工程地质_第二节岩层及岩层产状
2-2岩层及岩层的产状
a
水平面
b
c
a
d
e
ab-走向线 ce-倾斜线 cd-倾向 α-倾角
走向 岩层面与水平面的交线即走向线两端所指的 方向。（两个方位角，相差180˚）
产 状
倾向 垂直于走向线沿层面向下所引的直线（倾
要 斜线）在水平面上的投影所指方向。
素 走向 = 倾向 ± 90°
倾角 岩层面与水平面的夹角。 (0～90˚）
44-23
②直立岩层 的地质界线是 沿其走向作直 线延伸，不受 地形影响。
44-24
③倾斜岩层露头分布形态则较复 杂，表现出地质界线与等高线相交 的曲线延伸，并有一定规律，当其 穿过沟谷或山脊时，露头线均呈 “V”字形，故此规律又称为V字形 法则。
44-25
V字形尖端
沟谷处
山脊处
沟谷上游 山脊下坡
方位角法 N 0˚
135˚∠30˚
135°
（倾向、倾角）
30°
44-18
象限角法
N 0°
45 °
90° W
90°
E
N45˚E∠30˚SE
（走向、倾角、倾向象限）
30 °
S 0° 44-19
②符号表示法
30°——长线代表走向，短线代表倾向，数 字是倾角。（长短线必须按实际方 位标绘在图上）；
—— 岩层水平（0˚～5˚）； —— 岩层直立（箭头指向较新岩层）； ——岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向，
sinq OC GO GO ∴ tga = tgb/ sinq
44-14
2.产状要素的测量方法
岩层产状 要素的测定， 一般在野外 用罗盘仪 （袖珍经纬 仪）来测定。
44-15
44-16
工程地质课件第3章地层构造详解
中生代（ 2.5－0.7亿年前）
中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩 纪三个时期，三叶虫、腕足、笔石、 四射珊瑚等大量无脊椎动物都灭绝， 产生了以恐龙为代表的爬行类动物， 并繁盛直到衰亡。陆生植物苏铁、银 杏、松柏等棵子植物占了统治地位。 大陆面积进一步增大，各大陆的雏形
K
T T
三、地质年代表
▪ （一）地质年代的划分 ▪ 1、地质历史时期的时间单位划分：
宙、代、纪、世、期
▪ 2、地质历史时期的地层单位划分： 宇、界、系、统、阶
▪ （二）地质年代表
各地质历史时期的主要特征
前寒武纪（42－6亿年前）
38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。 从出现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻。
岩层倾角小于50的岩层称为水平 岩层，又称水平构造。
沉积岩层形成时的原始产出状态 大多数是水平或近于水平。如果经受 地壳运动的影响，改变了原始形成时 的位置，但仍保持水平产状的一套水 平岩层组成的构造，称为水平构造 。
水平岩层形成的地貌－平顶山
（二）倾斜岩层
岩层面与水平面有一定夹角的岩层。 它是构造挤压或大范围内均匀抬升、下 降使岩层向某个方向倾斜而成的。
角度不整合 不整合面
（2）岩浆岩间的接触关系：穿插接触。 脉体被切割者比切割者老。
由老到新：1、2、3
（3）沉积岩与岩浆岩间的接触关系： 1）侵入接触又称热接触，是由炽热的 岩浆侵入围岩后，冷凝成岩浆体而形 成的一种接触关系。
O
2）沉积接触又称冷接触，是岩浆在地下冷 凝成岩，经地壳上升，并遭受风化剥蚀而出 露地表后，其上在地壳下降时又沉积了新的 岩层所形成的一种接触关系 。
地 球 生 物 的 演 化
化石：化石是存留在岩石中的古 生物遗体或遗迹。 化石化作用是
岩层及岩层产状课件
表示方法
在地质图上，水平岩层通常用与 水平面平行的直线来表示。
适用情况
适用于沉积岩地层和部分变质岩 地层。
倾斜岩层在地质图上的表示方法
倾斜岩层 表示方法 适用情况
直立岩层在地质图上的表示方法
直立岩层 表示方法 适用情况
04
岩层产状的实际应用
工程地质勘查中的应用
总结词
不同层位的岩层。
火山活动则通过火山喷发和熔岩 流等过程，形成火山岩层。
岩层的分类
02
岩层产状
走向
01
走向的定义
02 走向的测定
03 走向的表示方法
倾向
倾向的定义
倾向的测定
倾向的表示方法
倾角
倾角的定义
倾角的测定 倾角的表示方法
03
岩层产状在地质图上的表示方法
水平岩层在地质图上的表示方法
水平岩层
岩层及岩层产状课件
contents
目录
• 岩层概述 • 岩层产状 • 岩层产状在地质图上的表示方法 • 岩层产状的实际应用 • 岩层产状的测量方法 • 岩层产状在工程设计中的应用
01
岩层概述
岩层的定义
岩层的形成
岩层形成的主要原因是地壳运动 和火山活动。
地壳运动包括地壳隆起、沉降和 水平运动等，这些运动导致地壳 物质重新分布，形成不同类型和
隧道工程设计中的应用
总结词
详细描述
水电工程设计中的应用
总结词
详细描述
THANKS
感谢观看
05
岩层产状的测量方法
罗盘仪测量法
01
准备工作
02
测量步骤
03
数据处理
沉积岩层的产状及其原生构造
tanβ= tanα.cosω（式中 α为真倾角，β为视倾角， ω真倾向线与视倾向线之间
夹角） 2、线状产状要素：倾伏向、
倾伏角、侧伏向、侧伏角
4
3、岩层产状要素的测定与表示方法
