1、Chapter 2 Geological Structure 第二章第二章 地質構造地質構造 地質構造的概念：由地殼運動導致組成地殼的巖層和巖體發生變形或變位的現象，殘留于地殼中的空間展布和形態特征，稱為地質構造或構造形跡。地質構造的基本形態和分類Basic shape and classification of geological structure ：地質構造包括巖層的傾斜構造、褶皺構造和斷裂構造三種基本形態,以及隆起和拗陷等。 2-1 地殼運動概述地殼運動概述海面變化的例子意大利那不勒斯灣海岸古羅馬時代的著名大理石柱是海面升升降降的最好例子。柱子下部一段是在1533年火山噴發時被火山灰

2、掩埋部分，柱面光滑；其上2.7米一段在地殼下降時淹沒在海水中，被海水和牡蜊侵蝕了許多小孔。18世紀中期，全柱升出海面。19世紀，地面又開始下沉，柱腳已被淹在海水里了。天津濱海平原貝殼堤古海岸遺跡天津濱海平原貝殼堤古海岸遺跡2-2 水平構造和單斜構造水平構造和單斜構造(Horizontal and inclined structure ) Horizontal structure Inclined structure Horizontal structure 二、單斜構造二、單斜構造 inclined structure三、地層的產狀要素三、地層的產狀要素spacial state of str

3、ata巖層在地殼中的空間方位和產出狀態，稱為巖層產狀。它巖層在地殼中的空間方位和產出狀態，稱為巖層產狀。它以巖層面在空間的延伸方向和傾斜程度來確定，用走向、以巖層面在空間的延伸方向和傾斜程度來確定，用走向、傾向和傾角表示，稱為巖層產狀要素。在野外是用地質羅傾向和傾角表示，稱為巖層產狀要素。在野外是用地質羅盤儀來測量巖層的產狀要素。盤儀來測量巖層的產狀要素。(1)走向走向 巖層面與水平面交線的水平延伸方向稱為該巖層巖層面與水平面交線的水平延伸方向稱為該巖層的走向。巖層走向用方位角表示。的走向。巖層走向用方位角表示。 (2)傾向傾向 巖層面上垂直于走向線，沿層面傾斜向下所引的巖層面上垂直于走向線，

4、沿層面傾斜向下所引的直線，叫做傾斜線。它在水平面上的投影線所指的層面傾直線，叫做傾斜線。它在水平面上的投影線所指的層面傾斜方向為該巖層的傾向斜方向為該巖層的傾向。(3)傾角傾角 巖層面上的傾斜線與它在水平面上的投影線之間巖層面上的傾斜線與它在水平面上的投影線之間的夾角，即傾斜巖層面與水平面之間的二面角，為巖層的的夾角，即傾斜巖層面與水平面之間的二面角，為巖層的傾角。傾角。 Strike：走向：走向 Dip direction： 傾向傾向 Dip ：傾角：傾角 2-3 Folding的定義The definition of folding The shape description （形態描述）

5、anticlinesanticlines背斜背斜 (upwards convex凸的) synclinessynclines向斜向斜 (downwards convex ）向斜背斜軸面軸面Pivot 樞紐樞紐翼部翼部翼部翼部向斜向斜背斜背斜三、褶皺的分類三、褶皺的分類the classification of foldingUpright直立的Inclined傾斜的Overturned倒轉的Recumbent平臥的按褶按褶曲曲樞紐的產狀可分為：樞紐的產狀可分為： （1）水平褶）水平褶曲曲 樞紐水平，兩翼同一巖層的走向基本樞紐水平，兩翼同一巖層的走向基本平行。平行。（2）傾伏褶）傾伏褶曲曲 樞紐

6、傾斜，兩翼同一巖層的走向不平樞紐傾斜，兩翼同一巖層的走向不平行而呈弧形變化行而呈弧形變化. Horizontal foldInclined fold 四、褶皺的識別：(1)根據巖層是否有對稱重復的出露，可判斷是否有褶皺存在。若在某一時代的巖層兩側，有其他時代的巖層對稱重復出現，則可確定有褶皺存在。若巖層雖有重復出露現象，但并不對稱分布，則可能是斷層形成的，不能誤認為褶皺。(2)對比褶皺核部和兩翼巖層的時代新老關系，判斷褶皺是背斜還是向斜。若核部地層時代較老，兩側依次出現漸新的地層，為背斜；反之，若核部地層時代較新，兩側依次出現漸老的地層，則為向斜。(3)根據兩翼巖層的產狀，判斷褶皺是直立的、傾

