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文档之家› 煤矿设计资料第4章 地质构造(68)
煤矿设计资料第4章 地质构造(68)
包括断层面、断层线、断盘、
1.
2. 3.
断层面:指断层的破裂滑动面。
断层线:断层面与地面的交线。 断盘:断层面两侧的岩体。
位于断层面上方的称为上盘; 位于断层面下方的称为下盘。
4.
断层交面线:
断层面与岩层底面的交线。
断层面
上盘
下盘 逆断层
断层交面线
(二)断层的断距、落差
1、断距 包括真断距(滑 距)、地层断距、 铅垂断距、水平 断距
2.资料的室内整理 1)数理统计 ①节理密度:指垂直节理走向上单位距离内节 理的条数。 ②节理裂隙度:垂直节理走向上单位距离内 节理缝隙宽度。 ③裂隙率(面密度):节理裂隙面积占观测 面积的百分比。 2)资料的整理分析 对节理进行分组、分期、分性质统计,编制 相应图件,例如节理玫瑰花图等。
0° 10° 340° 350° 20° 30° 330° 40° 320° 2 50° 310° 60° 300° 290° 280° 270° 1
①真断距(滑
H总
距)是断层两盘
相对错开的真正 距离 H真
②地层断距 H0:
指在与岩层走向垂直的剖面上,断层上下盘同一层 面错开的垂直距离。
③铅垂地层断距 Hg:
指在与岩层垂直的剖面上, 断层同一层面错开的铅直距离。
H0=Hg cosα
α-地层倾角
④水平地层断距 Hf:
指在与岩层垂直的剖面上,断 层同一层面错开的水平距离。
1、节理的成因分类 分为原生、次生节理:
1)原生节理:在沉积作用、岩浆作用以及成岩过 程中形成的节理。例如玄武岩柱状节理、煤的内生裂隙等。 2)次生节理:岩层形成后生成的裂隙。又分为二 类: (1)构造节理:由地壳运动产生的构造应力所成, 分布广、有规律。 (2)非构造节理:外力地质作用或人为因素所成。 例如风化、滑坡、崩塌、冰川、人工爆破等造成的。规模 不大、分布不广、无规律。
①正断层:
断层上盘沿断
层面倾斜线相对向
下移动,下盘相对 向上移动。
②逆断层:断层上盘沿断层面相对向上移动,下 盘相对向下移动。
逆断层又分为三种:
A 逆冲断层:断层面倾角大于45°;
B
C
逆掩断层:断层面倾角在30 ~45 °间;
辗掩断层:断层面倾角小于30 °。
③平移断层
断层的两盘沿断层面走向发生水平移动的断层。
连线叫枢纽线,即枢纽。。
4. 轴面、轴和轴迹:同一褶曲各岩层面上枢纽线构成的面 叫轴面;轴面与水平面的交线称轴;轴面与地表面的交线称轴 迹。 5.顶角和翼角:两翼同一岩层之间的夹角叫顶角。两翼岩 层与水平面夹角叫翼角。
褶曲要素
水平面
核
转折端
345°∠65°
翼部
160°∠25°
翼部 核部
轴面
三、褶曲的形态分类
砾石 。
④与背斜伴生的张解理有二组:纵张节理---平行背斜 轴向;横张节理----垂直背斜轴向。
2)剪节理特点:
①剪节理常二组交叉同时出现,组成X型共轭节 理系。 ②产状稳定,呈直线延伸,常延伸较远。 ③节理平直而光滑,常具擦痕、镜面等构造现 象;节理两壁之间往往比较紧闭,切穿砾石。 ④一般剪切理发育较密集,相邻两节理之间的 距离较小,常具有等距性分布特点;有时则密集成 带。 ⑤共轭X型剪常呈羽列现象 。
