《地质构造》PPT课件

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4地质构造4.1岩层产状与地层接触关系4.1.1结构运动与地质构造4.1.2岩层的产状4.1.3岩层露头线特征4.1.4地层接触关系4.2褶皱4.2.1褶皱要素4.2.2褶皱的类型4.2.3褶皱的野外识别4.2.4褶皱形成时代4.2.5褶皱构造的工程地质评价 4.3节理4.3.1节理的类型4.3.2节理的观测与统计4.3.3节理对工程的影响4.4断层4.4.1断层要素4.4.2断层的类型4.4.3断层存在的标志4.4.4断层形成时代4.4.5断层的工程地质评价 4.5活断层4.5.1活断层的特征4.5.2活断层的判别标志4.5.3活断层评价 本章提要褶皱、节理和断层是最基本的地质构造，他们是岩石圈中构造运动的产物。各种地质构造具有相应的地质现象和工程地质条件。本章系统地介绍了几种常见地质构造的概念、要素、类型及其特性；简要阐述了这些地质构造的野外识别和工程地质评价。地层接触关系和岩层产状反映了地质构造的时空特征。 4.1.1构造运动与地质构造构造运动是一种机械运动，涉及的范围包括地壳及上地幔上部即岩石圈。按运动方向可分为水平运动和垂直运动。水平方向的构造运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开。垂直构造运动与地质构造地质构造岩层产状与地层接触关系方向的构造运动则使相邻块体作差异性上升或下降。原始沉积物，多是水平或近于水平的层状堆积物，经固结成岩作用形成坚硬岩层。当它未受构造运动作用，或在大范围内受到垂直方向构造运动影响，沉积岩层基本上呈水平状态在相当范围内连续分布。这种岩层称为水平岩层。经过水平方向构造运动作用后，岩层由水平状态变为倾斜状态，称倾斜岩层。倾斜岩层往往是褶皱的一翼，断层的一盘，是不均匀抬升或沉降所致。构造运动使岩层发生变形和变位，形成的产物称为地质构造。 水平岩层形成的地貌----------平顶山 倾斜岩层形成的地貌-------单面山 构造运动使岩层发生变形和变位，形成的产物称为地质构造。常见的地质构造有褶皱、断层和节理。断层和节理又统称断裂构造。 4．1．2岩层的产状岩层的产状是指岩层的空间位置，它是研究地质构造的基础。产状用走向、倾向和倾角来表示，称产状要素。走向：层面与水平面交线的延伸方向，走向线就是层面上的水平线。岩层的产状要素及其测量方法 倾向：层面上与走向垂直并指向下方的直线，它的水平投影方向为倾向。倾角：层面与水平面的交角。其中沿倾向方向测量得到的最大交角称为真倾角。岩层层面在其它方向上的夹角皆为视倾角。视倾角恒小于真倾角。产状要素用地质罗盘进行测量。产状要素表示方法有（1）走向/倾向、倾角，如330°WS∠30°；(2)倾向、倾角，如240°∠30°等。 4．1．3岩层露头线特征露头是一些暴露在地表的岩石。它们通常在山谷、河谷、陡崖以及山腰和山顶这些位置经常出现。未经过人工作用而自然暴露的露头称天然露头，还有一些是经人为作用暴露在。路边、采石场和开挖基坑中称人工露头。露头观察发现岩层除水平状态和倾斜状态外，还有直立状态。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。水平岩层、直立岩层和倾斜岩层露头线分布特征是不相同的。一水平岩层露头线与地形等高线平行重合，但不相交。直立岩层露头线呈直线延伸，不受地形影响，其延伸方向即为岩层走向。倾斜岩层露头线呈“V”字形形态。 4.1.4地层接触关系在地质历史发展演化各个阶段，构造运动贯穿始终，由于构造运动的性质不同或所形成的地质构造特征不同，往往造成新老地层之间具有不同的相互接触关系。地层接触关系是构造运动最明显的综合表现。概括起来，地层(或岩石)的接触关系有以下几种：①整合接触表现为相邻的新、老地层产状一致，时代连续。