04 地质构造-单斜构造
第四章 地质构造
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基本概念
地表形态特征的发生、发展和变化,都是 地壳各部分质点运动的综合表现。这种由地球 内部动力作用引起的地壳结构改变与变位的运 动,称地壳运动。 地质构造,是地壳运动的产物。由于地壳 的长期运动,造成岩层的产状和岩层的弯曲、 断开或产生位移的变化,称为地质构造。 地质构造在一定范围内的基本表现形式有 单斜构造、褶皱构造、断裂构造三种类型。
(三)褶曲的平面形态分类
在水平面上,根据褶曲延伸长度及同一岩 层界限的长宽比分为三类: 1. 线形褶曲:长度和宽度之比大于10:1 2. 短轴褶曲:延伸不远即倾伏消失,长 宽比为10:1至3:1之间。 3. 近等轴褶曲:长宽比小于3:1,其枢纽、 轴面、轴迹无定向,平面呈近圆形,近等轴 背斜又叫穹窿,近等轴向斜又叫构造盆地。 图见书P84页.
褶曲要素
不对称背斜
翼部
转折端
翼部
160°∠25°
345°∠65°
核部
轴面
褶皱构造对工程建设的影响 在由全型褶曲构成的褶皱山区,岩层强烈破碎,顺向坡岩体 极易沿层面或节理面产生滑动,发生顺层滑坡,破坏了周围 的村庄、道路,阻断河流。 在背斜、向斜的脊部,张性节理发育,加速了风化作用的进 行,造成岩体强度的降低,并最终发育成背斜谷、向斜谷或 背斜、向斜式冲沟,对公路、铁路建设造成很大困难。 背、向斜的核部往往构造应力很大,在工程中一旦遇到,应 加强应力和变形测试,减少构造应力对工程的危害。 采矿巷道及地下隧道宜布置在背斜的核部,而尽量避免布置 在向斜的轴部。因为布置在背斜的核部的巷道或其它地下洞 室能有效利用顶板岩体的自然成拱作用,增加洞室的稳定性。 而布置在向斜的核部的巷道或其它地下洞室,一旦两帮岩石 下滑,造成顶部岩石冒落事故,洞室顶部将很难进行进一步 维护。
地质学第五章单斜构造
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四川地震带褶皱地形
四川地震带断层
从大的方面来说,汶川地震处于我国一个大地震带——南北地 震带上,中部地区的中轴地震带位于经度100度到105度之间, 涉及地区包括从宁夏经甘肃东部、四川西部、直至云南,属于 我国的地震密集带。从小的方面说,汶川又在四川的龙门山地 震带上。因此,这里发生地震的几率较高。
秦皇岛山羊寨直立灰岩
直立岩层
倒转岩层
(3)岩层产状要素
用来说明岩层产状的参数就称为岩层的产状要素。
通常以岩层的 走向、倾向和倾角来表示 。
这种表示方法实际上是用其层面在空间的方位及其 与水平面的关系来确定的。
走 倾向
向
α倾角
(一)走 向
岩层走向是表示岩层在空间的水平 延展方向。
水平面
1、走向: 表示岩层在空间的水平延展方向。 2、走向线: 岩层面与任一个水平面的交线。即等高线。 3、走向线的数量:无数条。 4、走向线的形状:直线或曲线。 5、岩层走向:走向线两端的延伸方向称为走向。在一个测点 上可测得两个走向。两者相差180°。
南土耳其开始,南抵非洲东南,一直延伸到贝拉港附近的莫 桑比克海岸。跨越50多个纬度,总长超过6500公里。人们称 它是“大地上最大的伤疤。”
东非大裂谷从非洲之角一直延
伸到坦桑尼亚境内,最深处达 2000公里,这幅等高线地图表 现了大裂谷的粗糙地貌。
我国著名大断裂
郯庐断裂带,泛指北起黑龙江,南止长江边,绵延2400多公里,总体上呈 北东走向,纵贯中国大陆东部的巨型渠断裂。它形成于中元古代。1400年有记 载的地震发生了上百次。如1668年7月25日8.5级徼莒县—郯城地震,1888年6月 13日日渤海湾7.5级地震,1975年2月4日海城7.3级地震,1969年7月18日渤海7.4 级地震。1975年海成地震。这是台湾学者来考察。
地质构造
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地质构造符号(2)
§3.5.4在地形地质图上求倾斜岩层产状
用相邻等高线法在地质图上求产状 在同一倾斜岩层层面上,任意相同标高两点 的连线即为岩层的走向
AC为倾斜岩层上两相同标高走向线间的距离, BC为两走向线间的高差,α即为岩层的倾角
三点法求岩层产状
• 条件:
–①已知同一层面上三点的标高和平面坐 标,且三点不在同一直线上(三点确定一 个平面)。 –②三点范围内岩层产状稳定,基本为一 平面。
(a)
符号表示
(b) 符号表示
(c)
等高线 表 示
5.等高线的特性
(1)同一条等高线上高程必相等。(等高) (2)各条等高线必然闭合,如不在本幅图闭合,必定在相邻 的其他图幅闭合。(闭合) (3)只有在悬崖处,等高线才相交,但交点必成双。 (不 相交) (4)同一幅图内等高距为定值,所以,地面缓和处等高线平 距大、陡峭处平距小。(稀缓密陡) (5)等高线与山脊线、山谷线成正交。(正交性) (6)向低处凸的是山脊,向高处凸的是山谷。(反向性)
软化性、渗透性、溶解性、抗冻性、崩解性 强度指标: 抗压强度 抗拉强度 抗剪强度
变形指标: 弹性模量 变形模量 泊松比
岩石的物理性质 比重
岩石的比重就是指岩石的干比重除以岩石实体体积(不包 括孔隙),再与4℃时水的容重相比,即:
