构造地质学B复习资料中国地质大学武汉Word文档下载推荐.docx
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层序:
是指地层由老到新排列的顺序。
成层岩层从下到上，地层由老到新—正常层序，面向指向上。
成层岩层从下到上，地层由新到老—倒转层序，面向指向下。
⏹交错层理：
是由纹层互相斜交组成，呈弧形。
交错层理与底面相切，与顶面呈钝角相截。
成因：
形成于不同的沉积地质环境，如沙丘、河流、海滩、浅海和三角洲。
用途：
确定岩层面向和古水流方向。
⏹递变层理又称粒级层，是陆源碎屑物质在沉积过程中由于流体（通常是浊流）逐渐减弱而形成的一种沉积结构。
特征：
单一层中从底到顶，颗粒由粗逐渐变细，由粗砂质递变为细砂质、粉砂质，甚至泥质。
大陆斜坡浊流物质在重力分异作用下形成的。
根据粒级层下粗上细渐变特征，可以确定岩石顶底面，但发生高级变质作用可以有相反现象，要慎重使用。
⏹波痕：
是浅海砂粒、粉砂和粘土在水流、波浪海涛及风对水面影响等因素作用下形成的波状构造。
波痕由波脊或波峰和波谷组成。
震荡水流形成的波痕通常为对称波痕。
单向水流或非对称水流形成的波痕为非对称波痕。
震荡波痕波脊或波峰的狭窄尖顶向上，指示了沉积层序顶面；
波谷的宽阔圆弧底指向沉积底面。
⏹泥裂是沉积层面暴露地表的标志之一，它是未完全固结沉积物暴露于水面之上，表面干涸开裂形成的暴露标志。
此外，还有雨痕、生物膜、底面印模等。
原生沉积构造研究意义:
识别沉积岩岩层面向；
追索构造标志；
区分层理和变质面理置换关系；
区分单斜岩层和等斜紧闭褶皱；
接触关系（地层接触关系）：
是指上下地层空间上的接触形式和时间上的演化特征，因而直接从一个侧面记录了地壳运动发生和演化的历史；
地层接触关系：
是研究地壳运动和地质构造形成演化历史一个直接的野外特征和标志；
地层接触关系是划分地质构造单元的依据之一；
接触界面往往是矿产的重要控制因素；
接触界面是地质填图的一个重要地质界线。
不整合特征：
上、下两套岩层有沉积间断和缺失；
两套岩层的产状不同，并以一定角度相交。
三个明显差异：
岩性、产状和构造型式；
不整合实质上反映了下伏岩层曾经发生过重要的构造变动，经抬升剥蚀后再接受沉积，因此不整合面下部通常有一套底砾岩。
不整合确定标志：
地层古生物方面；
沉积-侵蚀方面；
构造变形方面；
岩浆活动方面；
变质程度方面。
连续介质：
是指整个物质介质的几何空间中充满着致密无空隙的连续物质，而且其内应力状态和应变状态从一点过渡到另一点时是连续变化的，因而随着坐标无限小变化时，应力和应变分量也相应地产生连续变化。
因此，我们可以采用连续函数的方法来表示和描述其变化规律。
简单地说，连续介质（continuousmedium）就是一种理想介质质点的连续集合体。
连续介质力学：
是把物体材料（如地质中的岩体或岩层）作为连续介质物质处理的力学分支学科。
力是物体相互间的机械作用，它是引起物体形态、大小或运动状态改变的物理量。
外部施加于物体上的作用力，可分为两大类：
体力和面力。
体力（bodyforce）：
-又称非接触力，它是弥漫在地壳物质中的作用力，如重力、惯性力。
面力（surfaceforce）：
-又称接触力，它是作用于介质表面，并使介质相邻部分相互作用的力。
物质边界：
－研究对象本身与外界直接接触的那些接触面称为边界；
边界条件：
－是指外界给研究对象边界所施加的某些限制条件，如力的限制、位移限制、形态限制和物质本身性质的限制等等；
外力：
－研究对象以外的物体对被研究物体施加的作用力称为外力；
