1、工程地質(zhì)學(xué)授課者 劉忠玉1第二章 地質(zhì)構(gòu)造2第一節(jié) 概 述3地殼運(yùn)動(dòng)：又稱(chēng)為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，包括水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)。晚第三紀(jì)以前的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，晚第三紀(jì)以后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，人類(lèi)歷史時(shí)期發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)稱(chēng)現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。其中，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)于現(xiàn)代地形、地表的改造，海陸分布和沉積物性質(zhì)起著主導(dǎo)作用，對(duì)工程建筑影響較大，對(duì)防震、抗震的研究也有一定的指導(dǎo)意義。 4第二節(jié) 地質(zhì)年代 5一、 地質(zhì)年代(geological age; geologic period)相對(duì)年代與絕對(duì)年代 相對(duì)年代(relative age)代表地質(zhì)體的生成及地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序 絕對(duì)年代(absolute chro

2、nology)即同位素年齡(isotopic age)，代表地質(zhì)體形成或地質(zhì)事件發(fā)生距今的時(shí)間地層stratum是指具有一定的空間位置和特定的時(shí)代意義的一層或一組巖石。它可以是固結(jié)的巖石，也可以是沒(méi)有固結(jié)的松散堆積物，一般由沉積巖或具有層狀特征的火山巖和變質(zhì)巖組成。 6（一）同位素年齡（絕對(duì)年齡）的確定 原理：根據(jù)保存在巖石中的放射性元素的母體同位素的含量和子體同位素的含量分析，多長(zhǎng)時(shí)間才能有這樣子體D和母體N的比例，關(guān)鍵是放射性元素的固定的衰變常數(shù)。 t=1/ln(1+D/N) 衰變常數(shù) 常用的測(cè)年同位素 K Ar Rb Sr U Pb, 年代新（新生代或考古）常用C147（二）相對(duì)地質(zhì)年代

3、的確定 1、地層層序律 ( Law of superposition)原始產(chǎn)出的地層具有下老上新的層序規(guī)律 。（地層形成時(shí)是水平或近于水平的，先形成的位于下部，后形成的位于其上部）注意：原始產(chǎn)出的下老上新，并非現(xiàn)在野外見(jiàn)到的地層都是下老上新，其中又有后期地殼運(yùn)的改造。 對(duì)于后期地殼運(yùn)動(dòng)使地層變動(dòng)（傾斜、倒轉(zhuǎn)）的地層層序可用沉積構(gòu)造中的層面構(gòu)造（波痕、泥裂、遞變層理等）作為“示底構(gòu)造”恢復(fù)頂?shù)缀?，判斷先后順序?（a）正常層序 （b）倒轉(zhuǎn)層序92、生物層序律 (Law of faunal succession) 化石埋藏在巖層中的地質(zhì)歷史時(shí)期的生物遺體或遺跡，（硬體、殼、骨、蛋及活動(dòng)痕跡）。保留

4、了生物的硬體結(jié)構(gòu)。生物的演化是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低級(jí)到高級(jí)不斷發(fā)展，不可逆的演化的 。年代越老的地層中所含生物越原始，越簡(jiǎn)單、越低級(jí)；年代越新的地層所含生物越進(jìn)步、越復(fù)雜、越高級(jí)。不同時(shí)期地層中含有不同類(lèi)型的化石及其組合，而相同時(shí)期且在相同相通的地理環(huán)境下所形成的地層（只要原先海或陸相通，無(wú)論相距多遠(yuǎn)）都含有相同的化石及其組合。 10 恐龍 大羽羊齒 石燕 筆石 珠角石 三葉蟲(chóng) 1112133、巖性對(duì)比法在同一地質(zhì)時(shí)代，同樣的環(huán)境下形成的地層，其巖石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖層組合應(yīng)該是相似的。因此，可以根據(jù)巖性特征對(duì)比來(lái)確定某一地區(qū)巖石地層的年代。一般是利用已知相對(duì)年代，且具有某種特殊性質(zhì)和特征易為人

