大地构造地质构造论文 篇1
关键词：煤炭资源,地质构造,新构造运动
1 地理位置及交通
高平市属晋城市所辖, 位于山西省东南部, 地处太行山西南缘, 东与陵川县接壤, 西连沁水县, 北依长子县、长治县, 南与泽州县交界。地理坐标为东经111°42'~113°09', 北纬35°39'~36°59'。总面积约946km2。
区内交通便利, 太焦铁路、207国道、长晋二级公路、沁辉公路等主干交通线从本区通过, 多数煤矿均设有运煤专线与太焦铁路相接, 各乡镇均有公路和主干线相连, 大多数村庄均可通汽车。
2 地质构造
高平位于华北地台吕梁—太行断块的东南部, 主体构造格架是沁水块坳南端东侧的NNE向晋获褶断带。晋获褶断带南起山西省晋城市南、北抵河北省获鹿, 延长数百公里, 影响宽度几公里至十几公里, 褶断带总体走向为NNE20—25°, 呈明显的线状延伸, 主要由褶皱和断裂两种构造类型组成。区内主要构造特征简述如下:
1) 张家庄—宋家山背斜
该背斜为晋获褶断带的西缘, 走向北东20°, 区内延伸长度17km, 具明显的线状特征。该背斜由张家庄背斜, 南陈背斜、高庙山背斜, 宋家山背斜组成, 局部地段被第四系松散层覆盖。褶皱两翼卷入地层为奥陶系、石炭系、二迭系地层。北西翼倾角5°~7°, 南东翼倾角5°~30°。局部可达35°以上, 两翼极不对称, 轴面倾向北西西, 倾角较大, 近于直立。该背斜西北翼发育小型构造, 其规模较小。
2) 高平隐伏向斜
高平隐伏向斜夹于路家山—界牌岭隐伏背斜与张家庄—宋家山背斜之间, 其形态受两者制约。零星出露二迭系地层, 该向斜两翼较陡, 核部平缓, 总体呈倾向北西西的盆状构造。
3) 路家山—界牌岭隐伏背斜
该隐伏背斜南部走向约NNE20°, 北部走向约NNE25°, 南部紧闭, 北部宽缓, 两翼不对称, 轴面倾向北西西, 局部发育断层, 落差小于50m。
4) 七佛山—游仙山向斜
七佛山—游仙山向斜为晋获褶断带的东缘。
七佛山向斜, 轴部展布于七佛山山脊, 走向NNE25°, 区内长度5.75km向东北延伸入长治县。核部地层为二迭系上石盒子组灰白色厚层状含砾石英砂岩。北西翼倾角8°~20°, 南东翼倾角5°~14°, 两翼不对称, 轴面倾向北西西, 轴迹向北东倾伏, 该向斜为—开阔平缓的线状向斜, 北部褶曲明显, 南部较弱。
游仙山向斜, 展布于游仙山北部上韩庄西, 走向NNE25°, 核部地层为二迭系上石盒子组杏黄色泥岩。北西翼倾角18°~25°, 南东翼倾角8°~10°, 两翼不对称, 轴面倾向北西西, 倾角较大。
5) 莒山背斜
分布于河西镇南部莒山一带, 走向NNE30°, 区内延伸长度2.7km, 向南延伸至泽州县。核部地层为二迭系上石盒子组砂岩、泥岩, 北西翼倾角10°左右, 南东翼倾角6°~15°。
6) 莒山向斜
分布于河西镇南部莒山一带, 走向NNE30°。核部地层为二迭系上石盒子组砂岩、泥岩、北西翼倾角6°~15°, 南东翼倾角3°~12°。在市境西北发育一正断层——釜山正断层, 断层走向40°~75°, 倾向310°左右, 断距50m~90m, 延长约8.5km, 两盘岩性为二叠系地层。
3 新构造运动
新构造运动是指第三纪以来的构造运动。高平处于华北地台山西断隆的太行山块拱与沁水台凹的过渡地段, 差异性升降运动是境内新构造运动的主体。第三纪以来, 境内总体遭受剥蚀, 体现上升运动的特征。但丹河河谷曾呈现微弱的相对下降特征, 属次级上升运动。
区内多数地区缺失第三系上更新统地层和第四系下更新统地层。而上更新统地层存在于丹河河谷、谷地;中更新统地层分布于山坡和谷地;属冲积、洪积成因类型。上更新统黄土分布山顶至沟谷, 形成全新统地层仅分布于现代河床。由此而知, 测区从第三纪开始处于凹陷带, 沉积了洪积、坡积黄土。上更新世以后隆起, 由于水流的切割造成不同的冲沟形态。
高平属黄河水系丹河支流上游, 而地貌却是平缓的山间盆地, 河流曲折。似老年期河流特征。但其河床的横断面却为“V”字型峡谷, 呈幼年期河流特征。特别是区外顺河谷南下, 幼年期河流特征更加明显, 河谷深切, 悬崖绝壁, 相对高差高达百米。因此可知高平在喜马拉雅期为先下降沉积而后又上升隆起的构造运动。在区域上属次级上升区。
4 地震
高平以东为山西中隆起区与华北新拗陷分界地带, 以西为汾河地堑。该两地带均为中国东部地震活动带, 而境内处于两个地震活动带之间, 有感地震较为频繁, 但强震次数较少, 属相对稳定区。
自有记载以来 (1177年~1969年) , 大于4级的强震几乎没有, 而小于4级有感地震曾发生数十次。而周边地区武乡、黎城、和顺、修武、焦作都发生过强震, 其震波或强或弱波及本区, 对区内产生过一定的破坏作用。
根据《中国地震动参数区划图》 (2001) , 高平市地震动峰值加速度0.05g。根据《中国地震综合等震线图》 (1991年) , 本区地震裂度为Ⅵ度。
参考文献
[1]山西省沁水煤田高平井田详查地质报告.山西省一一四煤田地质队, 1965.
大地构造地质构造论文 篇2
关键词：徐庄滑动构造,瓦斯赋存,特征分析
黄庄井田和计河井田均属于荥巩煤田, 东西相邻, 两井田二1煤层埋深相同, 均属于煤与瓦斯突出煤层, 崔庙煤矿煤层瓦斯含量位居全国之首, 因此瓦斯治理成为该矿工作的重中之重。研究该矿瓦斯成因成为众多学者专家的重点课题, 中国矿业大学、河南理工大学的教授专家均对该矿的瓦斯地质进行过相关课题研究。业内认为是其独特的地质构造造成了其瓦斯地质特点, 而富堡煤矿位于黄庄井田范围内。笔者通过研究, 认为其瓦斯地质特点与崔庙煤矿瓦斯地质特点有一定的相似之处。该地区主要受徐庄滑动构造影响, 造就了其独特的瓦斯赋存特征。笔者对该区滑动构造形成的机理进行了一定研究, 并提出了该区瓦斯地质赋存特征, 希望对研究荥巩煤田地质构造与瓦斯赋存关系的学者有一定的参考价值。
1井田概况
富堡煤矿位于河南省荥阳市刘河镇境内, 原为开源煤矿井田范围, 位于荥巩煤田黄庄井田西部。原开源煤矿1996年4月建井, 开采一1煤层, 设计生产能力0.09 Mt/a, 2004年因瓦斯安全事故被关闭, 2005年12月30日由郑煤集团资源整合为郑煤集团富堡煤业有限公司, 2007年5月26日正式开工建设。富堡煤矿设计生产能力0.3 Mt/a, 设计开采太原组下部一1煤层及山西组二1煤层。
该矿区南部新中矿开采二1煤层时, 其瓦斯鉴定结果为:相对瓦斯涌出量为10.90～39.74 m3/t, 按煤与瓦斯突出矿井管理, 因煤与瓦斯突出频繁, 新中矿已于1989年停产。据该矿区西部钻孔测试资料, 二1煤层取样深度为456.04～505.15 m, 瓦斯成分以CH4为主, 占66.90%～87.74%, 平均82.35%;CO2为7.94%～10.22%, 平均9.02%;N2为2.42%～22.88%, 平均8.63%。瓦斯含量为3.78～7.90 m3/t, 平均5.91 m3/t。据浅部大峪沟井田1908孔煤心煤层突出危险性指数指标测定, 煤层硬度系数极低 (f=0.13～0.15) , 自上而下煤层瓦斯放散初速度为20～14, 属煤与瓦斯突出型煤层。因此确定富堡矿为煤与瓦斯突出矿井, 富堡矿目前正处于技术改造基建阶段。
2区域地质构造
荥巩煤田基本构造形态为一走向近东西、倾向北的单斜构造, 构造行迹以东西走向断层为主。富堡煤矿矿区区域上处在荥巩煤田的中部、荥密背斜的北翼, 构造形迹为一走向105°左右、倾向15°、倾角8°～9°的单斜构造, 地势南高北低。区内构造以徐庄滑动构造为主, 并在矿区西部边缘发育1条落差40 m的古城寨断层。
2.1徐庄滑动构造
徐庄滑动构造为区内主要构造形态, 西起巩义市西茶店, 向东经南部的王河井田、计河井田, 延伸至三李勘探区, 区域延伸长度大于10 km。滑动构造面为位于二1煤层上下的1个层间滑动断裂面, 在地表出露于二1煤层露头附近, 走向与二1煤层露头平行展布, 倾向上则沿二1煤层向深部延伸。破碎带厚度0～50.04 m不等, 其岩性混杂, 断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩均有, 可见滑动擦痕、滑动镜面。滑动构造下盘由山西组下部地层—奥陶系地层组成, 地层走向105°左右, 倾向15°, 倾角8°～9°。上盘地层由山西组中上部地层及其以上地层组成, 地层产状区内与下盘产状相近, 区外浅部呈一走向近东西的背斜构造, 该构造控制可靠。
2.2古城寨断层
位于该区西部边界附近。断层走向85°, 倾向355°, 倾角35°～40°, 其北盘 (上盘) 上升, 南盘 (下盘) 下降, 为逆断层。断层落差20～40 m。该断层在区外由8504、9309、8008、7603等钻孔控制, 控制严密。
3荥巩煤田瓦斯地质特征
荥巩煤田二1煤层瓦斯含量总的变化趋势是从西到东、从浅到深逐渐增大, 甲烷逸散带与甲烷带的分界线所对应的甲烷含量值处于4 m3/t等值线附近, 按照煤层瓦斯含量和突出危险性, 一般将荥巩煤田划分为4个瓦斯地质单元区。
Ⅰ区属于瓦斯逸散带;Ⅱ区甲烷成分在76.61%～98.57%之间, 瓦斯含量小于9.87 m3/t, 富堡煤矿即位于该区域;Ⅲ区甲烷成分高达99.26%, 瓦斯含量最大值为28.51 m3/t, 但极不均衡, 郑煤集团崔庙煤矿位于该区;Ⅳ区瓦斯风化带相对较宽, 瓦斯含量和Ⅲ区相比也有所降低, 甲烷成分82.53%～97.78%, 含量在4.76～23.23 m3/t。
4瓦斯地质成因分析
4.1徐庄滑动构造形成机理[1]
根据荥巩煤田地质构造特征, 在荥密背斜轴部及其两翼, 发育了一系列东西走向断层及次生断层, 在倾向构造应力的作用下, 背斜部分不断隆起抬高, 其两翼伴生的张性断裂作用和规模不断加大。在荥密背斜隆起抬高的同时, 两翼坡度逐步增加, 导致其重力势能增大, 断层的上盘势必以某一构造相对薄弱层为滑动载体与下盘地层滑脱。在富堡煤矿范围内, 二1煤层全区发育, 层位相对稳定, 加上硬度系数相对较小, 成为原则上的相对构造薄弱层, 断层上盘便在重力势能的作用下, 沿二1煤软分层倾向滑动, 形成区内主要构造形态的徐庄滑动构造。
在上、下盘相对滑动过程中, 其间形成了一定的滑动影响空隙带, 上盘地层在重力势能的作用下, 缓慢向下发生牵引弯曲变形, 在变形的过程中, 发生了大面积的垮落与碎裂, 这种情况在长时间内重复发生, 重力势能作用下的地层在重塑过程中不断受到其他作用的影响, 慢慢形成了二1煤层顶板较厚的破碎带和上覆地层的滚卷背斜构造形式, 突出表现在该区煤层顶板破碎带厚度一般30 m左右, 岩性主要为断层角砾岩、碎裂岩、糜棱岩, 夹杂有泥质胶结, 可见摩擦镜面和擦痕。
4.2徐庄滑动构造对瓦斯赋存的影响
徐庄滑动构造在形成过程中, 上覆地层在重力势能作用下, 形成底部小型向斜, 在向斜轴部, 节理以压性或压扭性为主, 因此, 围岩封闭瓦斯的能力明显增强, 同时在滑面上下表面生成一层致密光滑的隔水隔气的润滑层 (在相邻矿井的实际生产中均有揭露) , 成为阻止煤层瓦斯向顶板运移的屏障, 起到了封闭瓦斯的作用。由于互动构造影响, 在二1煤层顶板形成了倒转褶皱, 同时其轴向两翼受到挤压作用, 瓦斯向轴部运移, 受到上部致密隔气层的阻隔, 瓦斯无法逸散。从邻近矿井的回采放顶后瓦斯无明显增大现象, 也能说明围岩对瓦斯起封闭、包裹作用。
在滑动构造作用下, 二1煤层受到严重的挤压揉搓, 表现为粉状和鳞片状的末煤, 煤层中发育有大量的构造裂隙、滑面及不协调的褶曲构造, 原生结构遭到严重破坏, 呈构造煤形式产出, 二1煤测试硬度系数f值在0.13～0.15, ΔP值在14～20之间, f值和ΔP值都超过了《防治煤与瓦斯突出规定》中的突出临界值, 说明煤的破坏程度很高, 煤中瓦斯很容易放散、聚积, 具备发生煤与瓦斯突出的煤体条件。
5结论
大地构造地质构造论文 篇3
【关键词】潜力评价；大地构造相图；空间数据库；GeoMAG；数据项
1、前言
大地构造相图空间是对大地构造环境中的不同阶段进行空间表达的方式，通过大地构造相图空间能够对大地构造环境中的不同尺度、不同岩石构造等进行表达，从而对构造的形成进行分析，为矿藏开发提供指导。大地构造相图空间的中的构造相底图，通过对沉积岩、火山岩、变质岩、侵入岩、大型变形构造等五要素进行分析，并且依据五张专图构建矿产结构，从而展现矿产构造的形成过程与存在状态，对于成矿地质背景、成矿地质条件以及资源预测提供数据支持。本文对于大地构造相图空间的特性进行分析，结合实例探讨大地构造相图空间数据库的建设方式，在建设中依照全国矿产资源潜力评价数据模型要求，由GeoMAG軟件自动生成专业图层并自带有属性结构。大地构造相图空间数据库建设难点是大地构造相图空间数据库中的质量处理与属性填写，为了确保大地构造相图空间数据库的建设质量，需要采用有效的数据库建设数据，确保空间数据与属性数据的无缝对接，从而对空间信息进行有效管理。
2、图层文件组织与建库流程
2.1 图层文件组织
采用GeoMAG软件作为图层数据库建设的软件，主要是对大地构造相单元、大地构造相单元边界、沉积岩建造组合、火山岩岩石构造组合、侵入岩岩石构造组合、变质岩岩石构造组合、岩石构造组合边界、大型变形构造共八个专业图层，每个图层都对应相应的专业属性数据，为了确保数据库建设质量，需要根据图面表达生成地理图层与辅助图层。在数据库的设计中，地理图层包括相关的地理要去，需要将构图表达至相应的地理图层中；辅助图层主要包括比例尺、插图、标题、柱状图、示意图等图层，在大地构造相图空间数据库的建设中，需要依照图层表达内容，对于图面花纹、地质引线等，在辅助图中需要对应到相应的土层中。根据全国矿产资源潜力评价的要求，构造的相图需要对要素以及属性数据进行统一管理，从而建立高效、统一的数据平台，为构建数据库提供基础。
2.2 数据库构建
在大地构造相图空间数据库的建设中，需要依照《地质图空间数据库建库工作指南》进行数据质量处理，将该指南作为数据库建设的数据质量评价指标。为了确保数据库的数据质量，需要对数据进行拓扑处理，主要对于地质界线的节点、Z字线、自相交等进行消除，并且对拓扑错误进行检查并及时修改。在拓扑线处理检查完成后，声场总去面图层，并且进行图元上色，对于图层中的地质数据进行标示。总去面图层分层完成后，将图层合并生成大地构造相单元面图层，对于其中的火山岩、侵入岩、沉积岩、变质岩等构造组合图层，参照1：50万的底图进行拓扑处理，并且生成单元边界图层，确保图层分层的正确性与套合适一致性。
3、文件名与图层属性填写
大地构造相图空间数据库的专业图层的属性内容，需要按照全国矿产资源潜力评价项目办下发的数据模型规定要求进行填写。大地构造相图空间数据库的图层属性填写是一项复杂、繁琐的数据库建设内容，在属性数据的填写中，需要按照规范进行填写，确保图层属性满足规范要求。GeoMAG是全国项目办开发的软件，基于GeoMAG的大地构造相图空间数据库的每个要素都有格斯的描述，主要是通过文件名以及属性进行描述。
3.1 文件名
在大地构造相图中，需要将底图中提取的六大要素文件添加到相图工程中，并且采用GeoMAG进行规范处理，选择“规范图件结构”，对参数的准确性进行测试，执行“规范图层名与属性结构”功能，对于其中的构造组合进行执行，并且赋予树形结构，规范图层名称与树形结构相匹配，确保图层说明准确。在图层的文件名中，GeoMAG能够自动更改文件名，并且增加相关文字，对图层进行说明，确保名称符合《全国矿产资源潜力评价数据模型》的规定。
3.2 填写图层属性
所有的属性数据填写，都必须按照《全国矿产资源潜力评价数据模型》规定进行填写，在该规定中，采集相应的属性数据，填制各类属性表格，与对应的图元进行挂接。在报告中具有疑问的属性数据，需要征求编制人员的意见，并且参照《全国矿产资源潜力评价数据模型数据项下属词规定分册》中的“属性值代码表”来填写属性数据，确保数据的统一性与完整性。确保属性准确够，可以采用GeoMAG“图件辅助工具”中执行“批改图元属性”功能挂接属性，在属性值与代码之间进行切换，对每个图层进行编号，保持每个图元属性的一一对应，各图层需要对应相应的ID号，按照ID号进行排序管理，将图层中的IF号从大到小进行排列，对图层进行有效的标识。在GeoMAG中，直接执行“规范图元编号”和“更新特征代码”功能进行赋值，对于属性数据进行检查，及时修改其中的错误。
4、结语
大地构造相图空间数据库是评价矿产资源潜力的重要组成部分，因为空间数据库对于数据质量的要求很高，因此在数据库的建设中，需要确保图层数据的准确性，并且采用空间拓扑检查软件GeoTOK软件对图层数据进行空间拓扑检查，确保数据库中的文字与属性完整。大地构造相图空间数据库的建设需要由专业人士完成，数据库建设时强调各组成图层的拓扑关系，因为大地构造相图层与五要素底图图层之间时叠加覆盖的关系，因此需要在拓扑检查中找好其关系，建立数据库对于数据的查询、检索以及对矿产资源预测评价具有重要的意义。
参考文献
[1]李洪奎，于学峰.山东省大地构造相研究[M].北京：地质出版社，2012
[2]王海芹.基于GIS的矿产资源评价信息系统分析与设计[J].山东国土资源，2008，24（3）：50-52.
