构造地质学课件经典教材

地质一班版权所有翻版必究•本章所要讨论的主要内容：•1、构造地质学的定义及研究内容•2、构造地质学的进展•3、构造解析•4、构造研究的基本方面绪论地质一班版权所有翻版必究构造地质学的定义和研究内容定义：构造地质学是地质学的基础学科之一，主要是研究组成地壳的岩石、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）。研究这些构造的几何形态、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和方向、方式和性质。研究内容：构造地质学的主要研究对象是中、小型构造。1、构造对沉积的控制作用地质一班版权所有翻版必究2、构造对岩浆活动的控制作用3、构造对变质作用的控制作用4、构造对矿产的控制作用构造地质学的进展新构造观：新构造观主要包括以下四点：1、以水平运动为主导的活动论以及渐进突变的旋回式发展是认识和分析构造的根本思想。2、岩石圈是层圈式的，各分层界面常常是活动性构造界面，各分层的构造是不协调的，横向是不均一的。•3、构造是多因、多级、多时、多性的。•4、挤压、伸展和平移构造共同组成了岩石圈各级各类构造。地质一班版权所有翻版必究构造研究方法新进展：1、深层与浅层构造研究的结合2、定量分析从定性到定量，这是构造地质学发展走向成熟的一个标志。定量分析主要包括以下几个方面：(1)岩石组构运动学及动力学(2)应力场研究(3)古差异应力的计算(4)有限应变分析(5)造山带缩短量的计算3、构造地球化学4、变形矿物动力学地质一班版权所有翻版必究•构造解析构造解析包括地质构造几何学的、运动学的和动力学解析三个方面。1、几何学解析就是认识和测量各类各级构造的形状、产状、方位、大小、构造内部各要素之间以及该构造与相关构造之间的几何关系，从而建立一个完整的具有几何规律的构造关系或型式。2、运动学解析的目的在于再现岩石形成和变形期间所发生的运动，主要是通过对岩石或岩层中的原生构造，尤其是次生构造的分析揭示其运动规律，解释改变岩层和岩体的位置、方位、大小和形态的平移、转动、体变及形变的组合情况。3、动力学解析是要阐明产生构造的力、应力和力学过程，其目的是查明变形应力的性质、大小和方位。地质一班版权所有翻版必究•构造研究的基本方面1、野外工作是基础2、重视构造几何学的研究3、建立并完善构造模式4、引进新技术，采用新方法5、组织多学科、多兵种协作攻关，综合研究地质一班版权所有翻版必究第二章地质体的产状和地层接触关系本章所要讨论的主要内容：1、地质体的基本产状2、岩层的厚度和埋藏深度3、岩层的露头4、地层的接触关系5、沉积岩层的构造6、野外照片地质一班版权所有翻版必究第一节地质体的基本产状•一些基本概念•地质体是泛指任何成因的天然岩石体，包括沉积成因的岩层，喷出成因的层状火山岩，侵位成因的岩浆岩体以及受力变形形成的构造。各种地质体的构造都可以归纳为面状构造和线状构造。•面状构造有层理、节理、断层等，以及一些只有几何意义的结构面，如褶皱轴面等。•线状构造包括所有呈线状习性的构造，以及各种平面的交线，如褶皱的枢纽和线理等。•为确定和表示面状构造和线状构造的空间关系，建立了产状要素的概念。产状要素是用来规定面状构造或线状构造在三维空间的产出状态，用之表示其与水平参考面和地理方位之间的关系。地质一班版权所有翻版必究•面状构造的产状要素•平面的产状是以其在空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的。任何面状构造或地质体界面的产状均以其走向、倾向和倾角的数据表示。地质一班版权所有翻版必究•1、走向：倾斜平面与水平面的交线叫走向线，走向线两端延伸的方向即为该平面的走向任何一个平面都有无数条相互平行的不同高度的走向线。•2、倾向：倾斜平面上与走向线相垂直的线叫倾斜线，倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位即倾向。•3、倾角：平面上的倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角，即在垂直于该平面走向的直立剖面上该平面与水平面间的夹角。