04 地质构造-单斜构造
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常见地质构造类型分类,识别和描述:
地质构造是指地球表面和地球内部的各种地形和地貌,反映了地球内部和外部的力学和化学过程。
常见的地质构造类型包括以下几种:
1.水平构造:这种构造的原始产状是水平的,表现为先沉积的老岩层在下,后沉积的
新岩层在上,岩层层面在较大范围内保持水平或近似水平的状态。
2.单斜构造:这是指原来水平的岩层在受到地壳运动的影响后,产状发生变动,形成
单一倾斜的状态。
3.倾斜构造:这是指岩层层面在较大范围内向同一个方向倾斜,表现为顺倾斜方向岩
层逐渐变新。
4.褶皱构造:这是指岩层在受到地壳运动的影响后,发生弯曲变形的现象,包括背斜
和向斜两种基本类型。
5.断层构造:这是指岩层在受到地壳运动的影响后,发生断裂错动的现象,包括正断
层、逆断层、平移断层等类型。
识别和描述地质构造需要注意以下几个方面:
1.观察岩层的产状,即岩层的走向、倾向和倾角,以及岩层的变形特征。
2.分析岩层的层序和相对年代关系,了解岩层的形成顺序和地壳运动的过程。
3.注意观察岩层的颜色、矿物成分、结构和构造等特征,以便更好地了解岩层的形成
环境和过程。
4.结合地质图、地层柱状图、剖面图等资料,全面了解地质构造的特征和发展过程。
地质构造煤层和其他岩层、岩体形成以后,由于受到地球内部和外部动力作用的影响,会发生一系列微观和宏观变化,产生诸如移位、倾斜、弯曲、断裂等地质现象。
这些主要由地壳运动所引起的岩石变形、变位现象在地壳中存在的形式和状态,就称为地质构造,简称为构造。
地质构造的规模有大有小,大者可绵延数百千米乃至数千千米,小者可出现于手标本上,有的甚至需要借助显微镜才能观察得到。
地质构造的表现形式是多种多样的,有简单的,也有复杂的。
就简单的而言,在一定范围(一个井田或一个矿区)内,可归纳为单斜构造造、褶皱构造和断裂构造三种基本类型(图3—1)。
其中,单斜构造是指一系列岩层岩大致相同一个方向倾斜的构造形态,在较大的区域图3—1 构造形态的基本类型示意图内,它往往是其他构造形态的一部分,如褶曲的一翼或断层的一盘(图3—2)。
因此,可以说自然界中地质构造的基本表现形式有褶皱构造和断裂构造两种。
图3—2 单斜构造与褶曲、断层的关系示意图第一节岩层的产状一、岩层产状的概念地壳中广泛分布的沉积岩、层状火山岩及区域变质岩等层状岩石,是构成地壳表层地质构造的主要物质基础。
由同一岩性组成的基本均一的,受两个平行或近于平行界面所限制的层状岩石称为岩层。
岩层的上下界面称为层面;上层面称为顶面,下层面称为底面。
两个岩层的接触面,既是上覆岩层的底面,又是下伏岩层的顶面。
岩层顶、底面之间的垂直距离,称为岩层的厚度。
当岩层顶、底面平行时,岩层厚度保持不变,称其为厚度稳定;当岩层的顶底面不平行时,岩层厚度有变化,称其为厚度不稳定。
岩层厚度向某方向减小的现时,则形成透镜状岩层。
若某一岩层中夹有其他厚度不大的不同岩性的岩层时,则称后者为前者的夹层;若岩层是由两种以上不同岩性的岩层交互重复构成时,则称其为互层。
岩层在空间的产出状态和方位称为岩层的产堪乙它反映了岩层在三维空间的存在方位和延展方向。
在沉积盆地中形成的沉积岩,其原始产状大都是水平的,仅在盆地边缘等局部地段呈倾斜产状。
第三节地质构造一、水平构造和单斜构造1、水平构造:指未经构造变动的沉积岩层,先沉积的在下,后沉积的在上。
2、单斜构造:指原来水平构造的岩层,在受地壳运动后岩层向同一个方向倾斜。
倾斜岩层的产状有三个产状要素①岩层走向②岩层倾向③岩层倾角。
见下图:①岩层的走向AB:表示岩层在空间延伸的方向②岩层的倾向CD:表示岩层在空间的倾斜方向③岩层的倾角α:岩层层面与水平面所夹的锐角,表示岩层在空间倾斜角度的大小由上图可以看出岩层的走向与岩层的倾向相互垂直。
二、褶皱构造褶皱构造:是岩层一系列波状弯曲而未失去其连续性的构造,绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的,褶皱在层状岩层中最明显,在块状岩体中则很难见到。