大地构造地质构造论文 篇4
一、填空题（共26分，每空1分）
1．根据地壳、岩石圈的组成与构造，现今地球表层一级大地构造单元可划分为和。
2．活动大陆边缘可分为
3．大洋岩石圈主要组成火山岩位于深海沉积物之下，自下而上是、具火成堆晶结构的、具变质变形结构的。
4．大陆地壳内的构造类型有
5．中国的地台有、、皱带有褶皱系、褶皱系、褶皱系及。
6．根据显生宙以来的生物-古地理大区和陆块的亲缘区，我国的三个构造域为、、。
7．传统上将南华纪到三叠纪构造演化分为三个阶段，即：。
二、名词解释（共24分，每题3分）
1．构造体系
2．构造层次
3．克拉通
4．地台盖层
5．地缝合线
6．中央造山带
7．构造楔
8．地台活化
三、简答题（共22分）
1．威尔逊旋回为哪六个阶段？各阶段现代的代表是哪里？（6分）
2． 海底扩张的证据有哪些？（8分）
3．简述扬子地台基底构造演化特征。（6分）
4．简要阐述青藏高原隆升的机制。（6分）
四、论述题（共28分）
1．试总结中朝板块的基底构造演化的四阶段特征。（8分）
2．试总结扬子地台活化阶段的特征。（10分）
煤矿顶板事故与地质构造关系探讨 篇5
在煤矿开采过程中, 有时会发生采掘工作面顶板伤亡事故, 对煤矿安全产生造成极大危害。顶板事故产生的原因是多方面的, 与矿山地质条件不清、生产技术管理、劳动组织管理、作业人员的安全意识等因素有关, 其中采动使构造面“活化”, 从而影响煤岩层顶板的稳定性和恶劣的地质条件是造成顶板事故的根源。
1 地质构造特征
1.1 地质概况
双山矿区地质构造较为复杂, 受大型地质构造控制的次一级小型地质构造伴生、次生、派生于大型地质构造之中, 小断层、小褶皱、复合顶较多, 岩浆岩侵入现象非常常见, 侵入体对煤岩层破坏极为严重, 从而使构造复杂化。受地质构造影响, 使该区断裂相当发育, 断层交错产生, 煤层赋存条件复杂、稳定性极差, 受构造产蚀和推挤影响部位的煤层倾角、煤层厚度、煤层形态发生很大变化, 煤层突破点较多, 煤层结构复杂化, 部分地区分布有规模不等、数量较多的小煤包、藕节状、瓜藤状、鸡窝状煤层, 煤层顶底板出现不协调起伏围岩破碎等, 给采、掘工作顶布置、工作面顶板管理造成了极大困难, 冒顶事故呈现多发状态, 不利于辖区煤矿安全生产。
1.2 煤层顶底板地质特征
煤层顶板稳定性主要取决于靠近煤层之上3m以内顶板岩层的稳定性。双山矿区主要可采煤层顶底板特征是:硬度低、节理、裂隙较为发育, 以复合型顶板居多, 夹有软岩薄层。伪顶由炭质泥岩、页岩为主, 厚度一般为0.1m-0.3m左右;直接顶由砂质泥岩、泥质页岩和粉砂岩为主, 厚度一般为采厚的3-5m左右;老顶以石英砂岩、粗粉砂岩和少量砂质泥岩附层为主, 厚度为20m左右, 岩石单向抗压强度小于60MPa, 岩层整体性较差。直接底为泥页岩等松软岩层组成, 常造成底鼓和支柱插入底板等现象, 易发生顶板事故。
1.3 巷道围岩特征
巷道围岩按稳定程度一般划分为5类, 即:Ⅰ类为非常稳定围岩;Ⅱ类为稳定围岩;Ⅲ类为中等稳定围岩;Ⅳ类为不稳定围岩;Ⅴ类为极不稳定围岩。双山矿区主要可采煤层顶板一般以泥岩为主, 次之为砂质泥岩, 个别为砂岩、粉砂岩, 底板一般为粘土岩、泥岩、偶见细砂岩, 局部裂隙较发育。围岩性脆, 受力易碎呈碎块, 受构造力影响部分岩芯破碎, 多为Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类中等稳定以下围岩为主。
2 顶板事故的影响因素
2.1 地质构造对顶板事故的影响
地质构造是指地质体存在的空间形式、状态及相互关系, 是地壳运动所造成的岩石变形、变位等现象。地质构造的基本形态包括褶皱和断裂。
岩层的弯曲现象称为褶皱, 岩层在构造运动作用下, 改变了岩层的原始产状, 形成各式各样的弯曲。褶皱是岩层塑性流动或滑动的结果, 其构造中的基本单元弯曲称为褶曲。褶曲一般是水平挤压力或水平挤压剪切力作用形成, 褶曲内部伴生一些小断层、裂隙、节理等小构造, 造成局部煤岩层发生塑性变形, 煤厚会产生急剧挤厚压薄现象, 巷道支护环境遭到破坏。
岩层受力后发生变形, 当作用力达到或超过岩层的强度极限时, 岩层的连续完整性受到破坏, 在岩层的一定部位和一定方向上产生断裂。如果断裂两盘的岩石已发生了明显的相对位移则称断层, 接近断层时, 煤岩层发生急剧变化, 煤岩层和顶底板中裂隙显著增加, 破坏了煤岩的连续性。在大断层的二侧伴生中小断层、裂隙、揉皱、挤压和破碎, 常导致煤层厚度突增或压薄, 特别是小断层密集范围, 在顶底板岩层中产生了薄弱面, 对顶板管理危害极大。
2.2 岩浆侵入对顶板事故的影响
岩浆侵入煤层, 使煤层原始结构发生了很大变化, 破坏了煤岩层的连续性和均一性, 岩浆以岩墙形式侵入煤岩体对煤质影响较小, 以岩床形式侵入煤岩体对煤质影响范围较大, 岩浆的侵入导致煤岩的变质程度增高, 且变质程度与侵入体的大小、厚度成正比。在侵入体前缘的煤岩层中出现特殊的揉皱现象、旋窝状褶曲等构造, 岩浆性质不同, 对煤岩的影响也有差异, 如果不能掌握岩浆侵入体分布的特征和接触变质的规律, 易发生顶板事故。
2.3 煤岩组合对顶板事故的影响
煤岩受到地质构造及后期构造变动影响, 破坏了巷道围岩的原应力状态, 使围岩应力进行重新分布, 导致围岩产生形变、离层或破碎, 煤层形态发生改变, 引发顶板事故。比如:围岩节理和劈理较发育;岩层以泥质、粘土为主;煤层伪顶完整性差、强度低, 层理发育的复合型直接顶;煤层倾角大, 厚度急剧变化;煤岩结构复杂的煤层中含有多层夹矸层等。
3 防治煤矿顶板事故的主要措施
3.1 结合地质构造和顶底板特征, 做好预测预报工作, 制定针对性的支护方案
为了有效防止地质构造引起的顶板事故, 确保煤矿的安全生产, 技术人员要结合实际情况, 针对工作面的地质构造和顶板特征, 认真编制作业规程, 收集资料查明地质构造的复杂程度, 制定祥细的地质说明书。加强地质预测预报工作, 尽量避开地质异常区, 遇到地质条件变化地段, 重新对巷道定向, 或采取行之有效的支护方式。
3.2 科学制定回采顺序, 改进采煤工艺, 确保对顶板的有效控制
加强矿井地质工作, 科学制定井巷施工和工作面回采顺序, 不断改进采、掘工艺, 找出适合本矿不同地质条件下的高效安全的采煤方法, 确定一个合理的开采顺序, 严格按照由里向外、自上而下的顺序组织开采, 根据不同的地质条件选用不同的顶板管理方法, 不同时期采用不同支护形式, 严格控制各项技术指标, 坚持执行各种规章制度和操作规程, 做到科学顺利回采。
4 结束语
大地构造地质构造论文 篇6
关键词：三维地质建模,三维地质构造建模技术,拓扑关系
在勘查地下构造工程中, 地质条件结构复杂, 地质信息繁琐又多, 针对大量的地质二维图资料, 勘查队员是很难全面、精确地掌握整个地质工程的整体情况。为了减少勘查队员的任务及加快工程建设的步伐, 实现了运用真三维操作的GIS软件及地学模拟软件, 运用CAD设计软件, 实现三维地质构造建模技术。随着科学的不断进步, 对于三维地质建模技术的研究打下坚实的基础。
1 三维地质建模
三维地质建模是以地面钻孔数据、地面剖析数据、地质地形图、地质工程勘察数据、地下水利探测数据等为基础, 设计一种能体现地质构造体型、地质构造间的关系及地质本质特征的具有变化规律的数字化地质模型。以数值模拟和地质间空间分析为基础, 从而反映出真实的地质构造建模模型。
2 三维地质建模技术的基本流程
三维地质建模的一般流程以现场勘查的地质数据为准, 从而建立不同分类的地质模型, 其一类是能够解释地质构造和地面表层的基本地质特征的模型, 即为构造模型。在构造模型基础上, 可以分析地质构造的空间分布情况。地质建模的另一类模型是属性模型, 其可以运用获得的原始数据, 通过运用地质的分析预测方法, 从而体现不同地点的地质间空间变化规律。根据应用领域和地质问题描述的不同点, 建立三维地质建模的完整流程, 通过把原始数据作为地质空间分析数据和地质属性数据两大分类, 从而反映地质间的变化规律, 地质空间数据主要用于建立几何构造模型, 体现地质间的空间分布形态;而地质属性数据主要用于建立属性模型, 体现地质间的地质变量在空间分布的变化规律。
3 三维地质构造建模地质曲面的算法
3.1 运用“Marching Cubes”算法, 即为“等值面提取”算法, 是目前运用最广泛的等值面构造算法
对于立方体的计算, 除了确定等值面的阈值外, 还需要确定每个立方体的每个顶点是否在等值面外, 还是等值面内。分析地质空间的拓扑关系, 提出了15种不同的空间情况。运用“Marching Cubes”算法进行地质建模地质曲面的重建, 使用了24-分解方法进行等值面数据的抽取。
3.2 对于角点网建模的空间插值的网格变形算法
(1) 空间插值的克里金插值法。克里金插值法通过对地质周围环境的测量进行加权计算, 从而预测周围未测量的位置。克里金插值法以半方差函数为主导, 若两点之间的距离越近, 那么这点的方差就越小;反之, 方差就越大。半方差以h字母为函数, 运用二阶平稳性函数Z (x) 的方差S^2及空间协方差C (h) 来确定半方差的公式:
克里金插值法首要任务是探究空间数据间的自相关性, 同样的结束原始数据的使用。若显示了空间数据间的自相关信息, 那么就可以预测计算调整好的模型。以节点值为非零向量的所有节点为地质空间的原始数据, 运用克里金插值法, 从而计算各个节点间原始数据的自相关性信息。最后, 克里金插值需要运用获得的数据再进行预测计算, 首先需要确定的是地质的搜索半径, 然后确定预测运算的计算模型, 最常用的计算模型有球面模型和指数模型, 其特点是球面模型大于某个点的距离后, 其数据的自相关性就为0;而指数模型主要主要受距离长短的影响, 距离越大, 其数据的自相关性就为0。克里金插值法主要运用在角点网建模的网格变形。
3.3 地质空间层位面的重建
三维地质构造建模中, 层位面的重建不可能同时期、同规模的断层被切割, 因此, 运用以地质条件约束为基础的地质曲面拟合技术, 从而确定层位面的重建。与现阶段的三维层位面重建技术相比, 地质曲面拟合技术可以同时实现地质曲面的重建、地质空间间的拓扑关系分析及地质曲面拟合, 其算法的实现步骤为:第一, 运用“Marching Cubes”算法对地质的层位面进行初始重建;第二, 将地质层位面切割成若干层位面片, 计算地质层位面与断层面的空间拓扑关系;第三, 根据原始数据, 重新拟合曲面的层位面片, 从而形成地质断层的层位面片;第四, 以层位面拟合显示的结果为依据, 重新计算地质层位面及断层面两者之间的空间拓扑关系。
4 三维地质曲面的空间拓扑关系
三维地质构造建模的首要任务是分析地质断层面、层位面的重建, 计算重建结果。分析三维地质曲面间的空间拓扑关系是继承地质曲面重建之后, 通过了解掌握层面之间的切割关系, 建立三维地质曲面的空间拓扑关系, 从而依据精确的结构构造模型的相关信息构建地质的实体模型。在分析空间拓扑关系时, 应注意以下几点:第一, 对于地质曲面空间几何相交叉时, 应快而精确的计算出所有几何相交的交线;第二, 若地质曲面空间几何没有相交, 而分析地质结果显示是两者之间是相交的, 根据地质层面重建的约束条件, 延伸拓张地质曲面, 从而计算空间拓扑关系求出交线;对于存在穿越的地质曲面, 先计算求出交线, 然后根据地质曲面约束条件, 对其地质曲面进行裁减。
对于地质曲面的求交, 即求出地质曲面所有的交点, 为了处理地质曲面重复交点的问题, 应采用边和三角形的相交元素的特点, 并且记录重要的空间拓扑信息, 从而有效避免地质曲面三角形之间相交出现的重复求交的现象。而对于地质曲面大规模数据处理的速度问题, 采用平均单元格技术处理的方法, 即处理存储面片的位置, 从而有效改善地质空间曲面求交的计算速度。但是, 地质空间曲面多所获得的交点, 是根据曲面的求交计算结果得出的, 其存在散乱性、无序性, 因此, 为了分离出一条或多条的曲线, 采用空间拓扑信息, 从而有效的进行曲面交点的排序, 改善曲面交点的散乱、无序的现象。
5 总结
本文主要分析了三维地质建模的流程、三维地质建模的重建算法及克里金插值法, 分析三维地质曲面的空间拓扑关系。
参考文献
[1]王昌宏, 于海生, 崔京彬, 倪逸.基于面片处理的三维地质构造建模技术研究[J].石油地球物理勘探, 2007, 03:325-330+242+362
[2]魏嘉, 唐杰, 岳承祺, 武港山.三维地质构造建模技术研究[J].石油物探, 2008, 04:319-327+17
[3]狄效儒.三维地质构造建模[D].西安科技大学, 2012
大地构造地质构造论文 篇7
1地质遥感简介
遥感图是地质遥感技术中的重要组成部分,它能将有效记录地表下具地质体和地质现象的电磁波变化情况,这些记录下来的差异会形成相应的色调和图像,这也是识别、分析地质构造的重要参考资料。通常情况下,地质体和地质现象的形成于发展是长时间内、外力相互作用的结果。遥感技术可帮助我们了解岩石的具体性质,对自然地质灾害也有一定的识别作用。遥感技术的应用中,卫星图片可用于大型地质构造的分析,而航空图片可有效识别岩石性质,帮助研究人员进行地层划分,遥感技术可以最为迅捷的获取目标区域的地质情况,有效的提高了工作效率、节约了成本。这方面的优点是有目共睹的,在未来的发展中有很好的潜质,一定要大力的推广,推广的同时,一定要对于这项技术进行更加专业的剖析,这样增强大家的认识,只有这样推广的过程中才会减少阻力,推广之路还有很长的路需要走,正确的面对于,一定会更好的普及开来。
2遥感地质构造的识别和分析
2.1关于水平岩层的识别
通常情况下,如果遥感影像分辨率较低,水平岩层的产状就不容易进行识别。这种水平岩层在受到风、水等侵蚀后,其岩层较硬的部分会构成一个保护层,岩层下部较软的部分就难以被发现。所以要准确的识别水平岩层,必须获取分辨率较高的遥感影像,这样就能看到水平岩层经切割形成的地貌,影像上较深的阴影是硬岩的斜坡,而色调较浅的部分是软岩。
2.2关于倾斜岩层的识别
与岩层倾斜方向一致的顺向坡破面比较长,而与之对应的逆向坡较短,但当顺向坡和逆向坡在低分辨率遥感影像上长度相当事,可以确定岩层倾斜45°,但并不能确定其倾斜方向。倾斜岩层在形成的过程中容易受到沟谷的切割,在分辨率较高的遥感影像上会出现岩层三角面,再根据这个倾斜岩层露出的形态和各地形之间的相对关系,确定这个倾斜岩层的产状。
2.3关于褶皱的识别
在地质学理论中,褶皱是有一些列岩层构成的,而岩层之间的硬度会存在较为明显的差异,较硬的岩层会成为正地形,而较软的岩层在受到侵蚀、挤压后会形成谷地,它们在遥感影像上也会存有差异,色带不同。要确定褶皱的具体类型和构造,就需要确定这些不向色调平行色带,将遥感影像中最清晰、最稳定的部分作为标志层,通常情况下,这些色带会呈现椭圆形、长条形、马蹄形以及橄榄形等不同形态,依据这可确定褶皱的具体类型和构造。遥感影像的分辨率越高,其对褶皱的查探就越详细、越具体。在高分辨率的遥感影像中,不仅能够确定岩层中效规模的褶皱,还能观察出褶皱岩层的分布层序和具体产状要素。在高分辨率的遥感影像上标志层转折的具体状况,这是确定褶皱类型的关键步骤。
2.4关于断层及其类型的识别
一般情况下,遥感影像能观察岩层的具体倾向,但并不能确定地层的新老,这也是其局限性所在。如果岩层的逆向坡向外,顺向坡向内,岩层即为向斜构造;如果岩层逆向坡向内,顺向坡向外,岩层为背斜结构。连续性不好的岩层,其逆向坡有可能会形成地形三角面,在遥感影像中可清晰的反映出来。当断层没有被过多的疏松沉积物掩盖,在遥感影像中会有较为明显的特征。
依照地质学理论,断层属于线形构造的一种,所以在遥感影像中的表现是线性影像,有两种不同的表现形式,一种是线性的色调和两侧岩层色调有明显差异,另一种是遥感影像中出现两种不同色调分界线,而且延伸也属线状。断层都会出现这两种影像,但山脊、小河、道路、岩层界面等也会出现这两种影像,但它们明显不属于断层,所以在分析这两种影像特征时,需要对断层两侧岩性、水系甚至整个地质构造进行充分研究,才能确定是否为断层。
3地质构造运动分析
对获取的遥感影像进行充分分析,可对岩性和地质构造做出判断,还能初步了解这个地方的近现代地壳运动情况。升降运动是新构造运动的主要表现,会激活老断裂,形成新断裂,并作用于当地的地貌和水泵。简而言之,上升运动就是地壳的抬升,其地貌表现为土地抬升以及河流切割。通常情况下,河流的切割深度在遥感影像上能够识别,这就可以进一步推算地壳上升的幅度。地壳的下沉区,地貌表现为负地形,水系表现为聚集装水系;上升去地貌表现为山地,水系表现为放射性水系。这类的分析非常的关键,运动学很大的程度上进行了更加综合的分析,对于地质的探索有了更进一步的了解,将是我们今后探索的一个重要的方向。
结束语
遥感技术不仅能帮助人们对岩层进行识别,还能使人们充分了解岩层的产状,在一些地形复杂,人口密度不大的区域,遥感技术更能显现其优越性。在地质遥感技术的应用中,正确的识别和分析地质构造意义重大,可使地质行业健康快速的发展,提高水文、矿床的勘察效率,对地质灾害也有一定的预测作用。当今,这项技术已经推广开来,已经取得了很大的进步,但是问题也很多,面对于问题,我们应该冷静的面对,只有这样问题才能理智的解决,未来的发展会变得更快,只有今天打好基础,未来的发展才会走的更远,我相信只要沿着当前的发展模式走下去,那么在不久的将来一定会取得更大的成绩。
参考文献
[1]叶成名.基于高光谱遥感的青藏高原岩矿信息提取方法与应用研究[D].成都:成都理工大学,2011.
