第一节第一节 地史概要地史概要第二节第二节 褶皱构造褶皱构造第三节第三节 构造节理构造节理第四节第四节 断层构造断层构造第五节第五节 地质图地质图第六节第六节 活断层活断层第七节第七节 地震地震第八节第八节 区域稳定性区域稳定性第二章 地质构造地质作用地质作用：由由自自然然动动力力引引起起的的地地壳壳物物质质组组成成、内内部部结构、地表形态结构、地表形态(发生发生)变化的作用变化的作用。 地质作用的动力来源，一是由地球内部地质作用的动力来源，一是由地球内部放射性元素蜕变产生放射性元素蜕变产生内热内热；二是来自；二是来自太阳辐太阳辐射热射热，以及，以及地球旋转力和重力地球旋转力和重力。 地质作用实质上是组成地球的物质以及地质作用实质上是组成地球的物质以及由其传递的能量发生运动的过程。考虑动力由其传递的能量发生运动的过程。考虑动力来源部位，地质作用常被划分为来源部位，地质作用常被划分为内力地质作内力地质作用用与与外力地质作用外力地质作用两大类。两大类。 地质作用常常引发灾害，按地质灾害成地质作用常常引发灾害，按地质灾害成因的不同，工程地质学把地质作用划分为因的不同，工程地质学把地质作用划分为物物理地质作用理地质作用和和工程地质作用工程地质作用两种。两种。 物理地质作用物理地质作用（自然地质作用自然地质作用）包括内）包括内力与外力地质作用。力与外力地质作用。 工程地质作用工程地质作用即即人为地质作用人为地质作用。 1.物理地质作用物理地质作用 a.内力地质作用内力地质作用：动力来自：动力来自地球本身，并主要发生在地球内部，按其作地球本身，并主要发生在地球内部，按其作用方式可分为用方式可分为4种。种。内内力力地地质质作作用用构造运动构造运动岩浆作用岩浆作用变质作用变质作用地地 震震 b.外力地质作用外力地质作用：主要由太阳：主要由太阳辐射热引起并主要发生在地壳的表辐射热引起并主要发生在地壳的表层。层。外外力力地地质质作作用用风化作用风化作用剥蚀作用剥蚀作用搬运作用搬运作用沉积作用沉积作用固结成岩作用固结成岩作用 2.工程地质作用工程地质作用 工程地质作用是指由人类活动引起的工程地质作用是指由人类活动引起的地地质效应质效应。内力地质作用内力地质作用：能量来自地球内部，作用于地壳能量来自地球内部，作用于地壳内部。有建设内部。有建设( (形成新的岩体形成新的岩体) )也有有改造也有有改造( (使已使已经存在的岩体改变形态、组构经存在的岩体改变形态、组构) )。 外力地质作用外力地质作用：能量来自地球外部，主要作用能量来自地球外部，主要作用于地表。主要是破坏于地表。主要是破坏( (使原来完整的岩体破碎、使原来完整的岩体破碎、成分改变成分改变) )，改变后重新组合，将来形成在一，改变后重新组合，将来形成在一段时间内相对稳定的地质体段时间内相对稳定的地质体 内动力地质作用的形式内动力地质作用的形式地内热地内热岩浆岩浆上升侵入地壳或喷出上升侵入地壳或喷出地表地表 岩浆作用岩浆作用 地内热、地球自转速度变化地内热、地球自转速度变化软流圈及活动软流圈及活动的岩石圈的岩石圈地壳内岩体变形地壳内岩体变形 地壳运动地壳运动 地热、地壳运动、岩浆地热、地壳运动、岩浆作用于已形成岩体，作用于已形成岩体，使其成分，结构及构造使其成分，结构及构造( (结晶大小，晶体的结晶大小，晶体的排布排布) )发生改变发生改变 变质作用变质作用 地壳运动地壳运动岩岩石石圈圈的的活活动动在在地地壳壳中中造造成成挤挤压压拉拉伸伸或或水水平平错错动动。这这种种使使地地壳壳内内岩岩体体发发生生位位移移变变形形的的作作用用，称为称为地壳运动地壳运动。 人们可以从自然的一些现象中认识到，大地不是固定不变的。古人已从陆地上，山上岩石中的海生贝壳，认识到沧桑之变。诗经：“烨(ye)烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢(卒)崩，高岸为谷，深谷为陵高岸为谷，深谷为陵。哀今之人，胡惨莫惩”。这是描述地震使大地形态发生变化的情景 。 地壳运动地壳运动地壳升降运动现象和证据地壳升降运动现象和证据意大利那不勒斯海湾，塞拉比斯古建筑废墟。建于公元105年的古罗马帝国时代，如今只存留3根12米高的大理石柱。