1、绪 论第一章 地球圈层构造第二章 矿物第三章 地质作用与三大岩类第四章 地史学基本知识第五章 地质构造第六章 主要地质图件第七章 煤与含煤岩系第八章 矿床简述第九章 工程地质与水文地质第十章 煤矿主要地质因素第十一章 地质勘查与储量分类第十二章 矿山地质工作第十三章 常见地质灾害第五章第五章 地质构造地质构造第一节第一节 岩层产状岩层产状一、岩层产状及产状要素一、岩层产状及产状要素二、岩层产状要素的测定和表示方法二、岩层产状要素的测定和表示方法第二节第二节 褶皱构造褶皱构造一、褶曲要素一、褶曲要素二、褶曲的基本类型二、褶曲的基本类型三、褶曲的分类三、褶曲的分类四、褶曲的识别四、褶曲的识别第三节
2、第三节 断裂构造断裂构造一、节理一、节理二、断层二、断层第五章第五章 地质构造地质构造 地质构造岩石在构造运动作用下变形或变位的产物。三种基本类型：单斜、褶皱、断裂。一、岩层产状及产状要素一、岩层产状及产状要素产状岩层在空间产出的状态。产状要素：走向、倾向、倾角。倾向倾向表示岩层的倾斜方向，表示岩层的倾斜方向，与走向垂直与走向垂直均用方位角表示均用方位角表示走向走向(strike)：指走向线所：指走向线所指的指的方向方向。表示岩层在空。表示岩层在空间的水平延伸方向。间的水平延伸方向。倾向倾向(dip)：指倾向线指：指倾向线指向向倾斜下方倾斜下方的的方向方向。倾斜线在水倾斜线在水平面上的投平面上
3、的投影称为影称为倾斜岩层层面上倾斜岩层层面上垂直于走向的线垂直于走向的线称为称为倾角倾角(dip angle)：是倾斜线与其倾向是倾斜线与其倾向线之间的线之间的夹角夹角，即，即倾斜岩层层面与水倾斜岩层层面与水平面间的平面间的最大夹角最大夹角（真倾角）。（真倾角）。同一倾斜岩同一倾斜岩层层面与水层层面与水平面的交线平面的交线称为称为一、岩层产状及产状要素一、岩层产状及产状要素产状岩层在空间产出的状态。产状要素：走向、倾向、倾角。与走向垂直的倾向与走向垂直的倾向叫真倾向叫真倾向OG），），它是唯一的、真正它是唯一的、真正反映岩层的倾向；反映岩层的倾向；对应的倾角称为对应的倾角称为真真倾角倾角。剖面
4、剖面AOC中，中，AC、OC均均与走向线不垂直，分别与走向线不垂直，分别称为称为视（伪、假）倾斜线视（伪、假）倾斜线和视（伪、假）倾向线和视（伪、假）倾向线，对应的倾向对应的倾向OC叫叫视（伪、视（伪、假）倾向。假）倾向。有无数个值。有无数个值。对应的倾角对应的倾角称称为为视（伪、视（伪、假）倾角。假）倾角。视倾角均小于真倾角，视倾角均小于真倾角，Tan=tancos二、岩层产状要素的测定和表示方法二、岩层产状要素的测定和表示方法（一）产状要素的测定方法（一）产状要素的测定方法一般使用地质罗盘。底盘底盘磁针磁针校正螺丝校正螺丝倾斜仪倾斜仪制动器制动器圆形水准气泡圆形水准气泡长形水准气泡长形水准
5、气泡方位角刻度方位角刻度倾斜角刻度倾斜角刻度折叠式折叠式瞄准器瞄准器折叠式折叠式瞄准器瞄准器玻璃镜玻璃镜观测孔观测孔二、岩层产状要素的测定和表示方法二、岩层产状要素的测定和表示方法（一）产状要素的测定方法（一）产状要素的测定方法一般使用地质罗盘。二、岩层产状要素的测定和表示方法二、岩层产状要素的测定和表示方法（二）产状表示方法（二）产状表示方法1、符号表示法（平面地质图上使用）、符号表示法（平面地质图上使用）水平岩层水平岩层倾斜岩层。长线倾斜岩层。长线-走向走向，短线，短线-倾向倾向，数字数字-真倾角真倾角。直立岩层。直立岩层。箭头指向箭头指向新新岩层。岩层。倒转岩层。箭头倒转岩层。箭头指向转
