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文檔簡介
1、地質(zhì)構(gòu)造的基本類型由于地殼中存在有很大的應(yīng)力,組成地殼的上部巖層,在地應(yīng)力的長期作用下就會發(fā)生變形,形成構(gòu)造變動的形跡,我們把構(gòu)造變動在巖層和巖體中遺留下來的各種構(gòu)造形跡,稱為地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模,有大有小。大的如構(gòu)造帶,可以縱橫數(shù)千公里,小的則如前邊講過的巖石的片理等。盡管規(guī)模大小不同,但它們都是地殼運動造成的永久變形和巖石發(fā)生相對位移的蹤跡,因而它們在形成、發(fā)展和空間分布上,都存在有密切的內(nèi)部聯(lián)系。本節(jié)著重就一些簡單的和典型的基本構(gòu)造形態(tài)進(jìn)行討論。一、水平構(gòu)造和單斜構(gòu)造水平構(gòu)造 未經(jīng)構(gòu)造變動的沉積巖層,其形成時的原始產(chǎn)狀是水平的,先沉積的老巖層在下,后沉積的新巖層在上,稱為水平構(gòu)造。分
2、布:只是局限于受地殼運動影響輕微的地區(qū)。 單斜構(gòu)造 原來水平的巖層,在受到地殼運動的影響后,產(chǎn)狀發(fā)生變動,當(dāng)巖層向同一個方向傾斜,形成單斜構(gòu)造(圖1-11)。分布:單斜構(gòu)造往往是褶曲的一翼、斷層的一盤或者是局部地層不均勻的上升或下降所引起。(一)巖層產(chǎn)狀產(chǎn)狀定義: 巖層在空間的位置,稱為巖層產(chǎn)狀。產(chǎn)狀三要素:巖層層面的走向、傾向和傾角(圖1-12)。走向: 巖層層面與水平面交線的方位角,稱為巖層的走向。巖層的走向表示巖層在空間延伸的方向。傾向:垂直走向順傾斜面向下引出一條直線,此直線在水平面的投影的方位角,稱為巖層的傾向。巖層的傾向,表示巖層在空間的傾斜方向。傾角:巖層層面與水平面所夾的銳角,
3、稱為巖層的傾角。巖層的傾角表示巖層在空間傾斜角度的大小。用巖層產(chǎn)狀的三個要素,能表達(dá)經(jīng)過構(gòu)造變動后的構(gòu)造形態(tài)在空間的位置。(二)巖層產(chǎn)狀的測定及表示方法測定方法:巖層產(chǎn)狀測量,是地質(zhì)調(diào)查中的一項重要工作,在野外是用地質(zhì)羅盤直接在巖層的層面上測量的。 測量走向時,使羅盤的長邊緊貼層面,將羅盤放平,水準(zhǔn)泡居中,讀指北針?biāo)镜姆轿唤?,就是巖層的走向。測量傾向時,將羅盤的短邊緊貼層面,水準(zhǔn)泡居中,讀指北針?biāo)镜姆轿唤?,就是巖層的傾向。測量傾角時,需將羅盤橫著堅起來,使長邊與巖層的走向垂直,緊貼層面,等傾斜器上的水準(zhǔn)泡居中后,讀懸錘所示的角度,就是巖層的傾角。表示方法:(一組走向為北西320°
4、,傾向南西230°,傾角35°的巖層產(chǎn)狀)一般寫成: (1) N320°W,SW230°W,<35°。的形式,在地質(zhì)圖上,巖層的產(chǎn)狀用符號""表示,長線表示巖層的走向,與長線垂直的短線表示巖層的傾向(長短線所示的均為實測方位),數(shù)字表示巖層的傾角。 (2) 可記錄為SW230°<35°的形式。 (3) 230°<35°。二、褶皺構(gòu)造定義:組成地殼的巖層,受構(gòu)造應(yīng)力的強烈作用,使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造,稱為褶皺構(gòu)造。褶皺構(gòu)造是巖層產(chǎn)生的塑性變形,是
5、地殼表層廣泛發(fā)育的基本構(gòu)造之一。地表褶皺構(gòu)造(一)褶曲定義 褶皺構(gòu)造中的一個彎曲,稱為褶曲。褶曲是褶皺構(gòu)造的組成單位。 褶曲要素:每一個褶曲,都有核部、翼、軸面、軸及樞紐等幾個組成部分,一般稱為褶曲要素(圖1-13)。 核部 褶曲的中心部分,通常把位于褶曲中央最內(nèi)部的一個巖層稱為褶曲的核。翼 位于核部兩側(cè),向不同方向傾斜的部分,稱為褶曲的翼。軸面 從褶曲頂平分兩翼的面,稱為褶曲的軸面。軸 軸面與水平面的交線,稱為褶曲的軸。 軸的方位,表示褶曲的方位。軸的長度,表示褶曲延伸的規(guī)模。樞紐 軸面與褶曲同一巖層層面的交線,稱為褶曲的樞紐。 樞紐可以反映褶曲在延伸方向產(chǎn)狀的變化情況。(二)褶曲的類型1褶
6、曲的基本形態(tài):是背斜和向斜(圖1-14)。背斜:褶曲是巖層向上拱起的彎曲。較老的巖層出現(xiàn)在褶曲的軸部,從軸部向兩翼,依次出現(xiàn)的是較新的巖層。"新包老"向斜:褶曲是巖層向下凹的彎曲。在褶曲軸部出露的是較新的巖層,向兩翼依次出露的是較老的巖層。"老包新" 2按褶曲的軸面產(chǎn)狀分類:如圖1-15:(1)直立褶曲:軸面直立,兩翼向不同方向傾斜,兩翼巖層的傾角基本相同,在橫剖面上兩翼對稱,所以也稱為對稱褶曲。(2)傾斜褶曲:軸面傾斜,兩翼向不同方向傾斜,但兩翼巖層的傾角不等,在橫剖面上兩翼不對稱,所以又稱為不對稱褶曲。 (3)倒轉(zhuǎn)褶曲:軸面傾斜程度更大,兩翼巖層大致
