• / 159
  • 下载费用:2 下载币  

2 地层与地质构造

关 键 词:
地层 地质 构造
资源描述:
第二章 地层与地质构造 壳运动及地质作用的概念 主要是指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。它是使地壳产生褶皱、断裂等各种地质构造,引起海陆分布变化,地壳隆起和凹陷,以及形成山脉、海沟,产生火山、地震等的基本原因。 按时间顺序,将晚第三纪以前的构造运动称古构造运动;将晚第三纪以后的构造运动称新构造运动;将人类历史时期发生的构造运动称现代构造运动。 水平运动:指地壳沿地表切线方向上产生的运动。 主要表现为:岩石圈的水平挤压或拉伸,引起岩层的褶皱和断裂,或形成巨大的褶皱山系、裂谷和大陆漂移等。 垂直运动:指地壳沿地表法线方向上产生的运动。 主要表现为:岩石圈的垂直上升或下降,引起地壳大面积的隆起 和凹陷,形成海侵和海退等。 地壳运动的长期性地壳运动基本形式变形示意图(二)地壳运动成因的主要理论 固定论:主张地壳运动以升降运动为主导,大陆和大洋自形成以来,在轮廓和相对位置上,基本上都是固定不变的,海陆变迁是由垂直运动造成、大洋壳和大陆壳不会在水平方向大规模运动。 代表学说:地槽 胀说、收缩说、脉动说、均衡说、深层分异说。 活动论:水平运动为主、大陆和大洋在轮廓和位置上不是一成不变的。 代表学说:构造学说、对流说、地幔柱说、大陆漂移说、海底扩张说、大陆车阀说。 在这两套思想体系的指导下,产生了大地构造学上的两大学派,一个学派坚持固定论,以传统的地槽 — 地台学说为代表,另一个学派坚持活动论,以构造学说为代表。(二)地壳运动成因的主要理论 各种假说简介 均衡说、对流说、大陆漂移、海底扩张、 大陆车阀说 地槽 ~地台学说 板块构造理论板块构造理论 基本观点:旋转的内核,对流的地幔,扩张的海底,漂移的大陆,为重新解释地球表面的许多巨大构造形迹的成因和演化,提供了极富想象力的科学思维和合乎逻辑的时空解译。 存在的问题:板块运动的驱动力仍然是一个假说,说它是假说是指至今还没有直接观察到地幔对流,人类还无法进行地幔对流运动的直接观测 (地震观测并不是直接观测 ); 与对大洋板块演化充满活力的解释相比,对大陆板块及其内部构造演化的解释显得苍白无力,难以包容大陆地质的复杂结构和丰富的构造演化记录,即使能容纳的也只是晚近时期的大陆演化,而对远古时期的大陆演化则相当棘手,因而不能圆满地解释大陆岩石圈的演化和成因;与板块理论不相协调的构造地质现象。大陆的漂浮大洋板块俯冲示意图中国板块运动演化历史的复原再造二、地质作用的概念 定义:指由自然动力引起地球 物质组成,内部结构和地表形态发生变化的作用。 内力地质作用:构造运动、岩浆作用、变质作用产生山系、裂谷、火山、地震 外力地质作用:风化作用、风、水、冰川、冰水、重力 现形式 作用结果内力作用 地球内部,主要是地球内部的热能地壳运动、岩浆活动、变质作用使地表变得崎岖不平外力作用 地球外部,主要是太阳能风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩使地表趋于平坦相关资料 喜玛拉雅山早在 70里还是与地中海相连的一片海洋,这个古海洋称之为”古地中海”或”特提斯海”。距今 50提斯海缩小了,那里已经成为一个近东西向的狭长的海湾,也就是说,当时珠峰仍未露出海面。 至始新世末期,即距今 40结束了海侵的历史,特提斯海最终消亡,青藏高原地区全部上升为陆地。 青藏高原地区地处印度板块和欧亚板块的结合处,由于两大板块的相互碰撞、受挤而导致青藏高原地区不断抬升。 在海拔 3500说明距今 40…24,喜玛拉雅山已经上升了近3500m。 至于它的急剧上升,还是近 200~300万年间的事,据有关部门测定,喜玛拉雅山平均每万年要升高 20~30m。直至如今,它还处于不断的上升过程中。所以它是最年轻的褶皱山系。地质构造 构造运动引起的地壳岩石的变形和变位,这种变形和变位被保留下来的形态被称为地质构造。地质构造主要有三种类型,倾斜岩层、褶皱和断裂。 