7、斜的還是倒轉的等等。2-4 斷裂構造斷裂構造Fracturing structure巖體受構造應力作用超過其強度時而發生破裂或位移，使巖體受構造應力作用超過其強度時而發生破裂或位移，使巖體的完整性和連續性遭到破壞，這種構造稱為巖體的完整性和連續性遭到破壞，這種構造稱為“斷裂構斷裂構造造”。Fault 斷層斷層 Jointing節理節理Fracturing structure（Fragile rock 脆性巖石）脆性巖石） joints obviousnot fault Obviousnt displaceme Relative Fracture plane一、一、節理節理Jointing斷裂兩

8、側巖石僅因開裂分離，并未發生明顯相對位移的斷裂構造稱裂隙(或節理)節理的分類：按節理的成因，可以歸納為構造節理和非構造節理。構造節理是指巖體受地應力作用隨巖體變形而產生的節理(或裂隙)，它分為張節理和剪節理。張節理 是受拉張應力，多見脆性巖石中。特點具有張開的裂口，裂隙面粗糙不平，沿走向方向和沿傾向方向延伸均不遠。裂隙面繞過礫石或砂粒，呈現凹凸不平狀。張節理剪節理 受剪應力，剪節理住住與最大剪應力作用方向一致，常成對出現，稱為共扼“”節理。剪節理，閉合，節理面平坦，常有滑動擦痕和擦光面，產狀穩定，沿走向和傾向延伸較遠；剪節理能較平整地切割礫石。類型作用力裂面張開充填情況裂 隙 面特征裂隙間距延

9、伸情況發育情況張節理張應力裂縫張開常被石英、方解石脈充填彎 曲 粗糟不平，呈 鋸 齒狀 ， 無擦痕較大走向變化大，延伸不遠，常繞過礫石或砂粒褶皺軸部成組出現，平行或垂直褶皺軸剪節理剪應力裂隙緊閉或稍張開平 直 光滑 有 擦痕 及 鏡面 兩 側巖 層 巖層 相 對位移較小走向穩定，延深較長，常切巖石中的礫石或砂粒一般同時出現兩組成“x”形較密集 張節理和剪節理比較張節理和剪節理比較非構造節理非構造節理 它是由成巖作用、外動力、重力等非構造因素形成它是由成巖作用、外動力、重力等非構造因素形成的節理，又稱之為外生節理。的節理，又稱之為外生節理。巖漿巖中的節理構造按節理與巖層產狀的關系劃分為：走向節理

10、按節理與巖層產狀的關系劃分為：走向節理(縱向節縱向節理理)、傾向節理、傾向節理(橫向節理橫向節理)和斜向節理。和斜向節理。統計裂隙，有各種不同的方式，其中節理玫瑰花圖就是統計裂隙，有各種不同的方式，其中節理玫瑰花圖就是其中較為常用的一種。節理玫瑰花圖，可以用節理走向其中較為常用的一種。節理玫瑰花圖，可以用節理走向編制，也可以用節理傾向或傾角來編制。編制，也可以用節理傾向或傾角來編制。0N102090EWjoint rose flower map 二、二、斷層斷層Faulting ： 在構造應力作用下，巖層沿斷裂面產生明顯位在構造應力作用下，巖層沿斷裂面產生明顯位移。移。v 斷層要素斷層要素(1

11、)斷層面斷層面 巖層斷裂錯開，發生相對位移的破裂面。巖層斷裂錯開，發生相對位移的破裂面。 (2)斷層線斷層線 斷層面與地面的交線。斷層面與地面的交線。(3)斷層帶斷層帶 包括斷層破碎帶和斷層影響帶。包括斷層破碎帶和斷層影響帶。(4)斷盤斷盤 斷層面兩側巖體。斷層面兩側巖體。(5)斷距斷距 斷層兩盤巖體沿斷層面相對移動的距離。斷層兩盤巖體沿斷層面相對移動的距離。斷層的形態要素斷層的形態要素the description of shape斷層傾角下盤斷層走向斷層面上盤相對移動方向Normal Faul 正斷層正斷層Reverse Fault 逆斷層逆斷層 Strike-slip Fault 平推斷

12、層平推斷層斷層的基本類型斷層的基本類型 Fault Types按斷層兩盤相對位移的情況，將斷層分為：正斷層、逆按斷層兩盤相對位移的情況，將斷層分為：正斷層、逆斷層和平移斷層斷層和平移斷層正斷層正斷層Normal Fault 正斷層正斷層Reverse Fault 逆斷層逆斷層 Reverse Fault逆斷層逆斷層Strike-slip Fault 平移斷層平移斷層 Strike-slip Fault平移斷層平移斷層According to the stress condition of fault appening 根據斷層的受力產生不同性質的斷層根據斷層的受力產生不同性質的斷層Tensio

