工程地质学第四章 断裂构造 2
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构造地质学 04章-2
四、褶皱的形成机制
㈤膝褶作用:
这类褶皱主要发生在岩性较均一的脆性薄岩层或面理化岩石 中，脆性薄岩层在一定围岩的限制下，受到与层理或面理平行或 稍微斜交的压应力作用，使岩层发生层间滑动，但又受到某种限 制，常常使滑动面发生急剧转折，即相当于轴面的膝褶面折转而 成尖棱褶皱。
第四章 褶 皱
㈤膝褶作用
膝褶中的滑动褶皱作用常集中发生在不对称膝褶的短翼部分， 形成剪切带，称为膝褶带；膝褶带两侧的界面为膝褶面。两个相邻 膝褶带可以互相平行，也可呈共轭相交，形成箱状褶皱或称为共轭 褶皱。一系列两翼等长的对称式尖棱褶皱常组成“人”字型，或手 风琴式褶皱。
第四章 褶 皱
四、褶皱的形成机制
㈢剪切褶皱作用
⒈剪切褶皱作用的概念: 岩层沿着一系列与岩层不平行的密集劈理面(破裂面)发生差 异滑动而形成褶皱的作用叫做剪切褶皱作用。剪切褶皱作用又称 滑褶皱作用。在这种褶皱作用中原始的岩层面已经不再起控制作 用，而只是作为滑动结果的标志或参照系。
第四章 褶 皱
⒉剪切褶皱作用的 主要特点:
第四章 褶 皱
㈣柔流褶皱作用
在变质岩或混合岩化的岩体中有些长英质脉岩受力作用而形成 的肠状褶皱就是一种柔流褶皱。这在太古代和其它深变质岩中是较 为普遍的一种构造现象，这类肠状褶皱或者是早期侵位的岩脉在围 岩发生变形和变质过程中发生流变而形成；或在强烈变形时期，贯 入到褶皱岩层中的脉岩，后来又与围岩一起变形而成。
第四章 褶 皱
由于层间的这种差异剪切滑动作用，在强硬岩层的翼部可产 生旋转剪节理和同心节理。
第四章 褶 皱
⑶由于层间滑动产生的
上下岩层之间的摩擦, 可 在层面上形成层面擦痕，
枢纽
这些线状擦痕的延伸方向
与褶皱的枢纽延伸方向垂 直。
㈤膝褶作用:
这类褶皱主要发生在岩性较均一的脆性薄岩层或面理化岩石 中，脆性薄岩层在一定围岩的限制下，受到与层理或面理平行或 稍微斜交的压应力作用，使岩层发生层间滑动，但又受到某种限 制，常常使滑动面发生急剧转折，即相当于轴面的膝褶面折转而 成尖棱褶皱。
第四章 褶 皱
㈤膝褶作用
膝褶中的滑动褶皱作用常集中发生在不对称膝褶的短翼部分， 形成剪切带，称为膝褶带；膝褶带两侧的界面为膝褶面。两个相邻 膝褶带可以互相平行，也可呈共轭相交，形成箱状褶皱或称为共轭 褶皱。一系列两翼等长的对称式尖棱褶皱常组成“人”字型，或手 风琴式褶皱。
第四章 褶 皱
四、褶皱的形成机制
㈢剪切褶皱作用
⒈剪切褶皱作用的概念: 岩层沿着一系列与岩层不平行的密集劈理面(破裂面)发生差 异滑动而形成褶皱的作用叫做剪切褶皱作用。剪切褶皱作用又称 滑褶皱作用。在这种褶皱作用中原始的岩层面已经不再起控制作 用，而只是作为滑动结果的标志或参照系。
第四章 褶 皱
⒉剪切褶皱作用的 主要特点:
第四章 褶 皱
㈣柔流褶皱作用
在变质岩或混合岩化的岩体中有些长英质脉岩受力作用而形成 的肠状褶皱就是一种柔流褶皱。这在太古代和其它深变质岩中是较 为普遍的一种构造现象，这类肠状褶皱或者是早期侵位的岩脉在围 岩发生变形和变质过程中发生流变而形成；或在强烈变形时期，贯 入到褶皱岩层中的脉岩，后来又与围岩一起变形而成。
第四章 褶 皱
由于层间的这种差异剪切滑动作用，在强硬岩层的翼部可产 生旋转剪节理和同心节理。
第四章 褶 皱
⑶由于层间滑动产生的
上下岩层之间的摩擦, 可 在层面上形成层面擦痕，
枢纽
这些线状擦痕的延伸方向
与褶皱的枢纽延伸方向垂 直。
第四节断裂构造分解课件
质量和可利用性。
断裂构造的解析与
03
模拟
断裂构造的解析方法
地质调查
通过实地考察、采样和测试， 了解断裂构造的地质特征和分
布情况。
地球物理勘探
利用地球物理勘探技术，如重 力、磁力、电法和地震等，探 测地下断裂构造的位置和规模 。
遥感技术
利用卫星遥感技术，对断裂构 造进行大范围探测和监测，获 取更全面的信息。
详细描述
在地下水资源的勘探和开发中，断裂构造是影响地下水流动 和分布的重要因素。通过对断裂构造的研究，可以预测地下 水的流向、储量和开发利用潜力。
地震工程与地质灾害防治
总结词
断裂构造是地震工程与地质灾害防治的重要研究对象，对地震等地质灾害的预测和防范具有重要意义 。
详细描述
