构造地质学课件.ppt

1、本章将讨论的主要内容：1、结构地质学的定义和研究内容2、结构地质学的进展3、结构分析4、结构研究的基本方面、介绍、结构地质学的定义和研究内容定义：结构地质学是地质学的基本领域之一，主要是构成地壳的岩石、岩石、岩石块根据岩石圈的力量变形而形成的各种现象(结构)研究这些结构的几何图形、组合形式、形成机制和演化过程，并研究产生这些结构的力和方向、方法和性质。研究内容：结构地质学的主要研究对象是中、小结构。1、结构对沉积物的控制作用，2、结构对岩浆活动的控制作用，3、结构对变质作用的控制作用，结构对矿物的控制作用结构地质学的进步新结构观：新结构观主要包括以下四点：1、水平运动主导活动理论和逐步突变的循

2、环发展是理解和分析结构的基本思路。2、岩石圈为层次感，各层次感往往是活动性结构界面，各层间结构不协调，横向不均等。3、结构多因素、多层次、多时间、多性。4、挤压、扩张和转换结构共同构成了岩石圈各级各种结构。结构研究方法的新发展：1、深层和浅层结构研究的结合2、从定性分析到定量分析，这是结构地质学发展到成熟的标志。定量分析主要包括以下方面：(1)岩石结构运动学和力学(2)应力场研究(3)高差异应力的计算(4)有限变形分析(5)造山带缩短的计算3、结构地球化学4、变形矿物力学、结构分析结构分析包括地质结构几何的三个方面、运动学和力学分析1、几何分析是通过了解和测量各级所有形式构成的形式、形式、位置

3、、大小、构成内部元素及其结构和相关构成之间的几何关系，建立完整几何法则的构成关系或样式。2、运动学分析的目的主要在于再现岩石形成和变形过程中发生的运动。尤其是对二次结构的分析揭示了其运动规律，并说明了基岩和基岩的位置、位置、大小和形状发生变化的平移、旋转、体变和变形的组合。3、动态分析是为了了解变形应力的特性、大小和方向，明确生成构造的力、应力和机械过程。结构研究的基本方面1，现场工作为基础2，重视结构几何的研究3，结构模型的建立和改进4，引入新技术，采用新方法5，多领域组织，多领域合作研究，综合研究，第二章地质体的生产和形成接触关系本章要讨论的主要内容：1，地质体的基本生产2，岩石厚度和埋地

4、第一节地质体的基本生产部分基本概念地质体包括沉积起源岩石在内的所有原因的一般自然岩体，发生原因层火山岩的喷发，侵入发生原因岩浆岩及力变形结构。 各种地质体的结构都可以归纳为多面结构和线性结构。面形结构有床上用品、接头、缺陷等，还有一些仅具有几何意义的结构面，例如褶皱轴面等。线性结构包括表示线性习性的所有结构和各种平面的交集，例如折缝的轮毂和线清理。建立了生产特征的概念，以确定和表示面构造和线构造的空间关系。生产要素用于指定平面或线性结构在三维空间中的输出状态，该空间表示与水平参考面和地理位置的关系。平面规划中生产特征平面的复本由空间中的延伸方向及其倾斜程度决定。任何表面型结构或地质体界面的产物

5、都用其方向、趋势和倾斜的数据表示。，1，方向：倾斜平面和水平面的相交线称为路径线，向直线两端延伸的方向是具有多个路径线的平面，这些路径线与任何平面平行，高度不同。2，倾向：在倾斜平面上垂直于移动线的线称为坡面线，坡度线的水平面投影倾向于指向沿平面向下倾斜的方向。3，倾斜：平面上的斜线与平面上的投影线之间的角度，即垂直于平面的垂直剖面上的平面与水平面之间的角度。根据倾斜角度，当横截面和岩石成一定角度相交时，岩石和该横截面的相交线根据坡度线与水平面上投影线之间的角度称为倾斜角度，也称为假倾斜角度。坡率值小于坡率值，TGB=TGAcoscap；坡率偏差越大，坡率越小；坡率平行时，坡率为零。线性规划中

6、的分型图征线表示空间中直线的方向和拔模量，分型图征包括拔模、拔模角度或该直线所在平面的侧面和侧面角度。倾斜方向(指向):在空间中始终延伸直线的方向，即倾斜直线从水平面向投影线显示的直线向下倾斜的方向。拔模斜度：表示直线的拔模斜度，它是夹在直线和水平投影线之间的角点。侧v角度：如果线性要素包含在倾斜平面中，则此直线与平面方向之间啮合的锐角是该面上此直线的侧v角度。侧v方向是构成上述锐角的方向线的一端。表示岩石形成的方法1，文本如何产生岩石(1)大象限制方法：相对于地理子午线(子午线)，直线、倾向线及其夹角是方向或倾向的角度。(2)方位角法：以正北(n)为起点，顺时针旋转至(0)岩层的方向线、倾向

