煤矿设计资料第4章 地质构造(68)

连线叫枢纽线，即枢纽。。
4. 轴面、轴和轴迹：同一褶曲各岩层面上枢纽线构成的面 叫轴面；轴面与水平面的交线称轴；轴面与地表面的交线称轴 迹。 5.顶角和翼角：两翼同一岩层之间的夹角叫顶角。两翼岩 层与水平面夹角叫翼角。
褶曲要素
水平面
核
转折端
345°∠65°
翼部
160°∠25°
翼部 核部
轴面
三、褶曲的形态分类
0 2 4个
4
3
70° 80° 90°
节理走向玫瑰花图
四组节理：第2、4组最发育、第1、3组不发育，第2、4组为共 轭剪节理，第1、3组为张节理。与背斜成因有联系，2、4组属背 斜同期。
二、断层
断裂两侧的岩层或
岩体沿破裂面断开，并
且发生明显的相对位移
的断裂构造称断层。
（一）断层要素
断层交面线等。
第三节
断裂构造
当长期作用在岩层上的构造应力达到或超过岩 石的强度极限时将发生变形造成破裂和错动，使岩层
的连续完整性受到破坏，它们的产物总称为断裂构造。
断裂构造分为节理和断层两类。
一、节理
断裂两侧的岩层沿破裂面断开，但没有发生明 显的相对位移的断裂构造称节理，又称为裂隙。其
破裂面称为节理面。
（一）节理的分类
水平岩层
2、直立岩层
岩层面与 水平面垂直，在地质 图上，其露头宽度与 真厚度相等，岩层界 线为一直线，其延伸
方向不受地形影响，
与地形等高线斜交。
3、倾斜岩层 受构造运动的影响，岩层改变了原始的水平状态并 发生倾斜，称为倾斜岩层。 倾斜岩层的特征：
1）在地层层序没有发生倒转的情况下，地质时代较新
倾 向
2、倾向：在岩层面 上沿岩层面的倾斜 方向垂直走向的直 线称倾斜线。倾斜 线在水平面上的投 影线所指的岩层面 倾斜方向称倾向。 倾向与走向相 互垂直。倾向是射 线，只有一个方向， 用方位角表示，如 倾向为30°，可称 岩层的倾向为30 °。
走 向
α
倾 向
倾 角
走向
3、倾角 倾斜线与 其在水平面上 的投影线(倾向 α
（二）节理的观测与研究
1. 观测
1）选择和建立观测点
①根据研究目的，在不同的构造部位、不同层位、不同岩 性上观测。
②要是有足够大的面积，以保证有几十条节理可供观测。
2）描述、记录节理特征
记录内容包括构造部位、层位、岩性、地层时代和产状、
节理产状、节理力学性质、充填特征和形态特征、伴生构造、密
集程度等。
H0 = Hf sinα
α-地层倾角
2、落差与平错
①断层的落差Ha:指
在与断层走向垂直的
剖面上，断层同一层
面错开的铅直距离 （高程差）。
②断层的平错Hb:指在与
断层走向垂直的剖面上， 断层同一层面错开的水 平距离。 Hb = Ha.ctgβ β -断层倾角
（三）断层分类
1. 根据断层两盘相对位移方向分类： 分为：正断层、逆断层、平移断层等。
60 ° 水平岩层 倾斜岩层 直立岩层 倒转岩层
二、岩层 1、水平岩层
岩层层面保持水平状态，即同一岩层面上的海拔高度 基本相同的岩层称为水平岩层。水平岩层的特征： 1） 在地层层序没有发生倒转的情况下，地质时代较新的 岩层叠覆在较老的岩层之上。 2） 水平岩层的厚度是该岩层顶面标高与底面标高之差。 3）水平岩层的出露和分布状态完全受地形控制。在地图 上，其出露界线与地形等高线平行或重合。 4）水平岩层露头的水平宽度是随岩层的厚度和地面坡度 的变化而变化的。
常是它的一部分。
水平褶曲
倾伏褶曲
3、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：延伸远、长宽比大于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：平面近圆形，长宽比小于3：1。近 等轴背斜又叫穹窿，近等轴向斜又叫构造盆地。
3） 倒转褶曲：
轴面倾斜，
两翼岩层倾向相
同，一翼岩层层
序正常，另一翼
倒转，老岩层覆
于新岩层之上。
4）平卧褶曲 轴面及两翼岩层倾向都近于水平，一翼岩层 层序正常，另一翼倒转。
5）翻卷褶曲 轴面翻卷向下弯曲，是平卧褶曲进一步复杂 化的结果。
2、褶曲的纵剖面形态分类
纵剖面指平行于褶曲轴的剖面，主要分为二种形态： 1） 水平褶曲：轴面枢纽近于水平，褶曲沿水平方向 延伸，两翼岩层走向大致平行。 2） 倾伏褶曲：褶曲枢纽倾伏并向一个方向倾没以至 消失，两翼岩层走向不平行且逐渐朝一个方向汇合。 注意：自然界中的褶曲枢纽几乎都是倾伏的，水平褶曲
四、褶皱构造的观测于研究
a.褶皱的识别
1. 新老岩层依次对称重复出露是判别褶曲存在的基 本标志。 2. 褶曲构造的新老地层呈条带状对称出露，不受地 形影响，且与走向一致。
T P
A
