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1、实验九用赤平投影方法解析断层节理构造第1页，共18页，编辑于2022年，星期五一、目的要求一、目的要求1 1、学会用赤平投影方法求断层两盘相对位移方、学会用赤平投影方法求断层两盘相对位移方向，确定断层类型及产生断层的主应力方位向，确定断层类型及产生断层的主应力方位2 2、学会用赤平投影方法求岩层褶皱前的节理产、学会用赤平投影方法求岩层褶皱前的节理产状；状；第2页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强3 3断裂构造与造成断裂构造的应力间有如下关系断裂构造与造成断裂构造的应力间有如下关系第3页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/
2、1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强4 4基本原理基本原理1.1.如果出现一对共轭断裂面，这对共轭断裂面如果出现一对共轭断裂面，这对共轭断裂面的交线方向，就是中间应力的交线方向，就是中间应力 2 2的作用方向。的作用方向。2.2.共轭断裂面的锐角夹角的平分角线的方向往共轭断裂面的锐角夹角的平分角线的方向往往是最大主压应力往是最大主压应力 1 1的作用方向。的作用方向。3.3.共轭断裂面的钝角夹角的平分线方向往往是共轭断裂面的钝角夹角的平分线方向往往是最小主应力最小主应力 3 3的作用方向。的作用方向。第4页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造
3、地质学构造地质学-李强李强5 54.4.共轭断裂面两盘的错动方向共轭断裂面两盘的错动方向(S(S1 1、S S2 2)平行于平行于断裂面，也平行于断裂面，也平行于 1 1-3 3平面，而与平面，而与 2 2方向正交。方向正交。5.5.共轭断裂两盘各自的确切滑动方向是：共轭断裂两盘各自的确切滑动方向是：1 1所所在盘总是向着在盘总是向着 1 1箭头所指向的锐角角顶方向滑箭头所指向的锐角角顶方向滑动，有如一个楔子向共轭断面的交线动，有如一个楔子向共轭断面的交线 2 2插去。插去。第5页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强6 66.6.共
4、轭断裂面锐角夹角的余角共轭断裂面锐角夹角的余角(90-(90-锐角夹角锐角夹角)就是岩体断裂的内摩擦角就是岩体断裂的内摩擦角(一般为一般为3030左右左右)。7.7.l l、2 2和和 3 3互相都是正交关系。互相都是正交关系。8.8.1 1-2 2面面(即与即与 3 3正交的平面正交的平面)方向往往为张方向往往为张裂面的方向。裂面的方向。第6页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强7 7在赤平投影图上，上述几何关系表现为如下特征在赤平投影图上，上述几何关系表现为如下特征第7页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/5202
5、3/1/5构造地质学构造地质学-李强李强8 81.1.一对共轭断裂面投影弧的交点就是一对共轭断裂面投影弧的交点就是 2 2的投影点。的投影点。2.2.共轭断裂面大圆弧的锐角二面角的角距中间点就是共轭断裂面大圆弧的锐角二面角的角距中间点就是 1 1的投影点。共轭断裂面大圆弧的钝角二面角的角距的投影点。共轭断裂面大圆弧的钝角二面角的角距中点为中点为 3 3的投影点。的投影点。3.3.1 1与与 3 3共用一个大圆弧，该圆弧的法线点就是共用一个大圆弧，该圆弧的法线点就是 2 2的的投影点。同时投影点。同时 1 1又为又为 2 2-3 3大圆弧的法线点；大圆弧的法线点；3 3又为又为 1 1-2 2大
6、圆弧的法线点即大圆弧的法线点即 1 1、2 2、3 3互成互成9090角距角距第8页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强9 94.4.两共轭断裂面大圆弧两共轭断裂面大圆弧(F(F1 1和和F F2 2)与与 1 1-3 3大圆弧的交点大圆弧的交点（S S1 1和和S S2 2）就是断裂两盘相对滑动的方向线）就是断裂两盘相对滑动的方向线(擦痕线擦痕线)。S S1 1和和 2 2，S S2 2和和 2 2都分别共一条断层面，而都分别共一条断层面，而S S1 1 2 2 及及 S S2 2 2 2 的角距又都为的角距又都为9090。5.5
7、.1 1如在断层大圆弧的凸侧，且与断层滑动点如在断层大圆弧的凸侧，且与断层滑动点(s)(s)的角距的角距又小于又小于9090，则该断层上盘上升，并沿滑动点向赤平，则该断层上盘上升，并沿滑动点向赤平圆心的方向滑动。反之，圆心的方向滑动。反之，1 1如在断层大圆弧的凹侧，且如在断层大圆弧的凹侧，且距距s s点的角距又小于点的角距又小于9090，则该断层下盘上升，并沿滑，则该断层下盘上升，并沿滑动点向圆心的方向滑动。动点向圆心的方向滑动。第9页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1010断盘滑移分析断盘滑移分析在下半球投影上，在下半球投影
