工程地質(zhì)（第4版）課件全套 第0-9章 緒論、礦物與巖石-巖土工程勘察

緒論1、工程地質(zhì)學(xué)的含義工程地質(zhì)學(xué)研究與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題的科學(xué)。它需要解決的主要問(wèn)題是如何在工程設(shè)計(jì)、施工和使用過(guò)程中合理地利用自然地質(zhì)資源，正確地改造不良地質(zhì)條件和最大限度地避免地質(zhì)災(zāi)害。它是工程科學(xué)與地質(zhì)科學(xué)相互滲透、交叉而形成的，服務(wù)于工程建設(shè)的一門邊緣科學(xué)。2、地質(zhì)環(huán)境的概念地質(zhì)環(huán)境——巖石圈和大氣圈、水圈、生物圈3、工程地質(zhì)學(xué)研究的基本問(wèn)題

地基邊坡洞室

4、工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問(wèn)題的概念

工程地質(zhì)問(wèn)題：工程地質(zhì)條件與工程建設(shè)之間的矛盾。三種類型：地基承載力和變形問(wèn)題重力穩(wěn)定性問(wèn)題洞室環(huán)境的穩(wěn)定性問(wèn)題工程地質(zhì)條件：與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合。5.地質(zhì)作用的概念與分類由自然動(dòng)力引起地殼內(nèi)的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)等方面改變的過(guò)程，稱之為地質(zhì)作用，稱之為地質(zhì)作用。地質(zhì)作用的能量來(lái)自于內(nèi)能和外能兩個(gè)方面。內(nèi)能是指來(lái)源于地球內(nèi)部的能量，主要有地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能、重力作用產(chǎn)生的重力能、放射性元素蛻變產(chǎn)生的熱能，以及物質(zhì)結(jié)晶所產(chǎn)生的結(jié)晶能和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的化學(xué)能等。外能是指來(lái)源于地球以外的能源，主要是恒星及行星之間的輻射能和引力能。內(nèi)力地質(zhì)作用：由內(nèi)能引起的地質(zhì)作用。外力地質(zhì)作用：由外能引起的地質(zhì)作用。（1）內(nèi)力地質(zhì)作用主要包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿作用、變質(zhì)作用和地震作用等。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：由內(nèi)能引起地球物質(zhì)運(yùn)移，并導(dǎo)致巖石圈或整個(gè)地球結(jié)構(gòu)變化的地質(zhì)作用稱為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在地殼內(nèi)所留下的各種痕跡稱為地質(zhì)構(gòu)造，包括褶皺和斷裂兩大類。巖漿作用：巖漿活動(dòng)所引起的地質(zhì)作用。變質(zhì)作用：由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿作用等引起地殼內(nèi)物理和化學(xué)條件發(fā)生變化，引起巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造改變，并形成新巖石的過(guò)程。地震作用：地震是地殼快速振動(dòng)的現(xiàn)象。（2）外力地質(zhì)作用包括風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用和沉積作用等。風(fēng)化作用：礦物和巖石在地表?xiàng)l件下發(fā)生的機(jī)械碎裂和化學(xué)成分變化的過(guò)程。風(fēng)化作用有物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化三種類型。物理風(fēng)化：只改變巖石的顆粒大小與形狀，不改變?cè)瓉?lái)的礦物成分的變化。化學(xué)風(fēng)化：巖石與周圍環(huán)境中的水、氧氣和二氧化碳等物質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間接觸，其內(nèi)部的化學(xué)成分逐漸發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其組成礦物成分發(fā)生改變的風(fēng)化。由化學(xué)風(fēng)化而產(chǎn)生的一些新的礦物成分稱為次生礦物。生物風(fēng)化：動(dòng)物、植物和人類活動(dòng)對(duì)巖石的破壞作用。剝蝕作用：通過(guò)風(fēng)、水流及冰等動(dòng)力將風(fēng)化產(chǎn)物搬離原地的過(guò)程。搬運(yùn)作用：風(fēng)化、剝蝕后的物質(zhì)在各種外動(dòng)力媒體的作用下沿一定的途徑從原地搬運(yùn)到最終沉積地點(diǎn)的過(guò)程。

沉積作用：物質(zhì)在地表溫度、大氣壓力等動(dòng)力的作用下，形成堆積物的過(guò)程。

6.人類的工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間的關(guān)系

人類活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系是相互依存、相互制約的關(guān)系。

7.工程地質(zhì)學(xué)的任務(wù)基本任務(wù)是查明工程建設(shè)環(huán)境內(nèi)的工程地質(zhì)條件，發(fā)現(xiàn)工程建設(shè)過(guò)程中潛在的工程地質(zhì)問(wèn)題。（1）查明工程地質(zhì)條件，并指出對(duì)工程建設(shè)的有利和不利因素；（2）論證工程建設(shè)場(chǎng)地所存在的工程地質(zhì)問(wèn)題，進(jìn)行定性和定量的評(píng)價(jià)，作出確切結(jié)論；（3）選擇地質(zhì)條件優(yōu)良的建設(shè)場(chǎng)地；（4）研究工程興建后對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響；（5）提出有關(guān)工程類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和施工方法的合理建議，以及保證工程的正常施工和使用所應(yīng)注意的地質(zhì)要求；（6）為擬定改善和防治不良地質(zhì)作用的措施方案提供地質(zhì)依據(jù)。8．工程地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容及分支學(xué)科

（1）巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)——《工程巖士學(xué)》、《土質(zhì)學(xué)》等。（2）地質(zhì)作用——《動(dòng)力地質(zhì)學(xué)》等。（3）工程穩(wěn)定性——《土力學(xué)》、《巖體力學(xué)》等。

（4）巖土工程設(shè)計(jì)理論或方法——《巖土工程學(xué)》。（5）區(qū)域工程地質(zhì)——《區(qū)域工程地質(zhì)學(xué)》。（6）環(huán)境工程地質(zhì)——《環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)》。（7）工程地質(zhì)勘察理論和技術(shù)——尚未形成獨(dú)立的分支學(xué)科。9、與其它學(xué)科的關(guān)系

首先，許多地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科都是工程地質(zhì)學(xué)的地質(zhì)基礎(chǔ)學(xué)科。其次，工程地質(zhì)問(wèn)題的研究、分析和解決要以數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)。此外，工程地質(zhì)學(xué)還與環(huán)境科學(xué)及許多工程應(yīng)用技術(shù)科學(xué)科之間存在均較密切的聯(lián)系。

10、學(xué)習(xí)方法（1）理解為主。（2）大量閱讀相關(guān)的課外書籍。（3）隨時(shí)注意國(guó)家規(guī)范的變化。第1章礦物與巖石1.1地殼1.2礦物

礦物:自然條件下相對(duì)穩(wěn)定的單質(zhì)或化合物，是地殼中肉眼可見的最小物質(zhì)單位。目前自然界中已知的礦物有3000多種，但其中最常見的只有百余種。常見礦物多為化合物，常見的有含氧礦物(如石英、磁鐵礦、褐鐵礦等)、硅酸鹽礦物（如正長(zhǎng)石、云母、角閃石等）、碳酸鹽礦物（方解石、白云石）、硫酸鹽礦物（如石膏、重晶石等），以及鐵、銅、鋅的硫化物。

礦物絕大多數(shù)以固態(tài)存在于地殼中，只有極少數(shù)是液態(tài)（如自然汞）和氣態(tài)（如天然氣、H2S）。

礦物具有一定的外形，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。1.2.1礦物的基本特征1.礦物的形態(tài)

礦物的形態(tài)是指礦物單體或集合體的形狀。石英晶體電氣石柱狀單晶2礦物的物理性質(zhì)

礦物的物理性質(zhì)包括光學(xué)性質(zhì)（顏色、條痕、光澤）和解理、斷口、密度、硬度等。（1）礦物的光學(xué)性質(zhì)

a.顏色

每種礦物都有特定的顏色。礦物含雜質(zhì)后呈現(xiàn)的顏色稱為假色。如石英本為無(wú)色，含錳后呈紫色，含碳后呈黑色。因此，不能用假色來(lái)鑒定礦物。1.2礦物

b.條痕條痕是指礦物在白色無(wú)釉瓷板上劃擦?xí)r所留下的粉末的顏色。有的礦物顏色和條痕相同，如石墨；也有的礦物顏色與條痕不相同，如黃鐵礦呈黃色，但條痕為黑色。因此，條痕也是礦物的特征之一,可以用于礦物的鑒別。

c.光澤

光澤是指礦物新鮮表面發(fā)光能力的特點(diǎn)，即礦物新鮮表面反射光的特征。光澤有強(qiáng)有弱，主要取決于礦物折光率的大小。礦物的光澤可以分為以下幾種：

金屬光澤：礦物表面反光較好，如同光亮的金屬器皿表面所呈現(xiàn)的光澤。有些不透明的礦物，如金、黃鐵礦、方鉛礦、輝銻礦等，均具有金屬光澤。1.2礦物

半金屬光澤：比金屬光澤稍暗，象沒(méi)有磨亮的鐵器上的那種暗淡而不刺目的光澤。如磁鐵礦、赤鐵礦等都為半金屬光澤。

金剛光澤：反射較強(qiáng)，光澤閃亮耀眼。如金剛石、閃鋅礦等。

玻璃光澤：反射較弱，象普通玻璃表面那樣的光澤。如水晶、方解石、正長(zhǎng)石等的表面都屬玻璃光澤。

礦物的光澤等級(jí)只是相對(duì)的，都是用某些最常見的物質(zhì)光澤來(lái)形象地描述礦物的反光強(qiáng)弱，除以上所講到的以外，還有油脂光澤、珍珠光澤、絲絹光澤等。1.2礦物（2）礦物的其它物理性質(zhì)

礦物的其它物理性質(zhì)是指礦物受外力作用（打擊、刻劃、擠壓等）所產(chǎn)生的一些現(xiàn)象，主要有解理、硬度、密度，其次還有脆性、延展性、彈性和撓性等。

a.解理和斷口

礦物晶體在外力作用（如敲打、擠壓等）下沿著一定方向發(fā)生破裂并裂成光滑平面的性質(zhì)稱為解理，這些光滑平面稱為解理面。如礦物受外力作用，在任意方向破裂并呈各種凸凹不平的斷面（如貝殼狀、鋸齒狀等），則這樣的斷面稱為斷口。1.2礦物