式中,Gs-岩石比重 Ws-绝对干燥时体积为V的岩石重力(KN) Vs-岩石实体(不包括孔隙)体积(m3) γw-在4℃时水的容重,γw=10(KN/m3)
容重
岩石单位体积(包括岩石孔隙体积)的重力,称为岩石的容重。 根据试样的含水情况不同,岩石容重可分为干容重(γd)、 湿容重(γ)(或天然容重)和饱和容重(γω),一般未说明含水 状态时,是指湿容重。岩石容重用下式计算:
04 地质构造-单斜构造
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水平构造 单斜构造 褶皱构造 断裂构造
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第一节 单斜构造
沉积岩岩层形成的初 期处于原始水平状态, 后 来可遭受构造运动的影响 发生构造变位, 形成倾斜 岩层, 倾斜岩层是沉积岩 中最常见的一种产状形态。 倾斜岩层可以是地壳 不均匀抬升或下降引起的 区域性倾斜, 也可以是某 种地质构造的一部分, 例 如, 褶皱构造的一翼, 或断 裂构造的一盘。
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第一节 单斜构造
一、倾斜岩层的产状要素
倾向 : 在岩层面上与走
向线垂直并沿倾斜面向 下所引的直线叫倾斜线, 倾斜线在水平面上的投 影线所指岩层下倾一侧 的方向就是岩层的真倾 向, 简称倾向。在岩层面 上, 凡是与该点走向线不 直交的任一直线均为视 倾斜线, 其在水平面上的 投影线所指的倾斜方向 叫视倾向或假倾向。
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三、岩层产状要素的测定方法
(一)罗盘的原理
地球是一个大的磁场, 有两个 磁极,磁北极和磁南极, 如果将一 根磁针水平地悬挂起来,受地磁 场作用地影响,磁针的一端会指 向磁北极,另一端则指向磁南极, 也就是说,磁针的指向是磁北极 和磁南极的连线方向。
正北 磁北
地质罗盘仪
正北 磁北 测线 δ A磁 0
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第一节 单斜构造
一、倾斜岩层的产状要素
岩层的产状: 岩层的产状 : 是以岩层 面在三度空间的延伸方 位及其倾斜程度来确定 的, 岩层面的产状要素 产状要素 包括岩层面的走向 倾 走向、倾 走向 倾角。 向和倾角 倾角
ABODOD’AB-走向线 OD-倾斜线 OD -倾向 α-倾角
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ABODOD’AB-走向线 OD-倾斜线 OD -倾向
第3章地质构造及对工程的影响(最新整理)
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6、活断层与工程建设 活断层一般指目前还在活动的断层,或者近期曾有过活动、不久的将来还可能重新活 动的断层。
活断层对工程建筑物安全的威胁主要来自断层错动—突发错动,因而对活断层进行工
程地质研究和工程安全评价非常必要。 怎样知道一个地区有没有活断层,或者一条断层是不是活动断层呢?地貌上的标志 有:断层崖、三角面、洪积扇叠置、河流、山脊或冲沟的水平位错;最新沉积物被错断现象; 遥感影象的线形标志,往往沿活断层出露一系列泉。用断层新活动年龄测定的方法对活动断 层的最新活动年龄进行测定。 在进行工程建设时,一般应避开活动断裂带,特别是重要的建筑物更不能跨越在活断 层上。
程中产生的原生裂隙,风化裂隙,以及沿沟壁岸坡发育的卸荷裂隙等,其中风化裂隙主要发 育在岩体靠近地面的部分,一般很少达到地面下 10~15m 的深度。裂隙分布零乱,没有规律 性,使岩石多成碎块,沿裂隙面岩石的结构和矿物成分也有明显变化。 2、裂隙的工程地质评价
岩体中的裂隙,在工程上除有利于开挖外,对岩体的强度和稳定性均有不利的影响。岩 体中存在裂隙,破坏了岩体的整体性,促进岩体风化速度,增强岩体的透水性,因而使岩体 的强度和稳定性降低。当裂隙主要发育方向与路线走向平行,倾向与边坡一致时,不论岩体 的产状如何,路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。在路基施工中,如果岩体存在裂隙, 还会影响爆破作业的效果。
穿越法和追索法,不仅是野外观察褶曲的主要方法,同时也是野外观察和研究其他地质 构造现象的一种基本的方法。在实践中一般以穿越法为主,追索法为辅,根据不同情况,穿 插运用。
第三节 断裂构造
岩体或岩层受力后发受变形,当所受之力超过岩石的强度极限时,岩石连续完整性将遭 到破坏,于是形成断裂构造。断裂构造包括裂隙和断层两类(根据岩体断裂后两侧岩块的相 对位移情况)。 一、裂隙(节理):指岩层或岩体破裂后形成的一种裂缝。其两侧的岩块沿破裂面无明显位 移。 1、裂隙的类型: 按成因分为构造裂隙和非构造裂隙两类。
《地质地貌学》第四章 构造与地貌
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◆若核部为老岩层,翼部为较新岩层,岩层 自中心向四周倾斜的浑圆形构造,就称之为 穹隆构造;
