2007第二章地质构造.

第二章地质构造单斜构造褶皱构造断裂构造概念:指在各种内外动力地质作用下形成的岩层或岩体变形产物。成因分两类:构造变动:内动力地质作用（地壳运动）引起。例褶皱、断裂。较常见范围、规模较大。非构造变动:外动力地质作用(重力作用、地下水侵蚀等)引起的岩层或岩体局部变动。如岩溶陷落、滑坡、山崩等。地质构造概述规模：有大有小。大者可绵延数百KM乃至数千KM；小者可出现于手标本上；有的需要借助显微镜观察。表观形式：多种第一节单斜构造概念：在一定范围内，一系列岩层大致向同一个方向倾斜。重要概念：岩层的产状指岩层在地壳空间的位置和产出状态。三要素:走向、倾向、倾角灰岩泥岩砂岩走向走向线两端所指方向。有两个同一走向线上各处的标高是相同的。真倾向与视倾向与走向垂直剖面所测的倾向称真倾向。与走向斜交剖面所测的倾向称视倾向。真倾角与视倾角与走向垂直剖面所测的倾角称真倾角。与走向斜交剖面所测的倾角称视倾角。任何视倾角都小于该岩层的真倾角。第二节褶皱构造（一）褶皱与褶曲褶皱:指由于地壳运动等地质作用的影响．使岩层发生塑性变形而形成一系列波状弯曲,但仍保持着岩层的连续完整性的构造形态，称为褶皱构造,简称褶皱。褶曲：褶皱构造中的一个弯曲称为褶曲。(二)褶曲的基本形态向斜岩层向下弯曲;核部岩层相对较新，两侧岩层较老且对称重复出现背斜岩层向上弯曲;核部岩层相对较老，两侧岩层较新且对称重复出现13221正常背斜两翼岩层倾向相背倒转向斜两翼岩层倾向相同正常向斜两翼岩层倾向相向倒转背斜两翼岩层倾向相同(三)褶曲构造与煤矿生产的关系大型褶曲是井田划分和矿井开拓系统布置的重要依据之一例:有些大型褶曲，两翼煤层距离较远，很难形成同一的生产系统，往往以褶曲的轴为界，分成两个井田或几个井田开采。中型褶曲中型褶曲常是大型褶皱构造的次一级伴生构造。中型褶曲是采区布置考虑的主要依据轴小型褶曲小褶曲对煤层厚度的影响有些地方煤层增厚，有些地方变薄甚至不可采，使工作面无法采煤，需重新掘开切眼。小褶曲对煤层产状的影响小褶曲对工作面长度的影响使工作面长度发生变化，用机械回采时，对劳动组织、正规循环、顶板管理都带来一定的困难。推进方向工作面第三节断裂构造概念:岩层或岩体受力后产生变形，当作用力达到或超过岩层强度极限时，岩层连续完整性遭到破坏，在一定部位和一定方向上产生断裂，称断裂构造。类型:节理和断层（据断裂面两侧岩石有无明显位移）一、节理(又称裂隙)概念：指断裂面两侧岩石没有发生明显位移的断裂构造。延伸长度：几厘米——几十米甚至更长密集度：相邻两节理的距离可从数厘米到数米节理面：节理的断裂面称节理面节理的产状：用节理面的产状要素（走向、倾向、倾角）描述。节理（裂隙）分类按成因分原生裂隙是指在岩石在形成过程中形成的节理(泥裂、煤固结收缩产生裂隙)共同特点：是局限于某种岩性中。次生裂隙指岩层形成以后生成的裂隙分2类(1)构造裂隙：由内动力地质作用（地壳运动）产生分布广泛，有规律，与褶皱、断层等有成因联系(2)非构造裂隙：由外动力地质作用或人为因素形成按力学性质分张节理剪节理张节理由张应力作用形成。特点：区域性的张节理通常是直立的或近于直立的、规模较大；局部性张节理则分布于其它地质构造类型的一定部位。如褶曲核转折端的坚硬岩层中产状不稳定，延伸不远，分枝合并现象较为常见；多数节理是张开的呈楔形，常被矿脉充填；节理面粗糙或凹凸不平，无擦痕：在砾岩或砂岩中，张节理常绕过砾石或粗砂粒，形成凹凸不平节理面剪节理由剪应力作用而形成。特点：常成对出现，称之为共扼剪节理，构成共扼“x”型节理系，通常这两组节理的发育程度是不等的。产状较为稳定，沿走向和倾向延伸较远，常呈雁行排列，多条平行节理往往等距分布。节理紧闭，节理面光滑平直，有时有滑动擦痕。在砾石或砂粒中能切穿砾石和砂粒。（二）裂隙与煤矿生产的关系1裂隙与钻眼、爆破的关系炮眼不能沿主要裂隙面布置2利用裂隙提高回采率与裂隙面发育方向相反，难推进易难3裂隙与采煤工作面的支护与顶板管理的关系支护一般不用顶柱，采用棚子支护棚子的顶梁不能平行于主要裂隙方向布置放顶放顶距离应小些回采放顶应考虑顶板岩层的主要裂隙方向应使顶板岩石顺裂隙面以不大的块度冒落，4裂隙与掘进和回采工作面布置的关系若掘进方向或工作面方向与裂隙的走向一致，容易造成顶板塌落；冒顶和片帮；回采区瓦斯聚集和突出。