情景4地殼的層次與構(gòu)造現(xiàn)象

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.理解地層、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)年代表;

2.重點(diǎn)掌握各種構(gòu)造現(xiàn)象。

【能力要求】

1.掌握地質(zhì)年代表，會(huì)分析各種構(gòu)造現(xiàn)象；

2.能夠使用羅盤(pán)測(cè)定三要素；

3.能夠編制節(jié)理玫瑰花圖。必要的理論知識(shí)：通過(guò)對(duì)三大類(lèi)巖石的學(xué)習(xí)，近距離觀察了各種巖石的性狀和形態(tài)，從根本上了解了三大類(lèi)巖石的生成與變化原因，也透過(guò)三大類(lèi)巖石的構(gòu)造現(xiàn)象，知道了巖石不但受制于內(nèi)在形成規(guī)律的制約，也因?yàn)橥庠谶\(yùn)動(dòng)而使巖石具有了構(gòu)造特征，即外在的作用力、運(yùn)動(dòng)信息顯現(xiàn)在巖石的形態(tài)中。如果將觀察的范圍逐漸從局部的巖石擴(kuò)展到地層，一定會(huì)發(fā)現(xiàn)更大范圍的一些規(guī)律和變化。4.1地層4.1.1地層的概念仔細(xì)觀察桌面的灰塵，若經(jīng)過(guò)一夜，清晨起來(lái)會(huì)看見(jiàn)桌面一層浮塵；如果經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的積累，浮塵將會(huì)更加明顯。再大膽想象一下，若不被干擾，幾十年后再來(lái)看桌面，那一定是另一番狀況，灰塵一定更厚。這個(gè)現(xiàn)象就是常見(jiàn)的沉積巖的沉積模式，時(shí)間越長(zhǎng)，沉積得越厚。沉積的灰塵并不一定完全均衡一致，因?yàn)榄h(huán)境帶來(lái)的灰塵也是變化的，或粗或細(xì)，層次有薄有厚，如果是正的方向，只有沉積，那一定是隨著時(shí)間的累計(jì)厚度在增加，質(zhì)量在增長(zhǎng)；如果在時(shí)間過(guò)程里，出現(xiàn)了負(fù)向沉積，即灰塵被部分掃除，就會(huì)減少物質(zhì)的累積，甚至可以蕩然無(wú)存，但是時(shí)間的增量是不變的。以上就是地球表面沉積現(xiàn)象下的物質(zhì)積累規(guī)律。如果轉(zhuǎn)換角度看問(wèn)題，會(huì)發(fā)現(xiàn)沉積具有層次性，這個(gè)層次性就是地學(xué)里的地層觀念。如果探詢這個(gè)沉積過(guò)程，一定會(huì)知道T2時(shí)間是新的，T1時(shí)間是老的；底下的地層是老的，表層的地層是新的，這個(gè)就是地學(xué)里的地層層序律。把野外見(jiàn)到的成層巖石，包括沉積巖、火山巖及其變質(zhì)巖，泛稱(chēng)地層或巖層。地層(Stratum)是具有某些共同特征和屬性，與相鄰巖層存在明顯差異、具有一定地質(zhì)年代的巖層或巖石組合；地層除具有一定的形體和巖石內(nèi)容外，還有時(shí)間順序的含義。在這個(gè)概念里，以巖層代替地層，是因?yàn)閹r層都是深入地下，而松散的表層地層相對(duì)較薄，且容易缺失和變化，所經(jīng)歷的時(shí)間比較短，所以，以巖石為主要研究對(duì)象的地質(zhì)學(xué)習(xí)慣上就把巖層來(lái)作為地層研究的主要對(duì)象。典型提問(wèn)分析嘗試對(duì)下面地層圖分析，查閱書(shū)后圖例，比較各種地層。

4.1.2地層的劃分概述在同一地區(qū)，地層的劃分一般是根據(jù)地層各種屬性和特性（如巖性、化石、接觸關(guān)系、地球物理特征、地球化學(xué)特征、同位素年齡等），按照地層的原始順序，系統(tǒng)地把一個(gè)地區(qū)的地層進(jìn)行劃分為各種地層單位。在不同地區(qū)，地層具有對(duì)比性。根據(jù)地層各種屬性和特征（如巖性、化石、接觸關(guān)系、地球物理特征、地球化學(xué)特征、同位素年齡等），對(duì)不同地區(qū)的地層單位進(jìn)行比較，找出這些地層單位的相應(yīng)關(guān)系和分布規(guī)律。