工程地质课件地质构造.doc

3 地质构造(geologic structure)

一、 地质年代
二、
概念㈠地质年代—表达地层（岩石）形成年代或先后顺序的时间单位。
概念㈡绝对地质年代—根据岩石中所含放射性同位素与稳定同位素（蜕变产物）的相对含量测定的地质年代，表达距今实际时间。如最早地层40亿年，推算地球形成45～60亿年。误差较大。

概念㈢相对地质年代—根据与相邻已知地层的相对关系拟定的地质年代。

㈠相对地质年代的拟定方法：

1. 沉积岩：
根据层序、岩性、接触关系及古生物化石进行拟定。
⑴层序：正常层序为先下后上（如图3－2）。但受构造错位影响（如倒转褶曲，如图3－3），则出现层序被打乱现象。

⑵岩性：根据标准地层进行对比，岩性相同或相近的地层系同一时期形成。
⑶接触关系：根据不同地质年代的地层之间的接触关系拟定。分为整合、平行不整合（假整合）、角度不整合的三类接触关系。如图3-4所示
正常情况下，接触面下为老地层，面上为新地层

⑷古生物化石：不同地质年代的沉积岩层中具有不同的化石，具有同一化石的地层则为同一地质年代。根据标准化石进行拟定。

2.岩浆岩：

根据⑴与已知沉积岩的接触关系⑵自身穿插构造关系拟定地质年代。

⑴接触关系：
①侵入接触：有蚀变(变质)，岩浆岩晚于沉积岩
②沉积接触：无变质，岩浆岩早于沉积岩，后沉积，有侵蚀面。

⑵穿插构造：如图3-5所示

① 穿插的侵入体（岩株、岩脉等）比被侵入体中最新的还要新；比不整合面上的最老地层还要老。
② 新岩脉穿过老的侵入岩。

1. 地质年代单位与地层单位相应关系: 如表3-1

2.地质年代单位与地层单位的相应符号及新老地层的顺序，如表3-2

二、地质构造
概念：地质构造—地壳运动在岩体（大范围岩石）中留下的痕迹，即地质体（岩层、岩体）存在的空间形式、状态及其互相关系。

简朴地质构造：
㈠水平构造：
未受构造运动影响（或受影响较小）的沉积岩构造，其层面呈水平或近似水平。
正常层序为上新下老。图中用“” 表达。
㈡单斜构造：
岩层向同一方向倾斜的构造，
其空间分布位置用产状(attitude)表达。
岩层产状的三要素：如图3-6所示

①岩层的走向：岩层的空间延伸方向，用层面与水平面交线（走向线）的方位角表达。
②岩层的倾向：垂直走向线、在水平面内背离层面方向射线的方位角。
③
④ 岩层的倾角：岩层面与水平面所夹的锐角。
⑤
走向与倾向相差90°，通常仅表达出倾向。
eg. 120°∠30°
表达岩层的倾向为方位角120°、倾角为30°
单斜岩层的产状在地质图中表达—“”

㈢褶皱(fold)构造：
岩层受水平构造运动作用形成一系列波浪状弯曲但仍保持岩层连续的构造。由一系列褶曲组成。
褶曲--褶皱构造中的一个弯曲，是褶皱的组成单位。
按褶曲形状分为背斜和向斜褶曲，如图3-9所示

⑴背斜(anticline)褶曲—向上拱的弯曲，受剥蚀后出露地表的地层顺序为：新—老—新
⑵向斜(syncline)褶曲—向下凹的弯曲，受剥蚀后出露地表的地层顺序为：老—新—老
褶曲的要素（如图3-10所示）：核部、翼部、轴(面)、枢纽、翼角
褶曲在地质图上表达—“”或“”
褶皱分类：
①按轴面和两翼产状划分为直立、倾斜、倒转、平卧褶皱，如图3-11所示；
②按枢纽产状划分为水平褶皱和倾伏褶皱。

