工程地质 工程地质 任务2 认识地质构造.doc

PAGE PAGE 57 任务2 认识地质构造 学习目标 1.掌握地壳运动、地质构造的概念; 2.掌握岩层产状及产状要素的含义，了解岩层产状的测定和表示方法; 3.掌握褶皱、节理、断层定义及要素; 4.了解各种常见地质构造分类及其特征，正确认识研究和学习这些地质构造对工程建设的重要意义； 5.了解褶皱与断层的组合形式； 6.了解相对地质年代及绝对地质年代的含义； 7.了解岩层间各种接触关系的类型及特征； 8.了解地质年代表； 9.了解地质图的含义及类型； 10.了解褶皱、断层、地层接触关系等在地质图上的表示方法及特征； 11.能阅读和分析一般地质图。 学习重点 岩层的产状；水平岩层、直立岩层及倾斜岩层的地质特征；地层的接触关系；褶皱、节理、断层要素及特征；地质图阅读和分析。 学习难点 岩层产状要素测量；常见地质构造的特征；地层的接触关系；地质图阅读。  由地壳运动导致组成地壳的岩层或岩体发生变形或变位的现象，以及残留于地壳中的空间展布和形态特征，称为地质构造或构造形迹。地质构造不仅包括岩层的倾斜构造、褶皱构造和断裂构造三种基本形态，还包括隆起和拗陷等形态。这些形态都是地壳运动的产物，并与地震有着密切的关系。地质构造大大改变了岩层或岩体原来的工程地质性质。如褶皱和断裂使岩层产生弯曲、破裂和错动，破坏了岩层或岩体的完整性，降低了岩层或岩体稳定性，并增大了其渗透性，使建筑地区工程地质条件复杂化。因此，研究地质构造不但对阐明和探讨地壳运动发生、发展规律具有理论意义，而且对公路线路的布置、设计和施工工作以及指导工程地质、水文地质、地震预测预报工作等都具有重要的实际意义。 2.1 地壳运动概述 地壳运动是指由内力地质作用引起的地壳结构改变和地壳内部物质变位的运动。  地球自形成以来，一直处于运动状态。随着现代科学技术的发展，通过对地质资料的分析和仪器的测定，已经证实地壳运动的主要形式有升降运动和水平运动两种。  1、升降运动（垂直运动） 组成地壳的物质沿着地球半径方向发生上升或下降的交替性运动，称为升降运动。升降运动主要表现为大面积的地壳上升或下降形成大规模的隆起或凹陷，从而引起地势的高低起伏和海陆变迁。如喜马拉雅山地区在4 000万年前还是一片汪洋，近2 500万年以来开始从海底升起，直至200万年前才初具山脉的规模，到目前为止，总的上升幅度已超过10 000m，成为世界屋脊，并且仍以平均每年1cm以上的速度继续上升；而即使是“稳如泰山”的泰山，100万年来也已上升了数百米。可见，地壳升降运动的速度虽然缓慢，但因经历的时间很长，造成地势的高低起伏是十分显著的。又如华北平原的部分沿海地区，近100万年以来下沉了1 000m以上，只是因为下沉的同时，由黄河、海河、滦河等带来的大量沉积物不断沉积，补偿着失去的高度，从而形成了现在的华北平原。地壳垂直运动的概念，在我国古籍上早有记载，如北宋的沈括（1031—1095）《梦溪笔谈》中写到：“予奉使河北，山崖之间，往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵者，横垣石壁如带。此乃昔之海滨，今东距海已近千里。所谓大陆者，皆浊泥所滢耳。”这说明我国古代科学家对“沧海桑田”、“海陆变迁”等自然现象早有唯物辨证的认识。  2、水平运动 组成地壳的物质沿着地球表面的切线方向发生相互推挤和拉伸的运动，称为水平运动。水平运动主要表现为地壳岩层的水平位移，它会造成各种形态的褶皱和断裂构造，从而加剧地表的起伏。 例如昆仑山、祁连山、秦岭以及其他世界上的许多山脉，都是由地壳的水平运动形成的褶皱山系。根据板块理论，美洲大陆和非洲大陆在2亿年前为一个大陆，后来由于地壳的水平运动，该大陆沿着一条南北方向的海底深沟发生破裂，一部分沿着地表向西移动，形成了今天的美洲大陆，另一部分成为今天的非洲大陆，两块大陆中间成了广阔的大西洋。研究资料表明，目前沿着非洲的东非裂谷，一个新的巨大的地壳变化过程正在发展中，裂谷北端的两个地块——阿拉伯和非洲——已在分离，且以每年2cm的速度向两面移动，裂谷本身也以每年1mm的速度向两面裂开。美国西部的圣安得烈斯断层，从下中新世以来水平位移距离为260km，而1906年旧金山一次大地震就使这条断层错开64m，断层带增长430多km。可见，地壳水平运动对地壳形变的影响也是十分显著的，它更加剧了地球表面地势的高低起伏。  3、地壳运动的基本特征 （1）地壳运动的普遍性和长期性 地壳中的任何地方都会发生不同形式的地壳运动。地壳中的任何一块岩石，最古老的岩石和现代正在形成的岩石，都不同程度地受到地壳运动的影响，这些岩石记录着地壳运动的痕迹和图像。所以说地壳运动是普遍的，地壳总是处于不断的运动之中。 （2）地壳运动速度和幅度的不均一性 地壳运动的速度不是始