工程地质学——地层与地质构造

第二章 地层与地质构造 第一节 地壳运动及地质作用的概念

一、地壳运动的概念→指地球内力引起岩石圈产生的机械运动。

⎩⎨

⎧垂直运动水平运动

、基本运动形式1 ⎪⎪⎩⎪⎪

⎨

⎧板块构造说地球自转说均衡说

对流说、运动成因理论2

二、地质作用的概念

→指自然动力引起地球物质组成、内部结构、地表形态发生变化的作用。

()⎪⎩⎪

⎨⎧变质作用岩浆活动

又叫地壳运动构造运动、内动力地质作用1 ⎪⎪⎪⎩⎪

⎪⎪

⎨⎧重力的地质作用冰川的地质作用流水的地质作用

风的地质作用风化作用、外动力地质作用2

第二节 岩层及岩层产状

⎪⎩⎪

⎨⎧断裂褶皱

倾斜岩层后被保留下来的形态。引起地壳岩层变形变位地质构造：指构造运动

⎪⎪

⎪⎩⎪

⎪⎪⎨⎧︒=⎪⎩⎪⎨⎧︒

>︒

︒=︒<︒=906060~30300ααααα：）（）（：：：：直立岩层顶面朝下倒转岩层顶面朝上正常岩层陡立岩层陡倾岩层缓倾岩层倾斜岩层水平岩层一、岩层

二、岩层产状：指岩层在空间的产出状态。

⎪⎩⎪⎨⎧）（倾角：岩层的倾斜程度）

（OD 倾向：岩层的倾斜方向（OA或OB）走向：岩层的延伸方向

、产状要素α'1

真倾角（α）：岩层在野外的倾角。

视倾角（β）：岩层在剖面上的倾角。

θαβsin ⋅=tg tg （θ为剖面线与岩层走向线所夹锐角）

2、产状要素的测量、记录和图示。 （1）测量：用地质罗盘仪测量。 ⎪⎪⎪

⎩⎪⎪

⎪⎨

⎧方位角法相限角法

）记录（2

（3）图示：正常岩层： 30º ； 倒转岩层： 30º

N 135º 30º

N

W

S 45º

30ºN45ºE ∠30º s E 走向 倾角 倾向 135º ∠30º

倾向 倾角 倾斜岩层

褶皱

断层 倾角

倾向 α α A O B

D D’ π 走向 倾向 走向 倾向 走向

第三节 地层概念

一、为什么要学习地层及地质年代：

确定构造形态：如：

单斜岩层 背斜 向斜 断层

断层 选择和评价建筑场地： 阅读地质图：

地层：将各个地质历史时期形成的岩层，称为该时代的地层。 二、绝对年代法：

用岩石中放射性同位素蜕变规律来确定岩石形成时间。（即蜕变时间） 蜕变：放射性元素自形成之日起，就稳定地放射出α（粒子）、β（电子）、γ

（电磁幅射量子）射线，并形成稳定的新元素。如：206

238b P U −−−→−蜕变后形成

蜕变时间可用下式确定：

⎪⎭⎫ ⎝⎛

+=

P D t 1ln 1

λ

式中：λ——蜕变常数 P ——放射性同位素重量 D ——蜕变后新元素重量

最后：用各岩石形成时间，排出各岩石形成的先后顺序。（即新老关系） （最老岩石：南美洲圭亚挪地盾角闪岩（41.3亿年），最老化石：蓝绿藻（35亿年））。

三、相对年代法：

通过比较各地层的沉积顺序、古生物化石特征、地层接触关系来确定其形成的先后顺序。

1、地层层序法：

（1）正常层序法：对于正常沉积的岩层，老的在下，新的在上。岩层倒转时关系相反。

（2）标准剖面法：将某地区的地层按新老关系排列的剖面，叫该地区的标准剖面。用标准剖面对比某工点的地层，从而确定该工点地层新老关系的方法。

（3）层面构造法：用层面构造指示岩层新老关系的方法。

4 3 2 1

3 2 1 2 3

1 2 3 2 1

2 1 2 1

6 5 2 1

⎩⎨

⎧端方向、波谷方向。老岩层方向：泥裂的尖口方向、波峰方向。新岩层方向：泥裂的开

2、古生物法：

⎩⎨

⎧。老地层：化石结构简单

。新地层：化石结构复杂

。在地层新老关系的方法根据生物化石，确定所 ⎪

⎩⎪⎨⎧⎩⎨

⎧性）：由高级到低级（不可逆生物质变。

急剧质变：环境改变、生物繁衍。

缓慢量变：环境稳定、）：由量变到质变（递进性生物进化：

标准化石：在各个环境稳定时期，分布广、生存时间短的化石。 3、地层接触关系法： （1）沉积岩之间的接触关系：

① 整合接触：各地层时代连续，产状平行。

（反映地壳稳定下沉）

② 平行不整合接触：各套地层时代不连续，但产状平行。 （又叫假整合）

⎪⎩⎪

⎨⎧后下降沉积失）

再上升分化剥蚀（有缺先下降沉积

反应地壳：

③ 角度不整合接触：各套地层时代不连续，产状不平行。

⎪⎪

⎩⎪⎪

⎨

⎧后下降沉积变）（有缺失，并且产状改化剥蚀再挤压弯曲，并上升风

先下降乘积反应地壳：

（2）沉积岩与岩浆岩之间的接触关系：

① 侵入接触：先沉积、后侵入。

5 4 3 2 1

新 老

6

5 2 1

新 底砾岩 老

8

7

新

底砾岩

老

4

3 2 1

老 变质晕 新

② 沉积接触：先侵入、后沉积。

③ 岩浆岩之间的接触关系：

穿插关系：新岩体穿插老岩体。

四、地质年代表

1、地质年代表：（见投影表）→要求按顺序背诵地质年代表的符号。

⎪⎪⎩⎪⎪

⎨

⎧细分。层：段中对同一岩性的。段：组中的不同岩性段

的地层。岩相为主间夹其它岩相组：同一岩相，或某一

划分。，常以不整合接触界面群：包括两个以上的组

、地方地层单位：2

新 底砾岩

老