通常根據(jù)礦物晶體受力后出現(xiàn)解理的難易程度、解理面的大小及光滑程度、解理片的厚薄等，可將解理分為四級(jí)：

極完全解理：晶體可裂成薄片，解理面大而平整、光滑，這種礦物不出現(xiàn)斷口，如云母。

完全解理：礦物常沿解理面裂成小塊，解理面不大，該種礦物不易發(fā)現(xiàn)斷口，如方解石。

中等解理：解理面小而不光滑，斷口較容易出現(xiàn)，如普通輝石、角閃石等。

不完全解理：在外力作用下，不易裂開解理面，解理面不平整，易成斷口，如磷灰石。

極不完全解理：礦物在外力作用下，極難出現(xiàn)解理面，其碎塊常為斷口，如石英、石榴子石等。1.2礦物

b.硬度

礦物的硬度是指礦物對(duì)外力作用的抵抗能力。1822年，德國(guó)fredrichMoks選擇了10種硬度不同的礦物作為標(biāo)準(zhǔn)，將硬度分為10級(jí)，硬度由小到大為：

①滑石，②石膏，③方解石，④螢石，⑤磷灰石，⑥正長(zhǎng)石，⑦石英，⑧黃玉，⑨剛玉，⑩金剛石。

指甲（硬度2.5左右）

小刀（硬度5.5左右）

軟（硬度小于指甲）、中（硬度大于指甲，小于小刀）、硬（硬度大于小刀）三等。1.2礦物c.密度

礦物的密度是指礦物單位體積的質(zhì)量，單位為g/cm3。礦物可以按密度分為重、中等和輕三個(gè)相對(duì)等級(jí)：密度在2.5g/cm3以下者為輕礦物，如石墨（2.5g/cm3）、自然硫（2.05-2.08g/cm3）、石鹽（2.1-2.5g/cm3）、石膏（2.3g/cm3）等;密度在2.5-4g/cm3之間者稱為中等密度礦物,大多數(shù)礦物屬于此級(jí),如石英（2.65g/cm3）、斜長(zhǎng)石（2.61-2.76g/cm3）、螢石（3.18g/cm3）、金剛石（3.58g/cm3）等;密度在4g/cm3以上者為重礦物,如重晶石（4.3-4.7g/cm3）、磁鐵礦（4.6-5.2g/cm3）、方鉛礦（7.4-7.6g/cm3）、自然金（14.6-18.3g/cm3）等。1.2礦物（3）礦物的其他性質(zhì)

a.磁性

磁性是指礦物具有被磁鐵吸引,或其本身能吸引鐵屑等物體的性質(zhì)。此性質(zhì)常為含鐵、鈷、鎳等礦物所特有,磁性的強(qiáng)弱與礦物中含這些元素的多少,特別是與含鐵多少有關(guān)。

b.導(dǎo)電性

導(dǎo)電性是指礦物對(duì)電流的傳導(dǎo)能力。由于礦物內(nèi)部構(gòu)造不同,所以在導(dǎo)電性方面也不相同。根據(jù)導(dǎo)電性的大小,礦物分為良導(dǎo)體、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體三種。金屬礦物一般都是良導(dǎo)體,如黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦、方鉛礦等;絕大多數(shù)非金屬礦物都屬于非導(dǎo)體,其中云母為最好的非導(dǎo)體;介于二者之間屬于半導(dǎo)體。1.2礦物

巖石是在各種不同地質(zhì)作用下所產(chǎn)生的，由一種或多種礦物有規(guī)律組合而成的礦物集合體。根據(jù)成因，巖石可以分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類。1.3巖石1.3.1巖漿巖

由巖漿冷凝、固結(jié)而成的巖石通稱巖漿巖。巖漿從地殼深部向上侵入過(guò)程中，在地下即冷凝結(jié)晶成巖石，叫侵入巖；巖漿噴射或溢出地表后冷凝而成巖石叫噴出巖。1.巖漿巖的產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造(1)巖漿巖的產(chǎn)狀

巖漿巖產(chǎn)狀是指巖體的大小、形狀及其與圍巖的接觸關(guān)系。

1.3巖石a.噴出巖的產(chǎn)狀

最常見的有火山錐和熔巖流。火山錐是巖漿沿著一個(gè)孔道噴出地面形成的圓錐形巖體，它是由火山口、火山頸及火山錐狀體組成。熔巖流是巖漿流出地表順山坡和河谷流動(dòng)冷凝而形成的層狀或條帶狀巖體，大面積分布的熔巖流叫熔巖被。

b.侵入巖的產(chǎn)狀

侵入巖按距地表的深淺程度，又分為淺成巖（成巖深度＜3km）和深成巖，它們的產(chǎn)狀多種多樣(見圖1.3.1)。淺成巖一般為小型巖體，產(chǎn)狀包括巖脈、巖床和巖盤；深成巖常為大型巖體，產(chǎn)狀包括巖株和巖基等。1.3巖石圖1.3.1巖漿巖體產(chǎn)狀示意圖1.3巖石

巖脈:巖漿沿著巖層裂隙侵入并切斷巖層所形成的狹長(zhǎng)形巖體。巖脈規(guī)模變化較大，寬可由幾厘米(或更小)到數(shù)十米(或更大)，長(zhǎng)由數(shù)米(或更小)到數(shù)公里或數(shù)十公里。

巖床:流動(dòng)性較大的巖漿順著巖層層面侵入形成的板狀巖體。形成巖床的巖漿成分常為基性，巖床規(guī)模變化也大，厚度常為數(shù)米至數(shù)百米。

巖盤:巖盤又稱巖蓋，是指粘性較大的巖漿順巖層侵入，并將上覆巖層拱起而形成的穹隆狀巖體。巖盤主要由酸性巖所構(gòu)成，也有由中、基性巖漿構(gòu)成的巖盤。

1.3巖石

巖基:規(guī)模巨大的侵入體，其面積一般在lOOKm2以上，甚至可超過(guò)幾萬(wàn)平方公里。巖基的成分是比較穩(wěn)定的，通常由花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖等酸性巖組成。

巖株:面積不超過(guò)lOOKm2的深層侵入體。其形態(tài)不規(guī)則，與圍巖的接觸面不平直。巖株的成分多樣，但以酸性和中性較為普遍。(2)巖漿巖的結(jié)構(gòu)

巖漿巖的結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物的結(jié)晶程度、晶粒大小、晶體形狀以及礦物間結(jié)合關(guān)系。由于巖漿的化學(xué)成分和冷凝環(huán)境不同，冷凝速度不一樣，因此巖漿巖的結(jié)構(gòu)也就存在差異。1.3巖石a.顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)

巖石全部由肉眼能辨認(rèn)的礦物晶體組成，一般見于侵入巖。

粗粒結(jié)構(gòu)(顆粒直徑大于5mm)、中粒結(jié)構(gòu)(顆粒直徑2-5mm)和細(xì)粒結(jié)構(gòu)(顆粒直徑0.2-2mm)。

顆粒越粗，結(jié)晶的時(shí)間越充裕。1.3巖石b.隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)

巖石由肉眼不能辨認(rèn)的細(xì)小晶粒組成，顆粒一般小于0.2mm。巖石外觀呈致密狀，反映巖漿冷卻速度較快，主要見于噴出巖。1.3巖石c.玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)

巖石由沒(méi)有結(jié)晶的物質(zhì)組成，常具貝殼狀斷口，性較脆。它反映當(dāng)時(shí)巖漿的急劇冷凝，來(lái)不及結(jié)晶，主要見于噴出巖。1.3巖石d.斑狀結(jié)構(gòu)

一些較大的晶體分布在較細(xì)的物質(zhì)(主要為隱晶質(zhì)和玻璃質(zhì))當(dāng)中的一種結(jié)構(gòu)。大的晶體稱斑晶，較細(xì)的物質(zhì)稱基質(zhì)。這種結(jié)構(gòu)反映巖漿在經(jīng)由地殼的不同深淺部位和噴出地表過(guò)程中，少部分先結(jié)晶形成斑晶，剩余部分較快冷凝形成基質(zhì)，主要見于小型侵入體和噴出巖中。1.3巖石(3)巖漿巖的構(gòu)造

巖漿巖的構(gòu)造是指巖石中礦物集合體的形態(tài)、大小及其相互關(guān)系，它是巖漿巖形成條件的反映。常見的構(gòu)造有如下幾種：a.塊狀構(gòu)造

巖石各組成部分均勻分布，無(wú)定向排列。它是侵入巖特別是深成巖所具有的構(gòu)造。1.3巖石b.流紋構(gòu)造

巖漿巖中由不同成分和顏色的條帶以及拉長(zhǎng)氣孔等定向排列所形成的構(gòu)造，它反映了巖漿在流動(dòng)冷凝過(guò)程中的物質(zhì)分異和流動(dòng)的痕跡。常見于酸性和中性熔巖，尤以流紋巖為典型。1.3巖石c.氣孔構(gòu)造與杏仁構(gòu)造

噴出地表的巖漿迅速冷凝，其中所含氣體和揮發(fā)成分因壓力減小而逸出，因而在巖石中留下許多氣孔，這種構(gòu)造稱氣孔構(gòu)造。這些氣孔被后期外來(lái)物質(zhì)(方解石、蛋白石等)充填后，似杏仁狀，稱為杏仁構(gòu)造。這種構(gòu)造為某些噴出巖(如玄武巖)的特點(diǎn)。1.3巖石表1.3.1巖漿巖分類表2．巖漿巖的分類

巖漿巖有1100多種.1.3.2沉積巖

沉積巖是指各種成因的堆積物固結(jié)而成的層狀巖石，其分布約占大陸面積的3/4。1．沉積巖的物質(zhì)組成沉積巖的物質(zhì)來(lái)源有巖石風(fēng)化、火山噴發(fā)物、生物及其作用產(chǎn)物三個(gè)方面。2．沉積巖的結(jié)構(gòu)沉積巖的結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成沉積巖顆粒的性質(zhì)、大小、形態(tài)及其相互關(guān)系。常見的沉積巖結(jié)構(gòu)有以下幾種：1.3巖石沉積環(huán)境與沉積作用（1）碎屑結(jié)構(gòu)它是由膠結(jié)物將碎屑膠結(jié)起來(lái)而形成的一種結(jié)構(gòu)。它是碎屑巖的主要結(jié)構(gòu)形式。