5、們辨認(rèn)的“標(biāo)志層”來(lái)進(jìn)行對(duì)比。例如，我國(guó)華北奧陶紀(jì)中期，普遍沉積的是質(zhì)純的石灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，廣西、湖南一帶的泥盆紀(jì)早期地層為紫紅色的砂巖等，這些都可以作為“標(biāo)志層”。此外，還可利用地層中含燧石結(jié)核的灰?guī)r、硅質(zhì)層、碳質(zhì)層等特征來(lái)作為“標(biāo)志層”。 巖性對(duì)比法，一般用于地質(zhì)年代較老而又無(wú)化石的“啞地層”。對(duì)含有化石的地層，可與古生物學(xué)方法結(jié)合運(yùn)用，相互印證。143、切割律(law of dissection) 侵入者年代新，被侵入者年代老，切割者年代新，被切割者年代老。 包裹者新，被包裹者老。不整合面以下的巖層老。15二、同位素年齡（絕對(duì)年齡）的確定 原理：根據(jù)保存在巖石中的放射性元素的母體同位素

6、的含量和子體同位素的含量分析，多長(zhǎng)時(shí)間才能有這樣子體D和母體N的比例，關(guān)鍵是放射性元素的固定的衰變常數(shù)。 t=1/ln(1+D/N) 衰變常數(shù) 常用的測(cè)年同位素 K Ar Rb Sr U Pb, 年代新（新生代或考古）常用C1416二、地質(zhì)年代表 編年單位 地質(zhì)年代單位 年代地層單位 宙eon 宇eontherm 代era 界erratum 紀(jì)period 系system 世epoch 統(tǒng)series 宙：2個(gè)，隱生宙和顯生宙 代：5個(gè)，隱生宙（太古代、元古代）、顯生宙（古生代、中生代、新生代） 紀(jì)：古生代（6個(gè)：寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)）、中生代（3個(gè)：三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、

7、白堊紀(jì)）、新生代（2個(gè)：第三紀(jì)、第四紀(jì)） 世：一個(gè)紀(jì)分為三個(gè)或兩個(gè)世，稱(chēng)為早世、（中世）、晚世，并在紀(jì)的代號(hào)右下角分別標(biāo)出1，2，3表示。（注：統(tǒng)相應(yīng)地稱(chēng)為下統(tǒng)、中統(tǒng)、上統(tǒng)） 17第三節(jié) 地層產(chǎn)狀與地層接觸關(guān)系18札達(dá)土林。經(jīng)過(guò)流水侵蝕形成的水平巖層地貌，以粉細(xì)砂巖和黏土為主19一、巖層的產(chǎn)狀 (attitude of stratum) 1、巖層產(chǎn)狀三要素： 走向strike：層面與水平面交線(xiàn)的延伸方向 傾向dip：層面上與走向垂直并指向下方的直線(xiàn)的水平投影方向 傾角dip angle：層面與水平面的夾角。包括真傾角和視傾角。 202、巖層產(chǎn)狀的表示方法（1）走向/傾向（象限）、傾角，如330

8、o/WS30o （2）傾向、傾角，如240o30o （3）地質(zhì)圖上表示方法 21測(cè)量工具：地質(zhì)羅盤(pán)geologic compass 3、巖層產(chǎn)狀的測(cè)定222324二、地層露頭線(xiàn)及判讀方法露頭outcrop是一些暴露在地表的巖石。包括：天然露頭和人工露頭。 露頭線(xiàn)line of outcrop是指巖層層面（或斷層面、節(jié)理面等）與地面的交線(xiàn)。其形態(tài)取決于巖層的產(chǎn)狀和地面起伏即地形狀況。三種巖層的露頭線(xiàn)分布特征是：（圖4.3） 水平巖層horizontal seam; rock sheet露頭線(xiàn)與地形等高線(xiàn)平行重合，但不相交； 直立巖層露頭線(xiàn)呈直線(xiàn)延伸，不受地形影響，其延伸方向即為巖層走向； 傾斜巖

9、層clinothem露頭線(xiàn)呈“V”字形形態(tài)，但“V”字形的弧頂朝向，兩側(cè)張開(kāi)或閉合程度受巖層傾向與地形坡向、傾角與坡角的制約。25水平巖層 直立巖層 傾斜巖層26水平巖層在地質(zhì)圖上的特征 27（a）巖層傾向與坡向相反；（b）巖層傾向與坡向相同，傾角坡角（c）巖層傾向與坡向相同，傾角坡角28三、地層接觸關(guān)系 1整合接觸(conformity)：相鄰的新老地層產(chǎn)狀一致，時(shí)代連續(xù)。它是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)處于持續(xù)下降或持續(xù)上升的背景下發(fā)生連續(xù)沉積形成的； PC華南地區(qū)石炭、二疊系地層292假整合接觸(disconformity)：平行不整合接觸。新老地層產(chǎn)狀一致而時(shí)代不連續(xù)，其間缺失了某些地層，標(biāo)志著這期間地

