范文一:浅析煤矿断层地质构造
浅析煤矿断层地质构造
摘 要:断层是影响煤矿生产的重要地质因素之一,在大断层附近煤岩层的产状会发生较大的变化,如煤层倾角局部变大,出现急倾斜甚至倒转等。对井田内的大中型断层的延展方向落差的变化及其影响范围等情况掌握不清会造成设计和施工的盲目性,采区不能合理划分,甚至威胁安全生产。
关键词:煤矿 断层 地质 构造
一、历史背景
随着矿井生产的逐步延深,地质条件、水文地质条件趋于复杂。因此,1987年至1998年在生产过程中对矿井的地质及水文地质条件进行了大规模的补充勘探,对影响矿井安全和生产的水患问题进行了治理。自 1998年开始,208平7孔的涌水得到了充分利用,直接排至井上供生产和生活使用。
二、构造划分以及分析
塔坨向斜区由南一石门往北到井田边界为塔坨向斜区。该区域内以褶皱和陷落柱构造发育为主要特征。褶皱由北往南依次为塔坨向斜、北二背斜、井口向斜。已发现的陷落柱大部分发育在此区域,且集中于井口向斜轴部附近。断裂构造发育以小型正断层为主。塔坨向斜:塔坨向斜为本区域的主体构造,对该区内其它褶皱、断裂构造及煤层的后生变化起着决定性的控制作用。塔坨向斜的枢纽呈弧形、向北弯曲。向斜的轴线在-400米以上为N65°W ,往深部转为N45°E ,向斜轴面略向北倾斜。两翼地层不对称,北翼陡,地层倾角可达45°,南翼缓,倾角在20°以下。向斜在浅部较为开阔,而在-300米至-600米之间褶皱比较紧密,并略呈复式褶皱构造。向斜深部有向董各庄盆地发展的趋势。北二背斜:属塔坨向斜的次一级褶皱构造,背斜的轴线位于北二石门2270下山附近。基本与塔坨向斜轴平行,也呈弧形弯曲,发育于-300米水平以下。井口向斜:位于二水平井底车场,也同属于塔坨向斜的次一级构造,由两个小型向斜呈”Y”型组合而成。主轴也基本与塔坨向斜轴平行,呈弧形。它仅发育在-300~-700米之间,在-400米~-500米之间褶皱比较明显。井田内揭露的岩溶陷落柱多集中在此区域。塔坨向斜区域内的断裂构造多数与塔坨向斜的形成有关,集中发育在向背斜的轴部。揭露的断裂构造基本上分为四组,即NW 向和NEE 向、NNE 向和NWW 向,其中以NW 向和NEE 向两组断裂较发育,断层落差大,延伸较远,多数为正断层。在垂向上,同一断层在下部煤岩层中的落差要比在上部煤岩层中落差大,特别是逆断层,当发育到上部7、8煤层时,就往往呈现为煤层的褶皱变形而消失。另外,由于煤层的厚度及顶底板岩石力学性质的差异,不同煤层中断层的发育差异也很大,9煤和11煤层中断层比较发育,7煤、8煤和12煤层中次之。另外,在该区域内还揭露了三种特殊类型的断层。一种是在浅部的7、8煤层中发育的走向断层,走向上有一定的延展长度,但垂向上只发育到9煤层顶板之上,属于层滑构造。第二种是揭露于2170下山及2176等工作面中的大型平推断层。断层的落差虽然不大,但断层的延展长度却很大。第三种是同一断层在上部煤层中表
范文二:断层地质构造索描卡片
汾西瑞泰,,,,,矿断层地质构造索描卡片
地点 素描图
日期 断层性质
断层面 走 向 倾向 倾角 擦痕方向
产状要素 平
面 落 倾斜 垂直 水平 图 煤(矿)层厚度 差
断层附近裂 顶板 底板
断层裂隙要素 隙产状要素
倾角 走向 倾向 煤(矿)厚 断层两盘煤(矿)层 断上盘 产状及厚度 面 下盘 图 坐标 X= Y= Z=
文字描述
填绘者: 审核:
in advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military
汾西瑞泰,,,,,,矿褶曲地质构造素描卡片
地点 日期 素描图
坐标 X= Y= Z=
褶曲类型
要 褶曲两翼
翼 素
别 走向 倾向 倾角 煤(矿)层 产状及
煤(矿)层厚 度 褶
褶
轴向
轴部裂隙产走向 倾向 倾角 煤(矿)厚
状
及煤(矿)厚
文字描述
填绘者: 审核:
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井 下 突 水 点 台 帐 汾西瑞泰,,,,,,矿 制表,,,,, 校对,,,,,,
坐 标 水位压(,) (,,,) 涌水量(m?,,,,) 编突 水 突水突水 水地点 突水描述及危害程度 号 类 型 水源 通 道 温 X Y Z 突水前 突水后 最小 最大 稳定
突水类型:系指上层滞水、潜水、层间水(又称承压水),再依据特征分孔隙水、裂隙水和岩溶水。
突水水源:系指地下水、地表水、大气降水、老空积水……等;
突水通道:系指构造裂隙带与接触带、采空区上部冒落裂隙带,含水层的露头区,封闭不良的导水钻孔,煤层底板岩层突破。
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井田大中型地质构造台帐 汾西瑞泰,,,,,,矿
产 状
断层编号 位置 断层性质 走向延伸长度(,) 断层落差(,) 备 注
走向 倾向 倾角
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井田内大中型无炭柱登记卡片
卡片编号 汾西瑞泰,,,,,,,,矿
井号 采区 揭露大巷名称 地层走向 无炭柱长轴长度 无炭柱垮落角 揭露工作面名称 地层倾向 无炭柱短轴长度 煤 层 号 施 工 单 位 地层时代
陷落柱平面形状示意图 陷落柱剖面形状示意图 掘进工作面 掘进平面图
平
素
描 面 岩层: 回采工作面 回采平面图
柱柱
体侧
前裂
图 图 煤隙
岩断煤质变化范围、氧化程度: 层层
变发
化育