碎屑物的成分主要是巖石碎屑、礦物碎屑、石化的生物有機(jī)體或碎片以及火山碎屑物等。按粒徑的大小碎屑物可分為礫石(粒徑大于2mm)、砂(粒徑2-0.075mm)、粉砂(粒徑0.075-0.005mm)等。膠結(jié)物常見的有硅質(zhì)、粘土質(zhì)、鈣質(zhì)和火山灰等。1.3巖石（2）泥質(zhì)結(jié)構(gòu)

主要由極細(xì)的粘土礦物顆粒(粒徑小于0.005mm)組成的，外表呈致密狀，它是粘土巖的主要結(jié)構(gòu)。1.3巖石（3）結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要由結(jié)晶的礦物組成，是化學(xué)巖的主要結(jié)構(gòu)。1.3巖石（4）生物結(jié)構(gòu)由未經(jīng)搬運(yùn)的生物遺體或原生生物活動(dòng)遺跡組成的結(jié)構(gòu)，是生物化學(xué)巖的主要結(jié)構(gòu)。1.3巖石3.沉積巖的構(gòu)造沉積巖的構(gòu)造是指沉積巖各組成部分的空間分布和配置關(guān)系。如層理、層面構(gòu)造、結(jié)核等。（1）層理構(gòu)造

層理是沉積巖中巖石內(nèi)部由于物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、顏色不同而在垂直方向上顯示出來(lái)的層狀條帶。具有層理是沉積巖最典型、最重要的特征之一。

巨厚層狀(大于1m)、厚層狀(1-0.5m)、中厚層狀(0.5-0.1m)和薄層狀(小于0.1m)。

層理與層理之間的分界面稱為層理面。它反映了當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境和介質(zhì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及特征。1.3巖石

層理按其形態(tài)分為水平層理、波狀層理和斜層理三種。

水平層理由平直且互相平行的層理面，是在水動(dòng)力較平穩(wěn)的海、湖環(huán)境中形成的。

波狀層理的層理面呈波狀起伏，是在海岸、湖岸地帶等動(dòng)蕩的水沉積環(huán)境形成的；

斜層理的層理面傾斜與大層層面斜交，傾斜方向表示介質(zhì)(水或風(fēng))的運(yùn)動(dòng)方向。1.3巖石（2）層面構(gòu)造

沉積巖的巖石分層界面稱為層面。在沉積巖的層面上保留的一些外力作用的痕跡，最常見的有波痕和泥裂。波痕是指巖石層面上保存原沉積物受風(fēng)和水的運(yùn)動(dòng)影響形成的波浪痕跡；泥裂是指沉積物露出地表后干燥而裂開的痕跡。這種痕跡一般是上寬下窄，切常被為泥砂所充填。

1.3巖石（3）結(jié)核

巖石中成分與周圍物質(zhì)有顯著不同的呈圓形或不規(guī)則形狀的包裹體叫結(jié)核。如石灰?guī)r中含有燧石結(jié)核，砂巖中含有鐵質(zhì)結(jié)核等。1.3巖石4．沉積巖分類1.3巖石大類亞類小類劃分依據(jù)結(jié)構(gòu)類型劃分依據(jù)類型劃分依據(jù)類型巖石的結(jié)構(gòu)碎屑結(jié)構(gòu)碎屑巖成因火山碎屑巖粒徑火山集塊巖火山角礫巖火山凝灰?guī)r正常沉積碎屑巖粒徑礫巖及角礫巖砂巖粉砂巖礦物成分石英砂巖長(zhǎng)石砂巖雜砂巖泥質(zhì)結(jié)構(gòu)粘土巖構(gòu)造頁(yè)巖泥巖結(jié)晶結(jié)構(gòu)化學(xué)巖化學(xué)成分碳酸鹽巖礦物成分石灰?guī)r白云巖……硫酸鹽巖芒硝石膏…………生物結(jié)構(gòu)生物化學(xué)巖可燃性可燃巖可燃有機(jī)巖煤油頁(yè)巖石油天然氣……非可燃巖化石恐龍化石人類化石……5.幾種常見的沉積巖（1）碎屑巖

碎屑巖是沉積巖中常見的巖石之一。其中碎屑物質(zhì)（包括巖石碎屑、礦物碎屑及火山噴發(fā)的碎屑）不能少于50％。按其成因可以分為火山碎屑巖和正常沉積碎屑巖。

火山碎屑巖主要是山火山噴發(fā)的碎屑物質(zhì)在地表經(jīng)短距離搬運(yùn)，或就地沉積而成。由于它在成因上具有火山噴出和沉積的雙重特性，是介于噴出巖和沉積巖之間的過(guò)渡類型。火山碎屑物質(zhì)包括熔巖碎屑（巖屑）、礦物碎屑（晶屑）和火山玻璃（玻屑）三種，一般火山碎屑巖含火山碎屑物在50％以上。1.3巖石

常見的火山碎屑巖有：

火山集塊巖：粒徑大于100mm的火山碎屑物質(zhì)含量超過(guò)50％，碎屑大部分是帶棱角的，但也有經(jīng)過(guò)搬運(yùn)磨圓的，碎屑成分往往以一種火山巖為主，根據(jù)碎屑成分可稱安山集塊巖、流紋集塊巖等。膠結(jié)物主要為火山灰及熔巖，有時(shí)候被CaCO3

、SiO2.泥質(zhì)等所膠結(jié)。

火山角礫巖：粒徑2-100mm的火山碎屑物含量超過(guò)50%,碎屑具棱角或稍經(jīng)磨圓。根據(jù)碎屑成分可分為安山火山角礫巖。流紋火山角礫巖等。膠結(jié)物與火山集快巖相同。1.3巖石

火山凝灰?guī)r：粒徑小于2mm的火山碎屑物質(zhì)含量超過(guò)50％，即主要由火山灰所構(gòu)成的巖石。分選很差，碎屑多具棱角，層理不十分清楚。凝灰?guī)r的碎屑可能是細(xì)小的巖屑、玻屑或晶屑，在晶屑中可以發(fā)現(xiàn)石英、長(zhǎng)石、云母等晶體，但外形多為棱角狀。凝灰?guī)r因碎屑成分不同，常有黃、灰、白、棕、紫等各種顏色。

正常沉積碎屑巖是巖石風(fēng)化和剝蝕的碎屑物質(zhì),經(jīng)搬運(yùn)，沉積、膠結(jié)而成的巖石。碎屑物可以是巖屑,也可以是礦物碎屑。由于搬運(yùn)介質(zhì)和搬運(yùn)距離等不同,碎屑形狀可以是帶棱角的,或是渾圓的。碎屑巖的膠結(jié)物主要有鋁、鐵質(zhì)物質(zhì)和粘土。根據(jù)碎屑顆粒大小,碎屑巖可分為礫巖、砂巖和粉砂巖等。1.3巖石

礫巖及角礫巖:為沉積礫石膠結(jié)而成的巖石，即粒徑大于2mm的礫石含量大于50％，礫石大部由巖石碎屑組成。礫石形狀呈次圓狀或圓狀的叫礫巖，礫石形狀呈棱角狀的叫角礫巖。

砂巖:為沉積砂粒經(jīng)膠結(jié)而成的巖石。即粒徑在2-0.05mm的砂粒含量大于50％的巖石。砂粒成分主要是石英、長(zhǎng)石、云母等巖石碎屑。

1.3巖石

按粒度,砂巖又分為粗砂巖（粒徑2-0.5mm的砂粒含量大于50％）、中粒砂巖（粒徑0.5-0.25mm的砂粒含量大于50％）、細(xì)砂巖（粒徑0.25-0.075mm的砂粒含量大于50％）和粉砂巖:粒徑在0.075-0.005mm。按成分進(jìn)一步分為石英砂巖（石英碎屑占90％以上）、長(zhǎng)石砂巖（長(zhǎng)石碎屑含量在25％以上）和硬砂巖（巖石碎屑含量在25％以上）。1.3巖石（2）粘土巖粘土巖是指粒徑小于0.005mm以下的顆粒含量大于50％的巖石，粘土巖主要由粘土礦物組成，其次有少量碎屑礦物、自生的非粘土礦物及有機(jī)質(zhì)。粘土礦物有高嶺石、蒙脫石和伊利石等，碎屑礦物有石英、長(zhǎng)石、綠泥石等，自生非粘土礦物有鐵和鋁的氧化物和氫氧化物、碳酸鹽（方解石、白云石、菱鐵礦等）、硫酸鹽、磷酸鹽、硫化物等。

有機(jī)質(zhì)主要是煤和石油的原始物質(zhì)。粘土巖具有典型的泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，質(zhì)地均勻，有細(xì)膩感，斷口光滑。1.3巖石

常見的粘土巖有頁(yè)巖和泥巖。頁(yè)巖是頁(yè)片構(gòu)造發(fā)育的粘土巖。其特點(diǎn)是能沿層理面分裂成薄片或頁(yè)片，常具有清晰的層理，風(fēng)化后是碎片狀。泥巖是一種呈厚層狀的粘土巖、巖層中層理不清，風(fēng)化后呈碎塊狀。（3）化學(xué)巖及生物化學(xué)巖

化學(xué)巖及生物化學(xué)巖是由各種巖石在化學(xué)風(fēng)化和剝蝕作用中所形成的溶液和膠體溶液，經(jīng)化學(xué)作用或生物化學(xué)作用沉淀而成的巖石。按照成分不同可分為：鋁質(zhì)巖、鐵質(zhì)巖、錳質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、磷質(zhì)巖、碳酸鹽巖、鹽巖和可燃有機(jī)巖。這類巖石除碳酸鹽巖外，一般分布較少。但大部分是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有用礦產(chǎn)。1.3巖石a.碳酸鹽巖主要包括石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等（詳見表1.3.4）。表1.3.4碳酸鹽巖的劃分1.3巖石碳酸鹽礦物含量>50%泥質(zhì)含量巖屑或礦物碎屑含量方解石白云石5～25％25～50％2～25％25～50％>50%5～25％>50%25～50％石灰?guī)r灰質(zhì)白云巖白云巖白云質(zhì)灰?guī)r泥質(zhì)石灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖泥灰?guī)r、白云泥灰?guī)r含砂石灰?guī)r、含砂白云巖砂質(zhì)石灰?guī)r、砂質(zhì)白云巖b.鐵質(zhì)巖

鐵質(zhì)巖是富含鐵礦物的沉積巖，其主要鐵礦物有赤鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦及鐵的硫化物及硅酸鹽。鐵質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)主要是豆?fàn)?、鮞狀及隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。c.鋁質(zhì)巖

