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1、1/63,第三章 地質(zhì)構(gòu)造,第一節(jié) 地質(zhì)作用,第二節(jié) 地質(zhì)年代,第三節(jié) 巖層產(chǎn)狀,主要內(nèi)容,第四節(jié) 褶皺構(gòu)造,第六節(jié) 地質(zhì)圖,第五節(jié) 斷裂構(gòu)造,2/63,由自然動力引起地殼的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的作用稱為地質(zhì)作用 。,按動力來源分為：內(nèi)力地質(zhì)作用 (endogenic geological process)外力地質(zhì)作用 (exogenic geological process),第一節(jié) 地質(zhì)作用,3/63,內(nèi)力地質(zhì)作用：由地球內(nèi)部的能（旋轉(zhuǎn)能、重力能、輻射熱能）引起。,4/63,地殼運(yùn)動（tectonism）,水平和升降運(yùn)動。,5/63,三根大理石柱的升降變化示意圖,升降

2、運(yùn)動(造陸) 水平運(yùn)動(造山),第一節(jié) 地質(zhì)作用,6/63,世界上最有名的實(shí)例是意大利那不勒斯灣塞拉比斯古廟，建于公元前的古羅馬時(shí)代。古廟的廢墟中聳立著三根大理石柱，高12米。從底向上的3.6米石柱表面光滑無痕；再向上2.7米則被蟲蛀出許多梨狀小孔，有海水浸沒的痕跡；其上的石柱仍完好如初。這個(gè)古廟顯然是建在陸地上的，曾有一段時(shí)間因地表下沉，石柱沒入海內(nèi)6.3米（下部的3.6米因被海底泥沙或火山灰掩埋而未受蟲蛀）。18世紀(jì)時(shí)石柱重又升出海面。現(xiàn)在又在下降（可能從19世紀(jì)開始），故石柱的基部已浸沒在水中了。 世界上典型的大面積上升的例子見于北歐的斯堪的那維亞半島，以半島的內(nèi)部上升最快。據(jù)階地和海岸

3、線的位置計(jì)算的上升速率是0.5米/百年。上升的原因，普遍認(rèn)為是冰川消融后的減負(fù)作用。即：這里原發(fā)育大陸冰蓋（見前“冰川的惡作劇”一節(jié)），實(shí)際上加了個(gè)沉重的負(fù)載。冰川融掉了，這個(gè)負(fù)載也去掉了，大地象是“蘇醒”過來似的，發(fā)生大面積上升。 我國的華北平原則是現(xiàn)代下沉區(qū)。在河北昌黎縣城附近有一指路石碑，標(biāo)明離縣城2.5km，離海邊2.5km，而現(xiàn)在這個(gè)碑離海只有1km多了。因?yàn)殛懙氐某两担＿叺囊蛔艔R已被淹沒。也有人用冰川消融來解釋這個(gè)現(xiàn)象，認(rèn)為冰川融化后使海平面上升，所以低洼的地方就被海水浸沒了，并估計(jì)這里的海岸線已向陸推進(jìn)約2324km.,第二節(jié) 地質(zhì)年代,7/63,地震作用(earthqua

4、ke),地內(nèi)機(jī)械能突然釋放，以彈性波的形式傳播到地表引起猛烈沖擊。,汶川地震,8/63,巖漿作用（magmatism）,巖漿形成、運(yùn)動、演化、冷凝。,9/63,變質(zhì)作用(metamorphism),在高溫、高壓并有化學(xué)物質(zhì)參與下，巖石發(fā)生成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化，生成新的巖石。,10/63,各種內(nèi)力地質(zhì)作用是相互關(guān)連的,構(gòu)造運(yùn)動形成斷裂，引起地震，并為巖漿活動創(chuàng)造通道。 構(gòu)造運(yùn)動和巖漿活動引起變質(zhì)作用。,地殼運(yùn)動在內(nèi)力地質(zhì)作用中起主導(dǎo)地位。,11/63,外力地質(zhì)作用：由太陽輻射能引起，產(chǎn)生大氣環(huán)流，形成水的循環(huán)，動植物生長，在運(yùn)動的過程中改造地表。,12/63,外力地質(zhì)作用的營力：,河流的侵蝕；,

