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1、§ 3. 3断裂构造断裂构造指岩层受构造运动的 作用,当所受的构造应 力超过其破裂强度时, 岩石或岩块失去连续性 而产生断裂的地质构造。断裂构造的主要类型一、莹理(裂隙)二、指岩层受力断开后,断裂面两侧岩层沿断裂 面没有明显相对位移的断裂构造。北京西山的一条张剪性节理FT节理()节理分类1.按与岩层产状的关系分为:1-走向节理;2-倾向节理;3-斜交节理;4-岩层走向2按力学性质分类:剪节理由剪应力产生 的破裂面。嘟®風可 厶變|fo 闭豐常“臥 :直注深,呈砾 征穿 特極延光常切on剪节理卜%II <*平£闭合,分布较 密;走向稳定,延伸 深远;裂隙面光滑
2、, 常有擦痕;常常呈 型;可切穿砾石由剪应力产生的破裂面O1yo廳建iff、Jis72®atMB黑JrKJ苛眾/v诚浓MF:张节理间糙不.砾 ,粗伸状开 宽面延英绕开隙;豆常 张裂痕呈; :隙;擦常状 征裂大育;枝0 特距少远树石由张应力产生 的破裂面。3.按节理成因分类:原生节理5构造节理I表生节理原生节理是指岩石成岩过程中形成的节理。构造节理指由构造运动产生的构造应力形成的节理。表生节理由卸荷、风化、爆破等作用形成的节理。4.按节理与褶皱轴的关系分类:纵节理;b斜节理;C横节理节理不发育节理较发育节理发育(二)节理发育程度分级依据:节理的组数、密度、长度、张开度及充填情况基本特征
3、发育程度分级节理12组,规则,为构造型,间距在Im以上, 多为密闭节理,岩体切割成大块状。节理23组,呈X形,较规则,以构造型为主, 多数间距大于0. 4m,多为密闭节理,部分为张开节理,少有充填物。岩体切割成大块状。节理3组以上,不规则,呈X型或米字型,以构造 型或风化型为主,多数间距小于0. 4m,大部 分为张开节理,部分有充填物。岩体切割成 块石状。节理3组以上,杂乱,以风化和构造型为主,多节理很发育 数间距小于0. 2m,以张开节理为主,有个别宽张 节理,一般均有充填物。岩体切割成碎裂状。三)节理的工程地质研究观测研究节理时,首先应注意节理的性 ) 质、矿化现象、先后次序、空间的相互关
4、系 和形成的时代,其次是原地岩石性质,产状 和所处的构造部位。1(四)节理调查研究的内容1 节理的成因类型、力学性质;2节理的组数、密度和产状;3节理的张开度、长度和节理面壁的粗糙度;4节理的充填物质及厚度、含水情况;5节理发育程度分级。$ (五)节理对工程的影响1.是地下水的通道。加速岩石的溶解破坏, 尤其在可溶盐地区易形成溶洞,发育成 为地下暗河;2. 加速风化作用和冻胀作用;3. 降低岩石力学强度,降低工程的稳定性;4降低爆破效率; 5.降低地基承载力。垂直节理风化后形成地貌NW350 爲J XH新家拖扒千灰岩墾軽也理风化形戚的地貌1、断层The San A断层是指岩 石在构造应 力作用
5、下发 生断裂,沿 断裂面两侧 的岩块发生 明显的相对 位移的断裂 构造。ndreas fault cutting through California shows up clearly on this aerial photograph.岩石在构造应力 作用下发生断 裂,沿断裂面 两侧的岩块发 生明显的相对 位移的断裂构 造。1、断层(-)断层的几何要素(二)断层的分类(三)断层的野外鉴别与研究(四)断层两盘相对运动方向的判别(五)确定断层的形成时期(六)断层的工程地质评价(-)断层的几何要素侧岩层沿其运 动的破裂面。1.断层面指断层中两1.断层面2.断层线3.上盘4.下盘2.断层线断层面与水