7、线的角度，即方向和倾向的方位角。2，地质图中表示岩床生产的符号，3，等高线图表示岩层的生产方法，第二岩层的厚度和埋深，岩层的厚度，1，真厚度(h):岩层顶部、底部之间的最短距离。2，垂直厚度(Hg):岩石地层顶部、底面之间的垂直距离。相同的岩石，只要生产形状不变，在任何方向垂直于横截面的厚度都是固定的。h=hgcosa3，水平厚度(HF):岩石地层顶部、底面之间的水平距离。h=HFS inalpha 4，表观厚度和表观水平厚度：在与地层成一定角度的剖面上，地层顶部、底部和剖面之间的最短距离大于地层的实际厚度，称为表观厚度。水平距离也大于水平厚度，称为视图水平厚度。5，剩余厚度：岩层被侵蚀，现在

8、看到的是岩层的剩余部分，从地面上的一点到岩层底部的最短距离称为剩余厚度。地层的埋深是从地面的一点到地下某一地层的顶面的垂直距离，称为该地层地面某一点的埋深。1.埋深是地面上的特定点和地下岩层顶部垂直对应点的高程差。2、埋深是该岩层顶部垂直对应点以上各岩层的垂直厚度之和。第三地层的露头岩露头和露头线1，岩床露头：指岩层是裸露的表面，第四纪松散堆积未复盖的部分。2，露头线：岩床的露头和第四纪表面的分界线，称为岩堆路线或第四线边界线；岩石与地面的相交线称为岩石水平的出路线，即岩层的露头线。3、岩层露头线的形态及其影响因素岩层露头线的形态是指岩层露头线在地面和地质图中弯曲的形态。影响岩层露头线形态的因

9、素是岩床的生产和地形。水平岩石是同一层上每个点的高程相同或基本相同的岩层。水平岩石露头线的形态只取决于地形的起伏。倾斜岩石，倾斜岩层基本上是指具有相同倾向和倾斜角度的一系列岩石，是变形岩石和结构中最基本的。倾斜的岩石在表面的出路线或地质边界线上有规律地分布。换句话说，穿过山谷和山脊的地质边界线的平面投影都呈“v”形。该定律称为“v”形定律，地形地质图中的特征如下：(1)岩层与地面坡度相反，就会穿过山谷的地质边界，而“v”字形的末端则指向山谷上游，即基岩的倾向。(。越过山脊，“v”字形末端指向下坡，即岩层朝向相反方向。地质边界的“v”字形弯曲比等高线宽。“小弯”。(2)岩层与地面倾斜方向一致，岩

10、层倾斜角度大于地面倾斜角度时，穿过沟的地质边界“v”字形的末端倾向于指向果戈理的下游，即岩层；山脊上的地质边界“v”形尖端位于山脊上，即岩层面向相反方向。地层倾角陡时，“v”字形加宽，倾角接近90度时，地质边界线接近直线，成为“大转弯逆转”。(3)岩层与地面倾斜方向一致，其倾斜角度小于地面倾斜角度时，地质边界“v”字形提示从沟指向上游；从脊线向下指向，其“v”字形的弯曲比等高线更闭合。倒小弯。第四节地层的接触关系综合接触是一个地区长期地壳运动比较稳定的条件，即沉积盆地缓慢下降，上升但没有超过沉积标准，如果地壳俯冲和沉积物处于相互平衡状态，那么沉积物将连续堆积，没有沉积间断。相互平行或几乎平行的

11、新老地层之间的接触关系称为统一接触。不整合接触沉积接触的上下两层之间存在明显的沉积间断。也就是说，连续沉积的两个地层之间存在明显的形成缺陷，这种接触关系是非合并接触。非合并接触有两种类型。1、平行未固结：主要表示不协调面上、下两个地层的产地相互平行。2、角度不一致：主要是不同的地层形成，不同的褶皱类型和变形强度，不同的断层结构发展和特点，不同结构方向的上、下两组。两个地层的变质程度和岩浆活动也大不相同。地质图或剖面不整合的性能1，与地理图和剖面不平行的不一致面上下两组地层生产，即取向、倾角相同，其地质边界线类似于统一的地质边界线。2，角度没有整合到地质图和剖面中，一般来说，上述地层的底部是复盖