13、n faulting 拉張斷層Compressive faulting 擠壓斷層Shear faulting 剪斷層斷層的組合形態斷層的組合形態階梯狀斷層、地塹、地壘和疊瓦式構造等。階梯狀斷層、地塹、地壘和疊瓦式構造等。 斷層組合分類斷層組合分類傾向不同的正斷層形成地塹傾向相同的正斷層形成地壘傾向相同的逆斷層形成疊瓦狀構造東非裂谷東非裂谷圣安德勒斯斷層谷圣安德勒斯斷層谷圣安德勒斯斷層的剪切運動形成圣安德勒斯斷層的剪切運動形成圣安德勒斯斷層谷圣安德勒斯斷層谷斷層的野外識別斷層的野外識別地貌特征地貌特征 ：斷層三角面地形、山脊錯斷、斷開，河谷跌：斷層三角面地形、山脊錯斷、斷開，河谷跌水瀑布，河谷方

14、向發生突然轉折等。水瀑布，河谷方向發生突然轉折等。地層特征：巖層發生不對稱的重復或缺失，巖脈被錯斷，地層特征：巖層發生不對稱的重復或缺失，巖脈被錯斷，或者巖層沿走向突然中斷，與不同性質的巖層突然接觸或者巖層沿走向突然中斷，與不同性質的巖層突然接觸等等 。斷層的伴生構造：牽引彎曲、斷層角礫、糜棱巖、斷層斷層的伴生構造：牽引彎曲、斷層角礫、糜棱巖、斷層泥和斷層擦痕。泥和斷層擦痕。 其它標志：湖泊、洼地呈串珠狀排列；溫泉和冷泉呈帶其它標志：湖泊、洼地呈串珠狀排列；溫泉和冷泉呈帶狀分布，線狀分布的小型侵入體。狀分布，線狀分布的小型侵入體。 震源震源震中震中等震線等震線震中距震中距2-5 地震（火山）帶

15、地震（火山）帶地震的成因地震的成因海嘯的危害海嘯的危害海嘯的危害海嘯的危害2-6 地質年代與地質年代表地質年代與地質年代表geological time and Chronological scale 地層是在地殼發展過程中于一定時期、在特定的地質環境條件下，由地質作用形成的一套巖石的總稱。其具有時代的新老概念。地層的上下或新老關系稱為地層層序。要研究地層層序，就要確定地層時代。 strata superposition method（地層層序法）（地層層序法） fossil succession method（化石演變法）（化石演變法） the method of rock layers c

16、ontact relation （巖層接觸關系法）（巖層接觸關系法）. strata superposition method（地層層序法）（地層層序法）根據沉積巖形成的原理，在沉積巖形成之后，若未經劇烈的構根據沉積巖形成的原理，在沉積巖形成之后，若未經劇烈的構造運動使之倒轉，則位于下面的地層時代較老，位于上面的地造運動使之倒轉，則位于下面的地層時代較老，位于上面的地層時代較新，即下老上新。復雜情況下，按沉積韻律（顆粒下層時代較新，即下老上新。復雜情況下，按沉積韻律（顆粒下粗上細）粗上細）The youngest layerThe oldest layer fossil succession

17、method（化石演變法）（化石演變法）即利用地層中即利用地層中所含化石確定地層的時代。所含化石確定地層的時代。 巖層接觸關系法巖層接觸關系法the method of rock layers contact relation. the relations among sedimentary rock （沉積巖之間的接觸關系）（沉積巖之間的接觸關系） the relations among the igneous rock,（巖漿巖之間的接觸關系）（巖漿巖之間的接觸關系） the relation between sedimentary rock and igneous rock.（沉積巖和巖

18、漿巖之間的接觸關系）（沉積巖和巖漿巖之間的接觸關系）沉積巖之間的接觸關系沉積巖之間的接觸關系the relations among sedimentary rock(1)整合整合 上下地層連續沉積，互相平行，沒有明顯的沉積間斷。代上下地層連續沉積，互相平行，沒有明顯的沉積間斷。代表沉積時地殼比較穩定或地殼連續下降，接受沉積。表沉積時地殼比較穩定或地殼連續下降，接受沉積。(2)假整合假整合 又稱平行不整合，上下地層雖然平行，但它們中間有一又稱平行不整合，上下地層雖然平行，但它們中間有一明顯的高低不平的侵蝕面（常夾一層礫巖），并缺少地層，表明上明顯的高低不平的侵蝕面（常夾一層礫巖），并缺少地層，表

