2016工程地质学（电力版）电子教案：第2章 地质作用与地质构造.docVIP

土木工程地质 （教案） 第2章 地质作用与地质构造 地球的表面高低起伏，有高山、大海、河流、湖泊、沙漠、平地等，地表形态的差异是在长期的地球发展历史中，地壳演变而来的。 人们把引起地壳的物质组成、内部结构和表面形态不断运动、变化和发展的各种自然作用称为地质作用。地质作用也促使各种岩石、矿物的形成与破坏。 各种地质作用也会使岩石或岩层发生变形和变位，形成各种构造运动的形迹。 地质构造即是在各种内外动力地质作用下形成的岩石变形的产物，具体表现为岩石的弯曲变形和断裂变形等。 2.1地球概况 1地球形状 地球表面的形态大致可分为陆地和海洋两部分。其中海洋面积占70.7%，陆地面积占29.3%。 陆地多集中于北半球，平均海拔高度为860m，最高点为中国珠穆朗玛峰8848.13m。 海洋多集中于南半球，平均深度为3700m，最深处为太平洋西北部的马里亚纳海沟（高程-11033m）。 地球上的陆地被海水分割为许多巨大的陆地和较小的陆块，前者称为大陆或大洲，后者叫岛屿。 陆地表面形态按其高程和起伏情况，可分为山地、高原、丘陵、盆地和平原等地貌形态。 2地球的圈层构造 地球是一个演化的行星，从原始物质均一的球体，经分异演化成为具层圈构造的行星，把地球划分为外圈层和内圈层： 其外圈层包括大气圈和水圈、生物圈； 而其内圈层包括地壳、地幔和地核，内圈层各层之间的化学成分有显著差异。 地壳由坚硬的岩层和岩层风化后所形成的土层组成。地壳的平均密度为2.6～2.9g/cm3。组成地壳的物质主要是地球中比较轻的硅镁和硅铝等物质。地壳的上层为硅铝层，相对密度2.6～2.7g/cm3，下层为硅镁层，相对密度2.8～2.9g/cm3。 组成地壳的主要化学元素及含量 元素 成分（%） 元素 成分（%） 元素 成分（%） O Si Al 46.95 27.88 8.13 Fe Ca Na 5.17 3.65 2.78 Mg K H 2.06 2.58 0.14 2.2地质作用 地质学把自然营力引起岩石圈的物质组成、内部结构、构造和地表形态等不断运动、变化和发展的作用称为地质作用。把引起这些变化的各种自然营力称为地质营力。 1地质作用的能量来源 任何地质作用都要消耗能量。形成地质作用的能量来源主要有两种，一种是来自地球以外的能量，称之为外能，主要有太阳辐射能、潮汐能和生物能（包含人类的能量）等；另一种是来自地球内部的能量，称之为内能，主要是地内热能、地球旋转能、重力能等。 2地质作用的分类 依据能量来源的不同，地质作用分为两大类：内力地质作用与外力地质作用。 1).内力地质作用由地球的旋转能、重力能、化学能和结晶能等内能引起的整个岩石圈物质成分、内部构造、地表形态发生变化的地质作用称为内力地质作用。包括地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用四种主要类型。 （1）地壳运动地壳运动地壳发生变形变位的地质作用。地壳运动按其运动方向分为水平运动和升降地震作用。岩浆作用岩浆沿地壳软弱地带上升时发生的一系列物理化学变化直至冷凝成岩(火山作用)变质作用地壳的岩石受温度(30°或230°(30°。由于岩层的走向和倾向相差90°，所以在野外调查记录时，一般采用最简单的表示方法230°(30°，即只记录岩层的倾向和倾角。 2.4.2 褶皱构造 在强烈的构造应力作用下，组成地壳的岩层产生一系列的波状弯曲而没有丧失其整体性和连续性的构造形态称之为褶皱构造。 1.褶曲 褶皱构造通常是一系列的波状弯曲，我们把其中的一个弯曲称为褶曲，褶曲是褶皱构造的基本组成单位。每个褶曲一般有核、翼、轴面、轴、枢纽及转折端等几个部分组成，称之为褶曲要素 2 褶曲基本形态。褶曲有背斜和向斜两种基本形态 1）背斜 是指岩层向上隆起的弯曲。背斜褶曲的岩层以褶曲轴为中心向两翼倾斜，地表受到剥蚀露出有不同地质年代的岩层时，年代较老的岩层出现在轴部，从轴部向两翼依次出现较新的岩层，并且两翼岩层呈对称出现。 2）向斜 是指岩层向下凹陷弯曲的褶曲形态。向斜褶曲中，岩层的倾斜方向与背斜相反，两翼的岩层都向褶曲的轴部倾斜。地面遭受剥蚀时，向斜褶曲轴部出露的是较新的岩层，向两翼依次出露的较老的岩层，其两翼岩层也对称分布。 3.褶曲形态分类 根据轴面产状划分的褶曲形态类型： （a）直立褶曲； （b）倾斜褶曲 ；（c）倒转褶曲 ；（d）平卧褶曲 如果按褶曲枢纽的产状类型，褶曲可以分为：水平褶曲；倾伏褶曲 4.褶皱构造的野外识别 在野外通常根据实际情况采用穿越法或者追索法来进行识别。 （1）穿越法 穿越法是指垂直岩层走向，沿着选定的路线进行调查。穿越法的优点是有利于调查岩层的产状、层序及其新老关系。如果在路线通过地带的岩层呈有规律的重复出现，且对称分布，说明为褶皱构造。 （2）追索法 追索法是指沿着平行于岩层走向的调查路线进行观察