回顾地学概论和南京实习时现场实际测量。 岩层产状要素，通常用罗盘直接测量，有些情况下需
18
（6）冲刷充填构造
分流河道对下伏岩层的冲刷切割、充填 上白垩统张桥组中的冲刷充填构造 －合肥盆地肥东县王铁乡
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（5）古生物标志和底面印模
20
§3 地层之间的接触关系
一、整合与不整合 1、整合：连续沉积，岩层层序无间断、产状一致、时代连续，其中生
物演化的是渐变的。 2、不整合：沉积缺失，层序有间断、即部分地层无沉积或虽有沉积但
注意“缺”与“失”的关系，如我国华北O2/C2，是缺失O3、S、 D、C1，还是原先有沉积，后来剥蚀掉即“失”去了。
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§4 软沉积变形
软沉积变形 指沉积或成岩作用过程中 形成的非构造应力作用e而形成的变形。沉积 物此时尚未固结成岩，处于塑性或半塑性状 态，故称之为软沉积变形。
一、负荷作用形成的软沉积变形 负荷构造、火焰构造、砂球和砂枕
8
（1）
（3）
（1）、（3）两种情况相似，不同的是后者“V”字形弯曲大于等 高线，而前者“V”字形弯曲度小于等高线。示图。
9
§2 沉积岩层的原生构造
沉积岩是地球表分布最广泛的岩石，其分布面积约 占地球大陆面积的75%，因此，大部分地质构造是由沉积 岩形成的。所以观测分析沉积岩层的原生构造、岩层产 状和接触关系是研究地质构造的一项基础工作，也是本 课程的基本内容之一。
（2）同一次构造运动周期不同，地区有先有后，时间可长可短， 缺失地层并不一致，这是褶皱幕的穿时性的反映。
2第二章 沉积岩层的原生构造及其产状
在海、湖浅水地带，由于来回动荡的 波浪涉及水底尚未固结的较细的沉积 物，形成了尖棱的波峰和圆滑的波谷 相间排列的对称型波痕(右图)。尖棱 的波峰指向岩层的顶面，圆滑的波谷 则凹向岩层的底面。
洪水事件过后在边滩上留下 的舌状波痕－新疆库车河
当岩层的倾向与地面的坡向相反岩层露头线与地形等高线弯曲一致地质界线比地形等高线开阔地质界线的弯曲程度比地形等高线弯曲程度当岩层的倾向与地面的坡向相同且岩层的倾角大于地面的坡角地质界线弯曲的方向与地形等高线弯曲的方向相反当岩层的倾向与地面的坡向相同且岩层的倾角小于地面的坡角地质线弯曲的方向与地形等高线弯曲的方向相同地质界线比地形等高线狭窄岩层露头线的弯曲程度比地形等高线弯曲程度v字形法则向东倾角大于直立向北倾角小于岩层露头的宽度
位于沉积岩层顶部的界面，称为上层面（顶面）；位 于沉识岩层底部的界面，称为下层面（底面）；两个沉 积岩层的接触面，为上、下两个岩层所共有，既是上覆 岩层的底面，又是下伏岩层的顶面（图2）。沉积岩层上、 下层面之间的垂直距离，称为沉积岩层的厚度。
一、沉积岩层
砂岩层 上层面
泥岩层
下层面 砂岩层
岩层
一、沉积岩层
A G B
E α′ H α
O ω α′
F
C
D
二、线状构造的产状要素
直线的产状是直线在空间的方位和倾斜程度，产状要素包括倾 伏向、倾伏角，或直线所在平面上的侧伏向、侧伏角来表示。
倾伏向：倾斜直线在水平面上的投影线的方位，用方位角 或象限角表示（图）。 倾伏角：倾斜直线与其水平投影线间所夹之锐角，γ角。 侧伏角：倾斜直线与其走向线间所夹之锐角，即为侧伏角， 如图中θ角。 侧伏方向或侧伏向：构成侧伏角走向线的方位，如24°N， 表示侧伏角24°，构成24°的走向线指向北。
第02章 沉积岩层的原生构造及产状
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主要内容
1. 沉积岩的原生构造
2. 岩层的产状、厚度及出露特征
3. 地层接触关系
岩层的原始产状—近水平
但局部存在原始倾斜.
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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(一) 水平岩层主要特征
1. 地形地质图上表现为岩层界线与地形等高 线平行.
2. 老地层在下，新地层在上. 3. 岩层顶底面之间的高程差是岩层的厚度. 4. 岩层出露宽度取决于岩层厚度和地面坡度.
2. 类型：
1) 平行层理. 2) 斜层理. 3) 波状层理.
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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3、层理的识别 岩石成分的变化 岩石结构的变化 岩石颜色的变化 岩层的原生层面构造
1) 负荷构造.
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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2) 砂岩球、枕.
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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3) 火焰状构造.