富含三氧二化鋁（Al2O3）的巖石稱為鋁質(zhì)巖，因含雜質(zhì)不同，顏色種類很多，有白、灰、黃、紅等。鋁土巖的常見結(jié)構(gòu)有鮞狀、豆?fàn)詈椭旅軤罱Y(jié)構(gòu)。d.錳質(zhì)巖

是富含錳的沉積巖，主要含錳礦物有硬錳礦、軟錳礦和菱錳礦等。1.3巖石e.磷質(zhì)巖

通常把含有五氧化二磷在5-8％以上的沉積巖稱作磷質(zhì)巖或磷塊巖。磷質(zhì)主要由各種磷灰石及非晶膠磷礦組成。f.硅質(zhì)巖

硅質(zhì)巖是由溶于水中的SiO2在化學(xué)及生物化學(xué)作用下形成的富含SiO2(70-90％)的沉積巖。硅質(zhì)巖石中的礦物成分有非晶質(zhì)的蛋白石、隱晶質(zhì)的玉髓和結(jié)晶質(zhì)的石英。硅質(zhì)巖按其成因可分為生物成因（硅藻土、海綿巖、放射蟲巖）和非生物成因（板狀硅藻土、蛋白石、碧玉、燧石、硅華）兩大類。1.3巖石g.鹽巖

鹽巖是一種純化學(xué)成因的巖石，是由于蒸發(fā)沉淀而成。鹽巖主要由鉀、鈉、鎂的鹵化物和硫酸鹽組成，如食鹽（NaCl）、鉀鹽（KCl）、光鹵石（KCl.MgCl2.6H2O）、鉀鹽鎂釩（K2Mg(SO4)2.3H2O）、芒硝（Na2SO4.10H2O）、硬石膏（CaSO4）、石膏（CaSO4.2H2O）等。鹽巖結(jié)構(gòu)有原生結(jié)晶粒狀、纖維狀、次生的交代結(jié)構(gòu)和變晶結(jié)構(gòu)，構(gòu)造有層狀、透鏡狀和致密塊狀。h.可燃有機(jī)巖

可燃有機(jī)巖是煤、油頁(yè)巖和石油及天然氣等含有可燃性有機(jī)巖石的總稱。1.3巖石

1.3.3變質(zhì)巖

已有的巖石在高溫、高壓及其他因素作用下，礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面發(fā)生質(zhì)變、新形成的巖石稱變質(zhì)巖。由巖漿巖變質(zhì)的叫正變質(zhì)巖，由沉積巖變質(zhì)的叫副變質(zhì)巖。1.3巖石1.變質(zhì)作用是指使原巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化的地質(zhì)作用。變質(zhì)作用可分為局部變質(zhì)作用和區(qū)域變質(zhì)作用兩大類。（1）局部變質(zhì)作用局部變質(zhì)作用是指體積小于100km3的變質(zhì)作用。它分布于某個(gè)具體的地質(zhì)構(gòu)造中，受到體積的局限控制。局部變質(zhì)作用可分為以下幾類：①接觸變質(zhì)作用當(dāng)巖漿侵入地殼時(shí)，由于巖漿與圍巖間有顯著的溫度差異，會(huì)導(dǎo)致圍巖的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化稱為接觸變質(zhì)作用,其中由巖漿熱液引起的化學(xué)變質(zhì)作用稱為交代變質(zhì)作用。該類變質(zhì)作用的一般深度不大，圍限壓力不會(huì)太高。②動(dòng)力變質(zhì)作用是指分布于斷層帶或其他強(qiáng)烈錯(cuò)動(dòng)（剪切作用）帶上的巖石，由于各種應(yīng)力的作用，通過(guò)碎裂、變形和重結(jié)晶等方式，發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造變化的地質(zhì)作用。動(dòng)力變質(zhì)作用特點(diǎn)是低溫、高應(yīng)變率。③沖擊變質(zhì)作用隕石沖擊到地表時(shí)發(fā)生的變質(zhì)作用稱為沖擊變質(zhì)作用。瞬時(shí)沖擊產(chǎn)生的高壓、高溫是沖擊變質(zhì)作用的主要因素。(2)區(qū)域變質(zhì)作用區(qū)域變質(zhì)作用是分布范圍廣泛而且變質(zhì)因素復(fù)雜的一種變質(zhì)作用。它常發(fā)生在巖石圈范圍，具較大的規(guī)模，主要的變質(zhì)因素為溫度和壓力。①造山變質(zhì)作用與造山作用有密切關(guān)系的變質(zhì)作用稱為造山變質(zhì)作用，主要變質(zhì)作用為重結(jié)晶和變形。該類變質(zhì)作用形成的變質(zhì)巖常常具有面理和線理，主要分布于前寒武紀(jì)結(jié)晶基底，規(guī)模巨大，面積超過(guò)數(shù)百平方千米。②洋底變質(zhì)作用在大洋中脊上升的熱流和海水作用下，洋殼巖石發(fā)生的大規(guī)模變質(zhì)作用稱為洋底變質(zhì)作用。溫度、流體及其中的化學(xué)組分是控制洋底變質(zhì)作用的主要因素，常常發(fā)生重結(jié)晶作用和交代作用，綠巖是典型的洋底變質(zhì)巖。③埋藏變質(zhì)作用埋藏變質(zhì)作用是無(wú)明顯變形的、規(guī)模巨大的低級(jí)變質(zhì)作用，其變質(zhì)溫度很低，而導(dǎo)致埋藏變質(zhì)作用的壓力變化范圍較大，是成巖作用向變質(zhì)作用發(fā)展的過(guò)渡類型，又稱淺變質(zhì)作用。其變質(zhì)巖常常具有原巖的殘余結(jié)構(gòu)。④混合巖化作用從變質(zhì)巖經(jīng)熔融而形成混合巖的過(guò)程稱為混合巖化作用，又稱超變質(zhì)作用。在地殼深部高級(jí)變質(zhì)巖發(fā)育區(qū)，由于溫度、壓力進(jìn)一步升高，又有流體存在，一些變質(zhì)巖能熔融產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的花崗質(zhì)熔體。當(dāng)熔融程度較高，并經(jīng)遷移大量匯聚后便形成巖漿，冷凝后即形成花崗巖類巖石。如果只有少量熔融，且未發(fā)生明顯遠(yuǎn)距離遷移，則出現(xiàn)花崗質(zhì)淺色脈體和暗色變質(zhì)巖基體混雜在一起的巖石，稱為混合巖。巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖中均可出現(xiàn)的主要礦物巖漿巖、變質(zhì)巖中均可出現(xiàn)的主要礦物沉積巖、變質(zhì)巖中均可出現(xiàn)的主要礦物主要在變質(zhì)巖中出現(xiàn)的礦物石英、鉀長(zhǎng)石、白云母、鈉長(zhǎng)石、部分石榴子石、磁鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石、金紅石、鈦鐵礦等石英、尖晶石、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云母、黑云母、金云母、霞石、鐵鋁榴石、普通角閃石、堿性角閃石、斜方輝石、霓石、透輝石、普通輝石、橄欖石、榍石石英、高嶺石、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、白云母、方解石、白云石、重晶石、硬石膏、螢石剛玉、紅柱石、藍(lán)晶石、矽線石、葉蠟石、堇青石、十字石、絹云母、簾石類、鈣鋁榴石、符山石、陽(yáng)起石、藍(lán)閃石、透閃石、蛇紋石、硅灰石、鎂橄欖石、滑石、石墨、方解石、白云石、菱鎂礦等表1.3.5造巖礦物在各類巖石中的主要分布情況2.變質(zhì)巖的礦物成分1.3巖石3.變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)

變質(zhì)巖的最主要結(jié)構(gòu)是重結(jié)晶作用形成的變晶結(jié)構(gòu)。根據(jù)組成礦物的粒度、形態(tài)及相互關(guān)系，變晶結(jié)構(gòu)又分為等粒變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片和纖維狀變晶結(jié)構(gòu)三種。此外還有變余結(jié)構(gòu)等。1.3巖石(1)等粒變晶結(jié)構(gòu)

巖石主要由長(zhǎng)石、石英及方解石等粒狀礦物組成，礦物晶粒大小大致相等，顆粒之間互相鑲嵌很緊，不具定向排列。(2)斑狀變晶結(jié)構(gòu)

在粒度較小的礦物集合體（也稱基質(zhì)）中分布著一些由重結(jié)晶形成的較大斑狀晶體（稱為變斑晶）。變斑晶通常是石榴子石、十字石、蘭晶石等晶形完好的變質(zhì)礦物。(3)鱗片和纖維狀變晶結(jié)構(gòu)

是片狀、柱狀或纖維狀礦物定向排列形成的結(jié)構(gòu)。主要由云母、綠泥石等鱗片狀礦物組成的巖石具鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)，主要由角閃石、透閃石等柱狀或纖維狀礦物所組成的巖石具有纖維狀變晶結(jié)構(gòu)。1.3巖石(4)變余結(jié)構(gòu)

在變質(zhì)巖形成后尚保留某些原巖的結(jié)構(gòu)殘余。變余結(jié)構(gòu)表明了變質(zhì)作用進(jìn)行的不徹底。4.變質(zhì)巖的構(gòu)造

變質(zhì)巖的構(gòu)造是指礦物排列的特點(diǎn)。除某些巖石外，大部分變質(zhì)巖具有定向構(gòu)造，這是變質(zhì)的最大特點(diǎn)。變質(zhì)巖的常見構(gòu)造有:(1)片麻構(gòu)造

片麻構(gòu)造是深變質(zhì)巖中的常見構(gòu)造。巖石中主要由粒狀礦物（長(zhǎng)石、石英）以及片狀礦物、柱狀礦物（黑云母、白云母、絹云母、綠泥石、角閃石等）相間排列所形成的深淺色澤相間的斷續(xù)的條帶狀構(gòu)造。(2)片狀構(gòu)造

