工程地质第二章地层与地质构造

倾斜岩层地层界线的分布特征 ——“V”字形法则 （1）当岩层倾向与地面坡向相反时，岩层界线与地 形等高线弯曲方向相同，但岩层界线弯曲程度较小， 等高线弯曲程度较大。
（2）当岩层倾向与地面坡向相同，且岩层倾角大于 地面坡角时，岩层界线与地形等高线弯曲方向相反。
（3）当岩层倾向与地面坡向相同，但岩层倾角小于 地面坡角时，岩层界线与地形等高线弯曲方向相同， 但弯曲程度较等高线大。
沉积岩与岩浆岩之间的接触关系
岩浆岩之间的接触关系
(a) 整合接触
(b) 假整合接触
(c) 角度不整合接触
沉积岩层间的接触关系及其形成过程
(1)、沉积岩间接触关系
1）整合接触 各地层时代连续，产状平行。（反映地壳稳定下沉） 整合接触的地质意义 反映该地区在此沉积时期内地壳升降与沉积处于相对稳 定状态，没有发生显著的构造运动
2）不整合接触关系
A、平行不整合-假整合 不整合面上下两套地层的产状彼此平行，接触界线 与整合接触界线相似 平行不整合与整合的区别 平行不整合上下两套地层之间缺失地层 平行不整合反映地壳上升，沉积地层露出水面，接受 剥蚀，是升降运动的表现
先下降沉积 风化剥蚀 反应地壳： 失） 再上升分化剥蚀（有缺 后下降沉积
a—露头宽度 h—岩层厚度
水平岩层的露头宽度
二、 倾斜岩层
倾斜岩层：岩层层序正常，上层为新岩层，下层为老 岩层，层面与水平有一交角的岩层。 倾斜岩层按倾角a的大小又可分为：
(1)缓倾岩层，a＜30°；
(2)陡倾岩层，30°≤a＜60°； (3)陡立岩层，a≥60°。 (4) 直立岩层，指岩层倾角≥85°的岩层
新近纪 古近纪
元古宙
太古宙
3.2、地壳运动与地质作用 1、地壳运动
地壳运动又称构造运动，是地球内力引起指地壳 的隆起和拗陷的机械运动。主要有两种基本运动形式： 水平运动——是地壳大致沿地球表面切线方向的运动。 形成巨大的褶皱山系和地堑、裂谷
升降运动——是指地壳运动垂直于地表，即沿地球 半径方向的运动。产生海退和海侵现象
张节理产状不稳定，而ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ往往延伸不远； 张节理面粗糙不平，成颗粒状或锯齿状的裂 面；
张节理面没有擦痕；
张节理一般发育稀疏，节理间距较大，呈开 口状或楔形，常被其他物质充填； 张节理在砾岩中绕过砾石而不会切穿。
2、按力学性质分类：
可分为：张节理和剪节理
张节理：是由于在一个方向的张应力超过了岩石 的抗拉强度，因而在垂直于张应力方向上产生的 裂割式的破裂面。 剪节理：剪节理是由剪切面进一步发展而成，理 论上剪节理应成对出现，自然界的实际情况也经 常如此，不过两组剪节理的发育程度可以不等。
（1）张节理的特点：
一、节理按成因分类 1、按成因分类
程中形成的节理。 如玄武岩柱 原生节理：岩石形成过 状节理。 因分类： 产生的节理，有力 学规律性。 构造节理：因构造运动 表生节理：因卸荷、风 化、爆破等原因形成的节理。
特点： 构造节理：由地壳运动造成分布广泛，延伸长而深，可 切穿不同的岩层，成组出现。 风化节理：由风化作用造成，多分布在岩层的裸露部位 和接近地表处，向下延伸的范围不大，无方向性。
一 、 水 平 岩 层
水 平 岩 层 的 出 露 特 征 (a) 立 体 图 (b) 平 面 图
2）水平岩层具有以下特征：
(1) 新岩层盖在老岩层之上。 (2) 水平岩层的地层界线(即岩层面与地面的交线)与地形等高线平 行或重合。 (3)水平岩层顶面与底面的高程差就是岩层的厚度。
(4) 水平岩层的露头宽度(即岩层顶层和底面地层界线间的水平距离) 与地面坡度、岩层厚度有关。
3.2 相对年代确定方法
二、古生物法：根据不同的标准化石，确定地层的年代。 （较准确的一种方法） 标准化石：在各个环境稳定时期，分布广、生存时间短 的化石。
。 新地层：化石结构复杂 根据生物化石，确定所 在地层新老关系的方法 。 。 老地层：化石结构简单
3.2 相对年代确定方法
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，根据它们之间的接 触关系可以判断地层间的新老关系。 沉积岩间接触关系
第二章 地层与地质构造
3.1、地质年代表
地质年代表：根据地层形成顺序、岩性变化特征、 生物演化阶 段、构造运动性质及古地理环境等综合因 素，把地质历史划分阶段。 1、国际通用：
地质年代单位
地层单位
宙……………………………宇 代……………………………界 纪……………………………系 世……………………………统 2、我国还使用岩石地层单位：群、组、段、层。
向斜：岩层向下弯曲。地层对称重复，中间新，两边老。
二、褶曲要素
核部：褶曲中心部位的岩层。 翼部：褶曲两侧部位的岩层。 轴面：通过核部，大致平分两 翼的假想平面。 轴线：轴面与水平面的交线。 枢纽：轴面与岩层面的交线。 （最大弯曲点的连线）。 脊线：褶曲最高点的连线。 槽线：褶曲最低点的连线。