它是在构造运动处于持续下降或持续上升的背景下发生连续沉积而形成的。②假整合接触(平行不整合接触)为新、老地层产状平行一致而地层时代不连续。其间缺失了某些地层，标志着这期间地壳曾一度上升。上升时遭受风化剥蚀，形成具有一定程度起伏的剥蚀面。 ③不整合接触(角度不整合接触)新、老地层产状不一致以角度相交，地层时代不连续，反映其间曾发生过剧烈的构造运动，致使老地层产生褶皱、断裂，地壳上升遭受风化剥蚀，形成剥蚀面。而后地壳下降至水面以下接受沉积，形成新地层。④侵入体的沉积接触表现为侵人体被沉积岩层直接覆盖，二者间有风化剥蚀面存在。⑤侵入接触是侵人体与被侵入围岩间的接触关系。侵入接触的主要标志是，侵人体边缘有捕虏体，侵人体与围岩接触带有接触变质现象，侵人体与其围岩钓接触界线多呈不规则状⑥断层接触即地层与地层少间或地层与岩体少间．其接触面本身为断层面、． a-整合b-平行不整合c–角度不整合 整合接触关系 平行整合接触关系平行整合接触面 平行不整合接触的形成过程 角度不整合接触关系 角度不整合接触的形成过程 角度不整合接触面 4.2褶皱褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形，形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性末遭到破坏，是岩石塑性变形的表现。 4．2．1褶皱要素为了描述褶皱的空间形态，通常把褶皱的各组成部分称褶皱要素（图4.9），现择主要要素介绍如下褶皱要素的示意图①核部为褶皱中心部位的地层，当剥蚀后，常把出露在地面的褶皱中心部分的地层称为核。②翼部为褶皱核部两侧的地层。③枢纽同一褶皱层面的最大弯曲点的联线叫做枢纽。枢纽可以是直线，也可以是曲线；可以是水平线，也可以是倾斜线。④轴面褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面称为轴面。轴面是一个设想的标志面，它可以是平面，也可以是曲面。轴面与地面或其它任何面的交线称轴迹。 4．2．2褶皱的类型褶皱有两种基本形态：背斜和向斜。背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲。向斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上是岩层向下弯曲的褶皱。背斜核部出露的岩层时代相对较老，而翼部时代相对较新；向斜核部岩层时代较新，翼部时代较老。相邻向斜和背斜共用一个翼部。(1)根据轴面产状，褶皱可分为：图4.11(a)根据轴面产状划分的褶曲形态类型 倒转背斜 平卧褶皱 (2)根据枢纽产状，褶皱可分为：①水平褶皱枢纽近于水平，两翼岩层走向平行一致②倾伏褶皱枢纽倾伏，两翼岩层走向呈弧形相交，对背斜而言，弧形的尖端指向枢纽倾伏方向。而向斜则不同，弧形的开口方向指向枢纽的倾伏方向。 (3)根据褶皱的平面形态，可分为：①线状褶皱褶皱的长宽比大于10：1。②短轴褶皱褶皱的长宽比为3；1至10：1③穹隆与构造盆地长宽比小于3：1的背斜为穹隆、向斜为构造盆地 穹隆构造盆地 （4）复背斜与复向斜，是褶皱的组合形式。不同大小接别的褶皱往往组成巨大的复背斜和复向斜。即规模大的背斜、向斜的两翼被次一级的褶皱复杂化。 褶皱弯曲的方式弯滑作用剪切作用柔流作用 4．2．3褶皱的野外识别野外观察时．首牛判断褶皱存在与否并区别背斜与向斜，然后确定它的形态特征。依据岩石地层和生物地层特征，查明和确立调查区地质年代自老至新的地层层序是首要的工作。然后，沿垂直地层走向进行观察，褶皱存在的标志是在沿倾斜方向上相同年代的地层作对称式重复出现。就背斜而言，核部岩层较两侧岩层时代老。而向斜则核部岩层较两侧岩层时代新。