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第2章 沉积岩层⒉滑塌、滑移作用——卷曲层理
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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第2章 沉积岩层的原生构造及产状
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2) 产状表示方法： 205°∠25°，倾向∠倾角。 或 以北或南为0 ° ，记N65 °W ∠25°SW，走向、倾角和倾向。
第二节岩层及岩层产状
形成的产物称 为地质构造
地质构造有四 种主要类型
水平岩层 倾斜岩层 褶皱 断层
岩层按其产状 可分为
水平岩层 倾斜岩层 直立岩层
水平岩层
•倾角小于5动轻 微的地区或大范 围内均匀抬升、 下降的地区，一 般分布在平原、 高原或盆地中部
倾斜岩层
•指岩层面与水平面有 一定夹角的岩层，
倾角 300
（2）方位角法
将水平面按顺时针方向划分为3600，以正北 方向为00，再将岩层产状投影到该水平面上， 将倾向线与正北方向所夹角记录下来，一般 按倾向、倾角的顺序记录
表示该岩层产状为倾 向距正北方向1350，
倾角300
1350 300
1350 300
3、产状要素的图示
产状要素用 符号表示：
2、产状要素的记录
（1）象限角法：
▪以东、南、西、北为标志， 将水平面划分为四个象限， ▪以正北或正南方向为0o，正 东或正西方向为900,
▪将岩层产状投影在该水平面上， ▪将走向线和倾向线所在的象限以及它们与正北或 正南方向所夹的锐角记录下来。
N 450 E300 SE 该岩层走向 N 450 E 倾向 SE
水平面
O
D
A
SE130o
D
▪ 该投影线是一条射线，称为倾向线，只 有一个方向。 ▪ 倾向线与走向线互为垂直关系
3、倾角：
指岩层面与水平面 的交角。一般指最 大倾斜线与倾向线 之间的夹角。
D
F
tanγ=tanαsinβ
C
E
α ((
γ (( β ((
A
视倾角
B
（二）产状要素的测量、记录和图示
1、产状要素的测量：地质罗盘仪
300
工程地质学之岩层及岩层产状(PPT207页)
岩层的产状
一、水平岩层
指岩层倾角为0°的岩层。绝对水平的岩层很少见，习 惯上将倾角小于5°的岩层都称为水平岩层，又称水平构 造。
工程地质学之岩层及岩层产状(PPT207页)
第二节岩层及岩层产状
地质构造：
构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保
留下来的形态被称为地质构造。
地质构造有四种主要类型：
水平岩层、倾斜岩层、褶皱和断裂 岩层：是指由同一岩性组成的，有两个平行或近于平行的界
面所限制的层状岩石。
岩层产状：岩层的空间分布状态，是以岩层面的空间方位及
水平岩层一般出现在地壳运动影响轻微的地区
二、倾斜岩层
指岩层面与水平面有一定夹角的岩层。自然界绝 大多数岩层是倾斜岩层，倾斜岩层是构造挤压或大 区域内不均匀抬升、下降，使岩层向某个方向倾斜 而成的。
缓倾岩层，a＜30˚
陡倾岩层，30˚≤a＜60˚
陡立岩层，a≥60˚
倾斜岩层往往是某种构造形态的一部分
确定地层新、老关系的方法有两种，即绝对年代 法和相对年代法。
绝对年代法
通过确定地层形成时的准确时间，依此排列出各 地层新、老关系的方法称为绝对年代法。 该法主要是通过测定地层中的放射性同位素年龄来 确定。用于测定地质年代的主要放射性同位素的蜕变 常数，见下表。
当测定岩石中所含放射性同位素的质量m1，以 及它蜕变产物的质量m2后，就可利用蜕变常数λ， 按下式计算其形成年龄
公路工程地质课件——岩层产状与岩层构造
是岩层层面与水平面交线的延伸方向。 ➢ 2）岩层倾向（实质是山体倾斜方向）
是岩层面上的倾斜线在水平面的投影所指 方向。
3）倾角是岩层层面与水平面所夹的锐 角(真倾角是倾斜岩体的重心方向与水平 面夹角） B测公路走向
测倾角时，需将罗盘横着竖起来，使长边与 岩层的走向垂直，紧贴层面，待倾斜器上的水 准泡居中后，读悬锤所示的角度，即为倾角。
岩层产状的罗盘测量
➢一、罗盘在公路工程野外工作中 的作用：
➢1.罗盘测量——测岩层和节理产 状、测公路走向；
➢2.通过操作结果判断岩层和节理 产状与公路工程关系。
罗盘操作
1. 罗盘检查、校正 2. 罗盘测量
4.岩层的分类
1．水平岩层 岩层的原始产状大部分是水平的。时代越老，
出露位置越低，越新则分布的位置越高。 2.倾斜岩层
倾斜构造是层状岩层中最常见的一种产状，它 可以是断层的一盘、褶曲的一翼或岩浆岩体的围岩， 也可能是因岩层受到不均匀的上升或下降所引起的。 3．直立岩层
岩层层面与水平面相垂直时，称直立岩层。其露 头宽度与岩层厚度相等，与形特征无关。
岩石的变形和变位 ------倾斜构造
岩层受构造运动 的影响，不仅改变 了岩层形成时的位 置，而且改变了语 原有的水平状态， 使岩层面与水平面 具有一定的交角， 于是便形成了倾斜 岩层。倾斜岩层常 常是组成其它构造 (如朔皱构造和断裂 构造等)的一部分。
第二节 岩层产状与岩层构造
一、岩层产状及其测定方法
走向 岩层面与水平面的 交线，称走向线走向线
产 两端所指的方向称走向 状 倾向 垂直于走向线沿层 要 面向下所引的直线，称倾 素 斜线。其在水平面上的投
第2章地质体的基本产状及沉积岩层构造
负荷引起的软沉积变形 重力滑塌和滑移作用 孔隙压力效应 水体扰动 等等
砂岩球和砂岩枕发育过程示意图（右图）
竹叶状灰岩
泄水构造
鱼嘴构造
软沉积变形
软沉积变形的鉴定特征（参考）
1. 局限于一定层位或一定岩层中，例如某一地区整 套变形微弱的岩层中突然出现强烈变形岩层；
2. 软沉积变形常常局限于沉积盆地中一定的地段， 例如盆地边缘、大隆起边缘等；
倾斜岩层在地表的出露界线或 者地质界线常以一定规律展布。穿 越沟谷和山脊的地质界线的平面投 影均呈“V”字形态，这种规律叫 “V”字形法则。
倾斜岩层露头宽度的变化
直立岩层
岩层面与水平面垂直。
具以下特征：
在地形地质图上，其地质 界线为直线；
沿岩层的走向呈直线延伸；
地表出露宽度与岩层厚度 相等。
“V”字形法则
第2章 地质体的基本产状及沉积岩层构造