通過(guò)對(duì)地層劃分與對(duì)比，就可以確定地層的相對(duì)新老關(guān)系及空間分布規(guī)律，逐步擴(kuò)展到所有區(qū)域，建立全球的地層比照系統(tǒng)，形成對(duì)地球地層系統(tǒng)的全面認(rèn)識(shí)。地層劃分對(duì)比的方法很多。但最常用的方法有：巖石地層學(xué)、生物地層學(xué)、地球物理學(xué)等方法。4.1.3地層之間的接觸關(guān)系(1)連續(xù)沉積的巖層，老巖層沉積在下，新巖層在上，不缺失巖層，這種關(guān)系稱(chēng)為整合接觸。其特點(diǎn)是：巖層是互相平行的，時(shí)代是連續(xù)的，巖性和古生物特征是遞變的。(2)由于外在作用力，往往使沉積中斷，形成時(shí)代不相連續(xù)的巖層，這種關(guān)系稱(chēng)不整合接觸。兩套巖層中間的不連續(xù)面，稱(chēng)不整合面。按照不整合面上下兩套巖層之間的產(chǎn)狀及其所反映的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程，不整合可分為平行不整合（假整合）和角度不整合（斜交不整合）?！さ湫头治?.2地質(zhì)構(gòu)造作用力與地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)4.2.1地質(zhì)構(gòu)造作用力、地殼運(yùn)動(dòng)與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)觀察清姜河河道裸露的基巖，發(fā)現(xiàn)同一時(shí)期形成的連續(xù)的巖漿巖地層呈現(xiàn)出復(fù)雜的形態(tài)，在不大的范圍出現(xiàn)了各種裂縫。由此可肯定巖漿巖、巖漿巖地層是受到了巨大的破壞作用力，因?yàn)槲醋冃蔚膸r漿巖不會(huì)是這樣的形態(tài)。還可以看到不同的線或者裂面相交，這些線面深深地延續(xù)到地下。在有限的范圍許多線面呈現(xiàn)平行排列，并且出現(xiàn)了不平行的其他組的排列，每組都各自平行，互不干擾，在不大的區(qū)域都可見(jiàn)。是什么作用力使得巖層出現(xiàn)如此巨大的破壞？結(jié)合巖漿巖地層的破壞現(xiàn)象，答案只有一種，那就是內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用。內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用有地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用、地震等。巖漿活動(dòng)以高溫熔融為主，變質(zhì)作用以形成新的巖石為主，而其中的動(dòng)力變質(zhì)作用是地殼運(yùn)動(dòng)和地震，通過(guò)簡(jiǎn)單分析，我們知道地質(zhì)構(gòu)造作用力主要是地殼運(yùn)動(dòng)和地震。地殼運(yùn)動(dòng)是一種全球性的運(yùn)動(dòng)。在地殼運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定期，變化是相對(duì)緩慢的，而在地殼運(yùn)動(dòng)的劇變期，作用力十分巨大，造成的變形巨大或者破壞范圍極大。內(nèi)力引起地殼乃至巖石圈變形、變位的作用，叫做構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。從廣義上講，海底增生（擴(kuò)大）和消亡都屬于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。因此有人把構(gòu)造運(yùn)動(dòng)看成是地殼運(yùn)動(dòng)的同義語(yǔ)。狹義的地殼運(yùn)動(dòng)，主要指由內(nèi)力作用引起的地殼的隆起、凹陷和形成各種構(gòu)造形態(tài)的運(yùn)動(dòng)。廣義的地殼運(yùn)動(dòng)，指地殼內(nèi)部物質(zhì)的一切物理的和化學(xué)的運(yùn)動(dòng)，其中包括地殼的變形、變質(zhì)和巖漿活動(dòng)等，從這一概念看，地殼運(yùn)動(dòng)的含義要廣一些。