C
P T
A A
T1 T2 T3 T2 T1
A
T P
A
C
P T
A A
T1 T2 T3 T2 T1
A
T
P
C
P T
T1
T2 T3 T2
①正断层：
断层上盘沿断
层面倾斜线相对向
下移动，下盘相对 向上移动。
②逆断层：断层上盘沿断层面相对向上移动，下 盘相对向下移动。
逆断层又分为三种：
A 逆冲断层：断层面倾角大于45°；
B
C
逆掩断层：断层面倾角在30 ～45 °间；
辗掩断层：断层面倾角小于30 °。
③平移断层
断层的两盘沿断层面走向发生水平移动的断层。
砾石 。
④与背斜伴生的张解理有二组：纵张节理---平行背斜 轴向；横张节理----垂直背斜轴向。
2）剪节理特点：
①剪节理常二组交叉同时出现，组成X型共轭节 理系。 ②产状稳定，呈直线延伸，常延伸较远。 ③节理平直而光滑，常具擦痕、镜面等构造现 象；节理两壁之间往往比较紧闭，切穿砾石。 ④一般剪切理发育较密集，相邻两节理之间的 距离较小，常具有等距性分布特点；有时则密集成 带。 ⑤共轭X型剪常呈羽列现象 。
走向断层倾向与岩层倾向关系 相反 正断层 重复 逆断层 缺失
相同，且断层面倾角较大
相同，且断层面倾角较小
缺失
重复
重复
缺失
3. 岩层不连续 在井下煤巷掘进时，煤层突然中断、迎头出现其 它岩层，表明有断层存在。 4.褶曲核部宽窄变化：褶曲被横断层或斜断层切割， 向斜核部变窄的一盘为上升盘，背斜核部变窄的一盘为下 降盘。 5.断层派生构造 1）牵引褶皱：断层两侧岩层因牵引而出现弯曲， 弯曲突起方向指示本盘运动方向。 2） 羽状节理：断层两盘运动派生的与断层面斜 交呈羽状排列的节理。张节理与断层面所成锐角指向张 节理所在盘运动方向；以小角度相交的一组剪节理，其 锐角方向指示剪节理所在盘运动方向。
1、节理的成因分类 分为原生、次生节理：
1）原生节理：在沉积作用、岩浆作用以及成岩过 程中形成的节理。例如玄武岩柱状节理、煤的内生裂隙等。 2）次生节理：岩层形成后生成的裂隙。又分为二 类： （1）构造节理：由地壳运动产生的构造应力所成， 分布广、有规律。 （2）非构造节理：外力地质作用或人为因素所成。 例如风化、滑坡、崩塌、冰川、人工爆破等造成的。规模 不大、分布不广、无规律。
2. 根据断层走向与两盘岩层走向关系的分类
分为走向断层、倾向断层、斜交断层、顺层断层。
①走向断层：断层走向与岩层走向基本一致。
②倾向断层：断层走向与岩层走向基本直交，而与
倾向 基本一致。
③斜交断层：断层走向与岩层走向明显斜交。
3. 根据断层走向与褶皱轴向关系的分类
①纵断层：断层走向与褶皱轴向基本一致。 ②横断层：断层走向与褶皱轴向基本垂直。 ③斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交。
C C D s F1 s D C s D C F2 D C D s C F3 D s s F1
（四）断层的识别标志 主要从以下几个方面分析识别
1、断层面（断层破碎带）特征 1）擦痕和阶步； 2）构造岩 如构造角砾岩、糜棱岩。
2. 地层的重复与缺失 在野外或井下发现地层有不对称重复（褶皱 为对称重复）或缺失现象，说明有断层存在。规 律如下：
①真断距(滑
H总
距)是断层两盘
相对错开的真正 距离 H真
②地层断距 H0:
指在与岩层走向垂直的剖面上，断层上下盘同一层 面错开的垂直距离。
③铅垂地层断距 HBaidu Nhomakorabea:
指在与岩层垂直的剖面上， 断层同一层面错开的铅直距离。
H0=Hg cosα
α-地层倾角
④水平地层断距 Hf:
指在与岩层垂直的剖面上，断 层同一层面错开的水平距离。
第四章
地质构造
地质构造变动：岩层形成后，在地壳运动影响下
发生变形和变位（位移、倾斜、弯曲、断裂），其原
始产状受到不同程度的改变，称为地质构造变动。 地质构造：发生构造变动的岩层所呈现的各 种空间形态称为地质构造。 地质构造分为两类：褶皱构造、断裂构造。 （单斜构造往往是褶皱或断裂构造形态的一部分，故 不另列）
2.资料的室内整理 1）数理统计 ①节理密度：指垂直节理走向上单位距离内节 理的条数。 ②节理裂隙度：垂直节理走向上单位距离内 节理缝隙宽度。 ③裂隙率（面密度）：节理裂隙面积占观测 面积的百分比。 2）资料的整理分析 对节理进行分组、分期、分性质统计，编制 相应图件，例如节理玫瑰花图等。
0° 10° 340° 350° 20° 30° 330° 40° 320° 2 50° 310° 60° 300° 290° 280° 270° 1
包括断层面、断层线、断盘、
1.
