2022年构造地质学基础知识点 .pdf
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1、岩层 :由两个平行或近于平行的界面所限制的,岩性基本一致的层状岩体。层理 :沉积岩中最普遍的一种原生构造,是通过岩石的成分、结构和颜色等特征在剖面上的突变或渐变所显现出开的一种成层构造。三种基本层理:水平层理、波状层理、斜层理。 (还有过渡类与特殊类的层理,如斜波状层理。面向 :指成层岩层顶面法线所指的方向,即成层岩系中岩层由老变新的方向。产状 :出产地点的岩层面在三维空间的方向与状态。基本产状分为 面状构造 与线状构造 。面状构造有 层理、节理、断层等。线状构造 包括所有呈线状习性的构造和各种平面的交线,如褶皱枢纽、轴迹和线理 等。面状构造的产状要素:走向、倾向、倾角。面状构造表示方式:(
2、1)象限角表示法: 走向倾角, 例如走向北东60,倾向 150、倾角 40,写成 N60ESE40. ( 2 )方位角表示法:用倾向方位角倾角表示。如330 35(NW30 35) ,表示倾向是(从正磁北顺时针测量的方位角)330,倾角为35. 线状构造的产状要素:倾伏向和倾伏角或用其所在平面的侧伏角和侧伏向来表示。水平岩层 :同一层面上各点海拔基本都相同的岩层,也叫 水平构造 ,水平岩层是未经构造运动的岩层,保留着原始状态。沉积岩形成时由于地形起伏而造成的倾斜状态叫原始倾斜 。水平岩层的出露特征:(1)在地质地形图上,水平岩层的地质界线与地形等高线平行或重合,水平岩层的出露和分布状态完全受地
3、形控制。(2)水平岩层的成岩顺序为上新下老。(3)水平岩层的厚度就是该岩层顶、底面的标高差。(4)水平岩层在地质图上的露头宽度取决与地面坡度与岩层厚度。倾斜岩层: 由于地壳运动,原始水平的岩层发生构造变动,形成的岩层。倾斜岩层的出露特征:(1)当地形和岩层产状不变时,露头宽度取决于岩层厚度。厚宽薄窄(2)当地形和厚度不变时,露头宽度取决与岩层倾角。角小出露大,角大出露小。直立岩层露头宽度最小,近于或等于岩层的真厚度时受地形的影响。(3)岩层产状和厚度不变时,露头宽度取决于地形、坡度和坡向。分顺向坡与逆向坡,用 V 字形法则判断。一定地貌条件下,倾斜岩层的分布规律:(1)倾斜岩层在平面上呈条带状
4、分布。(2)在没有发生倒转时,岩层的排列顺序为沿倾向方向逐渐变新。(3)倾斜岩层在地质图上的宽度(露头宽度)取决于产状、地形和岩层厚度。(4)岩层的出露形态受岩层的产状和地形的影响。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页V 字型法则 :(1)水平岩层出露形态真实地反映了等高线的弯曲特特征,地质界线随等高线的弯曲而弯曲。(2)直立岩层出露形态不受地形的影响,呈直立型。(3)逆向坡,同向弯曲,地质界线的曲率(或弯曲度)小于地形等高曲率,呈钝“V”字型(4)顺向坡: a、 倾角大于坡角时,地址界线与等高线的弯曲方向相反,简称
5、反向弯曲B、倾角小于坡角时,地质界线与等高线弯曲方向相同,即同向弯曲, 且地质界线的曲率(弯曲度)大于等高线的曲率。岩层厚度 :岩层上下层面的垂直距离。整合接触 :连续沉积,没有沉积中断,古生物等方面连续,上下地层之间的这种接触关系称为整合接触。不整合接触 :由于地层的上升所导致的不连续沉降,上下地层之间的这种接触关系称为不整合接触。不整合接触 :A、平行不整合(假整合):上下地层的产状基本一致,但两者之间缺失一些时代的、地层的接触关系。沉积间断,上下两套地层产状基本一致。B、角度不整合: 上下地层之间不仅缺失部分地层,而且上下地层的产状也不相同。不整合面与下伏岩层层面所构成的锐角叫做不整合角
