地质构造与岩体结构.ppt

第二章?????? 地质构造与岩体结构?第一节 褶皱构造 一、? 地质构造的概念 众所周知，世间万事万物都在不停地运动、变化和发展之中，地壳也是如此。今日我们所见到的地壳，它的物质成分、地表形态、岩层产状及形态，都是自地球诞生以来地壳不断运动的结果。而且今后它们还将继续变化、发展下去。 地壳运动主要有两种基本类型，一种是水平运动，即地壳运动时所产生的作用力是沿地面水平方向发生的，这种运动使岩层遭受到巨大的水平挤压，并最终产生一系列复杂的地质构造型式，如一些大型复杂的褶皱构造和巨大的逆掩断层、平移断层等；另一种是地壳的垂直运动，即作用力的方向与地表垂直，它引起地壳局部地区的上升或下降，不断改变着海陆轮廓，并伴随有岩层的倾斜、弯曲和断裂的发生。关于地壳运动的起因及主要运动形式等问题，至今仍有种种不同的学术观点和争论。李四光教授认为引起地壳运动的主要原因是地球自转角速度的变化，并据此判定，就大范围看，地壳的水平运动是地壳运动的主要形式，垂直运动则是伴生的，与水平运动有着密切的联系。 根据地壳运动的速度和剧烈程度，人们把地球运动分为两种类型：一种是不易被人们所觉察的长期、缓慢的运动；另一种是容易被人们看到或感觉到的迅速、剧烈的运动。前者如造山运动；后者如，火山活动和地震等，这些运动的发生速度迅速而剧烈，能在很短的时间里明显破坏和改变该地区的地壳，甚至形成新的物质成分和新的地质构造，并立刻为人们所感知。但从整个地球来看，这种地壳运动的影响是很局限切忌有限的。而长期、缓慢的地壳运动则影响范围广阔的地壳。例如，号称“世界屋脊”的喜马拉雅山区，是现代地球上海拔最高的地区。可是，有足够的证据证明，在约5000万年以前这里却是一片汪洋大海。经现代科学技术方法测定，直到目前，整个喜马拉雅山区仍以每年约2～3mm的速度上升。可见，这种长期、缓慢、影响范围广阔的地壳运动，虽然不易直接为人们所觉察，但在漫长的地质历史发展过程中却对地壳进行着“沧海桑田”的巨大改造，从而成为地壳运动的主要内容。 虽然地壳时时刻刻都在运动着，但是在地壳的不同地区或不同时期中，地壳运动的形式、速度和剧烈程度却是相对不同的。从同一时期的不同地区来看，某个地区地壳在上升，而另一个地区地壳则在下降。某一地区进行着长期、缓慢、范围广阔的地壳运动；而另一局部地区可能则发生着迅速、剧烈的地壳运动。从同一地区的不同时期看，该地区在一段时间里发生地壳剧烈运动，其后一段时间可能转为缓慢运动；再过一段时间又可能转为相对稳定的时期。整个地壳的发展过程也是如此。 从距今7000万年起直到今天这一段时间，包括了地质历史上的“第三纪”和“第四纪”这两个距今最近的地质时期。我们一般将第三纪以前的地壳运动称为古代地壳运动(或古代构造运动)。而把第三纪中、晚期以来直到今天仍在进行的地壳运动称为现代构造运动或新构造运动。现代世界上正在活动的火山和地震，特别是近期的地壳升降及断裂运动等都是新构造运动的具体表现方式。 地质构造是地壳在其漫长的发展历史过程中遭受构造运动作用后，所形成的地层形态（如地壳中岩层或岩体的位置、产状及相互关系等），或者说地质构造是构造运动在岩石圈中留下的形迹（作者根据个人在塔克拉玛干沙漠观察其地貌特点后认为，有些地质构造也许是在外力地质作用下形成的，例如古沙漠地貌如果能变质成岩，其岩层一定是弯曲的，一定具备褶皱构造的所有特点）。 图2-1 褶皱构造 二、?? 地质构造的类型 虽然在地壳运动作用下，地层形态极其复杂多变，但地质构造可被划归为三种基本类型，一类是褶皱构造，另一类是断裂构造，第三种是单斜构造。 三、?? 褶皱构造 原来呈水平或近水平状态的岩层，在受到地壳运动所产生的强大水平力的挤压后产生柔性弯曲但未失去其连续性，这种弯曲的地层形态被称为褶皱构造。 图2-2a 褶皱构造的形成 图2-2b 褶曲的两种基本形态 1．? 褶曲 褶皱构造中岩石的每一个弯曲（一个完整的波形）都称为一个褶曲。 图2-3 褶皱要素示意图Ⅰ—水平面； Ⅱ—轴面； OC—轴线；a中的AB及b中的AC—脊线 2．? 褶曲的特征 按照一个褶曲中岩石弯曲的朝向，褶曲被分为两种基本形态：向斜和背斜。两翼岩层向上弯曲的褶曲被称为一个向斜；两翼岩层向下弯曲的褶曲被称为一个背斜。褶曲的中心部分被称为核部或轴部；大体把褶曲平分的理想面称轴面；轴面与水平面的交线称轴线；从褶曲的横断面上看，岩层面上弯曲最大的一点称脊；同一岩层面上所有弯曲最大的点的连线称为褶曲的脊线。 3．? 褶曲的分类 根据褶曲在横剖面上的形态或轴面的位置，可将褶曲主要划分为对称褶曲、不对称褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲，此外还有扇形褶曲和卷曲褶曲。根据褶曲在纵剖面上的形态或脊线的形态，可将褶曲划分为水平褶