同时，进一步比较两翼岩层倾向及倾角，根据前述的分类标志，确定褶皱的形态分类名称。有时在横剖面上可直接看到岩层弯曲变形形成背斜和向斜。除了观察横剖面特点外，还需了解褶皱枢纽是否倾伏，并确定其倾伏方向。沿同一时代岩层走向进行追索，如果两翼岩层走向相互平行，表明枢纽水平。如果两翼岩层走向呈弧形圈闭合围，表明其枢纽倾伏。根据弧形尖端指向或弧形开口方向以及转折部位实际测量的方法可确定枢纽倾伏方向。 从地形上看，岩石变形之初，背斜相对地势高成山，向斜地势低成谷。这时地形是地质构造的直接反映。然而经过较长时间的剥蚀后，背斜核部因裂隙发育易遭受风化剥蚀往往成沟谷或低地。向斜核部紧闭，不易遭受风化剥蚀，最后相对成山。背斜成谷，向斜成山称为地形倒置现象。 4．2．4褶皱形成时代研究褶皱形成时代，一般常通过分析区域性角度不整合来确定。如果不整合面以下的地层均褶皱，而其上的地层未褶皱，则褶皱运动发生于不整合面下伏的最新地层沉积之后和上覆最老地层沉积之前。如果不整合面上、下地层均褶皱，但褶皱方式、形态又都互不相同，则至少发生过两次褶皱运动。 4．2．5褶皱构造的工程地质评价褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，一般在背斜的顶部和向斜的底部发育有拉张裂隙，这些裂隙把岩层切割成块状。在变形强烈时，沿褶皱核部常有断层发生，造成岩石破碎或形成构造角砾岩带。此外，地下水多聚积在向斜核部，背斜核部的裂隙也往往是地下水富集和流动的通道。由于岩层构造变形和地下水的影响，所以公路、隧道工程或桥梁工程在褶皱核部容易遇到工程地质问题。 褶皱的翼部不同于核部，具有另一类工程地质问题。在褶皱两翼形成倾斜岩层容易造成顺层滑动，特别是当岩层倾向与临空面坡向一致，且岩层倾角小于坡角，或当岩层中有软弱夹层，如有云母片岩、滑石片岩等软弱岩层存在时应慎重对待。褶皱构造的规模、形态、形成条件和形成过程各不相同，而工程所在地往往仅是褶皱构造的局部部位。对比和了解褶皱构造的整体乃至区域特征，对于选址、选线及防止突发性事故是十分重要的。谷德振等(1985)从构造变形作用是造成地质体工程地质特性弱化过程的基本理论出发，总结出不同构造受力作用下形成具有不同的工程地质特性的褶皱(并伴随断裂)类型，简述如下：①复式流动褶皱出现在变质岩系中，形成于高温、高压条件下，褶皱不协调，流动褶皱在抬升到地表后，温度下降而发生固化和脆化。因其经胶结闭合，所以工程地质特性良好。 ②线性挤压紧闭褶皱在褶皱构造带内岩层受强烈挤压，形变剧烈，褶皱闭拢，岩层陡立，甚至倒转，并伴有断层发生。其易造成工程地质问题。③复式挤压褶皱在强烈挤压力多次作用下形成复式褶皱，褶皱形态复杂，呈现局部塑性流动，伴随有多种类型的断层，形成米字型断裂组合。④舒缓波状褶皱褶曲岩层厚度变化小，褶皱平缓。工程地质性质随褶皱不同部位而有所不同，但一般不会出现非常困难的工程地质问题。⑤断裂牵引褶皱这种褶皱的分布比较局限，但在此局部地段有时会造成强烈的构造变形，应变量大，导致岩石破碎。其工程地质条件差。⑥盖层被牵动引起的褶皱下部基底断裂活动牵动到上部盖层而引起褶皱。这种褶皱比较平缓，局部可能发育成断层和可能引起顺层滑动。 4.3节理岩石受力后发生形变，当作用力超过岩石的强度时，岩石的连续完整性遭到破坏而发生破裂，形成断裂构造。断裂构造包括节理和断层，岩石破裂后，沿破裂面无明显位移者称为节理，而有明显位移滑动者称断层。相对而言，断层的规模一般比较大。节理就是岩石中的裂隙(缝)。它较断层更为普遍。节理规模大小不一，细微的节理肉眼不能识别，一般常见的为几十厘米至几米，长的可延伸达几百米，甚至上千米。节理张开程度不一，有的是闭合的。节理面可以是平坦光滑的，也可以是十分粗糙的。 岩石中节理的发育是不均匀的。影响节理发育的因素很多，主要取决于构造变形的强度、岩石形成时代、力学性质、岩层的厚度及所处的构造部位。