在地震工程与地质灾害防治中，断裂构造是影响地震等地质灾害发生和发展的关键因素。通过对断裂 构造的研究，可以预测地震等地质灾害的发生和影响范围，为防范和减轻灾害提供科学依据。
断裂构造的测量与编图
测量是准确获取断裂构造参数的关键步 骤，包括对断裂产状、破碎带宽度、位
移量等进行精确测量。
编图是将测量结果以图形形式呈现的过 程，通过编制不同比例尺的地质图、构 造图等，可以直观地展示断裂构造的仪器和 软件，如全站仪、GPS、GIS等，以确 保数据的准确性和可靠性。同时，也需 要遵循相关规范和标准，以确保成果的
形成机制与分类
形成机制
断裂构造的形成主要与地壳运动、构 造应力、温度压力等因素有关，其中 构造应力是最主要的因素。
分类
根据断层两盘相对位移的情况，可以 将断裂构造分为正断层、逆断层和平 移断层等类型。
断裂构造的地质意义
地壳运动与板块构造
断裂构造是地壳运动和板块构造的重要表现形式，通过对 断裂构造的研究可以深入了解地壳运动和板块构造的规律 。
断裂构造的解析与
03
模拟
断裂构造的解析方法
地质调查
通过实地考察、采样和测试， 了解断裂构造的地质特征和分
布情况。
地球物理勘探
利用地球物理勘探技术，如重 力、磁力、电法和地震等，探 测地下断裂构造的位置和规模 。
遥感技术
利用卫星遥感技术，对断裂构 造进行大范围探测和监测，获 取更全面的信息。
详细描述
在地下水资源的勘探和开发中，断裂构造是影响地下水流动 和分布的重要因素。通过对断裂构造的研究，可以预测地下 水的流向、储量和开发利用潜力。
地震工程与地质灾害防治
总结词
断裂构造是地震工程与地质灾害防治的重要研究对象，对地震等地质灾害的预测和防范具有重要意义 。
详细描述
在地震工程与地质灾害防治中，断裂构造是影响地震等地质灾害发生和发展的关键因素。通过对断裂 构造的研究，可以预测地震等地质灾害的发生和影响范围，为防范和减轻灾害提供科学依据。
断裂构造的测量与编图
测量是准确获取断裂构造参数的关键步 骤，包括对断裂产状、破碎带宽度、位
移量等进行精确测量。
编图是将测量结果以图形形式呈现的过 程，通过编制不同比例尺的地质图、构 造图等，可以直观地展示断裂构造的仪器和 软件，如全站仪、GPS、GIS等，以确 保数据的准确性和可靠性。同时，也需 要遵循相关规范和标准，以确保成果的
形成机制与分类
形成机制
断裂构造的形成主要与地壳运动、构 造应力、温度压力等因素有关，其中 构造应力是最主要的因素。
分类
根据断层两盘相对位移的情况，可以 将断裂构造分为正断层、逆断层和平 移断层等类型。
断裂构造的地质意义
地壳运动与板块构造
断裂构造是地壳运动和板块构造的重要表现形式，通过对 断裂构造的研究可以深入了解地壳运动和板块构造的规律 。
第4讲 第四章 地质构造
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， 称为产状要素。
产状要素用地 质罗盘进行测量 。
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。
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。向斜核部岩 层时代较新，冀部时代较老。
（1）根据轴面产状，褶皱可分为： ①直立褶皱 轴面近于直立，两翼倾向相反，
倾角大小近于相等。
②斜歪褶皱 轴面倾斜，两翼岩层倾斜方向 相反，倾角大小不等。
③倒转褶皱 轴面倾斜，两翼岩层向同一方 向倾斜，倾角大小不等。其中一翼岩层为正常 层序，另一翼岩层倒转。若两翼岩层向同一方 向倾斜，倾角大小又相等，称同斜相褶皱。
4.2.4 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。
第四章 地质构造
4．1 岩层产状与地层接触关系 4．2 褶皱 4、3 节理 4、4 断层 4．5 活断层 4、6 地质图
4．l 岩层产状与地层接触关系
4.1.1 构造运动与地质构造 构造运动是一种机械运动，按运动方向可分
为水平运动和垂直运动。 水平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。 垂直运动则使相邻块体作差异性上升或下降。 构造运动使岩层发生变形和变位，形成的产
