地质构造的规模有大有小，大的如构造带，可以纵横数千千米，小的如岩石中的片理，不到 1 mm。尽管规模大小不同，但它们都是地壳运动造成的永久变形和岩石发生相对位移的踪迹，因而，它们在形成、发展和空间分布上，都存在密切的内部联系。

野外的构造研究是从露头上可见的小型构造入手，观察描述其形态、结构要素和产状类型等，查明不同构造之间的空间组合关系和时间上的发育顺序。然而，将不同露头的地质现象联系起来分析确定其与大型构造的关系，对于公路与桥梁专业的学生来说，地质构造的研究主要是在野外能识别出各种构造现象并分析其对公路与桥梁的影响。

一、单斜构造的野外观察

地壳运动原始水平产状的岩层发生构造变动，形成倾斜岩层。当岩层层面和大地水平面的夹角介于 10°～70° 之间时，称为单斜构造，这是最简单的一种构造变动，也是层状岩石最常见的一种产状状态。由单斜构造组成的地貌称为单面山；由大于40° 倾斜岩层构成的山岭称为猪背岭。

单斜岩层可以是某种构造的一部分，如为褶皱的一翼或断层的一盘（见图 9.8），也可以是地壳不均匀沉降引起的区域性倾斜。在野外工作中，可用地质罗盘仪测定岩层产状，若某地区的岩层向同一方向倾斜，倾角也大致相同，则为单斜构造。

图9.8 单斜岩层褶皱的一翼或断层的一盘

在单斜岩层分布的地区公路测设应特别注意路线走向与岩层产状的关系。当路线走向与岩层走向一致时（图 9.9 中①），公路布线一般认为顺向坡较为有利，因逆向坡的坡麓常有松散的坡积物或崩积物，对路基的稳定不利；但是如果倾向坡的单斜层面的倾角＞45°，且层位较薄，或夹有软弱岩层时，则易形成边坡坍塌或滑坡（见图 9.10）。当路线走向与岩层走向正交时，如果没有倾向于路基的节理存在，则可形成较稳定的高陡边坡（图 9.9 中②）。当路线走向与岩层走向斜交时，其边坡稳定情况介于上述两者之间（图9.9中③）。

图 9.9 路线走向与岩层产状的关系

图9.10 单斜构造示意图

二、褶皱构造的野外研究

空间上地层的对称重复是确定褶皱的基本方法。多数情况下，在一定区域内应选择和确定标志层，并对其进行追索，以确定剖面上是否存在转折端，平面上是否存在倾状或扬起端。在变质岩发育地区或构造变形较强地区，要注意对沉积岩的原生沉积构造进行研究，以判定是正常层位或倒转层位。

褶皱构造的一个弯曲称为褶曲。褶曲的基本形态包括向斜和背斜。向斜褶曲是岩层向下凹陷的弯曲；背斜褶曲是岩层向上隆起的弯曲。但是，野外观察褶曲构造不能简单地以地形起伏作为依据，要注意背斜谷，向斜山这种逆构造地形。褶曲野外观察有穿越法和追索法。

穿越法 沿选定的调查路线，垂直岩层走向进行观察。此法便于了解岩层的产状、层序及其新老关系，如果在路线通过地带的岩层呈有规律地重复出现，则必为褶皱构造，再依据层序及其新老关系，判断是背斜还是向斜，然后进一步分析两翼岩层产状和两翼与轴面的关系，判断褶曲的形成类型。

追索法 平行岩层走向进行观察。此法便于查明褶曲延伸方向及其构造变化情况，一般两翼岩层在平面上平行展布时为水平褶曲，两翼岩层在转折端闭合时为倾伏褶曲。

野外工作时，以穿越法为主，追索法为辅，穿插使用。

三、节理的野外观察

节理是岩块未发生明显相对位移的断裂现象。节理是地壳表层广泛发育着、呈有规律成组分布的构造现象。节理的存在对工程活动有好的一面，也有不利的一面。由于节理能使岩体的完整性遭到破坏，降低了岩体的强度和稳定性；当其彼此贯通时，又成为地下水活动的通道，加速了岩体的风化破坏。但节理的适当发育却有利于石料的采集和减少工程施工量。

