第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造是構(gòu)造變動(dòng)在巖層和巖體中遺留下來的各種構(gòu)造形跡。由于地殼中存在很大的壓力,組成地殼的上部巖層,在地應(yīng)力的長期作用下就會(huì)發(fā)生變形.形成構(gòu)造變動(dòng)的形跡,如在野外經(jīng)常見到的巖層褶曲和斷層等。地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模,有大有小,大的如構(gòu)造帶,可以縱橫數(shù)千公里,小的則如巖石的片理等。
一、水平構(gòu)造和單斜構(gòu)造
水平構(gòu)造是指未經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的沉積巖層,形成時(shí)的原始產(chǎn)狀是水平的,先沉積的老巖層在下,后沉積的新巖層在上。單斜構(gòu)造是指原來水平的巖層,在受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響后產(chǎn)狀發(fā)生變動(dòng),巖層向同一個(gè)方向傾斜。
一般將巖層在空間中的位置定義為巖層產(chǎn)狀。傾斜巖層的產(chǎn)狀,是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個(gè)產(chǎn)狀要素(如圖1.3.1所示)來表示的。一般而言,通過巖層產(chǎn)狀的三個(gè)要素,可以表達(dá)出經(jīng)過構(gòu)造后的構(gòu)造形態(tài)在空間的位置。
二、褶皺構(gòu)造
褶皺構(gòu)造是組成地殼的巖層受構(gòu)造力的強(qiáng)烈作用,使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造,它是巖層產(chǎn)生的塑性變形。絕大多數(shù)褶皺是在水平擠壓力作用下形成的,但也有少數(shù)是在垂直力或力偶作用下形成的。褶皺在層狀巖層中最明顯,在塊狀巖體中則很難見到。
三、斷裂構(gòu)造
斷裂構(gòu)造是構(gòu)成地殼的巖體受力作用發(fā)生變形,當(dāng)變形達(dá)到一定程度后,使巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞,產(chǎn)生各種大小不一的斷裂。它是地殼上層常見的地質(zhì)構(gòu)造,其分布很廣,特別在一些斷裂構(gòu)造發(fā)育的地帶,常成群分布,形成斷裂帶。根據(jù)巖體斷裂后兩側(cè)巖塊相對(duì)位移的情況,將其分為裂隙和斷層兩類。
注:AB一斷層線;C一斷層面;α一斷層傾角;E一上盤;F一下盤;DB一總斷距
四、地震的震級(jí)和烈度
地震是一種地質(zhì)現(xiàn)象,主要是由于地球的內(nèi)力作用而產(chǎn)生的一種地殼振動(dòng)現(xiàn)象,其中絕大多數(shù)伴隨巖層斷裂錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生。火山爆發(fā)、洞穴陷落、山崩等也可引起地震,但其所占比例很小,且強(qiáng)度低、影響范圍小。此外,也有由人類活動(dòng)導(dǎo)致斷層錯(cuò)動(dòng)而產(chǎn)生的誘發(fā)地震,如水庫誘發(fā)地震等。目前,世界上有兩個(gè)地震活動(dòng)頻繁的地震帶,即阿爾卑斯一喜馬拉雅地震帶和環(huán)太平洋地震帶。前者約占地震總數(shù)的15%,后者約占80%,這兩個(gè)地震帶都延伸到我國境內(nèi),所以我國是個(gè)多地震的國家,尤其西南、西北、華北、東南沿海及臺(tái)灣等地區(qū),強(qiáng)烈地震經(jīng)常發(fā)生。
1.地震震源
震源是深部巖石破裂產(chǎn)生地殼震動(dòng)的發(fā)源地。震源在地面上的垂直投影稱為震中。地震所引起的震動(dòng)以彈性波的形式向各個(gè)方向傳播,其強(qiáng)度隨距離的增加而減小。地震波首先傳達(dá)到震中,震中區(qū)受破壞,距震中越遠(yuǎn)破壞程度越小。地面上受震動(dòng)破壞程度相同點(diǎn)的外包線稱為等震線。地震波通過地球內(nèi)部介質(zhì)傳播的稱為體波。體波分為縱波和橫波,縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與震波傳播方向一致,周期短、振幅小、傳播速度快;橫波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與震波傳播方向垂直,周期長、振幅大、傳播速度較慢。體波經(jīng)過反射、折射而沿地面附近傳播的波稱為面波,面波的傳播速度最慢。
2.地震震級(jí)
地震是依據(jù)所釋放出來的能量多少來劃分震級(jí)的。釋放出來的能量越多,震級(jí)就越大。中國科學(xué)院將地震震級(jí)分為五級(jí):微震、輕震、強(qiáng)震、烈震和大災(zāi)震。目前國際通用的李希特-古登堡震級(jí)是以距震中100km的標(biāo)準(zhǔn)地震儀所記錄的振幅的μm的對(duì)數(shù)表示。如記錄的振幅是10mm,即10000μm,取其對(duì)數(shù)等于4,則為4級(jí)地震。