6、向后的倾指向转向后的倾向，即指向向，即指向老岩老岩层。层。二、岩层产状要素的测定和表示方法二、岩层产状要素的测定和表示方法（二）产状表示方法（二）产状表示方法2、文字表示法（文字记录和剖面图中使用）、文字表示法（文字记录和剖面图中使用）方位角法方位角法01方位记为：方位记为：NE55或或5502方位记为：方位记为：SW230或或23003方位记为：方位记为：SE140或或140二、岩层产状要素的测定和表示方法二、岩层产状要素的测定和表示方法（二）产状表示方法（二）产状表示方法2、文字表示法（文字记录和剖面图中使用）、文字表示法（文字记录和剖面图中使用）象限角法象限角法12方位记为：方位记为：S
7、75E，读作，读作南偏东南偏东7513方位记为：方位记为：N75W，读，读作北偏西作北偏西75二、岩层产状要素的测定和表示方法二、岩层产状要素的测定和表示方法（二）产状表示方法（二）产状表示方法2、文字表示法（文字记录和剖面图中使用）、文字表示法（文字记录和剖面图中使用）方位角法表示产状（常用）方位角法表示产状（常用）倾向倾向倾角倾角（常用）（常用）走向走向/倾向倾向倾角倾角 象限角法表示产状象限角法表示产状（SW）140 40230/140 40N50E/SE 40表示走向北偏东表示走向北偏东5050，倾角，倾角4040，向，向SESE倾斜倾斜一、褶皱要素一、褶皱要素褶皱构造由于构造运动等地
8、质作用的影响，使岩层发生塑性变形而产生的连续弯曲的各构造形态。褶曲褶皱中单个弯曲。一、褶皱要素一、褶皱要素1.1.核（核部）核（核部）-处于褶处于褶曲中心部位的地层，曲中心部位的地层，最老或最新。最老或最新。2.2.翼（翼部）翼（翼部）-褶曲中褶曲中核部两侧的地层。核部两侧的地层。3.3.转折端转折端-从一翼过渡从一翼过渡到另一翼的弯曲部分。到另一翼的弯曲部分。4.4.枢纽枢纽-褶曲中同一岩层面上褶曲中同一岩层面上最大弯曲点的连线。或直或曲，最大弯曲点的连线。或直或曲，产状水平、倾斜或直立。产状水平、倾斜或直立。5.5.轴面轴面-各相邻褶曲各相邻褶曲面的枢纽连成的面面的枢纽连成的面6.6.轴轴
9、-轴面与水平轴面与水平面的交线。可以水面的交线。可以水平的直线或水平的平的直线或水平的曲线。轴迹曲线。轴迹-轴面轴面与地面的交线。与地面的交线。二、褶曲的基本类型二、褶曲的基本类型向斜核部由相对新地层，翼部由相对老地层组成，岩层凸向变老方向。正常层序下岩层向下凹。背斜核部由相对老地层、翼部由相对新地层组成，岩层凸向变新方向，正常层序下岩层向上拱。平面上两翼岩层相对于轴迹平面上两翼岩层相对于轴迹对称性重复排列。对称性重复排列。三、褶曲的分类三、褶曲的分类（一）根据褶曲的横剖面形态分类（一）根据褶曲的横剖面形态分类直立褶曲直立褶曲(对称褶曲对称褶曲)：轴面近轴面近直立，两翼层序正常，倾向相直立，两