内力：
－当物体受到外力作用（即受到加载或载荷作用）时，引起物体内部质点相互作用力发生改变，称为内力，即力的改变量，又称附加内力，即载荷作用引起岩石内部内力的改变量。
应力：
是作用于单位面积上的内力（附加内力），它是内力在单位面积上的分布强度（内力强度）。
应力也可以理解为一种使某一物体发生变形的作用。
因此，在固体力学中它是用面力的分布强度来描述这种作用力的空间分布状态。
应力单位：
与压强单位相同，应力的国际单位为帕斯卡，简称帕（Pa），即N/m2（或10达因/cm2）。
主应力：
是指随单元体（微元体）取向的变化，可以证明，总能够找到这样一个取向，单元体表面体上的剪应力分量都为零，即三个正交截面上没有剪应力作用只有正应力作用，这一正应力就称为主应力，通常表示为σ1、σ2、σ3。
主方向：
主应力的方向称为该点的主应力方向或主方向
主应力面或主平面：
就是与三个主应力方向垂直的三个平面或截面。
偏应力：
是指偏离静压应力系统并引起变形部分的应力系统。
应力张量：
物体（地块）受到力的作用，其内部各点将产生相应的应力，构成一个应力状态。
为了从数值上描述某一点的应力状态，将其中某点取出一个六面体的单元体或微元体应力矢量的集合，称为单元体的应力状态，又称为应力张量（S）。
岩石中一点的应力，根据该点应力椭球的形态分类，通常有以下4种类型：
（1）单轴应力状态：
有一个主应力不为零；
（2）双轴应力状态：
有两个主应力不为零；
（3）三轴应力状态：
有三个主应力不为零；
（4）纯剪应力：
σ1＝-σ3≠0，σ2＝0，这实际是双轴应力的一个特例;
变形——当岩石受到应力作用后，其内部经受一系列的位移，使岩石的初始形状、方位和位置发生改变，称之为变形。
位移——质点的初始位置和终点位置的连线叫位移矢量，它不代表真正位移路径，只表示位移的最终结果，它用三个参数表达：
位移距离、方位和方向。
位移的基本方式有四种：
平移、旋转、体变和形变
应变：
是物体受应力作用发生变形的产物，应力与应变之间的关系是一种因果关系。
线应变e：
是指变形前后长度的改变量。
剪应变：
变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹角偏离直角的量称为角应变（Ψ）或简称角剪应变，其正切值称为剪应变（γ）。
γ=tgΨ
应变椭球体（strainellipsoid）：
是指当物体变形时，质点的相对位置发生变化，为了描述这种变化，我们把注意力集中到一点，并设想为一个小球体，在变形中这一个小球体变成椭球。
应变是根据椭球体的形状、大小与原始球体形状和大小的比较而确定，这种椭球被称为应变椭球体。
应变椭球严格地讲适用于均匀变形。
应变椭球由应变主轴和主应变平面组成。
主应变：
是指单元圆球体变为椭球体，可以从数学上推导出，从单位圆球变成的椭球体有三个互相垂直的主轴，沿主轴只有线应变而无剪应变，这一线应变就称为主应变，通常表示为λ1、λ2、λ3。
主应变的方向称为该点的主应变方向或主应变方向
主应变平面或主应变面就是与三个主应变方向垂直的三个平面或截面。
根据物体内各质点的应变状态变化与否，可将物体变形分为均匀变形和非均匀变形。
根据应变连续与否又分为连续变形和非连续变形。
纯剪切应变（pureshearstrain）是一种均匀的非旋转应变，其特征：
平行于应变椭球主轴的质点线在变形之后具有同一方位。
简单剪切变形（simpleshearstrain）是一种均匀的旋转应变，其特征：
平行于应变椭球体主轴的质点线是旋转的。