例如，在岩石变形较强的部位，节理发育较为密集。同一个地区，形成时代较老的岩石中节理发育较好，而形成时代新的岩石中节理发育较差。岩石具有较大的脆性而厚度又较小时，节理易发育。在断层带附近以及褶皱轴部，往往节理较发育。节理的空间位置依节理面的走向、倾向及倾角而定。节理常常有规律地成群出现，相同成因且相互平行的节理称为一个节理组，在成因上有联系的几个节理组构成节理系。 4．3．1节理的类型按节理的成因，节理包括原生节理和次生节理两大类。原生节理是指在成岩过程中形成的节理。例如沉积岩中的泥裂，火山熔岩冷凝收缩形成的柱状节理浆侵入过程中由于流动作用及冷凝收缩产生的各种原生节理等。次生节理是指岩石成岩后形成的节理，包括非构造节理和构造节理。非构造节理是指岩石由风化作用、崩塌、滑坡、冰川及人工爆破等外动力地质作用下所产生的裂隙。非构造节理常分布在地表浅部的岩土层中，延伸不长，形态不规则，多为张开的张节理。构造节理是地壳构造运动的产物，常与褶皱、断层相伴出现并在成因和产状上有一定的联系，是广泛存在的一种节理。 构造节理，按其形成的力学性质，分成张节理和剪节理两类①张节理是由张应力作用下形成的。其方向垂直于主张应力，而平行于主压应力。张节理多数是张开的，节理面粗糙不平，面上不具擦痕。发育在粗碎屑岩中的张节理往往绕砾石和粗砂粒而过，并不切穿颗粒。张节理一般发育稀疏、节理间距大，沿走向延伸不远即消失，但在附近不远处又会断续出现，并有分支复合现象。②剪节理是由剪应力作用而形成的。，剪节理常成对出现，称为共轭剪节理，两共轭剪节理面的交线与中间主应力平行一致，两面锐交 剪节理－由剪应力产生的破裂面特征：长、大、平直光滑，延伸稳定，常常呈“X”型 张节理－由张应力产生的破裂面特征：短、小、粗糙不平，延伸不远，豆荚状、树枝状 4．3．2节理的观测与统计对节理性质、分布规律、形态产状进行观测与统计的目的是为了研究和评价岩体稳定性。观测点一般选择在构造特征清楚、发育良好的露头上，为了便于大量观测，露头面积最好不小于10m²。节理野外观测的内容：①观察地层岩性及地质构造，测量地层产状以及确定测点所在构造部位。所选定观测点的数目，依地质构造复杂程度而定，构造越复杂，测点数目越多；’②观察节理性质及发育规律。首先区别非构造与构造节理，然后区分其力学性质是张节理还是剪节理；③测量与登记，包括测量节理的产状、粗糙度、节理密度、观察节理充填物和测量节理壁距以及测量节理的持续性。观测节理粗糙度时，一般分成平直、波状、阶梯状三种形态，并进一步有光滑、平滑、粗糙三种分级。节理密度(线密度)是指在垂直于节理走向方向1m距离内节理的数目(条数／m)，线密度的倒数即为节理的平均间距，二者都是评价岩体质量的重要指标。节理的充填物一般有泥土、方解石脉、石英脉和长英质岩脉。 除泥土外，其余充填物一般对节理裂隙起胶结作用，有利于它的稳定。泥土遇水软化起润滑作用，不利于稳定。因此还要同时观察统计含水状态(干、湿、滴水、流水)和裂隙张开程度，后者对估计地下水涌水量是重要参数。节理持续性是指节理裂隙的延伸程度。一般：<1m及1～3m，差；3～10m，中等；10～30m及>30m，好及很好。持续性越好对工程影响越大。室内资料整理与统计常用的方法是制作节理玫瑰图，主要有两类：①节理走向玫瑰图是用节理的走向编制。在一半圆上分画o°～90°和o°～270°的方位。把所测得的节理走向按每5°或l0°分组并统计每一组内节理数和平均走向。按各组平均走向，自圆心沿半径以一定长度代表每一组节理的个数，然后用折线相连，即得节理走向玫瑰图。 ②节理倾向玫瑰图是用节理倾向编制。把所测得的节理倾向按5°或10°间隔进行分组，统计每组节理平均倾向和个数。在注有方位角的圆周图上，以节理个数为半径，按各组平均倾向定出各组的点，用折线连结各点即得节理倾向玫瑰图。用节理统计资料的各组平均倾向和平均倾角作图，圆半径长度代表平均倾角，可得节理倾角玫瑰图。 