19、明上下兩套地層之間有一個時間的沉積間斷。下兩套地層之間有一個時間的沉積間斷。(3)不整合不整合。又稱角度不整合。上下地層之間有明顯沉積間斷，并以。又稱角度不整合。上下地層之間有明顯沉積間斷，并以一定角度相接觸，接觸面起伏不平，往往保存著底礫巖和古風化痕一定角度相接觸，接觸面起伏不平，往往保存著底礫巖和古風化痕跡。跡。 conformity （整合接觸關系）（整合接觸關系）Unconformity（不整合）（不整合）. 整合接觸整合接觸平行不整平行不整合合 接接 觸觸角度不整角度不整合合 接接 觸觸巖漿巖之間巖漿巖之間的接觸關系的接觸關系 巖漿巖之間的接觸關系巖漿巖之間的接觸關系the rela

20、tions among the gneous rock the relation between sedimentary rock and igneous rock.（沉積巖和巖漿巖之間的接觸關系）（沉積巖和巖漿巖之間的接觸關系）地質時代是指一個地層單位的形成時代或年代。地質歷史劃分為太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五個大的時代。在每個代中又劃分出若干個紀，每個紀再分為幾個世，世以下再分出期。代、紀、世、期是地質歷史的時間單位；相應于代、紀、世、期這個時期里形成的地層，分別為界、系、統、階，它們是地層單位。代、紀、世和其相對應的界、系、統是國際性單位，全世界是一致的；期和其相對應的階是全

21、國性或大區域的地質時代和地層單位。把地質時代單位和地層單位從老到新按順序排列起來，就形成了目前國際上大致通用的地質年代表。在地質年代表中，還可列入地殼運動的幾個主要構造期，即呂梁運動、加里東運動、海西運動、燕山運動、喜馬拉雅運動。地殼運動是劃分地層時代的分界標志，次一級的地殼運動往往作為紀的分界標志。 多多么么富富有有想想象象力力的的比比喻喻！2-7 地質圖地質圖用規定的符號、線條和色彩來反映一個地區各種地質現象用規定的符號、線條和色彩來反映一個地區各種地質現象、地質條件和地質發展歷史的圖件，叫做、地質條件和地質發展歷史的圖件，叫做地質圖地質圖. 地質圖的種類地質圖的種類 ：v普通地質圖普通地

22、質圖v地貌及第四紀地質圖地貌及第四紀地質圖v工程地質圖工程地質圖v天然建筑材料圖天然建筑材料圖v地質剖面圖及地質柱狀圖地質剖面圖及地質柱狀圖地質圖的基本內容和規格：地質圖的基本內容和規格：平面地質圖平面地質圖剖面地質圖剖面地質圖綜合柱狀地質圖綜合柱狀地質圖 圖例圖例 比例尺比例尺 責任欄責任欄平面圖剖面圖圖例比例尺綜合柱狀地質圖綜合柱狀地質圖地質構造在平面圖上的表現地質構造在平面圖上的表現斷層垂直褶皺軸造成巖層寬窄變化和錯動斷層垂直褶皺軸造成巖層寬窄變化和錯動斷層切割褶皺后在地質圖中的表現規律斷層切割褶皺后在地質圖中的表現規律斷層切割傾斜巖層造地層在地質圖中突然中斷斷層切割傾斜巖層造地層在地質

23、圖中突然中斷橋梁工程地質圖橋梁工程地質圖地質構造與道路工程地質構造與道路工程A臺易產生順層滑動臺易產生順層滑動B臺位于斷層帶上臺位于斷層帶上C臺較為有利臺較為有利 橋梁橫斷面地質剖面圖橋梁橫斷面地質剖面圖閱讀地質圖的步驟閱讀地質圖的步驟：1附件附件： 圖名、比例尺、地理位置、城鎮網點，了解圖名、比例尺、地理位置、城鎮網點，了解圖的位置及其精度等情況。閱讀圖例，自上而下，按從新圖的位置及其精度等情況。閱讀圖例，自上而下，按從新到老的年代順序，列出的是圖中出露的所有地層符號和地到老的年代順序，列出的是圖中出露的所有地層符號和地質構造符號。質構造符號。 2該區的該區的地形地貌特征地形地貌特征：通過地形等高線或河流水系的：通過地形等高線或河流水系的分布特點，對該地區有個完整的概括了解。分布特點，對該地區有個完整的概括了解。 3具體分析具體分析地質構造地質構造：根據圖例，大致了解從老到新各：根據圖例，大致了解從老到新各時代地層分布的范圍、延伸方向等；分析地層接觸關系及時代地層分布的范圍、延伸方向等；分析地層接觸關系及地質構造在地質圖上的表現特征。地質構造在地質圖上的表現特征。 三、三、地質剖面圖的繪制地質剖面圖的繪制地質剖面圖是在地質平面圖中取一代表性斷面上的地形、地質剖面圖是在地質平面圖中取一代表性斷面上的地形、巖層層位和