山东水利职业学院教案首页.docx

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授课学时

2

授课班级

课题名称

2.1地质年代2.2水平构造与单斜构造

教学目的要求：

了解地质年代的确定方法；理解岩层产状三要素及熟记地质年代表；掌握地层和地质年代概念。

教学重点及难点：

重点：

地层和地质年代的概念；

难点：

岩层产状三要素测定。

教学程序设计

次序

内　　　　　　　容

计划时间

地质构造

第2章

第2章地质构造

2.1地质年代

1.相对年代的确定

2.同位素年龄（绝对年龄）的确定

3.地质年代表

2.2水平构造与单斜构造

2.2.1水平构造

2.2.2单斜构造

2.2.3岩层产状要素及其测定

1．岩层的产状要素

2．岩层产状要素的测定和表示方法

作业及思考题：

1.相对地质年代是依据什么划分的？

什么是地层层序律和化石层序律？

2.地质年代表是怎样建立的？

默写出各代、纪的名称与代码。

　　3.地壳历史分为哪几个大的阶段？

列出各阶段主要的地壳运动。

第2章地质构造

构造运动又称地壳运动，是一种机械运动，涉及范围包括地壳及上地幔上部即岩石圈。

按运动方向可分为水平运动和垂直运动。

垂直方向的构造运动使相邻块体作差异性上升或下降。

水平方向的构造运动使岩块相背分离裂开或相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开。

构造运动使地壳中的岩层发生变形、变位，形成褶皱构造、断裂构造和倾斜构造。

将这些构造行迹统称为地质构造。

2.1地质年代

地球形成至今已有46亿年，对整个地质历史时期，地球的发展演化及地质事件记述需要一套相应的时间的概念即地质年代。

地质学以相对年代和绝对年代两种方法计算时间。

表示地质事件发生的先后顺序为相对年代，表示地质事件发生距今年龄称为绝对年代（同位素年龄）。

1.相对年代的确定

相对年代的确定就是要判断一些地质事件发生的先后关系。

这些地质事件保留或记录在地质历史时期留下的物质中，可根据几个基本原则来判断，即地层层序律、生物层序律及切割穿插律。

（1）地层层序律。

地层是指在一定地质时期内所形成的层状岩石（岩层）。

未经构造运动改变的层状岩层大都是水平岩层。

先形成的位于下部，后形成的覆盖其上部，即下老上新的层序规律。

（2）生物层序律。

根据地层中所含生物化石的特征来推断地层相对年代或先后顺序，称为“生物层序律”。

（3）切割律。

不同时代的岩层或岩体常被侵入穿插，侵入者年代新，被侵入者年代老，切割者年代新，被切割者年代老。

2.同位素年龄（绝对年龄）的确定

绝对年龄是根据保存在岩石中的放射性元素及蜕变产物测定的。

碳14专用于测定最新地质事件和考古资料的年代。

3.地质年代表

通过对全球各个地区地层划分和对比及对各种岩石进行同位素年龄测定等，按年代先后顺序进行系统性的编年，便建立起目前国际上通用的地质年代表（见表2-1）。

（1）地质年代表使用不同级别的地质年代单位和地层年代单位。

地质年代单位包括宙、代、纪、世、期。

地层年代单位分别是宇、界、系、统、带。

它与地质年代单位相对应。

（2）地质年代表中构造运动一栏是表示世界和我国主要地壳运动的时间段名称。

它们都是以最早发现并经过详细研究的典型地区的地名来命名的。

（3）地质年代中的符号是采用英文缩写来表示的。

除了国际性地层单位外，还有按着岩性特征划分地层单位称岩石，地层单位用群、组、段表示。

2.2水平构造与单斜构造

2.2.1水平构造

原始沉积的岩层，一般是水平或近于水平的。

先沉积的在下，后沉积的在上。

称为水平岩层。

2.2.2单斜构造

原来呈水平状态的岩层，在地壳运动或岩浆岩活动的影响下，使岩层层面与水平间呈现出一定的交角，形成倾斜岩层，一个地区内的一系列岩层如向同一方向倾斜，其倾斜角度也大致相同，则称为单斜层或单斜构造。