4．3．3节理对工程的影响节理是一种发育广泛的裂隙。节理将岩层切割成块体，这对岩体强度和稳定性有很大影响。节理间距越小，岩石破碎程度越高，岩体承载力将明显降低。岩层中发育的节理裂隙是地下水的通道，同时也会对风化作用起着加速进行的效应。随着岩石风化程度增强和水对岩石的浸泡软化，岩块质地变软、强度降低。 4.4断层岩层受力发生破裂，破裂面两侧岩块发生明显的位移，这种断裂构造称断层。断层是地壳中最重要的一种地质构造，分布广泛，形态和类型多样，规模有大有小，大断层可延长数百、数千公里，小的在手标本及显微镜下观察。 4．4．1断层要素断层的各个组成部分称为断层要素。断层要素包括断层面、断层线、断层盘等。断层面是指相邻两岩块断开或沿其滑动的破裂面(图4．28)，它的空间位置由其走向、倾向、倾角决定。断层面可以是平面，也可以是弯曲面。断层面还常常表现为具有一定宽度的破裂带，并可以由许多破裂面组成，称为断层带。断层带宽度不一，自几米至数百米。一般断层规模越大，形成的断层带越宽。断层面与地面或其它的面的交线称为断层线，断层线的分布规律与地层露头线相同。断层盘是指断层面两侧相对移动的岩块。断层盘有上、下之分，也有上升盘(又称仰侧)与下降盘(又称俯侧)之分。当断层面直立或断层性质不明时，以方位表示断层盘。 断层倾角下盘断层走向断层面上盘相对移动方向 4．4．2断层的类型(1)按断层两盘相对运动分类断层有许多种分类方法，以两盘相对位移方向，可分为：①正断层是沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层，这种断层一般是在水平方向引张力作用或重力作用下形成的。一般断层面倾角较陡，往往大于45‘或在60’以上。近年研究证实，某些断层面陡立的大型正断层，向地下深处产状逐渐变缓。在地壳受水平方向引张力作用的地区，伸展构造发育。正断层向深处变缓呈犁状，若干个高角度正断层在深处联合成一个规模巨大的低角度正断层。最后，由于断层滑动造成上部浅层次年轻地层以断层直接覆盖在深层次古老岩层之上。这种犁状正断层称剥离断层，是一种伸展构造。 正断层 ②逆断层是沿断层面倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层。逆断层一般是在两侧受到近于水平的挤压力作用下形成的。由于形成的力学条件与褶皱近似，所以多与褶皱伴生。倾角大于45°的称为高角度逆断层，常与正断层发育在一起，被归属为高角度断层一类。倾角小于45°的低角度逆断层，称逆冲断层或逆掩断层。规模巨大，同时上盘沿波状起伏的低角度断层面作远距离推移(数公里至数十公里)的逆掩断层，称为推覆构造。推覆构造多出现在地壳强烈活动的地区。例如欧洲阿尔卑斯山区的格拉鲁斯推覆构造，其上盘推覆距离达40km。四川彭县地区，河南嵩山、西藏喜马拉雅山等地区都发育有推覆构造。 逆断层 ③平移断层是断层两盘沿断层走向方向发生位移的断层。其倾角通常很陡，近于直立。根据断层两盘相对位移方向，又可进一步区分为右行(或右旋)和左行(或左旋)平移断层。当垂直断层走向观察断层时，对盘向右手方滑动(顺时针方向)者为右行平移断层；对盘向左手方滑动(逆时针方向滑动)者为左行平移断层。大型平移断层称走向滑动断层或简称走滑断层。它们规模巨大，逆掩断层及其形成过程伸长达数百公里甚至数千公里。例如北美西部圣安德列斯走滑断层，其走向北北西，延伸约2000km，右行平移距离达500km，从白垩纪至今仍在活动，形成世界著名的地震活动带。断层两盘相对移动并非是单一地上、下或者沿水平方向进行，而经常出现沿断层面作斜向滑动。这时的断层兼具有正(逆)及平移性质。斜向滑动断层根据位移特点分出主次，采取复合命名。如称为左(右)行一正(逆)一平移断层或平移一正(逆)断层。复合命名中在后面的一种运动方式是主要的。 