10、殼曾一度上升，并遭受風(fēng)化剝蝕，形成一定程度起伏的剝蝕面。 COSD缺失華北地區(qū)底礫巖下部時(shí)代較老的地層遭剝蝕的巖石碎塊重新膠結(jié)成巖，底礫巖石礦物成分與下伏巖層相同。303不整合接觸(unconformity)：角度不整合接觸。新老地層產(chǎn)狀不一致以角度相交，時(shí)代不連續(xù)。反映出其間曾發(fā)生過(guò)劇烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，致使老地層產(chǎn)生褶皺、斷裂，地殼上升遭受風(fēng)化剝蝕，形成剝蝕面，而后地殼下降接受沉積，形成新地層； T1J314.侵入體的沉積接觸(sedimentary contact)：侵入體被沉積巖層直接覆蓋，二者之間有風(fēng)化剝蝕面存在。 + + + + + + +花崗巖 +OD從接觸關(guān)系中，又可以得知侵入體侵入

11、的時(shí)代，晚于被侵入圍巖的時(shí)代，早于上部沉積巖層的時(shí)代。 325侵入接觸(intrusive contact)：侵入體與被侵入圍巖間的接觸關(guān)系，主要標(biāo)志是：侵入體邊緣又捕虜體，侵入體與圍巖接觸帶有接觸變質(zhì)現(xiàn)象，侵入體與其圍巖的接觸界線(xiàn)多呈不規(guī)則狀 6斷層接觸(faulted contact)：地層與地層之間或地層與巖體之間的接觸面本身為斷層面。 33A整合接觸 B假整合接觸 C不整合接觸 D沉積接觸 E侵入接觸 F斷層接觸34BA、EF沉積接觸；AC、DE侵入接觸；閃長(zhǎng)石巖體；花崗巖脈35圖中花崗巖體（）在橫剖面見(jiàn)其穿過(guò)與O地層，在這些巖層邊緣有接觸變質(zhì)作用的矽卡巖出現(xiàn)；在平面圖上還見(jiàn)被包圍在O

12、的地層界線(xiàn)內(nèi)，說(shuō)明花崗巖與奧陶系是侵入接觸關(guān)系。在橫剖面見(jiàn)J 覆于之上。在接觸面上的地層中的底礫巖成分中有花崗巖。在平面上見(jiàn)J底界線(xiàn)截?cái)嗟慕缇€(xiàn)，這說(shuō)明花崗巖與侏羅系是沉積接觸關(guān)系。36練習(xí)識(shí)圖：地層之間的接觸關(guān)系37練習(xí)識(shí)圖：地層之間的接觸關(guān)系38練習(xí)識(shí)圖：地層之間的接觸關(guān)系39第四節(jié) 褶皺構(gòu)造40一、褶皺現(xiàn)象褶皺fold ：巖層受力后發(fā)生彎曲變形。 褶皺使地層彎曲41這個(gè)褶曲是由吐露港的斷層作用所產(chǎn)生的橫壓力所致，原來(lái)的向斜和背斜被倒轉(zhuǎn)成S狀褶曲42北美洲的褶曲巖層43地殼運(yùn)動(dòng)擠壓而成的褶曲44大多數(shù)褶皺是在水平擠壓作用下形成的，也有部分褶皺是在垂直作用力的作用下形成的，還有一些褶皺是在一對(duì)

13、力偶的作用下形成的，后者多發(fā)生在兩個(gè)堅(jiān)硬巖層之間的較軟巖層中或斷層帶附近。 45二、褶皺的基本類(lèi)型及褶曲要素1、褶皺的基本類(lèi)型背斜anticline：兩翼巖層以核部為中心向兩翼傾斜，形態(tài)上是巖層向上彎曲。核部巖層老于翼部巖層。 向斜syncline：兩翼巖層向核部?jī)A斜，形態(tài)上是巖層向下彎曲。核部巖層新于翼部巖層。46472、褶曲要素翼limb：褶曲巖層的兩坡。 核core：褶曲巖層的中心。 軸面axial plane：平分褶曲兩翼的假想面（近于對(duì)稱(chēng)面），可以是平面也可以是曲面，其產(chǎn)狀可用三要素描述。 樞紐hinge：軸面與巖層面的交線(xiàn)，可以是水平的也可以是傾伏狀。 軸 跡axial line;