[2]冷小鹏.基于G/S模式的三维地质灾害信息管理平台研究[D].成都:成都理工大学,2012.
大地构造地质构造论文 篇8
关键词：地质构造；有限变形；位移分离
1. 引言
在勘探和开采各阶段，预测地质构造已经成为必不可少的过程，而此过程必须要有与此相关的量化参数作为参考。目前，量化参数主要来源于相对位移的测量，但在许多情况下因无法找到可行性的测量点，导致相对位移量无法直接测出。虽然人们很早就认识到力学方法在地质构造研究中的重要性，但是由于缺少合适的力学理论，以致无法合理的将应变与转动相分离。目前分离转动和应变主要采用极分解法与和分解法，其中和分解法不仅能够反映转动与变形的实质，还能实现对位移的准确把握，所以其应用更为广泛。
2. 有限变形几何分析的基本原理
2.1有限变形几何分析理论
有限变形几何分析通俗的讲即是有限元分析，其实质与微积分理论一样，是将一个整体按照三角形、四边形或者六边形等形状，分成许许多多的小块进行分析，再将各个小块的分析结果利用积分的方法进行整合，从而反映出整体的性质。通过有限元的理论，我们可以容易的获得位移函数。我们在同一空间坐标系下，假设变形前的参考系为 、拖带系为 。根据相对位移的基本运算，我们得到如下位移函数式：
其中为经过运动和变形之后的坐标。变形后的这个坐标实际值，我们可以在施工测量中或者地震观测数据中得到，但变形前的坐标我们无法测得。 是所研究的某个点在空间中的三个坐标分量。利用解析几何的方法，可以将 表示为 与 函数，其表达式为 =A +B +C，其中A、B、C均为常数。对于某个研究点的位置坐标，可以通过该点的关联点来进行确定。由于有限元的面积非常小，几乎可以认为其无限小，所以通常假设该面积在变形前后不会发生改变，同时假设变形前后研究点与其关联点之间的位移变化可以忽略。2.2转动变形场的构造
根据有限元的分析理论，我么可以用平均整旋角来度量转动变形。结合数学分析中对于关于导数的应用，我们引入偏导数 及度规来表征平均整旋角。忽略 方向上位移 对变形的影响，我们可以得到如下表达式：
根据断裂力学中对于断裂的定义可知，当转动面上的某点的转动梯度值 超过临界值时，转动面会在该点处沿着转动梯度矢量的垂直方向发生断裂。
3. 有限变形几何分析在实际中的应用
在实际应用中，通过对位移矢量的分析，我们可以判断出该区域的地质构造在历史演变中的大致运动形式。例如，某研究区域的南部存在一个位移的负值区，测量结果显示其由东向西的最大位移量为2300m。东北部主要为位移正值区，测量结果显示其由西向东的最大位移量为3400m，从二者之间的5700m的位移差可以判断，在研究区曾经发生过较为强烈的右旋扭动。另外，由于南部是正值区，说明其经历了由南向北的移动；东北部区域的为负值区说明其由北向南的移动。结合测量的数值，假设总的相对位移为3000m，则反映出该区域的南北方向存在右旋扭动以及由西南方向向东北方向有伸展活动。通过对 方向上的位移分析，研究区的东北部主要发生了东南方向位移，而南部主要发生了西北方向的位移，反映出了南北方向和西南-东北方向向断裂层移动的运动趋势。由于在相同时间段内，同一区域地壳运动的规律是相同的，其转动形式和伸展趋势也应一样，而通过对地区断层及地质构造的分析，充分证实了这一论述。借助人工计算的结果，结合对地质演化的过程分析，不难发现在地质构造的形成过程中，转动与位移这两方面所发挥的作用。而借助有限变形几何分析，不仅能搞清楚地质构造形成的运动形式，也可以帮助我们判断每个阶段地质运动的具体时期。例如，通过对埕岛地区古生界构造的有限变形几何分析，研究者不仅清楚了地质构造各个方向上转动、伸展的大致活动过程，还能辨别出其经历了燕山期和早第三纪两个时期的构造活动。
在井田结构的研究中，有限变形几何分析的应用对于煤气层的预测与评价有着重要的作用。井田的地质构造分布虽然复杂，但对于改善煤层质量有着重要意义。一方面它有利于煤层甲烷的保存，能改善煤层分布，提升煤层质量；另一方面其内部大量的微观断裂有助于煤层气的储存与开采。在井田勘察过程中，我们借助有限变形几何分析手段，通过对 等值线的研究能够准确判断出断裂带的所在，并以此为依据初步判断井田结构的变形转动场的大致规律以及地质构造过程中的破坏规律，从而为井田施工提供有力的参考，为煤层气的赋存地质条件作出合理的评价。
4. 结论
对地质构造的研究是我们开采地下资源的重要条件，也是开采前必须要進行的环节，而有限元变形分析理论的应用，为地质构造研究提供了良好的理论手段。因有限元变形理论对转动与位移的准确把握，使得它不仅能够有效地进行构造运动学研究，更能够定量描述断层与断块的活动形式与特点，这对于地底煤层气的保存、运移和富集有着重要的意义。现如今，有限变形分析理论已经广泛的应用于地质构造的研究，相信随着研究的不断深入，在未来人类的勘探、开采活动中它将会发挥越来越大的优势。
参考文献：
[1]陈至达.连续介质有限变形力学几何场论[J].力学学报， 2009 （2）：107～117.
[2]孟召平.地质构造有限变形几何分析及其应用 [J]. 煤炭学报，2009， 23 （ 2）：119～ 123.
构造地质学讲稿（模版） 篇9
第一章
绪论
一、造地质学的研究对象和内容
构造地质学
是地质学的一门分支学科，其研究对象是地壳或岩石圈的构造。
地质构造
是指组成地壳的岩石（岩体）在内，外动力地质作用下发生的变形与变位，而形成的各种（构造）现象，诸如褶皱、断裂、劈理以及其它各种面、线状构造等。
构造地质学研究内容
主要研究内动力地质作用
所形成的各种构造地质的形态、产状、规模，形成条件、形成机制，分布和组合规律及其演化史，并进一步探讨产生地质构造的地壳运动的方式，规律及动力来源。
内动力地质作用 下产生的各种构造现象主要是在成岩后形成的次生构造，但对沉积岩在成岩过程中、岩浆岩在侵位和结晶过程中形成的原生构造也要加以认识和研究。
构造尺度
可以分为巨、大、中、小、微、超微 等级别，不同的构造尺度其研究任务与方法不同。●野外调查通常是从小或中尺度构造现象入手； ●室内研究则为微、超微尺度研究；
●巨、大型尺度研究已属大构造研究领域，除上内容研究之外，还需对该区地层，沉积相和建造、岩浆活动，变质作用，及成矿作用等综合研究分析。新理论、新技术、新方法、新仪器的应用
近20-30年来构造地质学发展迅猛，如航天遥感技术（航、卫片）、地球物理探测方法的发展、电子显微镜的发明等，对地球的研究已从陆地延伸至海洋，从地壳表层发展到深层（超深钻），将地球作为一个整体与天体行星进行类比研究。电子显微镜、高温高压实验，以及晶体缺陷的研究，加深了人们对构造变形机制的深刻了解。
二、构造地质学的研究意义
理论意义
阐明地壳构造在空间上的相互关系和空间上的发育顺序，探讨地壳构造演化和地壳运动规律及其动力来源。实践意义
与国民经济建设想相关，有利的方面，如矿产资源（能源资源），水资源，受一定的构造控制，不利的方面，如地震活动，工程地质，环境地质，保护、改善利用环境地质，防止和减少地质灾害等都与构造地质密切相关。构造地质学与工程地质稳定性实例
1、法国马尔帕赛水坝薄拱坝坝高60m，底宽6.26m，顶宽1.5m，修建在片麻岩上。1959年12月2日，当水库接近满库时坝体突然崩溃。其中地质上原因是坝上游拉应力分布区内陡倾张裂隙和缓倾软弱面相连，导致孔隙水压急剧增高，引起坝基滑移。
2、四川永川县陈食水库坝基渗漏，在坝基附近岸坡坡脚处，风化泥岩中发育一组与岸坡走向平行的陡倾卸荷裂隙，有的开口达20cm之大，渗漏造成的。
3、安徽梅山水库连拱坝坝肩破裂，受右坝肩花岗岩体内一组平缓裂隙向河谷方向滑移导致。
4、意大利瓦依昂水库滑坡事件，坝高267m，是当时世界上最高的双拱坝。库区蓄水后，山体突然以高达25－30m/s的速度下滑，近2亿方土石迅速淤满水库，掀起高过坝顶100余m的涌浪，冲毁下游3KM处的村镇，造成3000人死亡，水库变为石库。
三、构造地质研究方法
1、构造地质研究三大方面：几何学、运动学和动力学，此外尚有构造发育、演化历史分析。●几何学
研究构造地质的形态、产状、规模、组合型式及相互关系、各种要素的测量及其各个构造之间的相互关系，从而建立一个完整的具有几何规律的构造体系或型式。它是运动学和动力学分析的基础。
●运动学
根据几何学的有关资料和数据，重塑和再现岩石在构造变形期间所发生的运动和变位，包括变形岩石内外部的运动。
●动力学
探索构造变形的作用力性质、大小、方向、应力场的演化及其发育顺序，应变分析也属于动力学研究的内容。三者之间彼此相互联系，相辅相成的。
2、研究方法
⑴、地质测量（填图）是基本方法，制图、数理统计提供依据。⑵、显微构造分析
是对中小尺度研究的修正和外充。
⑶、航、卫片解译
扩大视域和深度，弥补野外中小尺度研究的局限性。⑷、⑸、应用力学原理，鉴定构造的力学性质和相互关系，分析形成机制及各构造之间的内在关系，以从而得出区域构造的分布和发展规律。⑹、室内测试和计算
应变测量与计算、变形（应力）矿物尤其是标型矿物的温度压力测试、同位素年代学测定等。
⑺、摸拟实验
石蜡或泥巴摸拟、光弹性实验、数学力学模拟和高温高压实验，再现构造变形。⑻、⑼、⑽、⑾、⑿、⒀、⒁、⒂、⒃、⒄、⒅、⒆、⒇、⑹、历史分析
根据地层间不整合接触关系、各种构造之间的交切关系，结合沉积相，岩浆活动，配合同位素年代测定资料，分析构造发展的顺序，划分发育阶段，恢复构造演化历史，从而对构造的规律有一个较全部系统的正确认识。
四、构造地质学与其它学科的关系 数学
力学（弹、塑性力学、流变学、断裂力学）古生物学
地史学（或地层学）矿物、岩石学 地貌学 地球物理 地球化学
计算机制图等学科关系密切
构造地质学是一门实践性很强的专业基础学科。我们必须坚持唯物主义的认识论，理论联系实际，才能学好用这门学科，并使之向前发展。
第二章
沉积岩层的产状及其原生构造 §1 岩层产状、厚度及其出露特征
一、岩层的原始产状
沉积盆地（海洋或大型湖泊）中心，形成的岩层是水平的或近水平的，而边缘、岛屿，水下隆起等周围的沉积物产状具有一定的倾角，称为原始倾斜。原始水平的岩层，经构造变动后，可变为倾斜、直立、倒转以及各种褶皱形态，但也有仍保持近水平状态。
二、水平岩层
岩层上下两个面保持水平状态，即同一层面上各点海拔高度基本相同的岩层，称为水平岩层。其特征如下：
1、在层序没有倒转的前提下，地质时代较新的岩层叠置在较老的岩层之上。当地形剥蚀切割轻微的地面只出露最新岩层；如切割强烈时，老岩层则出露于河谷，冲沟等低洼处，较新岩层分布于山顶或分水岭上，即岩层愈老出露愈低，岩层愈新其出露的位置愈高。
2、水平岩层的露头形态，完全受地形控制，其出露线（岩层与地面的交线）在地质图上表现为与地形等高线平行或重合，而不会相交。
3、水平岩层的厚度就是岩层顶面与底面标高之差。
4、水平岩层露头宽度，与岩层厚度和地形坡度的变化有关。
三、倾斜岩层
由于地壳运动，使原始水平的岩层发生构造变动，形成倾斜岩层。单斜岩层可以是褶皱的一翼或断层的一盘，也可以是区域性不均匀沉隆或上升引起的区域性倾斜。
（一）岩层产状及其测定
1、产状要素：走向、倾向、倾角
真倾角与视倾角之间关系为：tanβ= tanα.cosω（式中α为真倾角，β为视倾角，ω真倾向线与视倾向线之间夹角）
2、岩层产状要素的测定与表示方法（要求学生回顾地学概论和南京实习时现场实际测量）。岩层产状要素，通常用罗盘直接测量，有些情况下需用作用法，赤平投影法求出岩层产状要素。
⑴
层产状文字表示法：通常只记录倾向和倾角即可，走向则通过倾向加或减90度换算。● 方位角
SW205°∟25°或205°∟25° ● 象限角法，以北或南作为起点（0°），一般记为 N65°W∟25°或 NW65°∟25° ⑵ 符号表示（用于地质图上）
（二）岩层的厚度 真厚度、视厚度、铅直厚度三者具有一定的三角函数关系附录V有详细介绍。
（三）倾斜岩层的露头形态（V字形法则）（本章重点之一）● 水平岩层
露头线与等高线平行或重合；
● 直立岩层
露头线不受地形影响，始终呈直线延伸；
● 倾斜岩层
露头界线复杂，表现为与地形等高线交切关系，并显示出一定的规律性，即在经过山脊和河谷时，均呈“V”字形态展布即“V”字形法则。有下列三种情况：
1、岩层倾向与地面坡向相反：在山脊处“V”字形尖端指向山下，在沟谷处“V”字形尖端指向上游。
2、岩层倾向与地面坡向相同，且岩层倾角大于地面坡角时，在山脊处“V”字形尖端指向山下，沟谷处“V”字形尖端指向上游。
3、岩层倾向与坡向相同，但岩层倾角小于地面坡角时，“V”字形尖端在山脊处指向山下，沟谷处指向上游。1、3两种情况相似，不同的是后者“V”字形弯曲大于等高线，而前者“V”字形弯曲度小于等高线。示图。
（四）岩层的露头宽度（自学）
岩层厚度、倾角、坡角、坡向与岩层倾向，倾角之间关系的影响，学生自己阅读即可。§2 沉积岩层的原生构造
沉积岩是地球表分布最广泛的岩石，其分布面积约占地球大陆面积的75%，因此，大部分地质构造是由沉积岩形成的。所以观测分析沉积岩层的原生构造、岩层产状和接触关系是研究地质构造的一项基础工作，也是本课程的基本内容之一。
举例：安徽贵池徐桥银矿产于奥陶系灰岩裂隙中，为脉状矿体。奥陶系灰岩为厚层～块层状且大理岩化，层理看不清。地质人员对地层产状长时间争论不休，后来我根据大理岩中残留的生物碎屑的排列方向，确定了原始层理，令地质人员十分信服。
● 岩层
由两个平行或近乎平行的界面所限制的、岩性基本一致的层状岩体。由沉积作用形成的岩层称沉积岩层。
● 层面
上、下岩层的界面。上层面叫做顶面，下层面叫底面，两个岩层的接触面，既是上覆岩层的底面，又是下覆岩层的顶面。● 厚度
两个层面之间的垂直距离。
沉积岩在沉积过程中或成岩作用过程中产生的非构造变动的构造称为沉积岩层的原生构造。如层理、层面构造（泥裂、雨痕、印模等）、结核、叠锥以及生物遗迹等等。尽管这些都是沉积岩石学研究的内容，但是，其对构造地质的研究也有重要意义。
一、层理及识别
1、层理
是沉积岩最常见的一种原生构造，是由岩石成分、结构和颜色在剖面上突变或渐变所显现出来的一种成层构造。
层理
按其形态可分为三种基本类型：平行层理、波状层理、斜层理。（放映照片、展示标本或模型）细层与层系
概念介绍，示图a为细层，图b为层系。
2、层理的识别
（1）岩石成份变化，系由成分差异而显示出来的层理（2）岩石结构变化，指岩石粒度和形状的变化显示出来（3）岩石颜色变化，由于颜色的不同显示出层理来
（4）岩层的原生层面构造，包括波痕、泥裂、雨痕、生物遗迹及其印模等。
二、利用沉积岩原生构造确定岩层的顶面和底面
确定岩层新老关系是野外观察研究地质构造的一个重要问题。
未经构造变动的岩层，其正常层序总是上顶下底，即上新下老，但经构造变动后岩层则可直立，甚至倒转，新老层序倒置的现象。化石是确定新老关系和地质年代的依据，但有些无化石的“哑地层”，则只能根据原生构造和某些次生构造来确定新老层序。况且确定地层的新老关系，原生构造的方法比化石来得更容易些。（1）斜层理
（2）粒序（韵律）层理，正粒序与反粒序层理（3）波痕（4）泥裂
（5）雨痕、冰雹痕及其印模（6）冲刷充填构造
（5）古生物化石的生长和埋藏状态 §3 地层之间的接触关系
一、整合与不整合
1、整合：岩层连续沉积，层序无间断、产状一致、时代连续或其中的生物演化是渐变。
2、不整合： 层序有间断、缺失，即部分地层无沉积或虽有沉积但却被剥蚀。
二、不整合类型
（一）平行不整合：下降沉积→上升、沉积间断、剥蚀→再下降再沉积；不整合面上有下伏岩层组成的砾石、古风化壳、古土壤层。
（二）角度不整合
特征：缺失部分地层，上下岩层产状不一致呈一定的角度相交，不整合面上有下伏岩层组成的底砾岩，古风化壳，古土壤层等。
形成过程：下降沉积→褶皱上升（伴有断裂活动、岩浆活动，变质作用等）→沉积间断、遭受剥蚀→再下降再沉积。反映上覆地层沉积之前，曾发生过褶皱等重要的构造事件。
（三）地理不整合（区域不整合），指局部为平行不整合接触，但大范围内却是角度不整合。
（四）嵌入不整合三、不整合的研究
（一）确定不整合的存在（重点）
1、地层古生物方面的证据：化石反映出生物演化的不连续性（种、属的突变），生物群落迥然差异。
2、沉积方面的标志，存在侵蚀面、古风化壳、古土壤以及Fe、Mn、P、Ni，稀土或铝土矿等，底砾岩。
3、构造方面的标志：产状，变形变质程度。
4、岩浆活动和变质作用方面的标志。
（二）观察研究不整合面及其上、下地层的产状，岩性及时代。
1、详细测制剖面，研究岩性，岩相和化石，确定时代，观察构造形态，变质情况，岩浆活动等。
2、砾石来源、粒度、圆度、分选性、排列方向等。
3、制图、素描图、照相等
（三）研究不整合的空间和类型变化
举例
宁镇山脉J1-2xn与下覆地层的接触关系，在栖霞山高地为不整合，仙鹤观J1-2和T3h为平行不整合，在钟山则为整合接触关系。
（四）确定不整合的形成时代（重点）形成时代：不整合面之下覆相对最新的地层时代为下限，不整合面之上相对最老的地层时代为其上限，缺失地层时代为其形成时代。注意二点：
①
取下覆最新时代为下限，两者之间相隔最近的时代为不整合形成时代；
