工程地质ch地质构造.ppt

第三章第三章 地壳运动与地质构造地壳运动与地质构造1第一节第一节 概述概述n n构造运动构造运动（（或造山运动、地壳运动）：或造山运动、地壳运动）：由于地球内动力地质作用引起地壳的机械运动由于地球内动力地质作用引起地壳的机械运动n形式：形式：n水水平平运运动动：：地地壳壳受受水水平平引引张张或或水水平平挤挤压压作作用用，，使使岩岩层层产产生生断裂或褶皱断裂或褶皱n升升降降运运动动：：垂垂直直于于地地表表的的运运动动，，表表现现为为地地壳壳大大面面积积的的上上升升运动或下降运动运动或下降运动n n新构造运动新构造运动新构造运动新构造运动：：：：晚第三纪以来的构造运动晚第三纪以来的构造运动n n现代构造运动现代构造运动现代构造运动现代构造运动：：：：人类历史以来产生的新构造运动人类历史以来产生的新构造运动2n n构造运动的标志构造运动的标志：：n水平运动的标志：水平运动的标志：n地壳板块运动地壳板块运动n建筑物被错动建筑物被错动n河流、山脊等发生同步弯曲或错断河流、山脊等发生同步弯曲或错断n构造变形构造变形n升降运动的标志升降运动的标志：：n河流阶地、海成阶地、夷平面、多层溶洞等河流阶地、海成阶地、夷平面、多层溶洞等n沉积环境及沉积厚度等变化沉积环境及沉积厚度等变化n地层接触关系地层接触关系3全球构造运动活动带的空间分布：全球构造运动活动带的空间分布：•环太平洋带环太平洋带•地中海－印度尼西亚带地中海－印度尼西亚带•大洋洋脊及大陆裂谷带大洋洋脊及大陆裂谷带4n n地地质质构构造造：：地地壳壳运运动动使使岩岩体体产产生生变变形形、、变变位位，，形形成成各种不同的构造形迹各种不同的构造形迹。

如：断层、裂隙、褶皱等如：断层、裂隙、褶皱等n地质构造的基本地质构造的基本类型类型有：有：n n水水水水平平平平构构构构造造造造：：地地壳壳表表层层沉沉积积的的、、受受构构造造运运动动作作用用轻轻微微的的、、层层面面近近水平的构造水平的构造n n倾斜构造倾斜构造倾斜构造倾斜构造：构造运动使岩层面与水平面有一定夹角构造运动使岩层面与水平面有一定夹角如：单斜构造如：单斜构造n n褶褶褶褶皱皱皱皱构构构构造造造造：：：：当当岩岩性性比比较较软软弱弱的的层层状状岩岩体体受受到到较较强强烈烈构构造造运运动动作作用时，岩层便产生一系列连续弯曲变形形态用时，岩层便产生一系列连续弯曲变形形态n n断断断断裂裂裂裂构构构构造造造造：：：：构构造造作作用用力力超超过过岩岩体体极极限限强强度度时时，，岩岩层层便便产产生生破破裂裂或错动n褶褶皱皱和和断断裂裂构构造造使使岩岩层层产产生生弯弯曲曲、、断断裂裂和和位位移移，，破破坏坏了了岩岩体体的的完完整整性性，，使使岩岩体体透透水水性性增增强强、、风风化化作作用用加加剧剧、、岩岩石石强强度度和和岩岩体体稳稳定定性性降降低，使工程建设的工程地质条件复杂化低，使工程建设的工程地质条件复杂化。

5一、褶皱构造的类型及其特征一、褶皱构造的类型及其特征n n褶褶褶褶皱皱皱皱：：：：是是是是岩岩岩岩层层层层受受受受构构构构造造造造作作作作用用用用力力力力后后后后产产产产生生生生变变变变形形形形，，，，形形形形成成成成的的的的一一一一系系系系列列列列连连连连续完整的弯曲形态续完整的弯曲形态续完整的弯曲形态续完整的弯曲形态n n是地壳上分布广泛、最常见的地质构造形态之一是地壳上分布广泛、最常见的地质构造形态之一是地壳上分布广泛、最常见的地质构造形态之一是地壳上分布广泛、最常见的地质构造形态之一n n水平挤压、垂直隆起作用力、剪切力都可能形成褶皱水平挤压、垂直隆起作用力、剪切力都可能形成褶皱水平挤压、垂直隆起作用力、剪切力都可能形成褶皱水平挤压、垂直隆起作用力、剪切力都可能形成褶皱第二节 褶皱构造61 1、褶皱构造的基本形态、褶皱构造的基本形态n背斜：岩层向上弯曲，两侧岩层向外倾斜背斜：岩层向上弯曲，两侧岩层向外倾斜n向斜：岩层向下弯曲，两侧岩层向内倾斜向斜：岩层向下弯曲，两侧岩层向内倾斜 未经风化剥蚀，未经风化剥蚀，背斜成山，背斜成山，向斜成谷向斜成谷风化剥蚀后，风化剥蚀后，背斜成谷，背斜成谷，向斜成山向斜成山72、褶皱要素n核核——褶褶皱皱构构造造的的岩岩层层遭遭受受风风化化剥剥蚀蚀后后，，出出露露在在地地表表的的地地层层的的中心部分。

