水工地質(zhì)2地質(zhì)構(gòu)造

1、第二章地 質(zhì) 構(gòu) 造,Chapter 2 Geological Structure,第一節(jié) 地質(zhì)年代與地層產(chǎn)狀（1.0學(xué)時） 第二節(jié) 褶皺構(gòu)造（1.5學(xué)時） 第三節(jié) 斷裂構(gòu)造（2.5學(xué)時） 第四節(jié) 地質(zhì)圖（1.0hr）,本章結(jié)構(gòu),地質(zhì)構(gòu)造,而要研究地質(zhì)構(gòu)造，需要掌握時間和空間兩個方面的描述工具，了解和描述地球發(fā)展史就是時間的前提。,地質(zhì)構(gòu)造,*地質(zhì)構(gòu)造：指組成地殼的巖層和巖體在內(nèi)、外動力地質(zhì) 作用下發(fā)生的變形、變位。,地質(zhì)年代是對地球歷史包括構(gòu)造史進(jìn)行編年研究 的時間工具。,地質(zhì)構(gòu)造,第一節(jié) 地質(zhì)年代與地層產(chǎn)狀,（1）年代地層單位：即以時間為標(biāo)準(zhǔn)的劃分體系，相當(dāng)于世紀(jì)、年、月、日、時 宙 代

2、紀(jì) 世 期,地質(zhì)構(gòu)造,一、地質(zhì)年代,1地質(zhì)年代的劃分體系 地質(zhì)年代有兩套對應(yīng)的劃分體系,（2）巖石地層單位：以巖石空間規(guī)模和上下位置關(guān)系為依據(jù)的劃分體系。 宇 界 系 統(tǒng) 階 XX界指的是XX代中形成的一整套巖石地層的總和。如太古界指的是太古代內(nèi)形成的所有巖石的總和。,(geological time),地球46億年的歷史的階段劃分依據(jù)的是重大的地殼變動事件，動、植物的演化階段。由此，地球歷史可劃分為以下的地質(zhì)年代體系：,地質(zhì)構(gòu)造,2地質(zhì)年代表,第四紀(jì)（Q） 新生代（Kz) 第三紀(jì)（R） 白堊紀(jì)（K） 中生代（Mz） 侏羅紀(jì)（J） 三疊紀(jì)（T） 顯生宙 二疊紀(jì)（P） 晚古生代 石炭紀(jì)（C） 泥

3、盆紀(jì)（D） 古生代（Pz） 志留紀(jì)（S） 早古生代 奧陶紀(jì)（O） 寒武紀(jì)（E） 震旦紀(jì)（z） 元古代（Pt） 隱生宙 太古代（Ar） _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _38億年 地球天文時期 地質(zhì)年代體系簡圖,地質(zhì)構(gòu)造,生物的演化,沉積巖形成之初往往是水平擺置的。但在地殼運動的影響下，原始水平狀態(tài)受到改造而形成拱起，凹陷或是斷裂錯開。要描述巖層的空間位置特征及其變動情況，就需運用“產(chǎn)狀”這一空間工具。,地質(zhì)構(gòu)造,二、地層產(chǎn)狀,根據(jù)地層層序律，地層上新下老,1.地質(zhì)地理坐標(biāo),地質(zhì)地理學(xué)中，以水平面為基準(zhǔn)，以正北方向為起點，順時針旋轉(zhuǎn)一周

4、所構(gòu)成的坐標(biāo)系。,3600 N 00,W 2700,S 1800,E900,問E、S、W各為多少方位角度？160代表什么方位？300呢？ 地質(zhì)圖上，則先按“上北下南，左西右東”定正方位，再運用該體系。,地質(zhì)構(gòu)造,地質(zhì)構(gòu)造,2地層產(chǎn)狀 地層的空間狀態(tài)描述需三個產(chǎn)狀要素：走向、傾向和傾角。,1-走向(strike direction)；2-傾向(dip direction )；3-傾角(dip angle ),（1）走向：指巖層面與水平面的交線在地質(zhì)地理坐標(biāo)中的方位角度（兩個）。 （2）傾向：巖層面指向天空的法線在水平面上的投影所指的方向（一個）。 （3）傾角：巖層面與水平面的夾角。,地質(zhì)構(gòu)造,走

5、向、傾向和傾角的含義及關(guān)系,野外測定地層產(chǎn)狀用地質(zhì)羅盤，常用的產(chǎn)狀記錄格式為： 傾向傾角 如12030 26560 問：由唯一的傾向可推得兩個走向，那么由走向是否可推求唯一的傾向？,*平面地質(zhì)圖上 30是常用產(chǎn)狀標(biāo)準(zhǔn)形式，長線走向，短線代表傾向，而30代表了巖層傾角。,地質(zhì)構(gòu)造,1.小測望標(biāo) 2.反光鏡 3.磁針制動器 4.圓水準(zhǔn)器 5.長測望標(biāo) 6.短照準(zhǔn)合頁 7.磁針 8.長水準(zhǔn)器 9.測斜儀 10.水平度盤 11.度盤羅旋 12.垂直度盤,地質(zhì)構(gòu)造,一、概述 1定義： 褶皺(Fold )：指巖石受力所發(fā)生的彎曲變形。,地質(zhì)構(gòu)造,第二節(jié) 褶皺構(gòu)造,（1）褶皺各部分的名稱 核部：彎曲巖層中間

