第5讲第四章地质构造节理.ppt

《第5讲第四章地质构造节理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5讲第四章地质构造节理.ppt（37页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、4、3节理节理 岩石受力后发生形变，当作用力超岩石受力后发生形变，当作用力超过岩石的强度时，岩石的连续完整性遭过岩石的强度时，岩石的连续完整性遭到破坏而发生破裂，形成到破坏而发生破裂，形成断裂构造断裂构造。断裂构造包括断裂构造包括节理和断层节理和断层：岩石破裂后，沿破裂面无明显位移岩石破裂后，沿破裂面无明显位移者称为者称为节理节理；而有明显位移滑动者称而有明显位移滑动者称断层断层。4.3.1 节理的类型节理的类型 按节理的成因，分按节理的成因，分原生节理原生节理和和次生节次生节理理两大类。两大类。原生节理原生节理是指在成岩过程中形成的节是指在成岩过程中形成的节理。例如沉积岩中的泥裂，火山熔岩冷

2、凝理。例如沉积岩中的泥裂，火山熔岩冷凝收缩形成的柱状节理，岩浆侵入过程中由收缩形成的柱状节理，岩浆侵入过程中由于流动作用及冷凝收缩产生的各种原生节于流动作用及冷凝收缩产生的各种原生节理等。理等。次生节理次生节理是指岩石成岩后形成的节理，包括是指岩石成岩后形成的节理，包括非构造节理和构造节理非构造节理和构造节理。非构造节理非构造节理是指岩石由风化作用、崩塌、滑是指岩石由风化作用、崩塌、滑坡、冰川及人工爆破等外动力地质作用下所产生的坡、冰川及人工爆破等外动力地质作用下所产生的裂隙。非构造节理常分布在地表浅部的岩土层中，裂隙。非构造节理常分布在地表浅部的岩土层中，延伸不长，形态不规则，多为张开的张节

3、理。延伸不长，形态不规则，多为张开的张节理。构造节理构造节理是地壳构造运动的产物，常与褶皱、是地壳构造运动的产物，常与褶皱、断层相伴出现并在成因和产状上有一定的联系，是断层相伴出现并在成因和产状上有一定的联系，是广泛存在的一种节理。广泛存在的一种节理。构造节理，按其形成的构造节理，按其形成的力学性质力学性质，分成张节理和，分成张节理和剪节理两类：剪节理两类：张节理张节理 由张应力作用下形成的。其方向垂直由张应力作用下形成的。其方向垂直于主张应力，而平行于主压应力。张节理多数是张开于主张应力，而平行于主压应力。张节理多数是张开的，节理面粗糙不平，面上不具擦痕。发育在碎屑岩的，节理面粗糙不平，面上

4、不具擦痕。发育在碎屑岩中的张节理往往绕砾石和粗砂粒而过，并不切穿颗粒。中的张节理往往绕砾石和粗砂粒而过，并不切穿颗粒。剪节理剪节理 是由剪应力作用而形成的，剪节理是由剪应力作用而形成的，剪节理常成对出现，称为其轭剪节理。两共轭剪节理面的交常成对出现，称为其轭剪节理。两共轭剪节理面的交线与中间主应力平行一致，两面锐交角等分线常为最线与中间主应力平行一致，两面锐交角等分线常为最大主应力作用方向。节理面两侧岩块有微小位移，节大主应力作用方向。节理面两侧岩块有微小位移，节理面上常可见擦痕。节理面平直光滑，并常紧闭。砾理面上常可见擦痕。节理面平直光滑，并常紧闭。砾岩和砂岩中的剪节理往往平整地切割砾石和粗

5、砂粒。岩和砂岩中的剪节理往往平整地切割砾石和粗砂粒。按节理与所在岩层按节理与所在岩层产状要素产状要素的关系分为：的关系分为：走向节理走向节理 节理走向与所在岩层走向节理走向与所在岩层走向大致平行；大致平行；倾向节理倾向节理 节理走向与所在岩层走向节理走向与所在岩层走向大致垂直；大致垂直；斜向节理斜向节理 节理走向与所在岩层走向节理走向与所在岩层走向斜交；斜交；顺层节理顺层节理 节理面大致平行于岩层面。节理面大致平行于岩层面。按节理与褶皱枢纽方向的关系分为：按节理与褶皱枢纽方向的关系分为：纵节理纵节理 二者大致平行；二者大致平行；横节理横节理 二者大致垂直；二者大致垂直；斜节理斜节理 二者斜交。