石柱上遗留的特征表明，20002000年来这些石柱曾年来这些石柱曾因地壳下沉而末入海水中至少因地壳下沉而末入海水中至少6 6米多米多。 下下部部米米，因因曾曾被被火火山山灰灰掩掩埋埋，柱柱面面光光滑滑。近近代代火火山山灰灰被被清清理理掉掉(17世纪中发掘世纪中发掘)。其其上上米米，有有多多许许小小孔孔，海海生生生生物物侵侵蚀蚀造造成成。说说明明地地壳壳下下沉沉曾曾淹淹没没在在海海水水中中，海海生生瓣瓣腮腮类类动动物物(石石蜊蜊(li)和和石石蛏蛏(cheng)。再上米，因暴露于大再上米，因暴露于大气中，受到风雨侵蚀气中，受到风雨侵蚀而不甚光滑。一直在而不甚光滑。一直在海水面之上，未被海海水面之上，未被海水淹没。水淹没。18世世纪纪中中期期，这这处处古古遗遗址址刚刚挖挖出出来来时时，全全柱柱都都在在海海面面以以上上。19世世纪纪地地壳壳又又下下沉沉，柱脚被淹没。柱脚被淹没。近百年来观测近百年来观测:柱柱脚脚淹淹没没深深度度在在增增加加：18261826年年米米，18781878年年米米，19131913年年米米，19641964年年米米( (但但至至19701970年又回升年又回升1 1米米) )。 山海关长城，现已有部分淹没于海水中。山海关长城，现已有部分淹没于海水中。 珊瑚的生活环境，温暖的浅海珊瑚的生活环境，温暖的浅海( ( 7070米米) )，但，但现在发现有的珊瑚礁沉没于数百米深的海底，现在发现有的珊瑚礁沉没于数百米深的海底，或高出海面或高出海面( (西砂群岛，高出海面西砂群岛，高出海面1515米米) )。 海相沉积的地层（比如石灰岩），在陆地上海相沉积的地层（比如石灰岩），在陆地上很常见很常见。如青藏高原上，就有如青藏高原上，就有25百万年前的海相沉积地层。百万年前的海相沉积地层。大地测量表明，珠峰地区的平均上升速度为大地测量表明，珠峰地区的平均上升速度为3.6 mm/a（1966-1992年）年） 倾斜和弯曲的地层倾斜和弯曲的地层在野外很常见在野外很常见地层沉积时都是水平延展的地层沉积时都是水平延展的挤压作用使之倾斜和弯曲挤压作用使之倾斜和弯曲地壳水平运动的现象和证据地壳水平运动的现象和证据美国西部海岸圣安德列斯大断裂圣安德列斯大断裂。直接测量：1906年旧金山大地震前 16年中，断层两侧相对位移达7米之多。 另外，对比两侧底层岩石，发现亿年来，断层的总的水平错距达480公里。 美美国国圣圣安安德德列列斯斯大大断断裂裂大陆漂移：（通过地质研究论证）印度板块自从泛大陆中分裂出来后，向北漂移达7000公里；大西洋-大陆分裂后形成；现代测量：洋中脊生长速度，24mm/a。在大洋生长、推挤在大陆漂移的过程中，由于运动的不均匀，造成了许多的山脉(其中如美洲西海岸的巨大沿岸山系)。第一节第一节 地史概要地史概要将今论古的现实主义思想方法：将今论古的现实主义思想方法：The present is the key to the past.The present is the key to the past.一、地质年代的划分一、地质年代的划分地壳发展演变的历史叫做地质历史，简称地史地壳发展演变的历史叫做地质历史，简称地史。查明地质事件发生或地质体形成的时代和先后顺序是十分重要的。前者称为绝对地质年代绝对地质年代，后者称为相对地质相对地质年代年代。1. 绝对地质年代的确定一般根据放射性同位素的蜕变规律来测定岩石和矿物年龄。目前测定同位素年龄广泛采用的方法有：钾氩（K40Ar40）、铷锶（Rb87Sr87）、铀铅（U235Pb207）和碳法（C14N14）。其中，前三者主要用以测定较古老岩石的地质年龄，而碳法专用于测定最新的地质事件和地质体的年龄。 自从自从20世纪世纪30年代发现了元素的放射性后，同位素地年代发现了元素的放射性后，同位素地质年代测定方法得到越来越广泛的应用。基本原理质年代测定方法得到越来越广泛的应用。