片狀構(gòu)造是巖石中由大量片狀礦物（如云母、綠泥石、滑石、石黑等）平行排列所成的薄層片狀構(gòu)造。(3)千枚構(gòu)造

千枚構(gòu)造是巖石中重結(jié)晶形成的絹云母微細(xì)磷片平行。(4)板狀構(gòu)造

板狀構(gòu)造巖石中由片狀礦物平行排列所形成的具有平整板狀劈理的構(gòu)造，沿著板理易劈成薄板，板面微具光澤。(5)塊狀構(gòu)造

塊狀構(gòu)造是巖石中的礦物成分和結(jié)構(gòu)都較均勻，沒(méi)有明顯定向排列所表現(xiàn)的構(gòu)造。1.3巖石1.3巖石5.變質(zhì)巖的分類巖石類別巖石亞類構(gòu)造結(jié)構(gòu)主要礦物形成原因片狀巖類板巖類板狀粒狀變晶或變余粘土礦物、云母、綠泥石、石英區(qū)域變質(zhì)千枚巖類千枚狀鱗片狀變晶絹云母、綠泥石、石英片巖類片狀云母、綠泥石等片麻巖類片麻狀、條帶狀長(zhǎng)石、石英、云母塊狀巖類變粒巖類塊狀粒狀變晶長(zhǎng)石、石英接觸變質(zhì)石英巖類石英大理巖類方解石、白云石角巖類云母、石英、長(zhǎng)石構(gòu)造破碎巖類構(gòu)造角礫巖類壓碎角礫狀巖石或礦物碎屑動(dòng)力變質(zhì)糜棱巖類糜棱長(zhǎng)石、石英、絹云母、綠泥石5.常見的變質(zhì)巖(1)板巖類

板狀構(gòu)造，一般巖性致密堅(jiān)硬，敲之發(fā)清脆的響聲，原巖成分基本沒(méi)有重結(jié)晶。常見有灰綠色板巖、黑色碳質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖等。一般是粘土巖、頁(yè)巖等經(jīng)低級(jí)區(qū)域變質(zhì)所形成，也有火山巖變質(zhì)形成的板巖。(2)千枚巖類

千枚狀構(gòu)造，主要礦物成分是絹云母，綠泥石和石英，有些還含有一定量的斜長(zhǎng)石，顆粒很細(xì)，片理面上可見絹云母呈絹絲光澤，有些千枚巖中還可見黑云母、石榴子石，硬綠泥石等變斑晶。銀灰色及黃綠色千枚巖是最常見的類型。千枚巖的原巖和板巖相同，但變質(zhì)程度稍高，礦物已基本重結(jié)晶。1.3巖石(3)片巖類

一般為鱗片或纖狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，片狀或柱狀礦物占優(yōu)勢(shì)，其次是石英，長(zhǎng)石則較少。常見片巖按礦物成分有以下幾種：云母片巖，由黑云母、白云母、石英等組成，常含有石榴子石、十字石、藍(lán)晶石、紅柱石等變斑晶；角閃石片巖，主要由角閃石、石英及斜長(zhǎng)石等組成，綠色片巖，主要由綠泥石、蛇紋石、綠簾石、陽(yáng)起石及石英、鈉長(zhǎng)石等組成。此外有些片巖，因含石英更高，叫做石英片巖(如絹云母石英片巖)，還有些含若干碳酸鹽礦物，叫做鈣質(zhì)片巖。片巖類一般屬中級(jí)至中低級(jí)變質(zhì)的產(chǎn)物，原巖可以是粘土巖，粉砂巖及頁(yè)巖等沉積巖，也可以是火山巖。1.3巖石(4)片麻巖類

一般為鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，粒度較粗，片麻狀構(gòu)造，以長(zhǎng)石、石英等粒狀礦物為主，且長(zhǎng)石含量較高，但也有一定量的云母、角閃石等片狀或柱狀礦物。常見類型有黑云母片麻巖(可含石榴子石，矽線石等礦物)及角閃斜長(zhǎng)片麻巖等。片麻巖一般是中高級(jí)變質(zhì)的產(chǎn)物。(5)變粒巖類

一般為細(xì)粒至中細(xì)粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，礦物分布和粒度都很均勻，為不太明顯的片麻狀或塊狀構(gòu)造，有些風(fēng)化后成砂粒狀，主要由長(zhǎng)石和石英組成，并有一些黑云母、角閃石等暗色礦物，有些還含石榴子石等。常見類型有黑云母變粒巖、角閃石變粒巖等，當(dāng)暗色礦物很少時(shí)則叫做淺粒巖。變粒巖和片麻巖的主要區(qū)別是上述結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)含暗包礦物也較少，但兩者之間常有過(guò)渡類型。變粒巖是由砂巖，粉砂巖等沉積巖或中酸性火山巖類經(jīng)中低級(jí)區(qū)域變質(zhì)所形成。1.3巖石(6)石英巖類主要由石英組成，一般為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，有時(shí)還含少量云母、角閃石等礦物。云母石英巖是常見類型之一，含長(zhǎng)石較多的叫做長(zhǎng)石石英巖，含磁鐵礦的石英巖叫做磁鐵石英巖這是一種重要的鐵礦石類型。(7)大理巖類

主要由方解石、白云石等碳酸鹽礦物所組成，一般為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，有時(shí)還可含一定量的蛇紋石、透閃石、金云母、鎂橄欖石、透輝石、硅灰石及方柱石等礦物。蛇紋石大理巖、鎂橄欖石透輝石大理巖、金云母透輝石大理巖、透閃石大理巖及方柱石大理巖等都是常見類型。若含有白云石則叫做白云質(zhì)大理巖或白云石大理巖。大理巖都是碳酸鹽類沉積巖變質(zhì)重結(jié)晶所形成。1.3巖石

以上七類巖石中，板巖、千枚巖、變粒巖和斜長(zhǎng)角閃巖主要為區(qū)域變質(zhì)作用所形成，其余巖石類型則在區(qū)域變質(zhì)作用或接觸變質(zhì)作用過(guò)程中均可出現(xiàn)。(8)角巖類

一般為深色致密堅(jiān)硬，細(xì)均粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，常見的角巖主要由黑云母、白云母、長(zhǎng)石及石英組成，有時(shí)還含有紅柱石、堇青石、矽線石等礦物。黑云母角巖是常見的巖石類型。這類巖石是由泥質(zhì)沉積巖經(jīng)中、高級(jí)接觸變質(zhì)所形成，見于侵入體附近的圍巖中。1.3巖石(9)構(gòu)造角礫巖

常見于斷層帶中，角礫為大小不等帶棱角的巖石碎塊，膠結(jié)物為細(xì)小的巖石或礦物碎屑，是原巖經(jīng)動(dòng)力作用后的產(chǎn)物。(10)糜棱巖

是剛性巖石受強(qiáng)烈粉碎后所成，大部分已成為極細(xì)的隱晶質(zhì)粉末，且具有擠壓運(yùn)動(dòng)所成的“流紋狀”條帶，通常還有一些透鏡狀或棱角狀的巖石或礦物碎屑，巖性堅(jiān)硬，外貌和流紋巖有些相似，它們的形成往往和強(qiáng)大的擠壓應(yīng)力有關(guān)。構(gòu)造角礫巖、糜棱巖有時(shí)通稱動(dòng)力變質(zhì)巖。返回1.3巖石變質(zhì)巖巖漿巖漿作用巖漿巖侵蝕、搬運(yùn)、堆積等作用沉積巖變質(zhì)作用變質(zhì)作用重融再生外力作用重融再生1.3巖石本章知識(shí)的工程應(yīng)用要點(diǎn)

地球上現(xiàn)有的一切工程都是修建在地殼表層，地殼表層的地質(zhì)環(huán)境會(huì)影響工程建筑物的安全穩(wěn)定和正常使用，以致影響工程的造價(jià)。巖石是組成地殼的主要物質(zhì)，巖石的成因、物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)不同，在外力作用下的強(qiáng)度與變形特征不一樣，對(duì)工程穩(wěn)定性的影響（即工程地質(zhì)性質(zhì)）不同。第2章地層與構(gòu)造

2.1.1地質(zhì)年代

宙、代、紀(jì)、世4個(gè)層次。

2.1.2地層

1、地層的概念

巖層：被兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的、由同一巖性組成的層狀巖石稱為。巖層的上、下界面叫層面。上層面稱為巖層的頂面,下層面稱為巖層的底面。地層：在一定地質(zhì)時(shí)期內(nèi)所形成的一套巖層稱為。巖層產(chǎn)狀是指巖層在地殼中的空間方位。巖層的原始產(chǎn)狀理解為水平的。巖層產(chǎn)狀包括水平的、傾斜的、直立的和倒轉(zhuǎn)的。2.1地層2、地層的表示方法

2.1地層地質(zhì)年代單位宙代紀(jì)世地層單位宇界系統(tǒng)群組段表2.1.2地層與地質(zhì)年代單位對(duì)照表3、地層的產(chǎn)狀是指巖層在地殼中的空間方位。

巖層的原始產(chǎn)狀理解為水平的。巖層產(chǎn)狀包括水平的、傾斜的、直立的和倒轉(zhuǎn)的。

（1）地層的產(chǎn)狀要素三要素：走向、傾向和傾角。2.1地層2.1地層真假傾向和真假傾角（3）地層的產(chǎn)狀要素的測(cè)定2.1地層2.1地層圖2.1.4地質(zhì)羅盤測(cè)定地層的走向、傾向、和傾角方法示意圖2.1地層數(shù)字表示方法：方位角表示法：傾向∠傾角，如SW205o∠25o

（也可以書寫為205o∠25o）象限角表示法:走向，傾向與傾角，如N30oE∠27oSE；

走向/傾向∠傾角，如45o/SE∠35°（3）地層產(chǎn)狀要素的表示方法地層的產(chǎn)狀要素可用方位角和象限角兩種方法表示。產(chǎn)狀在地質(zhì)圖上的表示巖層直立，箭頭指向新巖層

巖層產(chǎn)狀是水平的

巖層倒轉(zhuǎn)，箭頭指向倒轉(zhuǎn)后的傾向，即指向老巖層，數(shù)字是指傾角度數(shù)

長(zhǎng)線表示走向，短線表示傾向，數(shù)字表示傾角2.1地層4、地層的厚度

巖層的頂、底面之間的垂直距離，也即層面法線方向上的距離，稱為巖層的真厚度。

鉛直厚度是指巖層頂、底面之間沿鉛直方向上的距離。

在與巖層面不垂直的剖面上（或露頭面上），巖層頂、底界線之間的垂直距離稱為視厚度。2.1地層2.1.3地層層序與地層接觸關(guān)系

地層層序：下老上新的層序（原始產(chǎn)出地層）

接觸關(guān)系：從成因特征上將接觸關(guān)系分為整合和不整合兩種基本類型。1.整合接觸

平行不整合2.不整合接觸

角度不整合2.1地層2.1地層a-整合接觸關(guān)系；b-假整合接觸關(guān)系；c-不整合接觸關(guān)系2-6─均為石炭系1─奧陶系圖2.1.3

北京周口店太平山南坡奧陶系與石炭系接觸關(guān)系1/2平行不整合;2-6整合

南2.1地層

褶皺是巖石中各種面狀構(gòu)造（層理、層面、面理）發(fā)生彎曲形成的變形構(gòu)造.

