《教育学地质学》PPT课件.ppt

本章内容 第一节 岩层的产状 第二节 褶皱构造 第三节 断裂构造,第四章 地质构造,地质构造-地壳运动的产物。 原始沉积岩层在地壳运动引起的地应力作用下，发生变形或变位，形成褶皱和断裂等构造形迹。,第一节 岩层产状,一、岩层产状 岩层在地壳中的空间位置和产出状态，称为岩层的产状。 水平岩层；倾斜岩层；直立岩层；倒转岩层,第一节 岩层产状,二、岩层产状要素 走向、倾向和倾角 1走向:(走向线) 2倾向(视倾斜线、真倾斜线)（真倾向、视倾向） 3倾角（真倾角、视力倾角）,第一节 岩层的产状,第一节 岩层的产状,真倾角与视倾角之间有如下的关系tg=tgcos或tg=tgsin r 当=0时，cos=1,则tg=tg, =.表示剖面方向垂直岩层走向。当=90时，cos=0，则tg=0，=0，表示剖面的方向与岩层走向相一致 真倾角和视倾角的换算可直接查阅倾角换算表,第一节 岩层的产状,三、岩层产状的测定和表示方法 （一）产状的测定（地质罗盘） 1直接测定法,第一节 岩层的产状,第一节 岩层的产状,2间接测定法 1）巷道迎头,第一节 岩层的产状,2）三点法： 1、位于同一层面又不在一条直线上；2、坐标及标高均为已知；3、三点产状基本稳定,第一节 岩层的产状,（三）岩层产状的表示方法 1方位角记录法：此法只记倾向和倾角 如13530，前面是倾向方位角，后面是岩层倾角 ；目前常用的方法 2象限角记录法 N45E25SE或者S45W25SE 3、符号表示法,第一节 岩层的产状,一、褶皱的基本概念 （一）褶皱 与褶曲 褶皱:岩层或岩体在地应力长期作用下形成的波状弯曲。 褶曲:褶皱岩层中的一个弯曲，它是褶皱构造的基本单位。,第二节 褶皱构造,（二）褶曲的基本形式 1背斜:岩层向上弯拱的褶曲，核部是老岩层，两侧是新岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相反倾斜 . 2向斜:岩层向下弯拱的褶曲，核部是新岩层，两侧是老岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相对倾斜,第二节 褶皱构造,（三）褶曲要素 1核部; 2翼部 ; 3翼角; 4转折端; 5轴面; 6轴线和轴迹; 7枢纽;8.脊线和槽线,第二节 褶皱构造,二、褶曲的分类 （一）横剖面上的形态分类 1直立褶曲; 2斜歪褶曲; 3倒转褶曲,第二节 褶皱构造,（二）纵剖面上的形态分类(枢纽) 1水平褶曲; 2倾伏褶曲,第二节 褶皱构造,自然界中的褶曲枢纽几乎都是倾伏的，水平褶曲常是它的一部分,第二节 褶皱构造,第二节 褶皱构造,第二节 褶皱构造,第二节 褶皱构造,第二节 褶皱构造,（三）平面上的形态分类 1线形褶曲(10:1 ); 2短轴褶曲(10:13:1 ); 3穹窿和构造盆地(3:1 ),第二节 褶皱构造,第二节 褶皱构造,第二节 褶皱构造,第一节 褶皱构造,(四)剖面上褶曲组合形态分类 1、复背斜和复向斜； 2、隔档式和隔槽式褶皱； 3、同斜褶皱。,第二节 褶皱构造,第二节 褶皱构造,第一节 褶皱构造,三、褶皱构造的观测与研究 （一）平面图: 主要根据地层的对称重复出露同时结合岩层地质界线与地形等高线的关系加以综合分析.,第二节 褶皱构造,（二）褶皱形态的研究 主要是对褶曲要素的研究： 1、确定褶曲的位置和基本形式 2、测定主要褶曲要素的产状 3、确定类型和组合类型。,第二节 褶皱构造,（四）. 褶曲的描述 1） 名称：地名褶曲类型 2） 核部地层、两翼地层及两翼地层产状 3） 轴面产状、轴迹走向 4） 褶曲的形成时代 5） 与相邻褶曲的关系。,第二节 褶皱构造,（五）. 褶曲形成时代的判别 1） 根据地层之间角度不整合接触关系来确定。