6、平面或垂直面的交线。3断盘断层两侧相对移动的岩层。1 -断层面2.断层线3-上盘4.下盘4.断距指岩层中同一点被断层断开后的位移量。I水平断距(am) 总断距(ab)I董直断距(bm)(二)断层的分类1根据断层两盘相对运动的方向分为:Fault plane逆断层平移断层上盘下阵正断层:上盘相对下降或下盘相对上升的断层。小型低角度正断层逆断层:上盘上升盘相对上升或下盘相对下降的断层o冲断层 逆掩断层 辗掩断层断层面倾角25。逆断层按照断层面的倾角又可分为:断层面倾角45° ;断层面倾角在25-45° ;天台山码心包陈家山 架槽毛家坪 白鹿顶丁寡湾辗掩断层一般规模巨大,常有时代
7、较老的地层被推覆到时代新的地层之上,形成推覆构造。2000川彭县逆冲推覆构造构造窗飞来峰逆冲推覆构造发 育地区遭受强烈侵 蚀切割,将部分外 来岩块剥蚀掉而露 出下伏原地岩块。在一片外来岩块 中露出一小片由断 层圈闭的原地岩块, 常常是较老地层中 出现一小片由断层 圈闭的较年轻地层, 这种现象称为构造 窗。构造窗构造窗飞来峰构造窗构造窗飞来峰构造窗构造窗飞来峰BC推覆体构造窗构造窗飞来峰如果剥蚀强烈,外 来岩块被大片剥蚀, 只残留小片孤零零的 外来岩体,称为飞来 峰。飞来峰表现为原地 岩块中残留一小片由 断层圈闭的外来岩块, 常常是较年轻的地层 中残留一小片由断层 圈闭
8、的较老地层。飞 来峰常常成为陡立的 山峰。构造窗构造窗飞来峰构造窗构造窗飞来峰构造窗推覆徉构造窗飞来峰c产状陡立的上寒武统灰岩沿平缓的断层面推掩在下奥 j 陶统贾旺组泥岩之上,在山顶残留成飞来峰。水平错动平移断层:两盘沿断层走向相对移动的断层。Right-lateralLeft-lateral(c) Strike-slip fault (lateral)注意!在实际情况中,平移断层往往是与前两类断 层同时存在的,这类断层一般采用组合命名,称之为平移-逆断层、逆一平移断层、平移一正断 层和正一平移断层。正断层例2:逆断层8按断层面产状与岩层产状的关系分为:F -走向断层;F?-倾向断层;F3-斜
9、向断层平移断层引起的效应在背斜两翼剖面上AB上盘沿岩层倾向滑动,垂直地层走向的剖面上表现为逆断层分别显示正断层和逆断层的假象左图是一个被横向平移断层切断的背斜,而在两翼的剖面 上分别显示正断层和逆断层的错觉。因此判断地层性质必须从 立体上和实际位移上全面分析地层两盘的错动。正(逆)断层引起的效应A1倾向正断层引起的平移断层的假象aIII51:1倾向断层的两盘沿断层面倾向滑动时,侵蚀夷平后的两畫 岩层在平面上表现为水平错移,给人以平移断层的假象。上述情况说明,倾向-平移断层与倾向-正 (逆)断层引起的平面露头上的效应相似。野外观 察断层时,不能仅仅根据水平面或剖面上岩层的 错移判断断层性质。因此