褶皺的規(guī)模有大有小，大者可大數(shù)公里乃至數(shù)十公里，小者在顯微鏡下才能觀測(cè)到2.2褶皺

褶皺的基本類型

1）向形與背形：就單個(gè)褶皺層的形態(tài)而言，褶皺可分為背形和向形。背形指褶皺面上凸式彎曲；向形指褶皺面下凹式彎曲。2.2褶皺向形與背形2）向斜與背斜：根據(jù)褶皺的形態(tài)和組成褶皺的地層面向，將褶皺分為兩種基本類型：背斜和向斜。背斜是核部由老地層、翼部由新地層組成的褶皺。向斜是核部由新地層、翼部由老地層組成的褶皺。2.2褶皺2）

向斜背斜向形背斜背形向斜2.2褶皺2.2.1褶皺的組成要素圖2.2.2

褶皺要素示意圖核部：褶皺的中心部分。翼部：褶皺中心兩側(cè)平滑弧狀部分。樞紐:

單一褶皺面上曲率最大點(diǎn)的連線。軸面：各相鄰褶皺面的樞紐連成的面。轉(zhuǎn)折端：褶皺從一翼到另一翼的彎曲部分。翼間角：正交剖面上兩翼夾角。拐點(diǎn)：相鄰向、背形共用翼上曲率等于零的部分。脊線和槽線：同一褶皺面上沿背形最高點(diǎn)的連線為脊線，沿向形最低點(diǎn)的連線為槽線。軸跡：褶皺軸面在地表的出露痕跡，即各褶皺面最大彎曲點(diǎn)在地表出露點(diǎn)的連線。2.2褶皺2.2.2褶皺的形態(tài)分類

分類方法1.根據(jù)軸面和兩翼產(chǎn)狀，褶皺可以分為：

直立褶皺：軸面近乎直立，兩翼傾向相反，傾角近乎相等（圖2.2.3A）

斜歪褶皺：軸面傾斜，兩翼傾向相反，傾角不等（圖2.2.3B）

倒轉(zhuǎn)褶皺：軸面傾斜，兩翼向同一方向傾斜，一翼的地層倒轉(zhuǎn)（圖2.2.3C）

平臥褶皺：軸面近水平，一翼地層正常，另一翼地層倒轉(zhuǎn)（圖2.2.3D）

翻卷褶皺：軸面彎曲的平臥褶皺（圖2.2.3E）2.2褶皺2.2褶皺第三系砂巖中的直立水平褶皺(新疆庫(kù)車河)大理巖中的倒轉(zhuǎn)褶皺(中巴公路奧依塔格)斜歪水平褶皺(安徽泗縣)大型平臥褶皺(中巴公路蓋孜檢查站)平臥褶皺-江西井崗平臥褶皺（納米比亞）2.根據(jù)翼間角大小，褶皺可分為：

平緩褶皺：翼間角小于180o，大于120o。開闊褶皺：翼間角小于120o，大于70o。閉合褶皺：翼間角小于70o，大于30o。緊閉褶皺：翼間角小于30o。等斜褶皺：翼間角近于0o，兩翼近乎平行。3.根據(jù)褶皺中同一巖層在平面上出露的縱向長(zhǎng)度和橫向?qū)挾戎?，褶皺可分為?/p>

穹?。洪L(zhǎng)度和寬度之比小于3：1的背斜構(gòu)造，褶皺面自脊點(diǎn)向四周作放射狀傾斜（圖2.2.4b左下側(cè)）。

構(gòu)造盆地：長(zhǎng)度和寬度之比小于3：1的向斜構(gòu)造，褶皺面從四周向中心傾斜（圖2.2.4b左上側(cè)）。

2.2褶皺

線狀褶皺：長(zhǎng)度和寬度之比超過(guò)10：1的各種褶皺（圖2.2.4A）。2.2褶皺圖2.2.4褶皺在平面上形態(tài)的描述A圖表現(xiàn)為線狀褶皺；B圖右側(cè)為短軸褶皺，左側(cè)為穹窿構(gòu)造和構(gòu)造盆地。A-h代表地層層序線性褶皺(阿巴拉契亞山脈)2.2.3褶皺的識(shí)別兩翼巖層總是對(duì)應(yīng)出現(xiàn)褶皺構(gòu)造地層分布的規(guī)律鑒別地層新老層序的方法，一般有三種：1.巖石學(xué)方法

主要利用巖層的原生構(gòu)造現(xiàn)象來(lái)判定其新老（上下）層位方向。2.2褶皺圖2.2.5利用沉積巖和火山巖中的原生構(gòu)造確定巖層的上下（新老）層位方向1—波痕；2—泥裂；3—收斂形斜層理；4—沖刷面；5—氧化殼和氣孔2.2褶皺2.小構(gòu)造方法小構(gòu)造：由于層間扭動(dòng)或錯(cuò)動(dòng)（剪切運(yùn)動(dòng)）引起內(nèi)部產(chǎn)生一些細(xì)小構(gòu)造。水平擠壓形成褶皺時(shí)，層與層之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，新巖層向上（即逆巖層傾向方向）滑動(dòng)，老巖層向下（即順巖層的傾向方向）滑動(dòng)（圖2.2.6）。2.2褶皺圖2.2.6砂質(zhì)粘土受擠壓作用產(chǎn)生褶皺（模擬試驗(yàn)）(1)層間牽引褶皺（也叫層間褶皺）

多系兩厚層間的薄巖層或夾在脆性巖層間的塑性巖層發(fā)生的褶皺。牽引褶皺的軸面與巖層層面所夾銳角指向相鄰巖層滑動(dòng)方向。據(jù)此可判定：凡向上（逆巖層傾向方向）滑動(dòng)的巖層為較新巖層；凡向下（順巖層傾向）滑動(dòng)的巖層即為較老的巖層。(2)層間劈理

是指巖層中密集的、細(xì)微的定向裂紋和次生片狀礦物的定向排列所成的容易劈開的面。劈理并不十分清晰可見，肉眼需仔細(xì)觀察才行，但若用手錘敲擊，則很容易沿這些細(xì)微裂紋和定向礦物排列方向劈開。褶皺翼部的層間劈理與巖層層面夾角一般為銳角，且銳角指向相鄰巖層滑動(dòng)方向，據(jù)此可以鑒定巖層新老。2.2褶皺層間牽引褶皺,AA為長(zhǎng)軸,CC為短軸,牽引褶皺曲軸面P與AA方向一致

圖中大箭頭代表巖層褶皺后頂板與底板的滑動(dòng)方向，二者形成一對(duì)力偶，巖層中左右側(cè)的2個(gè)菱形代表在力偶作用下變形后的應(yīng)變橢球，沿著2個(gè)最大剪切面方向發(fā)生了層面劈理1和層間劈理2巖層褶皺形形的層間劈理層間牽引褶皺3.古生物方法

若能找到化石,則可以較準(zhǔn)確地確定巖層地質(zhì)年代,從而可按其年代遠(yuǎn)近直接判斷地層的上下(新老)關(guān)系

斷裂構(gòu)造是地殼中巖層或巖體受力達(dá)到破裂強(qiáng)度后發(fā)生斷裂而形成的構(gòu)造。它是地殼中普遍發(fā)育的基本構(gòu)造之一，在地殼的各個(gè)地區(qū)和各類巖石中均有廣泛的分布。通常根據(jù)破裂巖石的相鄰巖塊相對(duì)位移的程度分為節(jié)理和斷層兩大類。但是這兩類斷裂從成因上并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。2.3斷裂2.3.1節(jié)理2.3斷裂

斷裂兩側(cè)巖塊沿破裂面無(wú)明顯相對(duì)位移的斷裂構(gòu)造稱為節(jié)理。節(jié)理的成因是多種多樣的，由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的節(jié)理叫做構(gòu)造節(jié)理，它們內(nèi)往往與褶皺、斷層有著密切的成因聯(lián)系。在地質(zhì)文獻(xiàn)中通常不加特殊說(shuō)明的節(jié)理就是指構(gòu)造節(jié)理。有的節(jié)理是在成巖過(guò)程中形成的，如玄武巖的柱狀節(jié)理，這種節(jié)理稱為原生節(jié)理。1.節(jié)理的分類

節(jié)理的分類主要從兩具方面考慮：一是幾何關(guān)系，指節(jié)理與所在巖層或其他構(gòu)造的關(guān)系；二是力學(xué)成因，指形成節(jié)理的應(yīng)力性質(zhì)。2.3斷裂（1）幾何分類

a.根據(jù)節(jié)理產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系走向節(jié)理：節(jié)理走向與巖層走向大致平行傾向節(jié)理：節(jié)理走向與巖層走向大致垂直斜向節(jié)理：節(jié)理走向與巖層走向斜交順層節(jié)理：節(jié)理面與巖層的層面大致平行

b.根據(jù)節(jié)理與褶皺軸的關(guān)系縱節(jié)理：節(jié)理的走向與褶皺軸向平行橫節(jié)理：節(jié)理的走向與褶皺軸向垂直斜節(jié)理：節(jié)理的走向與褶皺軸向斜交圖2.3.1節(jié)理形態(tài)分類示意圖①、②—走向節(jié)理或縱節(jié)理；③—傾向節(jié)理或橫節(jié)理；④、⑤—斜向節(jié)理；⑥—順層節(jié)理