6、的部分。 翼部：彎曲巖層兩側(cè)部分。 樞扭：彎曲巖層同一層面上各曲率最大（彎曲度最大）點的聯(lián)線。 軸面：通過各層面樞扭的一個假想平面，它對分了褶皺。,E-翼部；F-核部；ABCD-軸面；BC-樞紐；,地質(zhì)構(gòu)造,2褶皺要素及其基本形式,褶皺要素,(2) 褶皺的基本形式 背斜(anticlines) 向斜(synclines ),地質(zhì)構(gòu)造,二、褶皺的幾何形態(tài)分類： 1橫剖面上軸面產(chǎn)狀類型,直立褶皺 斜歪褶皺 同斜褶皺 平臥褶皺 翻卷褶皺,地質(zhì)構(gòu)造,2橫剖面上巖層的彎曲形態(tài)類型,箱形褶皺 扇形褶皺 圓弧形褶皺 尖棱形褶皺,地質(zhì)構(gòu)造,3縱剖面上樞扭的產(chǎn)狀類型,水平褶皺 傾伏褶皺 傾豎褶皺,地質(zhì)構(gòu)造,長軸

7、（線狀）褶皺10:1 短軸褶皺10:13:1 向斜：構(gòu)造盆地 背斜： 穹隆,4平面上巖層彎曲的形態(tài),地質(zhì)構(gòu)造,主要依據(jù)巖層的對稱重復(fù)特點：即 同時代同巖性的地層以某一處為中心出現(xiàn)對稱重復(fù)，即認(rèn)為有褶皺存在。,地質(zhì)構(gòu)造,三、褶皺的野外識別,地面切割、侵蝕所成的地形會使巖層界線發(fā)生變形和彎曲，但不會改變褶皺巖層的對稱重復(fù)特點。,1.背斜：對稱重復(fù)特點中間老、兩側(cè)新。,D S,O D S O S D,D S O S D,原形態(tài) 風(fēng)化、剝蝕后（剖面） 平面形態(tài),地質(zhì)構(gòu)造,2.向斜：對稱、重復(fù)特點是中間新、兩側(cè)老。,D S O S D S O O S D S O O,原形態(tài) 風(fēng)化、剝蝕后（剖面） 平面形

8、態(tài),地質(zhì)構(gòu)造,伊拉克和伊朗交界附近的背斜山,美國懷俄明州的穹隆山,地質(zhì)構(gòu)造,練習(xí)1. 用虛線恢復(fù)原來完整的褶皺并指明其幾何形態(tài)類型。,C D C P T P C D C P C D,地質(zhì)構(gòu)造,剖面圖,C D C P T P C D C P C D,已經(jīng)恢復(fù)的原來完整的褶皺形態(tài),同斜背斜,同斜背斜,同斜向斜,扇形向斜,地質(zhì)構(gòu)造,練習(xí)2.下圖中有幾個褶皺？基本形式各是什么？,地質(zhì)構(gòu)造,平面圖,彈塑性巖石受力后，若給力大且作用時間迅速，它就會發(fā)生斷裂，造成巖石構(gòu)造的不連續(xù)，稱為“斷裂構(gòu)造”。按規(guī)模和形成力學(xué)機(jī)制斷裂構(gòu)造區(qū)分為斷層、節(jié)理和裂隙。,地質(zhì)構(gòu)造,第三節(jié) 斷裂構(gòu)造,一、斷裂構(gòu)造的巖石力學(xué)性質(zhì)

9、（構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的巖石力學(xué)性質(zhì)）,切割巖石的破裂面稱為結(jié)構(gòu)面，構(gòu)造結(jié)構(gòu)面按力學(xué)性質(zhì)又可區(qū) 分為壓性、張性和扭（剪）性結(jié)構(gòu)面三種類型。,地質(zhì)構(gòu)造,1壓性結(jié)構(gòu)面：走向與主壓應(yīng)力方向1垂直，類型包括褶皺軸面，逆斷層等。,2張性結(jié)構(gòu)面：走向與主張應(yīng)力（3）垂直，包括正斷層，張節(jié)理等。,地質(zhì)構(gòu)造,3扭性（剪）結(jié)構(gòu)面，走向與1和3斜交，但與主壓應(yīng)力1方向的夾角小于45，而不是45，這類常見發(fā)育成X形共軛，如平移斷面，剪節(jié)理等。,1,1,3,3,*斷層：巖體受力破裂后，破裂面兩側(cè)巖塊發(fā)生了顯著位移的一類斷裂構(gòu)造。,地質(zhì)構(gòu)造,二、斷層(Faults )的類型與特征 斷層是規(guī)模最大，研究程度最高的斷裂構(gòu)造。,華山斷層,美國圣安德列斯斷