徐海军 地球科学学院
枕状熔岩（pillow lava）
柱状节理（columnar joint）
斜层理
粒序层理
一、面状构造与线状构造的产状
地质体及其界面
产状的基本概念
地质体：各种成因的自然岩石体 产状：地质体在三维空间的产出
或土质体。特点：形态各异，尺
水平岩层的出露宽度与地形坡度有 关，坡度越大出露宽度越小，反之 相反。
水平岩层与等高线之间的关系图
倾斜岩层分布区的基本特点
倾斜岩层是指岩层的倾角为 5~85° 之 间 的 岩 层 。 原 始 水 平 岩 层 因构造作用而改变其水平产状，形 成倾斜岩层。倾斜岩层是指倾向和 倾角基本一致的一套岩层，是变形 岩层和构造中最基本的一种。
2. 角度不整合形成过程
工程地质 第二节岩层及岩层产状
新 老
A
B
地层相对年代的确定（地层层序正常时）
A—地层水平；B—地层倾斜；
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
B 地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层；B—遭受剥蚀后的地层。
二、古生物法（生物演化律）
生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物 种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。
走向指岩层面与水平面的交线所指的方向（OB和 OA），该交线是一条直线，被称为走向线。它有两 个方向，相差180°
倾向指岩层面上最大倾斜线在水平面上投影所指的 方向（OD’）。该投影线是一条射线，称为倾向线， 只有一个方向。倾向线与走向线互为垂直关系。
倾角指岩层面与水平面的交角。一般指最大倾斜线 与倾向线之间的夹角，又称真倾角。
水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。
在地质时代形成的各种岩层，其原始产状绝大多数是水 平的或近于水平的，原始倾斜的产状则是局部的。如在比较 广阔而平坦的沉积盆地（如：海洋、湖泊）中，一层层堆积 起来的沉积岩，其原始产状大都水平或近于水平。但在沉积 盆地边缘、岛屿周围或水下隆起等处沉积的岩层，由于古地 形的影响，常出现岩层厚度向地形高起方向变薄或尖灭，层 面也呈一定倾斜，即原始倾斜。生物礁及其围岩也常具一定 的原始倾斜。
岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层一 般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、下 降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。
水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受切 割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗上 。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点， 出露的是同一岩层 。
脊线
背斜横剖面上弯曲的最高点称为顶，背斜中同一岩层 面上最高点的连线称为脊线。
第二章沉积岩层的原生构造及产状
第二章沉积岩的原生构造及产状沉积岩是地壳表层分布最广泛的岩石，其分布面积约占地球大陆面积的75%，在我国约占77%。
大陆地壳表层的地质构造很多都是由沉积岩形成的。
观察分析沉积岩层的原生构造、岩层产状、厚度和岩层出露特征是研究地质构造的一项基础工作，也是本课程的基本内容之一。
第一节沉积岩层的原生构造沉积岩层的原生构造（Primary structure）是指在沉积物堆积与成岩过程中产生的非构造变动的构造特征，如：层理构造、层面构造、包卷构造、同生结核、叠层石、生物遗迹、叠锥等。
次生构造（Secondary structure）是指固结成岩之后所形成的构造，如：缝合线构造、次生褶皱与断裂等。
沉积岩的原生构造主要是岩石学和沉积学研究的内容，但是，它对地质构造的研究有着重要的意义。
沉积岩原生构造不仅为研究和判断岩层形成时的古地理（Paleogeography）和构造运动（Tectonic movement）特征提供重要资料，而且有些原生构造，如层理构造、层面构造等，还可以用来鉴别岩层顶、底面以及确定岩层相对层序的重要依据。
了解这些构造特征，对观察、分析构造形态和分析构造环境，确定岩层产状和岩石变形特征具有一定的指导意义，在某些情况下具有特殊作用。
一、层理及其识别（一）岩层、层面、层理的概念由两个平行或近于平行的界面所限制的岩性基本一致的层状岩体称为岩层（Terrane）。
由沉积作用所形成的岩层称为沉积岩层（Sediment terrane）。
岩层的形成过程是内动力地质作用（主要是地壳的升降作用）和外动力地质作用（包括风化、剥蚀、搬运、沉积等作用）相互影响、相互制约的过程。
如处于地壳不断下降过程中接受沉积的坳陷盆地，在其边缘沉积砾石，向盆地内部逐渐过渡为砂、细砂、粘土等物质，在盆地中心过渡为较稳定的化学沉积。
成岩以后即分别形成了粗、细不同的砾岩、砂岩、页岩、泥灰岩或石灰岩等（图2-1A ）。
如果地壳继续下降，沉积区继续扩大，沉积区段则发生变化，在原来砾石层上面又沉积了砂层，原砂层上面又沉积了细砂或粘土等，使水平方向和垂直方向上均呈现出由粗到细逐渐过渡的关系（图2-1B ）。
工程地质学 复习资料
第 2 章岩石的成因类型及其工程地质特征地球的内部构造：依各圈层的特点可分为：地壳、地幔、地核。
地壳：地球的固体外壳叫做地壳。
地幔：处于地壳和地核中间，也称中间层或过渡层。
根据化学成分的不同分两层：地幔上层和地幔下层地核: 主要化学成分是铁、镍，所以又称铁镍核心岩石:在一定的地质条件下，由一种或几种矿物自然组合而成的矿物结合体。
矿物:存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物，称为矿物。
矿物的物理力学性质主要有：光学性质、力学性质和形态特征等。
（一）光学性质－颜色、光泽、条痕1．颜色：矿物的颜色，是矿物对可见光波的吸收作用产生的。
2．光泽：矿物表面呈现的光亮程度，称为光泽。
它是矿物表面的反射率的表现。