地质构造是地质演化至今的一个画卷,而且是一个残破的画卷,构造地质学的任务就是从现状重塑原态,从现在再现历程。层及岩层产状一、岩层 水平岩层: 一般倾角 60);与地形等高线的关系复杂。” V”字形法则。 直立岩层: 90度。地质界线是一条顺走向延伸的直线,不受地形影响。二、岩层产状(一)产状要素 产状要素特征: 走向 倾向 走向垂直,有一个倾向可以求两个走向,反之不行; 倾角 走向,倾向无关(二)产状要素的测量、记录和图示 产状要素的测量:地质罗盘仪 产状要素的记录( 1)象限角法: 以走向、倾角、倾向的顺序记录30示走向 角 30o,倾向 ( 2)方位角法: 以倾向、倾角的顺序记录,如135o ∠ 30,表示倾向距正北方向 135o,倾角 30o 产状要素的图示正常岩层倒转岩层地质罗盘倾斜岩层,地质界线与地形等高线的位置关系 水平岩层 立岩层 斜岩层 交,反交) 水平平行;直立无关;倾斜相交。 倾向坡向相反,倾角坡角不论,界形开口向同,岩层界线口宽; 倾向坡向相同,倾角大于坡角,界形开口向反;岩层陡线口宽 倾向坡向相同,倾角小于坡角,界形开口向同,岩层界线口窄当岩层倾向与地面坡向相反时当岩层倾向与地面坡向一致,而岩层的倾角小于地面坡角时岩层倾向与地面坡向一致,岩层倾角大于地面坡角时岩层直立时,其地质界线在平面上的投影水平岩层的特征倾斜岩层的工程地质评价 水平 倾斜 坚硬岩石 皱构造一、褶曲构造 背斜岩层弯曲上凸,核部地层时代老,两翼地层时代新。正常情况下,两翼地层相背倾斜。 向斜岩层弯曲下凹,核部地层时代新,两翼地层时代老。正常情况下,两翼地层相向倾斜。褶皱构造举例 武当山是一背斜构造,核部是中元古界变质岩系”武当系”,两翼由震旦系及古生界的沉积岩组成(一)褶曲要素 核部 翼部 轴面 (平分褶曲两翼的假想面 ) 轴线 枢纽 (最大弯曲点 ) 脊线 (背斜弯曲最高点 ) 槽线 (向斜弯曲最低点 )褶皱要素(二)直立褶曲 倾斜褶曲 倒转褶曲 水平褶曲 倾伏褶曲横剖面 (直倾倒平 )、枢纽产状 (水平倾伏 )枢纽(三)褶曲的岩层分布判别地层对称重复,则有褶曲存在。如果地层核部老,两翼新,则为背斜,如核部地层新,两翼老,则为向斜。地层对称重复 (定性 )— 形态 (背、向斜,定形 )— 产状 (具体分类 )二、褶皱构造的类型 复背斜与复向斜 隔档式 (背斜窄,向斜宽 ) 隔槽式 (背斜宽,向斜窄 )背斜和向斜连续性变形 — 褶皱等厚褶皱叠加褶皱复背斜隔档式褶皱褶皱构造的工程评价 褶皱地区地形起伏大,特别在褶皱强烈地区,岩层因受强烈破坏,裂隙发育,倾角大,在这种地区的斜坡或坡脚进行建筑时应注意斜坡岩层的稳定性。 地层中一些具有特殊工程意义的岩层,如易泥化夹层、含水层、含盐层等随地层的褶皱而褶皱,因而它们的空间分布规律受褶皱形态的控制。显然,褶皱的研究对于如何避开上述不利岩层,选择合理的建筑场地来说是一项关键性的基础工作。褶皱构造的工程评价 在褶皱的轴部地区,由于岩层遭受的构造变动较大,裂隙发育,如果地下建筑沿褶皱构造轴线开挖,可能造成大量的岩石崩落,尤其是在向斜轴部,由于裂隙间的岩块处于倒插状态,更容易出现这种情况。向斜构造有利于地下水的聚集,地下水往往较多,压力较高,如地下建筑沿向斜轴线开挖,还可能出现大量涌水的事故。因此,洞址不应选在褶皱 (尤其是向斜 )轴部地区,如果无法避开褶皱轴部,洞轴线应与褶皱轴线垂直或成大角度 (不小于40的锐角 )相交。 在洞轴线与褶皱轴线垂直或成大角度相交的情况下,洞体将穿越性质不同的岩层,软弱结构面处的岩体不稳定,衬砌比较困难;同时洞体还可能穿越含水层,出现涌水,对施工不利。因此,在褶皱地区洞室的选址和决定轴线时祁应注意这些不利条件。 尽管褶皱形成较复杂的地质条件,但是这种地区基岩埋深较浅。另外,在褶皱地区,向斜构造常有丰富的地下水,可作为供水水源。裂构造一、节理(一)原生节理 构造节理 剪节理 )节理发育程度分级节理发育程度分级表发育程度等级 基 本 特 征节理不发育 节理 1~2组,规则,为构造型,间距在 1为密闭节理,岩体切割成大块状节理较发育 节理 2 ~ 3组,呈 规则,以构造型为主,多数间距大于 为密闭节理,部分为微张节理,少有充填物。