平移断层 斜向运动1－逆平移断层 斜向运动2－正平移断层 (2)断层组合类型同一地区在同一应力的作用下，断层往往形成有规则的排列组合，尽管产状不尽相同，皆可组成层系。断层的组合形式，常见的有以下几种：①阶梯状断层是由若干条产状大致相同的正断层平行排列而成。阶梯状断层一般发育在上升地块的边缘。②地堑与地垒是由走向大致相同、倾向相反、性质相同的两条或数条断层组成的。，断层中间有一个共同的下降盘，称为地堑，断层中间有一个共同的上升盘，称为地垒。两侧断层一般是正断层，但也可以是逆断层。地垒常呈断块隆起的山地，如江西的庐山；地堑在地貌上呈狭长的谷地、盆地与湖泊，如我国的汾渭地堑、世界上著名的莱茵地堑、贝加尔湖地堑等。③叠瓦构造是一系列产状大致相同平行排列的逆断层的组合形式。各断层的上盘依次逆冲形成像瓦片般的叠覆。叠瓦构造中各断层面的倾角向下变缓，在深处有时收敛成一条主干大断层。 阶状断层地堑与地垒 台中地区叠瓦断层带 (3)按断层与所在岩层产状关系分类①走向断层(纵断层)断层走向与岩层走向平行。②倾向断层(横断层)断层走向与岩层走向垂直。③斜向断层(斜断层)断层走向与岩层走向斜交。④顺层断层断层面与岩层层理基本一致。 4．4．3断层存在的标志大部分断层在形成后遭受外力地质作用剥蚀和被松散沉积物覆盖，认识它们比较困难。因此需要依据一些标志来判断和证实断层的存在。判断断层存在的标志，主要是地层和构造方面的依据，其次是地貌、水文等方面。(1)地质体不连续岩层、岩体、岩脉、变质岩的片理等沿走向突然中断、错开而出现不连续现象，说明可能有断层存在。(2)断层面(带)的构造特征①镜面、擦痕与阶步断层面表现为平滑而光亮的表面称镜面。其上常覆有数毫米厚的铁质、碳质或钙质薄膜，称动力膜，其成分与两盘岩石有关。断层面上出现平行且均匀细密排列的沟纹称为擦痕。镜面和擦痕都是断层两盘岩块相对错动时在断层面上因摩擦和碎屑刻画而留下的痕迹。阶步是指断层面上与擦痕垂直的微小陡坎。其是擦痕方向局部阻力的差异或因断层间歇性运动的顿挫而形成。阶步又分正阶步与反阶步，它们可指示断层两盘动向。 ②牵引构造牵引构造是断层两盘相对运动时，断层附近岩层因受断层面摩擦力拖曳发生弧形弯曲的现象。牵引褶皱弧形弯曲突出的方向一般指示本盘的相对运动方向。③断层岩断层岩是断层带中因断层动力作用被破碎、研磨，有时甚至发生重结晶作用而形成的岩石主要有断层角砾岩、碎裂岩及糜棱岩等。断层角砾岩由断层两盘岩石的碎块组成，由磨碎的岩屑、岩粉及地下水带来的钙质、硅质、铁质胶结。发育在正断层的断层带中时，角砾棱角分明、杂乱无章称为张性角砾岩。而在较大的逆断层、平移断层和低角度正断层中，由于断层上覆压力大、位移量也较大，角砾经揉搓、碾滚而且有一定程度圆化，称压碎角砾岩或断层磨砾岩.碎裂岩是比断层角砾岩破碎程度高、碎块更细小的构造岩，若其中残留有较大的碎块，则称为碎斑岩被研磨成泥状，其单颗粒不易分辨而又未固结者称断层泥。糜棱岩是一种具层纹构造的细粒岩石，外观颇似硅质岩。它主要是在较高的温度、压力及低应变速率条件下，由矿物晶体发生塑性变形而形成的构造岩。它不出现在脆性破裂构造的断层中，它是韧性剪切带(韧性断层)中的典型构造岩。 (3)地貌和水文等标志断层两盘差异性升降运动，常形成陡立的峭壁，称断层崖。断层崖沿断层线分布时形成明显的线性构造。若断层崖后来受到与崖面垂直方向的流水切割、侵蚀，往往形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖，称为三角面山。串珠状分布的湖泊、洼地和带状分布的泉水等都是可能有断层存在的标志。 4．4．4断层形成时代确定断层形成时代视具体地质情况可采用不同方法，但其基本原则是：断层发生的年代晚于被断最新地层的年代，早于以不整合覆盖在断层之上的最老地层的年代。。断层形成时代是评价其对工程稳定性影响的重要指标。 