4.2.2構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的分類(lèi)(1)按發(fā)生的時(shí)間分類(lèi)一類(lèi)是老構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（通常簡(jiǎn)稱(chēng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)），另一類(lèi)是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。如果把時(shí)間尺度再拉短些，即把人類(lèi)歷史時(shí)期所發(fā)生的和正在發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的一部分，它對(duì)于人類(lèi)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)關(guān)系更為密切。(2)按運(yùn)動(dòng)的方向分類(lèi)地殼或巖石圈物質(zhì)大致沿地球表面切線方向進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，叫水平運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)常表現(xiàn)為巖石水平方向的擠壓和拉張，也就是產(chǎn)生水平方向的位移以及形成褶皺和斷裂，在構(gòu)造上形成巨大的褶皺山系和地塹、裂谷等。所以，從19世紀(jì)中葉開(kāi)始，也稱(chēng)這種運(yùn)動(dòng)為造山運(yùn)動(dòng)。地殼或巖石圈物質(zhì)沿地球半徑方向的運(yùn)動(dòng)，叫垂直運(yùn)動(dòng)，也叫升降運(yùn)動(dòng)。它常表現(xiàn)為大規(guī)模的緩慢地上升或下降，形成規(guī)模不等的隆起或凹陷，并引起海侵、海退，也就是導(dǎo)致海陸的變化。1890年，G.K.吉爾伯特稱(chēng)這種大面積的升降運(yùn)動(dòng)為“造陸運(yùn)動(dòng)”。4.3地球歷史概念與地質(zhì)年代表地球自形成以來(lái)大約經(jīng)歷了46億年的歷史。一切地質(zhì)事件都應(yīng)該存放在有序的地質(zhì)時(shí)間維度里，基于此，人們對(duì)一切運(yùn)動(dòng)變化才會(huì)有可能進(jìn)行分析，因?yàn)槲镔|(zhì)運(yùn)動(dòng)離不開(kāi)時(shí)空。研究有關(guān)地球歷史演化和測(cè)定地質(zhì)事件的年齡與時(shí)間序列，稱(chēng)為地質(zhì)年代學(xué)。地質(zhì)年代包括相對(duì)地質(zhì)年代和同位素地質(zhì)年齡兩種。根據(jù)地球發(fā)展歷史過(guò)程中生物演化和巖層形成的順序，將地球歷史劃分為若干自然階段，稱(chēng)為相對(duì)地質(zhì)年代。從19世紀(jì)70年代到20世紀(jì)40年代，巖相古地理學(xué)和歷史大地構(gòu)造學(xué)相繼建立，以巖石、構(gòu)造、地層、古生物等來(lái)確定相對(duì)地質(zhì)年代的方法得到廣泛利用，促進(jìn)了相對(duì)地質(zhì)年代學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。震旦紀(jì)——很早以前，在我國(guó)（特別在北方）就發(fā)現(xiàn)在古老變質(zhì)巖系（即前震旦亞界）之上，含有豐富化石的寒武系之下，發(fā)育了一套巨厚的完整的沒(méi)有變質(zhì)的或變質(zhì)程度很低的沉積巖系，其中除含有大量藻類(lèi)化石外，很少發(fā)現(xiàn)其他生物遺跡，當(dāng)初就把這套地層命名為震旦系，其時(shí)代稱(chēng)震旦紀(jì)。寒武紀(jì)——是因英國(guó)的寒武山脈（今譯坎布連山脈）而得名。奧陶紀(jì)和志留紀(jì)——是根據(jù)英國(guó)威爾士一個(gè)古代民族居住的地方名稱(chēng)和古代民族名稱(chēng)命名。泥盆紀(jì)——是因英國(guó)西南部泥盆州（現(xiàn)譯為得文郡）海相巖系而得名。