清华大学工程地质-地质构造

倒 转褶皱 （轴面 倾斜， 有倒转 翼）
倒转翼
轴面
倒转翼
平 卧褶皱 （轴面 水平）
小 规模的 褶皱
4
2014/5/24
向斜 背斜 向斜
背斜
北京西山野溪采石场
北京西山野溪漫水桥
大 规模的 （数公 里以上 ）褶皱 ，局部 只能看 到单斜 构造。 需 整体地 分析大 范围内 的地层 产状和 关系， 才能识 别。
断 层组合 类型
断 层标志 现象： 断层 擦痕（ 断层面 上）； 牵引 现象（ 断层两 侧岩体 ）； 断层 破碎带 （断裂 带）。 断 层地貌 ： 断层 崖 断层 三角面 。 许多 沟谷是 沿着大 断裂发 育的。
迭 瓦式构 造：平 行重叠 出现的 一连串 上盘依 次上推 的逆断 层。
走 向 ：倾斜岩层 层面与 任一假 想水平 面的交 线称为 走向线 ， 走 向线两 端的延 伸方向 即为走 向 。
倾 向 ：岩层面上 垂直于 走向线 并沿层 面向下 的直线 称为倾 斜线， 倾 斜线在 水平面 上的投 影所指 的方向 即为倾 向。
倾 角 ：倾斜的层 面与水 平面的 夹角称 为倾角 。
逆 断层一 般是水 平挤压 作用形 成的。 逆 断层常 造成较 宽的挤 压破碎 带。
在 野外， 断层往 往能够 通过直 观的观 察发现 。
正 断层
逆 断层
断 层组合 类型
阶 梯状断 层：几 条产状 大致相 同的正 断层并 列起来 ，上盘 作 阶 梯状下 降。
地 堑：两 条或两 组走向 大致平 行的正 断层， 断层面 相向倾 斜， 中 间部分 岩体相 对下降 ， 地 垒：两 条成两 组走向 大致平 行的正 断层， 断层面 相背倾 斜， 中 央部分 岩体相 对上升 。
9
2014/5/24
断 层 的 牵 引 现 象
断 层的牵 引现象
指向凸点
断 层三角 面
断 裂破 碎带（ 北京西 山斜河 涧）
小 断 层带（ 北京西 山三家 店）
断 层 地 貌
美 国 圣 安 德 列 斯 大 断 层
10
2014/5/24
许 多沟谷 是沿着 大断裂 发育的
一 句谚语 -- “逢沟 必断”
劈理 在 遭受强 烈挤压 的岩体 中，还 发育一 种大致 平行的 细微而 密 集的构 造裂隙 ，称为劈 理 。 泥 质沉积 岩在强 烈挤压 作用下 ，形成 细密的 板状劈 理，便 变 成了另 外一种 岩石 －－ 板 岩 。
砂岩剪裂隙中充填石英
石灰岩中的张裂隙中充填了方解石
（ 2） 断层 岩 体破裂 ，破裂 面两侧 岩体发 生显著 位移错 动，形 成断层 。 断 层各组 成部分 的名称 叫断层 要素。 主要的 断层要 素有断 层 面、断 层两盘 （断盘 ）。 断 层面 --- 岩体发 生断裂 位移时 相对滑 动的断 裂面。
张 裂隙 ：
岩 石受拉 张应力 破坏而 产 生 的裂隙 。它具 有张开 的 裂 口，裂 隙面粗 糙不平 ， 延 伸一般 不远， 产状不 甚 稳 定。张 裂隙如 通过坚 硬 的 砂岩砾 岩，裂 隙面往 往 绕 过砾石 和砂粒 ，呈现 凹 凸 不平状 。
（ 1） 裂隙（ 节理） 除 疏松的 现代沉 积外， 所有的 岩石中 都有裂 隙，它 们大多 是 地壳运 动造成 的。 按 照其力 学性质 可分为张 裂隙 、剪 裂隙和 劈理 。
剪 裂隙 ： 岩 石受剪 切破坏 产生的 裂隙。 它一般 是闭合 的，裂 隙面 平 直光滑 ，延伸 较远， 产状稳 定。砂 岩和砾 岩中的 剪裂 隙 ，裂隙 面往往 切穿砾 石或砂 粒。 常 见数条 产状一 致、规 模相当 的剪裂 隙成组 出现， 有时 两 组交叉 呈X 型。
