5 岩层产状与褶皱构造

岩层产状表示的方法岩层产状是指岩石在地质中的排列和分布特征，通过观察岩层的产状可以了解到岩石的形成环境、变形过程以及地层的演化历史。

岩层产状的表示方法有多种，下面将分别介绍几种常见的方法。

一、层理面倾角和倾向层理面是岩层中相对较大的面，它们的倾向和倾角可以用来表示岩层的产状。

层理面的倾向是指层理面与地面平面的夹角，通常用罗盘测量，以度数表示；层理面的倾角是指层理面与水平面的夹角，通常用测斜仪或测斜仪器测量，以度数表示。

这种表示方法主要适用于平面或近平面的岩层。

二、折叠的形态特征折叠是指岩层在地质运动中发生的弯曲变形，通过观察折叠的形态特征可以了解到岩层的变形过程和构造特征。

常见的折叠形态有褶皱、褶皱带、断裂褶皱等。

褶皱是指岩层在挤压力的作用下产生的弯曲形变，可以分为对称褶皱和不对称褶皱。

褶皱带是指一组相互平行的褶皱构造，可以用来判断构造带的走向和产状。

断裂褶皱是指褶皱和断裂结合在一起形成的构造，常见于断裂带的附近。

三、岩层中的节理和构造面节理是岩石中存在的平行或近平行的裂隙，通常是由于岩石受到应力作用而发生的裂开。

节理的倾向和倾角可以用来表示岩层的产状。

构造面是指岩层中由于构造运动而形成的断裂面或滑动面，可以用来判断构造带的走向和产状。

四、岩层的厚度和分布特征岩层的厚度和分布特征可以用来表示岩层的产状。

岩层的厚度是指岩层在垂直方向上的延伸距离，可以通过测量岩层的上下界面的距离来确定。

岩层的分布特征是指岩层在空间上的分布情况，可以通过观察岩层的出露情况和地质剖面图来确定。

总结起来，岩层产状的表示方法有层理面倾角和倾向、折叠的形态特征、岩层中的节理和构造面以及岩层的厚度和分布特征等多种方法。

通过观察和测量这些产状特征，可以了解岩层的形成环境、变形过程以及地层的演化历史，为地质学研究和资源勘探提供重要的参考依据。

1、名词：工程地质学：是研究与工程建设有关的地质问题的一门学科。

地质环境：为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。

工程地质条件：是与工程建筑有关的地质条件的总称。

工程地质问题：是指工程地质条件不能满足工程建筑上稳定和安全的要求时，工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾。

2、工程地质条件的六大要素是：地层岩性、地质结构与构造、水文地质条件、地表地质作用、地形地貌、天然建筑材料。

3、就土木工程而言，主要的工程地质问题包括：地基稳定性问题、斜坡稳定性问题、洞室稳定性问题和区域稳定性问题。

4、工程地质学的主要任务是：（1）评价工程地质条件，阐明地上和地下建筑工程兴建和运行的有利和不利因素，选定建筑场地和适宜的建筑形式，保证规划、设计、施工、使用、维修顺利进行。

（2）从地质条件与工程建筑相互作用的角度出发，论证和预测发生工程地质问题的可能性、发生的规模和发展趋势。

（3）提出及建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施，加固岩土体和防治地下水的方案。

（4）研究岩体、土体分类和分区及区域性特点。

（5）研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用与影响。

一、地球概况1、概念：地壳运动：主要是由于地球内力作用所引起的地壳的机械运动。

2、地壳六大板块：亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块。

3、地壳运动的特征：方向性、普遍性和长期性、运动速度不均一性。

二、矿物与岩石1、概念：矿物:是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下生成的天然物质，具有一定的化学成分和物理性质。

造岩矿物: 组成岩石的主要矿物。

矿物硬度:矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。

岩石:是天然生成的，具有一定的结构和构造的矿物集合体。

岩浆岩：由岩浆冷凝、固结所成的岩石，又称火成岩。

沉积岩:是在地表和地表下不太深的地方，由松散堆积物在常温常压的条件下，经过压固、脱水和重结晶作用而形成的岩石。

第二节褶皱构造一、褶皱的基本概念（一）褶皱的定义岩层或岩体在地应力长期作用下形成的波状弯曲称为褶皱，褶皱在地壳中分布广泛，形态各异，规模大小相差悬殊，大者延伸几十至几百公里，小者可在手标本上见到，甚至表现为显微构造。

