地质构造

煤矿地质学主讲：刘顺喜[e-mail]：15978781962河南理工大学资源环境学院提问：1.常用地层单位有哪些？2.岩石地层单位有哪些?3.什么是年代地层单位、地质年代单位第四章地质构造4.1岩层产状4.2地层接触关系4.3褶皱构造4.4断裂构造4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4.1岩层产状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☆概念地质构造：指地质体（岩层、岩体、矿体等）存在的空间形式、状态及相互关系，是地壳运动所造成的岩石（或矿体）变形、变位等现象。表现主要形式：褶皱变动是岩层发生弯曲但岩层是连续的；断裂变动是岩层的连续性遭到破坏、岩层中产生了破裂面。单斜构造☆概念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褶曲构造☆概念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断裂构造☆概念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组合构造褶曲一翼断层一盘WE☆概念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岩层：由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性组成的层状岩体。顶面、底面、真厚度、尖灭、透镜体上层面下层面H☆概念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4.1岩层产状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（岩层产状的三要素）走向有两个方向，相差180°。方向用方位角表示。如走向的一个方位角是NE55°，或SW235°☆走向4.1岩层产状4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定2岩层的产状要素走向：指岩层面与假象水平面的交线方向，它标志者岩层的延伸方向。交线称走向线倾向一般用地理方位角表示，如SE145°，数值与走向相差90°☆倾向4.1岩层产状4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定2岩层的产状要素倾斜线：层面上与走向垂直的线（指向下方）倾向：倾斜线在水平面上的投影☆倾角4.1岩层产状4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定2岩层的产状要素倾角（真倾角）：倾斜线与其在水平面上的投影线(倾向线)之间的夹角。☆倾角4.1岩层产状4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定2岩层的产状要素视倾角：视倾斜线与视倾向之间的夹角。真倾角是层面与水平面所夹的最大角。α—倾角；β、β’—视倾角；ω—真倾向与视倾向之间的夹角。☆tanβ=tanα.cosωα☆罗盘直接测定4.1岩层产状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☆罗盘直接测定4.1岩层产状测量岩层走向:打开罗盘盖,打开前方照准器,松开磁针制动器,用罗盘底盘和盖的同一侧靠紧岩层面,移动罗盘直至圆形水准器气泡居中,此时北针所指外刻度盘上的度数,即为罗盘前方照准器所指岩层的走向,而南针所指度数则为后方照准器所指岩层的走向,二走向之间相差180°。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☆罗盘直接测定4.1岩层产状测量岩层倾向:打开罗盘盖，打开前方照准器，松开磁针制动器，用罗盘底盖贴在岩层面上，前方照准器对准岩层倾斜方向，移动罗盘的底盘使之处于水平状态，直至圆水准器中气泡居中，此时,磁北针所指外圈刻度盘上的度数即为岩层面的倾向。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☆罗盘直接测定4.1岩层产状测量岩层倾角:打开罗盘盖，打开前方照准器，用罗盘底盘和罗盘盖相同的一侧贴在倾斜岩层面上，并使之平行倾斜岩层面的倾斜线，用手指拨动底盘背后的黑色金属手柄，直至管状水准器中气泡居中，此时，测斜仪指针所指的内圈刻度盘上的度数就是倾斜岩层面的倾角。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☆罗盘直接测定4.1岩层产状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穿层巷道中测定☆三点法间接测定产状4.1岩层产状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☆三点法间接测定产状4.1岩层产状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☆三点法间接测定产状4.1岩层产状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4.1岩层产状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求该煤层的产状：某倾斜岩层区，有3个钻孔，其平面坐标（X、Y）及见煤高程（Z）如下：A钻孔Y=9200mX=890mZ=200mB钻孔Y=9460mX=710mZ=100mC钻孔Y=9130mX=540mZ=-100m☆三点法间接测定产状提问：3.用罗盘直接测定岩层产状4.三点法间接测岩层产状124.1岩层产状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☆在地质地形图上求岩层产状CDABEFG4.1岩层产状4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定4岩层产状的表示方法☆文字表示法★方位角表示方法:一般只测量和记录岩层的倾向和倾角,例如:220°∠35°（NW310°/SW∠35°）前一读数为岩层的倾向,后一读数为岩层的倾角★象限角表示方法:以北和南的方向作为0度,一般测量和记录岩层的走向、倾角和倾向,N50°W/SW∠35°即岩层走向为北偏西50°,岩层向南西倾斜，倾角为35°,一岩层走向310°，倾向220°，倾角35°特殊岩层的产状水平岩层:倾角=OO无走向和倾向∞直立岩层:倾角=90O无倾向4.1岩层产状☆符号表示法4.1.1岩层产状的概念及产状要素测定4岩层产状的表示方法60°30°水平岩层倾斜岩层直立岩层倒转岩层箭头指向新地层弯线表示倒转后岩层的倾向箭头指向老岩层，数字为倾角露头：是一些暴露在地表的岩石。