按其反射强弱程度，分金属光泽、半金属光泽和非金属光泽。
非金属光泽有：玻璃光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、蜡状光泽、土状光泽。
3．条痕：矿物在无釉瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹，它是指矿物粉末的颜色。
（二）力学性质1．硬度摩氏硬度计：是硬度对比的标准，从软到硬依次由下列10种矿物组成称为摩氏硬度计。
（1）滑石（2）石膏（3）方解石（4）萤石（5）磷灰石（6）正长石（7）石英（8）黄玉（9）刚玉（10）金刚石2．解理、断口矿物受打击后，能沿一定方向裂开成光滑平面的性质，称为解理。
裂开的光滑平面称为解理面。
不具方向性的不规则破裂面，称为断口。
据解理的完全程度，可将解理分为以下几种：极完全解理：易裂开成薄片，解理面大而完整，平滑光亮，如云母。
完全解理：沿解理方向开裂成小块，解理面平整光亮，如方解石。
中等解理：既有解理面，又有断口，如正长石。
不完全解理：常出现断口，解理面很难出现，如磷灰石。
（三）形态特征1．单体矿物形态：单向延长类型、双向延长类型、三向延长类型。
2．集合体的形态有：晶簇、纤维状、粒状、鲕状、钟乳状、土状、块状。
（四）其他性质如滑石的滑腻感，方解石遇盐酸起泡等，都可作为鉴别这种矿物的特征。
工程地质电子教材(基础地质部分)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第三章 矿物和岩石第一节 矿物一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。
二、物理性质： （一）晶体形态：⎩⎨⎧质点为有序排列）晶体矿物（组成矿物的火山玻璃、胶体蛋白的质点为无序排列）：非晶体矿物（组成矿物⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧、钟乳状状、粒状、块状、土状几何体：纤维状、鳞片立方体、菱面体片状、板状针状、柱状单体 （二）光学性质：⎪⎩⎪⎨⎧应后的颜色假色：矿物表面氧化反离子的颜色。
它色：矿物中混入色素的混合色。
长的光波后，其余光波自色：矿物吸收某一波、颜色12、条痕：矿物粉末的颜色。
⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧、土状光泽几何体光泽：丝绢光泽断口光泽：油脂光泽珍珠光泽晶面光泽：玻璃光泽、单体光泽：光的能力：、光泽：矿物表面反射3 ⎪⎩⎪⎨⎧不透明半透明透明的程度：、透明度：矿物透射光4（三）力学性质1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石1 2 3 4 5 6 7 8 9 102、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧︒︒︒︒见平整光滑处无解理：解理面肉眼难光滑较小，断口发育中等解理：解理面平整分光滑完全解理：解理面大部全光滑挤完全解理：解理面完解理程度：，辉石：，角闪石：解理交角：解理组数938756124⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧平坦状参差状锯齿状贝壳状沿任意方向的裂开：、断口：外力敲击下，3⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧白云石：遇镁试剂变蓝气泡方解石：遇稀盐酸剧烈化学反应：磁性可塑性滑感挠性弹性（四）其它特殊性质：三、常见矿物的简易鉴定1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL 起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽 无解理 白色弹性2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状 半透明 解理交角近90º 解理交角124 º 弹性 挠性橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色珍珠光泽第二节 岩浆岩岩石：造岩矿物的天然集合体。
岩层产状 PPT
应力是为表示内力的强度而引入的概念，通常把单位面积 上的内力称为应力。应力是向量。当应力方向倾斜于它的作用 面时，总应力可以分解为两个分应力，与作用面垂直的分应力 称为正（直）应力（σ） 、与作用面平行的分应力称为扭（剪） 应力（τ）。如果一个截面上只有正应力而无扭应力作用，则 该截面称为主平面，该正应力称为主应力。
三、水平岩层的特征
同一层面具有相同海拔高 度的岩层称为水平岩层。 其 有如下特征 ：
1、新岩层一定位于老岩层之 上。
2、岩层面与地表的交线(岩层 界线)在地质图上与地形等高 线平行或重合而不相交。
3、水平岩层的厚度是上层面 与下层面之间的高差。在地形 地质图上，可根据上下层面的 标高之差求得其厚度。
1
2
2
2
2
1
2
2
2
圆心 1 2 ,0
2
半径
1 2
2
莫尔应力圆是计算一点应力状态的几何作图方法，其横坐 标表示正应力，纵坐标表示扭应力。已知一点的平面应力状态， 可画出一个莫尔应力园，此圆上的每一个点表示一个对应截面 上的应力值。
第四节 潜山和披覆构造
潜山的早期含义是指被新地层覆盖埋藏的基岩古地貌 (古地形)山头。在油田上现在所指的潜山比上述概念有 所扩大，不仅指古地貌潜山，而且还包括古剥蚀面被构 造运动改造而形成并长期生长的古潜山。
潜山披覆构造是由不整合面(古剥蚀面)所分割的两大 部分构造组成，即剥蚀面以下是老岩层、岩体组成的(古) 潜山核部，剥蚀面以上是较新地层组成的披覆构造 。
海侵层位，在地质图上表现为新地层的地质界线超过 老地层，并盖于其上，形成超覆不整合。海退层位在地质 图上表现为新地层分布的面积比老地层小。
岩层面产状
水平岩层及岩层产状岩层的产状是指岩层在空间的产出状态，如岩层在空间的延伸方向是什么，岩层面向什么方向，以及岩层的水平面的交角。
走向：岩层延伸的方向，与倾向垂直倾向：岩层倾斜的方向，岩层原为水平岩层，其倾斜的方向即为倾向。
倾角：岩层倾斜的程度1、岩层的产状要素产状通常用产状三要素表示，包括岩层的走向、倾向和倾角。