2. 3.
断层面：指断层的破裂滑动面。
断层线：断层面与地面的交线。 断盘：断层面两侧的岩体。
位于断层面上方的称为上盘； 位于断层面下方的称为下盘。
4.
断层交面线：
断层面与岩层底面的交线。
断层面
上盘
下盘 逆断层
断层交面线
（二）断层的断距、落差
1、断距 包括真断距(滑 距)、地层断距、 铅垂断距、水平 断距
T1
b.褶皱内部小构造的观察
1、层面擦痕：枢纽水平，翼部擦痕方向垂直枢纽或岩层走 向；枢纽倾伏，翼部擦痕方向与枢纽斜交。 借此可判断褶曲形态特征。 2、小褶皱：位于主褶皱转折端的小褶皱，其枢纽及轴面与 主褶皱的枢纽及轴面平行；位于主褶皱两翼的小褶皱，其 轴面与岩层面所夹锐角的尖端指向相邻岩层的滑动方向。 借此可判断主褶曲翼部的产状是否正常或倒转。
岩两
组 近 于 垂 直 的 节 理
南 京 湖 山 上 泥 盆 统 五 通 组 砂
2、节理的力学性质分类 节理按力学性质可分为张节理和剪节理。 1）张节理 2）剪节理 是在张应力作用下形成的节理。 是在剪应力作用下形成的节理。
1）张节理特点：
①产状不稳定，在平面上呈蜿曲状或锯齿状延伸，沿
走向延伸不远即告消失 。 ②节理面粗糙不平，擦痕不发育，节理两壁裂开距离 较大，常被石英、方解石充填 。 ③当张节理发育在砾岩或含砾的碎屑岩中时常是绕过
一、褶曲的基本类型
褶曲包括向斜和背斜两种基本类型：
1. 背斜 2. 向斜 在形态上为一个弧顶向上的弯曲， 在形态上为一个弧顶向下的弯曲，
中心部分为老地层，两侧地层依次变新。 中心部分为新地层，两侧地层依次变老。
二、 褶曲要素
1. 核部和翼部：褶曲中心部位称核部；核部两侧称翼部。 2. 转折端：两翼岩层汇合转折的部位。 3. 枢纽点和枢纽线：同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大 弯曲点枢纽点；同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点的
第一节
岩层产状
岩层产状是指岩层的空间位臵。用于描述岩 层的空间展布特征。 一般岩层的产状用走向、倾向、倾角表示。 走向、倾向、倾角称为岩层产状的三要素。
一、岩层产状要素 1、 走向：指岩层 面与水平面的交线 走向是直线，有 两个方向，方向用 方位角表示。如走 向的一个方位角是 30°，可称岩层的 走向是30°，也可 称岩层的走向为 210°。 倾 角 走 向
褶曲形态分类包括四种：横剖面的、纵剖面的、 平面的及其组合形式。
1、褶曲的横剖面形态分类
横剖面指垂直于褶曲轴的剖面，主要分为5种形 态： 1） 直立褶曲：轴面直立或近于直立，两翼岩
层倾向相反，倾角近等，又称对称褶曲。
2） 倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼岩层倾向相反， 倾角不等，又称不对称褶曲、斜歪褶曲。
褶曲在横剖面上的分类
倾向
线)之间的夹角。
倾角
走向 视倾角与真倾角 的关系： 倾向
tgB=tgA . cosW
B为视倾角； A为真倾角；
视倾角B 视倾向
W
W为视倾向与真 倾向之间的夹角
倾角A
4、产状表示方法
文字记述中，产状常用方位角表示：只 记述倾向和倾角。例如：120°∠32 °，表 示岩层倾向为120 °，倾角为32 °。 平面图上产状符号如下：
的岩层叠覆在较老的岩层之上。 2） 岩层的厚度为该岩层顶面与底面之间的垂直距离。 露头的水平宽度取决于岩层的厚度和地面坡度的变化。
倾斜岩层
a
第二节
褶皱构造
褶皱是岩层在地壳运动的长期作用下，原始产状改变，形 成各种弯曲，但仍保持连续性，称为褶皱构造，简称为褶皱。 褶皱构造的一个弯曲叫褶曲，是褶皱的基本单位。