10、翼层序正常，倾向相反，倾角近相等。反，倾角近相等。斜歪褶斜歪褶曲曲(不对称褶曲不对称褶曲)：轴面：轴面倾斜，两翼层序正常，倾向相倾斜，两翼层序正常，倾向相反，倾角不等。反，倾角不等。倒转褶倒转褶曲（同斜褶曲）曲（同斜褶曲）：轴面轴面倾斜，两翼倾向相同，一翼层倾斜，两翼倾向相同，一翼层序倒转，一翼层序正常。序倒转，一翼层序正常。平卧褶平卧褶曲曲：轴面与两翼近水平，：轴面与两翼近水平，一翼层序正常，另一翼层序倒一翼层序正常，另一翼层序倒转。转。三、褶曲的分类三、褶曲的分类（二）根据褶曲的纵剖面形态分类（二）根据褶曲的纵剖面形态分类水平褶曲水平褶曲枢纽近似水平；枢纽近似水平；褶曲沿水平方向延伸；褶曲
11、沿水平方向延伸；两翼岩层走向线大致平行两翼岩层走向线大致平行。倾伏褶曲倾伏褶曲枢纽呈倾伏状；枢纽呈倾伏状；褶曲向某一方向倾伏；褶曲向某一方向倾伏；两翼岩层同一走向线汇合相交两翼岩层同一走向线汇合相交。不管是向斜还是背斜，其枢纽均向地层越来越新的方向倾伏。不管是向斜还是背斜，其枢纽均向地层越来越新的方向倾伏。三、褶曲的分类三、褶曲的分类（三）根据褶曲的平面形态分类（三）根据褶曲的平面形态分类短轴褶曲短轴褶曲：褶曲向两端延伸不远；同一地层界线长：褶曲向两端延伸不远；同一地层界线长/宽界于宽界于310之间。之间。近等轴褶曲近等轴褶曲：呈圆形，同一地层界线长：呈圆形，同一地层界线长/宽宽10构造盆地构
12、造盆地穹窿穹窿四、褶曲的识别四、褶曲的识别标志：在沿垂直走向方向上观察，相同年代的地层呈对称式重复出现。正常层序时，相对老岩层在中间的，为背斜，反之为向斜。同斜褶皱同斜褶皱四、褶曲的识别四、褶曲的识别顺走向追索时，如两翼岩层走向平行，表示枢纽水平，褶曲为水平褶曲；如弧形合围，则为倾伏褶曲。断裂构造自然界岩石受力后，当作用力超过其强度时，其连续性和完整性遭到破坏，产生断裂，岩石脆性变形的产物即断裂。包括节理和断层。节理断裂面两侧岩石没有显著位移的断裂构造。断层断裂面两侧岩石有明显相对位移的断裂构造。一、节理一、节理（一）节理分类（一）节理分类根据形成力学性质分为张节理和剪节理两类。剪节理剪节理岩
13、石受剪应力超过岩石受剪应力超过其其抗剪强度抗剪强度时时形成的节理，两侧岩块沿形成的节理，两侧岩块沿节理面有微小剪切位移节理面有微小剪切位移或趋势。或趋势。特征：特征：1）产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远。）产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远。2）节理面较平直光滑，有时具有擦痕、摩擦镜面。）节理面较平直光滑，有时具有擦痕、摩擦镜面。3）未被充填时平直闭合缝，充填）未被充填时平直闭合缝，充填时形成节理脉，时形成节理脉，脉宽较均匀，脉宽较均匀，脉壁较平直。脉壁较平直。4）剪节理，一般穿切砾石、砂粒和结核等粒状碎屑。）剪节理，一般穿切砾石、砂粒和结核等粒状碎屑。5）常）常形形成共轭成共轭“X”型节理系，
14、将岩石切成菱形、棋盘格状；型节理系，将岩石切成菱形、棋盘格状；如果一组节理发育时，则形成一组平行延伸的节理。如果一组节理发育时，则形成一组平行延伸的节理。6）尾端变化有折尾、菱形结环、多级分叉等形式。）尾端变化有折尾、菱形结环、多级分叉等形式。一、节理一、节理（一一）节理分类）节理分类根据形成力学性质分为张节理和剪节理两类。张节理张节理岩石受张应力超过岩石受张应力超过其其抗张强度抗张强度时时形成的节理，节理面与最形成的节理，节理面与最小主应力轴垂直，与最大、中间主应力轴平行小主应力轴垂直，与最大、中间主应力轴平行。特征：特征：1）产状）产状不不稳定，沿走向和倾向延伸稳定，沿走向和倾向延伸不不远