6、。面向 :成岩岩层顶面法线所指的方向,即成层岩系中岩层由老变新的方向。利用沉积岩的原生构造确定岩层的面向:一、变异层理标志(1)交错层理(斜层理) :两种交错层理的斜纹层均呈弧形,斜纹层的顶部被截切,与层系面呈高角度相交,下部常逐渐收敛,变缓,与底面小角度相交或相切。(2)递变层理 (粒级层理 ):多数特点为下粗上细,少数情况下出现反向递变层理,即上粗下细。(3)二、层面原生构造标志(1)波痕:波峰指向岩层顶面,波谷的圆弧则凹向底面。有一类在剖面上表现为不对称波形曲线的波痕,由于形态特征在原型与印模中相似,故不能用来鉴别岩层顶、底面。(2)泥裂(干裂) :契形裂缝和尖脊状印模的尖端均指向岩层底
7、面。(3)雨痕和冰雹痕:岩层顶面留下凹坑,而上覆岩层底面形成瘤状突起的印模。(4)冲刷面:据冲刷面和上覆岩层的碎屑,可判别岩层的相对层序。(5)底面印模:三、生物标志根据某些化石在岩层内的埋藏保存状态,也可以鉴定岩层的顶、底面。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页第二章压力: 两个力作用在同一条直线上,大小相等,方向相反,当它们使受力物体发生沿作用力方向的缩短位移或变形时称为压力,反之则为张力。剪切力(扭力) :两个大小相等,方向相反的力,没有作用在同一条直线上(使物体具有旋转趋势的力) 。习惯上,压力为正,张力为负
8、,逆时针剪切力为正,顺时针为负。应力:作用在单位面积上的内力,矢量。表征内力的强度。单位为 Pa主应力:作用面为主平面,主平面上的正应力(垂直于主平面的力)。当该正应力的方向为离开作用面时,该正应力为张应力。应力状态: 物体受力后, 内部各个截面上将产生有规律分布的应力,物体所处的这种力学状态就叫应力状态。一点的应力情况可以用六个应力分量来表示,也可以用用三个主应力来表示。三个主应力为:1、最大主应力2、中间主应力3、最小主应力当 1=2=3 时为特殊情况, 称为均压,也叫静水压力状态。此时只引起物体体积变化,不会改变其形状。应力差:最大和最小主应力之差。应力差可以引起物体形态的改变。变形:物
9、体受到力的作用后,其内部各点间的相对位置发生改变。线变形(正变形) :伸长或缩短(单纯的拉伸和压缩)剪变形(角变形) :表现为内部任意截面都旋转了一个角度应变:表示物体受力变形的程度,分为线应变和剪应变两种。线应变:物体受力发生线变形以后,所增加或缩短的长度与变形前原长度的比值。S为变形后与变形前的长度比,S=1-线应变=(1- 线应变) 2 横向与纵向都满足以上公式,且横向应变量与纵向应变量的比值的绝对值为泊松比。每种岩石都有自己的泊松比,一般不超过0.5,岩石的这种性质称为泊松效应。剪应变(角应变) :指物体在剪应力或扭应力作用下,内部原来相互垂直的两条微小线段所夹直角的改变量。它是用物体
10、变形时旋转角度的正切值来度量的。Tan=aa?d当角度极小时,且aa 近似于 ad时,可以用角度的弧度来度量。应变椭球体: 在变形前的连续介质中任意划定一个圆球体,当介质发生均匀变形时,圆球体变为了椭球体,这种椭球体就叫做应变椭球体。应变椭球体有3 个相互成直角的对称面,这些面交于椭球体的三个主直径,这些主直径的方向叫应变主方向。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页岩石的变形方式:基本变形方式:拉伸、压缩、剪切、弯曲、扭转。均匀变形和非均匀变形:(1)均匀变形:岩石的各个部分和变形性质、方向和大小都相同的变形。拉伸、
11、压缩和剪切。(2)非均匀变形:岩石各点变形的方向、大小和性质是变化的。弯曲、扭转。岩石的变形阶段:一、弹性变形:岩石在受外力作用发生变形,当外力消失后,又完全恢复到变形前的态度,这种变形称为弹性变形。在应变曲线图中,有一点为弹性极限。二、塑性变形: 当外力继续增加,变形继续增强。当应力超过岩石的弹性极限时,此时如将外力去掉, 变形后的岩石不能完全恢复到原来的形状,这种变形称为塑性变形。即发生了剩余变形或永久变形。在达到弹性极限后还有一个屈服点,对应此点的应力值称为屈服极限。 岩石的弹性变形阶段增长了,塑性变形阶段缩短了,这种现象叫做岩石的变形硬化。岩石在塑性变形阶段,其内部质点发生位移,在新的