大多数野外变形露头表明，简单剪切的旋转形变是天然构造形成的最重要的地质作用。
非均匀变形是物体内各点的应变特征发生变化的变形，原来直线变成了曲线或折线，平行线变形后不再保持平行。
反之是均匀变形
有限应变－物体变形最终状态与初始状态相比发生变化，称为有限应变或总应变。
无限小应变－变形过程中某瞬间发生的小应变叫增量应变，如果取瞬间非常短暂时间发生的微量应变称为无限小应变。
递进变形－许多无限小应变逐渐累积过程的变形。
递进变形中任何一个阶段的应变状态都由已发生的有限应变＋正在发生的无限小应变组成。
共轴变形是指在递进变形过程中，各增量应变椭球主轴与有限应变椭球体主轴一致的变形。
反之则称为非共轴变形。
共轴递进变形－纯剪是共轴递进变形的典型实例，其关键特征是递进变形中，应变主轴的方向保持不变。
简单剪切是非共轴递进变形的典型实例。
这种变形特征是：
在递进变形过程中，有限应变椭球体的主轴方位，随着剪切应变量增加而改变，可表示为：
tan2θ＝2/γ，θ为应变长轴与剪切方向的交角，γ为剪应变量
应力与应变关系：
虎克定律：
在弹性变形过程中，应力与应变呈线性正比关系。
应变速率（strainrate）：
是指应变的变化速率，即单位时间（秒）内应变的变化量，通常用έ（或dε/dt）表示。
在构造地质学和大地构造学中，应变速率对岩石力学性质、岩石变形、大陆造山带碰撞作用，以及岩石高温高压实验是极为重要的影响因素。
岩石力学性质：
是岩石受力作用之后所反映的性状和特质。
岩石力学性质主要是指岩石的变形特征和岩石的力学强度。
岩石力学性质与岩石变形有密切关系。
岩石力学性质研究的途径：
（1）观察研究天然岩石的力学现象；
（2）实验室内对岩石进行变形实验研究；
（3）野外对岩石地质体实地试验研究；
（4）理论分析和数值模拟研究；
弹性变形：
指物体在外力作用下变形，外力卸载后物体能完全恢复原状的变形，称为弹性变形。
具有这种变形性能的物体称为弹性变形体，弹性变形体可又分为：
理想弹性体和非理想弹性体。
理想弹性体变形：
应力与应变之间具有确定的单值线性关系，符合虎克定律：
σ=Ee（E为杨氏弹性模量），是一瞬时恢复原状的可逆变形过程
非理想弹性体变形：
是指受力后不产生瞬时全部弹性变形，而是随着时间的延长逐渐增大弹性变形到应有的值，当外力卸载后，也不立即恢复原状，而是随时间延长逐渐恢复原状。
这种现象称为弹性后效（即滞弹性）。
塑性变形是指物体在外力施加过程中产生的变形，在外力解除后，永远不会自动恢复到原状的变形。
具有这种性能的变形体称为塑性变形体。
在应力不超过某一临界值（屈服应力）σy的条件下，理想塑性材料可以持续永久变形，在这一临界值之下，材料不发生永久变形。
韧性（延展性）：
是用来描述允许大应变，宏观以均质变形为特征，而不管所包括的微观变形机制如何的流变性质。
塑性：
是一种永久变形，它涉及晶内的位错运动，可能还包括晶内扩散。
岩石变形机制通常有三种：
（1）碎裂机制（cataclasis）；
（2）晶内塑性（intracrystallineplasticity）（3）物质扩散流动（flowbydiffusivemasstransfer）
脆-韧性转化－从宏观表象上描述；
脆-塑性转化－从微观机制上描述；
脆-塑（韧）性转换域是一个十分重要的问题，地球上大部分地震都发生在脆-塑（韧）性转换域的深度。
流体的粘性是指流体内部各流层之间相对滑动时，层面之间存在的一种内摩擦效应。
弹塑性变形—指物体同时具有弹性和塑性的性能。
在弹塑性变形中，有一部分是弹性，其余部分为塑性变形。
