构造地质学课件.ppt

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构造地质学的定义和研究内容 定义定义：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第二章地质体的产状和地层接触关系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：tg=tgcos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第二节 岩层的厚度和埋藏深度岩层的厚度和埋藏深度岩岩层层的的厚厚度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=hgcos3、水平厚度(hf)：岩层顶、底面之间的水平距离。h=hfsin4、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第三节 岩层的露头岩层的露头岩层露头和露头线岩层露头和露头线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第四节 地层的接触关系地层的接触关系整合接触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第五节沉积岩层的构造沉积岩层的构造层理及其识别层理及其识别1、层理的形态分类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，将其分为形态及其结构，将其分为水平层理水平层理和和交错层交错层理理。2、层理的识别标志层理的识别标志（1）岩石成分的变化）岩石成分的变化（2）岩石结构的变化）岩石结构的变化（3）岩石颜色的变化）岩石颜色的变化（4）岩层的层面原生构造）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第三章地质构造分析的力学基础地质构造分析的力学基础第一节第一节应力的概念应力的概念面力和体力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 应力是在面力或体力的作用下引起的，作用在物体内或表面单位面积上的一对大小相等方向相反的力，应力的方向与力的方向一致。内力：同一岩石内部各质点之间相互作用的力，可分为固有内力和附加内力。固有内力是指岩石内部各个质点之间原来存在的自然结合力。附加内力是指当岩石受到外力作用时，引起内部固有内力的改变量。地质一班版权所有翻版必究1、合应力：在外力作用下，于岩石内部任一截面上所产生的与外力作用方向平行的应力，即称为作用在该截面上的合应力。2、正应力和剪应力：合力可以运用平行四边形法则分解为两种应力。正应力（或直应力）：与截面垂直的应力剪应力：作用于截面上并与其平行的应力地质一班版权所有翻版必究、主应力：在外力作用下，于岩石内部，与外力作用方向垂直的截面上，只产生正应力，不产生剪应力，这种与外力作用方向平行的正应力，称为主应力。与主应力垂直的截面称为主应力面或主平面，其上只有主应力而无剪应力；主应力面的法线称为主应力轴，它代表主应力的作用方向。4、基本计算公式地质一班版权所有翻版必究任意截面（N）上的合应力（合）、外力（P）、主应力面（A），N与A的夹角（n）、主应力（a）等之间的关系为：（上式）地质一班版权所有翻版必究第二节第二节应力状态分析应力状态分析应力状态的概念应力状态的概念在外力作用下，于岩石内部任一点的无数个方向不在外力作用下，于岩石内部任一点的无数个方向不同的截面上所产生的应力情况，称为岩石内部该同的截面上所产生的应力情况，称为岩石内部该点的应力状态。