8、上，断层大圆弧的凸侧代表上盘断层大圆弧的凸侧代表上盘，凹侧凹侧代表下盘代表下盘，所以，滑动线平行断层倾向时，所以，滑动线平行断层倾向时，1 1在凸侧在凸侧且且 1 1与与S S1 1（或（或S S2 2）的角距小于）的角距小于4545，表示上盘相对上，表示上盘相对上升的逆断层升的逆断层。1 1在凹侧，且在凹侧，且 1 1与与S S1 1（或（或S S2 2）的角距小）的角距小于于4545，表示下盘相对上升的正断层，表示下盘相对上升的正断层。滑动线平行断层走向时，沿滑动线有左行滑动和右行滑动线平行断层走向时，沿滑动线有左行滑动和右行滑动之分，锐角指示本盘移动方向。滑动之分，锐角指示本盘移动方向。
9、第10页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1111已知：两共轭断层已知：两共轭断层F F1 1和和F F2 2的产状分别为：的产状分别为：F F1 1：34020 34020；F F2 2：4650 4650，求：求：1 1、2 2、3 3的产状，断层的产状，断层F F1 1和和F F2 2的滑动方向及断层的滑动方向及断层性质及岩体破裂的内摩擦角。性质及岩体破裂的内摩擦角。例例1 1：第11页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1212第12页，共18页，编辑于2022
10、年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1313F F1 1断层断层(34020)(34020)和和F F2 2断层断层(4650)(4650)为共为共轭关系，它两投影弧的交点为轭关系，它两投影弧的交点为 2 2产状，产状，(33320(33320)。以。以 2 2 为极点，作对应大圆弧，即为极点，作对应大圆弧，即 1 1-3 3平面。该平面。该弧与弧与F F1 1及及F F2 2的交点的交点S S1 1和和S S2 2。分析分析第13页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1414表明表明F F1 1
11、断层面上擦痕滑动方向为断层面上擦痕滑动方向为6464或或244 F244 F2 2断层面上断层面上擦痕的滑动方向为擦痕的滑动方向为8484或或264264，S S1 1S S2 2的锐角角距中点为的锐角角距中点为 1 1(7123)(7123)，从，从 1 1沿沿 1 1-2 2大圆弧量度大圆弧量度9090角距得角距得 3 3(20658)(20658)。由于。由于 1 1位于位于F F1 1断层的凹侧且与断层的凹侧且与S S1 1的角的角距又小于距又小于9090，所以，推断，所以，推断F1F1为正断层，其下盘向为正断层，其下盘向244244方方向滑动，为右行滑动，所以断层为正向滑动，为右行滑
12、动，所以断层为正-右行平移断层右行平移断层第14页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1515对于对于F F2 2断层来说，断层来说，1 1位于其凸侧，位于其凸侧，1 1S S2 2角距也小于角距也小于9090，因，因此此F F2 2断层为逆断层，上盘上升，向断层为逆断层，上盘上升，向262262方向滑动。为左行方向滑动。为左行平移平移-逆断层。逆断层。又又F F1 1和和F F2 2的夹角为的夹角为4646，所以，岩体破裂的内摩擦角为，所以，岩体破裂的内摩擦角为90-46=4490-46=44第15页，共18页，编辑于2022年，
13、星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1616例例2 2：已知：一条左行断层，产状为已知：一条左行断层，产状为2006020060，在断层，在断层面上量的擦痕侧伏角为面上量的擦痕侧伏角为16N16N。求：求：该断层的性质和应力方位，该断层的性质和应力方位，如有共轭断层，其产状如何？（假设岩石的内如有共轭断层，其产状如何？（假设岩石的内 摩擦角为摩擦角为3030。）。）第16页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1717分析：擦痕线投影点就是断层的滑动点分析：擦痕线投影点就是断层的滑动点S S1 1，而，
14、而S S1 1和和 2 2是是同在断层面上的，两者相距同在断层面上的，两者相距9090的角距，因此可以根据的角距，因此可以根据S S1 1点的位置找到点的位置找到 2 2的产状，求得的产状，求得 2 2，就可以进一步求得，就可以进一步求得 1 1-3 3大圆弧，再根据大圆弧，再根据S S1 1的滑动方向可知上盘是大致向圆心的滑动方向可知上盘是大致向圆心方向滑动，具有上升性质，也就是说方向滑动，具有上升性质，也就是说 1 1应在上盘一侧应在上盘一侧第17页，共18页，编辑于2022年，星期五2023/1/52023/1/5构造地质学构造地质学-李强李强1818求总滑距求总滑距略：内容不做要求略：内容不做要求作业：作业：实习指导书：实习指导书：P P2323页页11,12,1311,12,13题题第18页，共18页，编辑于2022年，星期五