14、 axial trace; surface axis：軸面與地面的交線(xiàn)。48三、褶皺的形態(tài)分類(lèi)（1）根據(jù)軸面產(chǎn)狀分類(lèi)：直立褶皺upright fold 、斜歪（傾斜）褶皺inclined fold 、倒轉(zhuǎn)褶皺overturned fold 、平臥褶皺recumbent fold 、翻卷褶皺convolute fold。49（2）根據(jù)橫剖面形態(tài)分類(lèi)：扇形褶皺fan-shaped fold、箱形褶皺box-shaped fold、單斜monocline。50（3）根據(jù)樞紐產(chǎn)狀分類(lèi)：水平褶皺nonplunging fold 、傾伏褶皺plunging fold。51（4）根據(jù)褶皺的平面形態(tài)分類(lèi)：線(xiàn)狀

15、褶皺(linear fold)、短軸褶皺(brachyfold)、穹隆(dome fold) A 與構(gòu)造盆地(tectonic basin; basin fold) B 52（5）根據(jù)各褶皺層厚度變化分類(lèi) (a) 平行褶皺 (b) 相似褶皺 53（6）根據(jù)組成褶皺的各褶皺面之間的幾何關(guān)系分類(lèi)(a) 協(xié)調(diào)褶皺 (b) 不協(xié)調(diào)褶皺 54（7）復(fù)向斜(synclinorium)和復(fù)背斜(anticlinorium)55四、褶皺的野外識(shí)別 1依據(jù)巖石地層和生物化石特征，確定自老而新的地層層序。 2沿垂直地層走向進(jìn)行觀察，褶皺存在的標(biāo)志是在沿傾斜方向上相同年代的地層作對(duì)稱(chēng)式重復(fù)出現(xiàn)。定背斜或向斜。 EO

16、SOZSCCOSO563比較兩翼巖層傾向和傾角，確定褶皺的形態(tài)分類(lèi)名稱(chēng)。 4了解褶皺樞紐是否傾覆，并確定傾覆方向。沿同一地層走向進(jìn)行追索，如果兩翼巖層走向相互平行，表明樞紐水平。如果兩翼巖層走向呈弧形圈閉合圍，表明其樞紐傾伏。再根據(jù)弧形尖端指向或弧形開(kāi)口方向以及轉(zhuǎn)折部位實(shí)際測(cè)量的方法可確定樞紐傾伏方向。5概念：地形倒置現(xiàn)象 地質(zhì)構(gòu)造形成初期，通常向斜成谷背斜成山。但野外恰恰相反，常見(jiàn)的是背斜成谷，向斜成山，稱(chēng)為地形倒置。原因：褶皺形成后在長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕等外動(dòng)力作用下，背斜軸部由于張裂隙發(fā)育、易剝蝕，并逐漸低凹成谷；而向斜軸部巖石受擠壓力，相對(duì)不易風(fēng)化剝蝕，而成山。 57五、褶皺的形成年代 通過(guò)

17、分析區(qū)域性不整合面確定。如果不整合面以下地層均褶皺，而其上地層未褶皺，則褶皺運(yùn)動(dòng)發(fā)生在不整合面下伏最新地層沉積滯后和上覆最老地層沉積之前。58六、褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)（1）褶皺核部或轉(zhuǎn)折端巖層由于受水平張力作用，節(jié)理比較發(fā)育，巖石破碎，易受風(fēng)化，滲透性強(qiáng)，直接影響到巖體的完整性和強(qiáng)度，在石灰?guī)r地區(qū)還往往使巖溶較為發(fā)育，工程地質(zhì)條件較差。所以，在核部布置各種建筑工程，如廠(chǎng)房、路橋、壩址、隧道等，必須注意巖層的坍落、漏水及涌水問(wèn)題。（2）在褶皺翼部布置建筑工程時(shí)，重點(diǎn)注意巖層的傾向及傾角的大小，因?yàn)槿绻_(kāi)挖邊坡的走向近于平行巖層走向，且邊坡傾向與巖層傾向一致，邊坡坡角大于巖層傾角，則容易造成順層