粘弹性变形—既具有弹性，又能发生粘性流动的物体材料，称为粘弹性，它所表现的力学性质，称为粘弹性变形。
如蛋清就是一种粘弹性体。
岩石在长期力作用下通常表现为一种同时具有弹性和塑性的物质，这种弹性和塑性是指在弹性范围内显现的弹性和塑性，而且当岩层具有高度塑性时还能发生半粘性流动。
影响岩石力学性质的因素：
岩石材料在力学上可以分为：
均匀和非均匀材料。
均匀材料在力学上可以是各向同性的或各向异性的。
力学性质各向异性是指物体内同一点各个方向上力学性质不同。
岩石结构构造不同的影响（例如层理引起的力学各向异性）；
岩石先存构造对岩石剪切破裂角明显变化的影响（例如具面理的板岩与页岩剪切破裂角变化引起的力学各向异性）；
围压对岩石力学性质的影响：
增大围压的效应有两方面：
增大了岩石极限强度（岩石强度）；
增大了岩石韧性；
温度的影响：
温度是影响岩石力学性质的一个重要因素。
温度的升高使岩石的韧性增大，屈服强度降低；
温度升高和围压增加，导致岩石从脆性向韧性过渡，孕育着发震层；
温度对沥青的变形强度影响是一个很典型的例子（夏天的沥青和冬天的沥青强度大不一样）
孔隙流体的影响：
孔隙流体对岩石力学性质的影响表现为：
物理和化学两个方面的影响。
岩石中流体含量增加，岩石强度降低。
流体促使矿物在应力作用下的溶解和重结晶，从而产生塑性变形。
产生孔隙流体压力效应。
地壳中流体孔隙压力（静水压力）为静岩压力的40％。
在变形过程中孔隙压力（Pp）的作用会抵消围压（Pc）的作用，对变形实际起作用的是降低有效围压（Pe），即Pe=Pc-Pp。
有效压力（Pe）降低，使岩石易于破裂，强度降低。
时间影响因素：
与实验室岩石力学研究不同，地质条件的岩石变形时间很长，一个造山带变形要经历几百万年才完成。
应变速率的影响（έ=ε/t），έ降低，材料强度降低，向韧性方向转变（例如用不同έ冲击沥青，变形结果是不一样的），陨石的碰撞或地震是快速έ。
阿尔卑斯山变形速率10-12/s－10-14/s左右
时间对岩石蠕变和松弛的影响：
蠕变是在恒定应力作用下，应变随时间持续增加的变形。
蠕变的结果：
在低于岩石弹性极限的情况下使岩石产生永久变形。
松弛是在恒定变形情况下，岩石中应力随时间增长不断减小。
松弛的结果：
使部分弹性变形转化为永久变形，相当于降低了岩石的弹性极限。
蠕变和松弛现象是岩石变形表现的两方面，都表现出时间对岩石性质的影响。
岩石的能干性：
岩石能干性是指不同岩石在相同变形环境中变形行为的相对差异。
它是在构造地质中用来描述岩石变形行为的相对差异的常用术语。
原生节理：
成岩作用过程中形成。
如沉积岩中因缩水而造成的泥裂或火成岩冷却结晶收缩而成的柱状节理。
构造节理：
构造变形作用过程中形成。
非构造节理：
外动力作用过程中形成，如风化作用、山崩或地滑等引起的节理，常局限于地表浅处。
节理的分类主要依据两个方面：
一是按节理与有关构造的几何关系；
二是按节理形成的力学性质。
（一）节理与有关构造的几何关系分类
1、根据节理产状与岩层产状的关系划分
2、根据节理产状与褶皱轴的关系划分
3、根据节理产状与侵入岩中流线流面关系划分
（二）节理的力学性质分类
节理划分为剪节理和张节理两类
节理与有关构造的几何关系分类
1、节理产状与岩层产状关系分类
⏹走向节理:
节理走向与所在岩层的走向大致平行的节理（图中1）。
⏹倾向节理:
节理走向与所在岩层的走向大致垂直的节理（图中2）。
⏹斜向节理:
节理走向与所在岩层的走向斜交的节理（图中3）。
⏹顺层节理:
节理面与所在岩层的层面大致平行的节理（图中4）。
2、节理与褶皱轴关系分类
⏹纵节理:
节理走向与褶皱轴向平行的节理。