15、。远。2）节理面）节理面粗糙不平，没有擦痕；常绕过砾石和砂粒。粗糙不平，没有擦痕；常绕过砾石和砂粒。3）两壁之间的距离较大，呈开口状或楔形，常被岩脉充填。）两壁之间的距离较大，呈开口状或楔形，常被岩脉充填。4）一般发育稀疏，节理间距较大，即使局部地段发育较多，也）一般发育稀疏，节理间距较大，即使局部地段发育较多，也是稀疏不均，很少密集成带。是稀疏不均，很少密集成带。5）尾端尾端变化形式有两种：树枝状分叉及杏仁状结环。）尾端尾端变化形式有两种：树枝状分叉及杏仁状结环。6）一般挤压和拉伸作用下形成的张节理彼此平行排列，剪切作）一般挤压和拉伸作用下形成的张节理彼此平行排列，剪切作用下形成的张节理在平
16、面或剖面上呈雁行排列用下形成的张节理在平面或剖面上呈雁行排列。一、节理一、节理（二）节理玫瑰花图的编制（二）节理玫瑰花图的编制目的：目的：研究构造应力场演化。类型：主要有三种：节理走向玫瑰花图节理走向玫瑰花图节理节理倾倾向玫瑰花图向玫瑰花图节理节理倾角倾角玫瑰花图玫瑰花图一、节理一、节理（二）节理玫瑰花图的编制（二）节理玫瑰花图的编制1、节理走向玫瑰花图节理走向玫瑰花图1)资料整理资料整理-将野外测得的走向将野外测得的走向换算成换算成NENE和和NWNW两个方两个方向。向。-按照按照5 5或或1010的间的间隔进行分组；隔进行分组；-统计各组节理数目，统计各组节理数目，计算各组平均走向。计算各
17、组平均走向。一、节理一、节理（二）节理玫瑰花图的编制（二）节理玫瑰花图的编制1、节理走向玫瑰花图节理走向玫瑰花图1)资料整理资料整理2）确定作图比例尺）确定作图比例尺-根据做图大小和各组节理数，选取一定长根据做图大小和各组节理数，选取一定长度的线段代表一条节理，然后以等于或稍度的线段代表一条节理，然后以等于或稍大于数目最多的那一组节理线段长度为半大于数目最多的那一组节理线段长度为半径做半圆，过圆心做径做半圆，过圆心做SNSN和和EWEW直径线，在圆直径线，在圆周上标明方位周上标明方位。一、节理一、节理（二）节理玫瑰花图的编制（二）节理玫瑰花图的编制1、节理走向玫瑰花图节理走向玫瑰花图1)资料整
18、理资料整理2）确定作图比例尺）确定作图比例尺从从0 099一组开始，按各组平均走向一组开始，按各组平均走向在半圆周上做标记，再从圆心向圆周上在半圆周上做标记，再从圆心向圆周上该点的半径方向，按该组节理的数目和该点的半径方向，按该组节理的数目和比例尺定出一点。将各组点确定后，连比例尺定出一点。将各组点确定后，连线线。3）投点连线）投点连线4）写上图名和比例）写上图名和比例尺尺*观测点节理走向玫瑰花图观测点节理走向玫瑰花图一、节理一、节理（二）节理玫瑰花图的编制（二）节理玫瑰花图的编制2、节理节理倾倾向玫瑰花图向玫瑰花图按节理倾向方位角分组，求出各组节理的平均倾向和节理按节理倾向方位角分组，求出各
19、组节理的平均倾向和节理数目，用圆周方位代表节理的平均倾向，用半径长度代表数目，用圆周方位代表节理的平均倾向，用半径长度代表节理的数目，作法与节理走向玫瑰花图相同，只不过是用节理的数目，作法与节理走向玫瑰花图相同，只不过是用整圆表示整圆表示。3、节理节理倾角倾角玫瑰花图玫瑰花图按节理倾向方位角的分组，求出各组的平均倾角，然后用按节理倾向方位角的分组，求出各组的平均倾角，然后用节理的平均倾向和平均倾角做图，圆的半径长度代表倾角，节理的平均倾向和平均倾角做图，圆的半径长度代表倾角，由圆心至圆周从由圆心至圆周从0 09090，找点连线的方法与倾向玫瑰花，找点连线的方法与倾向玫瑰花图相同。图相同。二、断