②
同一次构造运动周期不同地区有先有后，时间可长可短，缺失地层并不一致，这是褶皱幕的穿时代性的反映。③
大范围内，可发生多次构造变动，形成多个角度不整合和平行不整合，在接近大陆的地方，几个不整合面往往逐渐归并为一个角度不整合，其向缺失地层很多，实际上是包含了多次地壳运动所经历的构造事情。
④
注意“缺”与“失”的关系，如我国华北O2/C2，是缺失O3、S、D、C1，还是原先有沉积，后来剥蚀掉即“失”去了。§4 软沉积变形
软沉积变形
指沉积或成岩作用过程中形成的非构造应力作用形成的变形。沉积物此时尚未固结成岩，处于塑性或半塑性状态，故称之为软沉积变形。
一、负荷作用形成的软沉积变形 负荷构造、火焰构造、砂球和砂枕（视图）
二、滑塌和滑移作用
滑塌褶皱、爬折构造、卷曲层理（视图）
三、与孔隙液压效应有关的软沉积变形 砂岩墙、碟状构造
四、软沉积变形的成因机制
内因：沉积物力学性质高度塑性，抗剪（切）强度极差。
外因：一定角度的斜坡地形和地震、风暴、海啸等外部诱发因素。
第三章
地质构造分析的力学基础
一、力和体力
1、力： 物体相互间的一种机械作用
2、接触力：物体与物体间的作用力
3、面力：作用在物体表面的接触力
4、应力集中：接触面积与物体边界面积比量级很小时，即集中
5、体力：非接触力作用在物体内部每一支点上时，为体力
二、外力和内力
1、外力：外界物体向研究物体施加的作用力
2、内力：外力作用引起的物体内部各点之间的相互作用力
三、应力、正应力、剪应力
1、应力：在外力作用下，物体内任一截面单位面积上的受力大小
2、正应力：垂直截面的应力，以ζ表示
3、剪应力：平行截面的应力，以η表示
四、主应力、主方向、主平面
1、主应力：某一截面上只有正应力，没有剪应力时的正应力
2、主方向：主应力的方向
3、主平面：垂直于 主应力的平面
五、应力椭球体和应变椭球体
1、应力椭球体：
ζ1—最大压（最小拉）应力轴；
ζ2—中间应力轴；
ζ3 —最小压（最小拉）应力轴
故：ζ1＞ζ2＞ζ3
2、应变椭球体：
A(X)—最大应变轴；
B(Y)—中间应变轴；
C(Z)—最小应变轴
六、应力分析简介
1、常见的应力状态：
单轴应力状态：一个主应力不为零，其余两个均为零
双轴应力状态：一个主应力为零，其余两个均不为零
三轴应力状态：三个主应力均不为零，且ζ1＞ζ2＞ζ3
2、二维应力状态分析（平面应力状态分析）
若：有两轴主应力（ζ1，ζ2）作用在斜截面（AB）上，且 ζ1＞ζ2，ζ3 = 0；分析斜面（AB 面）上的应力状态。
规定：α—AB法线与ζ1的夹角，AB线—AB 面的截线，单位长度（=1）
∵ AB = 1，∴ OA = sin α，OB = cos α
又∵ ζ = P / A ，P = ζ A
∴在 OA 面上的正应力 P2 = ζ2 OA = ζ2 sin α ，在 OB 面上的正应力 P1 = ζ1 OB = ζ1 cos α（1）在垂直AB面上的力： 为 P1 和 P2 的分力之和：
即 ： Pn = P1n + P2n = P1 cosα+ P2 sinα
AB面上的正应力： ζα= P1 cosα+ P2 sinα
= σ1 cosα cosα+ σ2 sinα sinα
= σ1 cos 2 α + σ2 sin 2 α
σ1 + σ2
σ1σ2
= ———— sin2α
（2）
讨论：
由（1）：当α= 0 时，cos 2α= 1； ζα = ζ1（最大）； ζ2 不起作用
说明：垂直该面的应力对该面作用最大
平行该面的应力对该面无作用
由（2）：当α= 0 时，ηα = 0
当α= 90° 时，ηα = 0（2 α= 180 °）
当α= 45° 时，ηα 达最大值（2 α= 90 °）
σ1-σ2
即： ηα = ————
说明：与主应力呈45 °的面上剪应力最大，易产生剪切面
第四章
变形岩石应变分析基础
一、变形与变位
1、变形（strain）：
岩石体受到应力作用后，其内部各质点经受了一系列的位移从而使岩石体的初始形状、方位或位置发生了改变。
2、位移：物体内各质点的位置在变形前后的相对变化。（平移、旋转、体变、形变）平移、旋转：改变坐标，不改变形态（内部各质点相对位置不变）体变、形变：改变形态和体积（内部各质点相对位置改变）
二、应变的度量（应变测量）
应力状态：某一瞬间作用于物体上的应力情况
应变状态：物体变形后的状态
1、线应变：
（1）定义： 变形前后线段长度的变化（ε）
（2）应变量计算：
l 1-l 0
A、单位长度比：ε= ——
l 0 式中： ε—线应变量；
l 0、l 1—变形前、后同一线段的长度比（伸长为正；缩短为负）
B、平方长度比：λ=(l 1 / l 0)2 =(1+ ε)2
式中：λ—变形前、后同一线段的长度比的平方
2、剪应变：
（1）定义：
角应变：变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹角偏离直角的量（ψ）
剪应变：角应变的正切（γ）（（2）应变量计算：
γ= tgψ
（右偏为正；左偏为负）
三、均匀应变与非均匀应变
1、均匀应变：
（1）定义：物体内各质点的应变特点相同的变形
（2）特点：变形前的直线，变形后仍是直线；变形前的平行线，变形后仍是平行线
2、非均匀应变：
（1）定义：物体内各质点的应变特点发生变化的变形
（2）特点：变形前的直线，变形后为曲线或折线；变形前的平行线，变形后不在保持平行
3、连续变形：物体内从一点到另一点的应变状态是逐渐变化的（弯曲）
4、不连续变形：物体内从一点到另一点的应变状态是突然变（断开），褶皱是一种非均匀连续变形
四、应变椭球体
1、定义：用来表示应变状态的椭球
2、特征：
（1）变形前是球，均匀变形后为一椭球
（2）有三个相互垂直的主轴（X、Y、Z），分别代表最大、中间、最小应变轴（或λ
1、λ
2、λ3；A、B、C）
（3）有三个相互垂直的主平面（YZ、XZ、XY），分别垂直X、Y、Z轴
（4）应力与应变有密切关系：
最大应变轴平行最小压应力轴和最大张应力轴 最小应变轴平行最大压应力轴和最小张应力轴
五、弗林（Flinn）指数
表示应变椭球体的形态—应变强度
k = tanα =(a-1)/(b-1)
式中：a = X / Y =（1+ε1）/（1=ε2）
b = Y / Z =（1+ε2）/（1+ε3）讨论：
k值相当于p点与原点（1，1）的斜率
k=0
单轴旋转扁球体（轴对称缩短）
1＞k＞0
扁形椭球体（压扁型）
k=1
平面应变椭球体
∞＞k＞1
长型椭球体（收缩型）
k=∞
单轴旋转长球体（轴对称伸长）
六、旋转变形与非旋转变形
1、非旋转变形：代表应变主轴方向的物质线在变形前后不发生方位的改变
2、旋转变形：代表应变主轴方向的物质线在变形前后发生了方位的改变
七、递进变形
1、有限应变（总应变）： 物体变形的最终状态与初始状态对比发生的变化
2、递进变形：变形的发展过程（许多微量应变逐次叠加的过程）
第五章
岩石变形行为
（自学为主）
第六章
劈理
就几何形态而论，任何构造都可看成是面状构造或线状构造。
面状构造和线状构造都可以分成为“透入性”和“非透入”性两类。透入性构造
均匀地弥漫于地质体中的构造，反映地质体作为一个整体，也均匀地发生了变形。
非透入性构造
以一种不连续面分散于地质体中，变形仅发生在不连续面及其附近，将均匀连续的地质体分成若干部分，所以又称为“分划性”构造。
透入性和非透入性是相对性概念。如图7-1中的S2小尺度观察是透入性构造，微小尺度划分不连续的分划性构造了。
§1 劈理的结构、分类和产出背景
一、劈理岩石的域组构（cleavage domain）劈理域和微劈石（microlithon domain）(一)劈理域的形态及排列
1、劈理的平面度—劈理域的平面程度 ●
平直； ●
粗糙； ●
锯齿状； ●
缝合线状的
2、劈理的排布格式 ●
平行劈理 ●
交织劈理
（二）微劈石的结构 ①由粒状矿物组构，无优选方位；②常保持先存板岩和千枚岩的面理。
（三）劈理的间隔 两劈理面之间垂直距离，5-20cm-0.01mm（上下限）（C.MCA.Powell,1979）
（四）劈理域的相对宽度 劈理域宽/微劈石宽或劈理域宽度总量/岩石测线总长度×100%计量。
劈理域宽成劈理带，劈理域窄显示面状分割特点。
二、劈理分类
（一）传统分类：流劈理、破劈理、滑劈理
（二）劈理的结构分类 C.MCA.Powell，（1979）提出“用带有成因含义的术语来描述劈理构造弊病很多”，因此，需要有一个描述劈理组构和形态的分类方案。G.E.Borradail & G.H.Davis等人的方案
1、连续劈理
矿物均匀分布，完全定向，或在显微镜下辨别出劈理域和微劈石者，如板劈理，千枚理，片理和片麻理。（1）板劈理
富泥质的低级变质岩中，具良好的可劈性、使岩石劈成十分平整的石板，但显微尺度下，劈理域却是交织排布的。与板劈理有关的变形包体，矿物晶粒、碎屑、结核、化石、斑点等。（2）千枚理和片理，矿物结晶颗粒较大，肉眼可见与板劈理相区别之。①富层状硅酸盐岩石（云母片岩类），如“千枚状构造”。②复矿物成分岩石中的片理（云母石英片岩）③粒状单矿物岩（大理岩、石英片岩）
（3）片麻理，深变质岩中的劈理，由深浅两色矿物条带组成，与千枚理和片理比较通常连续性较差。
2、不连续劈理，劈理间隔肉眼可见，露头和手标本可显示其不连续的构造特征。按微劈石域的结构，可分为间隔劈理和褶劈理。
（1）间隔劈理，过去称为破劈理。显微镜下观察劈理域的主要成分是粘土质和碳质等不溶物（Nickelsen,1972），过去认为是剪切滑动，实际是压溶成因。
（2）褶劈理，肉眼可见间隔切过先存在的连续劈理为特点，间隔大小0.1mm-10mm。早期连续劈理发生挠曲或微褶皱。进一步可分为： ①渐变褶劈理 ②带状褶劈理 ③分隔褶劈理
近年来，Gray和Durney（1979）强调压溶作用在褶劈理的成因。
三、不同地质背景上发育的劈理
（一）轴面劈理
岩性均一，在韧性差小的岩系里，平均韧性高，与轴面平行性越高，反之韧性差较大，强弱相间的岩系里轴面劈理则发生散开和聚钦。强岩层呈正扇形，弱岩层中呈反扇形。
轴面劈理形成于褶皱作用的晚期，是最大的挤压面（AB面）⊥ζ1。近年研究认为轴面劈理是压扁和压溶作用结果。随着轴面劈理的形成弯滑作用逐渐为剪切褶皱作用所代替。
（二）层间劈理
（三）顺层劈理 代表褶皱前期一组挤压应变面，但亦有人认为是沉积变质过程中重荷、重结晶的结果。
（四）断裂劈理 在断裂的两盘岩石中或断层带中，与断裂具有统一的力学机制。（断层一章讲授）
（五）区域劈理
§2 劈理的形成机制
一、劈理的形成作用
1、机械旋转
2、重结晶作用
3、压溶作用
4、晶体塑性变形
二、劈理的应变意义
即与应变椭球体的关系 §3 劈理的野外研究
一、区分劈理与层理
二、测定劈理参数、描述劈理的结构特征
1、劈理的间隔，大间隔75mm，小间隔1-5mm，微间隔0.01-0.1mm，连续<0.001mm
2、劈理域的形态
3、微劈石的结构
三、观察和测量劈理和层理之关系
1、利用劈理判断相邻岩层运动方向
2、确定正常与倒转，背向斜位置
3、劈面与轴面平行或以轴面对称面对称分布，赤平投影上，劈理极点投影不是与轴面一致，就是与轴面对称分布。
4、圆柱状褶皱劈理与层理分线与褶皱枢纽平行，都代表褶皱变形的中间高变轴。
四、利用劈理特征推断岩石变形机制和构造环境。
五、研究变斑晶外面理，探讨变形与变质作用的关系。
六、观察交切关系，建立先后发展顺序。
第七章
线理
线理（Lineation）
岩石内部或表面的各种平行线状构造，主要是露头或手标本上的平行透入性构造。而与褶皱有关的线状构造如枢纽。香肠构造、窗棂和杆状构造等也被看为作粗大的线理。§1 变形岩石中的小型线理
一、拉伸线
形成方式有二：其一物质塑性流动过程中的伸长变形，位于ab面之上，指示物质运动方向，代表应变椭球体的长轴方向，为a线理；其二是辗滚而成。使物质垂直力偶作用的方向拉伸，这种线理常与褶皱枢纽平行，为b线理。
二、生长线理 针状、柱状等矿物定向排列构成，它们都是岩石在变形和变质过程中压溶和重结晶作用的产物。因而反映岩石重结晶流动方向。有时在动力变质带上，在强大的应力作用下，矿物生长往往不依结晶习性，却屈服于应力生长，如断层面上的石英、方解石纤维状晶体。均属a线理。
三、皱纹线理
发育在千枚岩、片岩中，由早期劈理或片理揉皱成的平行定向构造，与褶皱或褶劈有关，平行褶皱枢纽，称b线理。
四、交面线理
两个面状构造的交线，如层理与面理，面理与面理之交线，与褶皱枢纽β平行，称b线理。§2 变形岩石中的大型线理
石香肠，窗棂和杆状构造最为常见。
一、石香肠构造（Boudinage structrue）
根据人工模拟实验结果，绘图分别介绍张裂石香肠、剪切型石香肠、粘滞性、褶皱型石香肠的特征和形成机制
石香肠与组构轴关系，纵弯褶皱中平行枢纽，横弯褶皱中空间上呈“巧克力方盘”状。
二、窗棂构造（mullion structrue）窗棂构造是强裂褶皱中的大型线理，非型为圆核计柱体或呈波状起伏的浑圆楔状，表现常有一层应矿持薄膜。成因分类：
1、节理式窗棂构造
2、肿缩式窗棂构造
3、褶皱式窗棂构造
三、铅笔构造（pencil structrue）
发育在泥板岩和粉砂质板岩中的一种线状构造，成因是由二组或二组以上平行面状构造交切分割而成。
四、杆状构造
由石英、方解石或其它成份单一的强硬岩石物质构成，成带成束地出现在变质岩中。其与窗棂构造的区别在于杆状构造是由变质作用中产生的析离体组成，析离体在未分裂或辗滚成棒之前，一般呈囊状、透镜体或似层状分布于面理之间。与枢纽平行应为b线理。
五、压力影构造
§3 线理的野外研究 线理作为一维变量，是反映岩石变形和变质过程中物质运动方向的良好标志。线理位于运动面上，即ab面上，平行或垂直运动方向，指示主要运动方向，通过线理研究可揭示大型构造形成方式和形成过程，恢复区域构造变形史。
一、区分原生线理及次生线理，实测产状。
二、正确进行线理定向，确定线理的运动轴型 B.Sander（1926）座示系统介绍
三、认识线理与大构造的关系，为区域构造分析提供依据
1、根据线理与层理走向相交关系，推测褶皱枢纽（β）产状。
2、如果大型褶皱发育了轴面劈理，则应注意平行轴褶的各种交面线理，寄生褶皱以及其它大型线理的构造表现及组合型式。
3、注意拉伸线理在轴面上的表现展布
4、断层滑动面上的线理往往指示断层运动方向，辗滚成因的线理的代表中间应变轴，它指示断层三度空间的真实延伸方向。
四、与线理的研究要同时进行的工作
1、新生线理矿物组合，推测线理生长时期的变形环境；
2、应变测量，确定线理生长期岩石变形情况。
五、划分线理的形成期次
第八章
褶皱
褶皱（folds）——岩石受力后发生弯曲变形，原来岩石中近乎垂直的面，变成了弯曲面，它们可是So，Sx，岩浆岩的流面，甚至节理面和断层面等等。巨、大、中、小、显微尺度的规模。§
1、褶皱和褶皱要素
一、褶皱的基本类型 ①背斜与向斜 ②背形与向形
③褶皱面向：在褶皱轴面上⊥β观察地层变新的方向
二、褶皱要素 核、翼、拐点、翼间角、枢纽、轴面、轴迹、脊线、枢线、轴陷、轴隆（高点）
§
2、褶皱描述 正交剖面概念
圆柱状褶皱：一轴线平行自身移动形成的弯曲面。
非圆柱状褶皱：凡不属于上述特征的褶皱，其中有一特殊类型即圆锥状褶皱。它是由一轴线一端固定，以某一角度绕旋转轴进行旋转而成。
一、转折端的形态（圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、挠曲褶皱）
二、翼间角 反映褶皱紧密程度
三、枢纽：指向；倾伏端、扬起端
四、褶皱的大小，波长，波幅
五、褶皱的对称性
Z、M、S型褶皱；倒向（从属褶皱的轴面的倾倒方向）
六、平面轮廓
§2 褶皱的形态描述
一、横剖面上褶皱形态描述
1、根据轴面产状和两翼产状：
●直立褶皱 ●斜歪褶皱 ●倒转褶皱 ●平卧褶皱 ●翻卷褶皱
2、对称性：
●对称褶皱（轴面与水平面或包络面垂直）；●不对称褶皱（轴面与水平面或包络面斜交）。
3、据翼间角大小分：
▲平缓褶皱：翼间角小于180°，大于120° ▲ 开阔褶皱：翼间角小于120，大于70° ▲ 闭合褶皱：翼间角小于70°，大于30° ▲ 紧闭褶皱：翼间角小于30°
▲ 等斜褶皱：翼间角近于0°，两翼近平行
4、据褶皱面弯曲形态：圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、扇状褶皱、挠曲褶皱
5、据各层弯曲形态变化规律：协调褶皱、不协调褶皱
二、褶皱在平面（地面）上的露头形态 ◆穹隆构造
L/W≮3:1的背斜 ◆构造盆地
L/W≮3:1的向斜 ◆短轴褶皱
L/W=3:1-10:1 ◆线状褶皱
L/W≯10:1 狭长形褶皱
§3 褶皱的类型及褶皱的组合型式
一、褶皱的位态分类（M.J.Rickard,1971）
（一）、Rickard三角投影网的结构特征
示图说明
（二）、Rickard的七大类褶皱
Rickard 分类表
枢纽倾伏角γ
