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断裂构造-煤矿地质学培训课件

断裂构造-煤矿地质学培训课件
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第三节  断裂构造
    地壳中的岩石在地应力作用下,失去其连续性
和完整性,这种构造称为断裂构造。
节理:断裂面两侧岩块没有明显的位移。
断层:断裂面两侧岩块有明显的位移。
一、节理
(一)节理特点:1、属于小型构造;2、与褶曲断层有密切联系。
(二)节理成因分类
           1、构造节理:
           2、非构造节理:

(三)节理的几何分类
1、按力学性质分类:
    1)张节理:张应力作用的产物,垂直于张力方向裂开。
    2)剪节理:力偶作用的产物。
2、按节理面走向与岩层产状的关系分类:
    1)走向节理:节理面的走向与岩层的走向一致。
    2)倾向节理:节理面的走向与岩层的倾向一致。
    3)斜交节理:节理面的走向与岩层的走向斜交。
3、按节理面走向与褶曲枢纽的关系分类:
   1)纵节理:节理走向平行于褶曲枢纽方向。
   2)横节理:节理走向垂直于褶曲枢纽方向。
   3)斜节理:节理走向斜交于褶曲枢纽方向。

4、节理的组合方式:
  1)平行节理:各条节理的走向
平行、倾向一致。
  2)X节理:两组节理直交或斜
交成X形排列。
 3)放射状节理:节理成放射状
排列。此节理常发育于因岩浆上
拱而形成的穹隆地区。
 4)环状节理:节理面为弧形面,
并呈同心圆状排列,多发育于局部下陷的构造盆地周围。
(四)节理的观测研究
1、节理的野外观测:
1)观测点的选定:根据所要解决的问题进行选定。

2)观测内容:
(1)了解观测点的地质背景。
(2)区分构造节理和非构造节理。
(3)分析节理发育程度与岩层的岩性、厚度、构造应力的关系。
(4)区分节理期、节理组和节理系:
(5)描述节理的特征:
3)节理的测量记录:
2、节理资料的整理:
     对野外观测获得的节理原始资料,应及时在室内加以整理,进
行统计,编制成有关图件,以供分析节理发育的特点、规律以及
与有关构造的关系。整理和统计节理的方法一般是按观测点分别
编制节理玫瑰花图、节理极点图、节理等密度图。

 在这里仅介绍节理玫瑰花图的编制方法:
1)将节理走向方位角的大小依次排列,
按每10°为间隔,进行分组。
2)统计每组节理数和该组平均走向。
3)按选定比例作一半圆,一般为270°
 --  90°,上方为北。
4)以每组平均走向为方位,以节理数
为长度,从圆心一端点连线,然后把各点端点连接,若端点不连
续,则折线联回原点,既得该图。


二、断层
(一)断层要素:
    为了描述、研究断层,把断层的形态组成部分
分别给以命名,统称为断层要素。
1、断层面:
矿区常见的断层面:
1)规整的断层面;
2)破碎的断层带;
3)密集的小错动。
断层面的产状用走向、
倾向及倾角表示。
2、断层线:既断层面与地面的交线。
    地形平坦时,断层线接近断层的走向线,断层线的变化规律与
地层界线一样,遵循“V”字形法则。

3、断盘:被断层面所分割的由岩体或岩层所组成的  
              地块。
   1)上盘:断层面倾斜时,位于断层面以上的地块。
   2)下盘:断层面倾斜时,位于断层面以下的地块。
4、交面线:岩层层面与断层面的交线。
    1)上盘交面线:上盘岩层层面与断层面的交线。
    2)下盘交面线:下盘岩层层面与断层面的交线。

(二)、断距
    断层两盘相对错开的距离—断距 。
     断距与断层的延伸长度、切割深度共同表示断层规模的大小。
在煤矿生产中断距表明了煤层被错开后相隔的距离,因此,断距
是开采矿产不可缺少的资料。


1、真断距
断层面上的某个点,随上、下盘
相对位移的距离。
    真断距代表了断层两盘相对位移
的总距离,故又称总断距。

真断距ab:是一个向量,可沿不同
方向分解成各个分量:ab的铅垂分量ad—铅垂断距;水平分量bd—
水平断距。以上两个分量位于包含ab线的铅垂面内。
    在断层面上:ab沿断层走向线的分量ac—走向断距;ab沿断层
倾向线的分量ac—倾向断距。
 平移断距:总断距=走向断距;铅垂断距=倾向断距=0。
     正、逆断层:总断距=倾向断距;走向断距=0;
                        铅垂断距=总断距×sinφ
      水平断距=总断距×cosφ (φ—断层面倾角)

2、地层断距
    上、下盘中同一地层面的距离—地层断距。
    若沿地层倾向切制剖面,在该剖面内,上、下盘同一岩层面的
垂直距离—地层断距;其它剖面内得到的为视地层断距。


 与地层断距相关联的有:铅垂地层断距hg和水平地层断距hf,三
者之间的几何关系:h0=hf×cosα;h0=hg×sinα
 在煤矿生产过程中的应用:


  地层断距与
真断距是两个
不同的概念。
两点之间的距
离必须在两点
的连线(即相对位移方向)上量取,而两个面的距离与两个面相
对错移时的方向无关。因此,地层断距相同的断层,真断距未必
相等;真断距相等的断层,地层断距未必相等。
  地层断距不同于真断距,它们的各个分量也不存在对应关系。
只有在某些特定条件下,二者的某些分量才相等。如地层水平时,
地层断距=铅垂断距=铅垂地层断距。 