地质一班版权所有翻版必究•视倾角当观察剖面与岩层的走向斜交时，岩层与该剖面的交迹线叫视倾斜线，视倾斜线与其在水平面上的投影线间的夹角称视倾角，也叫假倾角。视倾角的值比倾角值小，两者之间的关系为：tgβ=tgα·cosω当视倾向偏离倾向越大时，视倾角越小，当视倾向平行走向时，视倾角等于零。地质一班版权所有翻版必究•线状构造的产状要素•直线的产状是直线在空间的方位和倾斜程度，产状要素包括倾伏向、倾伏角，或用其所在平面的侧伏向和侧伏角表示。•倾伏向（指向）：某一直线在空间的延伸方向，即某一倾斜直线在水平面上的投影线所指示的该直线向下倾斜的方位。•倾伏角：指直线的倾斜角，即直线与其水平投影线间所夹之锐角。•侧伏角：当线状要素包含在某一倾斜平面内时，此线与该平面走向间所夹之锐角即为此线在那个面上的侧伏角。侧伏向就是构成上述锐角的走向线那一端的方位。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究•岩层产状的表示方法•1、文字记述岩层产状方法•（1）象限角法：以地理子午线（经线）为基准线，走向线、倾向线与它所夹的角，即为走向或倾向的象限角。•（2）方位角法：以地理正北（N）为起点（0°），顺时针旋转到岩层的走向线、倾向线的角度，即为走向和倾向的方位角。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究•2、在地质图上表示岩层产状的符号地质一班版权所有翻版必究•3、等值线图表示岩层产状的方法地质一班版权所有翻版必究第二节岩层的厚度和埋藏深度岩层的厚度地质一班版权所有翻版必究•1、真厚度（h）：岩层顶、底面之间的最短距离。•2、铅直厚度(hg)：岩层顶、底面之间的铅直距离。同一岩层，只要产状不变，在任何方向的剖面上铅直厚度是不变的。h=hgcosα•3、水平厚度(hf)：岩层顶、底面之间的水平距离。h=hfsinα•4、视厚度和视水平厚度：在与岩层走向斜交的剖面上，岩层顶、底面与剖面的交线之间的最短距离大于岩层的真厚度，称为视厚度；水平距离也大于水平厚度，称为视水平厚度。•5、残存厚度：岩层遭受了剥蚀，现在所见到的是岩层的残余部分，由地面某点至岩层底面之间的最短距离，称为残存厚度。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究岩层的埋藏深度由地面某点至地下某岩层顶面的铅直距离，称为该岩层在地面某点的埋藏深度。•1、埋藏深度为地面某点与其在地下某岩层顶面上的铅直对应点的标高差。•2、埋藏深度为该岩层顶面上的铅直对应点以上各岩层铅直厚度的总和。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究第三节岩层的露头•岩层露头和露头线•1、岩层露头：指岩层裸露地表、未被第四系松散堆积层覆盖的部分。•2、露头线：岩层露头和第四系在地表的分界线，称为基岩出露线或第四系界线；岩层与地面的交线，称为岩层面出露线，即岩层露头线。•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上的弯曲的形态。影响岩层露头线形态的因素有岩层产状和地形。水平岩层是同一层面上各点的海拔标高相同或基本相同的岩层。水平岩层露头线的形态仅取决于地形起伏情况。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究倾斜岩层地质一班版权所有翻版必究•倾斜岩层是指倾向和倾角基本一致的一套岩层，是变形岩层和构造中最基本的一种。•倾斜岩层在地表的出露界线或地质界线，常以一定规律展布：穿越沟谷和山脊的地质界线的平面投影均呈“V”字形，这种规律叫“V”字形法则，在地形地质图上的特征为：•（1）当岩层倾向与地面坡向相反时，穿越沟谷的地质界线，“V”字形尖端指向沟谷上游，即岩层的倾向；穿越山脊处，“V”字形尖端指向下坡，即岩层倾向相反的方向。地质界线的“V”字形弯曲较等高线开阔。即“倾反弯小”。地质一班版权所有翻版必究•（2）当岩层倾向与地面坡向一致，岩层倾角大于地面坡角时，穿越沟谷的地质界线“V”字形尖端指向沟谷下游，即岩层的倾向；山脊处的地质界线“V”字形尖端指向山脊上坡，即岩层倾向相反的方向。