轴面倾角α水平（0°-10°）倾 伏（10°-80°）近直立（80°-90°）
近直立（80°-90°）Ⅰ 直立水平褶皱Ⅱ 直立倾伏褶皱Ⅲ 倾竖褶皱
倾
斜（10°-90°）Ⅳ 斜歪水平褶皱Ⅵ 斜歪倾伏褶皱
Ⅶ 斜卧褶皱
近水平（0°-10°）Ⅴ平卧褶皱
上表只要抓住其命名原则，就不难记住。
命名原则是：轴面产状＋枢纽产状＋褶皱＝褶皱名称
（三）、特征：
①正确地反映褶皱三维空间形态和产状特征，避免前述二维空间对褶皱观察描述的偏面性。②七个区代表大类型变化范围，各区面积大小，代表自然界中出现的机率。③定量化描述，便于统计分析
④易观察某地区褶皱的产状变化规律
二、褶皱横越面的几何类型
（一）平行褶皱和相似褶皱
Han Hise.C.k.（1896）根据褶皱岩层的厚度变化及各层之间的几何关系划分的二类型
1、平行褶皱(parallel folds)又名同心褶皱(Syncore
folds)，指各岩层成平行弯曲，象两条铁轨一样平行延伸，其间的宽度（厚度）处处相等；具有一个共同的曲率中心，向内弧方向曲率逐渐增大，往深部最终消失。
2、相似褶皱（Similar folds）
各层的曲率基本不变，无共同的曲率中心，褶皱形态往深部延伸，保持不变；同一层岩真厚度翼薄顶厚，但平行褶皱面方向量度的“厚度”在各部位保持不变。
（二）据各褶皱层面之间的几何关系分类
1、协调褶皱（harmonic folds）
2、不协调褶皱(disharmonic folds)
（三）兰姆赛的褶皱几何分类(J.G.Ramsay, 1967)分类依据是根据褶皱横截面（⊥β）上褶皱层的等倾斜线型式和厚度变化参数所反映的相邻褶皱面的曲率关系。
等倾斜线的绘制：①在⊥β的照片或横剖面图上，以实际水平线为基准；②以基准线，按一定角度间隔（10°，20°„）作相邻褶皱的切线；③连接等斜切点即为等倾斜线。兰姆赛的三类五型褶皱
Ⅰ类：ⅠA 顶薄，等倾斜线强烈向内收敛，不等长 ⅠB 等厚，等倾斜线向内弧收敛，等长
ⅠC顶厚，等倾斜线向内弧轻微收敛，不等长
Ⅱ类：等倾斜线平行且相等，曲率相等，相似褶皱 Ⅲ类：等倾斜线向外领、内撒开、倒扇形、顶厚褶皱
三、同沉积褶皱和底辟构造
（一）同沉积褶皱（Synsedimentary folds）
（二）底辟构造(diapiric structure)和盐区(Salt dome)同沉积褶皱顾名思义，褶皱与岩层沉积同时形成，有3个特征：
①
产状，褶皱两翼上部产状缓、下部变陡，总体多为开阔褶皱。②
厚度变化，在背斜顶部厚度小（甚至缺失），两翼岩层厚度最大。
③
结构上的变化，背斜顶部则因水浅，粒度粗大，而向斜中心部位则因水体较深，粒度最细。（示图）
底辟构造是地下深部高韧性岩体（如岩盐、石膏、粘土或煤层等，在构造作用力下，或者由于岩石间密度差异所引起的浮力作用下，向上流动或挤入（刺入）上覆岩层之中而形成的一种构造。如岩浆上升侵入围岩，使围岩发生挠曲时，则可形成岩浆底辟构造。（示图）
四、褶皱的组合型式和分布
（一）阿尔卑斯式褶皱（Alpinotype folds）
又称全形褶皱，基本特点是： ①
褶皱呈线状成带展布，走向与构造带一致； ②
背向斜同等发育，布满全区。
③
不同级别的褶皱往往成复背斜和复向斜构造，是造山带强烈地带主要构造样式。复背斜和复向斜概念。
（二）侏罗山式褶皱（Jura-type folds）
又称过度型褶皱，其代表性构造是隔档式与隔槽式褶皱，隔档式褶皱又称梳状褶皱。其成因是沉积盖层在刚性基底的软弱层上滑脱变形或薄皮滑脱的结果，属于造山带前陆的构造现象。
我国湘、鄂西、黔北和川东发育外，在湘赣一带也广泛发育。（示图）
（三）日尔曼式褶皱（German-tpye folds）
又称断续式褶皱：主要发育于构造变形轻微的地台盖层中，以卵圆形穹隆，拉长的短轴背斜或长垣为主。
褶皱翼部产状很缓，甚至近水平，但规模很大，延长数十公里以外，可以弧零地产出于水平岩层中，背斜、向斜发育不同等，展布无定向，有的成群分布，呈雁行式排列。这类褶皱常产于北美地台上，区域性巨大盆地中，在中国川中以及柴达木盆地之中也有类似褶皱。
五、叠加褶皱（Superimposed folds）
（一）叠加褶皱的三种基本型式（兰姆赛，1967）示图说明： Ⅰ
型：晚期褶皱最大应变轴（A、X、a1）或流动方向a2与早期褶皱的轴面平行，两期褶皱的枢纽（中间应变轴B、Y、a2）方向不一致，一般呈大角度相交，这种类型褶皱相当“横跨”“斜跨”褶皱。
F1的轴面变形影响不大，而β1再褶皱，呈有规律的起伏，表现为穹盆相间的构造，类似两个波叠加，波峰+波峰=峰更高，波谷+波谷=谷更低，波峰+波谷=中和，相当一个鞍部。Ⅱ 型、a2⊥s1（或大角相交）B1∡b2成中等或大角度相交
F1常为紧闭或等斜的斜歪褶皱，平卧褶皱，S1与翼一起褶皱，B1也同时褶皱，形成平面上的新月型或蘑菇型褶皱。
Ⅲ 型、共轴叠加褶皱，a2∡s1成大角度相交，但B1‖b2。F1之S1和两翼共同被褶皱，尤其在正交剖面上更为清楚，可出现双重褶皱或钩状闭合褶皱。§4 褶皱形成机制
一、褶皱形成机制的基本类型
（一）纵弯褶皱（Buckling）
即顺层挤压力作用下，岩层发生褶皱。●单层纵弯（或多层粘结很牢的一套岩层）。中和面、拉张区与挤压区
●当多层（一套岩层）纵弯作用，无中和面、层面的往往起着重要的作用，常通过下列二种方式形成褶皱。
1、弯滑作用（flexural sliping）这种情况下，当两硬层夹一软弱岩层时，则在上下硬岩层滑动的力偶作用下，使薄层软弱（韧性）层产层间小褶皱可帮助我们确定层序倒转与否及背、向斜的位置。
方法是：新岩层总是向背斜转端滑动，老岩层则对反方向滑动，画作层间小褶皱的轴面，与主褶皱面所交锐角光指示相邻居层相对滑方向，滑动方向一经确定，就可确定背、向斜的位置，也知道岩层正常与倒转。
2、弯流作用（flexural flow）
指岩层产生褶皱变形时，不仅有层间滑动，而且会有岩层内部的物质流动现象。
（二）横弯褶皱作用（Bending）
即岩层受到层面方向外力作用（预托作用）。如岩浆底群、盐丘等都可能导致上覆岩层的横弯褶皱作用。
（三）剪切褶皱（Shear folding or slip folding）
又称滑褶皱，是沿一系列与层面不平行的密集劈理面发生差异性的滑动而形成的“褶皱”，所以层理面S0不起作用，只是作为褶皱的标志，故又称之为被动褶皱作用。
（四）柔流褶皱作用（Rheid folding）
指高韧性岩石（岩盐、石膏或煤层）或处于高温高压环境下变成高韧性体，受到外力作用产生的粘性流动（既有层流动又有紊流），形成复杂多变的褶皱。混合岩化变质作用地区常见构造。
（五）膝折作用
是兼具弯滑褶皱作用和剪切褶皱作用两种特征的特殊褶皱作用，主要出现在岩性较均一的薄层岩石或片理化的浅变质岩中。
其形成方式，在一定的围压限制下，受到与层理或面理近水平或斜交的压应力作用，岩层顺层间滑动，但又受到限制常使滑动面发生急剧的转折。（示图）
二、褶皱形成过程中的压扁作用。（示图）
三、影响褶皱作用的主要因素
（一）层理的影响
（二）厚度和力学性质的影响（主波长理论）
毕奥特(M.A.Biot，1957，1965)和兰伯格（1963）通过模拟实验和野外褶皱的实际观察研究，对侧向纵弯作用下的褶皱发育机制进行了力学、数学分析弹性弯曲（虎克体），粘弹性层弯曲（牛顿流体）作用。岩性在地表条件下的变形基本上是弹性的（ζ=Eε）即ζ∝ε。可将岩层当作弹性板来考虑，其形成的褶皱波长与作用大小有关。
岩石在地下深处，较高的温压条件下，在小应力长期作用下，不同的岩石可以看作是粘度各异的粘性固体的变形，可简化为牛顿体的变形来表达，即应力与应变速率成正比（ζ=με），岩石的粘度在变形中起着主导作用，粘性大的岩层在褶皱发育过程中起骨干作用，这种岩层称为能干层或强岩层。
设想：一厚为d的高粘度（μ1）强岩层夹于低粘度（μ2）的软弱层之间，使其侧向顺层挤压，而发生纵弯作用（示图）。此时，强硬岩层发生纵弯曲受到两种阻力。①来自强岩层内部阻力（f内阻）。外弧拉伸，内弧压缩，层要弯曲，必须克服内部阻抗（f内阻），若岩层弯曲波长愈大，弧愈缓（内外曲率愈小），内阻抗愈小。所以如没有介质的包围，它趋向于形成最大的可能波长即一个波。②另一种阻力（f外阻）来自上、下软弱层（μ2）。强岩层弯曲时，必须要推开上下软弱层，而软弱层则反作用，力图阻止其弯曲。这种外部阻挠力与硬岩层的波长成正比，与波幅成正比（f外阻∝W，f外阻∝A波幅）。所以外部阻挠力要求褶皱的波长尽可能小。按照最小功原理，岩层将选择做功最小，而又能抵抗这两种阻力，使某一调和的中间值作为最易褶皱的初抬主波长Wi，即这种波长的褶皱最易发育，据毕奥特的计算：
Wi=2πd(μ1/6μ2)1/3 或
Wi/d=2π(μ1/6μ2)1/3
式中：μ1—主导层（硬岩层）的粘度；μ2—低粘度介质（软弱层）且μ1>μ2；d—主导层的厚度。
由上式可知，主波长（Wi）与应力无关（应力只影响褶皱发育的速率）
从上式可以看出：当μ1≈μ2时，Wi≈3.46时，这样的褶皱是非常微弱的，因此，当μ1=μ2时，只有均匀缩短，而不会有褶皱。
当硬岩层为多层岩层（μ1）时，Wi=2πd(nμ1/6μ2)1/3，主波长（Wi）除受层数（n）控制外，其它情况同单层。
（三）岩层埋深及应变速率对褶皱形成的影响
埋深：1）浅部：P.T较低，岩石呈弹性性状，层理显示不均一，褶皱以弯滑为主。
2）深部：P.T较高，岩石呈韧性性状（粘弹性），岩层层理不均一性减小以至消失，褶皱作用由弯流→剪切→柔流褶皱，如太古界、元古界等变质岩区发育的相似褶皱，肠状褶皱等，就是这个缘故。
应变速率：ε大，深部的岩石也会呈弹性弯曲或脆性。断裂：ε小，岩石呈粘性材料（1011-1022泊），t大而ζ很小，则ε很大，岩石发生强烈褶皱。
在地表（或浅部）低T低P下，即使ζ很小，只要t呈足够长，岩层由蠕变而发生强烈褶皱，甚至达到破坏强度。
（四）基底构造对盖层褶皱的影响 §5 褶皱构造的观察与研究
基本任务是：野外观察和填图，结合各种地质勘探（物化探、山地工程）等手段，航、卫片解释等研究，查明褶皱的形态；产状；组合分布特点；形成机制和形成时代；为研究区域地质构造特征，褶皱与矿产及水文、工程地质、环境地质等提供基础资料和依据。
一、褶皱形态的研究
（一）了解区域构造总轮廓，小比例尺地质图，航卫、片解释分析，或在露头良好的地区横穿几条路条观察。
（二）查明地层层序和追索标志层
（三）根据褶皱各部位地层产状确定褶皱几何形态 ①轴面和枢纽产状的确定
②根据同一层位在不同高度的岩层倾角变化规律，结合岩层厚度的变化，分析几何形态，是否为平行褶皱还是相似褶皱、顶厚褶皱等。
③转折端处岩层产状的研究，此处层序始终是正常的。
（四）观察褶皱出露形态及其平面图像
示图，重点解释，平面图上褶皱岩层露头线，最大弯曲点的联线是否是褶皱的轴迹，其方向反映枢纽的倾伏向。
①地面起伏不大，较平坦，轴面近直立，枢纽平缓者，其转折端联线，近乎褶皱的轴迹，其方向大致反映了枢纽的倾伏方向。②斜歪倾伏褶皱（Ⅵ），尤其斜卧褶皱（Ⅶ）形态复杂的褶皱，或地形复杂起伏较大，其联线就不一致了。前者联线与轴迹平行，但位置不同；后者联线与轴迹既不平行，位置也不一样。
这个现象可用多层不同颜色的纸褶皱后浸入水中来观察。
（五）绘制褶皱剖面图和横截面图
褶皱是个复杂的立体形态地质体，一般通过地质图和剖面图来表示其空间关系。剖面图一般有2种，其一是横剖面图（铅直剖面图），其二是横截面图（或正交剖面图）。正交剖面图，故名思义，指与褶皱枢纽垂直的剖面图，即枢纽为剖面的法线（示图）。当褶皱枢纽倾伏时，需要作正交剖面图来反映其形态。如枢纽的产状是变化的，要分区段来绘制正交剖面。
二、褶皱形态的深部变化的研究 可从以下五方面入手解决：
1、峡谷深沟的陡崖上，直接观察测量不同高程上的褶皱变化。
2、由表及里、由浅入深，从褶皱的地表形态特征推断向下延伸的变化。
系统测量岩层的产状，了解褶皱的几何形态，研究各层所表现的力学性质；系统测量厚度变化，了解变形的特点，从而推断褶皱各岩层所表现出的深部变化规律。如地表为顶薄褶皱，平行褶皱，顶厚褶皱，相似褶皱等，则向下向深部变化的情景不一样。
3、利用物探和钻探方法所取得的资料来确定褶皱深部形态的特点和变化
三、褶皱内部的小构造研究
与主褶皱有成因联系的次级小褶皱（从属小褶皱），可以反映大褶皱的形态和产状（系统统计测量其轴面、纽枢产状）。此外，还可利用小褶皱来判断岩层层序正常与否，背、向斜的位置，前已述。
但需注意还有一类独立的小褶皱，与主褶皱无成因联系，可能是主褶皱前或之后另一次构造运动的产物。
四、确定褶皱形成的时代
按褶皱形成与成岩时间的关系可分为，成岩后的褶皱（构造运动形成），成岩之前的褶皱（同沉积褶皱）。
（一）角度不整合分析法（详见第二章不整合的研究）
（二）岩性厚度分析法（示图讲解）
该背斜在1层沉积之前尚未隆起，背斜隆起时期是1-3层沉积时期，第4层沉积时，背斜又停止隆起。4-8层则是在8层沉积以后中又褶皱的。
此外，还可以根据与褶皱相接触的岩浆岩体的同位素，年龄来间接确定：也可以根据垒叠加褶皱的相对先后顺序，未确定相对的新老关系。
第九章
节理
1、节理的定义
节理（joint）即岩石中的裂隙（fissure or fracture），是指没有明显位移的断裂。断裂包含节理（无显著位移者）和断层（fault）（有显著位移者）
2、节理研究的理论和实践意义
实际意义：1）矿液、石油、天然气运移通道、储集场所，控制矿体形态。
2）地下水、石油渗透性，含油性，含水性与节理发育的密度，开启性有关。
3）影响水工建筑物的渗漏性和岩体的稳定性。理论意义：节理与褶皱断裂和区域性构造密切相关，它的研究对认识和阐明区域地质构造及其形成和发展方面具有重要意义。§1 节理的分类
一、几何分类（Classification of joint）
（一）据岩层产状关系分
1、走向节理（strike joint）
2、倾向节理（dip joint）
3、斜向节理（oblique joint）
4、层节理（bedding joint）
（二）据褶皱枢纽关系分
1、纵节理（longitudind joint）
2、横节理（transcurrent joint）
3、斜节理（oblique joint）
注意：当褶皱枢纽是倾伏时，在转折端（倾伏端）部位，纵节理相当拉倾向节理，横节理相当于走向节理。
二、成因分类 原生节理：（primary joint）次生节理：（subsequent joint）
三、根据力学性质分类
1、剪节理（shear joint）
2、张节理（tension joint）
剪节理、张节理与主应力轴和主应变轴之间的关系。
（一）剪节理的特征
1、产状稳定（沿走向和倾向均如此片）；
2、节理面平直光滑，时有擦痕，脉壁平直；
3、切割砾石或较大的矿物颗粒；
4、常发育成共轭X节理系（conjugate joint）
5、由羽列组成（feather joint or phumose joint）
6、尾端特征：①折尾；②菱形结环；③分叉
（二）张节理的特征
1、产状不稳定
2、节理面粗糙不平整，无擦痕（Stria,slickenside）；
3、常绕砾石和粗砂颗粒而过，一般不切割；
4、多开启性，脉体充填，形态成楔形、扁豆形等；
5、不规则树枝状、网状、有时呈追踪X型、雁行式、放射状、同心圆状的组合形式。
6、尾端变化、树枝状、多级分叉、杏仁状结环、不规则状；
四、节理力学性的转化
五、雁列节理和雁列脉（en echelon joint and en echelon wein）
1、雁列脉的要素，雁列带、雁列轴、雁列角、雁列宽度，示图。
2、雁列的左、右列确定方法：“S”形，反“S”形
六、缝合线（suture, sutural line）
七、裂开—愈合（rack-heal）
八、羽饰构造（feather S.）
九、节理组（joint set）和节理系（joint system）
节理组：指统一应力场中一次构造作用下形成的产状基本一致，力学性质相同的一群节理。节理系：指统一应力场中一次构造作用下形成的两个或两个以上的节理组，如“X”节理、放射状节理、同心状节理等。§2 节理的分期与配套 一定地区的节理一般是长期多次构造应力场的产物，为了探讨该地区的构造变形史和古构造应力场，常常进行节理的分期与配套。
分期
就是从时间尺度上对一定地区的所有节理进行分类，划分出先后序次，确定其长幼关系。配套
是指从亲缘关系（或成生联系）上对一定空间范围内的所有节理进行组合，显然一个地区至少可以有一个或多个具亲缘关系的节理系。分期与配套的目的是，为研究区域构造和恢复古应力场提供依据。
一、节理的分期
1、错开——被错开者早于错开者
2、限制——被限制者晚于限制者
3、互切——同时形成
4、追踪，利用和改造——同时或稍晚
5、间接标志：不同期次节理贯入的岩脉、岩墙、岩体、岩性、结构构造上各具特色；岩脉等互相切割，交切关系等有助于确定相对先后关系。
6、不整合面上下层系中的节理发育差异。
二、节理的配套
（一）根据共轭节理的组合关系