褶皱岩层中的一个弯曲称为褶曲，它是褶皱构造的基本单位（图4-8）。

（二）褶曲的基本形式褶曲的基本形式可分为两种，即背斜和向斜。

1．背斜背斜是岩层向上弯拱的褶曲，核部是老岩层，两侧是新岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相反倾斜（图4-9a）。

2．向斜向斜是岩层向下弯拱的褶曲，核部是新岩层，两侧是老岩层，且对称重复出现，两翼岩层一般相对倾斜（图4-9b）。

（三）褶曲要素为了描述褶曲在空间的形态和特征，将它的各个部位分别规定了一个名称。

总起来称为褶曲要素。

或者说褶曲要素是褶曲的基本组成部分及其相互关系的几何要素（图4-10）。

褶曲要素主要有下列几种：1．核部褶曲的中心部位为核部。

背斜核部是老岩层，向斜核部为新岩层。

2．翼部褶曲核部两侧的岩层为翼部。

背斜两翼较核部岩层新；向斜两翼较核部岩层老。

相邻背斜和向斜之间的一个翼为二者所共有。

3．翼角褶曲两翼岩层与水平面的夹角，即翼部岩层的倾角。

4．转折端褶曲从一翼过度到另一翼的转折部位称为转折端。

5．轴面通过褶曲核部，平分褶曲两翼的假想面称为轴面，轴面可以是平面或曲面，也可以是直立的、倾斜的、甚至是水平的。

6．轴线和轴迹褶曲轴面与水平面的交线，称为轴线。

轴线的方向表示褶曲的延伸方向。

轴线的长度表示褶曲的延伸长度。

轴面与地表面的交线称为轴迹。

只有在轴面直立和地面水平的情况下，轴迹和轴线重合为一条线。

7．枢纽枢纽指褶曲中同一岩层面与轴面的交线。

其产状可以是水平的、倾斜的，也可是波状起伏的，甚至是直立的，枢纽主要是用来表示褶曲在延伸方向上产状的变化。

8．高点及鞍部背斜隆起的最高部位称为高点。

有的背斜可以有几个高点，同一背斜相邻两高点之间的相对低洼部分称为鞍部（图4-11）。

常见地质构造类型分类,识别和描述：
地质构造是指地球表面和地球内部的各种地形和地貌，反映了地球内部和外部的力学和化学过程。

常见的地质构造类型包括以下几种：
1.水平构造：这种构造的原始产状是水平的，表现为先沉积的老岩层在下，后沉积的
新岩层在上，岩层层面在较大范围内保持水平或近似水平的状态。