老
新
顺地貌——背斜山**
顺地貌——向斜谷
庐山王家坡
向斜山
逆地貌**
背 斜 谷
◆构造盆地;
指核部为新岩层,翼部为较老岩层,岩层 自四周向中心倾斜的浑圆形构造。
老
第四章 地壳运动与地质构造
第一节、地壳运动
地球内部动力作用所引起的地壳结构改 变和地壳内部物质变位的运动,称为地壳运 动,也叫 “ 构造运动 ” 。
★构造运动按发生时间分为: ◆(古)构造运动 ——晚第三纪末期以前(约3百万年前); ◆新构造运动 ——晚第三纪末期和第四纪; ◆现代构造运动 ——五六千年前至现在。
二、地质构造与土壤改良的关系
• 通常某些低产土壤,如沼泽地、盐碱土 等大多数与地质基础属构造盆地有关。 必须了解盆的地质构造特点,才能采取 相应措施以排除地下水,降低地下水位 改良沼泽地,引水进行灌溉,减少土壤 含盐量以改良盐碱土。
三、地质构造与农田水利工程的 关系
• 在山区的农田基本建设中,常需进行修筑梯田, 引水上山,作坝蓄水等农田水利工程,它们与地 质构造的关系密切。
④平卧褶曲(横卧褶曲):轴面水平或近乎 水平,两翼岩层也近乎水平。一翼岩层正常, 另一翼发生倒转。
倒转褶曲
台湾
◆按平面形态,褶曲可分为三类
①短轴褶曲:其平面呈长圆状,长/宽 约 3/1 ~ 10/1 之间;
②线状褶曲
其平面呈长条状,长/宽一般>10/1 ;
B A B CBA
B C
B A
③浑圆形褶曲(穹隆构造、构造盆地):
◆水平运动与垂直运动的关系
常见地质构造类型分类,识别和描述
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常见地质构造类型分类,识别和描述:
地质构造是指地球表面和地球内部的各种地形和地貌,反映了地球内部和外部的力学和化学过程。
常见的地质构造类型包括以下几种:
1.水平构造:这种构造的原始产状是水平的,表现为先沉积的老岩层在下,后沉积的
新岩层在上,岩层层面在较大范围内保持水平或近似水平的状态。
2.单斜构造:这是指原来水平的岩层在受到地壳运动的影响后,产状发生变动,形成
单一倾斜的状态。
3.倾斜构造:这是指岩层层面在较大范围内向同一个方向倾斜,表现为顺倾斜方向岩
层逐渐变新。
4.褶皱构造:这是指岩层在受到地壳运动的影响后,发生弯曲变形的现象,包括背斜
和向斜两种基本类型。
5.断层构造:这是指岩层在受到地壳运动的影响后,发生断裂错动的现象,包括正断
层、逆断层、平移断层等类型。
识别和描述地质构造需要注意以下几个方面:
1.观察岩层的产状,即岩层的走向、倾向和倾角,以及岩层的变形特征。
2.分析岩层的层序和相对年代关系,了解岩层的形成顺序和地壳运动的过程。
3.注意观察岩层的颜色、矿物成分、结构和构造等特征,以便更好地了解岩层的形成
环境和过程。
4.结合地质图、地层柱状图、剖面图等资料,全面了解地质构造的特征和发展过程。
地质构造讲义
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一、单斜岩层的产状要素
• 单斜岩层有的倾斜较缓,有的则较陡,有的甚至直立、倒转。岩层在空间的这种产 出状态叫做产状。描述单斜岩层的产状用产状要素,包括走向、倾向和倾角(图4-2)。
• 1.走向 • 岩层的走向表示倾斜岩层在空间的水平延伸方向。岩层层面与水平面的交线叫做走
向线,亦即岩层层面上的任意一条水平线。 • 2.倾向 • 倾向表示岩层的倾斜方向。岩层层面上垂直于走向线向下延伸的线叫做倾斜线,如
喀斯特陷落柱对煤矿生产的影响及其处理
• 喀斯特陷落柱又称岩溶陷落柱,是指煤层下伏碳酸盐岩等可溶岩, 如石灰岩、白云岩、泥灰岩及石膏等,因地下水溶蚀引起上覆岩 层冒落而成的柱状塌陷体。资料表明,我国古生代煤田中陷落柱 比较发育。华北地区古生代煤系地层中的陷落柱多是由于奥陶纪 灰岩内的喀斯特溶洞塌落形成的。
陷落柱时,为避免巷道拐弯,一般情况下按原计划施工, 直接穿过陷落 柱,因此增加了巷道支护和顶板控制的难度,也增加了巷道维护费用。
•3.妨碍机械化采煤,影响正规生产
•在陷落柱发有的地区。难以布置出内部无陷落柱的采煤工作面, 如果工作面包藏着几个陷落柱,将使采煤机组和液压自移掩护支 架无法使用。
•4.影响安全
一、陷落柱的特征
• 1.陷落柱的形状
• 陷落柱的水平切面形态多为似圆形、似 椭圆形,也有长条形和鞋底形。陷落柱 的纵剖面形态有漏斗状、锥状及不规则 状(图3-38),与陷落柱穿过的岩层的性 质有关。
• 陷落柱柱体的高度有大有小,小者几十 米,只穿过几个或几十个岩层;大者数 百米,甚至从岩溶的底面一直塌陷到地 表。到达地表的陷落柱,地形上表现为 近圆或椭圆的陷落盆地,盆地内岩层产 状杂乱,层次不清,盆地周围岩层因受 塌陷影响而略显弯曲,多向陷落区内倾 斜。
地质构造
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地质构造煤层和其他岩层、岩体形成以后,由于受到地球内部和外部动力作用的影响,会发生一系列微观和宏观变化,产生诸如移位、倾斜、弯曲、断裂等地质现象。
这些主要由地壳运动所引起的岩石变形、变位现象在地壳中存在的形式和状态,就称为地质构造,简称为构造。