中心部分n翼翼——核部两侧岩层对称出露的部分核部两侧岩层对称出露的部分n轴面轴面——平分皱褶两翼的一个理想的面平分皱褶两翼的一个理想的面n轴轴——轴面与水平面的交线其延伸方向代表褶皱的延伸方向轴面与水平面的交线其延伸方向代表褶皱的延伸方向n枢枢纽纽——轴轴面面与与岩岩层层面面的的交交线线是是褶褶皱皱同同一一层层面面上上弯弯曲曲最最大大的的点的连线点的连线83、褶皱的形态分类按轴面产状分类 直立褶皱 倾斜褶皱 倒转褶皱 平卧褶皱9n n按枢纽产状分类按枢纽产状分类按枢纽产状分类按枢纽产状分类水平褶皱水平褶皱水平褶皱水平褶皱(a(a(a(a，，，，a')a')a')a')、倾伏褶皱、倾伏褶皱、倾伏褶皱、倾伏褶皱(b(b(b(b，，，，b b b b’’’’) ) ) )10n n按延伸长度和宽度比值分类按延伸长度和宽度比值分类n n线状褶皱：长宽比大于线状褶皱：长宽比大于线状褶皱：长宽比大于线状褶皱：长宽比大于10101010n n短轴褶皱：长宽比为短轴褶皱：长宽比为短轴褶皱：长宽比为短轴褶皱：长宽比为3-103-103-103-10n n穹穹穹穹窿窿窿窿构构构构造造造造(a)(a)(a)(a)：：：：长长长长宽宽宽宽比比比比小小小小于于于于3 3 3 3，，，，岩岩岩岩层层层层向向向向四四四四周周周周倾倾倾倾斜斜斜斜，，，，剥蚀后平面上中部为老岩层剥蚀后平面上中部为老岩层剥蚀后平面上中部为老岩层剥蚀后平面上中部为老岩层n n盆盆盆盆地地地地构构构构造造造造(b)(b)(b)(b)：：：：长长长长宽宽宽宽比比比比小小小小于于于于3 3 3 3，，，，岩岩岩岩层层层层向向向向中中中中心心心心倾倾倾倾斜斜斜斜，，，，剥蚀后平面上中部为新岩层剥蚀后平面上中部为新岩层剥蚀后平面上中部为新岩层剥蚀后平面上中部为新岩层11二、褶皱构造的野外识别1 1 1 1、、、、 垂垂垂垂直直直直岩岩岩岩层层层层走走走走向向向向选选选选择择择择观观观观察察察察路路路路线线线线，，，，发发发发现现现现地地地地层层层层呈呈呈呈对对对对称称称称重复出露分布时，有褶皱构造。