3、落差:
    横切或斜切断层的剖面内,上、下盘同一岩层界线与断层各有
一个交点,两个交点的高程差,叫落差(H),两个交点的水平
距离—平错(L),两点沿断层面的距离—倾斜间隔。
一般把断层倾向剖面内的落差值叫落差,
其它剖面内的落差值叫视落差。

 


(三)断层的分类
1、以两盘相对位移方向为基础的分类:
    该分类方案首先将断层分成三大类:

1)正断层:上盘相对下降,下盘相对上升。

 

 

 

 

2)逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降。
3)平移断层:两盘沿断层面走向相对水平位移。
    若上盘相对逆倾向斜冲—逆平移断层。
    若上盘相对顺倾向斜滑—正平移断层。

2、根据断层走向与两盘岩层走向的关系分类:
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近于直交,与倾向平行。
3)斜交断层:断层走向与岩层走向斜交。
3、根据断层走向与褶曲轴向的关系分类:
  1)纵断层:断层走向与褶曲轴向近于平行。
  2)横断层:断层走向与褶曲轴向近于直交。
  3)斜断层:断层走向与褶曲轴向斜交。


4、根据断层的组合形式分类:
1)地堑和地垒(堑垒构造):
2)迭瓦状构造:
3)阶梯状构造:

 

 


                     

                         阶梯状断层
                                                                                                    地堑和地垒

 

 

 

 


 

 

 

(四)识别断层的标志
1、岩层的不连续
1)平面上表现为错开,剖面上表现为升降。证明有断层的存 
在,断层存在于平面上煤(岩)层错开的部位。
2)岩层走向发生急剧变化:由于两盘岩层在相对错动时,产
状发生变化而形成,是指一些大、中型断层而言。
2、煤(岩)层的重复与缺失
1)走向断层与岩层倾向相反时,正断层造成重复,逆断层造
成缺失。
2)倾向相同,且断层面倾角>岩层倾角,正断层造成缺失,逆
断层造成重复。
3)倾向相同,且断层面倾角<岩层倾角, 正断层造成重复,逆
断层造成缺失。

 

 

 

 

 

 

                                      走向断层造成岩层重复与缺失
                    a.c.e--走向断层造成岩层重复;b.d.f--走向断层造成岩层缺失

3、褶曲的突然变宽变窄
    褶曲被横向或斜向断层切割时,不仅表现为岩层分布不连续及
轴线不连续,还表现为褶曲核部宽度在断层两盘突然变化:

            P                      P                           C                         C
                  C         C        背斜                      P                         P     向斜
           P                       P                           C                           C
           下降        上升                                 上升            下降
    切割背斜时,上升盘变宽,下降盘变窄;切割向斜时,上升盘
变窄,下降盘变宽。平移断层切割褶曲,两盘宽度不变,但各地
层界线平行错开。斜移断层,既有平面错开,也有宽度变化。
4、牵引褶曲
    断层两盘沿断层面相对错移时产生的摩擦力,拖动断层附近的
岩层,使之弯曲而形成的褶曲。
    岩层因牵引而变薄的尖端指示了对盘运动方向。

5、断层角砾岩
6、地形上的陡壁、悬崖
7、水文特征
    有些断层导水性较强,往往成为地下水的出露地表通道,有些
断层切割含水层,形成泉水。沼泽、湖泊成排成带分布时,沿线
可能是一条或平行排列的数条断层。
(五)断层类型的确定
    主要指正断层、逆断层和平移断层的确定,常用的方法有:
1、经验类推法:
    根据以往研究成果,若某矿以正断层为主,那么所遇新断层,
就可以根据这种规律判断其类型为正断层。
2、小断层类比法:
    大断层附近常伴生一系列小断层。在
巷道掘进中若遇到一系列小断层,可判断
前方有大地层存在,且性质与小断层相同。       小断层类比
 

3、岩层层位对比法
    采用本方法时,必须掌握下列地质情况:
1)煤层顶、底板的岩性特征,植物化石分带。          .   150
2)煤层厚度及层间距。
3)煤层结构、夹矸厚度、岩性。                         100   .   .
                                                                                              A            B
                                               1#
                 1#                              2#

               2#                                                                    .
4、对比分析法                                                                                                                    
1)利用相邻井巷查明的       1#                 1#                         
断层的性质,判断新巷          2#
道所遇断层性质。                  利用相邻煤层判断          利用相邻井巷判断
2)利用相邻煤层资料判断


5、断层标志法
1)煤线方向指示另一盘错动方向
2)断层角砾岩:看角砾岩岩性,若全是顶板岩石,对
盘下降。若有底板岩石存在,对盘上升,此法只起辅助
作用。
3)擦痕:用手顺擦痕方向摸,光滑方向既手代表盘运
动方向。
4)根据钻孔资料:当巷道开到钻孔附近时,要充分利用
钻孔资料。
5)根据产状分析:要充分利用岩层产状资料。
思考题
1、地质构造、单斜构造、褶曲构造、断裂构造的概念?
2、什么是岩层的产状要素,如何用三点法求产状?
3、褶曲分类、形成时代?
4、节理按成因分类?
5、断层分类?
6、走向线在平面、剖面上的重复与缺失?
7、识别断层标志。
8、断层类型确定的方法有那些?

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:PPT
  • 上传日期:2014年05月07日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
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