构造地质学复习提纲一构造地质学是地质学的基础学科之一，研究对象是组成地壳的岩石、岩层和岩体在岩石圈中力的作用下变形形成的各种现象（构造）；研究内容是这些构造的几何学、组合形式、形成机制和演化过程，探讨产生这些构造的作用力的方向、方式和性质。构造尺度：大至全球性，小至纳米级本教材分六级：1. 巨型构造：山系、区域性地貌的构造单元。如喜马拉雅山造山带、秦岭大别造山带2. 大型构造：区域性构造单元中的次级构造单元如背斜、向斜、大型断裂等3. 中型构造：一个地段上的褶皱、断层；(1：5万比例尺的图上，可见全貌，本课程研究的重点)4. 小型构造：露头上、手标本上的构造；(小褶皱、断层、节理、面理、线理，本课程研究的重点) 5. 微型构造（显微构造） ：手标本、显微镜下可见的构造6. 超显微构造：电子显微镜下研究的构造 （位错）一般分三级：1. 大构造-区域构造、大地构造(1：20万比例尺图幅的范围)2. 小构造：露头上、手标本上的构造3. 显微构造：显微镜下可见的构造构造尺度不同，研究目的不同，手段与方法不同，侧重的内容不同，解决的问题不同。构造变形场1. 构造应力场：物体内各点的应力状态在物体占据空间内组成的总和。(挤压应力场、拉张应立场、剪切应立场)2. 构造变形场：主导构造应力均匀作用的空间及其形成的构造域（1）伸展构造：水平拉伸应力或垂向隆升导致的水平拉伸应力下形成的构造。（裂谷、盆地、地堑-地垒、盆-岭构造等）（2）压缩构造：水平挤压应力下形成的构造。(褶皱、逆冲断层) （3）升降构造：岩石圈地幔垂向运动，导致地壳的上升和下降，区域性的隆起和坳陷(山系、高原、盆地)（4）走滑构造：顺直立剪切面水平方向（走向）滑动或位移形成的构造（5）滑动构造：重力滑动构造（6）旋转构造：陆块绕轴转动形成的构造地壳-岩石圈的层圈式结构 (物质组分不同导致岩石力学性质的分层性)1. 岩石圈：地壳和上地幔的总和； 分大陆岩石圈和大洋岩石圈(1)地壳 ：上地壳沉积岩、火山岩、花岗岩、浅变质岩 中地壳闪长岩类岩石、片岩、片麻岩 下地壳玄武岩、辉长岩、深变质岩 (2)上地幔：超基性岩类（莫霍面之下）2. 大陆岩石圈：垂向成层，横向不均一，厚度、密度、强度、地壳物理状态，均有差异。3. “三明治”结构：上地壳脆性（硬） 中地壳塑性（软流层、壳内软层） 下地壳刚性（硬）构造层次：温度递增引起岩石力学性质变化导致变形的分层性1.构造层次：同一次构造活动，在不同的深度形成不同类型的构造变形(物质与温度均为变量时，变形的分层性更复杂)。2. 构造层次的划分： (1)表层构造：1km的地表，剪切作用，脆性变形(断层、褶皱) (2)浅层构造：1-8km，褶皱作用，脆性变形(褶皱、断层、节理) (3)中层构造：8-15km，强褶皱作用，塑性变形(紧密褶皱、韧性剪切带) (4)深层构造：15km，流变作用、熔融作用(柔流、韧性剪切带、混合岩化) 二面状结构的产状要素1. 走向线：(1)走向线：倾斜平面与水平面的交线(同一倾斜平面上有无数条，高程不同，相互平行) (2)走向：走向线两端所指的方向（相差180）2. 倾向：(1)倾斜线：倾斜平面上与走向线垂直的线 (2)倾向：倾斜线(下端)在水平面上的投影所指的方向 3. 倾角：倾斜线与水平面的交角（最大交角）表示方法：倾向倾角， 如：66 50（常用） 走向/倾向倾角，如：156/66 50方向定量：规定 N为0（或360）； E为90； S为180； W为270线状结构的产状要素1. 倾伏向：某直线（下端）在水平面上的投影所指的方向2. 倾伏角：某直线与水平面的交角（最大交角）表示方法：倾伏向倾伏角，如：45 51 3. 侧伏角：直线在倾斜平面上时，该线与该平面走向线的锐夹角4. 侧伏向：锐夹角所在的走向线那一端的方向。表示方法：侧伏角侧伏向，如：15E水平岩层：未经变动的新岩层水平岩层的主要特征：1. 岩层界线与等高线平行或重合2. 老岩层在下(谷底），新岩层在上（山顶）3. 岩层顶、底之间的高差为岩层的厚度4. 出露宽度是顶、底面露头线的水平距离，取决于岩层厚度、地面坡度倾斜岩层“V”字形法则1. 岩层倾向与地面坡向相反：露头线与等高；线同向弯曲；露头线曲率等高线曲率。2. 岩层倾向与地面坡向一致：(1)岩层倾角地面坡角：露头线与等高线同向弯曲露头线曲率等高线曲率 (2)岩层倾角地面坡角：露头线与等高线反向弯曲地层接触关系整合和不整合1. 整合接触：（1）特点：两套地层产状一致，沉积连续，生物连续，无构造运动（2）过程：下降、沉积再下降、再沉积2. 假整合（平行不整合）接触：（1）特点：两套地层产状一致，地层缺失，生物间断，有升降运动，但不强烈。 