1、擦痕、羽列，派生张节理确定共轭关系；
2、尾端变化特征；
3、利用两组节理的相互切错，确定共轭关系；
4、利用追踪张节理，两组雁列张节理等配套。
（二）根据节理发育总体特征以及节理与其它构造关系
节理的分期和配套应注意以下几点：
1、分期与配套同时进行；
2、不能仅依据节理自身相互关系及特征，还要考虑地质背景；
3、分期配套必须在野外现场进行，有时还需要把统计分析的结论带至野外实践中检验。§3 不同地质背景上发育的节理
一、与纵弯褶皱伴生的节理
图示讲解以下各点
1、早期平面“X”节理系，应力轴ζ
1、ζ
2、ζ3，应变轴A、B、C，2、晚期平面“X”节理系（当岩层褶皱后，出现局部应力场作用）◆ 背斜转折端“X”节理系； ◆ 向斜转折端“X”节理系。
3、剖面“X”节理系（注意：在层理面上其走向永远是彼此平行的，不受后期构造运动的影响）
4、横张节理
●早期追踪张节理，岩层褶皱后⊥枢纽β；
●褶皱枢纽倾伏端的横张节理，节理倾角与枢纽倾伏角互余； ●晚期平面“X”节理系，在向斜核部的角追踪张
5、纵张节理
发育于褶皱的转折端，与枢纽平行。
6、层内剪节理
发育于层间，上下岩层相互滑动引起的与层理平行。
二、与横弯褶皱有关的节理
环状和辐射状节理系，ζ1直立，ζ
2、ζ3水平
三、与断层有关的节理
1、羽状剪节理
2、羽状张节理
四、与区域构造有关的节理
1、主节理；
2、系统节理和非系统节理
五、节理在分析区域构造中的作用和问题 §4 节理的野外观测
节理自然界虽然广泛普遍发育，但是尚未形成一套系统的研究方法。研究方法因任务不同而异，但不外乎系统的观察、测量统计、然后结合地质构造进行分析。下面主要介绍区域性构造研究中节理观测的内容和方法
通常在工作之前，对航、卫片进行解释，宏观地观察认识工作区节理的特点和规律，常能收到事半功倍之效。航卫片上可确定节理的方向、产状及其与各级构造的关系、节理的组合型式及其变化、节理发育程度、展布范围和被充填的情况。
一、观察点的选定
示研究任务而定，一般不要求均匀布点，而是根据构造情况及节理发育情况布点，做到疏密适度。
选定观察点时，还应注意到：
1、露头良好，最好能两个面都能观察到，露头面积一般不小10m2，便于大量测量；
2、构造特征清楚，岩层产状稳定；
3、节理比较发育，组、系相互关系明确，且观测点要选择在重要的构造部位；
4、一定地区各种不同的构造层，各类构造，岩体和岩石组合中的节理总是互有差异的。因此，可划分不同的节理区域，分别进行测量统计。
二、观测内容
1、地质背景的观测（构造部位、地层及产状，岩性及成层性、褶皱、断裂的特点）；
2、节理的分类和组系划分；
3、节理的分期与配套；
4、节理发育程度的研究；
（1）岩性对节理发育程度的影响表现为： ●韧性岩层：剪节理发育，共轭剪裂角大 ●脆性岩层：张节理发育，共轭剪裂角小（2）岩层单层厚度的影响
厚度大，节理间距大，稀疏；厚度小，节理间距小，密集；原因是层理降低强度。（3）节理发育程度常用密度或频度表示
a、密度或频度：指节理法线方向上的单位长度（米）内的节理条数，n条/m，n/m b、缝隙度（G）（水工建筑，油气勘探），密度（μ）与节理平均壁距（t）的乘积，即：G=ut c、单位面积内长度表示：u=l/πr2（r半径圆内节理总长度l）
5、节理的延伸；
6、节理的组合型式观测；
7、节理面的观察；
8、含矿性和充填物的观察，含矿性、充填与否、充填物。
三、节理的观测和记录 §5 节理测量资料的整理
一、编制和分析节理玫瑰图（joint rose diagram）
节理玫瑰花图制作简便，反映节理性质和方位比较明显，是统计节理的一种常见图式，分两种路即走向玫瑰花图和倾向玫瑰花图。
（一）、节理走向玫瑰图制作方法
1、数据整理，将野外测量的节理走向，按一定的方位间隔分组，换算成北东和北西方向。间隔一般采用5°或10°为一间隔，如0°-9°，10°-19°„，习惯上将0°归入0°-9°，余类推。统计每组的节理数目，计算每组的平均走向，填入表格中。
2、确定作图比例尺座标，选取一定长度的线段代表一条节理，然后以等于或稍大于按比例表示的，数目最多的一组节理的线段的长度为半径，作半圆，画上E、W、S、N线，标明方位角。
3、找点连线：从0°-9°一组开始，根据各组平均走向方位角及各组节理数目相应比例尺的线段长度确定各组节理点然后顺次连点，如等组节理为零，则连线回到圆心，再从圆心引出下一组相连（边找边联为宜）。
4、写上图名及比例尺即可。
（二）、倾向玫瑰花图制作
按倾向方位角分组，求出各组平均倾角和节理数目，用圆周代表节理平均倾向，半径长度代表节理条数，其余作法同上。
（三）、节理倾角玫瑰图
按上述倾向方位角分组，求出各组平均倾角，然后用节理的平均倾向和平均倾角作图，圆半径代表倾角，从圆心至圆周代表0°-9°，找点连线即成。
（二）和
（三）常作在一张图上。走向玫瑰花图适合于节理产状直立或近直立的情况下，不同力学性质的节理应分别作图，或作在一幅图上用颜色区别之。
二、节理的极点图与节理等密图
（一）节理极点图
节理极点图是根据节理法线的极点绘制的。通常在施氏网上绘制，网的圆周方位表示倾向，由0°-360°。为方便作图，可用与施氏网原理相同的极等面积网即赖特网。网中放射线表示倾向（0°-360°），同心圆表示倾角（由圆心至圆周0°-90°）。例如一节理产状为20°-70°，由N顺时针数20°（即倾向），再由圆心向圆周数70°点即是。若产状相同的节理数条则在旁侧注明条数。为区分不同力学性质，不同规模，不同矿化的节理与褶皱、断层的关系，可分别作图，或画成各种不同颜色以示区别。
（二）节理等密图的编制
1、在透明纸极点图上作方格网（或在透明纸极点图下垫一张方格纸），平行EW、SN线，间距等于大圆半径的1/10。
2、用密度计统计节理数（1）、工具：中心密度计，为外方内圆的胶板，小圆半径是大圆半径的1/10；边缘密度度，是两端有两个小圆的长条胶板。小圆半径是大圆半径的1/10，两个小圆心距离等于大圆的直径。中间有一条窄缝，便于转动和来回移动。（2）、统计：先用中心密度计从左至右，由上而下，顺次统计小圆内节理数目，并注在每方格“+”中心，即小圆圆心处。边缘密度计统计圆周附近残缺小圆内的节理数，两端加起来记在有“+”的那个残缺小圆内。小圆圆心不能与“+”重合时，可沿窄缝稍作移动或转动。如果两个小圆心均在圆周上，则在圆周上的两个小圆心上都计上相加的节理数。（3）、连等值线，将“+”中心上的节理数，换算成百分比，然后将相同百分比点相连即达到百分比等值线图。
（三）节理等密图的分析
第十章
断层
§1 断层的几何要素和位移
一、断层的几何要素
◆断层面(ault surface or plane)
空间位置，由走倾向、倾角定之 ◆断层线（fault line）◆断层带（fault zone）
◆断盘： 上盘（hanging wall），上升盘（upthrow），下盘（foot wall），下降盘（downthrow）
二、位移（desplacement）直移运动、旋转运动
（一）滑距（slip）
以相应点为参照系，两个时应点间的真正位移称为总滑距（net desplacement）（ab）
1、滑距（strike slip）（ac）
2、倾斜滑距（dip slip）（cb）
3、水平滑距（horizontal slip）（am）
（二）断距（sepration）
两对应层之距离
1、垂直被错岩层走向的剖面上测得（1）地层断距（stratigraphic slip）(ho)（2）铅直地层断距（vraticed stratigraphi slip）（hg）（3）水平断距（horizontal slip）(hf)
2、垂直于断层走向的剖面上
除铅直地层断距相等外，其余均大于前者，故称视断距。§2 断层分类
一、断层与有关构造的几何关系分类
（一）根据断层与岩层走向的方位关系分：走向断层、倾向断层、斜向断层、顺层断层。
（二）根据断层与褶皱枢纽走向或区域构造线之间关系分：纵断层、横断层、斜断层
二、按断层两盘相对运动方向分
1、正断层（Normal Fault）
2、逆断层（Revers Fault）
●原地岩块（系统）（Autochthon）
●外来岩块（系统）（Allochthon）
●逆冲岩席（片）（Thrust Sheet）
●逆冲推覆构造或推覆构造（Nappe）
●构造窗（Fenestlla or Window）
●飞来峰（Klippe）（pl.）
3、平移断层（transcurrent）●左行平移（left faults）●右行平移（right faults）
●斜交断层走向滑动的断层，组合命名
4、枢纽断层（hinge fault）§3 断层各论
一、伸展构造类型（extensional structure）正断层、组合型式：
（一）地堑和地垒（graben horst）
主要由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层组成，两条走向基本一致正断层之间为下降盘，巨型者即为裂谷（rift）；地垒与地堑正好相反。
（二）阶梯状断层（step fault），箕状构造（besin range/hemi graben）和盆岭构造（basin and rage step）
（三）环状和放射状断层
（四）雁行式断层
（五）大型断陷盆地 如华北、松江、江汉、萍乐等
（六）裂谷（系）（rift system）◆大洋裂谷（oceanic rift）大西洋 ◆大陆裂谷（contineatal rift）车外 ◆陆间裂谷（intercontinenta rift）红海
◆大陆裂谷→陆间裂→谷大洋裂谷为一演化序列
◆我国华北平原新生代裂谷，白垩纪沂沐裂谷以及攀西裂谷等。
（七）剥离（拆离）断层（detachment）
为一上陡下缓的大型铲状正断层（listric-normal fault）。主要产出于盖层与基底之间，上盘包括一套正断层组合，发育区域隆起背景上，是岩石圈多层次拆离盖层在基底上滑脱的具体表现，具有垂向分带性即：表层次为正断层组合；中层次为塑性变形为主的韧性剪切（8-15km）；深层次，伸展塑性流变。
（八）重力滑动构造（gravity sliding~spreading）组成：下伏系统、润滑层、滑面、滑动系统 分带：后缘拉伸带、中部滑动带、前缘推挤带
二、收缩构造（Contractional s.）
逆冲构造（Thrust）的研究始于19世纪中叶，19世纪晚期第一次研究高潮，20世纪70年代，COCORP组织在南阿巴拉契亚造山带前陆下发现大型Thrust并延伸至盆岭之下，并发现了大油气田，再次掀起研究高潮。
（一）逆冲撞覆的概念
1、褶皱撞覆和冲断撞覆
2、撞覆与滑覆
（二）逆冲撞覆的构造式样（s.style）
1、单冲型
2、背冲型
3、对冲型
4、楔冲型
（三）逆冲撞覆构造的台阶式 台阶式：断阶（Flat）、断坡（Ramp）
（四）逆冲撞覆构造的扩展
前展式（背驮式）、后展式（上叠式）
三、走滑断层（strike slip fault）
走向滑动断层即大型平移断层，两盘直立相对水平滑动。人们对走滑断层的认识比对正，逆断层的认识要晚，地质学家在19世纪就认识了正逆断层，而走滑断层20世纪初才被发现。
1、走滑断层的基本特征（1）主要特点
①走滑断层包括一系列与主断层带平行或近微小角度相交的次级断裂组成，单条断裂沿伸一般不远，各级断裂分叉交织，常呈发辫状。
②常伴有雁列褶皱及断层以及断层隆起与断陷盆地。
③断层两盘地层一岩相带成递进式依次错开，时代愈老错移越大。
④断层常呈直线延伸，甚至穿过起伏很大的地形仍保持直线形，航卫片上显示良好的线性。⑤根据断层两盘运动方向分为左行和右行。
⑥力学性质具双重性即以剪切为主，又具有拉张或挤压，前者称张剪性，后者称压剪性走滑断层。
2、走滑断层的内部应力状态和有关构造（1）应力状态
（2）走滑断层弯曲引起的应力应变场（3）走滑断层交切引起的挤压和拉伸（4）尾端应力状态
3、有关伴生构造
（1）雁行式褶皱（en echelon folds）（2）牵引式弯曲
（3）拉分盆地（pull apart Basin）
B.C.Burchfiel，1966年研究圣安德列斯走滑断层系控制的死谷盆地时首次提出。
四、同沉积断层
五、韧性剪切带（ductile shear tone）
1、定义：韧性剪切带亦性韧性断层（ductile
fault）是岩石塑性状态下发生连续变形的狭长高应变带，是中深—深层次的主要构造类型之一。在露头尺度上一般见不到不连续面，带内变形和两盘的位移完全由塑性流动来完成。剪切带与围岩无明显界线，但确有位移。
2、剪切带的类型
由脆性→韧性剪切带之间的过渡类型是脆—韧性剪切带有二种，即B、C图。
3、R.N.Sibson断层双层结构模式
上述剪切带反映了它们变形时的岩石力学性质差异，也反映了变形时温度和围压等环境的不同，或一般地变形时深度。即由地表向下，由脆性逐渐过渡为韧性R.N.Sibson（1977年）提出的断层的双层结构模式。示图
4、剪应变值γ与剪切位移S的计算方法（1）标志层法 如剪切带内存在早先的岩墙，岩脉或其它标志等 ①应变值γ
cotanα’=γ+cotα 即γ=cotα’-cotα ②总位移量S等于标志层错开的距离
（2）利用张裂脉γ、S假定：A、simple shear；B、初始小脉与Shear Belt交角45°。Ctanα’＝ Ctanqα＋γ，令α＝45°则γ＝Ctanα’－1，S =∑γi * dxi（i=1 to n）（3）利用Sc和Ss面理求γ、S
tan2θ’＝2/γ
5、鞘褶皱，A型褶皱
6、糜棱岩（mylonite）
7、剪切指向
示图说明之
8、剪切带的规模上产状
（1）规模 几mm(ncm),几+km，几百km，上千km（2）产状：①陡，平移D、S、E；②平缓，韧性逆冲F（撞覆S、E），剥离F
9、韧性剪切带的区域构造样式
网格状、菱形、透镜状或眼球状弱变形域与环绕弱变形域的强应变带组合 §4 断层成因机制 示图讲解：
一、安德森模式（E.M.Anderson，1957）
二、哈佛奈模式（W.Hafner 1951）§5 断层效应
广义的断层效应是断层引起的各种现象，这里讨论的是走向断层、横断层、斜向断层引起的视错动。
一、走向断层引起的效应
地层重复和缺失的6种情况
示图
二、横断层引起的效应
（一）、正（逆）断层引起的效应
示图
（二）、平移断层引起的效应
示图
（三）、平移正（逆）断层引起的效应
示图
1、没错动，滑移线平行岩层在断层面上的迹线。
2、滑移线在迹线下侧，剖面上看正断层、平面上看平移断层。
3、滑移线在迹线上侧，剖面上看逆断层，平面上看平移断层。
（四）、横断层错断褶皱引起的效应
褶皱的核部宽窄发生变化。示图 §6 断层的观察与研究
一、断层的识别或确定
（一）地貌标志
1、断层崖；
2、断层三角面；
3、错断的山脊；
4、山岭和平原的突变；
5、串珠状湖泊洼地；
6、泉的带状分布；
7、水系特点
（二）构造标志
（三）地层标志—重复与缺失
6种情况
（四）岩浆活动与矿化作用
（五）岩相与厚度的急变
二、断层面产状的测定
三、断层两盘相对运动方向的确定
（一）两盘新老关系
（二）牵引构造
（三）擦痕与阶步
（四）羽状节理
（五）断层两侧的小褶皱
（六）断层角砾岩
四、断层岩
（一）碎裂岩系列
1、断层角砾岩（＞2mm）；
2、碎粒岩（0.1~2mm）；
3、碎粉岩（<0.1mm），又称超碎粒岩；
4、玻化岩；
5、断层泥。
（二）糜棱岩系列（Mylonite system）
特征：波状消光、变形带、变形纹、带状石英、核幔构造等。
（三）断层岩的分类 示分类表
五、断层作用时间性
（一）确定时间：①不整面；②岩脉体同位素年龄；③构造运动力学成因分析；④重力构造。
（二）长期活动的断层分析
1、地层发育及厚度，岩相变化，郯庐断裂带在山东，两侧至少古生界不同
2、大型走滑断层
3、同沉积断层 §8 同沉积断层
同沉积断层主要特点：示图
1、一般为走向正断层，剖面上呈勺状或犁式；
2、上盘地层明显增厚，生长指数=下降盘厚度/上升盘厚度；
3、断距随深度增大，地层愈老，断距愈大；
4、常在上盘发育反牵引构造（Revers drag structure）。
第十一章 岩浆岩体的构造研究 §1 岩浆岩体的产状及其构造控制
本节与普通地质学及岩浆岩岩石学内容重复，视情况可不介绍。
一、侵入岩体的产状
（一）协调侵入体：岩床、岩盘、岩盆、岩鞍
（二）不协调侵入岩体：岩基>100km2、岩株<100km2、岩枝、岩浆底辟、岩墙。
二、喷出岩体的产状
1、熔岩被（盖），基性玄武岩浆构成，面广、厚度大。
2、熔岩流，带状分布的熔岩体，局限河谷与低洼地带。
3、火山锥、火山喷发物围绕火山通道堆积成的一种锥状体，可分为火山灰锥，火山碎屑锥，熔岩锥和复合锥四种。§2 岩浆岩体的原生构造
一、侵入体的原生流动构造
（一）线状流动构造（流线）针状、柱状、板状矿物及析离体和捕虏体的在凝固的岩浆液体中，悬浮。随着岩浆的差异流动而定向，象放竹、木排一样。流线反映岩浆相对流动方向，不能指示岩浆绝对运动方向。