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， 称为产状要素。
产状要素用地 质罗盘进行测量 。
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。
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。向斜核部岩 层时代较新，冀部时代较老。
（1）根据轴面产状，褶皱可分为： ①直立褶皱 轴面近于直立，两翼倾向相反，
倾角大小近于相等。
②斜歪褶皱 轴面倾斜，两翼岩层倾斜方向 相反，倾角大小不等。
③倒转褶皱 轴面倾斜，两翼岩层向同一方 向倾斜，倾角大小不等。其中一翼岩层为正常 层序，另一翼岩层倒转。若两翼岩层向同一方 向倾斜，倾角大小又相等，称同斜相褶皱。
4.2.4 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。
第四章 地质构造
4．1 岩层产状与地层接触关系 4．2 褶皱 4、3 节理 4、4 断层 4．5 活断层 4、6 地质图
4．l 岩层产状与地层接触关系
4.1.1 构造运动与地质构造 构造运动是一种机械运动，按运动方向可分
为水平运动和垂直运动。 水平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。 垂直运动则使相邻块体作差异性上升或下降。 构造运动使岩层发生变形和变位，形成的产
第四节--断裂构造分解
碎屑胶结而成,以<0.05mm的颗粒为主，只有
在显微镜下才能看出颗粒的成分和结构特征，
外观致密，类似硅质岩。矿物有重结晶、重
组合现象。除含有石英、长石等原岩矿物外，
常含有一些变质矿物。风化后常呈岩粉或泥
状。
（2）断层线:
断层面与地面的交线称为断层线。其方
向表示断层的延伸方向，断层线的形状决定
于断层面的形状和地表的起伏。
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(3)上盘和下盘: 断层面两侧被断层面分开的岩体称为断 块。若断层面是倾斜的,位于断层面以上的岩 体为上盘，位于断层面以下的岩体为下盘。 (4)断距： 断层两盘相对位移的距离和为断距。岩 层上的A点，断裂后滑移到C点，则AC之间的 距离称为总断距。总断距的水平分量DC为水 平断距;总断距的铅直分旦AD为铅直断距。
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第四节 断裂构造
断层的规模大小相差悬殊,小的在岩石 手标本上即可见到，大者可延伸数十 公里以上。有时还有多条大致平行延 伸，性质相近的大断层组成一个断裂 带，它们长可达数百甚至上千公里， 宽可达几公里。
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断层规模，一般为数厘米至数十米，少数的
大断裂有更宽的。断层带是由被挤压、错动
形成的大小不一、粗细不等的岩石碎块、岩
粉等组成，但它们常被胶结或在强烈的挤压
力2作021/2用/11 下发生动力变质，某些矿物
18
重新结晶,定向排列或产生一些新的变质矿物，
如叶蜡石、绿帘石、绿泥石、绢云母等。这
种断层破碎带中所特有的岩石称为构造岩。
（4）一般发育较密，相邻两节理之间的间
第四节 断裂构造
二.断层
1、断层的几何要素 断层的几何要素包括断层的基本组成部 分以及与阐明其错动性质有关的几何因素断 层面。岩层发生错动位移的破裂面称断层面， 它可以是平面或是弯曲面。小断层或大断层 的局部地段常是平直的，有时较大的断层可 呈舒缓波状的曲面。断层面的产状也是用走 向、倾向、倾角来测定。
(1)断层面和断层破碎带： 岩层断裂后沿其位移的破裂面称为断层 面。它可以是平面、曲面，也可以是波状起 伏的面。实际上，多数岩层中发生的断裂位 移，并不是沿着一个简单的面，而往往是沿 着一个由许多密集的破裂面组成的错动带进 行的，这个错动带称为断层破碎带，其宽度 取决于断层规模，一般为数厘米至数十米， 少数的大断裂有更宽的。断层带是由被挤压、 错动形成的大小不一、粗细不等的岩石碎块、 岩粉等组成，但它们常被胶结或在强烈的挤 压力作用下发生动力变质，某些矿物
