04 地质构造

地质构造：指构成地壳的岩层或岩体在外力作用下所发生的变形与变位。1、构造变动：由地壳运动引起的岩层的变形与变位。地壳中的地质构造绝大多数属于构造成因。构造变动是地质学尤其是构造地质学的主要研究对象。2、非构造变动：由于重力作用、地下水、风化、冰川等作用，使岩层或岩体发生局部变形。这种作用不是地壳运动的直接表现。非构造变动规模不大，分布局限，不是构造地质学的主要研究对象，但它的存在影响了对矿区地质构造的全面认识。单斜构造褶曲构造断裂构造组合构造褶曲一翼断层一盘WE4.1岩层产状4.2褶皱构造4地质构造4.3断裂构造本章目录4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定1.岩层界面及岩层厚度变化平行的或近似平行的两个层面所限制的层状岩石，称为岩层。岩层的上界面，称顶面(或上层面)；下界面，称底面(或下层面)。岩层顶，底面之间的垂直距离为岩层的真厚度。某一地质历史时期形成的岩层—地层4地质构造4.1岩层产状4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定1.岩层界面及岩层厚度变化厚度稳定1.夹层2.变薄3.尖灭4.透镜体4地质构造4.1岩层产状4地质构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定2.岩层的产状要素1）走向岩层层面与任一假想水平面的交线（也就是同一层面上等高程两点的连线）称为走向线。走向线的方位角即为岩层的走向。走向表示岩层在地面上延伸的方向。2）倾向岩层面上与走向线相垂直并沿斜面向下所引的直线（具有最大坡度），称倾斜线或真倾斜线。倾斜线在参考水平面上的投影线，称倾向线；倾向线所指的方向，即为岩层的倾向。倾向与走向垂直。在岩层面上凡与走向线斜交的任一直线均为视倾斜线，其在参考水平面上的投影线所指的倾斜方向，称为视倾向。4.1岩层产状岩层的产状岩层的产状是指岩层的空间位置。用于描述岩层在空间展布特征。一般岩层的产状用走向、倾向、倾角表示。走向、倾向、倾角称为岩层产状的三要素。2.岩层的产状要素4.1岩层产状倾角倾向走向1）走向指岩层面与水平面的交线走向是直线，有两个方向，方向用方位角表示。如走向的一个方位角是30°，可称岩层的走向是30°，也可称岩层的走向为210°。4.1岩层产状α2）倾向在岩层面上沿岩层面的倾斜方向垂直走向的直线称倾斜线。倾斜线在水平面上的投影线所指的岩层面倾斜方向称倾向。倾向与走向相互垂直。倾角倾向走向α4.1岩层产状2）倾向倾向是射线，只有一个方向，方向用方位角表示。如倾向的方位角是120°，可称岩层的倾向120°倾角倾向走向α4.1岩层产状3）倾角倾斜线与其在水平面上的投影线(倾向线)之间的夹角。倾角倾向走向α4.1岩层产状4.1岩层产状二）岩层的产状4）视倾角与真倾角CωαFDγβAEB图4-2真倾角和视倾角的关系ABCD-岩层层面；ABEF-水平面；AB、CD-走向线；AFD--与走向垂直的断面；β-岩层走向线与视倾向线；γ-视倾角，BF--夹角α--真倾角；BFD--与走向斜交的任一断面；ω-真倾向与任意剖面方向的视倾向间的夹角CωαFDγβAEB图4-2真倾角和视倾角的关系ABCD-岩层层面；ABEF-水平面；AB、CD-走向线；AFD--与走向垂直的断面；β-岩层走向线与视倾向线；γ-视倾角，BF--夹角α--真倾角；BFD--与走向斜交的任一断面；ω-真倾向与任意剖面方向的视倾向间的夹角4.1岩层产状tgγ=tgαcosω5）地质罗盘4.1岩层产状5）地质罗盘4.1岩层产状4地质构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定3.岩层产状要素的测定方法在使用前必须进行磁偏角的校正。因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不相重合，地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致，这两方向间的夹角叫磁偏角。地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏，偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。