特特
征 征
备 存填物组合特征 对涌水量影响 发育分布规律 地貌显现
岩块堆积方式
注 岩块胶结类型
岩块性质 收集人
岩块形状 填表人
岩块大小 审核
岩块地质时代 日期 年 月 日 in advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military
封闭不良钻孔台帐
汾西瑞泰,,,,,,,矿 制表,,,,,,,校对,,,,,,,
钻孔坐标 封闭不良层位
钻孔所在采工作面位终孔深度 钻孔编号 封闭不良原因 对生产的影响程度 应采取措施 置 (,)
X Y Z 层位 深度(,) 厚度(,)
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井下水文钻孔台帐
汾西瑞泰,,,,,,矿 制表,,,,,,校对,,,,,,,,
孔口坐标 终孔 初见水时 水量最大时 终孔 钻是否取 施工日期 封孔 质量 水位压 水位压 水位压 钻孔编钻孔钻孔孔钻孔结 涌水量孔涌水量 涌水量 位置 孔深 孔深(,) (,) (,) 号 方位 倾角 性构 X Y Z 层位 (m?,深 (m?,(m?,(年、月、日) 质量 验收 (,) (,) (,,(,,(,,质 样化验 秒) , 秒) 秒) ,) ,) ,)
开始上帐日期 年 月 日 第 页 in advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military
钻孔(井、泉)动态观测成果台帐
汾西瑞泰,,,,,矿 制表,,,,,校对,,,,,,
孔(井)号 孔(井)号 孔(井)号 孔(井)号
天 含 孔(井、泉)深度: , 孔(井、泉)深度: , 孔(井、泉)深度: , 孔(井、泉)深度: , 日期 水 X= Y= Z= X= Y= Z= X= Y= Z= X= Y= Z= 层 气 水位深度 水位标高 供水量 流量 水位深度 水位标高 供水量 流量 水位深度 水位标高 供水量 流量 水位深度 水位标高 供水量 流量
水位深度、水位标高单位为,;供水量、流量单位为m?,秒 第 页 in advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military
抽放水试验成果台帐
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渗透系数(,?恢复 ,钻孔 滤水管(试验段) 含水层 静止水位 水位降次 抽(放)水 影响半径(,) 下涌 单 位 ,) 降水 涌 编 孔口 孔孔径 管径 起止 起止 厚抽 观 抽 观 延续 稳定 分 平 分 平 次量 水 量 名称 深 深度 深度 度 (放) 测 (放) 测 时间 时间 水位 编号 数 (,?,) (,?,?,) (,) 号 坐标 , ,, ,, , , , 孔 孔 水 孔 , , 次 均 次 均
X 1
Y 2 至 至
Z 3
上账日期 年 月 日 第 页 in advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military
地表水文(河流)观测成果台帐
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河流名称 井田内流经长度(,) 备 河水面积(,?) 行洪量(m?,,) 最高洪水位(,) 注 河床距开采层深度(,)
水位标高流 速 流 量 水位标高流 速 流 量 水位标高流 速 流 量 观测日期 天 气 观测地点 观测地点 观测地点 (,) (m,,) (m?,,) (,) (m,,) (m?,,) (,) (m,,) (m?,,)
注:观测方法填在备注栏内 第 页 in advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military
矿井涌水量观测成果台账
汾西瑞泰,,,,,矿,,,,,,,,井 (单位:m?,,) 制表,,,,,,,,校对,,,,,,,,
水平 水平 ,日期 全井合计 备 注 小计 采区 采区 采区 采区 采区 小计 采区 采区 采区 采区 采区
平均
注:观测方法可在备注中填写。 第 页 in advance, closely associated with the party's patriotic youth Yu Qingzhi when Chang. Yu Qing Zhi, nanling County, Anhui Wuhu Brook family beach people, after the start of the war, participated in the third war zone relative to the officer training Corps trainees, young Chang Shen Liqun from Shangrao, Jiangxi province, is the only military
范文三:过断层、地质构造带的安全措施
煤巷掘进工作面遇断层、地质构造带
安 全 措 施
编制:王石卫
遵义市汇川区高平镇开发煤矿
二○一四年七月十一日
一、防治水措施
(一)按照掘进工作面探放水设计和安全措施进行探放水工作,交接班交清探放水剩余允许掘进距离不低于30m,总工程师、矿长严格审批。