1.走向節(jié)理；2.傾向節(jié)理；3.斜向節(jié)理；4.順層節(jié)理（2）力學(xué)成因分類

a.張節(jié)理張節(jié)理具有以下主要特征：

(i)產(chǎn)狀不穩(wěn)定，在平面上沿走向延伸不遠(yuǎn)，在剖面上延展不深。單個(gè)節(jié)理短而彎曲。

(ii)節(jié)理面粗糙不平，擦痕不發(fā)育，節(jié)理兩壁裂開距離較大，有些張節(jié)理呈開口狀或楔形，常被脈巖充填。

(iii)當(dāng)張節(jié)理發(fā)育在碎屑巖中時(shí)，它經(jīng)常繞過(guò)較大的碎屑。

2.3斷裂2.3斷裂張節(jié)理b.剪節(jié)理剪節(jié)理具有以下特征：(i)產(chǎn)狀穩(wěn)定，在平面上沿走向延伸較遠(yuǎn)，在剖面上延展較深。(ii)節(jié)理面平直而光滑，常具擦痕、鏡面等現(xiàn)象。節(jié)理兩壁之間閉合緊密。(iii)當(dāng)剪節(jié)理發(fā)育在碎屑巖中時(shí)，常切割較大的碎屑顆粒或礫石（圖2.3.3）。(iv)一般發(fā)育較密，相鄰兩節(jié)理之間的間距較小，常具有等間距分布的特點(diǎn)，密集成帶。2.3斷裂(v)往往成對(duì)出現(xiàn)，它是沿兩組剪切面形成的，叫“Ｘ”節(jié)理或共軛剪節(jié)理，經(jīng)常一組發(fā)育較好，另一組發(fā)育較差（圖2.3.3）。(vi)常呈羽列現(xiàn)象（圖2.3.4）。往往一條剪節(jié)理由若干條方向相同、首尾相接的小節(jié)理呈羽狀排列而成。沿小節(jié)理走向向前觀察，后一條小節(jié)理重疊在前面一條小節(jié)理的左側(cè)，稱為左行（或稱左旋）；反之為右行（或稱右旋）。利用剪節(jié)理的這種羽列現(xiàn)象可以判斷巖石相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向（圖2.3.5）。2.3斷裂圖2.3.2追蹤兩組剪節(jié)理形成的張性節(jié)理S1、S2—兩組剪節(jié)理；t—追蹤張節(jié)理圖2.3.3兩組節(jié)理切割礫石現(xiàn)象a—剪節(jié)理；b—張節(jié)理共軛剪節(jié)理2.3斷裂圖2.3.4羽狀節(jié)理1、3、4—張性羽狀節(jié)理；2—剪性羽狀節(jié)理a圖2.3.5湖北黃陵背斜南部寒武系灰?guī)r中剪節(jié)理羽列現(xiàn)象平面素描圖左圖為右行；右圖為左行2.節(jié)理的觀測(cè)研究(1)節(jié)理組的分期研究

節(jié)理組分期將一個(gè)地區(qū)不同時(shí)期形成的節(jié)理，按期分開。根據(jù)交切關(guān)系，判斷節(jié)理形成的先后。a.切斷錯(cuò)開b.限制中止c.相互切斷錯(cuò)開2.3斷裂圖2.3.6不同期節(jié)理對(duì)應(yīng)錯(cuò)開關(guān)系前期節(jié)理①、②被后期節(jié)理③錯(cuò)開圖2.3.7湖北香溪石灰?guī)r中不同節(jié)理組限制現(xiàn)象（2）節(jié)理組配套的研究按照成因聯(lián)系，找出一個(gè)地區(qū)，同一時(shí)期、統(tǒng)一應(yīng)力，不同性質(zhì)、不同方向的節(jié)理2.3斷裂圖2.3.8

兩組共軛剪節(jié)理相互切斷錯(cuò)開（3）節(jié)理發(fā)育程度研究

節(jié)理發(fā)育程度一般以密度或頻度表示，以條/m表示（參見表2.3.1）。圖2.3.9利用剪節(jié)理羽列配套示意圖圖2.3.10節(jié)理走向玫瑰花圖2.3斷裂2.3.2斷層是巖層或巖體順破裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造。1.斷層要素(1)斷層面(faultsurfaceorplane);(2)斷盤:上盤（hangingwall)

上升盤(upthrow)

下盤(footwall)

下降盤downthrow);(3)斷層線(faultline);(4)斷距(sepration);(5)斷層破碎帶與影響帶(faultzone)

2.3斷裂

圖2.3.11表示斷距的立體圖ab一總斷距；cb一鉛直斷距（cb為鉛直線）；ac一水平斷距（∠acb=90°）；ad一走向斷距;（adaˊ為斷層面S的走向線）；db一傾向斷距（∠adb=90°）圖2.3.12甘肅某壩址斷層剖面圖1一斷層泥，厚1-6cm;2一糜棱巖，厚2-3cm；3一斷層角礫巖，厚60cm；4一揉皺帶，厚110cm；5一壓碎帶，厚80-100cm；6一碎塊巖，斷層上盤厚5m,下盤厚3m2.3斷裂2.斷層的分類（1）按斷層兩盤的運(yùn)動(dòng)方向分類—按斷層兩盤相對(duì)錯(cuò)動(dòng)方向，可將斷層分為5類，即逆斷層（仰沖斷層）、正斷層、平移斷層、平移正斷層、平移逆斷層、旋轉(zhuǎn)斷層2.3斷裂2.3斷裂圖2.3.13斷盤運(yùn)動(dòng)的幾種方式示意圖(a)逆斷層；（b）正斷層；(c)平移斷層；（d）平移逆斷層；（e）平稱正斷層(f)沿鉛直軸的旋轉(zhuǎn)斷層；（g）沿水平軸的旋轉(zhuǎn)斷層(2)按斷層面產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀關(guān)系分類

根據(jù)斷層面產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀關(guān)系，常將斷層分為四類：a.走向斷層

也稱縱向斷層，指斷層走向與巖層走向基本平行的斷層，大多是逆斷層或逆掩斷層，也有為正斷層者(見圖2.3.14)

b.傾向斷層

也稱橫向斷層，指斷層走向大致和巖層走向垂直的斷層，通常都是正斷層(見圖2.3.14)c.斜向斷層

指斷層走向和巖層走向斜交的斷層，大多是平移斷層(見圖2.3.14)。d.順向斷層

也稱層間斷層，指斷層面大致和巖層層面平行一致的斷層（實(shí)際中不是完全一致的）,有正斷層也有逆斷層。

2.3斷裂2.3斷裂圖2.3.14斷層造成的構(gòu)造不連續(xù)現(xiàn)象的示意圖F1—走向斷層；F2—傾向斷層；F3—斜向斷層（3）按斷層的力學(xué)性質(zhì)分類2.3斷裂

從地質(zhì)力學(xué)的觀點(diǎn)，斷層和其他構(gòu)造面，按力學(xué)性質(zhì)可分為：a.壓性斷層（壓性結(jié)構(gòu)面或稱擠壓面）,逆斷層屬之。b.張性斷層（張性斷裂結(jié)構(gòu)面或稱張裂面），大部分正斷層屬之。c.扭性斷層（扭性斷裂結(jié)構(gòu)面或稱扭裂面），平移斷層屬之。d.壓扭性斷層（壓性兼扭性結(jié)構(gòu)面，或稱壓扭面），部分平移逆斷層屬之。3.斷層的識(shí)別(1)斷層有無(wú)的識(shí)別

有無(wú)斷層最有說(shuō)服力的證據(jù)是：找到斷層面或斷層破碎帶，觀察到兩側(cè)巖層或巖體是否有相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。對(duì)于因風(fēng)化剝蝕而成為低凹的地形，其上又覆蓋了后期松散沉積物，不能直接看到斷層，可根據(jù)下述一些異?，F(xiàn)象來(lái)判定它的存在。2.3斷裂a(bǔ).巖層的延伸和層序方面的異常

某一巖層沿走向突然中斷，但在延伸方向上與上部（新的）或下部（老的）巖層相接，若非不整合面或巖層尖滅所致，則應(yīng)有橫切或斜切巖層走向的斷層（見圖2.3.14及圖2.3.15）。2.3斷裂圖2.3.15斷層造成的地層中斷平面圖圖2.3.16斷層造成地層重復(fù)和缺失立體圖（a）～(c)地層重復(fù)；(d)～(f)地層缺失;1～9---地層由老到新的順序編號(hào)地層沿傾向在層序上發(fā)生不正常的缺失或不對(duì)稱的重復(fù)，也是斷層存在的證據(jù)（見圖2.3.16）。2.3斷裂b.構(gòu)造方面的識(shí)別2.3斷裂1.構(gòu)造不連續(xù)性2.斷層面的存在3.強(qiáng)變形帶的出現(xiàn)如強(qiáng)烈劈理化帶和強(qiáng)烈碎裂帶c.地貌方面的證據(jù)2.3斷裂3.錯(cuò)斷山脈4.串珠、帶狀分布的湖泊和泉水5.水系的變化

1.斷層崖2.斷層三角面d.地下水方面的異常

在斷層線上有時(shí)出現(xiàn)許多泉水(地下水的露頭),這些泉水點(diǎn)的連線就可能大體反映了斷層線的位置;不少逆斷層具有隔水性能,則其兩側(cè)地下水面高程不一樣;不少?gòu)埿詳鄬拥呐潘阅芴貏e好,則地下水面高程大體從兩側(cè)向斷層帶越來(lái)越低。因此,從地下水的某些現(xiàn)象可間接推斷有否斷層存在的可能。2.3斷裂(2)斷層錯(cuò)動(dòng)方向的識(shí)別

巖層重復(fù)和缺失,最明顯地表示了斷層兩盤錯(cuò)動(dòng)方向。這種確定斷層的存在和錯(cuò)動(dòng)方向的方法叫層位對(duì)比法,在工作中被廣泛采用。在非層狀巖層或無(wú)明顯層序的情況下,無(wú)法利用層序來(lái)判定斷層錯(cuò)動(dòng)方向時(shí),則可利用斷層兩旁由于斷層錯(cuò)動(dòng)派生的構(gòu)造現(xiàn)象來(lái)確定,這種方法叫小構(gòu)造判別法。斷層能派生出一些比它規(guī)模要小的構(gòu)造形跡,前者叫主干斷層,后者叫分支構(gòu)造。主干斷層和分支構(gòu)造常組成“入”字形狀,故稱為入字形構(gòu)造。入字形構(gòu)造的分支構(gòu)造決不會(huì)穿越主干斷層,而且總是伴隨主干斷層而出現(xiàn),遠(yuǎn)離主干斷層即消失，常見的入字形構(gòu)造有：2.3斷裂a(bǔ).斷層與派生褶皺組成入字型構(gòu)造