18、滑動(dòng)現(xiàn)象。（3）因?yàn)楸承表敳繋r層受張力作用可能塌落，向斜核部則是儲(chǔ)水較豐富的地段，所以對(duì)于隧道等深埋地下的工程，一般應(yīng)布置在巖層較均一的褶皺翼部，有利穩(wěn)定。也可選擇在水平巖層地區(qū)，因?yàn)樗淼揽梢赃x擇在同一較好巖層通過(guò)，不但施工簡(jiǎn)單，而且易于保證安全。對(duì)于傾斜巖層，應(yīng)使隧道軸線(xiàn)與巖層走向的交角要大，巖層傾角越大越好；如軸線(xiàn)與巖層走向交角小或平行時(shí)，則隧道頂部將產(chǎn)生偏壓。 59第五節(jié) 斷裂構(gòu)造60組成地殼的巖層受到構(gòu)造應(yīng)力的作用，會(huì)發(fā)生變形，當(dāng)變形達(dá)到一定程度時(shí)，巖層的連續(xù)性和完整性遭到破壞，產(chǎn)生各種形態(tài)的斷裂，稱(chēng)為斷裂構(gòu)造(fracturing structure) 。按照斷裂后兩側(cè)的巖塊沿?cái)嗔衙?/p>

19、有無(wú)明顯的相對(duì)位移，斷裂構(gòu)造分為節(jié)理(joint)和斷層(fault)兩大類(lèi)。 61一、節(jié)理節(jié)理(joint)也叫裂隙，是指巖層在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生破裂，兩側(cè)巖石沒(méi)有發(fā)生明顯位移的斷裂構(gòu)造。 節(jié)理的特征：規(guī)模大小不一；張開(kāi)程度不一；節(jié)理面的粗糙度不一；充填物不同；影響發(fā)育的因素很多；往往成群出現(xiàn)，構(gòu)成節(jié)理系。 62大興安嶺北大山花崗巖中的水平節(jié)理和垂直節(jié)理山東馬山63英國(guó)巨人堤衢州湖南鎮(zhèn)64（一）類(lèi)型 1）按成因分： 原生節(jié)理 primary joint（成巖過(guò)程中形成的） 次生節(jié)理secondary joint（巖石成巖后形成的）2）次生節(jié)理包括非構(gòu)造節(jié)理nontectonic joint（

20、巖石由風(fēng)化作用、崩塌、滑坡、冰川及人工爆破等外動(dòng)力地質(zhì)作用下所形成的裂隙）和構(gòu)造節(jié)理tectonic joint（地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物）云南柱狀節(jié)理火山奇觀653）按力學(xué)成因分，構(gòu)造節(jié)理包括張節(jié)理和剪節(jié)理張節(jié)理tension joint ：由張應(yīng)力作用下形成的。方向垂直于主張應(yīng)力而平行于主壓應(yīng)力。多數(shù)張開(kāi)，節(jié)理面粗糙不平，面上不具擦痕。往往繞礫石和粗砂粒而過(guò)，并不切穿顆粒。一般發(fā)育稀疏，節(jié)理間距大，沿走向延伸不遠(yuǎn)即消失，但在附近不遠(yuǎn)處又會(huì)斷續(xù)出現(xiàn)，并有分支復(fù)合現(xiàn)象。剪節(jié)理shear joint ：由剪應(yīng)力作用而形成的。常成對(duì)出現(xiàn)，稱(chēng)為共軛剪節(jié)理。兩共軛剪節(jié)理面的交線(xiàn)與中間主應(yīng)力平行一致，兩面銳夾