20、层二、断层（一）断层要素（一）断层要素1.1.断层面断层面-指岩层断裂指岩层断裂后发生位移的破裂面。后发生位移的破裂面。断层面的产状也是由其断层面的产状也是由其走向、倾向、倾角来确走向、倾向、倾角来确定定。2.2.断层线断层线-指断层面与地指断层面与地表面的交线表面的交线，即断层面在，即断层面在地表的出露。地表的出露。3.3.断盘断盘-断层面两侧相对位移的断层面两侧相对位移的岩块（岩体）岩块（岩体）。分为：上。分为：上/下盘、下盘、东东/西盘、上升西盘、上升/下降盘。下降盘。4.4.交面线交面线-断层面与岩层面的交断层面与岩层面的交线。若岩层为煤层，称为断煤交线。若岩层为煤层，称为断煤交线，分
21、为上盘断煤交线和下盘断线，分为上盘断煤交线和下盘断煤交线。煤交线。二、断层二、断层（一）断层要素（一）断层要素5.5.断层位移断层位移-断层断层两盘岩石沿断裂面的相对错动。两盘岩石沿断裂面的相对错动。滑距滑距断层两盘实际的位移距离，即错动前为一点在错动断层两盘实际的位移距离，即错动前为一点在错动后分成两个点，此两点间的实际距离后分成两个点，此两点间的实际距离.总滑距总滑距-两盘上对应两点两盘上对应两点被错开后的实际距离被错开后的实际距离abab。走向滑距走向滑距-总滑距在断层总滑距在断层面走向上的投影长度面走向上的投影长度acac。倾向滑距倾向滑距-总滑距在断层总滑距在断层面倾斜线上投影长度面
22、倾斜线上投影长度bcbc。二、断层二、断层（一）断层要素（一）断层要素5.5.断层位移断层位移-断层断层两盘岩石沿断裂面的相对错动。两盘岩石沿断裂面的相对错动。断距断距断层两盘对应岩层在产状未发生变化条件下错动的断层两盘对应岩层在产状未发生变化条件下错动的相对距离相对距离.垂直地层走向剖面图垂直地层走向剖面图垂直垂直断层断层走向剖面图走向剖面图地层断距地层断距-指断层指断层两盘上两盘上对应岩层之间的垂直距离对应岩层之间的垂直距离hoho。水平地层断距水平地层断距-指断层指断层两两盘上对应岩层面之间的水盘上对应岩层面之间的水平距离平距离hfhf。铅直地层断距铅直地层断距-指断层指断层两两盘上对应
23、岩层之间的铅直盘上对应岩层之间的铅直距离距离hghg。斜断距斜断距-指断层指断层两盘上对两盘上对应岩层中某一对应点沿断应岩层中某一对应点沿断层面倾斜线的距离层面倾斜线的距离eeee。铅直断距铅直断距-指断层指断层两盘上两盘上对应岩层中某一对应点的对应岩层中某一对应点的高程差高程差emem。水平断距水平断距-指断层指断层两盘上两盘上对应岩层中某一对应点的对应岩层中某一对应点的水平距离水平距离em em。二、断层二、断层（二）断层分类（二）断层分类1、根据断层两盘相对位移的方向分类、根据断层两盘相对位移的方向分类正断层正断层上盘相对下降，下盘相对上升。上盘相对下降，下盘相对上升。逆断层逆断层上盘相