（二）面状流动构造（流面）片状矿物、板状、柱状矿物以及扁平的析离体、捕虏体，在岩浆流动过程中平行排列形成面状构造。
流面形成与“层流”有关，常发育在顶部及边缘部位，平行于接触面，因而流面产状暗示了接触面的产状，在找矿勘探中具有十分重要的经济意义。流面与流线构造在同一岩体中并不均等发育。
二、侵入岩体的原生塑变构造 岩体边缘的塑性构造，片理、线理以及相伴的边缘片岩及褶皱。面理上发育黑云母及捕虏体。过去认为是区域变质作用产物，称片麻构造W.S.Pitcher（1983）等人对爱尔兰多尔加花岗岩带研究结果表明，在区域变质弱的地方这种面也同样发育，而单纯的岩浆流动不可能造成在长达57km内出现完全一致的面面，因而认为是岩浆侵入作用引起的塑性变形。气球膨胀作用（岩浆侵位构造模式）介绍。
三、侵入体的原生破裂构造
1、横节理（Q），⊥流线，流面；
2、纵节理（S），∠流线，⊥流面；
3、层节理（L），平行流面，平行于流线；
4、斜节理（D），不∠流线；
5、边缘张节理；
6、边缘逆断层。
四、喷出岩体的原生构造
（一）原生流动构造
1、流纹构造，由不同矿物和火山玻璃组成的色带常见拉流纹岩或其它粘度大的配酸性，碱性熔岩中。
2、流面和流线
3、绳状构造，玄武岩流层理面上
4、气孔和杏仁状构造
（二）喷出岩原生破裂构造
1、枕状构造
2、柱状节理 §3 岩浆层体的次生构造
一、岩浆岩体的褶皱，流面或破裂面弯曲而成二、岩浆岩体的次生断裂构造
§4 岩浆岩体构造的野外观测和研究
一、产状的恢复
（一）接触面产状的恢复
（二）岩体相带的划分
二、岩体原生构造和次生构造的观察研究
（一）岩体形成前的构造观测
（二）岩体形成时的构造研究
1、原生流动构造研究
2、原生破裂构造研究
3、岩体形成对围岩构造的影响
（三）次生构造的研究
三、岩体接触关系和形成时代的确定
（一）接触关系
1、侵入接触关系（热接触）
2、沉积接触关系（冷接触）
3、断层接触关系
（二）岩体形成时代
1、根据接触关系
2、岩性特征对比
3、根据与区域构造运动关系确定时代
4、岩体相互穿插，截切关系
①具冷凝边的岩体晚，具烘烤边或接触变质的岩体为早； ②被切割的岩体为早；
③具平行面岩体接触面的流动构造岩体晚； ④具另一岩体成分的捕虏体的岩体晚。
5、根据次生构造差别。
实习一 地质图的基本知识及读水平岩层地质图
一、目的要求
1、明确地质图的概念，了解地质图的图式规格
2、了解阅读地质图的一般步骤和方法
3、掌握水平岩层在地质图上的表现特征
二、说明
（一）地质图的概念及图式规格
1、地质图概念 内容
图名（命名法则：行政区划+城镇、居民点、山脉河流）； 比例尺（数字比例尺和线条比例尺）；
图例 地层排列由新—老排列；喷出岩、变质岩岩石由新—老排列，时代未定岩浆岩由酸性—基性排列；构造（地质界线、褶皱、断层、节理、劈理等）；最后排责任表。
2、地质剖面图
①单独绘制时需有图名，图切剖面则以标号标出。
②剖面在地质图上的位置用细线标出，要注上剖面代号。③比例尺和地质图比例尺一致，水平基线，竖线高程数据。
④剖面图的放置一般0（不包括0°）→180°放在右端，180°-360°放在左端。⑤剖面图与地质图所用的地层符号，色谱应一致。⑥剖面图内一般不留空白，根据地表来推断绘出。
3、地层柱状图（综合地层状图）
（二）阅读地质图的一步骤和方法
1、先看图名、图例、比例尺；
2、分析图区的地形特征；
3、分析地层时代、层序、岩石类型、性质和岩层岩体的产状、分布及其相互关系、分析褶皱、断裂、岩浆岩及变质岩的发育情况；
4、边读边记录，边作剖面图或构造纲要图。
（三）读水平岩层地质图
分析阅读水平岩层在地面和地形地质图上的特征；
布置作业
实习二
用间接方法确定岩层产状要素
一、目的要求
1、学会在地形地质图上和用三点法求岩层产状要素
2、掌握岩层产状概念
二、说明
（一）在地形地质图上求岩层产状要素的方法
此法适用于大比例尺地形地质图上，而且在测定范围内，岩层产状稳定，无小褶皱或断层干扰，求解原理。作图步骤以图Ⅱ-4讲解。
（二）三点法求岩层产状要素
适用于产状平缓，罗盘不易测量，或钻探得到岩面标高资料求地下岩（矿）石产状。三点法求岩层产状前提是：
①三点要们于同一层面上，但又不在一条直线上；
②三点的方位，相互水平距离和标高或高差为已知，且三点相距不太远； ③在三点范围内岩层面平整，产状无变化，无褶皱和断层；
三点法要点：示图，最高点A和最低点C之间的连线上，必有一点与B点等高的D点，作走向线DB，过C点或A点作出另一走向线，余者就是
（一）中所述的在地形地质图上求岩层产状问题（略）。求解步骤如下：
①求等高点，在最高点与最低点之间找等高点； ②求倾向，量角器直接量出；
③求倾角，直接量出或计算
α=tanOE/OF。
布置作业
实习三
读倾斜岩层和不整合接触关系地质图并作剖面图
一、目的要求
1、认识倾斜岩层和不整合接触关系在地质图上的表现特征，学会用“V”字型法则分析倾斜岩层产状；
2、学习编绘倾斜岩层地质剖面图的方法；
二、说明
（一）分析倾斜岩层在地质图上的表现特征
（二）认识不整合在地质图上的表现特征 首先从图例和地质图上看地层层序是否缺失，若缺失，上下两套地层界线基本平行，则为平行不整合；若上下两套地层产状不平行，呈角度相交，则为角度不整合。注意：
1、角度不整合在地质图上表现，不整合面即较新构造层的同一底界，截过不同时代的较老地层界线，而不整合面以上的地层界线始终保持和不整合面界线平行。
2、而断层造成的两盘岩层的相截（顶牛），表现为一盘不同的岩层界线与另一盘不同的岩层相接触。
（三）绘制倾斜岩层地质剖面图
一幅正式地质图通常附有1-2或更多的通过图区主要构造地质的图切地质剖面图，以反映构造形态及其组合特征，与地质图配合，可反映三维空间地质构造形态和产状。图切地质剖面的方法步骤：
1、选择剖面位置：①垂直区内地层走向，通过区内地层出露完全和图区主要构造部位。②选定后，标在地质图上；
2、绘地形剖面；
示图
3、绘地质剖面，即将地质界，不整合面、断层、岩体界线等（剖面所经过的）投影至地形剖面图上，若岩层走向与剖面斜交（小于80°）时，要按视倾角绘制分界线；
4、标绘花纹，代号；
5、整饰剖面图。
作业：1）定性指出图区岩层产状，附图1、2、4地层接触关系
2）绘制附图AB剖面
实习四
根据已知岩层产状编制岩层露头界线
一、目的要求
1、学会根据在一已知标高露头上的层面（矿层面、不整合或断层岩）
2、通过这一作图方法，加深理解地质界线与岩层产状和地形的关系
二、说明
（一）原理：岩层的某层面的露头线，即该岩层与地面的交线也就是说露头线上的所有点的高程，既代表该点岩层面高程非代表该点地形高程，或者说，露头线上岩层面和地形的高程是相等的。换句话说，只有在地形高程与岩层面的高程相等时，岩层才能出露地表，否则隐伏地下或高出地表。放线距——在层面平整，产状稳定的倾斜岩层层面上，作出一系列同一等高距的不同高度的走向线，这些等高距不同高程的走向线投影在水平面上，便成为间距相等的一系平行线，这些投影线间的间距又叫放线距。
（二）作图方法步骤
1、已知条件，在有等高线的地质图上，已知岩层界面一露头点A的产状要素，图Ⅱ-9 B。
2、求放线距 方法有二 1）计算法，即根据放线距（a）等高距（h）和岩层倾角（α）关系求出，即a=hcotα 求出的a为实际距离水平，应按图上的比例尺折算成图上的平距。如等高距h=10m，a=45°，则a=10m，按1:2000比例尺，则a在图上的平距为0.5cm。2）图解法：如图Ⅱ-10所示
①过图上已知点A作为一走向线AA’，并延至图框外AA’
②垂直走向线AA’作一条直线，并在一端注明A点的高程（80m），以此线为基准，按比例尺以等高线高差为间距作出一系与之平行的直线，并以露头点A高程为准，以次注上高程90m，70m，60m等。
③过A”点，以80m线为基线，作岩层倾斜线（30°倾角）分别交于各高程平行线于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
④然后过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点作AA’走向平行线，如ⅡⅡ’，Ⅲ Ⅲ’等线，则各平行线间距离a即放线距。
3、作图方法步骤
1）过A点作该点岩层走向线，其高程即为A点的标高，再按放线距沿倾向依次画出一系列不同高程的走向线，注明各自的标高。
2）然后，分别定出各相同高程的走向线和地形等高线之交点，把这些交点依次用平滑的曲线连接起来，即该岩层界面的地质界线。
注意，在联线通过山脊或沟谷处时，应联V字形转折。往往在转折端不一定有交点，为准确画出转折端，可用插入法作辅助等高线和相应的走向线。
三、作业
注意：由于K和Pt不整合接触，上下产状不一致，前者为168°<10°，后者为20°<27°，应分别作各自的放线距，并先绘出不整合面，即作下层面界线。
实习五
读褶皱区地质图
一、目的要求
1、初步掌握阅读褶皱地区地质图的方法步骤
2、学习从地质图上认识和分析褶皱的形态，组合特征及形成时代
二、说明
与一般读地质图的方法一样，首先了解地层层序，接触关系浏览一下地质图，概略地认识图区新老地层的分布和延展情况，了解其地貌特征，并结合比例尺分析露头形态和出露宽度的影响。
从地质图上认识褶皱，先看地层分布是否对称重复出现特征，并结合新老关系，确定背、向斜，其次根据两翼产状，轴面产状，枢纽产状，分析褶皱的形态特征和组合特征。
（一）单个褶皱的认识和分析
1、区分背、向斜；
2、确定两翼产状，①已标出的产状，②地形平坦，根据露头宽度；
3、倒转翼的确定；
4、判断轴面产状，①赤平投影，②地质图上判断；
5、枢纽和轴迹的确定； ①地形平坦，两翼倾角变化不时，取最大弯曲点的连线；
②轴面中等倾斜或缓倾斜的倾伏褶皱，或地形起伏情况，在大、中比例尺地质图上，褶皱岩层弯曲转折端点的联线既不代表枢纽倾伏方向，也不一定是轴迹，需综合两翼产状，岩层界分布形态与地层产状和地形的关系等方面资料，才能获得对褶皱的正确认识。根据赤平投影方法或几何作图法确定的枢纽和轴面产状是可靠的方法； ③在倒转褶皱中，岩层呈直立处的岩层走向的一端反映了枢纽的倾伏方向，其走向与枢纽方向呈直交处的岩层倾角等于枢纽倾伏角。
6、转折端形态认识
7、褶皱形态的描述
①名称—地名+褶皱类型 ②地理位置及构造部位 ③分布延伸情况
④核部位置及地层组成 ⑤两翼产状及转折形态 ⑥轴面及枢纽产状 ⑦次级褶皱分布特征
⑧后期断层和侵入岩体破坏情况，与矿产控制关系
（二）褶皱组合型式的认识
根据同一构造层诸褶皱的轴迹在平面上和剖面上的组合排列特征确定。如平行式、雁列式、穹盆式、隔档式、隔槽式、复背斜、复向斜等。
（三）确定褶皱形成时代
根据地层间的角度不整合面来确定：其原则是不整面以下的褶皱形成于不整合以下最新的岩层之后，不整合以上最老的岩层之前。
三、作业
实习六
绘制褶皱地区剖面图
一、目的要求
学会在褶皱区地质图上绘制图切割面图（铅直剖面图和横截面图）的方法
二、说明
褶皱构造图切剖面图有两种：
1、铅直剖面，横切褶皱枢纽方向的剖面，反映水平面（图面）和垂直剖面上的褶皱特征，适用于各种比例尺地质图。
2、横截面图或正交剖面图，大比例尺，构造变形强烈，枢纽倾伏角较大的褶皱区。
（一）铅直剖面图的绘制
绘制步骤：（边绘图边讲解）
1、分析图区褶皱特征及地形，注意地层界线弯曲是与岩层产状和地形的影响有关，还是与次级褶皱有关？如果是次级褶皱，在剖面图上应反映出来；
2、选定剖面位置并绘在地质图上，原则是垂直褶皱轴迹且尽可能通过全区主要褶皱构造；
3、绘制地形剖面；
4、在剖面线上和地形剖面上标出背斜，向斜的位置，“∡”背斜，“V”向斜，对于剖面附近可能隐伏的次级褶皱的轴迹去应延伸至剖面上来。
5、绘出褶皱形态 注意：
①切过不整合面时，应先绘制不整合面以上的地层界线和构造，然后绘制不整合面以下的地层和构造；被不整合面所掩盖的地层和构造，可顺其延伸趋势延至剖面线上，再投影到不整合面上，从此点绘出不整合面以上的地层界线和构造。
②有断裂，先绘出断裂，后绘制断裂两盘的岩层，岩体岩脉亦如此。
③绘褶皱构造时，先绘褶皱核部地层，后绘两翼地层，并注意表现出次级褶皱。④剖面线与地层走向垂直时地层倾角画真倾角，斜交时，画视倾角。⑤褶皱同一翼的相邻岩层的倾角相差较大时，又非断裂或不整合关系，只是岩层局部倾角变缓，变陡造成的，可按两翼同一岩层基本不变的前提，可将岩层倾角在地表按实测绘制，向深处加以修正，使之逐渐与主要协调一致。⑥恢复褶皱转折端形态
●轴面直立或近于直立的褶皱转折端的形态与它在平面上的倾伏端的形态基本一致。●根据纽构倾伏角作纵切面，求出剖面处核部地层枢纽的埋深，然后结合两翼产状及枢纽位置成圆弧。
（二）褶皱横截面图的绘制方法
原理；顺着褶皱枢纽倾伏方向侧瞰，产生缩短视线的效应。“侧瞰构造”效应。
方法：正投影绘制，要求褶皱形态完整，枢纽产状良好，当枢纽有变化时，应分段作图。步骤：
1、在地质图上画等间距方格，纵坐标线平行枢纽β倾伏方向，横坐标线垂直枢纽β倾伏方向。
2、作横截面图上的网格，横截面图⊥纵坐标，基线与横坐标平行等长。纵坐标间距保持不变，原大，垂直褶皱枢纽β的横坐标间距等于
h’=h.sinθ（h-原坐标间距，θ-枢纽倾伏角）或作图求出h’。画横截面网格。
3、将平面图上的岩层界线，按坐标网相应位置绘到横截面图上的坐标网格的相应位置，根据平面图连接相邻点即成。
实习七
编制和分析节理玫瑰花图
一、目的要求
1、整理节理资料和绘制节理玫瑰花图。
2、分析节理玫瑰花图反映的构造意义。
二、说明
（一）绘制节理走玫瑰花图的方法
1、资料的整理，将野外测理和节理走向，换算成北东和北西方向，按其走向方位角的一定间隔分组。分组间隔大小依作图要求及地质情况而定，一般采用5°或10°为一间隔，如分成0°-9°、10°-19°„„。习惯上把0°归入0°-9°内，10°归入10°-19°组内，以此类推。然后统计每组的节理数目，计划处每组节理平均走向，如0°-9°组内，有走向为6°、5°、4°三条节理，则其平均走向为5°。把统计整理好的数值填入表中（如表2）。
2、确定作图比例尺
根据作图的大小和各组节理数目，选取一定长度的线段代表一条节理，然后以等于或稍大于按比例尺表示的，数目最多的那一组节理的线段的长度为半径，作半圆，过圆心作南北线及东西线，在圆周上标明方位角（图23）。
3、找点连线
从0°-9°一组开始，按各组平均走向方位角在半圆周上作一记号，再从圆心向圆周上该点的半径方向，按该组节理数目和所定比例尺定出一点，此点即代表该组节理平均走向和节理数目。各组的点子确定后，顺次将相邻组的点连线。如其中某组节理为零，则连线回到圆心，然后再从圆心引出与下一组相连。
4、写上图名和比例尺
（二）绘制节理倾向玫瑰花图的方法 按节理倾向方位角分组，求出各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，用半径长度代表节理条数，作法与节理走向玫瑰花图相同，只不过用的是整圆
（三）绘制节理倾角玫瑰花图的方法 按上述节理倾向方位角的组，求出每组的平均倾角，然后用节理的平均倾向和平均倾角作图，圆半径长度代表倾角,由圆心至圆周从0°-90°,找点和连线方法与倾向玫瑰花图相同.倾向、倾角玫瑰花图一般重叠画在一张图上。作图时，在平均倾向线上，可沿半径按比例找出代表节理数和平均倾角的点，将各点连成折线即得。图上用不同颜色或线条加以区别（图24）。
（四）节理玫瑰花图的分析
玫瑰花图是节理统计方式之一，作法简便，形象醒目，比较清楚地反映出主要节理的方向，有助于分析区域构造。最常用的是节理走向玫瑰花图。
分析分理玫瑰花图，应与区域地质构造结合起来。因此，常把节理玫瑰花图，按测点位置标绘在地质图上（图25）。这样就清楚反映出不同构造部位的节理与构造（如褶皱和断层）的关系。综合分析不同构造部位节理玫瑰花图的特征，就能得出局部应力状况，甚至可以大致确定主应力轴的性质和方向。
走向节理玫瑰花图多应用节理产状比较陡峻的情况，而倾向和倾角玫瑰花图多用于节理产状变化较大的情况。
三、作业
表2是将表3的天平山8号观测点的节理测量资料按方位间隔加以整理的结果，对其中尚未统计整理的，应补充整理填入表2中，然后根据整理后的表2中的节理资料作节理走向玫瑰花图。
实习八
编制节理极点图和等密图
一、目的要求
编制和分析节理极点图和等密图。
二、说明
（一）节理极点图的编制
节理极点图通常是在施密特图上编制的，网的圆周方位表示倾向，由0°-360°，半径方向表示倾角，由圆心到圆周为0°-90°。作图时，把透明纸蒙在网上，标明北方，当确定某一节理倾向后，再转动透明纸至东西向或南北向直径上，依其倾角定点，该点称极点，即代表这条节理的产状。为避免投点时转动透明纸，可用与施密持网投影原理相同的极等面积投影网（赖特网）（图26）。网中放射线表示倾向（0°-360°）。同心圈表示倾角（由圆心到圆周为0°-90°）。作圆时，用透明纸蒙在该网上，投影出相应的极点。如一节理产状为NE20°<70°，则以北为0°，顺时针数20°即倾向，再由圆心到圆周数70°（即倾角）定点，为节理法线的投影，该点就代表这条节理的产状（图26a点）。若产状相同的节理有数条，则在点旁注明条数（图26b点）。把观测点上的节理部分投成极点，即成为该观测点的节理极点图。