缺：无沉积，因地壳上升； 失：有沉积，被剥蚀（2）过程：下降、沉积上升、沉积间断、剥蚀下降、沉积3. 不整合（角度不整合）接触：（1）特点： 两套地层产状不一致，地层缺失，生物间断，有强烈构造运动（褶皱、断层、变质、 岩浆活动） （2）过程：下降、沉积强烈构造运动下降、再沉积不整合的观察和研究1.研究意义：（1）研究地质发展历史；（2）鉴定地壳运动特征；（3）确定构造变形时期； （4）划分地层、构造单元；（5）了解古地理特征和古构造状态；（6）寻找沉积、热液性矿床和石油、天然气田。2.研究内容：（1）确定不整合：（其标志）古生物：上下两套地层中化石代表的时代有大的间断 沉积侵蚀：有古侵蚀面、古风化壳、古土壤、底砾岩、残积矿床（铁帽、铝土矿、磷矿、沙金）等构造变形：上下两套地层产状不同，构造线变化，褶皱样式、断层类型、变形程度差异，下部地层中的断层被上覆地层截切岩浆活动：上下两套地层中岩浆岩系列的成分、产状、规模、强度积热液矿床差异变质程度：上下两套地层变质程度差异（2）不整合时代的确定：缺失地层的年代下伏最新地层之后；上覆最老地层之前侵入的岩浆时代之前；剥蚀的岩浆时代之后被截切断层之后；贯穿上下两套地层的断层之前古风化壳的年代（3）不整合的空间展布和变化：不同地段、不同部位强度、性质均有变化，综合考虑区域多种因素。三面力和体力1. 力：物体相互间的一种机械作用2. 接触力：物体与物体间的作用力3. 面力：作用在物体表面的接触力4. 应力集中：接触面积与物体边界面积比量级很小时，即集中5. 体力：非接触力作用在物体内部每一支点上时，为体力截面上的应力、正应力、剪应力1. 应力：在外力作用下，物体内任一截面单位面积上的受力大小2. 正应力：垂直截面的应力，以表示3. 剪应力：平行截面的应力，以表示主应力、主方向、主平面1. 主应力：某一截面上只有正应力，没有剪应力时的正应力2. 主方向：主应力的方向3. 主平面：垂直于主应力的平面应力椭球体和应变椭球体1. 应力椭球体：1 最大压（最小拉）应力轴；2 中间应力轴；3 最小压（最小拉）应力轴。故：1 2 3 2. 应变椭球体：A(X)最大应变轴；B(Y)中间应变轴；C(Z)最小应变轴。应力分析简介1. 常见的应力状态：单轴应力状态：一个主应力不为零，其余两个均为零双轴应力状态：一个主应力为零，其余两个均不为零三轴应力状态：三个主应力均不为零，且123 2. 二维应力状态分析（平面应力状态分析）若：有两轴主应力(1， 2)作用在斜截面( AB )上，且 1 2， 3 = 0；求分析斜面( AB 面)上的应力状态。规定：AB法线与1的夹角 AB线AB 面的截线，单位长度( =1 ) AB = 1， OA = sin , OB = cos 又 = P / A , P = A 在 OA 面上的正应力 P2 = 2 OA = 2 sin , 在 OB 面上的正应力 P1 = 1 OB = 1 cos （1）在垂直AB面上的力： 为 P1和 P2的分力之和： 即 ： Pn = P1n + P2n = P1cos+ P2sin AB面上的正应力： = P1cos+ P2sin = 1cos cos+ 2sin sin = 1cos2 + 2sin2 = (1) （2）在平行AB面上的力： Pt = P1sin + P2cos AB面上的剪应力： = 1 cos sin+ 2 sin cos = (2)讨论：由(1)：当 = 0 时，cos 2 = 1； = 1 （最大）； 2 不起作用说明：垂直该面的应力对该面作用最大 平行该面的应力对该面无作用由(2)： 当 = 0 时， = 0 当 = 90时， = 0 （2 = 180） 当 = 45时， 达最大值 （2 = 90） 即： 说明：与主应力呈45的面上剪应力最大，易产生剪切面四变形与变位1. 变形（strain）：岩石体受到应力作用后，其内部各质点经受了一系列的位移，使岩石体的初始形状、方位或位置发生了改变。2. 位移：物体内各质点的位置在变形前后的相对变化。（平移、旋转、体变、形变）平移、旋转：改变坐标，不改变形态（内部各质点相对位置不变）体变、形变：改变形态和体积（内部各质点相对位置改变）应变的度量（应变测量） 应力状态：某一瞬间作用于物体上的应力情况 应变状态：物体变形后的状态 1. 线应变：（1）定义： 变形前后线段长度的变化（ ）（2）应变量计算： A. 单位长度比： 式中：线应变量； l 0、l 1变形前、后同一线段的长度比（伸长为正；缩短为负） B. 平方长度比： 式中：变形前、后同一线段的长度比的平方2. 剪应变：（1）定义：角应变：变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