重复出露分布时，有褶皱构造重复出露分布时，有褶皱构造重复出露分布时，有褶皱构造2 2 2 2 、、、、根根根根据据据据岩岩岩岩层层层层的的的的新新新新老老老老组组组组合合合合关关关关系系系系判判判判断断断断褶褶褶褶皱皱皱皱构构构构造造造造的的的的基基基基本本本本形形形形态态态态若若若若老老老老岩岩岩岩层层层层在在在在中中中中间间间间、、、、新新新新岩岩岩岩层层层层在在在在两两两两边边边边对对对对称称称称重重重重复复复复出露分布则为背斜，反之为向斜出露分布则为背斜，反之为向斜出露分布则为背斜，反之为向斜出露分布则为背斜，反之为向斜3 3 3 3 、、、、根根根根据据据据两两两两翼翼翼翼岩岩岩岩层层层层产产产产状状状状判判判判断断断断褶褶褶褶皱皱皱皱构构构构造造造造的的的的形形形形态态态态类类类类型型型型（直立、倾斜、倒转）直立、倾斜、倒转）直立、倾斜、倒转）直立、倾斜、倒转）12第三节第三节 断裂构造断裂构造n岩体受构造应力作用产生的破裂面称岩体受构造应力作用产生的破裂面称断裂构造断裂构造 n断裂构造主要分为：断裂构造主要分为：n断层断层：发生明显位移，：发生明显位移，n裂隙裂隙（节理）：无明显位移或只发（节理）：无明显位移或只发生微量位移生微量位移13一、断层的基本类型及特征一、断层的基本类型及特征1、断层要素n基本组成部分有：n断层面、断层线、断盘、断距、断层带 142 2、断层的主要类型及其特征、断层的主要类型及其特征（（1 1）按断层两盘的相对运动方向）按断层两盘的相对运动方向正断层正断层 逆断层逆断层 平移断层平移断层15逆断层组合形式逆断层组合形式逆断层组合形式逆断层组合形式——迭瓦式构造迭瓦式构造迭瓦式构造迭瓦式构造正断层组合形式正断层组合形式正断层组合形式正断层组合形式16(2)(2)断层按力学性质分类断层按力学性质分类n n压性断层、张性断层、扭性断层、压性断层、张性断层、扭性断层、压性断层、张性断层、扭性断层、压性断层、张性断层、扭性断层、n n压扭性断层、张扭性断层压扭性断层、张扭性断层压扭性断层、张扭性断层压扭性断层、张扭性断层(3)(3)按断层走向与岩层走向关系分类按断层走向与岩层走向关系分类n n走向断层、倾向断层、斜交断层走向断层、倾向断层、斜交断层走向断层、倾向断层、斜交断层走向断层、倾向断层、斜交断层(4)(4)按断层走向与褶皱轴向关系分类按断层走向与褶皱轴向关系分类n n纵断层：断层走向与褶皱一致；纵断层：断层走向与褶皱一致；纵断层：断层走向与褶皱一致；纵断层：断层走向与褶皱一致；n n横断层：断层走向与褶皱轴向垂直；横断层：断层走向与褶皱轴向垂直；横断层：断层走向与褶皱轴向垂直；横断层：断层走向与褶皱轴向垂直；n n斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交。

斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交斜断层：断层走向与褶皱轴向斜交17二、断层的野外识别二、断层的野外识别1 1 1 1、地层的重复或缺失；、地层的重复或缺失；、地层的重复或缺失；、地层的重复或缺失；2 2 2 2、岩层、岩脉或早期断层突然中断、错开，、岩层、岩脉或早期断层突然中断、错开，、岩层、岩脉或早期断层突然中断、错开，、岩层、岩脉或早期断层突然中断、错开， 横断层使两侧褶皱核部宽度突变；横断层使两侧褶皱核部宽度突变；横断层使两侧褶皱核部宽度突变；横断层使两侧褶皱核部宽度突变；3 3 3 3、、、、断断断断层层层层带带带带内内内内特特特特征征征征断断断断层层层层破破破破碎碎碎碎带带带带和和和和两两两两侧侧侧侧影影影影响响响响带带带带碎碎碎碎块块块块岩岩岩岩、、、、压压压压碎碎碎碎岩岩岩岩、、、、断断断断层层层层角角角角砾砾砾砾岩岩岩岩、、、、片片片片状状状状岩岩岩岩、、、、糜糜糜糜棱棱棱棱岩岩岩岩、、、、断断断断层层层层泥泥泥泥等等等等构造岩；构造岩；构造岩；构造岩；4 4 4 4、、、、断断断断层层层层面面面面上上上上特特特特征征征征。