a.走向（Strike）：岩层与水平面的交线（图1，走向线AOB）;两端所指的方向（图1，）;岩层走向都有两个数值，二者相差180°。
它表示岩层在空间的水平延伸方向。
b.倾向(Dip)：倾斜平面上与走向线垂直的线（OD’）叫倾斜线。
倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位（）c.倾角（Dip angle）α：倾斜线与其在水平面上投影的夹角。
倾斜岩层层面与任意水平面的最大锐夹角图1视产状：面状构造与非正交平面相交迹线的产状。
a.视倾向：同一岩层层面上凡与走向线不直交的任一直线（图2-5 HD，HC）均为视倾斜线，它在水平面上的投影方位角称视倾向或假倾向。
（，）b.视倾角：面状构造与截面交线与视倾向的夹角（图2，β’，β）即：视倾斜线和它的水平投影线之间的夹角。
图2真倾角与视倾角间的关系：tgβ=tgα•cosω（图2所示）2、产状的表示1）文字法倾斜岩层三要素的文字表示方法，目前还较乱，但由于地质罗盘的方位标记有的用象限角表示，有的用方位角（360°的圆周角）表示，因后者使用较简便，通常用方位角表示。
方位角是正北方向与走向（或倾向）之间的交角。
产状的方位角表示法只记倾向和倾角，用倾向方位角∠倾角表示。
如30°∠35°(也可写NW330°∠35°)表示倾向是(从正磁北顺时针量的方位角)330°，倾角为35°；如15°∠40°表示倾向方位为15°(北东15°)，倾角40°。
工程地质学——地层与地质构造-知识归纳整理
第二章 地层与地质构造第一节 地壳运动及地质作用的概念一、地壳运动的概念→指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。
⎩⎨⎧垂直运动水平运动、基本运动形式1⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧板块构造说地球自转说均衡说对流说、运动成因理论2二、地质作用的概念 →指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。
()⎪⎩⎪⎨⎧变质作用岩浆活动又叫地壳运动构造运动、内动力地质作用1⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧重力的地质作用冰川的地质作用流水的地质作用风的地质作用风化作用、外动力地质作用2知识归纳整理第二节 岩层及岩层产状⎪⎩⎪⎨⎧断裂褶皱倾斜岩层后被保留下来的形态。
引起地壳岩层变形变位地质构造：指构造运动⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧︒=⎪⎩⎪⎨⎧︒>︒︒=︒<︒=906060~30300ααααα：）（）（：：：：直立岩层顶面朝下倒转岩层顶面朝上正常岩层陡立岩层陡倾岩层缓倾岩层倾斜岩层水平岩层一、岩层二、岩层产状：指岩层在空间的产出状态。
⎪⎩⎪⎨⎧）（倾角：岩层的倾斜程度）（OD 倾向：岩层的倾斜方向（OA或OB）走向：岩层的延伸方向、产状要素α'1 真倾角（α）：岩层在野外的倾角。
视倾角（β）：岩层在剖面上的倾角。
θαβsin ⋅=tg tg （θ为剖面线与岩层走向线所夹锐角）2、产状要素的测量、记录和图示。
（1）测量：用地质罗盘仪测量。
⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧方位角法相限角法）记录（2 （3）图示：正常岩层： 30º ； 倒转岩层： 30ºN 135º30º E NW S 45º30ºN45ºE ∠30º s E走向 倾角 倾向135º ∠30º倾向 倾角倾斜岩层褶皱 断层倾角倾向 ααA O BDD’ π走向倾向 走向倾向 走向求知若饥，虚心若愚。
第三节 地层概念一、为什么要学习地层及地质年代：确定构造形态：如：单斜岩层 背斜 向斜 断层 断层 挑选和评价建造场地：阅读地质图：地层：将各个地质历史阶段形成的岩层，称为该时代的地层。
岩层及岩层产状
主要内容
1 岩层 2 岩层产状 3 岩层产状的测量、记录和表示
1 岩层
1.1 岩层：岩石地层的简称，包括沉积岩、岩 浆岩、变质岩。 1.2 地质构造：地壳运动引起的岩层变形和变 位，这种变形和变位被保留下来的遗迹。 1.3 地质构造的类型：水平岩层，倾斜岩层， 直立岩层，褶皱，断裂。
水平岩层、倾斜岩层、 水平岩层、倾斜岩层、单斜岩层
直立岩层
2 岩层产状
2.1 岩层产状：岩层在空间的展布状态。 2.2 岩层产状3要素 岩层产状3 方位角：地面上，正北方向与某方向的夹角。 走向：岩层面与水平面的交线所指的方向。 倾向：层面上最大倾斜线在水平面上投影所指 的方向。 倾角：岩层面与水平面的交角。
3 岩层产状的测量、记录和表示 岩层产状的测量、
岩层产状的测量：罗盘
岩层产状的测量方法
岩层产状的记录：象限角法和方位角法 岩层产状的记录：
N45º N45ºE∠ 30ºSE 30º 135º 135º ∠Βιβλιοθήκη 30º 30º岩层产状的图示
指在地质图上的表示方法。
第二讲 沉积岩层的原生构造及产状
北极
2）岩层产状要素的 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:
W 270
N0 NW NE
E 90 SW SE
205 ° ∠27°
S 180 倾向 倾角 南极
b 符号表示方法:
软沉积变形:沉积物尚未固结成岩时发生的变形。
研究目的：
1) 构造现象并不全是成岩后构 造作用引起的； 2) 正确分析和区分成岩前与成 岩后的变形及其叠加关系， 避免构造分析的简单化。
软沉积变形的主要类型
1、压模与火焰状构造
1）压模（重荷模或负荷铸型）
泥质岩上覆砂岩的底面印模。一般发育在泥质物之上的砂层底面。 呈圆丘状或不规则的瘤状突起。具压模的层面为岩层的底面。
山脊处, 岩层界线的“ 沟谷处 “Ｖ”字型的尖端指向山 V”字型尖 线弯曲度小 端指向沟谷的下游。 脊的上坡。 ——相反小相同
岩层界线的弯曲度总是比地形等高
(3) 当岩层倾向与地面坡向 相同且岩层倾角小于地面 坡角时: 岩层界线与地形等高 线的弯曲方向相同。
沟谷处, 岩层界线的“ V”字型尖 端指向沟谷的上游。
滑塌构造
如何鉴别软沉积变形 ?