這種入字形構(gòu)造的規(guī)?？赡芎苄?亦可能很大,小型的在逆斷層的橫剖面上即可見到(圖2.3.18)。若斷層錯(cuò)動(dòng)時(shí)有扭力,在斷層一側(cè)或兩側(cè)形成小褶皺,叫做牽引褶皺。牽引褶皺的軸面與主干斷層面在剖面上組成入字形構(gòu)造,其所夾銳角總是指向主干斷層對(duì)盤的運(yùn)動(dòng)方向。平移斷層亦可于其一側(cè)或兩側(cè)形成派生褶皺,在平面上組成入字型構(gòu)造。在郯城附近即見有這種構(gòu)造(圖2.3.19)。派生褶皺與主干斷層所夾銳角指向?qū)ΡP運(yùn)動(dòng)方向。2.3斷裂圖2.3.19郯城附近入字型構(gòu)造平面圖1—主干斷層；2—組成分支構(gòu)造的背斜；3—組成分支構(gòu)造的向斜；4—分支斷層牽引褶皺（也叫拖曳褶皺）2.3斷裂b.斷層與派生斷層組成入字形構(gòu)造

派生(分支)的斷層，按力學(xué)性質(zhì)區(qū)分有張性的(或張扭性的)和壓性的(或壓扭性的)兩種。主干斷層的斷層面與張性的(張扭性)分支斷層所夾銳角指向本盤運(yùn)動(dòng)方向，與壓性(壓扭性)分支斷層所夾銳角指向?qū)ΡP運(yùn)動(dòng)方向(圖2.3.20)。大型入字形構(gòu)造中，分支斷層亦可派生出它自己的分支斷層。如圖2.3.20中，分支斷層F2還有它自己的分支斷層(被超基性巖脈充填)，野外工作時(shí)應(yīng)注意這種情況。2.3斷裂圖2.3.20某地入字型構(gòu)造F1---主干斷層；F2、F3---分支斷層（壓扭性）M1-超基性巖（填充于壓扭性分支斷層中）；M2超基性巖（填充于F2的張扭性分支斷層中）2.3斷裂c.斷層與派生的節(jié)理、劈理組成入字型構(gòu)造

斷層兩盤錯(cuò)動(dòng)時(shí)形成派生節(jié)理，節(jié)理似羽毛狀排列于斷層面一側(cè)，故稱羽狀節(jié)理，亦稱羽裂。羽狀節(jié)理有張性和扭性兩種。主干斷層與扭性羽裂所夾銳角指向?qū)ΡP運(yùn)動(dòng)方向，與張性羽裂所夾銳角指向本盤運(yùn)動(dòng)方向(圖2.3.21)。斷層兩側(cè)巖體亦可派生出劈理，斷層面與劈理面所夾銳角指向?qū)ΡP運(yùn)動(dòng)方向。除按上述入宇形構(gòu)造的分支構(gòu)造形跡確定主干斷層的錯(cuò)動(dòng)方向外，還可以根據(jù)斷層面上的擦痕來(lái)判斷。擦痕由寬變窄、由深變淺，或用手摸斷層面光滑方向均代表對(duì)盤運(yùn)動(dòng)方向(圖2.3.22)。2.3斷裂圖2.3.21羽狀派生節(jié)理與主干斷層關(guān)系平移斷層形成羽裂（平面圖）；正斷層形成羽裂（立體圖）1-扭性羽裂；2-張性羽裂；3-主干斷層圖2.3.22扭性斷層面上的擦痕1-擦痕；2-橫階；3-滑動(dòng)方向2.3斷裂4.斷層力學(xué)性質(zhì)的鑒定(1)壓性斷層其特征有如下幾點(diǎn)：a.結(jié)構(gòu)面沿走向和傾向一般呈舒緩波狀。b.若為逆斷層,則斷層面上常有鏡面和反映錯(cuò)動(dòng)方向的擦痕,橫剖面上常見到牽引褶皺、分支斷層、羽裂和劈理等。c.壓性斷層往往與其他擠壓面成群出現(xiàn),構(gòu)成一個(gè)擠壓帶,有時(shí)還可見到強(qiáng)烈緊密的褶皺和地層倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象(圖2.3.23)。d.在斷層兩旁或斷裂內(nèi)可見有片、柱狀礦物（云母、石墨、綠泥石、角閃石）呈鱗片狀定向排列,其排列方向大體與斷層面平行。e.壓性斷層常成群出現(xiàn)而構(gòu)成擠壓構(gòu)造帶。擠壓構(gòu)造帶內(nèi)往往有糜棱巖和構(gòu)造透鏡體(或稱擠壓扁豆體)。透鏡體周圍繞以片狀礦物有規(guī)律地排列(圖2.3.24、圖2.3.25)。透鏡體的長(zhǎng)軸大致與擠壓面平行。2.3斷裂圖2.3.23與壓性斷層伴生的褶皺圖2.3.24壓性斷層內(nèi)的構(gòu)造透鏡體1-牽引褶皺；2破碎帶內(nèi)的構(gòu)造透鏡體2.3斷裂f.在壓性斷層面附近的巖石中,常有形狀極不規(guī)則的石英或方解石的晶片、晶塊,分布零亂,隨著遠(yuǎn)離斷層面而逐漸減少,乃至消失。g.一個(gè)地區(qū)成群出現(xiàn)的壓性斷層面常構(gòu)成迭瓦式構(gòu)造(圖2.3.26)。圖2.3.25構(gòu)造透鏡體剖面圖1—透鏡體；2—片狀礦物；3—張節(jié)理；4—兩組剪節(jié)理圖2.3.26迭大瓦式構(gòu)造2.3斷裂(2)張性斷層主要特征有如下幾點(diǎn)：a.張性斷層面較粗糙,形狀不規(guī)則,有時(shí)呈犬牙交錯(cuò)的鋸齒狀,從追蹤兩組扭性結(jié)構(gòu)而形成的張性斷層看,這種現(xiàn)象最明顯。b.張性斷層的破碎帶寬度變化大,常有驟然膨脹加寬,隨之急劇縮小。張性斷層破裂帶(張裂帶)由許多平行的張裂面組成,每個(gè)張裂面延長(zhǎng)不遠(yuǎn)即行消失。c.發(fā)生在礫巖中的張性斷層內(nèi)的張裂面,經(jīng)常繞過(guò)礫石而呈凸凹不平的形狀。d.張裂面上經(jīng)常有裂隙,裂隙可大可小,有時(shí)使張裂面很破碎,出現(xiàn)破碎巖塊。e.張性斷層中常有較疏松的斷層角礫巖。角礫巖中的顆粒呈棱角狀,大小懸殊,分布雜亂無(wú)定向,有時(shí)被鈣質(zhì)、鐵質(zhì)、硅質(zhì)等物質(zhì)膠結(jié)。2.3斷裂(3)扭性斷層特征有如下幾點(diǎn)：a.斷層面平直,產(chǎn)狀穩(wěn)定，延伸很遠(yuǎn)。b.斷層面光滑,其上有鏡面和許多近水平的擦痕。c.扭性斷層帶內(nèi)有時(shí)伴生有斷層角礫巖,其角礫細(xì)小且多被磨圓。同時(shí)還常有糜棱巖緊貼在斷層壁上,厚度一般均不大。d.扭性斷層常成不同方位成組出現(xiàn),兩組互相交切呈X形。但在一個(gè)地區(qū)往往是一組較發(fā)育,另一組發(fā)育較差。e.扭性斷層面穿經(jīng)礫石時(shí),常將礫石切開,這與張性斷層面的繞過(guò)礫石情況迥然不同。f.扭性斷層中充填的巖脈或礦脈的產(chǎn)狀穩(wěn)定,形態(tài)簡(jiǎn)單,連續(xù)性好,延伸較長(zhǎng)。脈壁平整光滑,其上常見近水平的擦痕,有時(shí)還具有綠泥石、綠簾石、云母、方解石等礦物薄膜。2.3斷裂(4)壓扭性斷層

它既有壓性斷層特征，又具有扭性斷層特征。(5)張扭性斷層

它既具有張性斷層特征，又具有扭性斷層特征。但應(yīng)注意，在長(zhǎng)期地質(zhì)歷史過(guò)程中，通常斷層的力學(xué)性質(zhì)都曾發(fā)生變化(轉(zhuǎn)化)，因而實(shí)際情況都較復(fù)雜。2.3斷裂5.斷層形成的相對(duì)年代的判定（1）利用斷層與地層切割關(guān)系鑒定通常利用斷層與地層的相互切割關(guān)系，間接地確定斷層的相對(duì)年代。斷層形成于上覆地層和被它切割地層的時(shí)代之間。如圖2.3.27中，斷層錯(cuò)開了石炭紀(jì)和二迭紀(jì)地層，卻被侏羅紀(jì)地層覆蓋。說(shuō)明斷層形成于侏羅紀(jì)地層沉積之前，而在二迭紀(jì)地層沉積之后。圖2.3.28中斷層發(fā)生在下古生代花崗巖體(γ3)之后，但在中生代花崗巖體(γ5)侵入之前。2.3斷裂圖2.3.27斷層與不同時(shí)代地層的穿切關(guān)系P─二迭系；C─石炭系；J─侏羅系圖2.3.28斷層與不同時(shí)代花崗巖體的穿切關(guān)系γ3─下古生代花崗巖；γ5─中生代花崗巖；（2）利用斷層力學(xué)成因及其組合關(guān)系判定利用斷層的力學(xué)成因及其相互組合關(guān)系也有助于確定其形成年代。同—期構(gòu)造應(yīng)力作用下,可以產(chǎn)生不同方向、不同力學(xué)性質(zhì)(即壓性、張性和扭性)的斷層。當(dāng)某個(gè)斷層的形成時(shí)代已知,則與它同方向、同性質(zhì)和相同規(guī)模的那些斷層,一般均屬同一時(shí)期產(chǎn)物。2.3斷裂2.4赤平極射投影赤平極射投影簡(jiǎn)稱赤平投影，它主要用來(lái)表示線和面的方向、相互間的角距關(guān)系及其運(yùn)動(dòng)軌跡，把物體三維空間的幾何要素（線，面）反映在投影平面上進(jìn)行研究處理。圖2.4.2投影要素(A─透視圖；B─赤平圖)2.5地質(zhì)圖圖2.4.5實(shí)際工程中使用的吳氏網(wǎng)(1)將透明蒙在吳氏網(wǎng)上，固定網(wǎng)心，按吳氏網(wǎng)相同半徑畫圓，在透明紙上標(biāo)出N、E、S、W方位點(diǎn)（圖2.4.6中a）。(2)從N點(diǎn)順時(shí)針數(shù)到30°處，得A