24、对上升，下盘相对下降。上盘相对上升，下盘相对下降。平移断层平移断层两盘沿断层面作水平相对位移。两盘沿断层面作水平相对位移。二、断层二、断层（二）断层分类（二）断层分类2、根据断层走向与所切割岩层走向的关系分类、根据断层走向与所切割岩层走向的关系分类走向断层走向断层F1断层走向与岩层走断层走向与岩层走向基本一致向基本一致倾向断层倾向断层F2断层走向与岩层倾断层走向与岩层倾向基本一致向基本一致斜交断层斜交断层F3断层走向与岩层走断层走向与岩层走向斜交。向斜交。二、断层二、断层（二）断层分类（二）断层分类3、根据断层走向与褶曲轴向或区域构造线方向的关系分类、根据断层走向与褶曲轴向或区域构造线方向的关
25、系分类F1：纵断层：纵断层F2：横断层：横断层F3：斜断层：斜断层二、断层二、断层（三）断层的识别（三）断层的识别1、岩（煤）层或地层的缺失或重复、岩（煤）层或地层的缺失或重复2、地质体或地质界线不连续、地质体或地质界线不连续3、构造标志、构造标志4、地貌标志：冲沟、错断山脊、断层崖、断层三角面、地貌标志：冲沟、错断山脊、断层崖、断层三角面5、水文标志、水文标志二、断层二、断层（三）断层的识别（三）断层的识别1、岩（煤）层或地层的缺失或重复、岩（煤）层或地层的缺失或重复在野外或井下垂直于岩层走向的方向上在野外或井下垂直于岩层走向的方向上,若岩层或地层有不对若岩层或地层有不对称重复或缺失，则说明
26、有走向断层存在称重复或缺失，则说明有走向断层存在.正断层正断层逆断层逆断层重复重复重复重复重复重复缺失缺失缺失缺失缺失缺失二、断层二、断层（三）断层的识别（三）断层的识别2、地质体或地质界线不连续、地质体或地质界线不连续如果发现某些地质体或如果发现某些地质体或地质界线在延展方向上地质界线在延展方向上突然中断、错开，则说突然中断、错开，则说明有横断层（或倾向）明有横断层（或倾向）或斜（交）断层存在。或斜（交）断层存在。如在煤巷掘进过程中，如在煤巷掘进过程中，迎头突然出现半煤岩或迎头突然出现半煤岩或全岩，即可判断有断层全岩，即可判断有断层存在。存在。二、断层二、断层（三）断层的识别（三）断层的识别
27、3、构造标志、构造标志断层两侧的岩（煤）层因受强烈挤压或拉张、错动，常常会断层两侧的岩（煤）层因受强烈挤压或拉张、错动，常常会伴生、派生诸如岩层产状急剧变化或变陡、岩层节理化或节伴生、派生诸如岩层产状急剧变化或变陡、岩层节理化或节理化加剧、岩石破碎成（断层）角砾岩或泥状、断层面擦痕、理化加剧、岩石破碎成（断层）角砾岩或泥状、断层面擦痕、牵引褶曲等现象。牵引褶曲等现象。断层角砾岩断层角砾岩擦痕与阶步擦痕与阶步节理密集发育节理密集发育牵引褶曲牵引褶曲二、断层二、断层（三）断层的识别（三）断层的识别4、地貌标志、地貌标志:冲沟、错断山脊、断层崖、断层三角面冲沟、错断山脊、断层崖、断层三角面阿尔金山山前断裂阿尔金山山前断裂二、断层二、断层（三）断层的识别（三）断层的识别5、水文标志、水文标志一系列湖泊、沼泽、一系列湖泊、沼泽、洼地、泉水等呈带洼地、泉水等呈带状分布，常反映可状分布，常反映可能有大断层存在。能有大断层存在。此外，地表水系以此外，地表水系以折线方式急剧转向折线方式急剧转向及岩石浸染、蚀变、及岩石浸染、蚀变、矿化等现象的带状矿化等现象的带状分布也常与断层有分布也常与断层有关关.1.深刻理解岩层产状要素的概念并熟练掌握其测量方法。2.如何识别褶曲?并判断其类型。3.怎样做节理玫瑰花图？有何意义？4.断层有哪些要素和类型？5.如何识别断层？
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