1. 软沉积物变形常局限于一定层位或单层中，与整套岩
系的变形很不协调。
2. 软沉积物变形常局限于一定的地段，如沉积盆地边缘、 大隆起边缘等。
二、 岩层的产状及露头界线
一）岩层的产状 岩层在空间产出的状态。(水平、倾斜、直立、倒转)。
水平
倾斜
直立 倒转
第二节 岩层的产状及露头界线
波痕、泥裂、雨痕、
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可依据岩石中的化石种属来确定岩石的新老关 系。化石结构越简单，地层时代越老，化石结构 越复杂，地层时代越新。如寒武纪的三叶虫、奥 陶纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、 二迭纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等。
菊石类化石
★在不同层位的岩层中包含的化石各不相同 ★在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代
2、褶曲要素
核部
指褶曲中心部位的岩层。
翼部
指褶曲两侧部位的岩层。
轴面
通过核部大致平分褶曲两翼的假想平面。根据褶曲 的形态，轴面可是一个平面，也可以是一个曲面； 可以是直立的面，也可以是一个倾斜、平卧或卷曲 的面。 轴面与水平面或垂直面的交线称为轴线。
枢纽
指褶曲中同一岩层面上最大弯曲点的连线。根据褶曲 的起伏形态，枢纽可以是直线，也可以是曲线；可以 是水平线，也可以是倾斜线。
三、地层接触关系法
地层间的接触关系，是构造运动、岩浆活动和 地质发展历史的记录。沉积岩、岩浆岩及其相互 间均有不同的接触类型，据此可判别地层间的新 老关系。 沉积岩 岩浆岩 岩层间的接触关系 岩体相互穿插的关系 捕虏体
侵入接触
岩浆岩与沉积岩的接触关系 沉积接触
1．沉积岩间的接触关系
（1）整合接触： 沉积时代连续，上下岩层产状基本一致，地质界线呈平 行带状分布。沉积环境持续稳定，各地层依次沉积，彼 此平行。 （2）不整合接触：地层有明显间断，沉积时间不连续。 平行不整合（假整合）：上下两套地层有沉积间断，岩 层产状仍彼此平行。地壳先下降接受稳定沉积，后上升 到侵蚀基准面以上接受风化剥蚀，再后地壳均匀下降接 受稳定沉积。时代不连续，地质界线呈平行带状分布。 角度不整合接触：上下两套地层有沉积间断，岩层产
水平岩层、倾斜岩层和直立岩层。
在地质时代形成的各种岩层，其原始产状绝大多数是 水平的或近于水平的，原始倾斜的产状则是局部的。如在比 较广阔而平坦的沉积盆地（如：海洋、湖泊）中，一层层堆 积起来的沉积岩，其原始产状大都水平或近于水平。但在沉 积盆地边缘、岛屿周围或水下隆起等处沉积的岩层，由于古 地形的影响，常出现岩层厚度向地形高起方向变薄或尖灭， 层面也呈一定倾斜，即原始倾斜。生物礁及其围岩也常具一 定的原始倾斜。 岩层形成后，在地壳构造运动影响下发生变形，其原 始产状会发生不同程度的改变：有的还基本上保持水平产状 ；有些形成倾斜岩层，或者形成直立，甚至倒转岩层。在某 些情况下，由于重力、流水、岩溶、冰川等与地壳运动无直 接关系的地质作用的影响，也会使岩层产状发生改变。
2．岩浆岩间的接触关系 主要表现为岩浆岩间的穿插接触关系
6
1
4 2 3 5
运用切割律确定各种岩石形成顺序示意图 1-石灰岩，形成最早；2-花岗岩，形成晚于石灰岩； 3-矽卡岩，形成时代同花岗岩；4-闪长岩，形成晚于花岗岩； 5-辉绿岩，形成晚于闪长岩；6-砾岩，形成最晚
3.沉积岩与岩浆岩之间的接触关系 （1）侵入接触 （2）沉积接触
走向指岩层面与水平面的交线所指的方向（ OB 和 OA），该交线是一条直线，被称为走向线。它有两 个方向，相差180° 倾向指岩层面上最大倾斜线在水平面上投影所指的 方向（OD’）。该投影线是一条射线，称为倾向线， 只有一个方向。倾向线与走向线互为垂直关系。
倾角指岩层面与水平面的交角。一般指最大倾斜 线与倾向线之间的夹角，又称真倾角。
相对年代法
相对年代法是通过比较各地层的沉积顺序，古 生物特征和地层接触关系来确定其形成先后顺序的 一种方法。因无需精密仪器，故被广泛采用。
一、地层层序法 二、古生物法 三、地层接触关系法
一、地层层序法
沉积岩能清楚地反映岩层的叠臵关系。一般情况
下，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上。 只要把一个地区所有地层按由下向上的顺序衔接起
在地质图上，产状要素用符号表示。
30°
——长线代表走向，短线代表倾向，数 字是倾角。（长短线必须按实际方 位标绘在图上）；
—— 岩层水平（0˚～5˚）； —— 岩层直立（箭头指向较新岩层）；
——岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向， 30° 即指向老岩层，数字是倾角)
第三节 地层及地层间的接触关系
地史学中，将各个地质历史时期形成的岩石，称 为该时代的地层。地层的接触关系——指上下地层之 间在空间上的接触形式和时间上的发展状况。 确定地层新、老关系的方法有两种，即绝对年代 法和相对年代法。