石炭紀(jì)——因英格蘭的高山灰?guī)r及其含煤層而得名。二疊紀(jì)——最初得名于烏拉爾山西坡的彼爾姆州，“二疊”則因該時(shí)代德國(guó)南部地層可以分為上下兩套而得名。三疊紀(jì)——當(dāng)初按德國(guó)南部地層的三分性特點(diǎn)而命名。侏羅紀(jì)——按法瑞交界地方侏羅山（現(xiàn)譯為汝拉山）地層研究而命名。白堊紀(jì)——按英吉利海峽兩岸主要由白堊土地層構(gòu)成而命名。4.4巖層和巖層產(chǎn)狀及其觀測(cè)4.4.1巖層巖層是由兩個(gè)平行或近于平行的界面所限制的同一巖性組成的層狀巖體。巖層的頂面、底面、厚度稱(chēng)為巖層的三要素。4.4.2巖層產(chǎn)狀巖層產(chǎn)狀是指巖層的空間位置，用于描述巖層的空間展布特征。它包括巖層的走向、傾向、傾角，這三者稱(chēng)為產(chǎn)狀三要素。典型分析一個(gè)面應(yīng)該如何把握？有什么幾何要素？拿一本書(shū)為例進(jìn)行分析。然后思考走向、傾向和傾角概念。4.4.3巖層類(lèi)型由于巖層沉積環(huán)境和所受的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不同，可以有不同的產(chǎn)狀。一般可以分為水平巖層、傾斜巖層、直立巖層和倒轉(zhuǎn)巖層。(1)水平巖層(傾角＜5°）。在廣闊的海底、湖盆、盆地中沉積的巖層，其原始產(chǎn)狀大都是水平或近于水平的。(2)傾斜巖層。指巖層層面與水平面有一定交角（5°~85°）的巖層。(3)直立巖層(傾角＞85°)。在強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)擠壓下，常可形成直立巖層。(4)倒轉(zhuǎn)巖層。指巖層翻轉(zhuǎn),老巖層在上而新巖層在下的巖層。這種巖層主要是在強(qiáng)烈擠壓下巖層褶皺倒轉(zhuǎn)所致。4.4.4巖層產(chǎn)狀要素測(cè)量方法略4.5褶皺構(gòu)造巖層的彎曲現(xiàn)象我們形象地稱(chēng)之為褶皺。褶皺是巖層塑性變形的結(jié)果，是地殼中廣泛發(fā)育的地質(zhì)構(gòu)造的基本形態(tài)之一。褶皺的規(guī)模可以長(zhǎng)達(dá)幾十千米到幾百千米，也可以小到在手標(biāo)本上出現(xiàn)。褶皺構(gòu)造通常指一系列彎曲的巖層，而把其中一個(gè)彎曲稱(chēng)為褶曲。從成因上講，褶皺主要是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的，也可能是由升降運(yùn)動(dòng)使巖層向上拱起和向下拗曲形成的，但大多數(shù)是在水平運(yùn)動(dòng)下受到擠壓而形成的。在外力地質(zhì)作用下如冰川、滑坡、流水等作用，也可以造成巖層的彎曲變形，但一般不包括在褶皺變動(dòng)的范疇中。4.5.1褶曲的形態(tài)褶曲的形態(tài)是多種多樣的，但基本形式只有背斜和向斜兩種。4.5.2褶曲要素為了便于對(duì)褶曲進(jìn)行分類(lèi)和描述褶曲的空間展布特征，首先應(yīng)該了解褶曲要素。褶曲要素是指褶曲的各個(gè)組成部分和確定其幾何形態(tài)的要素。4.5.3褶曲的形態(tài)分類(lèi)4.5.4如何在野外認(rèn)識(shí)褶皺構(gòu)造褶皺構(gòu)造是地質(zhì)構(gòu)造的重要組成部分，幾乎在所有的沉積巖及部分變質(zhì)巖構(gòu)成的山地都會(huì)存在不同規(guī)模的褶皺構(gòu)造。小型的褶皺構(gòu)造可以在一個(gè)地質(zhì)剖面上窺其一個(gè)側(cè)面的全貌；而大型構(gòu)造往往長(zhǎng)寬有數(shù)千米到數(shù)萬(wàn)米。這樣的褶皺構(gòu)造，雖然在野外觀察了一段很長(zhǎng)的距離，但仍然未出其一個(gè)翼的范圍。下面簡(jiǎn)述一下在野外研究褶皺構(gòu)造的方法。(1)地質(zhì)方法①首先必須對(duì)一個(gè)地區(qū)的巖層順序、巖性、厚度、各露頭產(chǎn)狀等進(jìn)行測(cè)量或基本觀察，才能正確地分析和判斷褶曲是否存在。