3.2、相对年代确定方法
一、地层层序法： （1）正常层序法：对于正常沉积的岩层，老 的在下，新的在上。岩层倒转时关系相反。
（2）标准剖面法：将某地区的地层按新老关系 排列的剖面，叫该地区的标准剖面。用标准剖面 对比某工点的地层，从而确定该工点地层新老关 系的方法。
（3）层面构造法：用层面构造指示岩层新老关 系的方法。
岩层的厚度及其形态
2、岩层的产状： 是指岩层在地壳中的空间分布状态。是以岩层面 的空间方位及其与水平面的关系来确定的。
岩层的产状要素
3、岩层的产状要素
走向：岩层面与水平面的交线叫走向线，走向线两端延 伸的方向就是岩层的走向。 倾向：垂直走向线、沿岩层面向下倾斜的直线叫倾斜线 (又称真倾斜线)，它在水平面上的投影线称为倾向线， 倾向线所指的方向为倾向(又称真倾向)。 倾角：真倾斜线与其在水平面上的投影线(倾向线)的夹 角叫倾角，又称真倾角。
概念：在一定地质时代内形成的一套岩层（不论是沉 积岩层、岩浆岩和变质岩层）统称为那个时代的岩层。
3.1、地层的新老关系
★地层年代：绝对年代和相对年代。
★绝对年代：地层形成到现在的实际年龄。 绝对年代确定方法：据岩石中所含放射性元素的 衰变规律确定,一般用放射性同位素年龄来测定。 ★相对年代：地层的相对新老关系。 相对年代确定方法：地层层序法、古生物法、地 层接触关系法
三、岩层与岩层产状
1、岩层：是在一个基本稳定的地质环境条件下， 连续不断沉积形成的单元岩层，是由成分上基 本一致的岩石组成，层与层之间有层面分开。 （另一种岩层定义）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。
(a) 厚度稳定岩层
(b) 尖灭岩层
(c) 厚度变化岩层
(d) 透镜状岩层
（二） 根据褶曲枢纽产状，可将褶曲分为：
水平褶皱、倾伏褶皱
水平褶皱、倾伏褶皱褶曲特点：
水平褶曲：枢纽近于水平，两翼的走向基本平行；
倾伏褶曲：枢纽倾伏，两翼走向不平行。
四、褶皱构造的类型 （一）复背斜和复向斜 指由一系列连续的次一级褶皱组成的一个大背斜或大 向斜。 （二）隔挡式褶皱和隔槽式褶皱 隔挡式褶皱：一个平行褶皱群内，如果背斜呈紧 密褶皱，而向斜呈开阔平缓褶皱，则称之为 隔槽式褶皱：则是一系列相间排列的开阔背斜被 一系列紧密向斜所隔开
30°
岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向，即指向 30° 老岩层，数字是倾角。
2.5 褶皱构造
2.5 、褶皱构造
当岩层继续受到构造应力作用时，产生的一系列弯曲 变形的形迹 一、概念 褶皱：在构造运动作用下，岩层产生的连续弯曲现象。 褶曲：褶皱中的单个弯曲。 背斜：岩层向上弯曲。地层对称重复，中间老，两边新。
三、褶曲分类
（一） 根据褶曲轴面产状，结合两翼产状特点，可将 褶曲分为：直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲
（a）直立褶曲（b）倾斜褶曲
（c）倒转褶曲
（d）平卧褶曲
该类褶曲特点
1． 直立褶曲：轴面近于直立，两翼倾向相反， 倾角近于相等； 2． 倾斜褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相反，倾 角不等； 3． 倒转褶曲：轴面倾斜，两翼向同一方向倾 斜，有一翼地层层序倒转。如：桂林甲山倒转 褶曲。 4． 平卧褶曲：轴面近于水平，一翼地层正常， 另一翼地层层序倒转。
B、角度不整合
上下两套地层产状不同，构造（褶皱、断裂等）形 式、强度和变形方向，变质程度，岩浆活动不同， 反映两套地层经历了不同的地质发展历史。
角度不整合的特点 上覆地层变形相对简单 下伏地层变形相对复杂，其中可以包括 上覆地层的变形构 造，表现为叠加变形。 沉积 先下降乘积 化剥蚀 再挤压弯曲，并上升风 反应地壳： （有缺失，并且产状改 变） 后下降沉积
例一
水平倾斜背斜
倾伏倾斜背斜
例二：图上褶皱构造的识别
（1）应垂直岩层走向进行观察，当岩层重复出现对称分布时，便可 肯定有褶皱构造；（2）分析岩层新老组合关系 (3)分析岩层产状（4） 分析枢纽产状
2.6 断裂构造
2.6 断裂构造
断裂构造：岩体受构造应力作用，随着作用力的进一 步增加，当应力超过岩石的强度极限时，岩层便产生破裂 错动、裂缝或错断，破坏了岩体的完整性而形成。 断裂构造主要分为节理和断层两大类。 节理:岩体沿破裂面没有明显位移或仅有微量位移的称为 节理； 断层:岩体沿破裂面两侧发生了明显位移或较大错动的称 为断层。
五、褶皱构造的辨认
。 背斜：中间老，两边新 关系确定褶曲基本类型 。 1、首先按地层对称重复 。 向斜：中间新，两边老 相等。 直立：产状相反，倾角 判别步骤： 、再按两翼岩层产状确 定褶曲横剖面分类。 不等。 2 倾斜：产状相反，倾角 倒转：产状相同，一翼 产状为倒转。 伸。 水平：地层界限平行延 3、最后按地层界限确定 。 曲封闭。 倾伏：地层界限一段弯