4．4．5断层的工程地质评价岩层(岩体)被不同方向、不同性质、不同时代的断裂构造切割，如果发育有层理、片理，则情况更复杂。所以，岩体被认为是不连续体。不连续面是断层、节理、层面等，又称结构面。作为不连续面的断层是影响岩体稳定性的重要因素，这是因为断层带岩层破碎强度低，另一方面它对地下水、风化作用等外力地质作用往往起控制作用。断层对工程建设十分不利；特别是道路工程建设中，选择线路、桥址和隧道位置时尽可能避开断层破碎带。断层发育地区修建隧道最为不利。当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避开断层破碎带；而当隧道轴线与断层走向垂直时，为避免和减少危害，应预先考虑支护和加固措施。由于开挖隧道代价较高，为缩短其长度，往往将隧道选择在山体比较狭窄的鞍部通过。从地质角度考虑，这种部位往往是断层破碎带或软弱岩层发育部位，岩体稳定性差，属地质条件不利地段。此外，沿河各地段进行公路选线时也要特别注意与断层构造的关系。当线路与断层走向平行或交角较小时，路基开挖易引起边坡发生坍塌，影响公路施工和使用。 选择桥址时要注意查明桥基部位有无断层存在。一般当临山侧边坡发育有倾向基坑的断层时，易发生严重坍塌，甚至危及邻近工程基础的稳定性。在岩石边坡稳定性评价方面，我国学者罗国煜(1982，1991)提出的优势面分析理论与方法颇具代表性。简述如下：优势面是对岩体稳定性起控制作用的结构面。在岩石边坡变形破坏中，优势面构成岩体变形的边界且优势面组合控制岩体破坏模式，是一种导滑构造。这样，确定优势面就成为建立破坏模型进行定量评价和确立各项具体处理措施的关键。 优势面根据以下指标确定：①时间优势指标将断裂构造区分为老、新、活三类。老断裂是指J—K(燕山期)及其更老时代产生的而近期无明显活动的断裂构造。新断裂是新生代(喜山期)形成的，它是新构造运动的产物。活断层是影响到全新世(Q4)的断裂。新、老、活断裂对区域工程地质条件和地基稳定性往往起控制作用q老断裂构造结构面多胶结闭合，而新断裂和活断层(具体见下节)形成时代新，胶结不好，易导水富水，很可能是边坡的优势面.②性质优势指标③数量优势指标④产状优势指标坏模式，进行定量评价断裂构造等结构面的性质、充填物性质、粗糙度、张开度等；例如节理裂隙观测统计后所作玫瑰图得出的就是数量优势面；与边坡同向，且倾角小于坡角，易产生临空滑动。根据这些资料，进一步确定岩坡破坏模式，进行定量评价。 4.5活断层活断层是指现在正在活动或在最近地质时期(全新世，1万年)发生过活动的断层。由于它对工程建设地区稳定性影响大，所以是区域稳定性评价的核心问题。活断层对工程建筑物的影响是通过断裂的蠕动、错动和地震对工程造成危害。活断层的蠕动及伴生的地面变形，直接损害断层上及附近的建筑物。例如宁夏石咀山红果子沟明代(约400年)长城错动是活断层蠕动造成。长城边墙水平错开1．45m(右旋)，且西升东降垂直断距约o．9m。断层蠕动还会导致地面产生地裂缝，如西安地裂缝斜贯西安市共有9条，最长者可达10km以上。该地裂缝发现于1959年，至今仍在活动，使大量建筑物开裂、道路变形，并切断地下管线、多次穿越陇海铁路线。地震缝发育不受地貌单元影响，有的地方见到地裂缝向深处与基岩断裂一致。西安地裂缝大多研究者认为是由于长安临潼断裂的张性蠕动引起。 活断层发震错动并伴有地表断裂会对工程造成危害。例如1976年7月28日我国唐山大地震时，产生长达8km的地表错动。它呈北30‘东方向由市区通过，最大水平错距3m，垂直断距0．7—1m。错开了道路、房屋、水泥地面等一切建筑物. 4.5地质图的阅读 地质图阅读方法 本章小结(1)构造运动有水平运动和垂直运动。构造运动的结果是使原始水平状态连续产出的岩层发生变形变位，形成地质构造。褶皱、断层和节理是最基本的地质构造。