21、角等分線(xiàn)常為最大主應(yīng)力作用方向。節(jié)理面兩側(cè)巖塊又微小位移，節(jié)理面上常見(jiàn)擦痕。節(jié)理面平直光滑，并常緊閉。往往平整地切割礫石和粗礫粒。沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn)，產(chǎn)狀穩(wěn)定。一般發(fā)育密集，節(jié)理間距小。 6667北京西山的一條張剪性節(jié)理剪節(jié)理 68A 張節(jié)理(被礦脈充填)B先剪后張的實(shí)例右側(cè)為一組共軛剪切，左側(cè)是追蹤兩組剪節(jié)理形成的鋸齒狀張節(jié)理69C雁列張節(jié)理704）按節(jié)理與所在巖層產(chǎn)狀要素的關(guān)系分：走向節(jié)理1、傾向節(jié)理2、斜向節(jié)理3、順層節(jié)理45) 按節(jié)理與褶皺樞紐的關(guān)系分：縱節(jié)理a、橫節(jié)理b、斜節(jié)理c71（二）節(jié)理的觀測(cè)與統(tǒng)計(jì) 觀測(cè)點(diǎn)：一般選在構(gòu)造特征清楚、發(fā)育良好的露頭上，面積不小于10m2。 觀測(cè)內(nèi)

22、容：觀察地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造，測(cè)量地層產(chǎn)狀以及確定測(cè)點(diǎn)所在構(gòu)造部位。 觀察節(jié)理性質(zhì)及發(fā)育規(guī)律。 測(cè)量和登記：包括節(jié)理的產(chǎn)狀、粗糙度、節(jié)理密度、觀察節(jié)理充填物、統(tǒng)計(jì)含水狀態(tài)和裂隙張開(kāi)程度、測(cè)量節(jié)理壁距以及測(cè)量節(jié)理的持續(xù)性。粗糙度形態(tài)：平直、波狀、階梯狀；分級(jí)：光滑、平滑、粗糙 節(jié)理密度：垂直于節(jié)理走向方向1m距離內(nèi)節(jié)理的數(shù)目。其倒數(shù)為節(jié)理的平均間距。 充填物：泥土、方解石脈和長(zhǎng)英質(zhì)巖脈。 含水狀態(tài)：干、濕、滴水、流水 節(jié)理延續(xù)性：節(jié)理裂隙的延伸程度。 72節(jié)理玫瑰圖(joint rose diagram; joint rosette)：節(jié)理走向玫瑰圖節(jié)理傾向玫瑰圖（三） 節(jié)理對(duì)工程的影響 降低巖體

23、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 是地下水的通道 加速風(fēng)化作用 73二、斷層 斷層(fault)是地殼表層中巖層順破裂面發(fā)生明顯位移的構(gòu)造。（一） 斷層要素?cái)鄬用鎓ault plane 是巖塊或巖層斷開(kāi)并籍以滑動(dòng)的破裂面。斷層面往往不是一個(gè)產(chǎn)狀穩(wěn)定的平直面，順走向或傾向都會(huì)發(fā)生變化以致形成曲面。常常表現(xiàn)為斷層帶。斷層線(xiàn)fault line 斷層面與地面的交線(xiàn)，即斷層在地面的出露線(xiàn)。斷層盤(pán)fault wall 是斷層面兩側(cè)沿?cái)鄬用姘l(fā)生位移的巖塊。如果斷層面是傾斜的，有上下盤(pán)之分；如果斷層面直立，則按斷盤(pán)相對(duì)于斷層走向的方位描述；根據(jù)兩盤(pán)的相對(duì)滑動(dòng)，相對(duì)上升的一盤(pán)叫上升盤(pán)，相地下降的一盤(pán)叫下降盤(pán)。74滑距：指斷層兩

24、盤(pán)實(shí)際的位移距離，是根據(jù)錯(cuò)動(dòng)前的一點(diǎn)，錯(cuò)動(dòng)后成為兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的實(shí)際距離總滑距net slip（ab） 兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的位移距離。走向滑距strike slip（ac） 總滑距在斷層面走向線(xiàn)上的分量。走向滑距與總滑距之間的銳夾角cab為總滑距或擦痕的側(cè)伏角。傾向滑距dip slip offset（cb） 總滑距在斷層面傾斜線(xiàn)上的分量。水平滑距（am） 總滑距在水平面上的分量75斷距fault displacement是指斷層兩盤(pán)對(duì)應(yīng)層之間的相對(duì)距離地層斷距 斷層兩盤(pán)上對(duì)應(yīng)層之間的垂直距離鉛直地層斷距 斷層兩盤(pán)上對(duì)應(yīng)層之間的鉛直距離水平地層斷距 斷層兩盤(pán)上對(duì)應(yīng)層之間的水平距離76（二） 斷層的類(lèi)