常在山谷、河谷、陡崖以及山腰和山顶等位置出现。露头线：是指岩层层面(或断层面、节理面等)与地面的交线。它的形态取决于岩层的产状和地面起伏即地形状况。⑴天然露头：自然暴露的露头。⑵人工露头：经人为作用暴露在路边、采石场和开挖基坑中露头。4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征1露头岩层有水平状态和倾斜状态，直立状态其露头线分布特征也是不相同的4.1岩层产状☆等高线4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征2等高线用相同高度的水平面相切某一地形，其相切的交线投影在同一平面上，即得到这一地形的等高线。4.1岩层产状☆等高线4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征2等高线山脊及其等高线山脊：由山顶延伸到山脚的凸棱。山脊两侧倾向相反，两侧面相交所成的棱线为山脊线。4.1岩层产状☆等高线4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征2等高线山谷及其等高线山谷：两山脊之间的凹地。4.1岩层产状☆水平岩层的特点4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征3水平岩层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。水平岩层4.1岩层产状☆水平岩层在地形地质图上的特征4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征3水平岩层（1）在地形地质图上，岩层的地质界线与地形等高线平行或重合，在山顶或孤立的山丘上地质界线呈封闭的曲线，在沟谷中呈尖齿状条带，其尖端指向上游；（2）一套水平岩层，老地层在下，新岩层在上。4.1岩层产状☆水平岩层在地形地质图上的特征4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征3水平岩层（3）岩层顶、底面之间的垂直距离是岩层的厚度，水平岩层的厚度即为其顶、底面标高差。（4）岩层出露宽度是其顶、底面出露线间的水平距，水平距的大小取决于岩层厚度和地面坡度。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4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征3水平岩层☆水平岩层在地形地质图上的特征读图4.1岩层产状☆利用地形地质图绘制水平岩层剖面图4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征2水平岩层剖面图的画法：1.作基线2.转原图3.作标高4.作投影剖面线位置的选择：（1）剖面应尽可能切穿各地质时代的岩层（2）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。4.1岩层产状☆倾斜岩层的特点4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层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。4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层“V”字形法则当倾斜岩层倾向与地面坡向相同时，并且岩层倾角大于地面坡角时，岩层出露界线与地形等高线方向相反☆倾斜岩层在地质图上的特征（1）相同相反4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层“V”字形法则☆倾斜岩层在地质图上的特征（2）相同相同当倾斜岩层倾向与地面坡向相同时，并且岩层倾角小于地面坡角时，岩层出露界线与地形等高线弯曲方向相同，且弯曲程度大于等高线4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层“V”字形法则☆倾斜岩层在地质图上的特征（2）相反相同当倾斜岩层倾向与地面坡向相反时，岩层出露界线与地形等高线弯曲方向相同，但岩层的弯曲程度小于等高线的弯曲程度在小比例尺倾斜岩层地形地质图上，地形对露头形态与露头宽度的影响不很明显，故图面比较简单，岩层露头基本上沿走向呈条带状展布，只有在较高、较陡的山脊上与较陡、较深的沟谷中，露头线局部显示“V”字形弯曲4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层☆倾斜岩层在地质图上的特征小比例尺地图判断是不是倾斜岩层大比例尺地图4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层☆利用地形地质图确定岩层露头线4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层☆利用地形地质图绘制倾斜岩层地质剖面图方法同水平岩层4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层☆倾斜岩层煤层底板等高线的编制煤层底板等高线：煤层底板面与水平面的交线。4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征3倾斜岩层☆倾斜岩层煤层底板等高线的编制(1)插入法已知若干钻孔煤层底板标高，用内插法求4.1岩层产状4.1.2不同产状的岩层在地质图上的特征4倾斜岩层☆倾斜岩层煤层底板等高线的编制(2)剖面法旋转剖面图寻找寻找基准点作垂线4.2地层接触关系构造运动:由地球内动力引起的地壳物质发生变位、变形的机械运动。按运动方向分为水平运动、垂直运动河流阶地地层的接触关系是指上下两套新和老的地层之间的在时间和空间上的相互关系。4.2地层接触关系整合接触：是指上下两套地层的产状一致，时代连续，无沉积间断。不整合接触：是指上下两套地层时代不连续，即两套地层之间有地层缺失。平行不整合、角度不整合不整合面也就是古剥蚀面，在这个面上常有底砾岩（其砾石为下伏地层的岩石碎块），有时还保存着古风化壳或古土壤层。下降沉积→上升、接受剥蚀，沉积间断→再下降，再沉积平行不整合（也称假整合）表现为上、下两套地层之间缺失了一些时代的地层，但两套地层产状彼此平行。4.2地层接触关系下降，接受沉积→褶皱上升、断裂、岩浆活动、岩石变质、接受剥蚀，沉积间断→再次下降，接受沉积角度不整合表现为上、下两套地层时代不连续，接触面上下两套地层产状斜交。4.2地层接触关系角度不整合(P2/C法国阿尔卑斯山)P2C角度不整合本节课结束煤矿地质学