地质构造的规模有大有小,大者可绵延数百千米乃至数千千米,小者可出现于手标本上,有的甚至需要借助显微镜才能观察得到。
地质构造的表现形式是多种多样的,有简单的,也有复杂的。
就简单的而言,在一定范围(一个井田或一个矿区)内,可归纳为单斜构造造、褶皱构造和断裂构造三种基本类型(图3—1)。
其中,单斜构造是指一系列岩层岩大致相同一个方向倾斜的构造形态,在较大的区域图3—1 构造形态的基本类型示意图内,它往往是其他构造形态的一部分,如褶曲的一翼或断层的一盘(图3—2)。
因此,可以说自然界中地质构造的基本表现形式有褶皱构造和断裂构造两种。
图3—2 单斜构造与褶曲、断层的关系示意图第一节岩层的产状一、岩层产状的概念地壳中广泛分布的沉积岩、层状火山岩及区域变质岩等层状岩石,是构成地壳表层地质构造的主要物质基础。
由同一岩性组成的基本均一的,受两个平行或近于平行界面所限制的层状岩石称为岩层。
岩层的上下界面称为层面;上层面称为顶面,下层面称为底面。
两个岩层的接触面,既是上覆岩层的底面,又是下伏岩层的顶面。
岩层顶、底面之间的垂直距离,称为岩层的厚度。
当岩层顶、底面平行时,岩层厚度保持不变,称其为厚度稳定;当岩层的顶底面不平行时,岩层厚度有变化,称其为厚度不稳定。
岩层厚度向某方向减小的现时,则形成透镜状岩层。
若某一岩层中夹有其他厚度不大的不同岩性的岩层时,则称后者为前者的夹层;若岩层是由两种以上不同岩性的岩层交互重复构成时,则称其为互层。
岩层在空间的产出状态和方位称为岩层的产堪乙它反映了岩层在三维空间的存在方位和延展方向。
在沉积盆地中形成的沉积岩,其原始产状大都是水平的,仅在盆地边缘等局部地段呈倾斜产状。
煤矿地质学4地质构造-1单斜构造
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a、三点位于同一岩层面上而不在一条直线上。 b、三点水平位置和标高为已知。 c、三点范围内岩层产状无变化。
(2)求法要点: 过次高点作一条走向线,再过另二点中的任意一点(最高或最 低点)作走向线。利用两条等高线的高程差和水平距离,求出岩层 产状。
(3)具体求法: 以一定比例将A、B、C三点按其平面位置投到平面图上,连接 最 高最低点(图中A 、C ),在该线上岩层面高程均匀下降,等分该 线 段,找出与次高点B相同高程的点E,BE连线即为次高点B的走向线, 过A、C两点分别作EB的平行线,既为三条走向线。在BE线上任选
• 4、视厚度和视水平厚度:在与岩层走向斜交的剖面上,岩 层顶、底面与剖面的交线之间的最短距离大于岩层的真厚 度,称为视厚度;水平距离也大于水平厚度,称为视水平 厚度。 • 5、残存厚度:岩层遭受了剥蚀,现在所见到的是岩层的残 余部分,由地面某点至岩层底面之间的最短距离,称为残 存厚度。
四 单斜构造在几种煤矿基本地质图件上的表现
二 岩层产状要素的表示方法
• 1、文字记述岩层产状方法 • (1)象限角法:以地理子午线(经线)为基准线,走向线、
倾向线与它所夹的角,即为走向或倾向的象限角。如岩层
走
• (2)方位角法:以地理正北(N)为起点(0°),顺时针 旋转到岩层的走向线、倾向线的角度,即为走向和倾向的 方位角。 N120°∠32° SE 120°∠32°
右图为地形地质图,A、 B两点为某岩层界面与 200m等高线的两个交点, 连接AB,既为某岩层面 上的200m走向线,再找 出同一界面上与另一等 高线的交点C,过C点作 AB的平行线,既为 300m走向线。
• 2)单斜构造在地质剖面图上的表现
• 3)单斜构造在水平地质切面图上的表现
地貌学与第四纪地质学 (1)
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(3)、河床平衡剖面:在河流长期作用下,河床纵剖面发展到一定阶段时,就趋向于平衡,这时的纵剖面称为平衡剖面。所谓平衡主要是指“动力平衡”,平衡时的河流侵蚀力与河床阻力相等,即河流既不侵蚀,也不堆积,水流动力正好消耗在搬运泥沙和克服水流内外摩擦阻力上,此时由河流上游带来的泥沙等于河流带走的泥沙,即冲淤平衡。
八、河谷地貌的组成因素河谷由谷坡和谷底两大部分组成 谷底由河床及河漫滩组成 河床是河谷中最低部分 它有经常性的水流 在它两侧为高起的河漫滩 它只是在洪水泛滥时才被淹
一.试述河漫滩的形成过程
河漫滩(Floodplain)是河流发育过程中的产物,它是河流侧向侵蚀和河床横向迁移过程中形成的。
最原始的河漫滩出现在年青时期的V形谷内,由于河流的侧向侵蚀,使谷坡逐渐后退,谷底开始展宽,在河弯的凸岸处形成狭窄的和由粗大砾石所组成的雏形滨河床浅滩。
七、环流及其对河床地貌的发育的影响单向环流作用下 凹岸表流集中而且下沉 能量增大 一方面使河岸受到侵蚀后退 另一方面河底也冲成深槽 而凸岸是底流上升处 加上水流分散 能量减少 因而发生堆积形成边滩 上下游两个深槽之间 同样是底流上升处 也同样发生堆积形成浅滩 浅滩多半是洪淤、枯冲 而深槽则洪冲、枯淤。
随着侧向侵蚀作用的不断进行,凹岸继续后退,凸岸处雏形浅滩不断扩大加高,以致在河流平水期也大片露出,发展成为雏形河漫滩。
雏形河漫滩形成以后,谷底进一步扩宽,滩面再度淤高,洪水时由于滩面水深变浅而流速减小,洪水中的大量悬移质就可以在那里沉积下来,构成由粉沙及粘土组成的沉积层,形成真正的河漫滩。