褶曲是褶皱中的一个弯曲,两个或两个以上的褶曲组合而形成褶皱构造,褶曲的基本形态是背斜和向斜。
背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲,较老的岩层出现在褶曲的轴部;向斜褶曲是岩层向下凹的弯曲,当地面遭受剥蚀,在褶曲轴部露出的是较新的岩层。
工程在褶曲的翼部遇到的基本上是单斜构造,以下两种情形要具体分析其对工程的影响:①对于深路堑和高边坡,当路线垂直岩层走向或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时,对路基边坡的稳定性是有利的。
路线走向与岩层走向平行,边坡与岩层的倾向一致时,对路基边坡的稳定性是不利的,尤其是边坡的倾角大于岩层的倾角α时最为不利。
(相似的内容见第一节:道路的选线应避免顺向坡——指岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡,尤其岩层倾角小于坡面倾角的顺向坡)②对于隧道工程,在褶曲构造的轴部(指近似于圆心的部位),应力作用最集中,容易遇到工程地质问题,一般隧道选线从褶曲的翼部通过是比较有利的。
三、断裂构造根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况,可将断裂分为裂隙和断层两类。
①构造裂隙——进一步分为张性裂隙和扭(剪)性裂隙1、裂隙(也称为节理)(构造裂隙分布具有一定规律,张性裂隙产生在背斜和向斜轴部;扭(剪)性裂隙一般出现在褶曲的翼部和断层附近)②非构造裂隙(分布不具有规律性,具体解释见以下内容)裂隙:指存在于岩体中的裂缝,是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移,一般用裂隙率(岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比)表示。
地质构造的基本类型地质构造的基本类型由于地壳中存在有很大的应力,组成地壳的上部岩层,在地应力的长期作用下就会发生变形,形成构造变动的形迹,我们把构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹,称为地质构造。
地质构造的规模,有大有小。
大的如构造带,可以纵横数千公里,小的则如前边讲过的岩石的片理等。
尽管规模大小不同,但它们都是地壳运动造成的永久变形和岩石发生相对位移的踪迹,因而它们在形成、发展和空间分布上,都存在有密切的内部联系。
本节着重就一些简单的和典型的基本构造形态进行讨论。
一、水平构造和单斜构造水平构造未经构造变动的沉积岩层,其形成时的原始产状是水平的,先沉积的老岩层在下,后沉积的新岩层在上,称为水平构造。
分布:只是局限于受地壳运动影响轻微的地区。
单斜构造原来水平的岩层,在受到地壳运动的影响后,产状发生变动,当岩层向同一个方向倾斜,形成单斜构造(图1-11)。
分布:单斜构造往往是褶曲的一翼、断层的一盘或者是局部地层不均匀的上升或下降所引起。
(一)岩层产状产状定义:岩层在空间的位置,称为岩层产状。
产状三要素:岩层层面的走向、倾向和倾角(图1-12)。
走向:岩层层面与水平面交线的方位角,称为岩层的走向。
岩层的走向表示岩层在空间延伸的方向。
倾向:垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线,此直线在水平面的投影的方位角,称为岩层的倾向。
岩层的倾向,表示岩层在空间的倾斜方向。
倾角:岩层层面与水平面所夹的锐角,称为岩层的倾角。
岩层的倾角表示岩层在空间倾斜角度的大小。
用岩层产状的三个要素,能表达经过构造变动后的构造形态在空间的位置。
地表褶皱构造(一)褶曲定义褶皱构造中的一个弯曲,称为褶曲。
褶曲是褶皱构造的组成单位。
褶曲要素:每一个褶曲,都有核部、翼、轴面、轴及枢纽等几个组成部分,一般称为褶曲要素(图1-13)。
核部褶曲的中心部分,通常把位于褶曲中央最内部的一个岩层称为褶曲的核。
翼位于核部两侧,向不同方向倾斜的部分,称为褶曲的翼。