基本原理是基于放射性元素具有固定的是基于放射性元素具有固定的衰变系数衰变系数（衰变系数（衰变系数 表示每年每克母体同位素能产生的子体同位素的表示每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数），而且矿物中放射性同位素蜕变后剩余的母克数），而且矿物中放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素含量（体同位素含量（N）与蜕变而成的子体同位素含量）与蜕变而成的子体同位素含量（D）都可以测得，根据公式）都可以测得，根据公式就可以计算出该矿物从其形成到现在的实际年龄，即就可以计算出该矿物从其形成到现在的实际年龄，即代表岩石的绝对年代。代表岩石的绝对年代。绝对地质年代测定2. 相对地质年代的确定（1）地层层序法地层层序法。地层是指在一定地质年代内形成的地层是指在一定地质年代内形成的层状岩石层状岩石。在一个地区内，如果没有发生巨大的构造变动，沉积岩的原始水平或接近水平的状态会保留下来，并且先形成的地层位于较下部位，后形成的地层位于较上部位。简言之，原始产出的地层具有下老上原始产出的地层具有下老上新的规律新的规律。地层层序法是确定地层相对年代的基本方地层层序法是确定地层相对年代的基本方法法。（2 2）生物层序法）生物层序法。地质历史上的生物称为古生物古生物。其遗体和遗迹可保存在沉积岩层中，一般被钙质、硅质充填或交代，形成化石化石。生物的演变从简单到复杂，从低级到高级不可逆地不断发展。因此，年代越老的年代越老的地层中所含的生物越原始、简单、低级；反之，年代地层中所含的生物越原始、简单、低级；反之，年代越新的地层中所含的生物越进步、复杂、高级。越新的地层中所含的生物越进步、复杂、高级。每个地质历史阶段都有其特殊的生物组合。同一地质历史时期，在相同的地理环境下，形成的岩层常含有相同的化石或化石组合。 对于研究地质年代有决定意义的化石，应该具有在地质历史中演化快、延续时间短、特征显著、数量多、分布广等特点，这样的化石叫做标准化石标准化石。（3）岩岩性性对对比比法法。一般在同一时期、同一地质环境下形成的岩石，具有相同的颜色、成分、结构、构造等岩性特征和层序规律。因此，可根据岩性及层序特征对比来确定某一地区岩石地层的时代。（4）地层接触关系法）地层接触关系法。岩层的接触关系有沉沉积岩之间的整合接触、平行不整合接触和角度积岩之间的整合接触、平行不整合接触和角度不整合接触不整合接触以及岩浆岩与沉积岩之间的沉积接岩浆岩与沉积岩之间的沉积接触和侵入接触触和侵入接触。 地层层序律岩层层序律岩层层序律岩层水平岩层水平岩层倾斜岩层倾斜123123 若构造运动使岩层层序颠倒，若构造运动使岩层层序颠倒，这种现象称为这种现象称为地层倒转地层倒转，则老岩层，则老岩层就会覆盖在新岩层之上。这时要仔细研究沉就会覆盖在新岩层之上。这时要仔细研究沉积岩的原生构造来判别岩层的顶、底面。积岩的原生构造来判别岩层的顶、底面。123123古生物律地层切割律地层切割律根据切割关系判断相对年代根据切割关系判断相对年代由切割关系判定相对地质年代由切割关系判定相对地质年代平平行行不不整整合合整合整合平行不整合平行不整合整合与平行不整合整合与平行不整合角角度度不不整整合合角度不整合角度不整合侵入接触与沉积接触侵入接触与沉积接触岩层的各种接触关系岩层的各种接触关系二、地质年代与地层年代单位、地质年代表二、地质年代与地层年代单位、地质年代表地地 质质 年年 代代 表表Geology Time Scale中英文对照地质年代名称中英文对照地质年代名称太古宙太古宙 (Archaeozoic Eon) 志留纪志留纪(Silurian Period) 元古宙元古宙 (Proterozoic Eon) 泥盆纪泥盆纪 (Devonian Period) 显生宙显生宙 (Phanerozoic Eon) 石炭纪（石炭纪（Carboniferous Period)古生代古生代 (Palaeozoic Era) 二叠纪二叠纪 (Permian Period)中生代中生代 (Mesozoic Era) 三叠纪三叠纪 (Triassic Period) 新生代新生代 (Cenozoic Era) 侏罗纪侏罗纪 (Jurassic Period) 震旦纪震旦纪 (Sinian Period) 白垩纪白垩纪 (Cretaceous Period)寒武纪寒武纪 (Cambrian Period) 第三纪第三纪(Tertiary Period)奥陶纪奥陶纪 (Ordovcian Period) 第四纪第四纪(Quaternary Period) 第四纪地质概述第四纪地质概述 第四纪是新生代最晚的一个纪，是包第四纪是新生代最晚的一个纪，是包括现代在内的地质发展历史的最新时期。