应特别指出，在高陡切坡地段的节理产状对其边坡的稳定性至关重要。当有一组节理倾向于路基或有两组节理呈楔形分布与路线斜交时，就有可能造成边坡失稳而发生崩塌或滑坡。

1. 观察点的选择

野外观察点是根据所要解决的问题选定的。每一观测点范围视节理的发育情况而定，一般要求几十条节理可供观测，而且最好将观测点布置在既有平面又有剖面的露头上，以利于全面研究节理。

2. 观测内容

（1）在任何地段观测节理，首先要了解区域褶皱、断裂的分布点及观察点所在的构造部位，然后根据不同的目的、任务、区分不同的岩性地层，观察和测量其中不同性质节理，其记录格式如表9.3所示。

表9.3 节理观察表

（2）区分节理的力学性质（张节理、剪节理），并根据其性质作进一步的细分。节理若被脉体充填，调查时要尽量收集脉的产状、规模、形态、间隔、充填矿物的成分及生长方向等数据。

（3）在选定地点内，对所有节理产状进行系统测量。测定方法和岩层产状要素测定的方法一样。

四、断层的野外观察

断层是地壳的主要构造形迹之一，断层的性质、特征及规模在很大程度上控制一个地区的地质复杂程度。大量实践证明，在工程地质勘察中，对断层的研究已成为一个非常主要的内容。(www.daowen.com)

1. 断层的野外识别

断层研究，对于公路与桥梁专业的学生来说，就是要在野外认识断层，并识别断层类型。断层的野外识别标志包括构造、地层、地貌、岩相和厚度变化等。

地层特征 岩层重复或缺失、岩脉错断等可能是断层的存在标志。

地貌特征 当断层断距较大时，上升盘的前缘常形成断层崖，经剥蚀形成断层三角面地形，断层破碎带下切形成峡谷地形。此外，山背错开、河谷跌水瀑布等地貌均可能是断层存在的标志，所以，地质学上有一种说法即逢沟必断。

断层伴生构造现象 它是断层存在的可靠标志，如图9.11所示。

断层根据两盘相对位移，可分为以下3个基本类型：

正断层 正断层的上盘沿断层面相对向下滑动，下盘则相对向上滑动。正断层产状一般较陡，大多在 45° 以上，而以 60°～70° 者最为常见。大型正断层的陡直断层面常常向地下深处变缓。正断层带内岩石破碎相对不太强烈，角砾岩多带棱角，通常没有强烈挤压形成的复杂小褶皱等现象。

图9.11 断层现象

逆断层 逆断层的上盘沿断层面相对向上滑动，下盘则相对向下滑动。逆断层产状一般较缓，其倾角一般在 30° 左右或更缓。逆断层常常显示出强烈的挤压破碎现象，形成角砾岩、碎粒岩和超碎裂岩等断层岩，沿逆断层还常常出现劈理化、节理化、剪切带或各种复杂揉褶，这些构造常呈带状排列，或呈交织穿插状。逆断层两侧岩层常常具有强烈的变形特征。

平移断层 平移断层的两盘顺断层走向相对移动。平移断层面一般陡峻直立，由于断层陡峻，从横剖面观测时常与正或逆断层效应一致，有时还具有一定程度的顺倾斜滑动，所以一些大型平移断层常被误认为正或逆断层。大型平移断层常常表现为强烈破碎带、密集剪裂带、角砾岩带和超碎裂岩化带等，与其他两类断层比较，剪裂破碎现象更加强烈。

2. 断层两盘运动方向的确定

断层在一定阶段的活动性质常常具有相对稳定性，这种运动总会在断层上或其两盘留下一定的痕迹，这些痕迹或伴生现象成为分析判断断层两盘相对运动的主要依据。但同时，断层运动是复杂的，一条断层常常经历了多次脉冲式滑动，因此，在分析并确定两盘相对运动时，应充分考虑其复杂多变性。