擦擦擦擦痕痕痕痕、、、、阶阶阶阶步步步步等等等等，，，，常常常常用用用用于于于于判判判判断断断断断断断断层层层层运运运运动方向及断层性质；动方向及断层性质；动方向及断层性质；动方向及断层性质；5 5 5 5、、、、断断断断层层层层的的的的旁旁旁旁侧侧侧侧构构构构造造造造牵牵牵牵引引引引构构构构造造造造和和和和伴伴伴伴生生生生裂裂裂裂隙隙隙隙构构构构造造造造，，，，可可可可判判判判断断层运动方向及断层性质；断断层运动方向及断层性质；断断层运动方向及断层性质；断断层运动方向及断层性质；6 6 6 6、、、、地地地地形形形形及及及及水水水水文文文文地地地地质质质质特特特特征征征征断断断断层层层层崖崖崖崖和和和和断断断断层层层层三三三三角角角角面面面面，，，，河河河河流流流流的的的的纵纵纵纵坡坡坡坡突突突突变变变变或或或或山山山山峰峰峰峰中中中中断断断断，，，，地地地地表表表表水水水水的的的的流流流流向向向向和和和和地地地地下下下下径径径径流流流流方向突然改变方向突然改变方向突然改变方向突然改变1819三、活动性断裂及其特点三、活动性断裂及其特点n活活动动性性断断裂裂：：一一般般是是指指新新生生代代第第四四纪纪以以来来有有过过活活动动的的断断裂构造。

裂构造n在在岩岩土土工工程程或或地地震震工工程程中中，，活活动动性性断断裂裂时时间间限限定定在在第第四四纪纪中中更新世（更新世（15万～万～70万年）；万年）；n水水利利水水电电工工程程，，则则指指晚晚更更新新世世（（1万万～～15万万年年））以以来来有有过过活活动动的断裂１、活动性断裂的地震工程分类１、活动性断裂的地震工程分类n全新活动断裂：全新世（全新活动断裂：全新世（1万年来）、近期、将来万年来）、近期、将来n发震断裂：发震断裂：近期（近近期（近500年来）、未来年来）、未来100年内、年内、5级及级及5级以上n非全新活动断裂：非全新活动断裂：1万年以前曾活动过万年以前曾活动过n地裂：分构造性地裂及重力性地裂地裂：分构造性地裂及重力性地裂20２、活动性断裂的主要标志２、活动性断裂的主要标志n直接标志：直接标志：n错断晚更新世以来地层；错断晚更新世以来地层；n断层带中的构造岩或被错动的脉体绝对年龄测定在断层带中的构造岩或被错动的脉体绝对年龄测定在1010~1515万年内万年内n采用仪器观测到沿断层有位移和地形变（采用仪器观测到沿断层有位移和地形变（>0.1mm/a)>0.1mm/a)；；n沿沿断断层层有有历历史史和和现现代代中中强强震震震震中中分分布布，，或或有有晚晚更更新新世世以以来来的的古古地地震遗迹，或密集分布而频繁的近期弱震活动；震遗迹，或密集分布而频繁的近期弱震活动；n与已知活断层有共生或同生关系的断层与已知活断层有共生或同生关系的断层n间接标志：间接标志：n沿断裂带震中有规律分布或出现大面积的地裂缝。

沿断裂带震中有规律分布或出现大面积的地裂缝n活活动动性性断断裂裂两两侧侧地地形形地地貌貌发发生生突突变变，，断断层层两两侧侧第第四四系系厚厚度度差差异异较较大n地地下下水水线线状状分分布布且且泉泉水水露露头头的的数数量量及及水水量量、、水水质质发发生生变变化化，，或或地地表水系作规律性变迁表水系作规律性变迁n两种不同地貌单元长距离直线相连或第四纪火山线状分布两种不同地貌单元长距离直线相连或第四纪火山线状分布n人类修建的一些古建筑（如长城、古墓、古城堡）等被错断人类修建的一些古建筑（如长城、古墓、古城堡）等被错断 n参考标志：参考标志：n遥遥感感图图像像上上的的异异常常形形迹迹、、物物理理模模拟拟和和数数学学模模拟拟求求出出的的活活动动性性强强烈烈的断层带的断层带21３、活动性断裂对工程建筑的影响及评价n活断层引发地震使建筑物遭受危害；n活断层的水平或垂向位移使横跨断层的建筑物产生拉裂、变形、甚至破坏；n活断层的变形有蠕动和错动，蠕动危害较小，强震引起的蠕动变形大，对建筑物的破坏大批；n活断层是产生不良地质现象（滑坡、崩塌、泥石流）的重要控制因素；n活断层发育地区可将工程建筑布置于“安全岛”。