然后根據(jù)新老巖層對(duì)稱(chēng)重復(fù)出現(xiàn)的特點(diǎn)判斷是背斜還是向斜；再根據(jù)軸面產(chǎn)狀、兩翼產(chǎn)狀以及樞紐產(chǎn)狀等判斷褶曲的形態(tài)（包括橫剖面、縱剖面和水平面）。②在野外布置考察路線，一是采取穿越法，即垂直巖層走向進(jìn)行觀察，以便穿越所有巖層并了解巖層的順序、產(chǎn)狀、出露寬度及新老巖層的分布特征。二是在穿越法的基礎(chǔ)上，采取追索法，即沿著某一標(biāo)志層（即厚度比較穩(wěn)定、巖性比較固定鮮明、在地貌上的反映比較突出的巖層）的延伸方向進(jìn)行觀察，以便了解兩翼是平行延伸，還是逐漸匯合等情況。這兩種方法可以交插使用，或以穿越法為主、追索法為輔，以便獲知褶曲構(gòu)造在三維空間的形態(tài)輪廓。（2）地貌方法各種巖層軟硬、薄厚不同，其構(gòu)造也不同，在地貌上常有明顯的反映。例如，堅(jiān)硬巖層常形成高山、陡崖或山脊，柔軟地層常形成緩坡或低谷等。①水平巖層。有些水平巖層不是原始產(chǎn)狀，而是大型褶皺構(gòu)造的一部分，例如轉(zhuǎn)折端部分、扇形褶曲的頂部或槽部、構(gòu)造盆地的底部、撓曲的轉(zhuǎn)折部分等，這樣的巖層常表現(xiàn)為四周為斷崖峭壁的平緩臺(tái)地、方山（平頂?shù)纳剑┮约皹?gòu)造盆地的平緩盆底。②單斜巖層。大型褶曲構(gòu)造的一個(gè)翼或構(gòu)造盆地的邊緣部分，常表現(xiàn)為一系列單斜巖層。這樣的巖層，一邊在傾向方向順著層面進(jìn)行面狀侵蝕，故地形面常與巖層坡度大體一致；一邊在反傾向方向進(jìn)行侵蝕，常沿著垂直裂隙呈塊體剝落，形成陡坡和峭壁。因此，如果單斜巖層傾角較小（20°~30°），則形成一邊陡坡一邊緩坡的山，叫做單面山；如果單斜巖層傾角較大（50°~60°），則形成兩邊皆陡峻的山，叫豬背崖。③穹隆構(gòu)造、短背斜和構(gòu)造盆地。前兩者常形成一組或多組同心圓或橢圓式分布的山脊。有時(shí)在這樣的地區(qū)發(fā)育成放射狀或環(huán)狀水系。在構(gòu)造盆地地區(qū)，四周常為由老巖層構(gòu)成的高山，至盆地底部巖層轉(zhuǎn)為平緩，并且多出現(xiàn)較新的巖層。如四川盆地，北部大巴山主要由古生代和前古生代巖層組成，在盆地中心則主要由中生代及新生代巖層組成。但應(yīng)指出，大型構(gòu)造盆地的地貌形態(tài)常為次一級(jí)構(gòu)造所復(fù)雜化，如四川盆地東部出現(xiàn)一系列隔擋式褶皺形成的山地和溝谷。④水平褶皺及傾伏褶皺。在水平褶皺地區(qū)，常沿兩翼走向形成互相平行而對(duì)稱(chēng)排列的山脊和山谷。在傾伏褶皺地區(qū)，常形成弧形或“之”字形展布的山脊和山谷。⑤背斜和向斜。地形有時(shí)與地質(zhì)構(gòu)造基本一致，即形成背斜山和向斜谷。但在更多的情況下，是在背斜部位侵蝕成谷，而在向斜部位發(fā)育成山，即形成背斜谷和向斜山。這種地形與構(gòu)造不相吻合的現(xiàn)象稱(chēng)地形倒置。為什么會(huì)產(chǎn)生這種情況？在背斜頂部因受張應(yīng)力作用，極易形成一組平行軸面的張裂隙，給外力侵蝕作用提供了條件，如果核部巖層較軟，那就更加相得益彰，最后侵蝕形成谷地。在向斜槽部，因受壓應(yīng)力作用，巖石往往擠壓密實(shí)，難于破壞，如果核部巖層較硬，那就更難侵蝕風(fēng)化，最后突起形成高山。4.5.5褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)背斜部位的巖層常常較為破碎，如果水庫(kù)位于此就易于漏水；路基通過(guò)，則容易沉陷。因此工程建設(shè)須避開(kāi)這種構(gòu)造部位。褶皺構(gòu)造的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)主要是傾斜巖層的產(chǎn)狀與路線或隧道軸線走向的關(guān)系問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，傾斜巖層對(duì)建筑物的地基，沒(méi)有特殊不良的影響，但對(duì)于深路塹、挖方高邊坡及隧道工程等，則需要根據(jù)具體情況作具體的分析。