(二)探放水前必须加固迎头10m 范围内巷道支架,在紧贴迎头打好立柱和栏板,防止发生煤壁因渗水溃塌。探放水过程中如遇到水压过大,不得取出钻杆;应立即在钻机后边打上加固钻机的点柱、撑柱,防止钻杆、钻机移位。
(三)坚持“有掘必探,先探后掘,有疑必停”的原则进行探放水作业,遇到透水预兆,工作面及其受影响向的相邻工作面人员应立即按照既定的避灾路线撤到安全地面,同时电话通知煤矿调度室。
(四)遇断层、地质构造带时,应及时清通巷道水沟,工作面突水时,水能顺利外排。
(五)机电人员应加强对排水泵的日常检修与维护,确保工作泵运转正常,备用泵、检修泵时刻完好,能够随时投入正常使用。
二、防治片帮、冒顶措施
(一)锚杆支护的巷道,应及时打设锚杆、挂网,严格控制空顶距不得超过1.5m;严格监管支护质量,打锚杆必须基本垂直岩面,保持合适的迎山角度。
(二)遇到顶板岩层破碎、开裂情况,应及时敲帮问顶,及时用液压柱、铰接梁牢固地打设临时点柱支护。锚杆应加密,顶板、两帮锚网支护从巷顶到巷底全部打严。
(三)不适合采用锚网支护的情况下,换用11?工字钢棚式支护。工字钢棚间距0.6m,采用木料牢固、严实地刹帮背顶。
(四)工字钢棚式支护时,最大空顶距不得超过1m。在每次放炮前加采取在顶梁与迎头之间之上加穿楔,相邻棚腿之间加撑木连锁等方法固工作面10m支架。
(五)工作面放炮应浅打眼、少装药,放小炮。每次放炮前后检查支架的稳固性,对炮后崩坏的支架及时恢复。
(六)不定时检查断层、地质构造地段巷道支护情况,如发现异常,及时维修加固。
三、防治煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出措施
(一)过断层前的管理措施
1、生产中,对于地质部门在防突预测图上标注的断层或日常下达的地质预报出现的断层,通风队队长、防突队队长及技术科科长审签后,交发防突班;防突副班长以上人员必须签字,并贯彻到防突员,根据断层情况制定过断层安全技术措施。过断层安全技术措施必须发放到各相关施工单位,并严格执行。
2、在断层预计揭露位置前20m,必须执行边探边掘措施,并根据提供的断层产状,探测断层是否存在和初步判断断层实际落差:将防突钻孔资料交地质分析。以准确判断断层的落差。
3、掘进工作面施工过程中,如突然出现断层或煤层异常变化(突然变厚、变薄)。防突员和瓦斯检查工作必须立即矿通风调度汇报;通风队防突地质人员必须及时深入井下调查,判断断层情况。若构造复杂,及时向通风副总和调度室汇报,由调度室安排地质科人员下井调查,确定断层产状。
4、掘进工作面施工前的探孔和卸压钻孔过程中,出现的见岩等情况,防突员和检查工必须在钻孔验收单上详细记录,说明岩石性质,并
向通风调度和防突队汇报。
5、掘进工作面预测钻孔倾角必须严格按照巷道煤层倾角要求施工。一但出现见岩石情况,应及时向防突队和调度汇报:现场人员根据见岩石情况,判断是煤层顶板或底板,调整钻孔角度,尽量穿过断层,进入另一煤盘,并预测另一煤盘瓦斯情况。
6、预测中,若钻孔出现涌水,必须及时汇报并记录钻孔出水深度。
7、如预测工作面前方出现断层,必须根据钻探资料,至少留5m预测钻孔,并超前施工(若预测煤孔深度小于5m,则立即停头)卸压钻孔。施工卸压钻孔第一班,应有地质人员跟班,确保钻孔施工到另一煤盘。如判断另一煤盘小于2m则施工一排卸压孔;若煤厚大于2m,则施工两排卸压孔。
8、若工作面遇落差大于煤层厚度的断层,采用风动钻机无法穿过岩层时,应立即停头,用液压钻机施工探煤钻孔,准确摸清煤层层位,将钻孔资料及时交地质科分析。然后,根据地质预报的断层情况采取防突措施。一般,在距离煤层法距3m前,施工防突孔,并采集钻孔煤样进行分析,确定煤层的突出危险性。
9、过断层前施工的各类钻孔,如出现顶钻、喷孔等异常现象时,应立即向通风调度汇报,通风队长要及时到现场确认。若确实为喷孔,现场则应立即停头,施工卸压钻孔。
(二)过断层期间的防突管理
1、掘进工作面在断层面内掘进时,必须严格执行边探边掘措施。每次预测时,必须探测到工作面前方2m以后的煤层,如探测煤厚度达到2m以上,必须停头,施工卸压孔。在工作面卸压钻孔、前探钻孔、预测钻孔探测到距离断层前5m,必须立即停止掘进,采取过断层措施。
2、正断层另一盘煤上升,若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚度,则先在本盘煤层顶板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔(一般为8个20m深的钻孔),然后,再根据断层情况,施工一组卸压钻孔,钻孔控制到断层面后5~10m位置,钻孔间距按1.5~2m设计,每排3~4个孔。
3、正断层另一盘煤上升,若断层落差大于煤厚度,则应根据巷道施工的倾角变化情况,施工卸压孔。一般,在工作面距离断层面3m前施工卸压钻孔,钻孔数量根据前探钻孔情况确定。
4、断层另一盘煤上升,若断层落差小于1/2煤厚度,则直接施工16个20m深的钻孔(分2排施工),并进行连续预测,若预测超标,继续施工16个20m的卸压孔。
5、断层另一盘下降,若断层落差大于1/2煤厚度且小于1倍煤厚度,则先在本盘煤层顶板0.5m左右处向另一盘煤层施工卸压钻孔(一般为8个20m深的钻孔),然后,再根据断层情况,施工一组卸压钻孔,钻孔控制到断层面后5~10m位置,钻孔间距按2米设计,每排3~4个孔。
6、施工卸压孔时,必须探测断层附近的煤层,若煤层厚度大于煤层厚度1.5倍,必须至少增加一排卸压孔。
7、施工卸压钻孔过程中,若出现顶钻、喷孔现象,必须在该排钻孔附近增加一定数量卸压钻孔,直到没有喷孔现象为止。取钻孔煤样测定K1值,进行△P和F值分析。