有时，为了区分不同力学性质、不同规模、不同矿化的节理与褶皱、断层的关系，可分别作图。
（二）节理等密图的编制
等密图是在极点图的基础上编制的。其编制步骤如下：
1、在透明纸极点图上作方格网（或在透明纸极点图下垫一张方格纸），平行E-W、S-N线，间距等于大圆半径的1/10（图27）。
2、用密度计统计节理数（1）工具
中心密度计是中间有一小圆的四方形胶板，小圆半径是大圆半径的十分之一；边缘密度计是两端有两个小圆的长条胶板，小圆半径也是大圆半径的十分之一，两个小圆圆心连线，其长度等大圆直径，中间有一条纵向窄缝，便于转动和来回移动（图27）。（2）统计
先用中心密度计从左到右，由上到下，顺次统计小圆内的节理数（极点数），并注在每一方格“十”中心，即小圆中心上；边缘密度计统计圆周附近残缺小圆内的节理数，将两端加起来（正好是小圆面积内极点数），记在有“十”中心的那一个残缺小圆内，小圆圆心不能与“十”中心重合时，可沿窄缝稍作移动和转动。如果两小圆中心均在圆周，则在圆周的两个圆心上都记上相加的节理数。
有时，可根据节理产状特征，只统计密集部位极点，稀疏零散极点可不进行统计。（3）连线
统计后，大圆内每一小方格“十”中心上都注上了节理数目，把数目相同的点连成曲线（方法与连等高线一样），即成节理等值线图（图28）。一般是用节理的百分比来表示，即小圆面积内的节理数，与大圆面积内的节理总数换算成百分比。因小圆面积是大圆面积的百分之一，其节理数变成比例。如大圆内的节理数为六十条，某一小圆内的节理数为六条，则该小圆内的节理比值相当于百分之一。
在连等值线时，应注意圆周上的等值线，两端具有对称性（图29）。
（4）整饰
为了图件醒目清晰，在相邻等值线（等密线）间着以颜色或画以线条花纹，写上图名、图例和方位（图30）。
（三）分析
图30是根据400条节理编制的等密图。等值线间距为百分之一，图上可清楚地看出有两组节理：第1组走向NE60°，倾角直立；2组走向SE120°，倾角直立；1组与2且构成“X”其轭节理系。然后进一步结合节理所处的构造部位，分析节理与有关构造之间的关系及其形成时的应力状态。
节理等密图的优点是表现比较全面，节理的倾向、倾角和数目都能得到反映。尤其反映出节理的优势方位，缺点是作图工作量较大。
三、作业
根据表4节理测定的产状资料（共100个节理），用极等面积投影间编制节理极点图，进而编制节理等密图。测点处岩层产状为NE25°<69°。
实习九
读断层地区地质图并求断层产状及断距
一、目的要求
1、学会在地质图上分析断层
2、在地质图上求断层产状及断层断距
二、说明
（一）断层发育区地质特征的概略分析
1、地层出露特征，建立层序
2、判别不整合的时代
3、研究新老地层分布产状
4、确定区内褶皱形态及断层发育情况
（二）断层性质的分析
1、产状的确定
2、两盘相对运动方向确定
1）走向（纵向）断层，上升盘老，下降盘新，但当断层倾向与岩层倾向一致，且断层倾角小于岩层倾角，或地层倒转时，则上升盘为新地层
2）横向或倾向正（或逆）断层切过褶皱时，根据背向斜核部宽窄变化，来判断两盘运动方向
3）倾斜岩层或斜歪褶皱被横断层切断时，正、逆断层，平移断层都可以是导致岩层和褶皱轴线的错开的要综合考虑其它因素，确定其相对运动方向。岩层界线向该岩层倾向方向移动的一盘为相对上升盘，若是褶皱，则向轴面倾斜方向移动的一盘为上升盘。
产状和位移方向确定后，断层的性质就确定了。
（三）断距的测定（hg）
1、铅直地层断距的确定
断层任一盘上某一层某高程的走向线，延长穿过断层另一盘同一层面相交，此交点的标高与走向线之间标高之差即是hg.2、水平断距的测定（hf）
断层两盘，同一层面的等高两走向线之间的垂直距离，即是hf
3、地层断距（ho）
利用公式 ho=hg.cos 或 ho=hfcosα，计算而得
上述断距的测定，是以岩层错断后，两盘产状不变化前提条件的，即断层面未发生旋转。
四、断层时代的确定
五、断层的描述 作业
实习十 分析褶皱断层地区地质图并作剖面图
一、目的要求
综合阅读和分析褶皱和断层共同发育区地质图
二、说明
这次实习是在褶皱、断层单项读图的基础上，分析褶皱与断裂共同发青区的构造特点和组合规律，其基本方法是先分析各类构造的形态特征，然后找出它们在时空上的关系，进而分析它们的成因上的内在联系。分析松岭峪地质：
1、地层及接触关系
2、褶皱
Z构造层：褶皱为近EW花边状褶皱岩体破坏。
∈1-O1构造层：为NW延伸的以O1核部，∈2+3，∈1为两翼的倒转倾伏向斜褶皱，NE翼正常，倾向SW倾角50°-65°，SW翼倒转，倾向SW，倾角60°-65°，向南东端扬起，且SW翼被F2断裂破坏不完全。D1-T1构造层：
1、彩云—羊山背斜，核为D1，两翼为C1-T1，枢纽起伏，NW、SE倾伏；
2、香溪向斜，NW向走向，核部为T1，两翼为C2，C1，D2，直立水平褶皱。
3、松岭短轴背斜 E1-E2构造层:
1、红石向斜盆地
2、云岭山向斜
E3-N构造层:近水平。
三、断层
1、F4，最早，被早期υ破坏
2、F3，早期与F4同时，后期花岗岩活动，沿断裂侵入
3、F2，在O1-D2形成
4、F1，逆断层E-T1之间形成，被金沟花岗岩破坏
5、F5，在E-T1之间形成
横断层与斜断层与褶皱同期形成。
四、岩浆岩
①υ岩体侵入（Z-∈1）②γδ岩体侵入在 E-T1之间 ③γ可能在T1后侵入 ④
岩脉最晚
极射赤平投影在构造地质学中的应用 §1 极射赤平投影的基本原理
一、投影要素
1、投影球—以任意长为半径的球，球面即球表面
2、赤平面—过投影球球心的水平面
3、基圆—赤平面与球面相交的大圆，或称赤平大圆 凡过球心的平面与球面相交的大圆，统称为大圆，不过球心的一球面与球面相交所成的圆统称小圆。
4、极射点—球上两极发射点，分上半球投影和下球投影。
二、平面和直线的投影的解析
（一）平面投影
1、过球心的平面投影 任何一个过球心的无限伸展的平面（岩层面、断层面、节理面或轴面等），必然于球面相交成球面大圆，球面大圆与极射点的连线必然穿过赤平面，在赤平面上这些穿透点的连线即为该平面的相应大圆的赤平投影，简称大圆弧。1）直立大圆（平面）——为基圆直径 2）水平大圆（平面）——为基圆本身
3）倾斜大圆（平面）——以基圆直径为弧的大圆弧 性质：球面大圆投影后在赤平面上仍为一个圆。
2、不过球心的平面投影
不过球心的平面与球面相交成直径小于球直径的小圆、球面小圆投影仍为一个小圆。1）直立小圆（平面）——部分为基圆内一条弧，部位为基圆外一条弧 2）水平小圆（平面）——为基圆的同心圆 3）倾斜小圆（平面）①全部位于圆基内的小圆
②部位于基圆内，部分在基圆外 ③全部在基圆外
性质：1）球面大圆或球面小圆投影在赤平面仍为一个圆
2）半径角距相等的球面小圆（即面积相等的小圆），其投影小圆面积不等，近基圆圆心处，远离圆在大。
3）任何过极射点（P）的球面大圆或小圆其赤平投影均为一条直线。
4）球面大圆或小圆在赤平面上的投影圆的圆心（R’）与作图圆心（C）是不重合的；只有水平球面大圆和水平球面小圆投影后，投影圆心（R’）作图圆心（C）与基圆的圆心O点重合，并且投影圆的圆心（R’）与基圆圆心（O）愈远，R’与C分离愈大。
（二）直线投影
过球心的直线无限延伸心交于球面两点，称极点。
1、铅直线投影点为基圆圆心
2、水平线投影点为基圆直径的两个端点
3、倾斜线股影点，一个在基圆内，另一个在基圆外，称对距点，其角距为180°
三、投影网：吴尔福网和施密特网
（一）吴氏网的结构及成因原理 吴氏网的结构：基圆、径几大圆弧、纬向小圆弧、东西、南北经纬线，间距2°，误差±0.5°
1、基圆，赤平大圆，代表水平面，0°-360°方位角刻度
2、经向大圆弧，由一系列走向SN的，向东或西倾斜，倾角不同（0°-90°），间隔2°的投影大圆弧（代表倾斜平面）组成。
3、纬向小圆，为一系列走向东西、直立小圆的投影小圆弧组成。
（二）吴氏网和施氏网的主要区别
吴氏网上，面积大小相等小圆，投影后成面积不等的小圆。
施氏网上，面积相等的球面小圆，投影后成加级曲线，面积等于球面小球面积二分之一。一般求面、线的角距用吴氏网；而研究面、线群统计（极点图和等表图）用施氏网。
为了便于大量的极点投影，采用同心圆（水平小圆）和放射线（直立大圆）相成极等角度网和极等面积网（赖特网）投点。投射线表示化石向方位同心圆表示倾角。§2 赤平投影网的使用方法
一般步骤：①画“+”中心，②标出E、S、W、N方位（顺钟向）
一、平面的赤平投影
步骤：
1、基圆顺钟找倾向；
2、东西直径定倾角（由圆周向圆心数）；
3、径向圆弧以平面。
二、直线的投影（步骤同1、2即可）
三、法线的投影，关键理解和面垂直，倾向相反，倾角互余。作业：P15，练习题1、2 补充
3、已经线理产状（倾伏向和倾伏角）①150°<26°，②250°<50°，③330°<78°，④42°<10°。试用吴氏网求出投影点。
§2 四——九
P8-10和§3，二P15-16学生自学
注意：①复习线状构造产状要素，倾伏向和倾伏角及侧伏角 ②两平面间平角与平面之两法线间夹角之关系为互补关系 作业：
1、四——九共6个例题作为学习题
2、P16 练习题3，4，5
十、求一平面（或直线）绕一水平轴旋转后的产状
1、预备知识
①水平轴与基圆的直径一致：其旋转轨迹就相对于把要旋转的点（直线或面的法线的投影）沿某一纬度旋转，角度在纬度上定，旋转方向，根据已知条件定，一平面绕轴旋转，产状变化，走向与轴平行时则倾向或一致或相反。②纬向小圆弧的构造是旋转板平的双圆锥，其锥度为直立小圆；下半部圆锥面的产状与上半部圆锥的拉互关系。
2、例：一平面AB产状130°<50°，（RCD）走向60逆时针水平沿走向旋转30° 作法：①作出AB平面投影，RCD st.60° ②转动RCD与N.S重合
③将AB弧上任意点反钟向（向SE方向）旋30°，得新点，连接新点即在。注意有的点不够30°，要到外对焦去数。
3、用面的法线旋转
十一、求一平面（或直线）绕一倾斜轴旋后的产状
有间接法和直接法这分。均很繁琐。仅介绍前者，分二步：①高倾斜轴为水平轴。②按十法旋转再要原。
例：平面160°<40°，绕倾斜轴R（30°<30°），顺时针旋转120°，求该平面旋转后的产状。
方法：①作平面P和R的投影
②将R沿纬向弧转成水平轴至基圆上R’，P同步沿所在纬向弧运移到P1 ③将R’转到SN径上，P1绕R’转120°（顺钟向），P2-P3 ④R’复原到R，P3同步运移到P4，P4点即是
十二、求作小圆，已知小圆投影圆心及其角距
例：一小圆投影圆心（相当旋转轴）产状10°<70°，小圆半径角距55°（相当于旋转轴与一直线夹角），求投影小圆（相当于求该直线绕旋转一圈的圆锥体的度面。方法：
①作投影圆心R（10°<70°），并转到EW或SN径上，也可以在R的某大圆弧上取55°的角距半径。
②使R落在直径线上，以小圆角距的线长度为直径作小圆，即成。
③若已知R和小圆圆周上一点A，同法可作小圆。方法是大圆弧上量RA角距，使R转至直径上，以R为准，分别量RA角距，得直径角距，即可得小圆。
十三、求作小圆，已知小圆投影圆心（R）方位及其圆周上两点
例：已知小圆圆心R的方位290°，小圆周上两点A、B，求作小圆及其投影圆心R的产状。1）作A、B及290°方向线
2）作AB两点的垂直平分线与290°方向线交于C点，C点即为小圆O的作圆中心 3）以C为圆心，CA=CB 为半径作圆，而且小圆与290°方向线相交得小圆直径角距 4）在位于EW直径上的290°方向线上，找小圆投影圆心R，即取角距的一半的点。
十四、求小圆圆周上两点之间的弧度
例：见作法十三及图1-21，已求得小圆及小圆圆周上AB弧。其弧度量法：
1）直接法：即作与R⊥的大圆弧GMH，再过RA及RB分别作大圆弧，交GMH为A′、B′，同前沿线度移至A′、B′，延长R′A、OA′、OB′、R′B′至基圆周A〞B〞，OA〞,OB〞直线圆心角即得
3）注意A、B间的弧度有三个，θ或360-θ
十五、求两小圆在同一大圆上同步旋转后的产状
便：两小圆投影圆心R1，R2，半径角距为θ1，θ2，求两小圆同前转至水平时的小圆转特。方法：
1）据方法二、十二作R1，R2及小圆
2）使R1、R2位于同一大弧上，并以R1、R2大圆弧的走向线为轴，并将轴转到，SN径上，把R1、R2沿所在纬向弧同前转到水平状态，则R1、R2变为R1，R2 3）分别将R1和R2转到SN径上，以R1和R2为圆心，θ1和θ2为半径角度，描出两小圆。
4）指北标志转回到N。
十六、过通过三点A、B、C作一小圆及投影圆心（R）
作法：1）连接AB、BC分别作中垂线交于C’点，以C’为圆心，C’A、C’B、C’C为半径画圆即为小圆。
大地构造地质构造论文 篇10
1 地质构造的特征
1.1 断裂构造
地壳的形变, 一般是从褶皱到断裂, 断裂又可分为节理和断层;但一经产生断裂, 它便作为地块的边界条件, 对以后的变形起决定性作用。虽然说每个矿区的地质环境条件各不相同, 断裂构造形态也不尽相同。然而, 经过研究, 不难发现, 它们之间仍然存在着一些相同的规律性可循。对具有成生联系的各项结构要素而言, 在具体统一的地质构型下, 在统一的构造应力场的作用下, 其产生的构造形迹并不是随机无序的, 尽管这些结构要素可能具有不同形态、不同性质、不同级别、不同序次和不同方向, 但仍有着一定的内在规律可循的。断层的透气性和封闭性对瓦斯的积聚会产生巨大的影响。
1.2 褶皱构造
每一个矿区的地质构型都有所不同, 除了上面提到的断裂构造, 还存在着一种褶皱构造。当煤层在褶皱的充分作用后, 在褶皱区域的不同部位对于瓦斯的赋存本领千差万别。在复式向、背斜轴部转折端, 瓦斯易于聚集, 而褶曲两翼, 则瓦斯不易于积聚。
1.3 地质动力区分
地质动力区分是结合了现在先进的科学技术, 以地质形态的基础常识与常见的地质外形为依据, 来正确地预测出该地区的地质形态。在这其中, 需要有对该地区地形最专业和权威的分析研究, 还必须要能够分析出该地区地质断裂的形成原因或者其历史的发展变化情况, 再利用现代先进的应力测量仪、数据分析软件等等来找出应力集中的地域或者方位。这种办法现在已经得到了中国很多矿区的实际使用, 也得到了大家的一致好评, 为矿田的正常开采提供了一定的技术支持与新型手段, 值得进一步的推广使用。
2 地质构造对瓦斯赋存状态的影响
2.1 地质构造对瓦斯含量和压力预测的影响
对于一个煤区的瓦斯含量以及其压力等方面的测评工作是相当必要的。在实际情况中, 可以采用目前先进发达的仪器设备来具体进行测试。首先, 需要对具体煤矿的井下瓦斯原始值进行测量, 还要有多组数值的历史记录;其次, 要能够正确灵活地使用多场耦合分析模拟系统, 认真计算出最后的数值。最后, 可以根据记录下来的数值, 在适合的软件里面做出曲线图。从这些测试、分析以及总结的过程中, 可以很直观的发现地质形态对瓦斯和压力值都有较大的影响作用。
2.2 区域构造对瓦斯赋存的影响
大型构造体系控制着煤盆地的形成。如含煤岩系一般保存于山字型的马蹄形盾地和两翼负向构造单元内, 盾地部位可以是构造简单的含煤盆地, 也可以是一系列含煤向斜构造, 两翼的含煤向斜构造则呈雁列展布。煤田中则常见一些中、小型直扭型构造型式, 如中、小型多字型构造和中、小型入字型构造等。在多字型构造中, 保存含煤岩系的褶皱和断裂构造具有等距、雁列展布特征, 一般以长条状、短轴状褶曲为主, 两翼不对称, 陡翼常伴生走向逆冲断层。入字型构造其主干断层一般长数十公里, 张扭性分支断裂与主干断层所夹锐角指向所在盘相对运动方向, 含煤岩系一般保存于分支断层下降盘或拖曳向斜构造内, 等距、雁列于主干断层旁侧。在构造型式的控制下, 煤区周围出现一定的应力集中区, 从而导致瓦斯得不到及时的释放, 使得这个地区的瓦斯量比较高。这种对地质形态的预测为进一步评估一个地区的瓦斯赋存具体状态有着不可取代的重要作用。除此之外, 由于地区的环境条件不同, 其煤层的透气性能以及断层的情况对瓦斯的赋存状态同样有着相当重要的影响意义。
3 结论
时代在发展, 煤矿事业也在发生着日新月异的新变化。对瓦斯赋存状态的研究一直都是业内人士相当关注的一个话题, 经过不断地研究分析发现, 地质构造型式对其的影响作用是至关重要的。在实际的煤矿运营过程中, 一定要能够在大量理论知识的依托下, 对该课题可以有更深层次的研究与分析, 以进一步加大我国煤炭事业的发展与壮大。
参考文献
[1]孙昌一.地质构造对煤层瓦斯赋存与分布的控制作用[D].安徽理工大学, 2006.
[2]郝天轩.基于MapGuide的矿井瓦斯地质信息管理研究[J].煤炭学报, 2011 (S1) :99-103.
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