對(duì)于深路塹和高邊坡來(lái)說(shuō)，路線垂直于巖層走向，或路線與巖層走向平行但巖層傾向與邊坡傾向相反時(shí)，對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性是有利的；路線走向與巖層的走向平行，邊坡與巖層的傾向一致時(shí)，特別在松軟巖石分布地區(qū)，坡面容易發(fā)生剝蝕并產(chǎn)生嚴(yán)重碎落坍塌，對(duì)路基邊坡及路基排水系統(tǒng)會(huì)造成經(jīng)常性的危害；路線與巖層走向平行，巖層傾向與路基邊坡一致，而邊坡的坡角大于巖層的傾角，特別在石灰?guī)r、砂巖與黏土質(zhì)頁(yè)巖互層且有地下水作用時(shí)，容易引起斜坡巖層發(fā)生大規(guī)模的順層滑動(dòng)，破壞路基穩(wěn)定。褶皺核部巖層由于受水平擠壓作用，產(chǎn)生許多裂隙，直接影響到巖體的完整性和強(qiáng)度。褶皺的核部是巖層強(qiáng)烈變形的部位，變形強(qiáng)烈時(shí)，沿褶皺核部常有斷層發(fā)生，造成巖石破碎或形成構(gòu)造角礫巖帶。地下水多聚積在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流動(dòng)的通道，因此必須注意巖層的坍落、漏水及涌水問(wèn)題，在石灰?guī)r地區(qū)還往往使巖溶較為發(fā)育。由于巖層構(gòu)造變形和地下水的影響，所以公路、隧道工程或橋梁工程在褶皺核部容易遇到工程地質(zhì)問(wèn)題。褶皺的翼部不同于核部，在褶皺翼部布置建筑工程時(shí)，如果開(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，則容易造成順層滑動(dòng)現(xiàn)象。在褶皺兩翼若形成傾斜巖層則更容易造成順層滑動(dòng)，特別是當(dāng)巖層傾向與臨空面坡向一致，且?guī)r層傾角小于坡角，或當(dāng)巖層中有軟弱夾層，如有云母片巖、滑石片巖等軟弱巖層存在時(shí)應(yīng)慎重對(duì)待。對(duì)于隧道等深埋地下的工程，從褶皺的翼部通過(guò)一般是比較有利的，因?yàn)樗淼劳ㄟ^(guò)均一巖層有利于穩(wěn)定，而背斜頂部巖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，但如果中間有松軟巖層或軟弱構(gòu)造面時(shí)，則在順傾向一側(cè)的洞壁，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的偏壓現(xiàn)象，甚至?xí)?dǎo)致支撐破壞，發(fā)生局部坍塌。褶皺構(gòu)造的規(guī)模、形態(tài)、形成條件和形成過(guò)程各不相同，而工程所在地往往僅是褶皺構(gòu)造的局部部位。對(duì)比和了解褶皺構(gòu)造的整體乃至區(qū)域特征，對(duì)于選址、選線及防止突發(fā)性事故是十分重要的。4.6斷裂構(gòu)造（一）——節(jié)理地殼中巖石（巖層或巖體），特別是脆性較大和靠近地表的巖石，在受力情況下容易產(chǎn)生斷裂和錯(cuò)動(dòng)，總稱(chēng)為斷裂構(gòu)造。它和褶皺構(gòu)造一樣，是地殼中普遍發(fā)育的基本構(gòu)造形式之一。除去地殼表層普遍發(fā)育的各種斷裂構(gòu)造外，還存在許多不同規(guī)模、不同深度的斷裂系統(tǒng)，甚至把巖石圈分割成許多板塊。這里所講的斷裂構(gòu)造主要指大陸殼上常見(jiàn)的構(gòu)造。通常根據(jù)斷裂巖塊相對(duì)位移的程度，把斷裂構(gòu)造分為節(jié)理和斷層兩大類(lèi)。4.6.1節(jié)理概述幾乎在所有巖石中都可看到有規(guī)律的、縱橫交錯(cuò)的裂隙，它的專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ)叫節(jié)理。節(jié)理即斷裂兩側(cè)的巖塊沿著破裂面沒(méi)有發(fā)生或沒(méi)有明顯發(fā)生位移的斷裂構(gòu)造。節(jié)理的長(zhǎng)度、密度相差懸殊，有的可延伸幾米、幾十米，有的只有幾厘米；有的密度很大，有的則比較稀疏。沿著節(jié)理劈開(kāi)的面稱(chēng)節(jié)理面。節(jié)理面的產(chǎn)狀和巖層的產(chǎn)狀一樣，用走向、傾向和傾角表示。