6、二者斜交。4.3.2 节理对工程的影响节理对工程的影响 节理将岩层切割成块体，这对节理将岩层切割成块体，这对岩体强度岩体强度和和稳稳定性有很大影响定性有很大影响。节理间距越小，岩石破碎程度越高，节理间距越小，岩石破碎程度越高，岩体承岩体承载力将明显降低载力将明显降低。岩层中发育的节理裂隙是地下水的通道，同岩层中发育的节理裂隙是地下水的通道，同时也会对时也会对风化作用起着加速进行的效应风化作用起着加速进行的效应。随着岩石风化程度增强和水对岩石的浸泡软随着岩石风化程度增强和水对岩石的浸泡软化，化，岩块质地变软、强度降低岩块质地变软、强度降低。4.4 断层断层 岩层受力发生破裂，岩层受力发生破裂，破

7、裂面两侧岩块破裂面两侧岩块发生明显的位移，发生明显的位移，这种断裂构造称断层。这种断裂构造称断层。断层是地壳中最重要的一种地质构造。断层是地壳中最重要的一种地质构造。4.4.1 断层要素断层要素 断层的各个组成部分称为断层要素。断层要素断层的各个组成部分称为断层要素。断层要素包括包括断层面断层面、断层线断层线、断层盘断层盘等。等。断层面断层面是指相邻两岩块断开或沿其滑动的破裂是指相邻两岩块断开或沿其滑动的破裂面，它的空间位置由其走向、倾向、倾角决定。断面，它的空间位置由其走向、倾向、倾角决定。断层面还常常表现为具有一定宽度的破裂带，并可以层面还常常表现为具有一定宽度的破裂带，并可以由许多破裂面

8、组成，称断层带。断层带宽度不一，由许多破裂面组成，称断层带。断层带宽度不一，从几米至数百米。从几米至数百米。断层面与地面或其它的面的交线称为断层面与地面或其它的面的交线称为断层线断层线。断层盘断层盘是指断层面两侧相对移动的岩块。断层是指断层面两侧相对移动的岩块。断层盘有上下之分，也有上升盘与下降盘之分。盘有上下之分，也有上升盘与下降盘之分。未发生断裂前属同一未发生断裂前属同一层的岩层称层的岩层称相当层相当层。断层发生后，相当层断层发生后，相当层沿断层面移动的距离称沿断层面移动的距离称为为断距断距。错断前的一点在错动错断前的一点在错动后分成的两个对应点之后分成的两个对应点之间的实际距离称间的实际

9、距离称滑距滑距。4.4.2 断层的类型断层的类型（1）按断层两盘相对运动分类）按断层两盘相对运动分类 正断层正断层 是沿断层面倾斜方向，上盘相对是沿断层面倾斜方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层，这种断层一般是下降，下盘相对上升的断层，这种断层一般是水平方向水平方向引张力作用引张力作用或重力作用下形成的，倾或重力作用下形成的，倾角大于角大于45或在或在60以上。以上。逆断层逆断层 是沿断层面倾斜方向，上盘相对是沿断层面倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是在上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是在两侧受到近于水平的两侧受到近于水平的挤压力作用挤压力作用下形成的。由下形成的。

10、由于形成的力学条件与褶皱近似，所以多与褶皱于形成的力学条件与褶皱近似，所以多与褶皱伴生。伴生。平移断层平移断层 是断层两盘沿断层走向方向发是断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层，其倾角通常很陡，近于直立。生位移的断层，其倾角通常很陡，近于直立。逆断层：逆断层：倾角大于倾角大于45的称为的称为高角度逆断层高角度逆断层，常与正，常与正断层发育在一起，被归属为高角度断层一类。断层发育在一起，被归属为高角度断层一类。倾角小于倾角小于45的低角度逆断层，称的低角度逆断层，称逆冲断层逆冲断层或逆掩断层。或逆掩断层。规模巨大，同时上盘沿波状起伏的低角度断规模巨大，同时上盘沿波状起伏的低角度断层面作远距离推移

11、（数公里至数十公里）的逆掩层面作远距离推移（数公里至数十公里）的逆掩断层，称为断层，称为推覆构造推覆构造。推覆构造多出现在地壳强烈活动的地区。例推覆构造多出现在地壳强烈活动的地区。例如欧洲阿尔卑斯山区的格拉鲁斯推覆构造，其上如欧洲阿尔卑斯山区的格拉鲁斯推覆构造，其上盘推覆距离达盘推覆距离达40 km。平移断层：平移断层：根据断层两盘相对位移方向，又可进一步区分根据断层两盘相对位移方向，又可进一步区分为为右行右行（或右旋）和（或右旋）和左行左行（或左旋）（或左旋）平移断层平移断层。当垂直断层带走向观察断层时，对盘向右手方当垂直断层带走向观察断层时，对盘向右手方滑动（顺时针方向）称为滑动（顺时针方