12、位置上达到了新的平衡。平移滑动:矿物颗粒内部滑动面两侧的质点沿着滑动面发生整体相对平移滑动。双晶滑动:矿物颗粒内部,滑动面两侧的质点沿着滑动面发生滑动后呈镜像对称关系。三、断裂变形(脆性变形):当作用的外力超过岩石的强度极限时,岩石内部质点间的结合力就会遭到破坏面,使岩石失去连续完整性。岩石的断裂方式:(一)岩石的强度岩石在外力作用喜爱抵抗破坏的能力称为强度。(二)张裂和剪裂:张裂和剪裂是岩石破裂的两种形式。(1)张裂的产生取决于张应力的大小。当张应力达到或超过岩石抗张强度时,断裂便沿着垂直拉伸方向,即最小主应力轴的方向上。(2)剪裂的产生取决于剪应力的大小。当剪应力达到或超过岩石抗剪强度时,
13、就沿着与最大主应力、最小主应力均斜交的面上发生剪切破裂。影响岩石力学性质和岩石变形的因素(1)岩石的成份、结构和构造。(2)围压:周围岩体对它施加的压力。(3)温度(4)溶液(5)空隙压力:岩石空隙内流体的压力。(6)时间: a、施力速度。b、重复受力。C、蠕变与松弛:蠕变:岩石在受力变形过程中,若保持应力不变, 应变则随时间的增长而逐渐加大。松弛:若保持变形不变,而应力随时间的增长而逐渐减小。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页应力场:受力岩体中的每一点都存在着一个与该点对应的瞬时应力状态,这一系列瞬时的点应力状态
14、组成的空间称为应力场。构造应力场:地壳内某一瞬时一定范围内的应力状态。分为两种古构造应力场与现今应力场。古构造应力场的研究:一、利用褶皱和断层进行测定。二、利用共轭剪节理进行测定。三、利用构造缝合线进行测定。现今构造应力的测量方法:一、震源机制二、压裂三、应力解除法四、地形变测量第五章褶皱:层状岩石在各种应力作用下所形成的一系列连续的波状弯曲现象。褶皱的基本类型:背斜:岩层向上弯曲,中间老,两侧新的褶皱构造向斜:岩层向下弯曲,中间新,两侧老的褶皱构造若地层时代的新老关系不清,则分别称为背形和向形。褶皱的基本要素:核部:褶皱中心部位的岩层。翼部:褶皱核部两侧的地层,正交剖面上,两翼间的内将爱叫为
15、翼间角。转折端:一翼向另一翼过渡的弯曲部分。枢纽:同一褶皱面上最大弯曲点的连线。轴面:在一个褶皱内各相邻褶皱层面上的枢纽构成的假想几何面为轴面。轴迹:轴面与包括地面在内的任何平面的交线称为轴迹。顶和槽 :背斜和向斜的各褶皱面在横剖面上的最高点和最低点分别为顶和槽。在同一褶皱面上连接顶和槽的线分别为顶线和槽线。褶皱的产状分类:1、 根据轴面产状和两翼产状的褶皱分类A、 直立褶皱:B、 斜歪褶皱C、 倒转褶皱D、 平卧褶皱E、 翻卷褶皱2、 里卡德分类:直立水平褶皱:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页直立倾伏褶皱倾竖褶
16、皱(竖直褶皱)斜歪水平褶皱平卧褶皱斜歪倾伏褶皱斜卧褶皱褶皱的形态分类:1、 根据翼间角大小的褶皱分类平缓褶皱: 120-180开阔褶皱: 70-120中常褶皱: 30-70紧闭褶皱: 5-30等斜褶皱: 0-5根据对称性的褶皱分类对称褶皱、不对称褶皱根据转折端形态的褶皱分类:圆弧褶皱,尖棱褶皱、箱形和屉形褶皱、扇形褶皱、挠曲和构造饥阶地根据形态关系的褶皱分类协调褶皱(调和褶皱) 、不协调褶皱褶皱的平面形态分类:线状褶皱:长宽比大于10:1长轴褶皱:长宽比介于10:1 到 5:1短轴褶皱:长宽比介于5:1 到 3:1,包括短轴背斜和短轴向斜穹窿构造:长宽比小于3:1 的背斜构造构造盆地:长宽比小
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