10、判断地层性质必须从立 体上和实际位移上全面分析地层两盘的错动。(当然实际中还有许多复杂的情况,这需要我 们在以后的工作中不断地总结。/3逆断层冲断层4.按形成断层的力学性质,可分为:压应力压性断层,多为逆断层;张应力张性断层,多为正断层;!剪应力 扭性断层,多为平移断层。断层的组合类型(阶梯状断层«地堑和地垒 、叠瓦式断层阶梯状断层地堑和地垒A-地堑B-地垒¥盖阖盘囲岂圳呎鹼¥翌層921集集地震地質示意圖台中地区叠瓦断层带Qn史W 2 <仝対评t如碎 < 金新吐沈小地吃 '住山怕八究U地吨'火灵山怕丿中浙atiz稳j也竹中3片世十始新世
11、Mft騎(三)断层的野外鉴别与研究各"类标志:厂构造上地层上'断层的伴生现象、地貌、水文地质等构造上的标志(构造线不连续)断层引起的构造不连续现象岩脉被切断,产生牵引现象2.地层上的标志地层的重复或缺失。褶曲对称式重复断层顺次式重复走向断层造成的地层重复和缺失断层倾斜与地层倾斜的关系断层性质二者倾向相反二者倾向相同断层倾角大于岩层倾角断层倾角小于岩层倾角正断层重复(A)缺失(B)重复(C)逆断层缺失(D)重复(E)缺失(F)断层两盘 相对动向下降盘出现新地层下降盘出现新地层上升盘出现新地层3 心断层的伴生现象牵引弯曲、擦痕、摩擦镜面、滑动槽子等也冲断层断层面上的擦痕阶步勰蹙鑫
12、礙翳露上冲。IOI张性断层角砾岩砾石由石炭一二叠系灰岩组成,棱角状、大小不一、无分选,泥砂质胶结正断层断裂带由右向左破碎度增加,依次是构造透镜体 带、断层角砾岩、碎裂岩,最后是断层泥r i1f层JU4.地貌.水文地质和植被上的标志it.v主3啓两珍渤箕备密媲对(歐 说?柬朝馬务診宀V二-十7慎样 y £. 號淞“a叮乂东非大裂谷(2) 串珠状的湖泊或洼地,泉水的带状分布,常表明有大断带存在。(抵宋鸿林.1978)Nramran(3) 正常延伸的山脊突然错断,正常流径的河流突然产生急转弯。断层两盘相对平移被错断的山脊和河流植物也可作为参考,有时沿断层两侧因岩性不 同,而生长截然不同的植
13、物群落,有时则在断 层带上生长着特殊的植物。四)断层两盘相对运动方向的判别1.根据两盘地层的新老关系2.褶曲核部地层宽度的变化3. 根据牵引现象4. 根据标志层的错动5.断层角砾6. 擦痕和阶步符号1.两盘地层的新老关系走向断层(纵断层(地层倒转 I断层倾角 岩层倾角-上升盘出露老岩层 -下降盘出露老岩层2.褶曲核部地层厚度的变化断层横切褶曲轴背斜上升盘核部地层变宽;向斜上升盘核部地层变窄。3 根据牵引现象牵引现象的弧 形突出弯曲方向指 示本盘运动方向。4-标志层的错动6擦痕和阶步擦痕断面上平行而 密集的沟纹;镜面断面上局部平滑而光亮的面;阶步擦痕及镜面末端常出现的“坎” O7符号识别在地质图
14、上,断层一般用粗红线醒目地 标7JT出来,断层性质用相应符号表示。正断层逆断层平移断层注:短齿为上盘运动方向(五)确定断层形成的时期r利用不整合接触关系L利用断层与各类地质体的切割关系cooosO1(A)断层的工程地质评价1.岩层发生强烈的断裂变动; 岩体裂隙增多、岩石破碎、 风化严重、地下水发育; 岩石的强度和稳定性降低; 影响工程的建筑和使用2公路工程建设尽量避开大的断层破碎带路线与断层走向平行,路基靠近 断层破碎带,边坡容易大规模坍 塌。3大桥桥位勘测查明桥基部分有无断层、影响程度较为重大的建筑物放在断层的下盘。4 .断层发育地带修建隧道最不利岩层的整体性遭到破坏;地面水或地下水的侵入,其强度和 稳定性都很差,容易产生洞顶坍落。 隧道轴线与断层走向
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