2.单斜构造：这是指原来水平的岩层在受到地壳运动的影响后，产状发生变动，形成
单一倾斜的状态。

3.倾斜构造：这是指岩层层面在较大范围内向同一个方向倾斜，表现为顺倾斜方向岩
层逐渐变新。

4.褶皱构造：这是指岩层在受到地壳运动的影响后，发生弯曲变形的现象，包括背斜
和向斜两种基本类型。

5.断层构造：这是指岩层在受到地壳运动的影响后，发生断裂错动的现象，包括正断
层、逆断层、平移断层等类型。

识别和描述地质构造需要注意以下几个方面：
1.观察岩层的产状，即岩层的走向、倾向和倾角，以及岩层的变形特征。

2.分析岩层的层序和相对年代关系，了解岩层的形成顺序和地壳运动的过程。

3.注意观察岩层的颜色、矿物成分、结构和构造等特征，以便更好地了解岩层的形成
环境和过程。

4.结合地质图、地层柱状图、剖面图等资料，全面了解地质构造的特征和发展过程。

第四节褶皱构造一、褶皱的概念岩层的弯曲现象称为褶皱。

岩层在构造运动作用下，或者说在地应力作用下，改变了岩层的原始产状，不仅使岩层发生倾斜，而且大多数形成各式各样的弯曲。

褶皱是岩层塑性变形的结果，是地壳中广泛发育的地质构造的基本形态之一。

褶皱的规模可以长达几十到几百千米，也可以小到在手标本上出现。

褶皱构造通常指一系列弯曲的岩层；而把其中一个弯曲称为褶曲。

但褶皱和褶曲二个术语有时并无严格的区别，而且在许多外文中也只是同一术语。

从成因上讲，褶皱主要是由构造运动形成的，它可能是由升降运动使岩层向上拱起和向下拗曲，但大多数是在水平运动下受到挤压而形成的，而且缩短了岩层的水平距离。

在外力地质作用下如冰川、滑坡、流水等作用，也可以造成岩层的弯曲变形，但一般不包括在褶皱变动的范畴中。

褶曲的形态是多种多样的，但基本形式只有背斜和向斜两种。

从外形上看，背斜是岩层向上突出的弯曲，两翼岩层从中心向外倾斜；向斜是岩层向下突出的弯曲，两翼岩层自两侧向中心倾斜。

这种从形态上的划分，大多数情况下是对的。

但在有些情况下则是无法判断的，例如当褶曲是横卧时，或褶曲两翼平行而顶部被剥蚀掉时，或褶曲呈扇形弯曲而顶部亦被剥蚀，或褶曲呈翻卷状态时，等等，都无法利用形态区分是背斜或向斜。