二.何谓河流冲积物的二元相结构
地质构造地貌
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5、原始构造地貌形成后经外力侵蚀出现逆转,称为倒 置地形,下列不是倒置地形的是( )
A、背斜中间开切谷 C、向斜中突起成山
B、背斜两翼开切成次成谷 D、向斜两翼开切成次成谷
6、凡河流形成在褶皱运动之前,且与岩层倾向一致的
河流称之为( A、逆向河 C、次成河
)
B、顺向河 D、再顺向河
第二章练习题
1、下列对地貌发育过程中内、外营力叙述不正确 的一项是( )。 A、两种力是同时出现 B、两种力彼此消长 C、内营力起主导作用 D、两种力趋于动态 平衡 2、下列不属于构造地貌的三个等级之一的是 ( a )。 A、星体构造地貌 B、全球构造地貌 C、大地构造地貌 D、地质构造地貌
山岳地貌旅游资源
从风景的角度和直观视觉效果,把相对高度作 为山岳景观分类的依据。指出:相对高度在 1000m以上,坡度大而陡峻,主峰明显,群峰 簇拥的山岳称高山风景。我国人民历来把高和 险,作为构成山岳美景的重要内容。“无限风 光在险峰”,登高极顶景无穷,成为游览名山 的传统内容。
庐山
如高峻雄奇的庐山,耸立于长江和鄱阳湖之间的江湖平原上,它是断裂 隆起的断块山,山体海拔高度300~1500米(最高峰汉阳峰1474米)。山 体主要由震旦纪地层组成,如石英砂岩、长石石英砂岩和千枚岩等。山 地边缘陡崖处岩层平缓,岩性硬软悬殊,经风化差别侵蚀,崖如城墙, 峰如宝塔,层叠有秩,气势不凡;环山同高度裂点很多,常见水帘悬挂 的瀑布抖腾长空,蔚为奇观。龙首崖、五老峰、三叠泉、锦绣谷、小天 池等处,都是断层崖所在的千米绝壁处。这些险峻奇异的地貌景观,都 与地质构造、岩性和风化作用等外营力有密切关系。
泰山
位于山东中部的泰山,山体沿泰安断裂上升,断裂南翼相 对下陷,构成了泰山南侧相对高度达千余米的断崖和若干 块体,溪流在断崖面上沿断裂线奔流切割,形成深切谷地 和奇峰怪石。登山途中,到处看到潺潺溪流和飞瀑深潭, 登十八盘,几乎呈垂直,它的两侧是三四十米的悬崖峭壁, 这都是岩体的节理或断裂所在。
地质构造水平构造和单斜构造1水平构造指未经构造

第三节地质构造一、水平构造和单斜构造1、水平构造:指未经构造变动的沉积岩层,先沉积的在下,后沉积的在上。
2、单斜构造:指原来水平构造的岩层,在受地壳运动后岩层向同一个方向倾斜。
倾斜岩层的产状有三个产状要素①岩层走向②岩层倾向③岩层倾角。
见下图:①岩层的走向AB:表示岩层在空间延伸的方向②岩层的倾向CD:表示岩层在空间的倾斜方向③岩层的倾角α:岩层层面与水平面所夹的锐角,表示岩层在空间倾斜角度的大小由上图可以看出岩层的走向与岩层的倾向相互垂直。
二、褶皱构造褶皱构造:是岩层一系列波状弯曲而未失去其连续性的构造,绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的,褶皱在层状岩层中最明显,在块状岩体中则很难见到。
褶曲是褶皱中的一个弯曲,两个或两个以上的褶曲组合而形成褶皱构造,褶曲的基本形态是背斜和向斜。
背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲,较老的岩层出现在褶曲的轴部;向斜褶曲是岩层向下凹的弯曲,当地面遭受剥蚀,在褶曲轴部露出的是较新的岩层。
工程在褶曲的翼部遇到的基本上是单斜构造,以下两种情形要具体分析其对工程的影响:①对于深路堑和高边坡,当路线垂直岩层走向或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时,对路基边坡的稳定性是有利的。
路线走向与岩层走向平行,边坡与岩层的倾向一致时,对路基边坡的稳定性是不利的,尤其是边坡的倾角大于岩层的倾角α时最为不利。
(相似的内容见第一节:道路的选线应避免顺向坡——指岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡,尤其岩层倾角小于坡面倾角的顺向坡)②对于隧道工程,在褶曲构造的轴部(指近似于圆心的部位),应力作用最集中,容易遇到工程地质问题,一般隧道选线从褶曲的翼部通过是比较有利的。
三、断裂构造根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况,可将断裂分为裂隙和断层两类。
①构造裂隙——进一步分为张性裂隙和扭(剪)性裂隙1、裂隙(也称为节理)(构造裂隙分布具有一定规律,张性裂隙产生在背斜和向斜轴部;扭(剪)性裂隙一般出现在褶曲的翼部和断层附近)②非构造裂隙(分布不具有规律性,具体解释见以下内容)裂隙:指存在于岩体中的裂缝,是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移,一般用裂隙率(岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比)表示。
地质构造-y

小
褶 皱 构 造
形态
背斜和向斜 褶曲要素 褶曲的形态分类
水平褶曲 倾伏褶曲
线形褶皱 短轴褶皱 等轴褶皱
第三节
断裂构造