点的应力状态。一一点点的的应应力力状状态态地质一班版权所有翻版必究一点的应力状态一点的应力状态 可以用三个主应力的大小和方向来表示，分别用1、2、3表示最大、中间和最小主应力，123。常见的应力状态有：1、单轴应力状态：一个主应力不等于零，另外两个主应力等于零。2、双轴应力状态：一个主应力为零，另外两个主应力不等于零。3、三轴应力状态：三个主应力都不等于零，为一般的应力状态，123。地质一班版权所有翻版必究二维应力分析二维应力分析1、任一斜截面上的应力分析地质一班版权所有翻版必究表示二维应力状态的莫尔圆表示二维应力状态的莫尔圆地质一班版权所有翻版必究三维应力分析三维应力分析是在二维应力分析的基础上进行的，只不过数字表达式更为复杂。地质一班版权所有翻版必究三三维维应应力力莫莫尔尔圆圆：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第三节应力场、应力轨迹、应力应力场、应力轨迹、应力集中集中应力场和应力轨迹应力场和应力轨迹物体内各点在某一瞬间的应力状态组成了一个应力场。地壳的一定空间内某一瞬间的应力状态称为构造应力场。表示那一瞬间的应力状态及其变化情况，通常用各点的主应力方向连成的轨迹来表示，称应力轨迹，也称应力迹线，它表示了主应力方向的连续变化。应力场的研究方法主要有：节理统计、岩组分析、光弹模拟、数学地质模拟等。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集中应力集中根据材料实验，物质内部的缺陷（如孔洞、缺口、微裂隙等）所在，会引起局部的应力集中，大大超过应力的正常值，使岩石沿着这些应力集中部位首先遭到断裂破坏。地质一班版权所有翻版必究自然界中的岩石并非完整无缺，因此应力集中现象在地壳中也必然存在。地质一班版权所有翻版必究第四节第四节变形岩石应变分析基础变形岩石应变分析基础基本概念基本概念1、变形变形、位移位移和和应变应变当地壳中岩体受到应力作用后，其内部各质点经受了当地壳中岩体受到应力作用后，其内部各质点经受了一系列的位移，从而使岩体的初始形态、方位和位置发一系列的位移，从而使岩体的初始形态、方位和位置发生了改变，通常称为生了改变，通常称为变形变形。物体的位移是通过其内部各质点的初始位置和终止位置物体的位移是通过其内部各质点的初始位置和终止位置的变化来表达的。质点的初始位置和终止位置的连线叫的变化来表达的。质点的初始位置和终止位置的连线叫做位移矢量。位移的基本方式可以分为平移、旋转、体做位移矢量。位移的基本方式可以分为平移、旋转、体变和形变四种。平移和旋转是指刚体的变和形变四种。平移和旋转是指刚体的平移平移和和旋转旋转，是，是物体相对于外部坐标作整体的平移或旋转。物体相对于外部坐标作整体的平移或旋转。体变体变和和形变形变分别指体积的变化和形状的变化，体变和形变使物体内分别指体积的变化和形状的变化，体变和形变使物体内部各质点的相对位置发生了改变，从而改变了物体的大部各质点的相对位置发生了改变，从而改变了物体的大小和形状，即引起了物体的应变。小和形状，即引起了物体的应变。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究 因此因此，应变是物体在应力作用下的形状和大小的改变量，但有时也包含有旋转的含义。地质一班版权所有翻版必究2、应变的测量应变是指与初始状态比较的物体变形后的状态，变形的结果引起物体内质点之间的线段长度的变化或两条线段之间的角度的变化，前者为线应变，后者为剪应变。（1）线应变地质一班版权所有翻版必究（2）剪应变地质一班版权所有翻版必究3、主应变、主应变面和主应变轴在三向应力状态下，于岩石内部任意点上，即在这个单元体中的三个相互垂直的面上，只有线应变而无剪应变，岩石表现为单纯的拉伸或压缩，这个线应变称为主应变；该三个相互垂直的面，称为主应变面；三个相互垂直的主应变方向，称为主应变轴。