25、型 1按兩盤(pán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類(lèi) （1）正斷層normal fault 上盤(pán)相對(duì)下降，下盤(pán)相對(duì)上升。一般是在水平方向引張應(yīng)力或重力作用下形成的。斷層面傾角較陡，多在45度或在60度以上。剝離斷層是伸展構(gòu)造區(qū)一種平緩產(chǎn)出的鏟狀大型正斷層。往往使地殼淺層次年輕地層直接覆蓋在深層次的老地層之上。見(jiàn)圖4.3077（2）逆斷層reverse fault 上盤(pán)相對(duì)上升，下盤(pán)相對(duì)下降。一般是在兩側(cè)近于水平的擠壓力作用下形成的。多于褶皺伴生。傾角大于45度的稱(chēng)為高角度逆斷層，傾角小于45度的低角度逆斷層，稱(chēng)為逆沖斷層(reverse thrust)和逆掩斷層(overthrust)。 推覆構(gòu)造78（3）平移斷層(di

26、splacement fault ) 斷層兩盤(pán)沿?cái)鄬幼呦蚍较蛏习l(fā)生位移的斷層。傾角通常很陡，近于直立。分右行（右旋）和左行（左旋）平移斷層。 走滑斷層(strike-slip fault) 圣安德烈斯斷層北美板塊正在向北移動(dòng)，而太平洋板塊則正在向南移動(dòng)792斷層組合類(lèi)型 階梯狀斷層step fault 80地塹graben 和地壘horst 81疊瓦構(gòu)造imbricate fault 823按斷層與所在巖層產(chǎn)狀關(guān)系分類(lèi) 走向斷層、傾向斷層、斜向斷層、順層斷層 834按斷層力學(xué)性質(zhì)分類(lèi)（1）壓性斷層：斷層在壓應(yīng)力作用下形成的，也稱(chēng)壓性結(jié)構(gòu)面。其走向垂直于壓應(yīng)力方向，在斷層面兩側(cè)，主要是上盤(pán)巖體受

27、擠壓相對(duì)上升，如逆斷層等。此類(lèi)斷層的結(jié)構(gòu)面大多比較舒緩波狀，斷裂帶寬大，常有角礫巖。（2）張性斷層：斷層在張應(yīng)力的作用下形成的，也稱(chēng)張性結(jié)構(gòu)面。其走向與張應(yīng)力的方向垂直，斷層面上巖體相對(duì)下降，如正斷層等。斷層結(jié)構(gòu)面一般比較粗糙，且多呈鋸齒狀。（3）扭性斷層：斷層在扭（剪）應(yīng)力的作用下形成的，也稱(chēng)扭性結(jié)構(gòu)面。多成對(duì)出現(xiàn)，呈X型交叉分布，且往往是一組發(fā)育，另一組不發(fā)育，如平移斷層等。此類(lèi)斷層結(jié)構(gòu)面多伴有擦痕。84（三）斷層存在的標(biāo)志 判斷斷層存在的標(biāo)志，主要是地層和構(gòu)造方面的依據(jù)，其次是地貌、水文等方面。 （1）地質(zhì)體不連續(xù)：巖層、巖脈、巖體、變質(zhì)巖的片理等沿走向突然中斷、錯(cuò)開(kāi)而出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象。

28、8586（2）地層的重復(fù)與缺失。在某一區(qū)域內(nèi)，按正常的地層層序，如果出現(xiàn)有某些地層的不對(duì)稱(chēng)重復(fù)、缺失或巖脈被錯(cuò)斷，以及某些地層的突然缺失或加厚、變薄等現(xiàn)象，這都可能是斷層存在的標(biāo)志。87（3）斷層的伴生結(jié)構(gòu) 指由于斷層面兩側(cè)巖塊的相互滑動(dòng)和摩擦，在斷層面上及其附近留下的各種證據(jù)。常見(jiàn)的有牽引彎曲、斷層角礫、擦痕、階步及摩擦鏡面等伴生結(jié)構(gòu)，這些都是識(shí)別斷層的可靠標(biāo)志。8889破碎帶crushed zone：斷層存在的標(biāo)志90糜棱巖91（4）地貌和水文等標(biāo)志 斷層兩盤(pán)差異性升降運(yùn)動(dòng)，常形成陡立的峭壁，稱(chēng)斷層崖fault scarp。若它后來(lái)受到與崖面垂直方向的流水切割、侵蝕，往往形成沿?cái)鄬幼呦蚍植?/p>

