾伏方向。（4）根據(jù)褶皺的平面形態(tài)，可分為：

①線狀褶皺褶皺的長寬比大于10:1。

②短軸褶皺褶皺的長寬比為3：1至10：1。

③穹隆與構(gòu)造盆地長寬比小于3：1的背斜為穹隆、向斜為構(gòu)造盆地。（5）復(fù)背斜與復(fù)向斜是褶皺的組合形式。不同大小級(jí)別的褶皺往往組合成巨大的復(fù)背斜和復(fù)向斜。即規(guī)模大的背斜、向斜的兩翼被次一級(jí)的褶皺復(fù)雜化。4.2.3褶皺的野外識(shí)別

依據(jù)巖石地層和生物地層特征，查明和確立調(diào)查區(qū)地質(zhì)年代自老至新的地層層序是首要的工作。然后，沿垂直地層走向進(jìn)行觀察，褶皺存在的標(biāo)志是在沿傾斜方向上相同年代的地層作對(duì)稱式重復(fù)出現(xiàn)。就背斜而言，核部巖層較兩側(cè)巖層時(shí)代老。而向斜則核部巖層較兩側(cè)巖層時(shí)代新。4.2.4褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

褶皺的核部是巖層強(qiáng)烈變形的部位，一般在背斜的頂部和向斜的底部發(fā)育有拉張裂隙，這些裂隙把巖層切割成塊狀。在變形強(qiáng)烈時(shí)，沿褶皺核部常有斷層發(fā)生，造成巖石破碎或形成構(gòu)造角礫巖帶。此外，地下水多聚積在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流動(dòng)的通道。