節(jié)理常與斷層或褶曲相伴生，它們是在統(tǒng)一構(gòu)造作用下形成的有規(guī)律的組合。節(jié)理是地殼上部巖石中發(fā)育最廣的一種小型構(gòu)造。若節(jié)理是在成巖過(guò)程中形成的，如玄武巖中的柱狀節(jié)理、細(xì)粒沉積物中的泥裂，可以稱(chēng)之為原生節(jié)理。根據(jù)節(jié)理形成的地質(zhì)原因，可將節(jié)理分為構(gòu)造節(jié)理與非構(gòu)造節(jié)理。構(gòu)造節(jié)理是在內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用下形成的節(jié)理。特點(diǎn)：產(chǎn)狀和方位比較穩(wěn)定，與區(qū)域構(gòu)造或局部構(gòu)造存在一定關(guān)系，發(fā)育的范圍和深度均較大，既有剪節(jié)理又有張節(jié)理。非構(gòu)造節(jié)理是在外動(dòng)力地質(zhì)作用下形成的節(jié)理，如風(fēng)化作用形成的節(jié)理。特點(diǎn)：產(chǎn)狀和方位極不穩(wěn)定，與區(qū)域構(gòu)造或局部構(gòu)造之間沒(méi)有規(guī)律性關(guān)系，發(fā)育的范圍和深度有限，以張節(jié)理為主。4.6.2節(jié)理的幾何分類(lèi)4.6.3節(jié)理的力學(xué)成因分類(lèi)按照產(chǎn)生節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)，節(jié)理主要分為張節(jié)理和剪節(jié)理。

4.6.4節(jié)理與褶皺構(gòu)造的關(guān)系在一個(gè)地區(qū)，在同一應(yīng)力場(chǎng)（或在同一構(gòu)造運(yùn)動(dòng)）作用下，所產(chǎn)生的褶皺、斷裂等彼此具有密切的聯(lián)系。(1)巖層褶皺前的早期節(jié)理當(dāng)一套水平巖層受到水平方向的側(cè)向壓力時(shí)，在層面上出現(xiàn)兩組剪切節(jié)理，即X節(jié)理（共軛節(jié)理）；這種節(jié)理面垂直于層面，為平面型X節(jié)理。如果繼續(xù)受力，會(huì)在沿著壓力方向產(chǎn)生一組張節(jié)理，又叫橫張節(jié)理；有時(shí)是沿著X節(jié)理面曲折拉開(kāi)，形成追蹤張節(jié)理。(2)巖層褶皺后的晚期節(jié)理巖層在水平壓力的繼續(xù)作用下，開(kāi)始彎曲褶皺，在背斜頂部產(chǎn)生平行于樞紐的張節(jié)理，又叫縱張節(jié)理（因在背斜頂部受到張應(yīng)力作用）。這種節(jié)理垂直層面，上寬下窄呈楔形，從橫剖面看，在中和面以上發(fā)育呈扇形分布。在脆性巖層中發(fā)育較好，有時(shí)追蹤早期X節(jié)理，形成鋸齒狀的縱張節(jié)理。它們沿走向一般延伸不遠(yuǎn)。如果褶皺繼續(xù)發(fā)展，沿著最大剪切面又發(fā)育成X節(jié)理，但這晚期X節(jié)理與前者不同，在剖面上呈X交叉，而在層面上與樞紐平行，故稱(chēng)剖面X節(jié)理。如果巖層中間夾有塑性較大巖層（如頁(yè)巖），巖層褶皺時(shí)由于層間滑動(dòng)所產(chǎn)生的力偶作用，使巖層發(fā)生小型褶皺，叫層間牽引褶皺或拖拉褶皺。如果巖層中間夾有脆性較大的巖層，則在上下層的力偶作用下，形成層間剪節(jié)理。有時(shí)這種剪節(jié)理或其他原因的剪節(jié)理，細(xì)而密集，甚至可將巖層劈成薄片，稱(chēng)為劈理4.6.5研究節(jié)理的意義研究節(jié)理的類(lèi)型、成因和分布規(guī)律有著重要的理論和實(shí)際意義。(1)研究節(jié)理的分布、性質(zhì)和組合情況，有助于推斷區(qū)域性應(yīng)力場(chǎng)的特點(diǎn)和各種應(yīng)力的分布規(guī)律以及與各種構(gòu)造的相互關(guān)系。例如，根據(jù)共軛節(jié)理的銳角等分線的方向，從理論上講代表擠壓作用力的方向。有時(shí)候一條剪節(jié)理是由許多條首尾銜接的呈羽狀排列的小節(jié)理組成。