8、若工作面断层情况较复杂,无法准确判断,则直接施工16个20m深的钻孔,允许掘进7m,进行边探边掘;若顺煤层倾角方向深度达不到15m,则应至少留5m超前距离,进行边探边掘。
五、掘进工作面遇其它异常情况时的防突管理
正常掘进过程中,掘进工作面出现下列情况时,必须立即停头掘进,探测工作面前方是否有异常情况,并施工卸压钻孔。
(一)工作面预测过程中出现喷孔、顶钻等动力现象;
(二)工作面出现明显的突出预兆,如有声预兆和无声预兆等;
(三)工作面软分层突然增厚,并达到0.5m以上。煤层破坏严重,节理发育。煤层呈土糜状、鳞片状,工作面片帮、掉顶严重;
(四)掘进工作面施工过程中,非局部通风、瓦斯探头等原因造成的工作面或回风流瓦斯浓度达到0.6﹪以上。
范文四:地质构造常识(节理、劈理、断层、褶皱)
【转】 地质构造常识(节理、劈理、断层、褶皱)
一、节理
(一)基本概念
1、节理:岩石受力作用形成的破裂面或裂纹,称为节理,它是破裂面两侧的岩 石没有发生明显位移的一种构造。
节理的产状也可用走向、倾向和倾角进行描述。
2、节理组和节理系:在同一时期,同一成因条件下形成的,彼此相互平行或近 于平行的一群节理叫节理组; 在同一构造应力作用下, 形成有规律组合的节理组, 叫节理系。
(二)节理分类
1、按节理的成因分类
节理按成因可分为原生节理、构造节理和表生节理。
(1)原生节理:指岩石形成过程形成的节理,如玄武岩的柱状节理
(2)构造节理:是岩石受地壳构造应力作用产生的,这类节理具有明显的方向性 和规律性, 发育深度较大, 对地下水的活动和工程建设的影响也较大。 构造节理 与褶皱、 断层及区域性地质构造有着非常密切的联系, 它们常常相互伴生, 是工 程地质调查工作中的重点对象 (相对于节理、表生节理 ) 。
(3)表生节理:又称风化节理、非构造节理,是岩石受外动力地质作用 (风、水、 生物等 ) 产生的,如由风化作用产生的风化裂隙等,这类节理限在空间分布上常 局限于地表浅部岩石中,对地下水的活动及工程建设有较大的影响。
2、按力学性质进行分类
(1)张节理 :在垂直于主张应力方向上发生张裂而形成的节理,叫张节理。张节理 大多发育在脆性岩石中, 尤其在褶皱转折端等张拉应力集中的部位最发育, 它主 要有以下特征:
裂口是张开的,剖面呈上宽下窄的楔形,常被后期物质或岩脉填充;
节理面粗糙不平,一般无滑动擦痕和磨擦镜面;
产状不稳定,沿其走向和倾向都延伸不远即行尖灭;
在砾岩或砂岩中发育的张节理常常绕过砾石、 结核或粗砂粒, 其张裂面明显凹凸 不平或弯曲;
张节理追踪 X 型剪节理发育呈锯齿状。
(2)剪节理:岩石受剪应力作用发生剪切破裂而形成的节理,叫剪节理,它一般 在与最大主应力呈 45°夹角的平面上产生,且共轭出现,呈 X 状交叉,构成 X 型剪节理。它具有以下特征:
剪节理的裂口是闭合的,节理面平直而光滑,常见有滑动擦痕和磨光镜面; 剪节理的产状稳定,沿其走向和倾向可延伸很远;
在砾岩或砂岩中发育的剪节理常切砾石、砂粒、结核和岩脉,而不改变其方向; 剪节理的发育密度较大, 节理间距小而且具有等间距性, 在软弱薄层岩石中常常 密集成带出现。
3、按节理与岩层走向关系分类
(1)走向节理:节理延伸方向大致与岩层走向平行。
(2)倾向节理:节理延伸方向大致与岩层走向垂直。
(3)斜交节理:节理延伸方向与岩层走向斜交。
4、根据节理与褶皱轴的关系,可将节理分为:
(1) 纵节理 -节理走向与褶皱轴向平行
(2) 横节理 -节理走向与褶皱轴向直交
(3) 斜节理 -节理走向与褶皱轴向斜交
5、按张开程度进行分类
宽张节理:节理缝宽度 >5mm;
张开节理:3~5mm ;
微张节理:1~3mm ;
闭合节理:<>
一、节理
(三)节理的野外调查
1、调查的内容
(1)地质背景:包括地层、岩性、褶皱和断层的发育;
(2)节理的产状:走向、倾向和倾角;
(3)节理的张开和填充情况:包括张开的程度、充填的物质等;
(4)节理壁的粗糙程度:粗糙的、平坦的、光滑的;
(5)节理的充水情况;
填写节理观测登记表:
2、研究内容
确定节理的成因、对节理进行分期、统计节理的间距、数量、密度,确定节理的 发育程度和主导方向等。
节理的分期可根据节理的交切关系进行, 比如后期形成的节理常将先期形成的节 理错开,或者受到先期形成的节理的限制。
3、资料整理:节理玫瑰花图、等密图和电算处理等。
(四)节理的工程评价
1、节理的成因:构造节理分布范围广、埋藏深度大,并向断层过渡,对工程稳 定性影响较大。
2、节理的受力特征:张节理比剪节理的工程性能差。
3、节理产状:倾向和边坡一致的节理稳定性差。
4、节理密度和宽度:一般用节理发达程度来表示,节理越发达,对工程影响越 大。
5、节理面间的充填物:充填有软弱介质的节理,工程地质条件差。
6、节理的充水程度:饱水的节理,其稳定性差。
二、劈理
(一)劈理的涵义
劈理是指岩石受力后, 具有沿着一定方向劈开成平行或大致平行的密集的薄层或 薄板的一种构造。 沿着劈开的这种裂面称劈理面, 相邻两劈理面之间所夹的薄板 状岩片称微劈石。
劈理面的产状也用走向、倾向、倾角表示。
劈理使岩石具有明显的各向异性特征, 劈理主要发育在构造变动强烈、 应力集中 的岩石地段, 如褶皱构造的两翼、 大断层的两侧及变质岩中, 它不一定破坏岩石 的完整性,但用力敲击时,岩石则容易沿劈理面劈开。
(二)劈理的分类
1、流劈理:是岩石受力作用后,由片状、板状或扁平矿物颗粒产生定向排列而