7、向同一方向傾斜,一翼層位正常,另一翼老巖層覆蓋于新巖層之上,層位發(fā)生倒轉(zhuǎn)。 (4)平臥褶曲:軸面水平或近于水平,兩翼巖層也近于水平,一翼層位正常,另一翼發(fā)生倒轉(zhuǎn)。3按褶曲的樞紐產(chǎn)狀分類: (1)水平褶曲:褶曲的樞紐水平展布,兩翼巖層平行延伸(圖1-16)。 (2)傾伏褶曲:褶曲的樞紐向一端傾伏,兩翼巖層在轉(zhuǎn)折端閉合(圖1-17)。 當(dāng)褶曲的樞紐傾伏時,在平面上會看到,褶曲的一翼逐漸轉(zhuǎn)向另一翼,形成一條圓滑的曲線。在平面上,褶曲從一翼彎向另一翼的曲線部分,稱為褶曲的轉(zhuǎn)折端。 在傾伏背斜的轉(zhuǎn)折端,巖層向褶曲的外方傾斜(外傾轉(zhuǎn)折);在傾伏向斜的轉(zhuǎn)折端,巖層向褶曲的內(nèi)方傾斜(內(nèi)傾轉(zhuǎn)折)。4按褶曲構(gòu)造延
8、伸的規(guī)模分: 線形褶曲:長寬比大子10:1,延伸的長度大而分布寬度小的,稱為線形褶曲。短背(向)斜:褶曲向兩端傾伏,長寬比介于10:13:1之間,成長圓形的。穹?。洪L寬比小于3:1的圓形背斜稱為穹??;構(gòu)造盆地:寬比小于3:1的圓形的向斜稱為構(gòu)造盆地。(三)褶皺構(gòu)造定義:褶皺是褶曲的組合形態(tài),兩個或兩個以上褶曲構(gòu)造的組合,稱為褶皺構(gòu)造。圖1-18所示的,就是一個舒緩開闊的褶皺構(gòu)造的實際例子。(四)褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評價和野外觀察1褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評價 (1)褶曲的翼部基本上是單斜構(gòu)造,也就是傾斜巖層的產(chǎn)狀與路線或隧道軸線走向的關(guān)系問題。(2)對于深路塹和高邊坡來說,路線垂直巖層走向,或路線與巖
9、層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時,只就巖層產(chǎn)狀與路線走向的關(guān)系而言,對路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的; (3) 不利的情況是路線走向與巖層的走向平行,邊坡與巖層的傾向一致,特別在云母片巖、綠泥石片巖、滑石片巖、千枚巖等松軟巖石分布地區(qū),坡面容易發(fā)生風(fēng)化剝蝕,產(chǎn)生嚴(yán)重碎落坍塌,對路基邊坡及路基排水系統(tǒng)會造成經(jīng)常性的危害; (4) 最不利的情況是路線與巖層走向平行,巖層傾向與路基邊坡一致,而邊坡的坡角大于巖層的傾角,特別在石灰?guī)r、砂巖與粘土質(zhì)頁巖互層,且有地下水作用時,如路塹開挖過深,邊坡過陡,或者由于開挖使軟弱構(gòu)造面暴露,都容易引起斜坡巖層發(fā)生大規(guī)模的順層滑動,破壞路基穩(wěn)定。(5)對于隧道工程來說
10、,從褶曲的翼部通過一般是比較有利的。如果中間有松軟巖層或軟弱構(gòu)造面時,則在順傾向一側(cè)的洞壁,有時會出現(xiàn)明顯的偏壓現(xiàn)象,甚至?xí)?dǎo)致支撐破壞,發(fā)生局部坍塌。(6)在褶曲構(gòu)造的軸部,從巖層的產(chǎn)狀來說,是巖層傾向發(fā)生顯著變化的地方,就構(gòu)造作用對巖層整體性的影響來說,又是巖層受應(yīng)力作用最集中的地方,所以在褶曲構(gòu)造的軸部,不論公路、隧道或橋梁工程,容易遇到工程地質(zhì)問題,主要是由于巖層破碎而產(chǎn)生的巖體穩(wěn)定問題和向斜軸部地下水的問題。2褶曲的野外觀察 一般情況下,人們?nèi)菀渍J(rèn)為背斜為山,向斜處為谷。 在一定的外力條件下,向斜山與背斜谷(圖1-19)的情況在野外也是比較常見的。因此,不能夠完全以地形的起伏情況作為識別褶曲構(gòu)造的主要標(biāo)志。在野外就需要采用穿越的方法和追索的方法進(jìn)行觀察。 穿越法:就是沿著選定的調(diào)查路線,垂直巖層走向進(jìn)行觀察。 用穿越的方法,便于了解巖層的產(chǎn)狀、層序及其新老關(guān)系。 如果在路線通過地帶的巖層呈有規(guī)律的重復(fù)出現(xiàn),則必為褶曲構(gòu)造。 根據(jù)巖層出露的層序及其新老關(guān)系,判斷是背斜還是向斜;分析兩翼巖層的產(chǎn)狀和兩翼與軸面
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