29、的一系列三角形陡崖，稱(chēng)三角面山。 92串珠狀分布的湖泊、洼地和帶狀分布的泉水等都是可能有斷層存在的標(biāo)志 934.4.4 斷層形成年代 斷層發(fā)生的年代晚于被斷最新地層的年代，早于一不整合面覆蓋在斷層上的最老底層的年代。94（1）對(duì)地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。斷層破碎帶力學(xué)強(qiáng)度低、壓縮性高，建于其上的建筑物由于地基的較大沉陷，易造成開(kāi)裂或傾斜。斷裂面對(duì)巖質(zhì)邊坡、橋基穩(wěn)定常有重要影響。（2）斷層構(gòu)造帶不僅巖體破碎，且斷層上、下盤(pán)巖性不同，其上建造建筑物可能產(chǎn)生不均勻沉降。（3）隧道工程通過(guò)斷層破碎帶時(shí)，易發(fā)生坍塌甚至冒頂事故。（4）斷層常?？刂扑档陌l(fā)育，還常常是地下水的良好通道，有時(shí)地下水的

30、出露也由斷層所控制。所以，在工程施工中遇到斷層帶時(shí)會(huì)發(fā)生涌水事故。（5）斷層構(gòu)造帶在新的地殼運(yùn)動(dòng)影響下，可能發(fā)生新的移動(dòng)而直接影響建筑的穩(wěn)定。（五） 斷層的工程地質(zhì)評(píng)價(jià) 95第五節(jié) 地質(zhì)圖 96971、地形等高線(xiàn) 等高距：同一張地形圖的等高距相等。其大小根據(jù)地形特征和圖的比例尺大小來(lái)確定。常用的比例尺和等高距如下：比例尺 等高距1：500 0.5米1：1000 1米1：2000 2米1：5000 5米一般把5倍的等高線(xiàn)加粗-計(jì)曲線(xiàn)平距：兩條相鄰等高線(xiàn)的水平距離稱(chēng)為平距 98山地和盆地的等高線(xiàn)形態(tài) 99山脊和山谷等高線(xiàn)都向某個(gè)方向凸出。但山脊向坡角方向凸出，外圍等高線(xiàn)的標(biāo)高低；山谷向坡頂方向凸出

31、，內(nèi)圈等高線(xiàn)的標(biāo)高低。鞍部等高線(xiàn)向兩邊上升 100坡度很陡的山坡和峭壁、峽谷，不用等高線(xiàn)，而用符號(hào)表示 ，注意谷底線(xiàn)和山脊的分水線(xiàn) 1012、常用地形圖例 分三種：地形符號(hào)地物符號(hào)注記符號(hào) 1023、不同產(chǎn)狀巖層或地質(zhì)界面在地形圖上的表現(xiàn) 水平產(chǎn)狀在圖上的表現(xiàn)：彎曲的、形狀與等高線(xiàn)一致或重合的線(xiàn)。直立產(chǎn)狀在地形圖上的表現(xiàn)：切割等高線(xiàn)的直線(xiàn)。 1033、傾斜產(chǎn)狀-A：呈V字形 巖層露頭或地質(zhì)界面露頭線(xiàn)的彎曲方向與地形等高線(xiàn)的彎曲方向相同，且?guī)r層或地質(zhì)界面的露頭，在河谷中形成尖端指向上游的V字形。 A、巖層的傾向與地面坡向相反1043、傾斜產(chǎn)狀-B：呈V字形 巖層或地質(zhì)界面露頭線(xiàn)的彎曲方向與地形等高線(xiàn)彎曲方向相反，且?guī)r層或地質(zhì)界面露頭，在河谷中形成尖端指向下游的V字形。 B、巖層的傾向與地面坡向相同，巖層傾角大于地面坡度時(shí) 1053、傾斜產(chǎn)狀-C：呈V字形 巖層或地質(zhì)界面露頭線(xiàn)的彎曲方向與地形等高線(xiàn)彎曲方向相似，巖層露頭在河谷中形成尖端指向上游的