成。常见于变质岩中,如板岩中的板理,片岩、片麻岩中的片理等。在平行于矿 物定向排列方向上形成易于裂开的劈理面,使岩石具有分割成无数薄片的特征。 流劈理比较光滑,间距也小,仅几毫米。
2、破劈理:是岩石中平行密集,并将岩石切割成薄片状的细微裂隙。它是岩石 受剪切作用形成的, 与岩石中矿物的定向排列无关。 因此, 破劈理沿着最大剪切 应力方向发育, 其间距一般为几毫米~几厘米, 大多发育在硬脆岩石间的软弱岩 石中或硬脆的薄层岩石中。 破劈理与剪节理的区别在于其密集性, 其间没有明显 的界限。 破劈理的基本特征是劈理面平直光滑, 近于平行, 延伸稳定, 密集成带。
3、滑劈理:滑劈理也是岩石中平行密集的细微剪裂面,与破劈理的区别在于沿 劈理面有微小的位移, 滑劈理大多发育在具有鳞片变晶结构的板岩、 千枚岩及片 中。
s1-流劈理
s2-滑劈理
(三)劈理的野外研究
在岩石强烈变形和变质岩区工作时, 应注意对劈理的观察, 大量测量其产状并均 匀地标注在地质图或构造图上,还要采集定向标本,供室内显微观测或研究用, 要区分劈理和层理、测定劈理的间隔等。
在野外,劈理的识别可从以下几个方面进行:
1、切穿不同成分、颜色、粒度岩层的面,可能是劈理面。
2、劈理在不同岩性的岩层中分布的频度与层面交角可能不同,甚至出现转折或 弯曲。
3、切穿岩层的夹层、透镜体、排列方向密集的破裂面,可能是劈理面。
4、单个的劈理面一般延伸不远。
三、断层
(一)概念
岩层或岩体在构造运动影响下发生破裂, 若破裂面两侧岩体沿破裂面发生了明显 的相对位移,这种构造就称为断层。
断层的种类繁多, 形态各异, 规模大小相差十分悬殊, 规模大的断层延伸长度可 达几百~一千多公里, 而小的断层可在岩石标本上见到。 断层的切割深度也不相 同,有的可切穿地壳至上地幔。
断层破坏了岩石的连续完整性, 对岩体的稳定性、 渗透性、 地震活动和区域稳定 性都有重大影响,从而影响工程的稳定性,与工程建设有着密切的联系。
(二)断层要素
1、断层面:构成断层的破裂面,也就是断层两侧岩体沿之产生显著滑动位移的 面,叫做断层面,产状可用走向、倾向和倾角确定。断层一般不是单个的面,而 是由一系列的破裂面或次级断层所组成的带,即断层带或断裂带。
2、断层线:是指断层面与地面的交线,即断层面在地表的出露线,断层线延伸 方向即是断层走向,延伸的消失点,称为断层的端点。
3、断盘:断层面两侧发生相对位移的岩体,称为断 (层 ) 盘。当断层面倾斜时, 位于断层面上方的称为上盘、 下方的称为下盘; 当断层面近于直立时, 则以方位 相称,如东盘、西盘等;也可根据两盘相对移动的关系,把相对上升的称为上升
盘,把相对下降的称为下降盘。
4、断距:断层两盘岩体沿断层面发生相对滑动的距离,称为断距。断距的大小 常常是衡量断层规模的重要标志,断距又分为总断距、水平断距及垂直断距。 (三)断层分类
1、按断层面产状与岩层产状的关系分类
走向断层:断层走向与岩层走向一致的断层;
倾向断层:断层走向与岩层倾向一致的断层;
斜向断层:断层走向与岩层走向斜交的断层。
2、按断层面走向与褶皱轴向或区域线之间的关系分类
纵断层:断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向平行的断层;
横断层:断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向垂直的断层;
斜断层:断层走向与褶皱轴向或区域构造线方向斜交的断层。
3、按断层力学性质分类
压性断层:由压应力作用形成,其走向垂直于主压应力方向,多呈逆断层形式, 断面为舒缓波状,断裂带宽大、常有断层角砾岩。
张性断层:在张应力作用下形成,其走向垂直于张应力方向,常为正断层,断层 面粗糙,多呈锯齿状。
扭性断层:在剪应力作用下形成,与主压应力方向交角小于 45。 ,常成对出现。 断层面平直光滑,常有擦痕出现。
4、按断层两盘相对运动的关系进行分类
(1)正断层:上盘相对下降,下盘相对上升的断层,称为正断层。
正断层的产状一般较陡,倾角在 45o~90o,断层线比较平直,一般是由于重力 作用或水平张力作用形成的,并在垂直于张应力方向上发育。
(2)逆断层:下盘相对下降,上盘相对上升的断层,称为逆断层。逆断层产状一 般比较平缓,倾角很少超过 70o,断层线常呈舒缓的波状曲线,断层面倾角大小 又可分为:
冲断层:倾角 >45o;
逆掩断层:25o~45°;
辗掩断层:<>
推覆构造:巨大的外来岩席,沿着一个近于水平的滑动面 (倾角小, 10o~15o) , 长距离的滑移 (位移 >15km),常看一较老的岩层覆于较新的岩层之上。
逆断层一般是受水平的挤压应力作用, 沿剪切破裂面形成的, 常与褶皱相互伴生, 逆断层的规模一般较大,多为区域性的巨型构造。
(3)平移断层:两盘岩体沿断层面走向作水平相对运动的断层,称平移断层。 平移断层,断层面近于直立,断层线平直,延伸很远,断层破碎带较窄,在断层 面上常有近于水平的擦痕。平移断层一般是在水平剪切应力的作用下形成的。
(4)枢纽断层
正、逆、平移断层的两盘相对运动都是直移运动。事实上,有许多断层常常 有一定程度的旋转。
断盘的旋转有两种情况:一种是旋转轴位于断层的一端, 表现为横过断层走 向的各个剖面上的位移量不等, 一种是旋转轴不位于断层的端点, 表现为旋转轴 两侧的相对位移的方向不同,如一侧为上盘上升,而另一侧为上盘下降。
两种旋转均使两盘中岩层原来一致的产状不再平行一致。 旋转量比较大的断