断裂也是造成煤矿重大事故的主要原因: 1、2004年10月20日22时40分,河南省郑州煤炭工 业集团有限责任公司大平煤矿发生一起煤与瓦斯突出, 引发特别重大瓦斯爆炸事故,造成148人死亡,35人
第三节
2、节理的分类
断裂构造
(2)按力学性质分类: 张节理:张应力作用的产物,垂直于张力方向裂开。 具有张开的裂口,节理面粗糙不平,延长不远。 剪节理:岩层受剪应力产生的节理。具有紧闭的裂口, 节理面比较光滑,延长较远。
第三节
3、节理玫瑰花图
断裂构造
节理资料的整理与分析
对野外观测获得的节理原始资料,应及时在室内
所发生的变形与变位。 地壳中的地质构造绝大多数属于构造成因。 2 、非构造变动:由于重力作用、地下水、风化、冰
1 、构造变动:由地壳运动引起的岩层的变形与变位。
川等作用,使岩层或岩体发生局部变形。这种作用不
是地壳运动的直接表现。非构造变动规模不大,分布 局限。
第四章
地质构造的表现形式 单斜构造
核部 褶曲的中心部分。
褶皱构造
翼
转折端
核部两侧出露的岩层。
从一翼转到另一翼的过渡 弯曲部分。 褶曲面上同一岩层面上最大弯曲点的连线,轴面与层 面的交线 BH ,枢纽可以反映褶曲在延伸方向产状的 变化情况。 平分褶曲为两部分的一个只有几何意义的假想面( DEFH面),由所有枢纽组成。
枢纽
轴面
第二节
轴迹
水平岩层在地形 地质图上的特征
水平岩层的特点 水平岩层在地形 地质图上的特征
地质构造

3、掘进过程中采用物探与钻探相结合的手段,坚持“物探先行,钻探验证,有掘必探,先探后掘”的原则。
4、在掘进过程中,要加强排水设备及设施的管理。
5、可能存在小煤窑采空区,巷道掘进过程中需加强超前探测,并制定专项安全技术措施。
地质构造
情况
本工作面范围内以单斜构造为主,预计在掘进过程中有小断层、陷落柱和次生小构造等情况。
瓦斯、煤尘自燃状况
红岩煤业以450kt/a产量开采7号煤层时,最大绝对瓦斯涌出量2.22m3/min,最大相对涌出量为2.35m3/t,属低瓦斯矿井,煤尘有爆炸性,自燃倾向性等级为碎、过断层、遇老巷或采空区期间,制定专门的安全技术措施,加强巷道支护。
地质构造的基本类型
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地质构造的基本类型地质构造的基本类型由于地壳中存在有很大的应力,组成地壳的上部岩层,在地应力的长期作用下就会发生变形,形成构造变动的形迹,我们把构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹,称为地质构造。
地质构造的规模,有大有小。
大的如构造带,可以纵横数千公里,小的则如前边讲过的岩石的片理等。
尽管规模大小不同,但它们都是地壳运动造成的永久变形和岩石发生相对位移的踪迹,因而它们在形成、发展和空间分布上,都存在有密切的内部联系。
本节着重就一些简单的和典型的基本构造形态进行讨论。
一、水平构造和单斜构造水平构造未经构造变动的沉积岩层,其形成时的原始产状是水平的,先沉积的老岩层在下,后沉积的新岩层在上,称为水平构造。
分布:只是局限于受地壳运动影响轻微的地区。
单斜构造原来水平的岩层,在受到地壳运动的影响后,产状发生变动,当岩层向同一个方向倾斜,形成单斜构造(图1-11)。
分布:单斜构造往往是褶曲的一翼、断层的一盘或者是局部地层不均匀的上升或下降所引起。
(一)岩层产状产状定义:岩层在空间的位置,称为岩层产状。
产状三要素:岩层层面的走向、倾向和倾角(图1-12)。
走向:岩层层面与水平面交线的方位角,称为岩层的走向。
岩层的走向表示岩层在空间延伸的方向。
倾向:垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线,此直线在水平面的投影的方位角,称为岩层的倾向。
岩层的倾向,表示岩层在空间的倾斜方向。
倾角:岩层层面与水平面所夹的锐角,称为岩层的倾角。
岩层的倾角表示岩层在空间倾斜角度的大小。
用岩层产状的三个要素,能表达经过构造变动后的构造形态在空间的位置。
地表褶皱构造(一)褶曲定义褶皱构造中的一个弯曲,称为褶曲。
褶曲是褶皱构造的组成单位。
褶曲要素:每一个褶曲,都有核部、翼、轴面、轴及枢纽等几个组成部分,一般称为褶曲要素(图1-13)。
核部褶曲的中心部分,通常把位于褶曲中央最内部的一个岩层称为褶曲的核。
翼位于核部两侧,向不同方向倾斜的部分,称为褶曲的翼。
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磁 子 午 线
磁方位角A磁和正北方位角A的关 系: 正北方位角A=A磁±磁偏角。 东偏为正 西偏为负 校正:东偏,水平刻度盘顺时针 顺时针转动 校正 顺时针 动1个磁偏角; 西偏,逆时针 逆时针转动1个磁偏角。 逆时针
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A δ
磁 子 午 线
A磁
A
0
地 理 子 午 线 (a)
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第一节 单斜构造
一、倾斜岩层的产状要素
倾向 : 在岩层面上与走