岩体切割呈大块状节理发育 节理 3组以上,不规则,呈 构造型或风化型为主,多数间距小于 部分为张开节理,部分有充填物。岩体切割成块石状节理很发育 节理 3组以上,杂乱,以风化和构造型为主,多数间距小于 张开节理为主,有个别宽张节理,一般均有充填物。岩体切割成碎裂状(三)度和节理面壁的粗糙度。(1) 节理破坏了岩体的整体性和连续性,它的发育情况直接影响岩体的结构特性。节别会降低地基的承载力和地下建筑围岩的稳定程度。节理发育,特别是当节理组比较多时,引起垮塌,影响施工,增加支护费用等。因此,选择洞址对应尽量避开节理发育。 (2)岩石边坡的稳定程度主要取决于节理的性质和组合特征,很多山崩、滑坡等边坡破坏都和节理有关。 (3)节理裂隙改变了岩石的渗透性能,水沿节理渗入,影响地下结构物的功能和稳定。 (4)在挖方和采石时,节理可以提高工作效率,但在爆破时常因漏气而降低爆破效果。 (5)非理发育的岩石中,可以找到地下水作为供水水源。二、断层(一)断层要素 断层面 断层线 断盘:上盘,下盘;上升盘,下降盘 断距断层的几何要素和位移(二)两盘相对运动方向分类 正断层 :上盘相对向下滑动,下盘相对向上滑动 逆断层: 上盘相对向上滑动,下盘相对向下滑动 走向断层、斜向断层、纵断层、横断层、斜断层 压性断层、张性断层、扭性断层复合断层 复合正断层 (阶梯、地垒、地堑 ) 复合逆断层 (叠瓦 )断层概念、要素、组合形态正断层正断层平移断层平移断层逆断层逆断层逆冲断层逆冲断层逆冲断层地槽区发育的断层地堑和地垒阶梯状断层龙门山向四川盆地挤压推覆,形成了广布的飞来峰奇观逆冲推覆构造逆冲推覆构造 四川彭县逆冲推覆构造(三)擦痕、阶步和摩擦镜面;构造岩;断层崖、断层三角面、串珠状泉、低洼地形等(四)断层运动方向的判别 地层时代 地层界线 断层伴生现象 符号识别岩层重复或缺失 断倾岩倾向同,断角大于岩角,正断岩层缺失,逆断岩层重复,下降盘新地层。 断倾岩倾向同,断角小于岩角,正断岩层重复,逆断岩层缺失,上升盘新地层。 断倾岩倾向反,断角岩角不论,正断岩层重复,逆断岩层缺失,下降盘新地层。走向断层造成的地层重复与缺失走向断层造成的地层重复与缺失构造线不连续断层三角面断层破碎带断层角砾岩断层角砾岩错断的山脊擦痕和阶步擦痕和阶步举例 从华阴县城南望华山,可以看到一系列东西向排列的呈三角形的陡立的山坡,在这里,山仿佛被切过的一般,截然终止。这是断层三角面,秦岭北麓大断层就从这里通过,它构成了秦岭山脉和渭水地堑的分界。组成华山的岩石全部都是花岗岩,被称为华山花岗岩,根据同位素年龄测定,它的年龄约 120当于中生代白垩纪。举例 天山天池在乌鲁木齐以东 110公里处的北天山博格达峰西北角,天池大约在二、三百万年前的第四纪开始形成,那时博格达峰在喜马拉雅运动的影响下剧烈上升,在上升的过程中发生了断裂,形成了一个地堑,尔后,随着冰期的到来,地堑形成了一个大冰库。由于冰川的刻蚀作用,使地堑越来越深。许多年以后,冰川后退,古代冰川冰积物的泥石流堵塞河道,形成了高山堰塞湖,这就是天池。断层的工程评价 断层,尤其是活断层与工程建设关系密切,主要发现为以下几个方面: (1)断层是构造应力集中带,它使岩石裂隙增多,零乱破碎,岩体的整体性被破坏,其强度和承载力明显降低。 (2)断层活动能直接破坏修建在它上面或附近的建筑物。例如: 1976年我国唐山地震时发生的一条断层,其水平错距达 3m,错开了道路、围墙、房屋等建筑物 (3)断层附近是高地震烈度区。在新构造运动强烈地区,一些活断层还可能是发展断层,产生强烈地震。 (4)新断层附近地表风化强烈,而且常成为地下水的通道。沿断层带边坡稳定性差,常发育山崩、滑坡、地陷等不良地质现象。岩层产状与岩石路堑坡坡向间的关系控制着边坡的稳定性,有以下 几种情况( 1)岩层倾向与边坡坡向一致 岩层倾角等于或大于边坡坡角时,边坡一般是稳定的 若坡角大于岩层倾角,则岩层因失去支撑面有滑动的趋势( 2)岩层倾向与边坡坡向相反时 若岩层完整、层间结合好,边坡是稳定的 若岩层内有倾向坡外的节理,层间结合差,岩层倾角又很陡,岩层多成细高柱状,容易发生倾倒破坏( 3)水平岩层或直立岩层中的路堑边坡,一般是稳定的。