它介于角度不整合面之下最新地层形成之后的时代与角度不整合面之上最老地层形成之前的时代之间。 2）根据较大的区域地质构造演化史推测本区褶曲形成的时代。如下图：,第二节 褶皱构造,图中存在两个角度不整合面： K2与下伏地层之间； J2与下伏地层之间。 C、P、T组成的褶皱是T以后J2之前的J1，J3以后与K2以前的K1两次地壳运动形成的；J23组成的褶皱仅经过K1地壳运动形成的。,第二节 褶皱构造,断裂构造 :岩层受力后产生变形，当应力达到或超过岩层的强度极限时，岩层的连续完整性遭到破坏，在岩层一定部位和一定方向上产生的破裂称为断裂构造. 一、节理 岩层断裂后，两侧岩块未发生显著位移的断裂构造称为节理(裂隙)。 1. 节理面: 平直、弯曲。节理面的产状有直立的、倾斜的或水平的。,第三节 断裂构造- 节理,总是成群出现，组合规律。 2.节理组:通常把同一时期形成的，具有同一力学性质的，且相互平行或大致平行的一组节理，称为节理组。 3.节理系:把同时期具有成因联系的两个或两个以上的节理组称为节理系。 节理的规模大小不等，小者数厘米，大者几十米，甚至更长。,第三节 断裂构造 节理,（一）节理的分类 1节理的成因分类 （1）原生节理 指沉积岩在形成过程中，沉积物脱水和压缩后所生成的节理，如泥裂及煤层中的内生裂隙等，它们的分布有一定的局限性。 （2）次生节理 构造节理（地壳运动）、非构造节理（外地地质作用、人为）,第三节 断裂构造节理,2节理的力学性质分类 （1）张节理 常见的有两组 一组是与褶曲轴垂直的节理称为横张节理； 另一组是与褶曲轴平行的节理称为纵张节理。,第三节 断裂构造-节理,褶皱产生的张节理示意图,第三节 断裂构造-节理,（2）剪节理 构造运动所产生的剪切应力作用形成的节理,第三节 断裂构造节理,3. 节理的产状分类 根据节理产状与岩层产状的关系，分为四种： 1）走向节理：节理走向大致与岩层走向平行。 2）倾向节理：节理走向大致与岩层走向垂直，与岩层倾向大致平行。 3）斜向节理：节理走向与岩层走向斜交。 4）顺层节理：节理面与岩层面大致平行。,第三节 断裂构造节理,（二）节理的识别标志 1张节理的识别标志 （1）节理面粗糙不平，常张开，易被矿脉充填呈楔状、扁豆状或其它不规则形状。 （2）产状不稳定，延伸不远，单条节理短而弯曲，砾岩中绕砾石而过。 （3）组合形态常呈不规则的树枝状，有时呈雁行排列，有时追踪张节理发育而呈锯齿状 （4）尾端变化呈杏仁状结环和树枝状多级分叉,第三节 断裂构造-节理,2剪节理的识别标志 （1）节理面平直光滑，常闭合，有时有擦痕、镜面，有时矿脉充填。 （2）产状稳定，沿走向和倾向延伸较远，常切穿砾石，岩脉或结核 （3）组合形态常成组出现，往往等距排列，两组发育常组成X型共轭节理系 （4）尾端变化呈菱形结环、转折、分叉,第三节 断裂构造,第三节 断裂构造节理,第三节 断裂构造节理,第三节 断裂构造-节理,羽 状 节 理,张节理及沿节理贯入的石英脉,剪节理，节理面平直，延伸长而稳定,原生节理-张节理,（二） 节理的观测与研究 1. 观测 1）选择和建立观测点 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。 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 （171页表4-2） 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。,第三节 断裂构造-节理,（二） 节理的观测与研究 1. 观测 1）选择和建立观测点 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。 