各种断裂构造
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教案用纸地貌标志(1)断层崖由于断层两盘的相对滑动,常常促使断层的上升盘形成陡崖,这种陡崖通常称为断层崖。
如王乔洞断层西盘栖霞组灰岩形成约10米高的断层崖。
(2)断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向的水流侵蚀切割,乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖,即断层三角面。
(3)错断的山脊错断的山脊也往往是断层两盘相对平移等运动的结果。
(4)横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是一条较大断裂。
(5)串珠状湖泊洼地这种洼地往往是大断层存在的标志。
(6)泉水的带状分布断水呈带状分布往往也是断层存在的标志。
如沿猫耳洞断层分布的一系列下降泉(落水洞)(7)水系特点断层的存在常常影响水系的发育,引起河流的急剧转向,甚至错短河谷构造标志(1)构造线不连续任何线状或面状地质体,如地层、矿层、岩脉、侵入体与围岩的接触面、片理或相带等均顺其产状延伸。
如果这些线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开,不再连续,说明有断层存在。
图7是断层造成的构造线不连续现象的图示。
走向断层F1、倾向数层F2和斜向断层F3分别切断地层或早期断层,或在平面上或在剖面上,或者既在平面上又在剖面上,两者均显示出构造线的中断。
为了确定断层的存在的测定错开的距离在野外应尽可能查明错断的对应部分。
图7 断层引起的构造不连续现象F1走向断层;F2倾向断层;F3斜向断层(2)构造强化现象断层活动引起的构造强化,包括有岩层产状的急变、多变和变陡;节理化、劈理化甚至片理化窄带的突然出现;小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。
如果我们在野外发现这些现象,就要进行认真的观察,探究引起这些现象的可能原因。
构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种表现。
断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体,长径大小一般为数十厘米至二、三米。
构造透镜体有时单个出现,有时数个或更多个透镜体成组产出。
构造透镜体一般是挤压作用产生的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体,菱块楞角又被磨去形成的。
一、节理(一)基本概念1、节理:岩石受力作用形成的破裂面或裂纹,称为节理,它是破裂面两侧的岩石没有发生明显位移的一种构造。
节理的产状也可用走向、倾向和倾角进行描述。
2、节理组和节理系:在同一时期,同一成因条件下形成的,彼此相互平行或近于平行的一群节理叫节理组;在同一构造应力作用下,形成有规律组合的节理组,叫节理系。
(二)节理分类1、按节理的成因分类节理按成因可分为原生节理、构造节理和表生节理。
(1)原生节理:指岩石形成过程形成的节理,如玄武岩的柱状节理(2)构造节理:是岩石受地壳构造应力作用产生的,这类节理具有明显的方向性和规律性,发育深度较大,对地下水的活动和工程建设的影响也较大。
构造节理与褶皱、断层及区域性地质构造有着非常密切的联系,它们常常相互伴生,是工程地质调查工作中的重点对象(相对于节理、表生节理)。
(3)表生节理:又称风化节理、非构造节理,是岩石受外动力地质作用(风、水、生物等)产生的,如由风化作用产生的风化裂隙等,这类节理限在空间分布上常局限于地表浅部岩石中,对地下水的活动及工程建设有较大的影响。
2、按力学性质进行分类(1)张节理:在垂直于主张应力方向上发生张裂而形成的节理,叫张节理。
张节理大多发育在脆性岩石中,尤其在褶皱转折端等张拉应力集中的部位最发育,它主要有以下特征:裂口是张开的,剖面呈上宽下窄的楔形,常被后期物质或岩脉填充;节理面粗糙不平,一般无滑动擦痕和磨擦镜面;产状不稳定,沿其走向和倾向都延伸不远即行尖灭;在砾岩或砂岩中发育的张节理常常绕过砾石、结核或粗砂粒,其张裂面明显凹凸不平或弯曲;张节理追踪X型剪节理发育呈锯齿状。
(2)剪节理:岩石受剪应力作用发生剪切破裂而形成的节理,叫剪节理,它一般在与最大主应力呈45°夹角的平面上产生,且共轭出现,呈X状交叉,构成X 型剪节理。
它具有以下特征:剪节理的裂口是闭合的,节理面平直而光滑,常见有滑动擦痕和磨光镜面;剪节理的产状稳定,沿其走向和倾向可延伸很远;在砾岩或砂岩中发育的剪节理常切砾石、砂粒、结核和岩脉,而不改变其方向;剪节理的发育密度较大,节理间距小而且具有等间距性,在软弱薄层岩石中常常密集成带出现。
§3. 断裂构造一、概念:1、定义:岩体手构造应力作用超过其强度是而发生裂隙后错断,破坏了岩体的完整性而形成断裂构造。
节理:沿破裂面没有明显位移。
2、分类:断层:沿破裂面错动较大。
断裂构造在地壳中分布很广,极大影响了水工建筑的稳定性,且破裂面中的裂隙是水流的良好通道,易导致渗漏。
但断裂构造类型不同,则对工程影响也有差异。
二、断裂构造的力学性质特征1、构造应力:压应力、张应力、扭(剪)应力。
应力:在地壳中一定范围内存在的地球内动力。
压性结构面b. 按力学性质张性结构面剪性结构面扭性结构面4、结构面与应力场的关系a.压性结构面:压应力作用产生,结构面的走向与压应力垂直。
结果产生压性断层由剖面上的剪应力形成的断层。
b.张性结构面:张应力作用的破裂面,结构面走向与张应力垂直。
产物:了:正断层面、张节理面。
c.扭性结构面:又称剪切结构面。
结构面走向与压应力方向45。
—Ψ/2角度。
产物:部分平移逆断层,剪节理面。
特点:扭性断裂由两组扭性结构面构造。
平面上成呈“X”型,且理论上结构面夹角为90。
但由于受其他因素影响< 90。
所以β=45。
—Ψ/2,Ψ—内摩擦角,塑性Ψ1 < 脆性Ψ2 。
所以45。
> β1>β2。
三、断裂构造的形式:压应力、剪应力、张节理。
四、构造节理1、概念:节理又称裂隙,具有明显方向性、规律性。
其形成与褶皱断层密切相关。
2、分类:据力学性质分类a.剪节理:剪(扭应力)剪(扭)性结构面+构造线。
又称“X”节理。
特征:①节理面平滑,产状稳定,沿走向、倾向延伸较远,在砾石中常平直切穿坚硬的岩石。
②呈闭和状裂隙本身宽度窄小,仅1~3mm。
但在构造应力作用的影响,也可裂开并充填的粘性土后岩屑。
③呈“X”型出现,相互交差切割,使岩层呈菱形或方形。
④呈羽状排列,主剪裂面有多条互相平行的微小剪裂面组成,羽状节理也有共轭两组。
⑤沿剪切节理面抗剪强度很低,在边坡、坝基岩体中易形成滑动破坏等。