12、表示不一致的一组较新地层底部的地质边界，上述地层中最古老的层切割其他地层的地质边界。未合并观测1，未合并研究的意义(1)地质发展史(2)岩石地层学(3)矿物2，未合并研究方法(1)确定未合并存在(2)确定未合并时代(3)研究未合并空间分布和类型变化，地理未合并海水占据的面积和沉积范围不断扩大，不断形成新的地层，向越来越古老的侵蚀面重叠。这种新旧两个地层之间的接触关系称为地理上的非合并接触。特性包括：(1)大范围分布区域，不同扇区的形成接触关系类型经常发生变化。(2)不仅是下伏层，面向大陆重叠的地层底部可能还缺少更多层。第五节沉积岩的构造层及其识别1，层的形态分类形态分类主要根据地层形态和结构分

13、为水平层和交错层。2、床上用品识别标记(1)岩石成分变化(2)岩石结构变化(3)岩石颜色变化(4)岩石地层的水平原生结构，利用原生结构，原生结构，岩石地层的顶面和底面是平流层顶面法线指向的方向，平流层岩层则变成了古老而新的方向。沉积岩的许多原沉积结构可用于确定岩层的面面。1、交错层交错层是多种类型，由相互斜交的图案层组成。2、delivery layer(粒子顺序层)是在沉积过程中流体逐步衰减引起的碎屑物质的沉积结构。3、波痕是由于水和空气流动而形成在沉积物表面的波状不均匀堆积形式。4，冲刷表面固结或半固结沉积岩层因水面暴露或水中侵蚀而形成凹凸不平的冲刷表面。5，水平暴露标记6，生物标记还可以

14、根据岩石地层内特定化石的埋藏保存状态确认岩石的顶部、底部。第三章地质结构解释的力学基础第一节应力的概念面力和物理地壳中作用于岩石的力各不相同，最重要的是重力和面力两种。重力是与质量成正比的一种体力。叠加在地壳深处的岩石上的岩石柱的重量是一种重要的力量。体力是指作用于岩石内部每个粒子的外力。面力是岩石块之间的相互作用力，通过接触面传递，作用于物体表面，因此也称为表面力。应力应力是由面力或体力的作用引起的，作用于物体内部或表面单位面积的同方向相反方向的一对力，应力的方向与力的方向一致。内力：同一岩石中每个粒子之间相互作用的力可以分为固有内力和附加内力。固有内力是指岩石中多个粒子之间最初存在的自然结

15、合力。附加内力是岩石受外力作用时产生内部固有内力的变化量。1，接合应力：由外力作用于岩石内任何剖面上的外力作用方向平行的应力称为作用于该剖面上的接合应力。2，正应力和剪切应力：通过使用平行四边形法则，合力可以分解为两种应力。正应力(或直应力):垂直于截面的应力剪切应力：在截面中作用并与其平行的应力，主应力：垂直于外力在岩石内部作用的方向的截面中仅生成正应力，不产生剪切应力，平行于外力作用方向的正应力称为主应力。垂直于主应力的截面称为主应力面或主平面，其中只有主应力，没有剪切应力。主应力面的法线称为主应力轴，表示主应力作用的方向。4、基本计算公式、任意截面(n)中的配合应力(合并)、外力(p)、

16、主应力面(a)、n和a的角度(n)以及主应力(a)的关系如下所示：(上图)，第二个应力状态分析应力状态的概念是由外力在岩石内部任意点方向不同的众多截面中产生的应力状态，称为岩石内部该点处的应力状态。一点的应力状态，一点的应力状态可以表示为三个主应力的大小和方向，分别为1、2、3，表示最大、中、最小主应力，123。典型的应力状态为1，1轴应力状态。一个主应力非零，其他两个主应力为零。2，双轴应力状态：一个主应力为零，其他两个主应力非零。3，3轴应力状态：3个主应力均不等于0，正常应力状态123。2d应力分析1、任意倾斜剖面上的应力分析、表示2d应力状态的莫尔斯圆、3d应力分析3d应力分析以2d应力分析为基础，但数值方程式更为复杂。，三维应力莫斯圆：三节应力场，应力轨迹，应力集中应力场，应力轨迹物体各点的应力状态构成了应力场。地壳一定空间中某一瞬间的应力状态称为地壳应力场。表示那一刻的应力状态及其变化，通常每个点的主应力方向是连接的轨迹，也称为应力轨迹或应力轨迹，表示主应力方向的连续变化。应力场的研究方法主要包括节理统计、岩石群分析、光弹性模拟、数学地质模拟等。应力集中材料实验表明，材料内部的缺陷(例如孔、槽口、微裂纹等)会导致局部应力集中，并导致岩石沿这些应力集中部分先断裂，远远超过应力的正常值。自然中的岩石不完