3.地震烈度
地震烈度,是指某一地區(qū)的地面和建筑物遭受一次地震破壞的程度。其不僅與震級(jí)有關(guān),還和震源深度,距震中距離以及地震波通過介質(zhì)條件(巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深)等多種因素有關(guān)。我國已制定出地震烈度表,可供工程建設(shè)參考。
地震烈度又可分為基本烈度、建筑場地烈度和設(shè)計(jì)烈度?;玖叶却硪粋€(gè)地區(qū)的地震烈度。建筑場地烈度也稱小區(qū)域烈度,是建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起的相對(duì)基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度;設(shè)計(jì)烈度是抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度,是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對(duì)基本烈度的調(diào)整。設(shè)計(jì)烈度一般可采用國家批準(zhǔn)的基本烈度,但遇不良地質(zhì)條件或有特殊重要意義的建筑物,經(jīng)主管部門批準(zhǔn),可對(duì)基本烈度加以調(diào)整作為設(shè)計(jì)烈度。在工程建筑設(shè)計(jì)中,明確建筑區(qū)域的地震烈度是很重要的,一個(gè)工程從建筑場地的選擇到工程建筑的抗震措施等都與地震烈度有密切的關(guān)系。
4.震級(jí)與烈度的關(guān)系
震級(jí)與地震烈度既有區(qū)別,又相互聯(lián)系(如表1.3.1所列)一般情況下,震級(jí)越高、震源越淺,距震中越近,地震烈度就越高。一次地震只有一個(gè)震級(jí),但震中周圍地區(qū)的破壞程度,隨距震中距離的加大而逐漸減小,形成多個(gè)不同的地震烈度區(qū),它們由大到小依次分布。但因地質(zhì)條件的差異,也可能出現(xiàn)偏大或偏小的烈度異常區(qū)。
表1.3.1 震級(jí)與烈度關(guān)系表
震級(jí)(級(jí))
3以下
3
4
5
6
7
8
8以上
震中烈度(度)
?、瘛?BR> Ⅲ
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地質(zhì)構(gòu)造是構(gòu)造變動(dòng)在巖層和巖體中遺留下來的各種構(gòu)造形跡。由于地殼中存在很大的壓力,組成地殼的上部巖層,在地應(yīng)力的長期作用下就會(huì)發(fā)生變形.形成構(gòu)造變動(dòng)的形跡,如在野外經(jīng)常見到的巖層褶曲和斷層等。地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模,有大有小,大的如構(gòu)造帶,可以縱橫數(shù)千公里,小的則如巖石的片理等。
一、水平構(gòu)造和單斜構(gòu)造
水平構(gòu)造是指未經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)的沉積巖層,形成時(shí)的原始產(chǎn)狀是水平的,先沉積的老巖層在下,后沉積的新巖層在上。單斜構(gòu)造是指原來水平的巖層,在受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響后產(chǎn)狀發(fā)生變動(dòng),巖層向同一個(gè)方向傾斜。
一般將巖層在空間中的位置定義為巖層產(chǎn)狀。傾斜巖層的產(chǎn)狀,是用巖層層面的走向、傾向和傾角三個(gè)產(chǎn)狀要素(如圖1.3.1所示)來表示的。一般而言,通過巖層產(chǎn)狀的三個(gè)要素,可以表達(dá)出經(jīng)過構(gòu)造后的構(gòu)造形態(tài)在空間的位置。
二、褶皺構(gòu)造
褶皺構(gòu)造是組成地殼的巖層受構(gòu)造力的強(qiáng)烈作用,使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造,它是巖層產(chǎn)生的塑性變形。絕大多數(shù)褶皺是在水平擠壓力作用下形成的,但也有少數(shù)是在垂直力或力偶作用下形成的。褶皺在層狀巖層中最明顯,在塊狀巖體中則很難見到。
三、斷裂構(gòu)造
斷裂構(gòu)造是構(gòu)成地殼的巖體受力作用發(fā)生變形,當(dāng)變形達(dá)到一定程度后,使巖體的連續(xù)性和完整性遭到破壞,產(chǎn)生各種大小不一的斷裂。它是地殼上層常見的地質(zhì)構(gòu)造,其分布很廣,特別在一些斷裂構(gòu)造發(fā)育的地帶,常成群分布,形成斷裂帶。根據(jù)巖體斷裂后兩側(cè)巖塊相對(duì)位移的情況,將其分為裂隙和斷層兩類。