岩层倾角越陡，“V”字形越开阔，倾角近于90度时，地质界线近于直线，即“倾大弯反”。•（3）当岩层倾向与地面坡向一致，而其倾角小于地面坡角时，地质界线“V”字形尖端在沟谷处指向上游，；在山脊处指向下坡，且其“V”字形的弯曲较等高线紧闭。即“倾小弯大”。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究第四节地层的接触关系•整合接触•当一个地区长期处于地壳运动相对稳定的条件下，即沉积盆地缓慢下降，或虽上升但未超过沉积基准面以上，或地壳沉降与沉积处于相互平衡状态，沉积物则一层层连续堆积而没有沉积间断。这样一套相互平行或近于平行的新老地层之间的接触关系，称为整合接触。地质一班版权所有翻版必究•不整合接触•沉积接触的上下两套地层之间有明显的沉积间断，即先后沉积的两套地层之间有明显的地层缺失，这种接触关系为不整合接触。不整合接触有两种类型。•1、平行不整合（假整合）：主要表现为不整合面上下两套地层的产状彼此平行。•2、角度不整合：主要表现为不整合面上下两套地层产状不同，褶皱型式和变形强弱程度不同，断裂构造发育程度和性质不同，上下两套地层的构造方向不同。两套地层的变质程度和岩浆活动也常有明显差异。地质一班版权所有翻版必究•不整合在地质图或剖面图上的表现•1、平行不整合•在地质图和剖面图上不整合面与其上下两套地层产状一致，即倾向、倾角相同，其地质界线与整合的地质界线相似。地质一班版权所有翻版必究•2、角度不整合•在地质图和剖面图上，表现为上覆一套较新地层的底面的地质界线，即上覆地层中最老一层截切下伏较老不同地层的地质界线，通常以上覆地层的底面代表不整合面。地质一班版权所有翻版必究不整合的观察•1、不整合研究的意义•（1）地质发展史•（2）岩石地层学•（3）矿产•2、不整合的研究方法•（1）确定不整合的存在•（2）确定不整合的时代•（3）研究不整合空间展布和类型变化地质一班版权所有翻版必究地理不整合：是由海侵造成的，在较广阔的区域内，地壳不均衡地缓慢下沉或者海水面不断上升，引起海水不断向大陆侵入。海水占领的面积和沉积范围不断扩大，不断形成新的地层逐渐向较古老的侵蚀面上超覆。这种新老两套地层之间的接触关系，称为地理式不整合接触。特点有：•（1）分布区域广阔，在不同地段的地层接触关系的类型往往发生变化。•（2）不仅下伏地层可以出现缺失现象，而且越向大陆超覆方向的上覆地层底部缺失的层位越多。地质一班版权所有翻版必究第五节沉积岩层的构造层理及其识别•1、层理的形态分类•形态分类是一种几何分类，主要依据层理形态及其结构，将其分为水平层理和交错层理。•2、层理的识别标志•（1）岩石成分的变化•（2）岩石结构的变化•（3）岩石颜色的变化•（4）岩层的层面原生构造地质一班版权所有翻版必究利用原生沉积构造鉴定岩层的顶面和底面•面向是指成层岩层顶面法线所指的方向，是成层岩系中岩层由老变新的方向。沉积岩层的很多原生沉积构造，可以用来确定岩层的面向。•1、交错层理•交错层理是由纹层互相斜交组成的，常呈弧形，有多种类型。•2、递变层理（粒序层理）是碎屑物质在沉积过程中由于流体逐渐衰减而形成的一种沉积结构。•3、波痕波痕是沉积物表面由于水和空气流动而形成的波状起伏不平的堆积形态。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究•4、冲刷面•固结或半固结的沉积岩层，当出露水面或在水下遭到流水的冲刷时，就会形成凹凸不平的冲刷面。地质一班版权所有翻版必究•5、层面暴露标志•6、生物标志•根据某些化石在岩层内的埋藏保存状态也可鉴定岩层的顶、底面。地质一班版权所有翻版必究第三章地质构造分析的力学基础第一节应力的概念面力和体力•地壳中作用于岩石上的力有多种，最重要的有两种：重力和面力。•重力是一种体力，与质量成正比。对于深埋于地壳中的岩石，其上覆岩石柱的重量是一种重要的力。所谓体力是指作用于岩石内部每个质点的外力。•面力是岩块间的相互作用力，是通过其接触面而传递的，它作用于物体的表面，所以也叫表面力。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究应力•应力是在面力或