2.剪节理 剪节理具有以下特征： （1）产状稳定，在平面上沿走向延伸较远， 在剖面上延展较深。 （2）节理面平直而光滑，常具擦痕、镜面 等现象。节理两壁之间闭合紧密。 （3）当剪节理发育在碎屑岩中时，常切割 较大的碎屑颗粒或砾石。 （4）一般发育较密，相邻两节理之间的间 距较小，常具有等间距分布的特点，密集成 带。
三.活断层 活断层或称活动断裂是指现今仍在活动， 或者近期曾有过活动，不久的将来还可能活 动的断层。后一种情况也称为潜在活断层。 活断层可使岩层错动位移或发生地震， 对工程建筑造成很大的、甚至是无法抗拒的 危害。因此，查明建筑地区有没有活断层及 其对工程建设的影响是一个很重要的问题。 1.活断层的分类 （1）按两盘相对错动方向分类 活断层按两盘错动方向也可分为平移断
1.原生(成岩)裂隙 原生裂隙是岩石在成岩过程中形成的裂 隙。 2．次生裂隙 次生裂隙是由于岩石风化、岩坡变形破 坏、河谷边坡卸荷作用及人工爆破等外力而 形成的裂隙。 3．构造裂隙(节理) 构造裂隙是由地壳运动产生的构造应力 作用而形成的裂隙。在岩石中分布广泛，延 伸较深，方向较稳定，可切穿不同的岩层。 按其力学性质可分为张裂隙和剪裂隙两种。
土木工程地质3第四章地质构造PPT课件
49
水平错动
平移断层：两盘沿断层走向相对移动的断层。
50
按形成断层的力学性质，可分为：
压应力 张应力 剪应力
压性断层，多为逆断层； 张性断层，多为正断层； 扭性断层，多为平移断层。
51
断层组合形式
叠瓦式断层
52
按断层走向与岩层走向的关系分： 走向断层F1 倾向断层F2 斜交断层F3
53
—— 岩层水平（0˚～5˚）； —— 岩层直立（箭头指向较新岩层）； ——岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向，
30°
即指向老岩层，数字是倾角)
12
3.褶皱构造(fold)
——岩层受构造应力作用而形成的一系列波状弯曲。
13
褶皱形成过程
14
褶曲要素：
• 核部(core) • 两翼(limb) • 轴面(axial plane ) • 轴线(axial line) • 枢纽(hinge)
方位角法 文字表示法 象限角法
野外记录和文字 报告
符号表示法
地质图件
9
文字表示法
方位角法 N 0˚
135˚∠30˚
135°
（倾向、倾角）
30°
10
文字表示法
象限角法
N 0°
45 °
90° W
90°
E
N45˚E∠30˚SE
（走向、倾角、倾向象限）
30 °
S 0°
11
符号表示法
30°——长线代表走向，短线代表倾向，数 字是倾角。（长短线必须按实际方 位标绘在图上）；
19
枢纽水平时，地质界线在平面图上仍表现 为互相近似平行；
20
在实际地形图上，倾伏背斜的地质界线表现 为在倾伏端封闭弯曲；倾伏向斜的地质界线表现 为在仰起端封闭弯曲。
水平错动
平移断层：两盘沿断层走向相对移动的断层。
50
按形成断层的力学性质，可分为：
压应力 张应力 剪应力
压性断层，多为逆断层； 张性断层，多为正断层； 扭性断层，多为平移断层。
51
断层组合形式
叠瓦式断层
52
按断层走向与岩层走向的关系分： 走向断层F1 倾向断层F2 斜交断层F3
53
—— 岩层水平（0˚～5˚）； —— 岩层直立（箭头指向较新岩层）； ——岩层倒转（箭头指向倒转后的倾向，
30°
即指向老岩层，数字是倾角)
12
3.褶皱构造(fold)
——岩层受构造应力作用而形成的一系列波状弯曲。
13
褶皱形成过程
14
褶曲要素：
• 核部(core) • 两翼(limb) • 轴面(axial plane ) • 轴线(axial line) • 枢纽(hinge)
方位角法 文字表示法 象限角法
野外记录和文字 报告
符号表示法
地质图件
9
文字表示法
方位角法 N 0˚
135˚∠30˚
135°
（倾向、倾角）
30°
10
文字表示法
象限角法
N 0°
45 °
90° W
90°
E
N45˚E∠30˚SE
（走向、倾角、倾向象限）
30 °
S 0°
11
符号表示法
30°——长线代表走向，短线代表倾向，数 字是倾角。（长短线必须按实际方 位标绘在图上）；
19
枢纽水平时，地质界线在平面图上仍表现 为互相近似平行；
20
在实际地形图上，倾伏背斜的地质界线表现 为在倾伏端封闭弯曲；倾伏向斜的地质界线表现 为在仰起端封闭弯曲。
工程地质ch42
3.