12、向）称为右行平移断层右行平移断层；对盘向左；对盘向左手方滑动（逆时针方向滑动）者为手方滑动（逆时针方向滑动）者为左行平移断层左行平移断层。大型平移断层称大型平移断层称走向滑动断层走向滑动断层或简称走滑断层。或简称走滑断层。它们规模巨大，延伸长达数百公里甚至数千公里。它们规模巨大，延伸长达数百公里甚至数千公里。例如北美西部圣安德列斯走滑断层，其走向北北西，例如北美西部圣安德列斯走滑断层，其走向北北西，延伸约延伸约 2000 km，右行平移距离达，右行平移距离达 500 km，从，从白垩纪至今仍在活动，形成世界著名的地震活动带。白垩纪至今仍在活动，形成世界著名的地震活动带。（2）断层组合类型）断层

13、组合类型 阶梯状断层阶梯状断层 是由若干条产状大致相同的正断是由若干条产状大致相同的正断层平行排列而成。层平行排列而成。地堑与地垒地堑与地垒 是由走向大致相同、倾向相反、是由走向大致相同、倾向相反、性质相同的两条或数条断层组成的，断层中间有一共性质相同的两条或数条断层组成的，断层中间有一共同的下降盘，称为同的下降盘，称为地堑地堑；断层中间有一共同的上升盘，；断层中间有一共同的上升盘，称为称为地垒地垒。地垒常是断块隆起的山地，如江西的庐山；地堑在地貌上呈狭长的谷地、地垒常是断块隆起的山地，如江西的庐山；地堑在地貌上呈狭长的谷地、盆地与湖泊，如我国的汾渭地堑、著名的莱茵地堑、贝加尔湖地堑等。盆地与

14、湖泊，如我国的汾渭地堑、著名的莱茵地堑、贝加尔湖地堑等。叠瓦构造叠瓦构造 是一系列产状大致相同平行排列的是一系列产状大致相同平行排列的逆断层的组合形式，各断层的上盘依次逆冲形成像瓦逆断层的组合形式，各断层的上盘依次逆冲形成像瓦片般的叠覆。叠瓦构造中各断层面的倾角向下变缓，片般的叠覆。叠瓦构造中各断层面的倾角向下变缓，在深处有时收敛成一条主干大断层。在深处有时收敛成一条主干大断层。（3）按断层与所在岩层产状关系分类）按断层与所在岩层产状关系分类走向断层走向断层（纵断层）（纵断层）断层走向与岩层走向平行。断层走向与岩层走向平行。倾向断层倾向断层（横断层）（横断层）断层走向与岩层走向垂直。断层走向与

15、岩层走向垂直。斜向断层斜向断层（斜断层）（斜断层）断层走向与岩层走向斜交。断层走向与岩层走向斜交。顺层断层顺层断层 断层面与岩层层理基本一致。断层面与岩层层理基本一致。4.4.3 断层存在的标志（断层存在的标志（1）判断断层存在的标志，主要是地层和判断断层存在的标志，主要是地层和构造方面的依据，其次是地貌、水文等方面。构造方面的依据，其次是地貌、水文等方面。（1）地质体不连续）地质体不连续 岩层、岩体、岩脉、变质岩的片理等岩层、岩体、岩脉、变质岩的片理等沿走向沿走向突然中断突然中断、错开错开而出现不连续现象，而出现不连续现象，说明可能有断层存在。说明可能有断层存在。（2）断层面（带）的构造特征

16、）断层面（带）的构造特征 镜面、擦痕与阶步镜面、擦痕与阶步 断层面表现为平滑而光亮的表断层面表现为平滑而光亮的表面称面称镜面镜面。其上常覆有数毫米厚的铁质、碳质或钙质薄。其上常覆有数毫米厚的铁质、碳质或钙质薄膜，称动力膜。膜，称动力膜。断层面上出现平行且均匀细密排列的沟纹称为断层面上出现平行且均匀细密排列的沟纹称为擦痕擦痕。镜面和擦痕都是断层两盘岩块相对错动时在断层面上因镜面和擦痕都是断层两盘岩块相对错动时在断层面上因摩擦和碎屑刻画而留下的痕迹。摩擦和碎屑刻画而留下的痕迹。阶步阶步是指断层面上与擦痕垂直的微小陡坎，是局是指断层面上与擦痕垂直的微小陡坎，是局部阻力的差异或因断层间歇性运动的顿挫而形成。阶步部阻力的差异或因断层间歇性运动的顿挫而形成。阶步又分正阶步与反阶步，它们可指示断层两盘动向。又分正阶步与反阶步，它们可指示断层两盘动向。牵引构造牵引构造 牵引构造是断层两盘相对运动时，断牵引构造是断层两盘相对运动时，断层附近岩层因受断层面摩擦力拖曳发生弧形弯曲的现象。层附近岩层因受断层面摩擦力拖曳发生弧形弯曲的现象。牵引褶皱弧形弯曲突出的方向一般指示本盘的相对运动牵引褶皱弧形弯曲突出的方