最好与主要裂隙方向成锐角或垂直5裂隙与矿井水的关系裂隙破碎带是地下水运移的良好通道，尤其是张性裂隙，应引起重视。二、断层概念：指断裂面两侧岩块沿断裂面发生有明显位移的断裂构造。规模变化很大构成区域地质格架控制或影响区域成矿作用现代活动性断层则更直接影响水工建筑甚至可能引发地震、滑坡等地质灾害(一)断层要素是用以描述断层空间形态特征的几何要素1.断层面2.断层线3.断盘4.交面线5.断距1.断层面概念：岩层破裂面即称为断层面。形态：形态或曲面，或为断层破碎带空间位置：由走向、倾向和倾角确定。2．断层线概念：断层面在地面的出露线。反映了断层的延伸方向。形态：直线或曲线，取决于断层面形态、地形起伏3.断盘上盘/下盘上升盘/下降盘4．交面线概念：指断层面与岩层(底)面的交线。断层面与煤层(底面)的交线称断煤交线。上盘断煤交线下盘断煤交线5．断距概念：断层两盘相对位移的距离称为断距。同—断层、同一地点、不同方向的剖面会得到不同的断距表现形式和断距值。（1）真断距或总断距：岩块上某点，断裂位移后错开为两点间的距离。（2）垂直于岩层走向剖面上的各种断距地层断距：指断层两盘上对应层之间的垂直距离ho铅直地层断距：指断层两盘上对应层之间的铅直距离hg水平地层断距：指断层两盘上对应层之间的水平距离hfFDPCAB（3）垂直于断层走向剖面上的各种断距斜断距（倾向断距）h’o’断层两盘对应地质界线点之间的距离铅直断距（落差）h’g’断层两盘对应地质界线点之间的高程差水平断距(平错)h’f’断层两盘对应地质界线点之间的水平距离FDPCA’B’(二)断层分类1.根据断层两盘相对位移的方向分类正断层逆断层平移断层特性正断层多张性；延伸距离较小；断层带破碎岩石胶结不紧密；断层面倾角较大（45º）。逆断层多压性；延伸较长；有擦痕；断层泥和角砾胶结较密按倾角大小分３种类型：逆冲断层45º逆掩断层45º一25º碾掩断层＜25º平移断层断层多较紧闭；断层面一般直立或近于直立2根据断层走向和所切割岩层走向的关系分类走向断层断层走向与岩层走向基本—致；倾向断层断层走向与岩层走向基本直交；斜交断层断层走向与岩层走向明显斜交。复合命名走向正断层3．断层的组合类型地垒和地堑阶梯状构造叠瓦状构造地垒和地堑由两条以上正断层组成。若断层倾向相背，中间断盘相对上升，两边断盘相对下降，称地垒;若断层倾向相对，中间断盘相对下降，两边盘相对上升。称地堑。阶梯状构造由两条或两条以上产状大体一致的正断层组合而成；上盘在剖面上呈阶梯状向同一方向依次下降叠瓦状构造：由数条产状大致相同的逆断层组合而成;上盘在剖面上呈叠瓦状向同一方向依次上推（三）断层存在的标志（识别标志）1.岩（煤）层的不连续2.岩(煤)层的缺失与重复3.地貌标志4.断层面或断层带的构造标志1．煤（岩）层的不连续同一煤(岩)层界限突然中断、错开;2．煤(岩)层的缺失与重复3.地貌标志冲沟错断山脊或断层崖一系列湖泊、沼泽、洼地、泉水等呈带状分布反映可能有大断层存在。例如陕西渭河地堑南侧沿秦岭北麓的大断层就分布有华清池、汤峪等一系列温泉.4.构造标志断层面擦痕断层面阶步牵引现象（牵引褶皱或拖拉褶皱）断层角砾和断层泥（四）断层与煤矿生产的关系大型断层（落差大于50M）中型断层（落差为50M-20M)小型断层（落差小于20M）1.大型断层（落差大于50M）作为划分井田边界的依据煤田被大型断层分成若干块段，每个块段为一个井田。影响井田开拓方式的选择无大型断层的缓倾斜煤层的井田，选择斜井开拓；有大型断层影响的井田，开拓方式也随之改变：。（选用立井或主要石门开拓）2.中型断层（落差为50M-20M)利用倾向断层划分采区边界断层之间煤层走向长600-800M；煤层走向长度300-400M时；采用双翼上山开采用单翼上山开采利用走向断层划分水平边界当走向断层之间煤炭储量能达到一个水平服务年限时；可利用走向断层划分水平边界3.小型断层利用走向断层划分工作面利用斜交断层划分工作面15-20M4.断层对煤矿生产中其他方面的影响影响煤矿安全矿井水突出瓦斯突出引起跨塌冒顶造成煤炭损失断层两侧须留一定宽度保安煤柱，断层多时，损失较大影响掘进工作当煤岩层遇到断层是，应迅速找到断失的煤层，否则会造成大量废巷,影响掘进