(2)岩层的产状要素是岩层的走向、倾向与倾角。岩层的厚度是岩层顶、底面间的垂直距离。(3)岩层层面或其它构造面与地面交线为露头线(地质界线)。水平岩层露头线与地形等高线平行或重合。直立岩层露头线不受地形影响，呈直线沿走向延伸。倾斜岩层露头线呈“V”字形，其展布形式受地形坡向、坡角与岩层倾向、倾角控制。(4)岩层间接触关系有整合、不整合、假整合三种。侵入体与其围岩间为侵入接触。侵入体形成后，地壳发生隆起上升，使侵入体遭受风化剥蚀并接受随后沉积而被沉积地层覆盖，这种接触关系称沉积接触。(5)褶皱要素是：核、翼、轴面、枢纽等。根据轴面产状分为： 直立褶皱、斜歪褶皱(两翼与轴面均向一个方向倾斜，即一翼倒转时为倒转褶皱)、平卧褶皱、翻卷褶皱；根据横剖面形态分为：扇形褶皱、箱形褶皱、单斜；根据枢纽产状分为：水平褶皱和倾伏褶皱；根据褶皱的平面形态分为：线状褶皱、短轴褶皱、穹隆与构造盆地。不同大小级别的褶皱组合成巨大的复背斜和复向斜。(6)褶皱的识别标志是在沿地层倾斜方向上地层为对称式重复。核部地层老，两翼新者为背斜；核部地层新，两翼老者为向斜。同一岩层沿走向发生转折合围表明枢纽倾伏是倾伏褶皱。(7)依据不整合分析褶皱形成时代：介于参加褶被的最新地层与上覆未褶皱的最老地层之间。一个地区若有两个不整合接触关系，且两个不整合面均已褶皱，说明该地区至少发生过三次褶皱运动。(8)褶皱核部是岩层强烈变形部位。断裂构造发育、岩体完整性差且是地下水富水地段，易发生工程地质问题。两翼相对有利，但要注意顺层滑动和软弱夹层。褶皱的工程地质评价要考虑区域地质背景，以线状紧闭褶皱发育地区最易造成工程地质问题。 (9)节理是岩石中的裂隙。分布最广的是构造节理。张应力作用下产生张节理，其节理面粗糙、张开并绕砾石而过、间距大、产状不稳定。剪应力作用形成剪节理，其节理面紧闭、平直光滑并切割砾石、发育密集，常以共轭节理成对出现，延伸远、产状稳定。(10)节理按与有关构造的几何关系分类。根据节理产状与所在岩层产状或褶皱延伸方向的关系分成：走向节理(或纵节理)、倾向节理(或横节理)、斜向节理(或斜节理)。与岩层面平行者称顺层节理。(11)节理观测服务于岩体质量评价。观测内容有：力学性质、充填物、粗糙度、节理密度、产状。通过制作节理玫瑰图得出数量优势节理。节理间距愈小，岩体质量愈低。(12)断层是岩层破裂后，破裂面两侧岩块发生明显位移。断层要素包括：断层面、断层线、断层盘。(13)按断层两盘相对运动分为：正断层、逆断层、平移断层。 大型犁状正断层称剥离断层，大型低角度逆掩断层称推覆构造。平移断层有左、右行之分，规模大、滑动距离长者称走滑断层。断层组合类型有：阶梯状断层、地堑与地垒、叠瓦构造。按断层走向与被断地层走向关系分为：走向断层(纵断层)、倾向断层(横断层)、斜向断层(斜断层)和顺层断层。(14)断层存在的证据有：镜面、擦痕、阶步、反阶步、牵引构造、断层角砾岩、碎裂岩、断层泥、断层糜棱岩、地质体突然中断并错开之不连续现象、断层崖、三角面山、断层悬谷、泉水出露等。(15)断层是影响岩体稳定性最重要的一种不连续面。道路选线、桥和隧道选址应尽量避开。优势断裂评价理论表明新断裂，活断裂，具数量和产状优势及平滑、充填物松软、富水的断裂都可能是对岩体稳定性起控制作用的优势结构面。(16)活断层因其在未来可能发震、错动或蠕动而对工程造成危害。一条活断层在不同时期或不同区段都可能以蠕滑或粘滑的方式活动。地震震级与断层规模成正比。活动速率反映断层活动性。用古地震法和位移量法可确定大震重复周期。 练习题[练习题4．1]简述什么是褶皱构造，褶皱的基本类型及其识别特征。并简单说明褶皱构造的工程地质评价。[练习题4．2]什么是节理?它对工程有什么影响?[练习题4．3]什么是断层?按两盘相对位移方向，断层如何分类?简单说明断层的工程地质评价。[练习题4．4]简述什么是活断层，它对工程建筑有什么影响?