向线垂直并沿倾斜面向 下所引的直线叫倾斜线, 倾斜线在水平面上的投 影线所指岩层下倾一侧 的方向就是岩层的真倾 向, 简称倾向。在岩层面 上, 凡是与该点走向线不 直交的任一直线均为视 倾斜线, 其在水平面上的 投影线所指的倾斜方向 叫视倾向或假倾向。
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ABODOD’AB-走向线 OD-倾斜线 OD -倾向
பைடு நூலகம்
α-倾角
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第一节 单斜构造
一、倾斜岩层的产状要素
倾角 : 岩层的倾斜线及
其在水平面上的投影线 之间的夹角就是岩层的 倾角, 又称真倾角。 视倾斜线和它在水 平面上的投影线之间的 夹角叫视倾角或假倾角。 一点上可有许多视倾斜 线, 因而也就有许多视 倾角, 这些视倾角都比 该点的真倾角小。
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三、岩层产状要素的测定方法
(三)测量产状要素的方法 2、测量岩层倾向: 、测量岩层倾向 打开罗盘盖,打 开前方照准器,松开 磁针制动器,用罗盘 底盖贴在岩层面上, 前方照准器对准岩层 倾斜方向,移动罗盘 的底盘使之处于水平 状态,直至圆水准器 中气泡居中,此时, 磁北针所指外圈刻度盘上的度数即为 岩层面的倾向。
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四、岩层产状要素的表示方法
1、文字表示方法: 、文字表示方法
★ 方位角表示方法: 一般只 测量和记录岩层的倾向和倾 角, 例如: 205∠27° 前一读数为岩层的倾向, 后 一读数为岩层的倾角 ★ 象限角表示方法: 以北和 W 270 南的方向作为0 度, 一般测量 和记录岩层的走向、倾角和 倾向, 例如: N65°W/25°SW 即岩层走向为北偏西65°, 倾角为25°, 岩层向南西倾斜
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α—倾角;β、 β’ —视倾角; 倾角; 、 视倾角; 倾角 视倾角 ω—真倾向与视倾向之间的夹角。 真倾向与视倾向之间的夹角。 真倾向与视倾向之间的夹角
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第一节 单斜构造
三、岩层产状要素的测定方法
★ 岩层的产状要素通常是用地质罗盘仪直接在岩层面 上测得 ★ 根据钻孔资料、地形地质图上岩层出露线与地形的 关系作图求解 ★ 视倾斜值用几何作图法或赤平投影方法求解 这其中最常用的方法是用罗盘直接测量岩层的产 状要素。 地质罗盘又叫袖珍经纬仪, 地质工作者用它来测量 目标的方位角, 查寻位置, 测量地质体的面状和线状构 造的产状要素, 它是地质工作者在野外工作时必不可 少的工具。
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2
第一节 单斜构造
一、倾斜岩层的产状要素
岩层的产状: 岩层的产状 : 是以岩层 面在三度空间的延伸方 位及其倾斜程度来确定 的, 岩层面的产状要素 产状要素 包括岩层面的走向 倾 走向、倾 走向 倾角。 向和倾角 倾角
ABODOD’AB-走向线 OD-倾斜线 OD -倾向 α-倾角
北极 N0 NW NE E 90 SW S 180 南极
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SE
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四、岩层产状要素的表示方法
2、符号表示方 、 法: 在地质图上, 岩层产状要素 是用符号来表 示的。
(数值 岩层倾角值 数值)岩层倾角值 数值 (长线 岩层走向 长线)岩层走向 长线
倾斜岩层产状的测定与表示
1.倾向方位角∠倾角 125° 45° 倾向方位角∠ ∠ 2.走向象限角∠倾角倾向象限 N50W ∠45NE 走向象限角∠ 或 走向象限角倾向象限∠ 走向象限角倾向象限∠倾角 N50W NE∠45 25
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照 准 器 磁 针 圆 形 水 准 器 磁 针 制 动 器 后 方 照 准 器
外 圈 刻 度 盘
10
管
(二)罗盘的构造
2、倾斜仪部分 、
用于测定倾斜角度,如岩层的倾角等。 • 倾斜仪刻度盘(内圈刻度盘):位于底盘盒的 底面, 以中心点为0度, 向两侧每隔10度作一记 数, 直到90度, 每10度之间又十等分, 每等分为1 度. 内圈刻度盘是用来测量坡度角和岩层的倾角 的 • 管状水准器: 固定在底盘的测斜仪上, 其内部 有一圆形气泡, 当气泡居中时, 表明罗盘的长边 处于水平状态, 在测量坡度角和岩层的倾角时, 就需要将管状水准器气泡居中; • 测斜指针: 固定在底盘上, 是测量坡度角和岩 层面倾角的指针, 在底盘的背面有一个黑色的金 属片, 移动该金属片, 可以转动测斜指针, 指针 所指的内刻度盘上的度数就是坡度角或倾角。
