第三章 地质构造及岩体工程性质.ppt

第三章 地质构造及岩体工程性质 内容提要：　 一、 地壳运动的概念及地质年代的划分 二、 地质构造 三、 岩体的结构类型及其工程地质评价 一、地壳运动的概念及地质年代的划分 1.地壳运动 （1）地壳运动概述 属于内力地质作用的一种。形成地质构造的主要原因，又称构造运动（structural movement）。构造运动控制着海陆分布，引起海、陆轮廓的变化、地壳的隆起和拗陷以及山脉、海沟的形成等；构造运动引起岩浆活动、火山作用、地震活动和变质作用；构造运动产生岩层褶皱与断裂等各种地质构造；构造运动还决定地表外动力地质作用的方式，控制地貌发育的过程，所以，构造运动是使地壳不断变化发展的最重要的一种地质作用，习惯上所说的地壳运动就是指构造运动。 构造运动按其运动方向可以分为两类：水平运动和垂直运动。 板块运动学说 1915年德国魏根纳提出大陆漂移学说，认为在大约1.5亿年前，地球表面有一个统一的大陆－联合古大陆，其周围全是海洋。从侏罗纪开始，联合古大陆分裂成6大板块，它们覆在软流圈上各自漂移，最终形成现今大陆和海洋的分布。 （2）地壳运动的主要证据 地貌标志：地貌是内、外动力地质作用的产物，但不同类型的地貌分布多受构造运动的控制。在上升运功的地区以剥蚀地貌为主；在下降运动的地区，则以堆积地貌为主。 沉积物标志：利用沉积物或沉积岩的厚度资料可以反映地壳升降运动的速度与幅度。例如，一般认为浅海的深度在200m以内，如果浅海沉积物或沉积岩的厚度大于200m，则表明是在地壳不断下降又不断接受沉积的条件下产生的。 地质构造的标志：褶皱和断层是构造运动的产物，反过来它们又是构造运动的证据。通过对褶皱、断层的分析，可以恢复构造运动的性质和方向。孤立的平缓穹隆构造或高角度正断层的出现，代表整个地区有上升运动。水平运动导致地块的相互挤压则形成紧密的褶皱、逆断层、逆掩断层，特别是大规模的推复构造。水平运动导致地块的相互背离，则会引起断陷。 地层的接触关系反映构造运动直观明了。上下两套地层之间的接触关系是构造运动的综合表现。常见的地层接触关系有整合、不整合两种。 整合接触：指上下两套地层产状完全一致、时代连续的地层接触关系。 不整合接触：指上下两套地层时代不连续，即两套地层间有地层缺失的地层接触关系。存在于接触面之间因沉积间断而产生的剥蚀面，称为不整合面。不整合据其情况可以进一步分为： 平行不整合：如果不整合面上下两套岩层之间的产状基本上是一致的叫平行不整合，也叫假整合。 角度不整合：如果不整合面上下两套岩层间的产状是斜交的，叫角度不整合。 平行不整合形成过程 下降沉积→上升、接受剥蚀,沉积间断→再下降, 再沉积 角度不整合的形成过程 下降, 接受沉积→地层褶皱上升、断裂、岩浆活动、岩石变质, 接受剥蚀, 沉积间断→再次下降, 接受沉积。 （3）地质年代 (Geologic Time) 岩层：上下两个层面之间岩石特征基本类似的组合称为岩层。 地层：对某一地区，某一地质时代形成的一个或一套乃至几套岩层称为地层。具有时代特征。 地质学上计算时间的方法有两种：相对地质年代和绝对年龄（同位素年龄)。 ①相对地质年代的确定 地层层位法：同一地质时代在一定地质环境形成的沉积地层具有相同的特征。未经受剧烈构造运动的岩层上老下新。 古生物法：根据生物化石确定地层的年代。生物进化由简单到复杂，不同时代具有不同的生物群，灭绝的生物不会重复出现。不同地质时代形成的岩层含有不同类型的化石及其组合，相同时期相同环境形成的岩层具有相同的化石。 岩层切割法：侵入岩与围岩相比，侵入者时代新，被侵入围岩时代老。 相对地质年代的确定 （2）地质年代的划分 地质年代单位：宙、代、纪、世、期 地 层 单 位：宇、界、系、统、层 地质年代表 二、 地质构造 1.基本概念 组成地壳的岩层或岩体受力而发生变位、变形留下的形迹称为地质构造（geological structure）。地质构造在层状岩石中最明显，在块状岩体中也存在。地质构造的基本类型有：水平构造、单斜构造、褶皱构造和断裂构造等。 2.岩层产状 确定岩层的产出状况是研究地质构造的基础。为此，地质学中常常应用岩层产状（attitude of stratum）的概念。岩层产状是指岩层在空间的位置，是用岩层层面的走向、倾向和倾角三个产状要素： 走向（strike）； 倾向( dip)； 倾角（dip angle）。 岩层产状要素 走向：层面与任一假想水平面交线的延伸方向 倾向：岩层面倾斜的方向 倾角：层面与水平面所夹的最大锐角 岩层产状要素的表示方法 方位角表示方法: 一般只