5、地下水的潛蝕；,風(fēng)的吹蝕；,冰川的刨蝕等。,湖泊海洋的沖蝕;,13/63,一般按風(fēng)化剝蝕搬運(yùn)沉積硬結(jié)成巖的程序進(jìn)行,風(fēng)化 (weathering)： 在地表環(huán)境下由于大氣、水、生物等作用，巖石在原地分解和破壞。,剝蝕(denudation)： 各種地質(zhì)營力，在運(yùn)動過程中對地表巖石產(chǎn)生破壞，并把破碎分解了的產(chǎn)物剝離原地。,14/63,搬運(yùn)(transportation) 拖曳搬運(yùn) 懸浮搬運(yùn) 溶解搬運(yùn),硬結(jié)成巖(diagenesis) 壓實(shí)膠結(jié)重結(jié)晶,沉積(sedimentation) 機(jī)械沉積 化學(xué)沉積 生物化學(xué)沉積,15/63,外力地質(zhì)作用主要影響因素是：氣候和地形。,我國溫度帶的劃分圖,16

6、/63,我國干濕地區(qū)劃分圖,17/63,潮濕氣候區(qū)：河流、湖泊、地下水發(fā)育，風(fēng)化 徹底。如東南沿海。干旱氣候區(qū)：暴雨，風(fēng)力強(qiáng)，咸水湖。 如西北高原。冰凍氣候區(qū)：氣溫低，蒸發(fā)量小，生物稀少， 冰川盤踞。如兩極和高山地區(qū)。,18/63,中國地勢分布示意圖,19/63,大陸以剝蝕為主，海洋以沉積為主。山區(qū)以剝蝕為主，平原以沉積為主。,20/63,內(nèi)力和外力地質(zhì)作用的關(guān)系： 內(nèi)力地質(zhì)作用決定地表的基本形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)造地表形態(tài)的塑造者 外力地質(zhì)作用破壞和重塑地表形態(tài)地表形態(tài)的雕刻者地殼上升時(shí)，遭受剝蝕。地殼下降時(shí)，接受沉積。,21/63,絕對年齡：通過放射性元素蛻變周期測定。適用于巖漿巖、變質(zhì)巖地區(qū)。鉀-

7、氬、鈾-鉛和碳-14。,第二節(jié) 地質(zhì)年代,式中：t巖石實(shí)際地質(zhì)年齡； 衰減系數(shù)，每年每克母體同位素能產(chǎn)生的字體同位素的克數(shù)； D巖石中放射性元素蛻變而成的子體同位素含量； N巖石中放射性元素蛻變后剩余的母體同位素含量。,22/63,第二節(jié) 地質(zhì)年代,相對年代：適用于沉積巖地區(qū)。地層層序律古生物層序律巖性對比法地質(zhì)體接觸關(guān)系,23/63,地層接觸關(guān)系,層狀地層接觸關(guān)系整合接觸(conformity)：時(shí)間上連續(xù)，產(chǎn)狀上一致。反映地殼連續(xù)均勻下降。,24/63,平行不整合 (disconformity)： 時(shí)間上不連續(xù)，產(chǎn)狀一致。 反映地殼間斷上升。,25/63,角度不整合(discordant)

8、： 時(shí)間上不連續(xù)，產(chǎn)狀不一致。 反映地殼劇烈運(yùn)動。,26/63,2. 巖漿巖與圍巖接觸關(guān)系,侵入接觸 沉積接觸 侵入與沉積接觸,27/63,地質(zhì)年代單位：宙、代、紀(jì)、世、期(從大到小) 地層單位：宇、界、系、統(tǒng)、階(從大到小),地質(zhì)年代單位和地層單位,28/63,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,29/63,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,30/63,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,顯 生 宙,31/63,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,顯 生 宙,顯生宙,32/63,地質(zhì)年代表,寒武紀(jì),晚寒武世,中寒武世,早寒武世,33/

9、63,水平巖層 (horizontal stratum),第三節(jié) 巖層傾向,水平構(gòu)造的地貌景觀（階梯狀陡崖）,34/63,傾斜巖層(tilted stratum),單斜構(gòu)造的力學(xué)成因,圖 4-3 地層層序(a) 正常層序；(b) 倒轉(zhuǎn)層序,35/63,產(chǎn)狀三要素(elements of attitude),走向(strike)：巖層面和任一假想水平面交線的延伸方向。傾向(dip)：巖層的傾斜方向。與走向線垂直。只有一個(gè)。傾角(dip angle)：巖層層面與水平面的最大銳角。,36/63,產(chǎn)狀三要素(elements of attitude),表示方法 ： 巖層產(chǎn)狀一般用方位角表示，通常格式是