一、褶曲的基本类型
褶曲包括向斜和背斜两种基本类型:
1. 背斜 2. 向斜 在形态上为一个弧顶向上的弯曲, 在形态上为一个弧顶向下的弯曲,
中心部分为老地层,两侧地层依次变新。 中心部分为新地层,两侧地层依次变老。
二、 褶曲要素
1. 核部和翼部:褶曲中心部位称核部;核部两侧称翼部。 2. 转折端:两翼岩层汇合转折的部位。 3. 枢纽点和枢纽线:同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大 弯曲点枢纽点;同一褶曲横剖面上同一岩层面的最大弯曲点的
第一节
岩层产状
岩层产状是指岩层的空间位臵。用于描述岩 层的空间展布特征。 一般岩层的产状用走向、倾向、倾角表示。 走向、倾向、倾角称为岩层产状的三要素。
一、岩层产状要素 1、 走向:指岩层 面与水平面的交线 走向是直线,有 两个方向,方向用 方位角表示。如走 向的一个方位角是 30°,可称岩层的 走向是30°,也可 称岩层的走向为 210°。 倾 角 走 向
C C D s F1 s D C s D C F2 D C D s C F3 D s s F1
(四)断层的识别标志 主要从以下几个方面分析识别
1、断层面(断层破碎带)特征 1)擦痕和阶步; 2)构造岩 如构造角砾岩、糜棱岩。
2. 地层的重复与缺失 在野外或井下发现地层有不对称重复(褶皱 为对称重复)或缺失现象,说明有断层存在。规 律如下:
水平岩层
2、直立岩层
岩层面与 水平面垂直,在地质 图上,其露头宽度与 真厚度相等,岩层界 线为一直线,其延伸
方向不受地形影响,
与地形等高线斜交。
3、倾斜岩层 受构造运动的影响,岩层改变了原始的水平状态并 发生倾斜,称为倾斜岩层。 倾斜岩层的特征:
1)在地层层序没有发生倒转的情况下,地质时代较新
60 ° 水平岩层 倾斜岩层 直立岩层 倒转岩层
二、岩层 1、水平岩层
岩层层面保持水平状态,即同一岩层面上的海拔高度 基本相同的岩层称为水平岩层。水平岩层的特征: 1) 在地层层序没有发生倒转的情况下,地质时代较新的 岩层叠覆在较老的岩层之上。 2) 水平岩层的厚度是该岩层顶面标高与底面标高之差。 3)水平岩层的出露和分布状态完全受地形控制。在地图 上,其出露界线与地形等高线平行或重合。 4)水平岩层露头的水平宽度是随岩层的厚度和地面坡度 的变化而变化的。
H0 = Hf sinα
α-地层倾角
2、落差与平错
①断层的落差Ha:指
在与断层走向垂直的
剖面上,断层同一层
面错开的铅直距离 (高程差)。
②断层的平错Hb:指在与
断层走向垂直的剖面上, 断层同一层面错开的水 平距离。 Hb = Ha.ctgβ β -断层倾角
(三)断层分类
1. 根据断层两盘相对位移方向分类: 分为:正断层、逆断层、平移断层等。
0 2 4个
4
3
70° 80° 90°
节理走向玫瑰花图
四组节理:第2、4组最发育、第1、3组不发育,第2、4组为共 轭剪节理,第1、3组为张节理。与背斜成因有联系,2、4组属背 斜同期。
二、断层
断裂两侧的岩层或
岩体沿破裂面断开,并
且发生明显的相对位移
的断裂构造称断层。
(一)断层要素
断层交面线等。
(二)节理的观测与研究
1. 观测
1)选择和建立观测点