褶皱的野外观测辨认和评价（自学）

㈣断裂(rupture)构造：
断裂构造—指岩体内不连续的断裂面,涉及断层(fault)和节理(joint)(或裂隙)。
1.节理：裂缝两侧无显著位移的断裂构造。
节理类型：
⑴构造节理：构造作用产生，涉及张节理和剪（扭）节理。如图3-15所示
①张节理：节理面呈张开、粗糙状。多见于褶曲背部、坡顶等处。与σ3（拉）方向垂直。
②剪（扭）节理：节理面呈闭合、平直状，有擦痕，分布密集、深远，一般成对出现，且锐角正对σ1（压）方向。多分布于褶曲翼部或断层附近。

⑵非构造节理：成岩、重力等作用产生，涉及原生节理和风化节理。
原生节理系成岩时产生，如温度等影响。
风化节理系风化作用产生，多分布于近地表，无规律性。
节理的工程地质评价：
①使岩体强度、稳定性减少；
②加速岩体风化；
③增长岩体的透水性；
④影响边坡稳定。
■节理的发育限度分级：
1.节理不发育等级

(1)特性:1～2组、规则、间距＞1m,多为闭合，岩体被切割成巨块状

(2)评价:对基础工程无影响，对岩体稳定性影响不大

2.节理较发育等级
(1)特性:2～3组，呈X型，较规则，间距0.4m以上，多为密闭，部分微张，少有充填物，岩体被切成大块状
(2)评价:对基础工程影响不大，对其它工程影响较大
3. 节理发育等级

(1)特性:3组以上，不规则，构造风化为主，间距＜0.4m，大多张开、部分有充填物，岩体被切割成小块状
(2)评价:对建筑物影响较大

3. 节理很发育等级
(1)特性:3组以上，杂乱，风化、构造型为主，间距＜0.2m，大多张开，有充填物，岩体被切割成碎石状

(2)评价:对建筑物影响严重
注:节理面密闭：宽＜1mm；
节理面微张开：1～3mm；
节理面张开：3～5mm；
节理面宽张＞5mm
节理玫瑰图—表达节理发育情况的调查记录图，分为走向和倾向节理玫瑰图。如图3-16所示

2.断层：
断裂面两侧的岩块发生显著位移的断裂构造。
断层的规模远大于节理，长度从几米至上千千米，宽度从几厘米至几十千米均有。

⑴断层的要素（如图3-17所示）：
①断层面：两侧岩块之间的断裂面，为平面或曲面状。
②断层线：断层面与地面的交线。

③上、下盘：
断层面上部的岩块—上盘
断层面下部的岩块—下盘
④断距：上、下盘相对移开的距离。
⑵断层的基本类型（如图3-18所示）：

① 正断层：上盘相对下降、下盘相对上升的断层。
受水平张力或重力作用产生
图中表达“”
② 逆断层：上盘相对上升、下盘相对下降的断层。
受水平压力作用沿剪切破裂面形成
图中表达“”
③平移断层：上、下盘沿走向方向产生相对水平位移的断层。受剪应力形成。图中表达“”
⑶断层的组合形式：见图3-10、3-11
断层（裂）带或破碎带(fracture zone)--
地垒、地堑、阶梯状断层：如图3-19所示

迭瓦式断层：如图3-20所示
※断层的工程地质评价：
①使岩体裂隙增多，破碎，风化严重，地下水发育
②
③ 导致岩体强度和稳定性大为减少。
③与断层走向平行的边坡易发生大规模坍塌。

⑥
断层在地质图上的表达方法：
断层的野外辨认：P56-57（自学）
——根据与断层构造有关的地貌、地层、伴生构造等现象进行辨认。
⑴地貌特性：

①新断层、陡壁处形成断层三角面地形，由于上盘上升，陡崖经剥蚀

②沟谷、峡谷——破碎带，易侵蚀下切

③山嵴错断、错开处
④ 河谷跌水瀑布等
⑤
⑵地层标志：

①地层反复或缺失：如图3-21所示

②构造不连续：如图3-22所示

⑶构造标志：如图3-24所示

①阶步与擦痕
②构造岩
③牵引弯曲
④伴生节理

⑤断层岩、深切谷等