1) 与岩层的关系 穿越水平岩层的隧道,应选择在岩性坚硬、完整的岩层中 在软、硬相间的情况下,隧道拱部应当尽量设置在硬岩中,设置在软岩中有可能发生坍塌 隧道垂直穿越岩层时,在软、硬岩相间的不同岩层中,由于软岩层间结合差,在软岩部位,隧道拱顶常发生顺层塌方 当隧道轴线顺岩层走向通过时,倾向洞内的一侧岩层易发生顺层坍滑,边墙承受偏压( 2) 与褶曲的关系 应尽量避免将隧道设置在褶曲的轴部 尽量避免将工程建筑物直接放在断层上或断层破碎带附近 对不活动的断层,墩台必须设在断层上时,应根据具体情况采用相应的处理措施 铁路选线时,应尽量避开大断裂带,线路不应沿断裂带走向延伸,在条件不允许、必须穿过断裂带时,应大角度或垂直穿过断裂带地质构造的工程地质评价 (1)岩层的工程地质评价 (2)褶皱的工程地质评价 (3)断层的工程地质评价 (4) 地质年代一、绝对年代法目前最古老的岩石是格陵兰岛西南部的片麻岩 39亿 8千万年 (± 170百万年 )。二、相对年代法 (一)地层层序法 正常、倒转、标准地层剖面 鉴定地层新老关系的方法:标准地层剖面、层面构造 (泥裂、波痕等 ) (二 )生物演化律:简单复杂、低级高级、化石 (三)1)整合接触( 2)不整合接触 平行不整合接触 角度不整合接触(三)地层接触关系法 岩层间的相互关系:共 1)整合接触( 2)平行不整合接触、侵入接触 沉积接触波痕波痕波痕泥裂泥裂三、地质年代表 时代单位:宙、代、纪、世、期、时 (时代、时期 ) 地层单位:宇、界、系、统、群、组、段、层 (纪、系顺序 ) 震旦、寒、奥、志、泥、石;二、三、侏、白、三、四 (代、界顺序 ) 太、元、古、中、 地质图一、地质图的种类( 1)普通地质图( 2)构造地质图( 3)第四纪地质图( 4)基岩地质图( 5)水文地质图( 6)工程地质图 :桥梁工程地质平面图,纵剖面图中国地质图中国水文地质图中国新构造图中国岩溶与环境地质图二、地质图的阅读步骤(一)阅读步骤及阅读内容 先读图框外的附件:图名、比例尺、方位、图例 地形、水系 地质内容地质内容 (1)地层:地层分布、地层产状:水平、倾斜、直立,与地形等高线的关系 (2)接触关系: 6种,接触类型、涉及地层、在地质图上的特征 (3)褶皱:褶皱类型、分布地区、核部地层、两翼地层、褶曲特征在地质图上的表现 (4)断层:断层类型、分布地区、上盘地层、下盘地层、断层面的产状、断层标志在地质图上的表现、断层在地质图上的特征 质剖面图的制作 选择剖面方位 确定剖面图比例尺 作地形剖面图 作地质剖面图四、地层综合柱状图地质图作业走向 倾向 倾角 倾角 与剖面线夹角 与剖面线 夹角 横纵比例比 值 角 ) 角)角) 角)倾角153 63 15 0 0 181 91 5 8 2 118 28 80 5 1 181 271 25 8 9 182 272 20 9 2 179 89 35 6 0 钻孔 1 钻孔 2 地形剖面标高标高 地层 标高 地层 钻孔 1 钻孔 2 2 2 2300 13地质图练习题复习提纲 § 2壳运动的定义,地质作用的定义。 § 2质构造定义,岩层产状要素及定义,岩层产状记录和符号。 § 2曲定义,褶曲要素,褶曲的基本类型、按横剖面分类和按枢纽产状分类及分类依据,褶曲的地层判别方法。 § 2理定义,节理分类及特征。断层定义、断层要素、断层按两盘位移和按岩层产状关系分类及其定义和符号,断层的地层判别方法,断层伴生现象的类型,断层倾向与岩层倾向相反时断层引起地面地层的重复与缺失。 § 2层定义,地层接触关系类型及定义和判别方法,按新老顺序背诵地质年代表。 § 2质图定义,判释资冶地区地质图(平面图和剖面图),并给出各地层接触关系和各地质构造全称。
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:2 地层与地质构造
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-53895.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开