从本质上讲，应该根据组成褶曲核部和两翼岩层的新老关系来区分，即褶曲的核部是老岩层，而两翼是新岩层，就是背斜；相反，褶曲核部是新岩层，而两翼是老岩层，就是向斜。

或者说，由核到翼，岩层越来越新，并在两翼呈对称出现，为背斜；由核到翼，岩层越来越老，并在两翼呈对称出现，为向斜。

二、褶曲要素为了便于对褶曲进行分类和描述褶曲的空间展布特征，首先应该了解褶曲要素。

褶曲要素是指褶曲的各个组成部分和确定其几何形态的要素。

褶曲具有以下各要素：（一）核褶曲的中心部分。

通常指褶曲两侧同一岩层之间的部分。

但也往往只把褶曲出露地表最中心部分的岩层叫核。

（二）翼指褶曲核部两侧的岩层。

一个褶曲具有两个翼。

褶皱构造褶皱在地壳运动的强⼤挤压作⽤下，岩层会发⽣塑性变形，产⽣⼀系列的波状弯曲，叫做褶皱。

褶皱的基本单位是褶曲，褶曲有两种基本形态，⼀种是向斜，⼀种是背斜。

褶皱构造中褶曲的基本形态之⼀，与“向斜”相对。

背斜外形上⼀般是向上突出的弯曲。

岩层⾃中⼼向外倾斜，核部是⽼岩层，两翼是新岩层（这⼀点是其与向斜的根本区别）。

但是，由于向斜槽部受到挤压，物质坚实不易被侵蚀，经长期侵蚀后反⽽可能成为⼭岭，相应的背斜却会因岩⽯拉张易被侵蚀⽽形成⾕地。

因此，我们应该根据岩层新⽼关系来确定⼀个褶皱是背斜还是向斜，⽽不能单凭地表形态来判断。

由于背斜岩层向上拱起，且油、⽓的密度⽐⽔⼩，所以背斜常是良好的储油、⽓构造。

与之相对，向斜是良好的储⽔构造。

背斜顶部受张⼒作⽤，岩性脆弱，易被侵蚀，在外⼒作⽤下形成⾕。

向斜与背斜的情况相反，底部岩性坚硬，不易侵蚀，易接受沉积。

背斜是良好的储油、储天然⽓构造。

开发⽯油、天然⽓多寻找背斜构造。

（包括海底油、⽓开采）背斜因其拱形结构，受⼒均匀，隧道、铁路等对地质要求较⾼的⼯程多选址背斜。

背斜外形上⼀般是向上突出的弯曲。

岩层⾃中⼼向外倾斜，核部是⽼岩层，两翼是新岩层。

向斜⼀般是向下突出的弯曲。

岩层⾃两侧向中⼼倾斜，核部为新岩层，两翼为⽼岩层。

背斜是良好的储油构造，向斜是良好的储⽔构造。

最主要的是因为⽔与⽯油的密度不⼀样。

此外，煤、⽯油等是由千万年的地质演化形成的，与岩层的新⽼关系密切。

有些含有油⽓的沉积岩层，由于受到巨⼤压⼒⽽发⽣变形，⽯油都跑到背斜⾥去了，形成富集区。

所以背斜构造往往是储藏⽯油的“仓库”，在⽯油地质学上叫“储油构造”。

通常，由于天然⽓密度最⼩，处在背斜构造的顶部，⽯油处在中间，下部则是⽔。

寻找油⽓资源就是要先找这种地⽅。

形成⽯油圈闭(oil trap)之地质结构有很多种类型。

第⼀种类型称为背斜型圈闭(anticline trap)，外形如窟隆状，天然⽓、⽯油和⽔均储存在储油岩(reservoir rock)内，⽽储油岩被⼀层⾮渗透性岩所覆盖，它可防⽌天然⽓和⽯油之逸离；第⼆种类型称为断层型圈闭(fault trap)，因为不渗透性岩发⽣断层⽽阻⽌⽯油和天然⽓之逃逸；第三种类型称为可变渗透性型圈闭，由於储油岩之渗透性发⽣变化⽽导致⽯油⽆法逸离储油岩。

构造大类组成地壳的岩层所具有的一定特征或形态的组构称为“地质构造” ，其基本类型有四类：水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造。

(1)水平构造：岩层产状近于水平，出现在构造运动影响较轻微的地区或大范围内均匀抬升或下降的地区，岩层未发生明显变形。

(2)倾斜构造：指岩层层面与水平面有一定的夹角。

(3)褶皱构造：褶皱是岩层弯曲形成的构造，其基本类型主要有两种：背斜和向斜。

背斜的特征是岩层向上弯曲，中心核部较老，两侧岩层依次变新；向斜则相反，岩层向下弯曲，核部较新，两侧依次变老。

(4)断裂构造：断裂构造是由于岩层受力发生脆性破裂而产生的构造。

根据相邻岩块沿破裂面的位移量，又可分为节理和断层。

(A) 节理：节是当岩层，岩体发生破裂，而破裂面两侧岩块没有发生显著位移时的断裂构造。

其成因多种多样，在剪切应力下形成的节理称剪节理，在张性应力下形成的节理称张节理。

(B) 断层：是岩体发生较明显位移的破裂带或破裂面。

断层是地壳中广泛存在的地质构造，种类很多，形态各异，规模不一。

有的能深达 700 千米。

断层延伸最长可达数百甚至上千千米。

2、断层分类按断层两盘相对位移的方向分为正断层、逆断层和平移断层(见图5)。

图5 正断层(左)、逆断层(中)、平移断层(右)示意图①正断层：上盘相对下降，下盘相对上升，主要是引张力和重力作用形成。

②逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降，主要是由水平挤压力作用形成。

③平移断层：两盘沿断层面走向方向相对错动，断层面近于直立，主要是水平剪切作用形成的。

以上三大类断层在构造图上的标示见图6 所示。

图6 正断层(左)、逆断层(中)、平移断层(右)在构造图上的标示符3、断层在剖面上的形态单个断层在剖面上的形态多种多样，下图是主要几种(图7)：(1)犁式断层：上陡下缓，上凹。

其下降盘地层厚度明显增大，上升盘地层明显变薄或缺失。

(2)座椅式断层：断面上、下陡，中间缓，在拐点部分的下降盘往往形成逆牵引构造，是油气聚集的良好场所。

§2. 褶皱构造一、概念褶皱构造：岩层受力作用后产生变形，形成一系列连续完整的弯曲形态。

大多数是受挤压力形成的，也受垂直作用力后力偶作用下形成。

研究褶皱的产状、形态、类型、成因等特点，对查明区域构造，工程地质条件非常重要。

二、预研究褶皱产状等于研究岩层产状。

1、岩层产状：三要素：岩层走向、倾向、倾角。

走向：代表岩层水平延伸方向。

倾向：垂直于走向线，沿层倾斜，面向下所引的最大倾斜线，在水平面上所指的方向。

同一岩层：倾向-走向=90。

倾角：最大倾斜线与其在水平面上投影线的夹角，岩层面与水平面所夹的最大锐角。

2、产状记录法：用方位角表示：走向45。

倾向135。

倾角40用象限角表示：NE45。

SE45。

<40。

只记倾向倾角:SW205。

<25。

三、褶皱形态类型背斜：中间——老地层，两恻——岩层依次更新１、形态向斜：中间——新地层，两恻——岩层依次更老且两边对称。

2、褶皱要素：核、翼、轴面、轴线小、枢纽、转折端。

四、褶皱构造分类：1、据轴、两翼岩层产状对褶皱形态分类：直立褶皱倾斜褶皱平卧褶皱倒转褶皱翻卷褶皱2、据枢纽产状分类：水平褶皱倾伏褶皱穹隆构造枢纽向两端倾伏或扬起，岩层向四周倾或向中间倾构造盆地3、按褶皱的组合分类：复背斜、复向斜翼部有多个次一级的小背斜、小向斜组成。