北 京西山 下马岭 组页岩 中的剪 切裂隙
水平构造
水平பைடு நூலகம்造
1
2014/5/24
水 平构造 的存在 ，说明 岩层形 成以后 没有经 过剧烈 地壳运 动 （水平 挤压） 的改变 ，仅仅 发生过 简单的 升降活 动。
地 球的地 质历史 上，曾 发生这 几次剧 烈的全 球性地 壳运动 。 现 在，只 有新生 代的地 层及部 分地壳 上相对 稳定区 的中生 代 地层还 保持着 水平和 近于水 平的状 态。 越 古老的 地层， 遭受的 变动就 越大。
褶 皱的 类型 向 斜 是向下凹的 弯曲， 两翼岩 层相向 倾斜。 背 斜 是向上拱的 弯曲， 两翼岩 层相背 倾斜。
褶皱山脉
中间新，两边老 中间老，两边新
向 斜
背 斜
地 层的褶 皱弯曲 和地形 的起伏 不一定 是一致 的：
背 斜的位 置未必 是山， 向斜的 位置未 必是谷 。常见 到 向 斜成山 ，背斜 成谷的 现象。
陆 地地表 的高低 起伏是 风化、 剥蚀作 用的产 物。岩 体 内 部的薄 弱带是 控制地 形细部 格局的 主要因 素。 褶 皱要素 ： 核 －褶皱 的中心 部分； 翼 －核部 两侧的 岩层； 转 折端－ 褶皱岩 层两翼 相互过 渡的弯 曲部分 ； 枢 纽－转 折端弯 曲的最 大曲率 处称为 枢纽； 轴 面－褶 皱中各 岩层的 枢纽经 常位于 同一个 平面， 称为轴 面。
剪 切裂隙 剪 切裂隙 剪 切裂隙
剪 切 节 理 面 (北京三 家店)
剪 切 节 理 面 (北京三 家店)
6
2014/5/24
有 时，裂 隙为方 解石脉 、石英 脉所充 填。 在 花岗岩 、石英 砂岩等 SiO 2含量较 高的岩 石中， 裂隙中 充填 的 通常是 石英。 在 石灰岩 、玄武 岩等 Ca 含量较 高岩石 中，裂 隙中充 填的通 常 是 方解石 。
1. 水平 构造
发 生在河 流下游 、湖泊 、海洋 等地球 表面的 低处的 沉积作 用 ，沉积 物从下 向上一 层一层 地迭置 形成的 。 沉 积层的 原始状 态都是 水平或 近于水 平的。 现 在仍保 持水平 状态的 岩层， 称为水 平构 造 。 地质 构造反 映地质 历史上 的地壳 运动。 岩体 的变形 和破坏 ，是决 定其工 程性质 的最重 要因素 。 水 平构造 中，总 是下部 的岩层 相对较 老，上 部相对 较新。
断裂构造普遍存在与岩体中，它是影响岩体 完整性和控制地表的风化剥蚀作用的一个最 为重要的因素。
11
5
4
3
2
1
2
3 4 北京西山百花山向斜
4.断裂构造
岩 体在地 壳运动 的作用 下，发 生变形 ，当受 力超过 岩石 的 强度、 变形超 过岩石 的变形 极限时 ，岩石 的连续 性完 整 性将会 遭到破 坏，发 生不连 续变形 ，产生断 裂 。 岩 层断裂 后，如 果断裂 面两侧 岩体没 有发生 显著的 相对 位 移，称 为裂隙 （节理 ）；如 果断裂 面两侧 岩体发 生了 显 著的相 对位移 ，则称 为断层 。
2
2014/5/24
岩 层层面 的产状 要素可 以用地 质罗盘 测得， 常见的 产状 表 达格式 如下：
走 向 NE30 （或 SW210 ）、倾 向SE， 倾角70 。 或 ： 倾 向 SE120 ， 倾 角 70 。
3. 褶皱构 造 地 壳运动 的挤压 作用， 可以将 原始水 平平展 的岩层 挤成一 系 列的弯 曲，形 成褶皱 构造 。