4.1岩层产状4地质构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定3.岩层产状要素的测定方法测定岩层产状的方法，通常分为2种：1）岩层产状的直接测定法目前仍然使用地质罗盘直接测定岩层产状要素。4.1岩层产状1)直接测定法测量岩层走向罗盘的长边紧贴岩层面，水准起泡居中，磁针静止后磁针所指的刻度即为岩层走向。4.1岩层产状4地质构造罗盘的短边紧贴岩层面，水准起泡居中，磁针静止后磁北针所指的刻度即为岩层倾向。4地质构造1)直接测定法测量岩层倾向4.1岩层产状二、产状的测量罗盘的长边紧贴岩层面上的倾斜线直立放置，拨动底盘背面的半圆形金属片使倾斜仪上的柱状水准气泡居中，倾斜仪中线所指的角度即为岩层倾角。1)直接测定法测量岩层倾角4.1岩层产状4地质构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定3.岩层产状要素的测定方法2）岩层产状的间接测定法在实际工作中，有时受地形、露头条件的限制而不能用地质罗盘直接测定产状时，就需要采用间接确定产状的方法求出岩层的产状要素。常用的间接方法有以下2种:4.1岩层产状4地质构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定3.岩层产状要素的测定方法（1）三点法求岩层产状当岩层的倾角很缓，用罗盘不易确切测定其产状，或岩层深埋地下不能直接测量其产状时，可以利用同一岩层面上3个点的标高资料，间接求出岩层产状。3个条件：3个点位于同一层面且不在一条直线上；3个点的坐标和高程均已知；3个点的范围内岩层产状没有变化。4.1岩层产状4地质构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定3.岩层产状要素的测定方法（1）三点法求岩层产状括号中数字为高程4.1岩层产状4地质构造4.1岩层产状4地质构造4.1岩层产状4地质构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定3.岩层产状要素的测定方法2）岩层产状的间接测定法（2）在地形地质图上求岩层产状倾斜岩层的露头线是岩层面与地面的交线，因此露头线上的点既在岩层面上又在地表面上。如图所示A、B两点为标志层K1的顶面与100m地形等高线的两个交点，联结A、B点，则AB即为K1顶面的100m高程走向线；然后，再找出K1顶面与200m地形等高线交于C、D两点，则CD线为Kl顶面200m标高走向线；EF垂直于AB及CD，EF为倾向线；EG等于100m，故α为K1的倾角。由量角器量得AB(或CD)和EF的方位角及α角的度数，即得到标志层K1的产状。4.1岩层产状4地质构造（2）在地形地质图上求岩层产状如图所示A、B两点为标志层K1的顶面与100m地形等高线的两个交点，联结A、B点，则AB即为K1顶面的100m高程走向线；然后，再找出K1顶面与200m地形等高线交于C、D两点，则CD线为Kl顶面200m标高走向线；EF垂直于AB及CD，EF为倾向线；EG等于100m，故α为K1的倾角。由量角器量得AB(或CD)和EF的方位角及α角的度数，即得到标志层K1的产状。4.1岩层产状地质地形图上求煤层产状岩层产状的记录方法某岩层走向50°（或230°），倾向140°，倾角30°。记录如下：（1）方位角全面记录：50°SE∠30°，N50°SE∠30°，NE50°SE∠30°（2）方位角简单记录：140°∠30°，N140°∠30°（3）象限角全面记录：N50°E，SE∠30°（4）象限角简单记录：S40°E，SE∠30°产状在地质图上的表示方法：在图件的相应位置上标出30°┤，1：2000~1：10000的图件：长线7mm，短线2mm；1：25000~1：50000的图件：长线5mm，短线1mm。4.1岩层产状文字记录60°30°水平岩层倾斜岩层直立岩层倒转岩层4.1岩层产状α倾角倾向走向产状的表示方法：(倾向)(倾角)120°∠55°55°4.1岩层产状4地质构造4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4.1.2.1水平岩层1.水平岩层的特点产状呈水平或近水平的岩层称水平岩层。