沿著小節(jié)理的走向向前觀察，若后一條小節(jié)理重疊于前一條小節(jié)理的左側(cè)，則為左行（或叫左旋）；若后一條小節(jié)理重疊在前一條節(jié)理的右側(cè)，則為右行（或叫右旋）。(2)有些節(jié)理，主要是張節(jié)理常提供巖漿活動(dòng)侵入的通道，并控制礦體的形成和分布。富含張節(jié)理的巖石，對(duì)于地下水的運(yùn)動(dòng)和富集有密切關(guān)系，有時(shí)構(gòu)成地下水的含水層。此外，在進(jìn)行隧道、水工建筑（水庫(kù)大壩等）、礦井坑道、橋梁等工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)，都必須對(duì)有關(guān)地區(qū)的巖石節(jié)理做詳細(xì)的調(diào)查和測(cè)量，以防止可能引起的破壞作用和不良影響。(3)節(jié)理對(duì)于地貌的發(fā)育、形態(tài)等有密切關(guān)系。節(jié)理構(gòu)成巖石的軟弱面，提供了風(fēng)化和侵蝕的有利條件，流水、冰、植物等常沿節(jié)理風(fēng)化或侵蝕，造成各種地貌。如花崗巖中的縱節(jié)理、橫節(jié)理和層節(jié)理，往往把堅(jiān)硬的巖石切割成無(wú)數(shù)方塊，在棱、角處先行風(fēng)化，形成球狀風(fēng)化地貌。有時(shí)沿著陡傾斜的節(jié)理風(fēng)化侵蝕成險(xiǎn)峻峭拔的地貌；有時(shí)沿著垂直節(jié)理侵蝕成懸崖峭壁或峰林石柱，如廣東仁化丹霞地貌、河北承德棒槌山、北京西山龍門(mén)澗、云南路南石林等，都是在近水平的巖層中發(fā)育了幾組垂直節(jié)理，然后順著節(jié)理切開(kāi)的巖層選擇風(fēng)化，結(jié)果塑造成千姿百態(tài)、群峰林立、石柱凌空的地貌形態(tài)。4.6.6測(cè)量節(jié)理產(chǎn)狀要素，制作節(jié)理玫瑰花圖(1)測(cè)量節(jié)理產(chǎn)狀要素為了反映節(jié)理分布規(guī)律及對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響，需要進(jìn)行節(jié)理的野外調(diào)查和室內(nèi)資料整理工作，并利用統(tǒng)計(jì)圖式，把巖體節(jié)理的分布情況表示出來(lái)。調(diào)查時(shí)應(yīng)先在工作地點(diǎn)選擇一具代表性的基巖露頭，對(duì)一定面積內(nèi)的節(jié)理進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查應(yīng)包括以下內(nèi)容：①節(jié)理的成因類(lèi)型、力學(xué)性質(zhì)；②節(jié)理的組數(shù)、密度和產(chǎn)狀。節(jié)理的密度一般采用線密度或體積節(jié)理數(shù)表示，線密度以“條／m”為單位計(jì)算，體積節(jié)理數(shù)用單位體積內(nèi)的節(jié)理數(shù)表示；③節(jié)理的張開(kāi)度、長(zhǎng)度和節(jié)理面壁的粗糙度；④節(jié)理的充填物質(zhì)及厚度、含水情況；⑤節(jié)理發(fā)育程度分級(jí)。4.7斷裂構(gòu)造（二）——斷層巖塊沿著斷裂面有明顯位移的斷裂構(gòu)造稱(chēng)為斷層。斷層的規(guī)模有大有小，所波及的深度有深有淺（深可切穿巖石圈或地殼）；形成的時(shí)代有老有新；有的是一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，有的是多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；有的已不活動(dòng)，有的還在繼續(xù)活動(dòng)；形成斷層的力學(xué)性質(zhì)或張或壓或剪，各不相同。斷層和節(jié)理都屬于斷裂構(gòu)造，而且一些斷層往往是由節(jié)理進(jìn)一步發(fā)育而成的，就其力學(xué)成因來(lái)說(shuō)，它們并無(wú)本質(zhì)的差別。它們的差別在于：斷層規(guī)模較大，沿?cái)嗔衙姘l(fā)生了明顯的位移；節(jié)理規(guī)模很小，沿