5
2014/5/24
张 裂隙普 遍遍存 在于岩 体中， 如在褶 皱构造 曲率较 大的转 折 端外缘 往往有 张裂隙 伴生， 分层显 著的脆 性沉积 岩（如 石 灰岩） 层及火 成岩脉 中常发 育横向 的张裂 隙。
短轴方向
（资料来自/ ）
张裂隙（Panum Dome，USA）
平移 断层
7
2014/5/24
正 断 层
正断层
上盘上升
逆 断 层 逆 断 层
正 断层一 般是水 平拉张 作用形 成的。 正断层 的断层 面通常 较 陡 ， 其 倾 角多大 于45 。断 层面附 近的岩 石很少 有由于 挤 压 造成的 变形及 破坏现 象，断 层带一 般不宽 。
平移断层
8
2014/5/24
2014/5/24
第七章 地质构造
1. 水平构 造 2. 倾斜构 造 3. 褶皱构 造 4. 断裂构 造
三种板块运动形式
挤压 拉伸 错动
地 壳运 动 作用于岩体 ，使岩 体产生 变形、 破坏， 留下变 形 和 破坏的 形迹 －－ 倾 斜、弯 曲、断 裂。称 为地质 构造 。
地 壳运动 产生的 变形（ 地质构 造）在 层状岩 石中得 最显著 ： 原 始的状 态：水 平构 造 。 改 变后：褶 皱构 造 （被 挤压弯 曲） 倾 斜构 造 （大型 弯曲的 局部） 断裂 构造 （ 挤压或 拉伸破 裂）
板 状劈理
断 盘 一 断层两 侧的岩 体称为 断盘。
断 层面如 果是倾 斜的， 位于断 层面上 面的断 盘称为上 盘 ， 位 于断层 面下面 的断盘 称为下 盘 。
对 于有相 对上下 移动的 断层而 言， 相 对上升 的一盘 称为上 升盘 ，相 对 下降的 一盘称 为下降 盘 。
断 层的分 类：根 据断层 两盘岩 体相对 移动性 质，断 层分为 正 断层 、逆断 层 和平 移断 层 。
2. 倾斜构 造
原 始水平 状态的 岩层， 在地壳 运动的 作用下 ，发生 倾斜， 造 成岩层 层面与 水平面 之间具 有一定 的夹角 ，称为倾 斜 构造。 倾 斜构造 ，通常 是地壳 运动的 水平挤 压使岩 层弯曲 ，而 在 局部表 现出倾 斜现象 。
岩 层层面 的空间 状态称 为产状 。 产 状是以走 向 、倾向 和倾角 三要素 来表示 的。
褶 皱构造 在地质 图上 表现为 不同时 代的地 层对称 地重复 ： 背 斜构造 中间地 层较老 ，向两 侧越来 越新； 向 斜构造 中间地 层较新 ，向两 侧越来 越老。
5 4 3 2 1 2 3 4
褶 皱形成 机制： 褶 皱构造 ，反映 出垂直 于 褶 皱轴向 的水平 挤压作 用。 褶 皱构造 是地壳 中最常 见 的 地质构 造之一 。
把向斜整体隆起就是山了丫
把背斜中间部分挖掉就是谷了丫
3
2014/5/24
褶皱 根据轴 面产状 的分类
直 立褶皱 （轴面 直立）
(a)(b)直 立褶皱 ，其中 (a) 为对称 褶皱， (b) 为) 不对称 褶皱； (c)倾 斜褶皱 ；(d)倒转 褶皱； (e) 平卧褶 皱
同一个横坐标对应两个y
倾 斜褶皱 （轴面 倾斜）
正 断层 ：上盘相 对下降 、下盘 相对上 升。 逆 断层 ：上盘相 对上升 、下盘 相对下 降。 平 移断 层 ：断层两盘 沿断层 面在走 向上（ 水平方 向）发 生 相 对 位 移 ， 而无明 显上下 位移。
上盘 (上升盘)
下盘 (下降盘)
上盘 (下降盘)
下盘 (上升盘)
上盘
下盘
逆 断层
正断 层