4、均匀应变和非均匀应变（1）均匀变形物体各点的应变相同的变形称为均匀变形。其特征是：变形前的直线变形后仍是直线；变形前的平行线变形后仍是平行线。因此，其中任一个小单元体的应变性质（大小和方向）就可以代表整个物体的变形特征。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（2）非均匀变形物体内各点的应变特征发生变化的变形称为非均匀物体内各点的应变特征发生变化的变形称为非均匀变形。直线经变形后不再成为直线，而成了曲线或变形。直线经变形后不再成为直线，而成了曲线或折线，平行线变形后不再保持平行，圆变形后亦不折线，平行线变形后不再保持平行，圆变形后亦不再成为椭圆。再成为椭圆。地质一班版权所有翻版必究如果物体内从一点到另一点的应变状态是逐渐改变的，则如果物体内从一点到另一点的应变状态是逐渐改变的，则称为称为连续变形连续变形；如果是突然改变的，则应变是不连续的，；如果是突然改变的，则应变是不连续的，称为称为不连续变形不连续变形。地质一班版权所有翻版必究应变椭球体和递进变形应变椭球体和递进变形1、应变椭球体地质一班版权所有翻版必究设想在变形前岩石内有一个半径为1的单位球体，均匀变形后成为一个椭球以这个椭球的形态和方位来表示岩石的应变状态，这个椭球便称为应变椭球体。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、递进变形物体变形的最终状态与初始状态对比发生的变化，称为有限应变或总应变或全量应变。实际上，在变形过程中，物体从初始状态变化到最终状态的过程是一个由许许多多微量应变的逐次叠加过程，这种变形的发展过程称为递进变形。其中，变形期中某一瞬间正在发生的小应变，叫增量应变如果所取瞬间非常微小，其间发生的微量应变可称为无限小应变。（1）共轴递进变形在递进变形过程中，如果各增量应变椭球的主轴始终与有限应变椭球的主轴一致，这种变形就叫共轴递进变形。否则就叫非共轴递进变形。递进纯剪变形是共轴递进变形的典型实例。地质一班版权所有翻版必究（2）非共轴递进变形递进简单剪切是非共轴递进变形的典型实例。地质一班版权所有翻版必究第五节第五节岩石变形行为及影响因岩石变形行为及影响因素素岩石的力学性质岩石的力学性质影响岩石变形的岩石力学性质主要有：影响岩石变形的岩石力学性质主要有：1、岩石的、岩石的弹性和塑性弹性和塑性岩石在外力作用下发生变形，当外力取消岩石在外力作用下发生变形，当外力取消后，又恢复到变形前的状态，岩石的这种力后，又恢复到变形前的状态，岩石的这种力学性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。学性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。当应力超过岩石的弹性极限，即使外力去当应力超过岩石的弹性极限，即使外力去掉后，岩石也不能完全恢复到原来的形状，掉后，岩石也不能完全恢复到原来的形状，从而使一部分变形保留下来，这种变形称为从而使一部分变形保留下来，这种变形称为塑性变形，岩石的这种性质称为塑性。塑性变形，岩石的这种性质称为塑性。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、岩石的脆性和韧性岩石受力后，若在破裂前，只能承受很小的变形时，称为岩石的脆性。脆性强的岩石，受力变形后很快就会发生破裂。岩石受力后，若在破裂前，能够承受较大的变形而不失去连续完整性时，称为岩石的韧性。韧性强的岩石不易被拉断、剪断或折断。地质一班版权所有翻版必究3、岩石的刚性岩石不易发生变形的性质，称为刚性。