水平构造 单斜构造 褶皱构造 断裂构造
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第一节 单斜构造
沉积岩岩层形成的初 期处于原始水平状态, 后 来可遭受构造运动的影响 发生构造变位, 形成倾斜 岩层, 倾斜岩层是沉积岩 中最常见的一种产状形态。 倾斜岩层可以是地壳 不均匀抬升或下降引起的 区域性倾斜, 也可以是某 种地质构造的一部分, 例 如, 褶皱构造的一翼, 或断 裂构造的一盘。
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状 水 准 器
内 圈 刻 度 盘
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三、岩层产状要素的测定方法
(三)测量产状要素的方法 1、测量岩层走向: 、测量岩层走向 打开罗盘盖, 打 开前方照准器, 松开 磁针制动器, 用罗盘 底盘和盖的同一侧靠 紧岩层面, 移动罗盘 直至圆形水准器气泡 居中, 此时北针所指 外刻度盘上的度数, 即为罗盘前方照准器所指岩层的走向, 而南针所指度数则 为后方照准器所指岩层的走向, 二走向之间相差180度。
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三、岩层产状要素的测定方法
(一)罗盘的原理
地球是一个大的磁场, 有两个 磁极,磁北极和磁南极, 如果将一 根磁针水平地悬挂起来,受地磁 场作用地影响,磁针的一端会指 向磁北极,另一端则指向磁南极, 也就是说,磁针的指向是磁北极 和磁南极的连线方向。
正北 磁北
地质罗盘仪
正北 磁北 测线 δ A磁 0
测线
正南
正南
(b)
(a)磁偏角东偏示意图
(b)磁偏角西偏示意图
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前 方
(二)罗盘的构造
1、罗盘仪部分 、
用于测定方向(如岩层的走向、倾向等)。 • 照准器(前后各有一个):由准星和观测孔 组成,用来瞄准目标物; • 外圈刻度盘(方位角刻度盘): 位于底盘的 外圈, 是一个水平刻度盘, 用来测量地理方位 和岩层走向及倾斜方向; • 磁针:在北半球缚有铜丝的一端为磁南针, 另一端为磁北针; • 磁针制动器:用于制动磁针,便于读数; • 方位角刻度盘校正螺丝:通过它转动方位角 刻度盘,用以校正磁偏角; • 圆形水准器(水准气泡):当气泡居中时, 表明罗盘的底盘处于水平状态, 在测量某物的 方位时或测量岩层的走向和倾向时, 就需要将 圆形水准器气泡居中。
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ABODOD’AB-走向线 OD-倾斜线 OD -倾向
α-倾角
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第一节 单斜构造
二、真、视倾角的换算
真倾角与视倾角之间的 换算关系可用以下数学 式表示: tanβ=tanα×cosω OH/OG=tanα OH/OC=tanβ OG/OC=cosω 得 : OG=OH/tanα OC=OH/tanβ 所以: tanβ /tanα =cosω tanβ =tanα ×cosω
第四章 地质构造
地质构造: 指地质体( 岩层、 岩体、 矿体等) 地质构造 : 指地质体 ( 岩层 、 岩体 、 矿体等 ) 存在的空间形式、 状态及相互关系, 存在的空间形式 、 状态及相互关系 , 是地壳运 动所造成的岩石( 或矿体) 变形、 变位等现象。 动所造成的岩石 ( 或矿体 ) 变形 、 变位等现象 。
倾斜岩层 岩层 岩层
倒 转 岩 层 的 倾 角
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倒转岩层
(短线)岩层倾向 短线 岩层倾向 (长线)岩层走向 长线 岩层走向 岩层变新方向
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(箭头 岩层倒转后的倾向 箭头) 箭头
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第一节 单斜构造
一、倾斜岩层的产状要素
走向: 岩层面与水平面
相交的线叫走向线, 走 相交的线叫走向线, 向线两端所指的方向即 为岩层的走向, 所以, 为岩层的走向, 所以, 岩 走向 层的走向有两个方位角 读数, 二者相差180 180度 读数, 二者相差180度。
ABODOD’AB-走向线 OD-倾斜线 OD -倾向 α-倾角
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三、岩层产状要素的测定方法
(三)测量产状要素的方法 3、测量岩层倾角: 、测量岩层倾角 打开罗盘盖,打 开前方照准器,用罗 盘底盘和罗盘盖相同 的一侧贴在倾斜岩层 面上,并使之平行倾 斜岩层面的倾斜线, 用手指拨动底盘背后 的黑色金属手柄, 直至管状水准器中气泡居中,此时,测斜仪指针所 指的内圈刻度盘上的度数就是倾斜岩层面的倾角。