纵断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向基本一
致。
4.
横断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向基本垂
直；
5
5.
斜断层：断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向斜交。
2. 根据断层两盘相对运动方向分类
这是地质学中最常用的分类方法。分为三 种基本的类型：
正断层、
正断层
断面
逆断层
逆断层和平移
(走滑)断层。
32
4.4.4 断裂构造的工程地质评价
※ 断层带是构造薄弱带
断裂破碎带常因构造破坏、岩脉穿插、风化强烈
裂隙面夹泥而呈碎裂状，或局部因风化和强烈破
碎成松散体。
◆断裂与公路、铁路路基、地下洞室
地下洞室不应布置在断裂破碎带或断裂交汇处；
地下洞室围岩稳定性与断层、节理等的空间组合方式及
其与洞室方位间的关系有密切联系。
张节理
S2 剪节理
剪节理 S1 S1
1
3
F
S2
1
3
小褶皱轴面
断层派生的次级构造可以用于 判断断盘的相对运动方向
断层带中示志层角砾的分布特点 可以用于判断两盘的相对运动方向
断层侧 边派生 的节理 和小褶 皱
27
矿脉
下盘
上盘 坑道
地表地层产状突变指示 下伏断层
断层控制矿脉的现象 28
3. 地层标志
4.岩浆活动和矿化标志
◆ 活断层引发地震 ◆ 活断层对工程施工的现实危害(错动、断裂）
4.5.1 活断层特性
◆活断层的活动方式： 蠕滑和粘滑（P44) 蠕滑：连续的滑动过程，仅有小震或无震； 粘滑：断层发生快速错动，可产生大震； 在同一条断层带的不同区段可以有不同的活动方 式，可以相互转化。
第四节断裂构造分解课件
板块构造理论是解释断裂构造形 成与演化的重要基础。
板块边界是断裂构造最发育的地 带，板块的相互作用控制了断裂
的形成与演化。
板块内部的断裂构造也与板块的 内部应力场和地壳的厚度有关。
断裂构造的形成时代与期次
断裂构造的形成时代可以根据 其穿过的地层或与之共生的岩 石来确定。
同一地区可能存在多期次的断 裂构造，这些断裂构造可能在 不同时期形成和演化。
现象。根据成因和形态特征，断裂构造可分为正断层、逆断层、平移断层等类型。
形成机制与特征
要点一
总结词
断裂构造的形成机制复杂多样，主要包括地壳运动、温度 压力变化、岩浆活动等。其特征表现为明显的断裂带、断 层面和断层性质等。
要点二
详细描述
断裂构造的形成机制主要包括地壳运动、温度压力变化、 岩浆活动等。这些因素相互作用，导致岩石的应力超过其 强度极限，从而形成断裂。断裂构造的特征表现为明显的 断裂带、断层面和断层性质等。根据断层的位移性质，可 分为正断层和逆断层；根据断层的走向与区域构造线的关 系，可分为走向断层、倾向断层和斜向断层。
测量断层产状
使用测角仪等工具测量断 层的走向、倾向和倾角， 了解断层的空间分布特征 。
确定断层位移
通过测量地层、岩体的位 移量，了解断层的活动程 度和规模。
编制断裂构造图
将测量和描述结果编制成 图，展示断裂构造的空间 分布和特征，为进一步研 究提供基础资料。
03
断裂构造的形成与演化
断裂构造与板块构造的关系
第四节断裂构造分解课件
• 断裂构造概述 • 断裂构造的识别与描述 • 断裂构造的形成与演化 • 断裂构造与矿产资源 • 断裂构造研究的应用价值
01
断裂构造概述