理想的刚体，在任何应力作用下都不会发生任何变形。岩石不是理想的刚体，且不同岩石的刚性相对地有强有弱。4、岩石的粘性岩石容易发生流动变形的性质称为粘性。理想的粘性体称为牛顿流体，它是能经受很大程度变形的材料，在长时间的极其微小的应力作用下，就能表现出持续、缓慢的塑性变形，实际上这是在固体条件下的流动变形。地质一班版权所有翻版必究岩石的脆性破坏岩石的脆性破坏1、岩石的强度当岩石所受的应力达到或超过岩石的强度极限时，就会发生断裂。岩石的这种抵抗破坏的能力，称为岩石的强度。2、岩石的脆性破坏方式岩石的破裂有两种类型：张裂与剪裂。张裂的位移方向垂直于破裂面，张裂面一般垂直于主应力方向。剪裂相对位移平行于破裂面，破裂面一般与最大主压应力方向的夹角小于45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3、库伦剪切破裂准则地质一班版权所有翻版必究库伦认为岩石抗剪切破坏的能力不仅同作用在截面上的剪应力有关，而且还与作用于该截面上的正应力有关。设发生剪裂的临界剪应力为，则：=0+nn作用于该剪切面上的正应力，0-n=0时的岩石抗剪强度，也称为岩石的内聚力，内聚力对于一种岩石而言是一个常数；内摩擦系数，即为直线的斜率，如以直线的斜角表示，则=tg，则上式为：=0+ntg岩石的内摩擦角，则上式称为库伦剪切破裂准则。地质一班版权所有翻版必究4、莫尔剪切破裂准则莫尔根据岩石力学实验的结果，对库伦准则提出了修正。他认为材料的内摩擦角不是常数，而是随围压的变化而变化，其破裂线的方程一般表示为：n=f(n)这是一条由一系列实验得出的曲线，它包络了同一种岩石在不同围压下破裂时的极限应力圆，这一曲线称为莫尔包络线。地质一班版权所有翻版必究影响岩石变形行为的因素影响岩石变形行为的因素1、岩石的各向异性2、围压地质一班版权所有翻版必究3、温度地质一班版权所有翻版必究4、孔隙流体对变形的影响5、时间（1）应变速率（2）蠕变与松弛当作用于岩石的应力保持长期不变时，岩石的应变会随应力作用时间的延长而逐渐加大，称为岩石的蠕变。在岩石受力变形的过程中，若待应力和应变达到一定值以后就维持应变量不变，则所需继续作用的应力值会随时间的延长而逐渐减小，称为岩石的松弛。（3）施力重复次数地质一班版权所有翻版必究第四章第四章褶皱构造褶皱构造第一节第一节褶皱和褶皱要素褶皱和褶皱要素褶皱的概念褶皱的概念岩层或岩体，在各种应力长期作用下形成波状弯曲，但仍然保持着它们的连续完整性，称为褶皱构造。褶皱形象地反映了地壳岩石发生了塑性变形。褶皱的基本类型从单一褶皱面的弯曲来看，基本形态有两种：背形和向形。地质一班版权所有翻版必究背形是指两侧褶皱面相背倾斜的上凸弯曲。向形是指两侧褶皱面相对倾斜的下凹弯曲。中性褶皱：褶皱面既不上凸也不下凹，而是凸向旁侧。地质一班版权所有翻版必究褶皱的两种基本类型褶皱的两种基本类型：背斜：核部由老地层，翼部由新地层组成的岩层，凸向地层变新方向的弯曲的褶皱。向斜：核部由新地层，翼部由老地层组成的岩层凸向地层变老的方向弯曲的褶皱。地质一班版权所有翻版必究如果褶皱构造很复杂，地层发生了倒转，造如果褶皱构造很复杂，地层发生了倒转，造成背形的核部是新地层，称为背形向斜；向成背形的核部是新地层，称为背形向斜；向形的核部是老地层，称为向形背斜。形的核部是老地层，称为向形背斜。地质一班版权所有翻版必究褶皱要素褶皱要素褶皱要素是褶皱的基本组成部分，主要有：1、核：褶皱中心部位的岩层。2、翼：泛指褶皱两侧比较平直的部分。3、拐点：相邻的背形和向形共用翼的褶皱面常呈“S”形弯曲，褶皱面不同凸向的转折点称为拐点。4、翼间角：是指正交剖面上两翼间的夹角。5、转折端：褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分。