2.2.3岩层产状要素及其测定

1．岩层的产状要素

岩层在地壳中的空间方位和产出状态，称岩层产状。

岩层的产状是以岩层面在三度空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的，即采用岩层面的走向、倾向和倾角三个要素的数值来表示。

（1）走向。

岩层面与水平面相交的线叫走向线（见图2-3中的AOB线）走向线两端所指的方向即为岩层的走向。

所以，岩层走向有两个方位角数值。

（2）倾向。

层面上与走向线相垂直并沿倾斜面向下所引起的直线叫倾斜线；倾斜线在水面上的投影线所指的方向，就是岩层的倾向。

（3）倾角。

岩层的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角就是岩层的倾角。

2．岩层产状要素的测定和表示方法

（1）产状要素的测定。

岩层产状要素用地质罗盘测量。

1）测走向。

2）测倾向。

3）测倾角。

（2）岩层的产状要素表示方法。

可用文字和符号两种方法表示。

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授课学时

2

授课班级

课题名称

2.3褶皱构造

教学目的要求：

了解褶皱构造的野外识别方法；掌握褶皱构造对水利工程的影响；掌握褶皱构造的概念、基本类型及特征。

教学重点及难点：

重点：

褶皱构造的概念、基本类型及特征；

难点：

褶皱构造的野外识别及其对水利工程的影响。

教学程序设计

次序

内　　　　　　　容

计划时间

地质构造

第2章

2.3褶皱构造

2.3.1褶皱要素

2.3.2褶皱的基本类型及特征

2.3.3褶皱的形态分类

1．根据轴面和两翼产状分类

2．根据枢纽产状分类

2.3.4褶皱构造的野外识别

2.3.5褶皱构造的工程地质评价

作业及思考题：

1．褶皱由哪几个主要部分组成？

2．如何识别褶皱？

3．研究褶皱构造的工程意义是什么？

2.3褶皱构造

原始产状的岩层在构造运动所产生的地应力（构造应力）作用下，形成一系列的波状弯曲，称为褶皱构造。

2.3.1褶皱要素

为了研究和描述褶皱形态及空间展布特征，首先要弄清楚褶皱的各个组成部分（褶皱要素）及其相互关系（见图2-5）。

（1）核部。

指褶皱中心部位的地层。

（2）翼部。

指褶皱两侧的地层。

（3）枢纽。

同一褶皱层面的最大弯曲点的连线叫枢纽。

（4）轴面。

轴面是假想平分褶皱两翼的平分面，一个褶皱内各个相邻褶皱面上的枢纽连线的面称为轴面。

（5）转折端。

指从一翼向另一翼过渡的部分。

2.3.2褶皱的基本类型及特征

（1）背斜褶皱。

（2）向斜褶皱。

2.3.3褶皱的形态分类

1．根据轴面和两翼产状分类

（1）直立褶皱。

（2）倾斜褶皱。

（3）倒转褶皱。

（4）平卧褶皱。

（5）翻卷褶皱。

2．根据枢纽产状分类

（1）水平褶皱。

（2）倾伏褶皱。

2.3.4褶皱构造的野外识别

褶皱构造，不论其规模大小，形态特征如何，若无其他构造干扰时，识别褶皱的基本方法主要从：

1）地层分布规律。

褶皱两翼地层对称重复出现。

2）岩层产状分布规律。

2.3.5褶皱构造的工程地质评价

褶皱构造在地壳中广泛分布，在强烈褶皱区对工程建设影响较大，容易遇到工程地质问题。

褶皱的核部是岩层强烈变形的部位，在褶皱的翼部，会出现另一类工程地质问题。

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授课学时

2

授课班级

课题名称

2.4断裂构造

教学目的要求：

了解断裂构造的野外识别方法；理解断裂构造对水利工程的影响；掌握断裂构造的概念基本类型及特征。

教学重点及难点：