水平岩层面上各点的高程大致相等。绝对水平的岩层是没有的，水平岩层是指受构造运动影响较轻微的某些地区或大规模均匀上升或下降的地区的岩层。一般倾角小于5°的岩层被认为是水平岩层。水平岩层中，较新的总是位于较老的岩层之上。当地形被切割时，老岩层总是出露在低洼地方，而较新的岩层总是出露在较高的位置。4.1岩层产状4地质构造北美峡谷中的水平岩层4.1岩层产状4地质构造4.1岩层产状2.水平岩层在地形地质图上的表现水平岩层在地质图上具有以下特点：（1）岩层的出露情况，决定于地形的切割深度。地形切割越轻微，地表出露的岩层越单一，地质图上的颜色及符号越少，图面也越简单；反之，地形切割越深，越剧烈，地面出露的地层就越多，越老，地质图也就越复杂。4地质构造4.1岩层产状4地质构造（2）水平岩层的层面为水平面，故地层界线与地形等高线平行一致。4.1岩层产状4地质构造2.水平岩层在地形地质图上的表现（3）水平岩层区中，新岩层位于老岩层之上，故最老的岩层一定出露在地形最低的地方---河谷或冲沟中；最新的岩层出露在地形最高的地方---分水岭及山顶上。从河谷到山顶，地层由老到新，依次分布。4.1岩层产状4地质构造4）地质界线和地形等高线在河谷中均呈“V”字形弯曲，尖端指向上游；在山顶，则呈封闭曲线。4.1岩层产状4地质构造2.水平岩层在地形地质图上的表现（5）同一岩层顶、底界线的高程差，等于该岩层的真厚度。（6）水平岩层的露头宽度，取决于岩层厚度及地形坡度。当地形坡度一定时，露头宽度与岩层厚度成正比，即岩层厚度大，露头宽度也大，岩层厚度小，露头宽度也小。当岩层厚度一定时，露头宽度与地形的坡角大小成反比。即坡度越大，露头宽度越小；坡角越小，露头宽度越大。坡角等于90°时(即悬崖处)，岩层的顶底界线重合，其露头宽度等于零4.1岩层产状露头宽度:顶、底面露头线的水平距离4地质构造4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4.1.2.1水平岩层3.利用地形地质图绘制水平岩层地质剖面图在绘制水平岩层剖面图绘制之前，首先需在地形地质图上选择剖图线。剖面线位置的选择应遵循2个原则：其一，剖面应尽可能切穿各地质时代的岩层；其二，剖面要尽可能的切穿区内最高与最低的地形点，以反映出区内的地形特征。′K21J3J2J13T2（b）KTII图4-1水平岩层地质图及剖面图a-地质图；b-剖面图；1-白垩系上统；2-白垩系下统；3-侏罗系上统；4-侏罗系中统；5-侏罗系下统；6-三叠系上统；7-三叠系中统；8-地层界线；9-地形等高线；10-剖面线水平岩层剖面图4.1岩层产状4地质构造4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4.1.2.1水平岩层3.利用地形地质图绘制水平岩层地质剖面图剖面图的制作方法是：先在地质图上标明剖面位置，然后在剖面纸上画一条水平基线，其线的长度等于剖面线的长度；在水平基线的两端分别绘出垂线，并按比例尺将垂线划分为若干等分，使每等分的长度等于地形等高线的等高距，等分线段的数目应多于剖面线所切过的地形等高线的数目；过垂直线上的各等分点，作平行于基线的水平线，并在垂线外侧注明标高，这些平行于基线的水平线称高程线；将地形地质图上的剖面线和地形等高线的各个交点一一移注到剖面图相应高程的水平线上，然后把移注的各点用圆滑曲线连接起来，得到地形剖面线；再将剖面线与地层界线的交点一一移注到地形剖面线上，最后根据地质产状绘制出地质剖面图。4.1岩层产状先绘制地形剖面，然后再绘制地质剖面。4.1岩层产状4地质构造4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4.1.2.2倾斜岩层1.倾斜岩层的特点层面与参考水平面有一定交角，且倾向基本一致的岩层称倾斜岩层。根据组成倾斜岩层的岩层面向，可分为正常层序的倾斜岩层和倒转层序的倾斜岩层。2.倾斜岩层在地形地质图上的特征(3种情况)（1）岩层倾向与坡向一致、且岩层倾角大于地形坡角（2）岩层倾向与坡向一致、且岩层倾角小于地形坡角（3）岩层倾向与地形坡向相反时4.1岩层产状4地质构造（1）岩层倾向与坡向一致、且岩层倾角大于地形坡角4.1岩层产状河谷、山脊都为“V”字形，河谷尖端与指向与倾向一致，指向向下游，山脊相反。地形地质图上，露头线的弯曲方向与地形等高线相反。