6、枢纽：单一褶皱面上最大弯曲点的连线。7、脊线和槽线：同一褶皱面上沿着背形最高点（脊点）的连线称为脊线；沿向形最低点（槽点）的连线称为槽线。8、轴面：各相邻褶皱面的枢纽连成的面。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二节第二节 褶皱的描述褶皱的描述的重要方式。正交剖面是指与褶皱枢纽相垂直的剖面。褶皱在水平面、铅直剖面和正交剖面上的空间关系如下图所示。可见只有正交剖面才能表示出褶皱的真实形态。褶皱的剖面形态是表现褶皱形态地质一班版权所有翻版必究转折端的形态转折端的形态根据转折端的形态，可将褶皱分为以下几类：1、圆弧褶皱：转折端呈圆弧形弯曲的褶皱。2、尖棱褶皱：转折端为尖顶状，常由平直的两翼相交而成。3、箱状褶皱：转折端宽阔平直，两翼产状较陡，形如箱状。如果箱状褶皱由两个共轭的轴面组成,则称共轭褶皱.4、挠曲：在平缓岩层中，一段岩层突然变陡而表现出的褶皱面的膝状弯曲。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究翼间角翼间角根据翼间角的大小将褶皱分为以下几类：1、平缓褶皱：120翼间角1802、开阔褶皱：70翼间角1203、中常褶皱：30翼间角704、紧闭褶皱：5翼间角305、等斜褶皱：0翼间角斜歪发展成为倒转平卧。在倒转、平卧褶皱的倒转翼因挤压而拉伸撕开，顺断开面而位移，成为褶皱推覆体。另一些推覆体并未发生强烈褶皱作用，只是顺剪裂面显著位移，称冲断推覆体。地质一班版权所有翻版必究*推覆推覆和滑覆滑覆：在伸展作用和重力滑动中，也可引起板状岩席的大规模位移。所以推覆体可分为两类：挤压体制下引起的推覆以及重力作用和伸展作用下引起的岩席滑移，可称为滑覆。地质一班版权所有翻版必究（2）构造样式根据一个构造单元中逆冲断层的排列组合及其逆冲方位，可以分为以下几种类型：*单冲型：一套产状相近并向一个方向逆冲的若干条逆冲断层，构成单冲型逆冲断层，一般表现为叠瓦式。地质一班版权所有翻版必究*背冲型：背冲型：自一个构造单元的两侧分别向外缘逆冲的两套叠瓦式逆冲断层。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究*对冲型：对冲型：两套叠瓦式逆冲断层，对着一个中心相对逆冲。*楔冲型：楔冲型：产状相近的一套逆断层和一套正断层共同构成上宽下窄的楔状冲断体。地质一班版权所有翻版必究2、逆冲推覆构造的几何结构、逆冲推覆构造的几何结构（1）台阶式）台阶式：是逆冲推覆构造的基本格架，由长而平的断坪与联结其间的短而陡的断坡交替构成。断坪顺层发育，断坡切层，总体呈下缓上陡凹面向上的铲状。地质一班版权所有翻版必究（2）双重（冲）逆冲构造）双重（冲）逆冲构造：是逆冲推覆构造中具有普遍性的重要结构形式，由顶板与底板逆冲断层及夹于其中的一套叠瓦式逆冲断层和断夹块组合而成。各次级逆冲断层围限的断块叫断夹块。地质一班版权所有翻版必究（3）冲断褶隆：）冲断褶隆：是指逆冲作用中形成的穹状隆起构造，常见于逆冲岩席经断坡爬升至上一滑动面于断坡上形成的背斜式构造。地质一班版权所有翻版必究（4）反冲断层：）反冲断层：在向一定方向逆冲的逆冲断层系中，常常出现与总体逆冲方向相反的逆冲断层，称反冲断层。地质一班版权所有翻版必究（5）逆冲推覆构造的分带性：）逆冲推覆构造的分带性：逆冲推覆构造在逆冲方向上可分为根带、中带和锋带三个主带，以及相关的后缘带和外缘带。3、逆冲推覆构造的扩展、逆冲推覆构造的扩展地质一班版权所有翻版必究4、逆冲作用与褶皱作用、逆冲作用与褶皱作用地质一班版权所有翻版必究走向滑动断层走向滑动断层地质一班版权所有翻版必究1、基本特征（1）主要特点（2）左阶式和右阶式（3）离散性和收敛性走向滑动地质一班版权所有翻版必究2、构造样式、构造样式走滑断裂常以一定样式产出，主要构造样式有：（1）单条式：由一条主干断层和派生的次级断层组成。