褶皱构造的野外识别及其对工程的影响

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1、褶曲

褶皱构造中任何一个单独的弯曲都称为褶曲, 褶曲是组成褶皱的基本单元。

褶曲要素

( 1) 核部。核部指褶曲中心部分的岩层,一般是指褶曲中央最内部的一个岩层 。

( 2) 翼部。翼部指褶曲核部两侧的岩层。

( 3) 转折端。转折端泛指褶曲两翼岩层互相过渡的弯曲部分。常见的转折端有圆滑状、 尖棱状及平缓状三种。

( 4) 轴面。轴面指平分褶曲两翼的假想的对称面。轴面可以是简单的平面, 也可以是复杂的曲面;其产状可以是直立的、 倾斜的或水平的。轴面的形态和产状可以反映褶曲横剖面的形态。

( 5) 轴迹。轴迹指轴面与地面或任何给定平面的交线。其中, 在水平面上的轴迹又称为轴线, 它可以是水平的直线或水平的曲线, 轴向代表褶曲延伸的方向, 轴的长度可以反映褶曲的规模。

( 6) 枢纽。枢纽指褶曲中同一岩层面上最大弯曲点的连线。根据褶曲的起伏形态,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。

( 7) 脊线。背斜横剖面上弯曲的最高点称为顶, 背斜中同一岩层面上最高点的连线称为脊线。

( 8) 槽线。向斜横剖面上弯曲的最低点称为槽, 向斜中同一岩层面上最低点的连线称为槽线。

( 9) 拐点。拐点是连续的周期性波形曲线上, 上凸与下凹部分的分界点。

2. 褶曲的基本形态

( 1) 背斜。 岩层弯曲向上凸出, 核部地层年代老, 两翼地层年代新。正常情况下,两翼地层向背倾斜

( 2) 向斜。岩层弯曲向下凹陷, 核部地层年代新, 两翼地层年代老。相邻向斜和背斜共用一个翼部。

3. 褶曲的分类

( 1) 按褶曲横剖面形态分,即按横剖面上轴面和两翼岩层产状分类

① 直立褶曲。  直立褶曲的轴面直立,两翼向不同方向倾斜,两翼岩层的倾角基本相等,在横剖面上两翼对称

② 倾斜褶曲。  倾斜褶曲的轴面倾斜,两翼向不同方向切斜,但两翼岩层的倾角不相等,在横剖面上两翼不对称。

③ 倒转褶曲。 倒转褶曲的轴面倾斜程度更大, 两翼岩层大致向同一方向倾斜, 一翼层位正常, 另一翼老岩层覆盖于新岩层之上, 层位发生倒转

④ 平卧褶曲。平卧褶曲的煮面水平或近于水平,两翼岩层也近于水平,一翼层位正常,另一翼发生倒转。

⑤翻卷褶曲。 翻卷褶曲的轴面在平卧褶曲的基础上进一步卷曲, 若转折端部位翻转向下, 则为地层层序不明的背斜构造;若翻转向上, 则为地层层序不明的向斜构造

( 2) 按褶曲纵剖面形态分类, 即按褶曲的枢纽产状分类

① 水平褶曲。水平褶曲的枢纽近于水平, 呈直线状延伸较远, 两翼岩层界线基本平行

②倾伏褶曲。 倾伏褶曲的枢纽向一端倾伏, 另一端昂起, 两翼岩层界线不平行,在倾伏端交汇成封闭弯曲线

( 3) 按褶曲在平面上的形态分类

①线状褶曲。若褶曲长宽比大于10∶ 1, 在平面上呈长条状, 则称为线状褶曲

②短轴褶曲。若枢纽两端同时倾伏, 两翼岩层界线呈环状封闭, 褶曲长宽比为10∶ 1~ 3∶ 1

③穹隆构造和构造盆地。 若褶曲长宽比小于3∶ 1, 则背斜称为穹隆构造,向斜成为构造盆地

野外识别褶皱的方法

在一般情况下, 背斜成山, 向斜成谷, 但实际情况比这复杂得多。有的背斜遭受长期剥蚀, 不但可以逐渐被夷为平地, 而且往往由于背斜轴部岩层遭到构造作用的强烈破坏, 在一定的外力条件下, 甚至可以发展成为谷地。向斜山和背斜谷( 见图2-20) 的情况在野外比较常见, 因此不能完全以地形起伏情况作为识别褶皱构造的主要标志。

褶皱构造对工程的影响

褶皱核部或转折端岩层由于受到水平张拉应力的作用, 形成了很多裂隙, 直接影响到岩体的完整性和强度。

褶皱构造对于地下工程位置的选择影响较大。一般情况下, 因为褶皱轴部岩层弯曲、 裂隙发育, 地下水常常由此渗入地下, 容易诱发塌方,如图2-21所示, 所以应当避免将隧道设置在褶曲的轴部。通常尽量将隧道位置选在褶曲翼部或横穿褶曲轴的部位。

垂直穿越背斜的隧道, 其两端的拱顶压力大, 中部岩层压力小;隧道横穿

向斜时, 情况则恰好相反,在褶皱翼部布置建筑工程, 应重点注意岩层的产状, 避免产生岩层的滑动。另外, 构造盆地向斜核部是储水较为丰富的地段, 这一点在工程建设中也需要注意。

THE END
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