⏹横节理:
节理走向与褶皱轴向直交的节理。
⏹斜节理:
节理走向与褶皱轴向斜交的节理。
剪节理
张节理
产状稳定，延伸远
产状不稳定，延伸不远
平直光滑，有擦痕和羽裂
弯曲粗糙，无擦痕
出现在砂、砾岩中，一般切过砂砾和胶结物
出现在砂、砾岩中,常绕过砂、砾
未充填时，是闭合的缝
多开口，一般多被充填
一般是共轭“X”型节理系
树枝状，锯齿状，雁列状等
剪应力产生
张应力产生
节理力学性质的转化:
早期形成的剪节理,在后期构造变形中会被改造或叠加,例如:
早期在南北向挤压下形成一对共轭剪节理,后期在南北向顺时针剪切力的作用下,北东向一组剪节理被改造为北东向的张节理;
若后期发生的是南北向逆时针剪切力,则早期的北西向一组剪节理被改造成北西向的张节理。
节理组：
在一次构造作用的统一构造应力场中形成的,产状基本一致,力学性质相同的一群节理称为节理组。
节理系:
在一次构造作用的统一构造应力场中形成的两个或两个以上的节理组称为节理系。
系统性节理：
在区域性节理的发育中,在节理产状、方位、组合、排列、间距等方面具有规律性的节理就叫做系统性节理，无规律可循的则称为非系统性节理。
雁列节理:
是一组成雁行式斜列的节理。
如若雁列节理被岩脉或矿脉所充填,则称为雁列脉。
雁列脉的基本要素
aa’,bb’-雁列带：
雁列脉呈带状展布的范围
AW-雁列带宽度
雁列面：
穿过各单脉中心而平分雁列带的中心面
MM’-雁列轴：
雁列面在雁列带横截面上的迹线
β-雁列角：
单脉与雁列轴的锐夹角
羽饰是发育于节理面上的羽毛状精细饰纹,是构造应力下形成的一种小型构造。
羽饰构造包括以下几个组成部分:
羽轴、羽脉、边缘带、边缘节理、陡坎。
羽饰构造一般发育于浅层次的脆性状态岩石中,是快速破裂中形成的,羽脉的发散方向指示节理的扩展方向,羽脉收敛会聚方向和人字型尖端指向断裂源点。
多数学者认为羽饰构造是在剪切机制下形成的。
节理脉的充填机制:
⏹节理两壁张开流体侵入节理空间形成的岩脉称之为扩张性岩脉。
⏹如果由流体与围岩交代而占有空间而形成的岩脉叫做非扩张性岩脉。
按照纤维晶体生长方向与脉壁的关系，可以分为同向型和反向型。
同向型：
纤维晶体自两壁向中心生长，并在岩脉中心愈合。
纤维晶体与周围岩石矿物成分相同。
反向型：
纤维晶体自中心向两壁生长，其矿物成分与围岩不同。
缝合线构造是一种呈幅度不等的尖锐锯齿状破裂面。
特点有:
●多发育于碳酸盐岩石中,如石灰岩、白云岩，碎屑岩中也可见到。
●缝合线构造的成因是岩石中先存在微破裂面，后来遭受挤压，破裂面附近的易溶组分溶解并迁移,难溶组分残留聚集，原来平直的破裂面转化成无数细小尖峰突起的缝合面。
●缝合线构造的应力状态:
缝合线构造的峰尖方向指示最大主应力σ1方向。
节理的分期
◆节理的分期是将一个地区不同构造时期、不同构造应力场所形成的节理进行筛分,把同一构造期和同一构造应力场所形成的节理组合在一起。
◆节理的分期主要依据：
（1）节理组以及节理系之间的交切关系；
（2）各期节理的配套关系。
错开:
后期形成的节理切断早期形成的节理,若后期节理是剪节理,则可见到错断线两侧标志点的对应错开。
限制:
一组节理延伸到另一组节理前突然中止,这种现象叫做限制,被限制的节理组形成相对较晚。
互切:
如果两组节理互相交切或切错，且两组节理相互切错的方向服从统一的构造应力场，则说明两组节理是同时形成的，并具有共轭关系。
节理的配套
●节理配套就是指在一定时期的统一构造应力场中形成的各组节理的组合关系。
●判断节理是否配套，就是去鉴别那些不同方向的节理或节理组是否是形成于同一构造时期,并且是否是形成于同一构造应力场的作用。