状彼此角度相交。地壳先下降接受稳定沉积，后挤 压变形和上升剥蚀，再后下降接受沉积。
不整合面
常见底砾岩
平行不整合接触的形成过程
特征：
①上下岩层的产状不 平行； ②在两套地层之间缺 失了一些时代的地层， 存在沉积间断。 这一地史时期内曾发生过 显著的水平运动和升降运动
角度不整合接触的形成过程
不整合面
对每个地质时期形成的地层所赋予的相应地层单位。
国际通用： 地质年代单位 地层单位 宙……………………………宇 代……………………………界 纪……………………………系 世……………………………统 我国还使用岩石地层单位：群、组、段、层。
我国在区域地质调查中常采用多重地层划分原则 ，即除上述地层单位外，主要使用岩石地层单位。 岩石地层单位是以岩石学特征及其相对应的地层位 臵为基础的地层单位。 群：包括两个以上的组。群以重大沉积间断或不整 合界面划分。 组：以同一岩相，或某一岩相为主，夹有其他岩相 ，或不同岩相交互构成。其中，岩相是指岩石形成 环境，如海相、陆相、泻湖相、河流相等。 段：段为组的组成部分，由同一岩性特征构成。组 不一定都划分出段。 层：指段中具有显著特征，可区别于相邻岩层的单 层或复层。
绝对年代法
通过确定地层形成时的准确时间，依此排列出各 地层新、老关系的方法称为绝对年代法。 该法主要是通过测定地层中的放射性同位素年龄来 确定。用于测定地质年代的主要放射性同位素的蜕变 常数，见下表。
当测定岩石中所含放射性同位素的质量 m1， 以及它蜕变产物的质量m2后，就可利用蜕变常数λ ，按下式计算其形成年龄
岩层的产状
一、水平岩层
指岩层倾角为0°的岩层。绝对水平的岩层很少见， 习惯上将倾角小于5°的岩层都称为水平岩层，又称水 平构造。 岩层沉积之初顶面总是保持水平的，所以水平岩层 一般出现在构造运动轻微的地区或大范围内均匀抬升、 下降的地区，一般分布在平原、高原或盆地中部。 水平岩层中新岩层总是位于老岩层之上，当岩层受 切割时，老岩层出露在河谷低洼区，新岩层出露于高岗 上。岩层顶面在上，底面在下。在同一高程的不同地点 ，出露的是同一岩层 。
侵入接触
沉积接触
地质年代表
根据地层形成先后顺序、生物演化阶段、构 造运动、古地理特征以及同位素年龄测定，对全 球地层进行划分和对比。最后按照年代顺序排列 ，用来表示地史时期的相对年代和同位素年龄值 的表格，称为地质年代表。 地质年代单位：宙、代、纪、世 (从大到小) 地层单位：宇、界、系、统 (从大到小)。
(2）方位角法
将水平面按顺时针方向划分为 360 °。，以正北方向为 0°，再将岩层产状投影到该水平面上，将倾向线与正北方向 所夹的角度记录下来，一般按倾向、倾角的顺序记录。例如 135°∠30° 表示该岩层产状为倾向距正北方向 135°，倾角为30。 N
N
45 ° E
W
135°
° 30
30°
S
3．产状要素的图示
背斜：岩层向上弯曲凸出，正常情况下 两翼地层相背倾斜。经剥蚀后核部地层 时代老，两翼地层时代新。背中老。 向斜 : 岩层弯曲向下凹陷，正常情况 下，两翼地层相向倾斜。经剥蚀后核 部地层时代新，两翼地层时代老。
向斜 背斜
向斜 背斜
背斜
新
老
新
向斜
老
新
老
向斜和背斜剖面示意图
地形倒置：向斜成山，背斜成谷。
来，就可确定其新老关系。当地层挤压使地层倒转
时，新老关系相反，见下图。
一个地区在地质历史上不可能永远处在沉积状态
，常常是一个时期下降沉积，另一个时期抬升发生 剥蚀。因此，现今任何地区保存的地质剖面中都会
缺失某些时代的地层，造成地质记录不完整。
需对各地地层层序剖面进行综合研究，把各个 时期出露的地层拼接起来，建立较大区域乃至全球 的地层顺序系统，称为标准地层剖面。通过标准地 层剖面的地层顺序，对照某地区的地层情况，也可 排列出该地区地层的新老关系。
一般情况工下，倾斜岩层仍然保持顶面在上、底面 在下，新岩层在上、老岩层在下的产出状态，称为正常 倾斜岩层。 当构造运动强烈，使岩层发生倒转，出现底面在上 、顶面在下，老岩层在上、新岩层在下的产出状态时， 称为倒转倾斜岩层。 岩层的正常与倒转主要依据化石确定，也可依据岩 层层面构造特征（如岩层面上的泥裂、波痕、虫迹、雨 痕等）或标准地质剖面来确定。
第二节岩层及岩层产状
地质构造：
构造运动引起地壳岩石变形和变位，这种变形、变位被保 留下来的形态被称为地质构造。 地质构造有四种主要类型：
水平岩层、倾斜岩层、褶皱和断裂 岩层：是指由同一岩性组成的，有两个平行或近于平行的界
面所限制的层状岩石。 岩层产状：岩层的空间分布状态，是以岩层面的空间方位及 其与水平面的关系来确定的。按产状可分为
当观察剖面与岩层走向斜交时，岩层与该剖面的 交线称视倾斜线。视倾斜线在水平面的投影线称视倾 向线。视倾斜线与视倾向线之间的夹角称视倾角，视 倾角小于真倾角。视倾角与真倾角的关系为： ∵ tgα=HO/OG，tgβ=HO/OC，sinθ= OG/OC ∴ tgβ＝tgα×sinθ 式中θ为视倾向线（即观察剖面线）与岩层走向线之 间的夹角。
第四节 褶皱构造
1、基本概念 2、褶曲要素 3、褶曲的分类 4、褶皱岩层的分布与判别 5、褶皱构造的类型
1、基本概念 褶皱构造：在构造运动作用下岩层在未丧失连续
性的情况下产生的弯曲变形形态。
褶皱形成过程