10、： 走向南西200，傾角南東110，傾角30 ，表示為 200/SE30； 因走向可用傾向加減90得到，一般只用傾向和傾角，表示為 11030。,37/63,第四節(jié) 褶皺構(gòu)造 (fold),組成地殼的巖層，受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)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。,38/63,一、褶皺的力學(xué)成因,（a ）水平擠壓力；（b）垂直作用力；（c ）力偶作用,39/63,二、褶曲要素：,樞紐(hinge)：組成褶皺的巖層的同一層面上各個(gè)最大彎曲點(diǎn)的聯(lián)線叫樞紐。,核部(core)兩翼(limb),軸面(axial plane ) 是連接褶皺各層樞紐構(gòu)成的面，它是一個(gè)抽象的面。

11、軸線(axial line)是軸面與水平面的交線。,40/63,三、褶皺構(gòu)造基本形態(tài)：,背斜(anticline)：巖層向上彎曲，核部老，兩翼新。向斜(syncline)：巖層向下彎曲，核部新，兩翼老。,41/63,四、褶皺類型,按軸面產(chǎn)狀分：,直立,傾斜,倒轉(zhuǎn),平臥,42/63,按樞紐產(chǎn)狀分：,按褶曲長短軸的比例分：,圖 4-10 穹隆和構(gòu)造盆地(a)穹?。?b)構(gòu)造盆地,44/63,五、褶皺構(gòu)造野外觀察方法,背斜成谷,向斜成山,穿越法：垂直于巖層走向觀察。 追蹤法：平行于巖層走向觀察。,45/63,六、褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評價(jià)：對隧道工程,46/63,六、褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評價(jià)： 對深路塹和

12、高邊坡,山坡巖層地質(zhì)構(gòu)造的影響a-向斜山；b-背斜山；c-單斜山1-有利情況；2-不利情況,47/63,第五節(jié) 斷裂構(gòu)造(fracture),華鎣山斷裂,48/63,一、斷裂構(gòu)造的力學(xué)機(jī)制,49/63,斷裂構(gòu)造的形成,50/63,二、斷裂構(gòu)造的分類,節(jié)理（裂隙） 是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造，也稱為裂隙。,斷層 斷層是巖體破裂后，兩側(cè)巖塊產(chǎn)生顯著位移 的斷裂構(gòu)造。,51/63,（一）節(jié)理 (joint) ：,原生節(jié)理:巖石在成巖過程中形成的節(jié)理。 次生節(jié)理:包括風(fēng)化節(jié)理、卸荷節(jié)理等。 構(gòu)造節(jié)理:由于地殼構(gòu)造運(yùn)動而形成的節(jié)理。 分為張節(jié)理和剪節(jié)理。,52/63,表 4-2

13、裂 隙 發(fā) 育 程 度 分 級 表,53/63,裂隙調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和表示方法： 選擇代表性的基巖露頭,對一定面積內(nèi)的裂隙進(jìn)行測量。,54/63,裂隙走向玫瑰圖表示方法：,55/63,節(jié)理的工程地質(zhì)評價(jià): 巖體中存在裂隙，破壞了巖體的整體性，促進(jìn)巖體風(fēng)化速度，增強(qiáng)巖體的透水性，因而使巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低。 裂隙主要發(fā)育方向與路線走向平行，傾向與邊坡一致時(shí)，易發(fā)生崩塌等不穩(wěn)定現(xiàn)象。,56/63,（二）斷層 (fault):,斷層要素:斷層面（帶）斷盤斷距,57/63,斷層基本類型,正斷層(normal fault),逆斷層(reverse fault),平移斷層(parallel fault),58

14、/63,斷層組合形式,疊瓦式斷層,59/63,按斷層與褶皺軸的關(guān)系分：,縱向斷層F1， 橫向斷層F2， 斜向斷層F3,60/63,斷層的識別,地層界限不連續(xù)或巖層中斷,61/63,巖層不對稱重復(fù)或缺失,62/63,斷層破碎帶及構(gòu)造巖,擦痕,牽引構(gòu)造及伴生節(jié)理,63/63,斷層工程地質(zhì)評價(jià),由于斷裂構(gòu)造的存在，破壞了巖體的完整性，加速了風(fēng)化作用、地下水的活動及巖溶發(fā)育，從而在以下幾方面對工程建筑產(chǎn)生影響。,（1 ）斷層對工程建設(shè)十分不利，特別是道路工程建設(shè)中，選擇線路、橋址和隧道位置時(shí)，應(yīng)盡可能避開斷層破碎帶。（2）當(dāng)?shù)缆泛退淼琅c斷層走向平行時(shí)，選線盡可能避開斷層破碎帶，而當(dāng)必須穿越斷層時(shí)，應(yīng)垂