层,可称为枢纽断层。
三、断层 (四)断层的组合形态
1、正断层的组合形式
(1)阶梯状断层:几条产状大致相同的正断层,相互平行排列,各断层的一盘呈 阶梯状向着同一方向依次下降的组合形态,称为阶梯状断层。
(2)地垒:两条以上平行的正断层,断层面相对倾斜,其中间岩块为共同的上升 盘,两侧断层的上盘呈阶梯状依次下降,这种组合形态,称为地垒。
(3)地堑:两条以上平行的断层,断层面相向倾斜,对称排列,其间为共同的下 降盘,两侧断层的断盘依次上升,这种组合形态的断层称为地堑。
另外还的环状和放射状断层:
2、逆断层的组合形式
(1)叠瓦状断层:一系列产状大致相同的断层,相互平行排列,各断层的上盘依 次上冲逆掩, 在剖面上呈屋顶盖瓦式可鳞片状叠置, 这种组合形式, 称为叠瓦状 断层。
(2)对冲式断层:是由两条相反倾斜,相对逆冲的断层组成的组合形态。
(3)背冲式断层:由两条或两组相反倾斜的逆冲断层组成,表现为自一个中心分 别向两个相反方向逆冲,一般是自背斜核部向外逆冲,总体上常常呈扇状。 三、断层 (五)断层的识别
1、地貌上的标志
(1)断层崖和断层三角面:在断层两盘的相对运动中,上升盘常常形成陡崖。称 为断层崖。 如峨眉山金顶舍身崖、 昆明滇池西山龙门陡崖。 当断层崖受到与崖面 垂直方向的地表流水侵蚀切割, 形成沿断层面分布的三角形陡壁, 称为断层三角 面。如河南偃师的五佛山。
(2)断层湖、断层泉:沿断层带常形成一些串珠状分布的断陷盆地、洼地、湖泊、 泉水等, 可指示断层延伸方向。 如我国云南东部顺南北向的小江断裂带分布了一 串湖泊,自北向南有杨林海、阳宗海、滇池、抚仙湖、杞麓湖以及昆明盆地、宜 良盆地、嵩明盆地、玉溪盆地等。
(3)错断的山脊、急转的河流:正常延伸的山脊突然被错断,往往是断层两盘平 移运动的结果; 横切山脊走向的平原或盆地与山岭的接触带, 往往是断层通过的 地方, 如太行山前断裂带, 使太行山在华北平原西缘拔地而起, 成为华北平原的 西部屏障; 正常流经的河流突然产生急转弯, 或一些顺直深切的河谷, 都能指示 断层延伸的方向,如鲜水河的支流在断层通过的地方突然发生转向。
2、构造上的标志
(1)断层破碎带与构造岩:规模较大的断层,常形成断层破碎带,其宽度大小不 等,在断层破碎带内常常有断层 (构造 ) 角砾岩,糜棱岩、碎裂岩、断层泥、构造 片状岩等构造岩。
(2)伴生节理:在断层剪切滑动作用下,发生在断层面两侧岩层中的节理,称为 伴生节理。
(3)牵引褶皱:断层两盘错动时,紧邻断层面两侧的地层,因受磨擦力的牵引, 发生塑性拖拉而形成的弯曲现象,称为牵引褶皱,
(4)擦痕和阶步:断层两盘相互错动时,由摩擦作用导致在滑动面上产生平行密 集的微小刻槽,称为擦痕;断层面上与擦痕直交的细小陡坎,叫阶步;在断层面 上还有磨光的平面,叫磨擦镜面。
3、地层上的标志
(1)岩层中断及褶皱核部宽窄变化:岩层沿走向突然中断,造成一种岩层在走向 上与另一种或多种不同岩性的岩层接触, 或造成褶皱核部地层出露界线发生宽窄 变体,说明有横断层或斜断层存在。
(2)地层的重复和缺失:当发生与岩层走向平行的断层时,常造成断层两盘部分 地层的重复和缺失。
(六)断层的工程地质评价
1、断层的力学性质:受张力作用形成的断层,其工程地质条件比受压力作用形 成的断层差。但压力作用形成的断层可能破碎带的宽度大,应引起注意; 2、断层位置与线路工程的关系,一般说来线路垂直通过断层比顺着断层方向通 过受的危害小;
3、断层面的产状与线路工程的关系:断层面倾向线路且倾角大于 10o 的,工程 地质条件差;
4、断层的发生发展阶段:正在活动的断层 (如新构造运动剧烈、地震频繁地区的 断层 ) ,对工程建筑物的影响大,有些相对稳定的断层,影响较小,但要考虑到 复活的可能,
5、充水情况:饱水的断层带稳定性差;
6、人为影响:有些大的水库,可使附近断层复活,不可忽视。
范文五:各种地质构造、断层、褶皱标本图片
一、板劈理:
板岩所特有的连续劈理。它发育在细粒的低级变质岩中,肉眼极难区别出劈理域或微劈石;在显微尺度上,劈理域由平行面状或交织状排列的云母或绿泥石等层状硅酸盐矿物富集成薄膜或薄层,宽约0.005毫米;微劈石由石英、长石等浅色矿物的集合组成,呈薄板状或透镜状,宽约1,0.01毫米或以下。板劈理使板岩具有良好的可劈性,将岩石劈成十分平整的薄板。
二、劈理折射:
强弱相间的岩层中,强硬层中的劈理和软弱层中的劈理以不同角度与层理相交,强硬层中为
间隔劈理,与层理交角较大;软弱层中为连续劈理,与层理交角较小。
三、矩形石香肠:
白云岩中的硅质条带拉断形成矩形石香肠,反映硅质能干层(强硬层)与白云岩软弱层之间的高粘性差。(石香肠构造,各位可还记得,)不同力学性质互层的岩系受到垂直或近垂直岩层的挤压而形成。软弱岩层被压向两侧塑性流动,夹在其中强硬岩层不易塑性变形而被拉断,构成平面上呈平行排列的长条状块段,即石香肠。在被拉断的强硬岩层的间隔中,或由软弱层呈褶皱楔入,或由变形过程中分泌出的物质所充填。
四、透镜状石香肠:
灰岩中相对强硬的白云岩形成的透镜状石香肠构造。香肠体的两端有分泌的方解石充填,示
压溶作用的存在。
五、挠曲:
在水平或平缓的岩层中,由一般岩层突然变陡而表现出的膝状弯曲,或是由于岩层翘曲或其他和缓变形所形成的弯曲。
六、膝状褶皱:
以早期板劈理为变形面发生褶皱,由左到右褶皱形式发生变化,既由膝状-箱状-圆弧状渐变
过渡。
七、膝折:
由一系列互相平行的膝折带组成的尖棱褶皱,称为膝折褶皱;两翼平直,转折端尖棱。