复背斜：在一个大背斜两翼，是由若干个较小的褶皱组成。

复向斜：在一个大向斜两翼，是由若干个较小的褶皱组成。

二者是复式褶皱，是由强烈的构造运动挤压形成，规模很大。

五、褶皱构造的野外识别方法：1、垂直岩层走向观察，追索地区地层分布。

如出现地层重复出现褶皱构造。

2、分析地层新老关系变化规律判断是背斜还是向斜背斜：中间——老地层，两恻——岩层依次更新向斜：中间——新地层，两恻——岩层依次更老3、分析褶皱组成要素产状划分类型。

六、褶皱的工程性质1、核部岩层节理发育，岩层破碎，易风化剥蚀，岩石力学性质差，强度低，渗透性大，地坝基或洞室稳定不利，在选坝址、邃洞位置。

岩层产状名词解释
岩层产状是指地球表面上不同地区的岩石层的几何形态和分布特征。

它通常描述了岩石层的倾角、倾向、厚度、形状和方向等方面的特征。

以下是一些常见的岩层产状名词解释：
1.倾角（Dip）：岩层与水平面的夹角，用度数表示。

2.倾向（Strike）：岩层在地表上的方向，用度数表示。

3.厚度（Thickness）：岩层的垂直厚度，通常以米为单位。

4.层理面（Bedding plane）：相邻岩层之间的平行面，表示岩石层
的分层结构。

5.倾向图（Strike and dip diagram）：用于表示岩层产状的图形，
显示了岩层倾角和倾向的关系。

6.斜交（Cross bedding）：在沉积岩中常见的一种岩层产状，由于
水流、风或波浪等作用，导致堆积层中的细粒颗粒集结成交叉
的倾斜层理。

7.斜坡层理（Foreset beds）：沉积岩中的一种特殊产状，形成于
河流、冰川或风沙等流动体的前沿，呈倾斜状分布。

8.折叠（Folding）：岩层因构造力作用而发生的弯曲变形，形成褶
皱。

9.断层（Faulting）：岩层因构造力作用而发生的断裂和错位，导
致岩层变形和位移。

岩层产状的研究对于理解地质历史、地壳构造和资源勘探等方面
具有重要意义。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
矿山地质构造
组成地壳的岩层和岩体，在内、外动力地质作用下发生的变形，表现形式为岩石的弯曲和断裂，形成褶皱和断裂构造。

这种现象称为地质构造。

地壳中各种矿产的形成、分布和赋存状态都受一定地质构造的控制，许多已形成的矿产还会遭受后来地壳运动影响而变形，产生弯曲和断裂，地下水的活动和富集与地质构造也有密切关系。

(一)岩层产状。

岩层的产状是指岩层的产出状态和空间方位。

地质构造大多都是由水平的、倾斜的或直立的岩层构成的，因此分析岩层产状，是分析地质构造的一项基础工作。

岩层的产状要素有走向、倾向和倾角。

1、走向岩层面与水平面相交的线叫走向线，走向线两端所指方向，称为岩层的走向。

2、倾向：在层面上垂直岩层走向线的直线叫岩层的倾斜线。

倾斜线在水平面上的投影，叫倾向线，倾向线所指的方向，就是岩层倾向。

3、倾角：倾斜线与其水平投影线(倾向线)之间的夹角，也就是岩层面与水平面的最大夹角叫做倾角。

(二)褶皱构造。

褶皱是指成层岩石受力连续弯曲而没有丧失其连续完整性的地质构造。

褶曲是褶皱的一个弯曲，它是褶皱组成的基本单位。

它有两种基本形态：背斜和向斜。

摺皱岩层弯曲的中心部分叫核，核部两侧的岩层叫翼，摺曲的理想中心面叫轴面。

背斜摺曲的特点是两翼岩层的倾向相背，核部为老岩层，两侧为新岩层，向斜摺曲的特点是两翼岩层的倾向相向，核部为新岩层，两侧为老岩层。