注:AB一斷層線;C一斷層面;α一斷層傾角;E一上盤;F一下盤;DB一總斷距
四、地震的震級(jí)和烈度
地震是一種地質(zhì)現(xiàn)象,主要是由于地球的內(nèi)力作用而產(chǎn)生的一種地殼振動(dòng)現(xiàn)象,其中絕大多數(shù)伴隨巖層斷裂錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生。火山爆發(fā)、洞穴陷落、山崩等也可引起地震,但其所占比例很小,且強(qiáng)度低、影響范圍小。此外,也有由人類活動(dòng)導(dǎo)致斷層錯(cuò)動(dòng)而產(chǎn)生的誘發(fā)地震,如水庫誘發(fā)地震等。目前,世界上有兩個(gè)地震活動(dòng)頻繁的地震帶,即阿爾卑斯一喜馬拉雅地震帶和環(huán)太平洋地震帶。前者約占地震總數(shù)的15%,后者約占80%,這兩個(gè)地震帶都延伸到我國境內(nèi),所以我國是個(gè)多地震的國家,尤其西南、西北、華北、東南沿海及臺(tái)灣等地區(qū),強(qiáng)烈地震經(jīng)常發(fā)生。
1.地震震源
震源是深部巖石破裂產(chǎn)生地殼震動(dòng)的發(fā)源地。震源在地面上的垂直投影稱為震中。地震所引起的震動(dòng)以彈性波的形式向各個(gè)方向傳播,其強(qiáng)度隨距離的增加而減小。地震波首先傳達(dá)到震中,震中區(qū)受破壞,距震中越遠(yuǎn)破壞程度越小。地面上受震動(dòng)破壞程度相同點(diǎn)的外包線稱為等震線。地震波通過地球內(nèi)部介質(zhì)傳播的稱為體波。體波分為縱波和橫波,縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與震波傳播方向一致,周期短、振幅小、傳播速度快;橫波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與震波傳播方向垂直,周期長、振幅大、傳播速度較慢。體波經(jīng)過反射、折射而沿地面附近傳播的波稱為面波,面波的傳播速度最慢。
2.地震震級(jí)
地震是依據(jù)所釋放出來的能量多少來劃分震級(jí)的。釋放出來的能量越多,震級(jí)就越大。中國科學(xué)院將地震震級(jí)分為五級(jí):微震、輕震、強(qiáng)震、烈震和大災(zāi)震。目前國際通用的李希特-古登堡震級(jí)是以距震中100km的標(biāo)準(zhǔn)地震儀所記錄的振幅的μm的對(duì)數(shù)表示。如記錄的振幅是10mm,即10000μm,取其對(duì)數(shù)等于4,則為4級(jí)地震。
3.地震烈度
地震烈度,是指某一地區(qū)的地面和建筑物遭受一次地震破壞的程度。其不僅與震級(jí)有關(guān),還和震源深度,距震中距離以及地震波通過介質(zhì)條件(巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深)等多種因素有關(guān)。我國已制定出地震烈度表,可供工程建設(shè)參考。
地震烈度又可分為基本烈度、建筑場地烈度和設(shè)計(jì)烈度?;玖叶却硪粋€(gè)地區(qū)的地震烈度。建筑場地烈度也稱小區(qū)域烈度,是建筑場地內(nèi)因地質(zhì)條件、地貌地形條件和水文地質(zhì)條件的不同而引起的相對(duì)基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度;設(shè)計(jì)烈度是抗震設(shè)計(jì)所采用的烈度,是根據(jù)建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的經(jīng)濟(jì)性等條件對(duì)基本烈度的調(diào)整。設(shè)計(jì)烈度一般可采用國家批準(zhǔn)的基本烈度,但遇不良地質(zhì)條件或有特殊重要意義的建筑物,經(jīng)主管部門批準(zhǔn),可對(duì)基本烈度加以調(diào)整作為設(shè)計(jì)烈度。在工程建筑設(shè)計(jì)中,明確建筑區(qū)域的地震烈度是很重要的,一個(gè)工程從建筑場地的選擇到工程建筑的抗震措施等都與地震烈度有密切的關(guān)系。
4.震級(jí)與烈度的關(guān)系
震級(jí)與地震烈度既有區(qū)別,又相互聯(lián)系(如表1.3.1所列)一般情況下,震級(jí)越高、震源越淺,距震中越近,地震烈度就越高。一次地震只有一個(gè)震級(jí),但震中周圍地區(qū)的破壞程度,隨距震中距離的加大而逐漸減小,形成多個(gè)不同的地震烈度區(qū),它們由大到小依次分布。但因地質(zhì)條件的差異,也可能出現(xiàn)偏大或偏小的烈度異常區(qū)。
表1.3.1 震級(jí)與烈度關(guān)系表
震級(jí)(級(jí))
3以下
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震中烈度(度)
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