（2）平行线式：由两条或更多条断层平行并列组合。（3）雁列式：断条相互平行依次斜向错开排列的走滑断层构成雁列式。（4）菱格式：主要由两组反向滑动的走滑断层相互交切而构成的棋盘格子或菱格网络。3、走滑断裂的形态、走滑断裂的形态大型平移断裂常具有缓弧形的弯曲，一般可分为S型、Z型（或作反S型）及C型。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、断裂面的特点、断裂面的特点5、走滑断裂的伴随构造、走滑断裂的伴随构造伴随构造：伴随构造：指平移剪切运动中同时生成的一套次级构造。地质一班版权所有翻版必究6、牵引构造：、牵引构造：指平移断裂水平剪切运动促使其两侧老构造线连续性的弯曲。地质一班版权所有翻版必究7、拉分盆地：、拉分盆地：是走滑断裂系中拉伸形成的断陷盆地。地质一班版权所有翻版必究（1）拉分盆地的几何特征）拉分盆地的几何特征（2）拉分盆地的形成条件）拉分盆地的形成条件地质一班版权所有翻版必究（3）拉拉分分盆盆地地的的演演化化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）拉分盆地的地质特征）拉分盆地的地质特征地质一班版权所有翻版必究第七章第七章岩浆岩体构造岩浆岩体构造第一节第一节 岩浆岩体的概念岩浆岩体的概念 岩浆岩体是由岩浆岩组成的，是由于地下深处岩浆沿地壳断裂侵入、上升，甚至喷出地表冷凝而成的具有一定形状和大小的地质体。当岩浆侵入地壳内部尚未达到地表冷凝而成的岩体称为侵入岩体。当岩浆喷出地表才冷凝而成的岩体称为岩浆喷出体。第二节第二节 岩浆岩体的产状岩浆岩体的产状岩浆岩体的产状，是指岩浆岩体的形态、大小，以及在地壳中的位置和与围岩的接触关系等。地质一班版权所有翻版必究岩浆侵入体的产状岩浆侵入体的产状1、整合侵入岩体整合侵入岩体是指侵入岩体的边界面或接触面基本上平行于围岩的层理或片理的侵入岩。（1）岩床：是一种顺层侵入的板状岩体。地质一班版权所有翻版必究（2）岩盘：又称岩盖。是一种上凸下平似透镜状侵入岩。地质一班版权所有翻版必究（3）岩盆：是一种规模较大的似盆状侵入体，多产于构造盆地中，岩体和围岩均自四周向中心倾斜。地质一班版权所有翻版必究（4）岩鞍：是一种新月形成马鞍状小岩体，均产于褶皱转折端虚脱部位。地质一班版权所有翻版必究2、不整合侵入岩体是指侵入岩体的边界面或接触面与围岩层理或片理斜交的侵入体。超过100平方公里，常达数千甚至上万平方公里。（1）岩基：常产于造山带核部的巨大岩体，面积地质一班版权所有翻版必究（2）岩株：是规模不大，形态不太规则的近等轴状岩体，平面上多呈圆形。地质一班版权所有翻版必究（3）岩墙：是一种板状侵入体，一般产状陡并切割围岩。地质一班版权所有翻版必究岩浆喷出体的产状岩浆喷出体的产状根据熔岩形态、熔岩性质和喷出方式，可将喷出岩体的产状分为熔岩被、熔岩流和火山锥三类。地质一班版权所有翻版必究1、熔岩被是一种喷发规模大，厚度和成分较稳定，产状平缓的喷出岩体。2、熔岩流是一种成带状和舌状展布的熔岩，一般由中心式喷发而成。3、火山锥由火山喷发物围绕火山通道构成的锥状体，是中心式喷发的产物。地质一班版权所有翻版必究第三节第三节 岩浆岩体的原生构造岩浆岩体的原生构造岩浆侵入围岩或喷出地表并逐渐冷凝固结成岩体的过程中，于岩体内部产生的构造，称为岩浆岩体原生构造。岩浆侵入体的原生流动构造岩浆侵入体的原生流动构造是岩浆在液态流动阶段，由于岩浆内先结晶的矿物晶体，随着岩浆活动作定向排列，形成了原生流动构造。可以分为线状和面状流动构造。1、线状流动构造又称为流线构造。是由先结晶的角闪石、辉石、长石等针状和柱状矿物以及纺棰状的析离体和长条形的捕虏体，随着岩浆活动作定向排列而成。