节理的野外观测内容
地质背景的观测\节理的分类和组系划分\节理发育程度的研究\节理的延伸状况\节理面的观察\节理含矿性和充填物的观察
走向断层：
断层走向与岩层走向基本一致的断层。
倾向断层：
断层走向与岩层走向直交的断层。
即与岩层倾向一致的断层。
斜向断层：
断层走向与岩层走向斜交的断层。
顺层断层：
断层面与岩层层面等原生界面基本一致的断层。
纵断层：
断层走向与褶皱轴向一致或与区域构造线方向基
本一致的断层。
横断层：
断层走向与褶皱轴向直交或与区域构造线方向近
于直交的断层。
斜断层：
断层走向与褶皱轴向斜交或与区域构造线方向斜
交的断层。
正断层：
指断层上盘下降，下盘相对上升的断层。
断面产状较陡，倾角多在450以上。
大型正断层往往上陡下缓，总体形态呈铲状、犁状或勺状。
逆断层：
指断层上盘上升，下盘相对下降的断层。
根据断面倾角大小，又可分为如下几种类型：
高角度逆断层：
断面倾角在45o以上。
低角度逆断层：
断面倾角小于45o。
逆冲断层：
位移量较大的低角度逆断层，倾角在30o左右。
逆冲推覆构造：
具一定规模，位移量很大的低角度逆冲断层系（原地系统有构造窗，外来系统有推覆体、飞来峰）组成的构造。
平移断层：
断层两盘顺断面走向相对运动的断层。
特征：
断面平直光滑、近于直立，剪切性质突出。
根据断层两盘相对运动方向不同，又可分为：
左行平移断层和右行平移断层，规模巨大的平移断层则一般称为走滑断层。
斜向滑动断层.正平移断层－平移正断层\逆平移断层－平移逆断层
枢纽断层:
断层两盘相对发生大的旋转（分为旋转轴位于断层一端或断层中部一点两种情况）
1.正断层一般特点
正断层是断层上盘相对下盘沿断层面向下滑动的断层。
在自然界，正断层产状较陡，倾角一般＞45°
（60°
～70°
为主）。
2.正断层组合型式
阶梯状断层：
由若干条产状基本一致的正断层组成，各条断层的上盘依次向同一方向呈整体均匀下降（或抬升），构成阶梯状。
掀斜式阶梯状断层（箕状构造）：
由若干条产状基本一致的正断层组成，各条断层的上盘依次向同一方向呈整体不均匀翘曲，构成掀斜阶梯状。
规模大者控制断陷盆地沉积，地貌上表现为单面山与山谷相间景观。
地堑：
由两条走向基本一致的相向倾斜的正断层组成，两条断层之间为共同下降盘之组合。
也可以是由一组走向基本一致的相向倾斜的阶梯状断层组成。
地垒：
由两条走向基本一致的反向倾斜的正断层组成，两条断层之间为共同上升盘之组合。
也可以是由一组走向基本一致的反向倾斜的阶梯状断层组成。
地垒组合与地堑组合正好相反。
盆-岭构造：
盆岭构造一词源自美国西部科迪勒拉山系的盆岭区，指由不对称的纵列单面山、山岭及其间列的盆地组成的构造-地貌单元。
它是在区域伸展作用下形成的地堑、地垒、掀斜式阶梯状断层控制下发育的构造-地貌型式。
属大-特大型正断层组合型式。
裂谷构造：
是在区域伸展隆起背景下形成的狭长断陷、切割深、发育演化时间长的大－特大型正断层地堑组合型式。
它是全球板块构造的一种类型。
环状断层：
是由若干条弧形、半环状断层围绕一个中心成同心圆状排列之组合。
放射状断层：
是由若干条断层自一个中心向外成辐射状排列之组合。
这种构造组合型式形成是隆拱作用引起的平面引张之结果，规模一般不大，以小型为主。
斜列型（雁列式）断层：
斜列型断层构造是由若干条彼此平行的正断层呈斜向错列之组合。
单条断层与斜列式断层带（串连线）走向呈30°
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