（1）根据两盘地层的新老关系。分析两盘中地层的相对新老，有助于判断两盘的相对运动。当断层走向大致平行岩层走向时（即走向断层），上升盘一般出露老岩层，或老岩层出露盘常为上升盘。但是如果地层倒转，或断层倾角小于岩层倾角，则老岩层出露盘是下降盘。如果两盘中地层变形复杂，为一套强烈压紧的褶皱，那么，就不能简单地根据两盘直接接触的地层新老来判定相对运动。当断层与褶曲轴线垂直或斜交时（即横断层切过褶曲），对背斜来说，上升盘核部变宽，下降盘核部宽窄，对于向斜情况刚好相反。

（2）牵引构造。断层两盘紧邻断层的岩层，常常发生明显的弧形弯曲而形成牵引褶皱，并且以褶皱的弧形弯曲的突出方向指示本盘的运动方向。一般说来，变形越强烈，牵引褶皱越紧闭。为了准确进行判断，应在平面上和剖面上同时进行观察，并结合断层两盘相对运动的其他特征，做出断层两盘相对运动的适当结论。

（3）擦痕和阶步。擦痕和阶步是断层两盘相对错动在断层面上因摩擦等作用而留下的痕迹。擦痕表现为一组比较均匀的平行细纹。在硬而脆的岩石中，擦面常被磨光和重结晶，有时附以铁质、硅质或碳酸盐质等薄膜，以致光滑如镜称为摩擦镜面。

擦痕有时表现为一端粗而深，一端细而浅。由粗而深端向细而浅端一般指示对盘运动方向。如用手指顺擦痕轻轻抚摸，可以感觉到顺一个方向比较光滑，相反方向比较粗糙，感觉光滑的方向指示对盘运动方向。

在断层滑面上常有与擦痕正交的陡坎，这种微细陡坎称为阶步，阶步的陡坎一般面向对盘的运动方向。在断层滑动面上有时可看到一片片纤维状矿物晶体，如纤维状石英、纤维状方解石等。它们是在两盘错动的过程中，在相邻两盘逐渐分开时生长的纤维状晶体，这类纤维状晶体称为擦抹晶体，许多擦痕实质上就是十分细微的擦抹晶体。当断层面暴露时，各纤维晶体常被横向张裂隙拉断而形成一系列微小阶梯状断口，陡坎指示对盘运动方向。

（4）羽状节理。在断层两盘相对运动过程中，在断层一盘或两盘的岩石中常常产生羽状排列的张节理和剪节理。这些派生节理与主断层斜交，交角的大小因派生节理的力学性质不同而有差异。羽状张节理与主断层常呈 45°相交，羽状张节理与主断层所交锐角指示节理所在盘的运动方向。

断层派生的节理除羽状张节理外，还可能有两组剪切理，一组与断层面成小角度相交，交角一般在 15° 以下，即内摩擦角的一半；另一组与断层成大角度相交或正交。小角度相交的一组节理，与断层所交锐角指示本盘运动方向。断层派生的两组剪节理产状较不稳定，或被断层两盘错动而破坏，所以，不易用来判断断层两盘的相对运动。

（5）断层两侧小褶皱。由于断层两盘的相对错动，断层两侧岩层有时形成复杂的紧闭小褶皱。这些小褶皱轴面与主断层常成小角度相交，所交锐角指示对盘运动方向。

（6）断层角砾岩。如果断层切割并挫碎某一标志性岩层，根据该层角砾在断层面上的分布可以推断断层两盘相对位移方向。有时断层角砾呈规律性排列，这些角砾变形的 xy 面与断层所夹锐角指示对盘运动方向。

根据断层面产状和两盘相对滑动方向可以确定断层的性质。

3. 断层的规模观测

确定了断层的性质后，要追索断层的延伸情况，并把断层圈定在地质图上和测定断距大小以确定其规模。

测定断距的方法很多，其中最简单的方法一般是在露头上采用剖面法求视断距，根据断层造成的缺失或重复的地层厚度来估算，或根据构造窗后缘与最远飞来峰之间距离可以确定最短位移距离。