15、直斷層走向穿越。,（3）斷層破碎帶降低了地基巖體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，建于其上的建筑易產(chǎn)生較大的沉降、開裂和傾斜。（4）跨越斷裂帶的建筑物，易產(chǎn)生不均勻沉降。,64/63,一、地質(zhì)圖(geological map)的類型：,普通地質(zhì)圖 地貌及第四紀(jì)地質(zhì)圖 工程地質(zhì)圖 水文地質(zhì)圖,地質(zhì)平面圖 地質(zhì)剖面圖 地層柱狀圖,第六節(jié) 地質(zhì)圖,65/63,二、地質(zhì)圖規(guī)格,地質(zhì)平面圖應(yīng)有圖名、圖例、比例尺、編制單位和編制日期等。,比例尺的大小反映了圖的精度，比例尺越大，圖的精度越高，對地質(zhì)條件的反映也越詳細(xì)、越準(zhǔn)確。,66/63,水平構(gòu)造,直立構(gòu)造,三、各種地質(zhì)界面在地質(zhì)圖上的表現(xiàn):,67/63,傾斜構(gòu)造（V字形法

16、則）,1.傾向反，同彎曲且曲率小。,68/63,2. 傾向同，傾角大，反彎曲。,69/63,3. 傾向同，傾角小，同彎曲但曲率大。,70/63,水平巖層和傾斜巖層地質(zhì)圖,練習(xí)：地質(zhì)圖分析,71/63,褶皺在地質(zhì)圖上的表現(xiàn)：,水平褶曲,傾伏褶曲,72/63,斷層構(gòu)造在地質(zhì)圖上的表現(xiàn)：,（b）,73/63,地層接觸關(guān)系在地質(zhì)圖上的表現(xiàn):,圖 4-28 不整合E與Q 平行不整合；T與E 角度不整合。,74/63,讀圖方法： 比例尺、圖例、地貌、地層分布和巖性、地質(zhì)構(gòu)造、物理地質(zhì)現(xiàn)象、工程地質(zhì)評價(jià)。,75/63,圖 4-29 寧陸河地區(qū)地質(zhì)圖,76/63,圖 4-29 寧陸河地區(qū)地質(zhì)圖,77/63,復(fù)

17、習(xí)思考題 1 什么是相對地質(zhì)年代？什么是絕對地質(zhì)年代？ 地層的相對地質(zhì)年代是怎樣確定的？ 2地質(zhì)年代單位和時(shí)間地層單位的含義及相互關(guān) 系怎樣？ 3熟悉地質(zhì)年代表及第四紀(jì)地質(zhì)年代的劃分。 4什么是地殼運(yùn)動及地質(zhì)構(gòu)造？兩者的關(guān)系如何？ 5什么叫巖層的產(chǎn)狀？產(chǎn)狀三要素是什么？巖層 產(chǎn)狀是如何測定和表示的？,78/63,6什么叫褶皺構(gòu)造？什么叫褶曲？褶曲要素及基 本形態(tài)有哪些或是什么？7如何識別褶曲并判斷其類型？8如何區(qū)別張節(jié)理與剪節(jié)理？9什么叫斷層？斷層由哪幾部分組成？斷層的基本類型有哪些？在野外如何識別層？10. 試說明巖層間接觸關(guān)系的類型，各自的含義及 識別方法。11. 什么是活斷層？它具有哪些特征？,79/63,12試說明研究和學(xué)習(xí)各種地質(zhì)構(gòu)造有何工程意義？ 13什么是地質(zhì)圖？地質(zhì)圖的基本類型有哪些？ 14各種地質(zhì)現(xiàn)象或地質(zhì)構(gòu)造在地質(zhì)圖中的表現(xiàn)形式如何？ 15怎樣閱讀地質(zhì)圖？,作業(yè)題 1.某地區(qū)地質(zhì)剖面圖，如圖所示。 試確定（1）各地層之間的接觸關(guān)系。 （2）巖漿巖與圍巖的接觸關(guān)系。 （3）兩期巖漿巖之間的接觸關(guān)系。 （4）巖漿巖的形成時(shí)代。,81/63,2.用虛線恢復(fù)AB剖面圖中褶皺的形態(tài)，并指明每個(gè)褶皺的名稱。,3.根據(jù)平面圖示，判別斷層的性質(zhì)。,