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 （125页表4-2） 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。,第三节 断裂构造-节理,2. 研究 1）数理统计 节理密度：指垂直节理走向上单位距离内节理的条数。 节理裂隙度：垂直节理走向上单位距离内节理缝隙宽度。 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。,第三节 断裂构造-节理,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。主应力方向NEE-SWW,第三节 断裂构造-节理,二、断层 岩层受地应力作用后发生破裂，在力的继续作用下，两侧岩块沿破裂面发生显著相对位移的断裂构造称为断层。 （一）断层要素 1断层面（产状）。断层破碎带 ；2断盘；3断层线 煤层底板与断层面的交线，断煤交线（交面线）。 上盘断煤交线、下盘断煤交线。,第三节 断裂构造-断层,第三节 断裂构造-节理,第三节 断裂构造-节理,（二）断距 断层两盘同一岩层面相对位移的距离称为断距 在垂直于岩层走向的剖面上可测得的断距有： 1、地层断距；2、水平地层断距；3、铅直地层断距 在垂直于断层走向的剖面上可测得的断距有： 1、落差；2、平错（水平断距）；3、斜断距,第三节 断裂构造-断层,. 断层的断距,（1）断距,总断距(滑距)是断层两盘相对错开的真正距离 H总,在垂直于岩层走向的剖面上可测得的断距有： 1、地层断距；2、水平地层断距；3、铅直地层断距,练习：在井下石门巷道有一断层，用皮尺测得水平地层断矩为35m,岩层倾角为30，请计算出地层断距和铅直地层断矩，如果在与斜交岩层走向的剖面（巷道），以上哪个断距是固定不变？,在垂直于断层走向的剖面上可测得的断距有： 1、落差；2、平错（水平断距）；3、斜断距,练习2：在垂直于断层走向的剖面，所测得的断距有哪些？ 练习3：在垂直于地层走向的剖面所测得的断距有哪些？ 练习4：在与岩层倾向一致的剖面上，所测得的断距有哪些？ 练习5：在垂直于断层走向的剖面上（巷道），测得断层倾角为60，在巷道中测得水平断距为48m,求出斜断距、落差？,第三节 断裂构造-断层,（三）断层分类 1根据断层两盘相对位移方向分类 （1）正断层 （2）逆断层 (45 逆冲断层;4525 逆掩;25 辗掩) （3）平移断层,第三节 断裂构造-断层,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。,第三节 断裂构造-断层,正断层,C22t,C21b,C22t,C21b,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。,第三节 断裂构造-断层,平移断层 断层的两盘沿断层面走向发生移动的断层。,第三节 断裂构造-断层,枢纽断层： 断层两盘以断层面上的某一点为枢纽中心发生相对旋转滑动。,第三节 断裂构造-断层,逆断层 山西柳林县成家庄，石炭系本溪组,2根据断层走向与岩层走向关系分类 （1）走向断层 （2）倾向断层 （3）斜交断层,第三节 断裂构造-断层,3. 根据断层走向与褶皱轴向关系的分类 纵断层 横断层 斜断层,第三节 断裂构造-断层,第三节 断裂构造-断层,（四）断层的组合型式 1地堑和地垒 2阶梯状构造 3叠瓦状构造,第三节 断裂构造-断层,（六）断层存在的标志 1煤、岩层不连续 2构造不连续 3地层的重复与缺失 4断层面的擦痕与阶步 5. 断层角砾，断层泥 6地貌标志 7）褶曲轴线的错动和 核部的宽窄变化,第三节 断裂构造-断层,走向断层造成的岩层重复与缺失,第三节 断裂构造-断层,第三节 断裂构造-断层,山脊错开(断层三角面)，地貌上形