八、平缓褶皱:
平缓褶皱是指翼间角小于180?、大于120?的褶皱。
九、开阔褶皱:
翼间角为120?,70?的褶皱。
十、 W型对称褶皱:
为石英岩中的W型对称褶皱。中部褶皱较紧闭,向两侧逐渐开阔,褶皱转折端加厚,翼部减薄。
十二、不对称,型褶皱:
不同褶皱层的褶皱形态的变化,强硬的硅质层(石英岩)具典型的相似褶皱的特点,较软弱
的铁质层(富磁铁矿层)为顶厚褶皱。
十三、不对称褶皱:
指两翼不等长褶皱的中面与轴面互相不垂直,以轴面为标志面褶皱两翼不呈镜像对称的褶皱。对于一系列连续发育的不对称褶皱,如果顺褶皱枢纽的倾伏方向观察,可将其褶皱面形态从长翼到短翼的变化描述为S型或Z型,它们反映了褶皱的倒向:S型为左行或逆时针倒向;Z型为右行或顺时针倒向。
十四、斜歪水平褶皱:
轴面倾斜(倾角20?,80?),枢纽近水平,横断面为相似褶皱,三维形态为斜歪水平褶皱。
十五、平行褶皱:
是一种典型的褶皱几何模式。组成褶皱的各褶皱面作平行弯曲,同一褶皱层的厚度保持不变,所以也称为等厚褶皱;弯曲的各层具有同一曲率中心,所以又称同心褶皱。由中心向外褶皱面的曲率半径逐渐平行褶皱增大、曲率变小,岩层越来越平缓;向着核部方向,曲率逐渐变大;由于要保持褶皱层的平行性及厚度不变,因而褶皱形态必须随深度而调整。如背斜顺其轴面向下,褶皱面弯曲越来越紧闭,甚至成尖顶背斜;或为了调整褶皱层的向心挤压,在核部出现复杂的小褶皱和冲断层;再向下褶皱消失,与下伏岩层间出现一滑脱面。平行褶皱一般发育在不变质的沉积地层中,出现于构造变形不太强烈的地区。
十六、相似褶皱:
是一种典型的褶皱几何模式,组成褶皱的各褶皱面作相似的弯曲。各面的曲率相同,但没有共同的曲率中心,褶皱的形态随深度没有变化。相似褶皱在理想的相似褶皱中,褶皱岩层中平行轴面测量的视厚度在各部位保持一致,而其真厚度则表现为两翼变薄而转折端加厚,为顶厚褶皱。这类褶皱一般发生于较深构造层次中、浅变质岩区或软弱岩层中。
(看到平行褶皱和相似褶皱,不由回想起当时考构造地质学的情景,当时我们班因为“魔幻四重奏”的困扰,几乎一半的人折戟沙场??)
十七、顶厚褶皱:
相似褶皱在理想的相似褶皱中,褶皱岩层中平行轴面测量的视厚度在各部位保持一致,而其真厚度则表现为两翼变薄而转折端加厚,为顶厚褶皱。这类褶皱一般发生于较深构造层次中、浅变质岩区或软弱岩层中。(兰姆塞分类里曾出现过)
十八、钩状褶皱:
褶皱两翼变形强度有差异,一翼被拉断呈勾状,转折端加厚,具Ic型褶皱(兰姆塞分类,
还记得么,不记得快翻书去吧,哈哈)特点。
十九、不协调褶皱:
当褶皱岩层中几种岩石的力学性质差别较大,特别是相邻强硬层相距较远时,在统一褶皱作用中各岩层将独立变形,各有其自身的特征波长,从而表现出褶皱的各岩层的几何特征不相一致,这种褶皱就是不协调褶皱。该图中薄层灰岩不同褶皱层间不协调,层厚者褶皱波长大,层薄者褶皱波长小。
二十、复式褶皱:
各褶皱层复式协调弯曲。
二十一、叠加褶皱:
已经褶皱的岩层再次弯曲变形而形成的褶皱。叠加褶皱在造山带十分发育,在变质岩中亦常见。就其形成时间而言,叠加褶皱可以是两个或两个以上构造旋回中的褶皱变形的叠加,也可以是同一构造旋回不同构造幕的褶皱变形的叠加 ,甚至可是同一期递进变形过程中晚期增量应变对早期褶皱的叠加。图,早期褶皱为不协调紧闭褶皱,褶皱两翼总体夹角小于30o ;晚期褶皱为开阔褶皱,使早期褶皱轴面发生圆弧状弯曲。图, 早期为等斜褶皱,两翼平行,转折端强烈加厚。晚期为开阔褶皱,晚期褶皱枢纽与早期褶皱枢纽近平行,发生共轴叠加。
二十二、尖圆褶皱:
是横剖面上相邻背形、向形的形态为圆顶(舌状)和尖顶相间排列的褶皱。此类褶皱的形成是当韧性差μ1/μ2较小的软硬岩层界面在平行缩短方向受压时,尖圆褶皱沿此界面纵弯作用的不稳定性使强硬物质向软弱物质偏移,造成具较大波长的圆滑褶皱;而由软弱物质向强硬物质偏移形成较小波长的尖顶褶皱,楔入强硬岩石中。典型实例是在砂岩和板岩界面上发育的由尖、圆褶皱构成的窗棂构造。它是地壳上最主要的褶皱类型之一。
二十三、非圆柱状褶皱:
非圆柱状褶皱是指极点的90%位于平均π圆左右20?环带以外的褶皱。如圆锥状褶皱、穹
窿、构造盆地等。
二十四、共轭,型剪节理:
在同一应力场作用下形成的两组剪节理相互交切,交线指示中间应力轴σ2;在垂直交线的平面上,两组节理的锐夹角平分线指示最大主压应力方向σ1,钝夹角平分线指示最小应力方向σ3。(前两个星期上岩溶工程地质课时讲到这里,就这个问题讨论了二十多分钟??)
二十五、剪节理:
剪节理形成于主构造破碎带的边缘,如果是密集带又可称为劈理化带或构造破碎带,是一种
比较平直、紧闭、陡倾角(80-90度)的裂隙。单组剪节理(又称剪切裂隙)延伸可以较长,地
质构造力学把它叫做扭性裂隙。普遍产在刚性(坚硬)的岩石中,而塑性岩石则以褶皱、柔皱和
弯曲为主。 剪节理是由剪应力产生的破裂面,具有以下主要特征:
(a)产状稳定,岩走向和倾向延伸较远;。(b)剪节理平直光滑,有时具有因剪切滑动而留下的擦痕。剪节理未被矿物填充时是平直闭合缝,如被填充,脉宽较为均匀,脉壁较为平直(c)发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理,一般穿切砾石和胶结物。(d)典型的剪节理常发育成共轭“X”型节理系。(e)主剪裂面由羽状微裂面组成。
(当年乌当实习时阿毛问我剪节理和张节理在野外如何识别??当时我记混概念了??所以无从说起??加上王约诡异的眼神,于是上帝给了我一堆杯具??)