①根据研究目的,在不同的构造部位、不同层位、不同岩 性上观测。
②要是有足够大的面积,以保证有几十条节理可供观测。
2)描述、记录节理特征
记录内容包括构造部位、层位、岩性、地层时代和产状、
节理产状、节理力学性质、充填特征和形态特征、伴生构造、密
集程度等。
常是它的一部分。
水平褶曲
倾伏褶曲
3、褶曲的平面形态分类
在水平面上,根据褶曲延伸长度及同一岩层界限的长 宽比分为三类:
1) 线形褶曲:延伸远、长宽比大于10:1。 2) 短轴褶曲:延伸不远即倾伏消失,长宽比为10: 1至3:1之间。
3) 近等轴褶曲:平面近圆形,长宽比小于3:1。近 等轴背斜又叫穹窿,近等轴向斜又叫构造盆地。
2. 根据断层走向与两盘岩层走向关系的分类
分为走向断层、倾向断层、斜交断层、顺层断层。
①走向断层:断层走向与岩层走向基本一致。
②倾向断层:断层走向与岩层走向基本直交,而与
倾向 基本一致。
③斜交断层:断层走向与岩层走向明显斜交。
3. 根据断层走向与褶皱轴向关系的分类
①纵断层:断层走向与褶皱轴向基本一致。 ②横断层:断层走向与褶皱轴向基本垂直。 ③斜断层:断层走向与褶皱轴向斜交。
褶曲形态分类包括四种:横剖面的、纵剖面的、 平面的及其组合形式。
1、褶曲的横剖面形态分类
横剖面指垂直于褶曲轴的剖面,主要分为5种形 态: 1) 直立褶曲:轴面直立或近于直立,两翼岩
层倾向相反,倾角近等,又称对称褶曲。
2) 倾斜褶曲:轴面倾斜,两翼岩层倾向相反, 倾角不等,又称不对称褶曲、斜歪褶曲。
褶曲在横剖面上的分类
3) 倒转褶曲:
轴面倾斜,
两翼岩层倾向相
同,一翼岩层层
序正常,另一翼
倒转,老岩层覆
于新岩层之上。
4)平卧褶曲 轴面及两翼岩层倾向都近于水平,一翼岩层 层序正常,另一翼倒转。
5)翻卷褶曲 轴面翻卷向下弯曲,是平卧褶曲进一步复杂 化的结果。
2、褶曲的纵剖面形态分类
纵剖面指平行于褶曲轴的剖面,主要分为二种形态: 1) 水平褶曲:轴面枢纽近于水平,褶曲沿水平方向 延伸,两翼岩层走向大致平行。 2) 倾伏褶曲:褶曲枢纽倾伏并向一个方向倾没以至 消失,两翼岩层走向不平行且逐渐朝一个方向汇合。 注意:自然界中的褶曲枢纽几乎都是倾伏的,水平褶曲
的岩层叠覆在较老的岩层之上。 2) 岩层的厚度为该岩层顶面与底面之间的垂直距离。 露头的水平宽度取决于岩层的厚度和地面坡度的变化。
倾斜岩层
a
第二节
褶皱构造
褶皱是岩层在地壳运动的长期作用下,原始产状改变,形 成各种弯曲,但仍保持连续性,称为褶皱构造,简称为褶皱。 褶皱构造的一个弯曲叫褶曲,是褶皱的基本单位。
走向断层倾向与岩层倾向关系 相反 正断层 重复 逆断层 缺失
相同,且断层面倾角较大
相同,且断层面倾角较小
缺失
重复
重复
缺失
3. 岩层不连续 在井下煤巷掘进时,煤层突然中断、迎头出现其 它岩层,表明有断层存在。 4.褶曲核部宽窄变化:褶曲被横断层或斜断层切割, 向斜核部变窄的一盘为上升盘,背斜核部变窄的一盘为下 降盘。 5.断层派生构造 1)牵引褶皱:断层两侧岩层因牵引而出现弯曲, 弯曲突起方向指示本盘运动方向。 2) 羽状节理:断层两盘运动派生的与断层面斜 交呈羽状排列的节理。张节理与断层面所成锐角指向张 节理所在盘运动方向;以小角度相交的一组剪节理,其 锐角方向指示剪节理所在盘运动方向。