地质一班版权所有翻版必究2、面状流动构造又称为流面构造。是由先结晶的云母、长石、角闪石等片状和板状矿物以及扁平的析离体和捕虏体，随着岩浆活动作定向排列而成的。地质一班版权所有翻版必究岩浆侵入体的原生破裂构造岩浆侵入体的原生破裂构造岩浆在冷凝阶段形成的破裂，称为原生破裂构造。主要有以下几种：1、L节理：又称层节理，是与流面平行的节理，常平行于岩体与围岩的接触面，产状一般较缓。2、S节理：又称纵节理，是平行于流线，垂直于流面的节理，产状一般较陡。3、Q节理：又称横节理，是垂直于流线和流面的节理，节理面粗糙，倾角陡。4、D节理：又称斜节理，是与流面和流线都斜交的两组共轭剪节理。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究5、边缘张节理：常发育于侵入岩体的边缘，向侵入岩体的中心倾斜，常切割接触面伸入围岩，总体呈雁列式排列。6、边缘逆断层：位于岩体陡倾的边缘接触带，断面向岩体中心倾斜，产状平缓，由岩体内部向围岩逆冲，呈叠瓦状排列，断层面伸入围岩中。地质一班版权所有翻版必究岩浆喷出体的原生构造岩浆喷出体的原生构造1、流纹构造 指喷出熔岩体中，由不同颜色的物质或火山玻璃组成的层状条带。2、流线和流面构造 流线构造是由于岩浆在地表流动过程中，先结晶的针状、柱状矿物，以及火山灰中的岩屑，平行于岩浆流动方向排列而成的。流面构造是由于岩浆在地表流动过程中，先结晶的片状、板状矿物作定向平行排列而成的。3、绳状构造 是指熔岩表面的绳索状扭曲。地质一班版权所有翻版必究4、枕状构造 是水下海底火山喷发的基性熔岩体表层的一种原生构造，形如枕状、袋状或面包状叠加在一起。单个岩枕上凸下平，表面呈浑圆状，底面平坦，形如枕状。5、柱状节理 多发育在产状平缓的火山岩内，一般垂直于熔岩流顶、底面，若干走向不同的这种节理将岩石切割成多边形柱状体，因而称为柱状节理。地质一班版权所有翻版必究第四节岩浆岩体与围岩的接触关系第四节岩浆岩体与围岩的接触关系从成因上可以分为侵入接触、沉积接触、喷出接触和断层接触等四种类型。侵入接触侵入接触又称为热接触。包括所有的岩浆侵入岩体与被侵入的围岩之间的接触关系。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究沉积接触沉积接触又称冷接触。当岩浆侵入体形成后，因地壳遭受剥蚀而露出地表，后来又被新的沉积物覆盖，即为沉积接触。喷出接触喷出接触岩浆溢出地表形成的熔岩被或熔岩流，覆盖在先形成的岩层或岩体之上所形成的接触关系，称为喷出接触。断层接触断层接触岩浆岩体形成后又受到断层破坏，使岩浆岩体与围岩之间呈断层接触。接触面就是断层面，属于冷接触，具有一般断层特征。地质一班版权所有翻版必究地质一班版权所有翻版必究1、侵入岩体产出地质背景分析2、岩体几何形态的研究3、岩体内部构造的观测（1）定向组构的研究（2）侵位节理的观测（3）观察岩体中岩石类型的空间分布*边缘相带*内部相带*过渡相带4、岩体围岩构造的观察5、观察岩体接触关系6、确定岩体形成时代（1）根据接触关系确定时代（2）根据岩性特征对比确定时代（3）根据与区域构造的关系确定岩体时代（4）利用岩浆体相互穿插关系确定复式岩体内多期侵入的顺序第五节第五节 岩浆岩体构造的观察与研究岩浆岩体构造的观察与研究地质一班版权所有翻版必究7、煤矿中浅成侵入岩体分析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八章第八章 区域构造综合分析区域构造综合分析构造解析就是对构造加以分解，分析其总体和内部构造解析就是对构造加以分解，分析其总体和内部结构及其与伴生构造的关系，阐明和解释构造的几结构及其与伴生构造的关系，阐明和解释构造的几何特征、