二十六、剪节理及派生分支张节理:
剪节理平直稳定,派生分支张节理与剪节理面呈30度角相交,锐夹角指示本盘运动方向;
交汇处张节理裂口较宽,运离则尖灭消失。沿剪节理及张节理均充填石英脉,石英矿物生长纤维
显示剪节理具张剪性特点。(考卷上似曾相识,根据这玩意儿判断断层的性质,可还记得,)
二十七、张节理:
张节理是由张应力产生的破裂面,具有以下主要特征:(a)产状不稳定,延伸不远。单条节理短而弯曲,节理常侧列出现。(b)张节理面粗糙不平,无擦痕。(c)在胶结不甚坚实的砾岩或砂岩中张节理常常绕砾石或粗砂粒而过,如果穿切砾石,破裂面也凹凸不平。(d)张节理多开口,一般被矿脉或岩脉充填,脉宽变化较大,脉壁平直或粗糙不平,脉内矿物(如石英)常常呈梳状结构。(e)张节理有时呈不规则树枝状,各种网络状,有时也追踪X型节理形成锯齿状张节理,单列或共轭雁列式张节理,有时也呈放射状或同心状组合形式。
(多多注意张节理和剪节理的区别啊,同学们,看到没,这张图里张节理又粗糙,又延伸不远,脉宽较大)
二十八、雁列张节理:
雁列张节理以右阶型式排列,节理中充填方解石脉。
二十九、节理的交切:
发育两组时代不同而相互垂直的节理,沿节理均充填方解石脉,早期节理细长,具剪裂特点,晚期节理较宽,延伸不稳定,为张裂。晚期节理切过早期节理。(从这张图可以看张裂和剪裂的区别了,)
三十、羽饰:
是发生在比较均匀细粒脆性的岩层中节理面上的纹饰,主节理面上发育的羽状或人字形花纹,指示节理面的破裂扩展方向,人字纹尖端指向裂纹源。有时主节理面上还出现贝壳状肋痕,称为蚌纹构造,显示裂纹扩展时的前缘。边缘带的边缘节理在层面上显示雁列式排列,与主节理
面一般呈5?,20?相交。边缘节理面上发育次级羽饰构造。边缘节理与连接其间的坎面(横断口)代表主节理面的扩展裂纹接近层面(自由面)时发生的迅速破断(剪切唇)。两侧岩块节理面上的花纹互相嵌合,标志着节理生成后未发生相对位移。
三十一、正断层:
正断层的基本特征是上盘相对下降,下盘相对上升。其最大主应力近于垂直,最小主应力近于水平,走向垂直于最小主应力,和最大主应力呈锐角的断层面与水平面夹角大于45?,断层面倾角较陡。因此,正断层主要是受引张力及重力作用使上盘向下滑动形成。错动时垂直于断面走向的水平方向有所伸长,断层破碎带胶结较差,透水较好。
(这两天写论文我一直跟这玩意儿打交道,这注解就直接从论文里抄下来呐,)
三十二、小型阶梯状断层:
沿断层面充填有方解石细脉,注意左侧的断层靠下部具逆牵引,右侧断层靠上部具正牵引,
总体反映为生长断层。
三十三、小断层:
大理岩褶皱转折端发育的小断层,根据相邻层的错动方向可判别断层性质为正断层。(其实
这种判断方法还真是笨呐,看那么陡的面就知道不可能是逆断层)
三十四、小型逆断层:
靠下部岩石破碎失去连续性,靠上部体现了褶断和裂隙的发育,体现先褶皱后断层的发育过程。
三十五、断层擦痕与阶步:
是断层面上与断层擦痕伴生并与之垂直的微小陡坎。坎高不足一毫米或几毫米。阶步延长方向与断层两盘相对锗动方向垂直,顺下坎面方向抚摸,手感光滑,这时手动的方向代表另一岩盘相对运动的方向。(判断断层的性质,当年阿杜在金沙湾讲解的时候,说出了那句经典名言,说素质说素质,真他,的没素质,)
三十六、糜棱岩:
具有糜棱结构的岩石称为糜棱岩。糜棱岩是强烈破碎塑变作用所形成的岩石。往往分布在断
裂带两侧,由于压扭应力的作用,使岩石发生错动,研磨粉碎,并由于强烈的塑性变形,使细小
的碎粒处在塑性流变状态下而呈定向排列。糜棱岩的粒度细小,但一般比较均匀,外貌致密,坚
硬。有时在断面上可见凸镜状定向排列的碎斑。
糜棱岩常由花岗质岩石和砂岩类岩石形成,所以主要矿物成分是石英和长石,并常被压扁、拉长,石英碎粒还可出现平行光轴的波状消光带。在磨碎的基质中有时残留有稍大的石英、长石单个晶粒(或碎屑),或由两者集合构成的“眼球状体”。眼球体中同样可见波状消光和解理双晶纹的弯曲。
糜棱岩常具条带状和纹层状构造,条带和纹层的形成系由矿物成分、颜色、颗粒大小等差别造成的。糜棱岩也常见一部分新生矿物出现,如绢云母、多硅白云母、绿帘石、滑石、蛇纹石等。这些矿物常作定向排列,致使条带构造更趋明显。
糜棱岩是一种变质岩,原岩经过强烈挤压,破碎后形成细粒,是一种动力变质岩石,粒度一般小于0.5毫米,但有时也含有少量比较粗的原岩碎屑,呈现为眼球状的碎斑。
糜棱岩致密坚硬,主要由花岗岩、石英砂岩组成,伴生部分新生矿物,如绿泥石、绢云母、蛇纹石等,一般分布在断裂带的两侧。
三十七、地垒:
地壳中被两侧倾向相反的正(偶为逆)断层所界限而中间断盘上升的槽形断块构造。
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