22四、裂隙的成因类型及特征四、裂隙的成因类型及特征1 1 1 1、、、、剪剪剪剪裂裂裂裂隙隙隙隙：：：：受受受受剪剪剪剪应应应应力力力力作作作作用用用用形形形形成成成成的的的的破裂面，一般两组共轭出现破裂面，一般两组共轭出现破裂面，一般两组共轭出现破裂面，一般两组共轭出现n n主要特征是：主要特征是：主要特征是：主要特征是：n n产状稳定，延伸较远；产状稳定，延伸较远；产状稳定，延伸较远；产状稳定，延伸较远；n n裂裂裂裂隙隙隙隙面面面面平平平平直直直直光光光光滑滑滑滑，，，，通通通通常常常常切切切切过过过过岩岩岩岩层中的砾石、结核；层中的砾石、结核；层中的砾石、结核；层中的砾石、结核；n n裂裂裂裂隙隙隙隙面面面面上上上上有有有有擦擦擦擦痕痕痕痕、、、、镜镜镜镜面面面面等等等等剪剪剪剪切切切切滑动痕迹；滑动痕迹；滑动痕迹；滑动痕迹；n n一般呈闭合状；一般呈闭合状；一般呈闭合状；一般呈闭合状；n n裂隙发育密集裂隙发育密集裂隙发育密集裂隙发育密集2 2 2 2、张裂隙：受引张应力作用而、张裂隙：受引张应力作用而、张裂隙：受引张应力作用而、张裂隙：受引张应力作用而形成n n主要特征是：主要特征是：主要特征是：主要特征是：n n产状不稳定，延伸不远；产状不稳定，延伸不远；产状不稳定，延伸不远；产状不稳定，延伸不远；n n裂隙面弯曲粗糙，通常绕过岩裂隙面弯曲粗糙，通常绕过岩裂隙面弯曲粗糙，通常绕过岩裂隙面弯曲粗糙，通常绕过岩层中的砾石、结核；层中的砾石、结核；层中的砾石、结核；层中的砾石、结核；n n裂隙面上无擦痕、镜面等剪切裂隙面上无擦痕、镜面等剪切裂隙面上无擦痕、镜面等剪切裂隙面上无擦痕、镜面等剪切滑动痕迹；滑动痕迹；滑动痕迹；滑动痕迹；n n张开度大，且常被岩脉冲填；张开度大，且常被岩脉冲填；张开度大，且常被岩脉冲填；张开度大，且常被岩脉冲填；n n间距较大，是良好的地下水渗间距较大，是良好的地下水渗间距较大，是良好的地下水渗间距较大，是良好的地下水渗漏通道。

漏通道按成因可将裂隙分为：按成因可将裂隙分为：原生裂隙、构造裂隙、次生裂隙原生裂隙、构造裂隙、次生裂隙构造裂隙按力学成因分为：构造裂隙按力学成因分为：23一、地质图的分类与规格一、地质图的分类与规格n地地质质图图：：根根据据野野外外勘勘察察的的资资料料，，将将各各种种地地质质现现象象和和地地质质条条件件反反映映在在一一定定比例尺的地形图上的图件比例尺的地形图上的图件１、地质图的分类１、地质图的分类１、地质图的分类１、地质图的分类(1) 地质平面图地质平面图2) 工程地质剖面图：反映建筑物轴线或某一方向深部地质条件工程地质剖面图：反映建筑物轴线或某一方向深部地质条件(3) 综综合合地地层层柱柱状状图图：：地地层层的的时时代代、、厚厚度度、、地地层层之之间间的的接接触触关关系系、、岩岩性特征等内容性特征等内容 2 2、地质图的要求、地质图的要求、地质图的要求、地质图的要求n地质图首先应有图名、图例、比例尺、方向或地理位置及名框等地质图首先应有图名、图例、比例尺、方向或地理位置及名框等n地地质质图图图图例例的的编编制制应应遵遵循循自自上上而而下下或或由由左左而而右右，，地地层层从从新新到到老老排排列列的原则。

的原则n比例尺的大小应根据研究阶段采用相应的比例尺比例尺的大小应根据研究阶段采用相应的比例尺第四节　工程地质图件的阅读与分析方法第四节　工程地质图件的阅读与分析方法24二、地质图的阅读和分析方法二、地质图的阅读和分析方法１、地质图的阅读步骤１、地质图的阅读步骤（（1）看图名）看图名（（2）看比例尺）看比例尺（（3）阅读图例）阅读图例（（4）地形和地貌）地形和地貌（（5）地层的分布、产状）地层的分布、产状（（6）地质构造的类型和分布）地质构造的类型和分布（（7）物理地质现象的规模、分布等内容）物理地质现象的规模、分布等内容（（8）了解本区的地质发育历史，评价建筑场地的工程地质条件）了解本区的地质发育历史，评价建筑场地的工程地质条件25。