括现代在内的地质发展历史的最新时期。 1.第四纪地质概况第四纪地质概况 第四纪时期地壳有过强烈的活动，为了第四纪时期地壳有过强烈的活动，为了与第四纪以前的地壳运动相区别，把第四纪与第四纪以前的地壳运动相区别，把第四纪以来发生的地壳运动称为以来发生的地壳运动称为新构造运动新构造运动。 地球上巨大块体大规模的水平运动、火地球上巨大块体大规模的水平运动、火山喷发、地震等都是地壳运动的表现。山喷发、地震等都是地壳运动的表现。 第四纪气候多变，曾多次出现大规模冰第四纪气候多变，曾多次出现大规模冰川。川。 地区新构造运动的特征，对工程区域稳地区新构造运动的特征，对工程区域稳定性问题的评价是一个基本要素。定性问题的评价是一个基本要素。 2.第四纪沉积物第四纪沉积物 第四纪的历史虽然只有第四纪的历史虽然只有200万年左右，万年左右，但新构造运动强烈，海平面和气候变化频繁，但新构造运动强烈，海平面和气候变化频繁，所以第四纪沉积环境极为复杂。第四纪沉积所以第四纪沉积环境极为复杂。第四纪沉积物物形成时间短形成时间短，成岩作用不充分成岩作用不充分，常常成为，常常成为松散、多孔、软弱的土层覆盖在前第四纪坚松散、多孔、软弱的土层覆盖在前第四纪坚硬的岩层之上。硬的岩层之上。第第四四纪纪沉沉积积物物按按成成因因分分类类残积物残积物坡积物坡积物洪积物洪积物冲积物冲积物湖泊沉积物湖泊沉积物海洋沉积物海洋沉积物冰碛与冰水沉积物冰碛与冰水沉积物风积物风积物北京猿人生活在距今大约 77万年。遗址发现地位于北京市西南房山区周口店龙骨山。北京猿人大约在60万年前来到周口店，在这里断断续续地生活了近40万年。到约20万年前，北京猿人才离此而去。 青藏高原有确切证据的地质历史可以追溯到距今4-5亿年亿年前的奥陶纪，其后青藏地区各部分曾有过不同资料的地壳升降，或为海水淹没，或为陆地。到亿年前（地质年代的早二叠世），现在的青藏高原是波涛汹涌的辽阔海洋。这片海域横贯现在欧亚大陆的南部地区，与北非、南欧、西亚和东南亚的海域沟通，称为“特提斯特提斯海海”、或“古地中海古地中海”，当时特提斯海地区的气候温暖，成为海洋动、植物发育繁盛的地域。其南北两侧是已被分裂开的原始古陆（也称泛大陆），南边称冈瓦纳大陆，包括现在的南美洲、非洲、澳大利亚、南极洲和南亚次大陆；北边的大陆称为欧亚大陆，也称劳亚大陆，包括现在的欧洲、亚洲和北美洲。亿年前，由于板块运动，分离出来的印度板块以较快的速度向北移动、挤压，其北部发生了强烈的褶皱断裂和抬升，促使昆仑山和可可西里地区隆生为陆地，随着印度板块继续向北插入古洋壳下，并推动着洋壳不断发生断裂，约在亿年前，特提斯海北部再次进入构造活跃期，北羌塘地区、喀喇昆仑山、唐古拉山、横断山脉脱离了海浸；到了距今8000万前，印度板块继续向北漂移，又一次引起了强烈的构造运动。冈底斯山、念青唐古拉山地区急剧上升，藏北地区和部分藏南地区也脱离海洋成为陆地。整个地势宽展舒缓，河流纵横，湖泊密布，其间有广阔的平原，气候湿润，丛林茂盛。高原的地貌格局基本形成。地质学上把这段高原崛起的构造运动称为喜马拉雅运动。青藏高原的抬升过程不是匀速的运动，不是一次性的猛增，而是经历了几个不同的上升阶段。每次抬升都使高原地貌得以演进。距今一万年前，高原抬升速度更快，以平均每年7厘米速度上升，使之成为当今地球上的“世界屋脊”。青藏高原是世界上最年轻的一个高原，亿年前，印度板块开始向北向亚洲板块挤压，由此引起昆仑山脉和可可西里地区的隆起。随着印度板块不断向北推进，并不断向亚洲板块下插入，青藏高原在对此上升阶段中形成。青藏高原的形成并不是一次就完成的，其上升速度曾几度达到停止，但有时也非常迅速。一万年前其上升速度曾达到每年7厘米。 本节要求掌握本节要求掌握:地壳运动的形式地壳运动的形式相对地质年代的确定方法相对地质年代的确定方法地层之间的接触关系类型地层之间的接触关系类型地质年代单位与地层年代单位地质年代单位与地层年代单位