重点：

断裂构造的概念基本类型及特征；

难点：

断裂构的野外识别及其对水利工程的影响。

教学程序设计

次序

内　　　　　　　容

计划时间

地质构造

第2章

2.4断裂构造

2.4.1节理

1．节理的分类

2．节理的观测与统计

3．节理对工程的影响

2.4.2断层

1．断层要素

2．断层的类型

3．断层存在的标志

2.4.3断裂构造的工程地质评价

作业及思考题：

1．节理与断层有何异同？

2．张节理与剪节理如何识别？

3．何谓断层面、断层线及断层破碎带？

4．野外如何识别断层？

5．研究断裂构造有何工程意义？

6．什么是活断层？

它具有哪些特征？

2.4断裂构造

岩石受力后发生变形，当作用力超过岩石的强度时，岩石的连续性和完整性遭到破坏而发生破裂，形成断裂构造。

断裂构造包括节理和断层。

2.4.1节理

节理是岩石破裂后，破裂面无明显位移的裂隙（缝）。

节理的成因是多种多样的，由构造运动产生的节理叫构造节理。

在成岩过程中形成的，如玄武岩的柱状节理，称为原生节理。

次生节理。

1．节理的分类

节理的分类主要从两个方面考虑：

一是几何关系，指节理与所在岩层或其他构造的关系；二是力学成因，即形成节理的应力性质。

（1）按节理形成的力学性质分类。

1）张节理。

是在张应力作用下形成的破裂面，多发育于褶皱轴部等张应力集中部位。

2）剪节理。

是由剪应力作用形成的破裂面。

在岩石中往往成对出现，形成“X”节理或共轭节理。

（2）按节理与所在岩层产状之间的关系分类。

1）走向节理。

2）倾向节理。

3）斜向节理。

4）顺层节理。

2．节理的观测与统计

节理的观测与统计的目的是为了研究和评价岩体稳定性。

观测记录内容包括节理的产状、粗糙度、节理密度、节理充填物和测量节理间距以及测量节理的持续性等。

节理密度是指在垂直于节理走向方向1M距离内节理的数目（条数/M），线密度的倒数即为节理的平均间距，二者都是平件岩体质量的重要标准。

节理持续性是指节理裂隙的延伸程度。

可分为一般，差，中等，好，很好级别。

持续性越好的节理对工程影响越大。

3．节理对工程的影响

节理是一种发育广泛的裂隙。

节理间距越小，岩石破碎程度越高，岩体承载力将明显下降。

岩层中发育的节理裂隙是地下水的通道，同时也会对风化作用起着进行加速的效应。

2.4.2断层

岩层受力发生破裂，破裂面两侧发生明显的位移，这种断裂构造称断层。

1．断层要素

断层的各个组成部分称断层要素。

断层要素包括：

断层面、断层线、断盘等。

1）断层面。

是指相邻两岩块断开或其滑动的破裂面，他的空间位置由其走向、倾向、倾角决定。

断层面可以是平面也可以是弯面。

2）断层线。

断层面与地面或其他的面的交线称为断层线，断层线的规律与地层露头线相同。

3）断盘。

断盘是指断层面两侧相对移动的岩块。

断盘有上盘下盘之分，也有上升盘与下降盘之分。

4）断距。

断层两盘岩块沿断层面先队移动的距离，称为断距。

2．断层的类型

（1）按断层两盘相对运动方向分类。

1）正断层。

2）逆断层。

3）平移断层。

（2）断层组合类型

3．断层存在的标志

判断断层存在的标志，主要是地层和构造方面的依据，其次是地貌和水文等方面。

（1）地质体不连续。

（2）断层面（带）的构造特征

（3）地貌和水文等标志。

2.4.3断裂构造的工程地质评价

岩层（岩体）被不同方向、不同性质、不同时代的断裂构造切割，岩体被认为是不连续体。

而断层面、破碎带、节理面、层面等为掩体中的不连续面。

这些不连续面是影响掩体稳定性的重要因素，这是因为断层带岩层破碎强度低、透水性增强。

另一方面它对地下水、风化作用等外力地质作用往往起控制作用。

断层发育地区修建隧洞最为不利。