2022年构造地质学复习资料.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 构造地质学复习资料第一章 绪论构造地质学其讨论对象是地壳或岩石圈的地质构造；地质构造是指组成地壳和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形、变位,从而形成诸如 褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造；讨论地质构造的理论意义：阐明地壳构造在空间上的相互关系和时间上的发育次序,探讨 地壳构造的演化和地壳运动规律及其动力来源；讨论地质构造的实践意义：应用地质构造的客观规律指导生产实践,解决矿产分布、水文 地质、工程地质、地震地质及环境地质等方面有关问题；1.构造尺度、构造层次、构造旋回、构造层的概念 构造尺度主要是指地质构造的规模；一般把构造尺

2、度划分为巨、大、中、小、微以及超微等 六个级别；构造层次是指在同一次构造变形中,由于在地壳中不同深度,因压力、 温度的不同而引起岩石物性的变化,从而形成各具特色的构造分层,一般把地壳或岩石圈划分为表、浅、中、深 四个构造层次；构造旋回是指从和缓地壳运动到猛烈地壳运动的一个旋回 构造层指一次构造旋回时间内收地壳运动的作用包括沉积建造、构造变动、岩浆活动、变 质作用等而形成的综合地质体即为一套构造层；2.地质构造讨论的主要内容及讨论方法 构造地质学的主要讨论内容是：地质构造的外形、产状、分布和组合形式；地质构造的形成条件、形成机制、形成时间、先后次序与演化规律；探讨产生地质构造的地壳运动的方式、规

3、律和动力来源；地质构造的讨论方法：构造地质学讨论应包括构造几何学、运动学、 动力学以及构造演化历 历史分析法 史讨论 构造解析法构造几何学解析、动力学解析、运动学解析其次章 沉积岩层的原生构造及其产状1. 从哪些方面识别层理？层理是沉积岩最常见的一种原生构造；它是沉积物沉积时由于介质如水、空气的流淌 在层内形成的成层构造；由于沉积物的成分、结构、颜色及层的厚度、外形等在剖面上的 变化而显示出来；层理依据其外形的不同可分为三种基本类型：平行层理、波状层理、斜 层理；组成层理的要素有细层、层系、层系组；细层：通常又称为纹层,是组成层理的最小单位；层系：是由成分、结构和产状上相同的很多细层组成；层系

4、组：是由两个或两个以上的相像层系组成的,是在同一环境的相像水动力条件下形成 的；岩层的产状系是指岩层面在三维空间中的方位,由走向与倾斜包括倾向、倾角来确 定；走向：岩层面与水平面相交的线叫走向线；倾向：层面上与走向线相垂直并沿斜面对下所引的直线叫做倾斜线；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 倾角：岩层的倾斜线及其在水平面上的投影线倾向之间的夹角就是岩层的倾角；文字和符号两种表示方法 方位角表示法：一般只测记倾向和倾角；象限角表示法：以北和南的方向作为0 ,一般测记走向、倾角和倾向象限；符号表示法：在地质图上,岩层产状

5、要素是用符号来表示；水平、直立、倾斜水平岩层的露头界线在地质图上,表现为与地势等高线平行或重合；直立岩层露头界线在地质图上是沿走向呈直线延长,不随地势等高线弯曲而弯曲；倾斜岩层露头界线分布外形就较复杂,表现为与地势等高线成交切关系,遵循“V” 字形法 就；利用沉积岩层原生构造确定岩层顶面和底面；斜层理：由一组或多组与层面或层系界面斜交的细层组成；判别：每组细层与层系上界 面或岩层顶面成截交关系,而与层系下界面或岩层底面呈收敛变缓而相切的关系,弧形层 理凹向顶面；粒序层理：在一个单层内,从底到顶粒度由粗逐步变细,相邻两层序之间可能有突变,且某些岩层具有反粒序现象；波痕：波峰尖端指向岩层顶面,波谷

6、圆弧凹向底面；泥裂：又称干裂,是未固结的沉积物露出水面,失水枯槁时,因压缩而形成与层面大致垂直的裂缝；判别：在剖面上一般呈“V” 字形,有时切穿层面也可呈“U” 字形,尖端均指向岩层的底面；雨痕、冰雹痕及其印模：凹坑总是分布在岩层顶层,印模显现在岩层的底面；冲刷痕迹：固结和不固结的沉积层,在露出水面或在水下时,因流水的冲刷,在沉积层 的层面上造成沟、槽和浅坑等凹凸不平的冲刷痕迹,沟、槽和浅坑为顶,印模为底；古生物化石的生长和埋藏状态：基部指向岩层底面,穹状纹层凸出指向顶面；5. “ V” 字形法就的内容是什么？当岩层倾向与地面坡向相反时,岩层界线与地势等高线的弯曲方向一样；即在沟谷处,岩层界线

7、的“V” 字形尖端指向沟谷上游,而穿越山脊时,“V” 字形尖端就指向山脊的下坡；但岩层界线的弯曲度总是比等高线弯曲度小；当岩层倾向与地面坡向相同,且岩层倾角大于底面坡度角时,岩层界线与地势等高线成相反的方向弯曲；在沟谷中,“坡；V” 字形露头线尖端指向下游；在山脊上,就指向山脊上当岩层倾向与地面坡向相同时,岩层倾角小于底面坡度角时,岩层露头界线与地势等高线弯曲方向相同；但在沟谷中,岩层露头界线的“V” 字形尖端指向上游,在山脊上,其“ V” 字形尖端就指向山脊的下坡；岩层界线的弯曲度总是比等高线弯曲度大；厚度、倾角、倾向、坡向水平岩层的露头宽度是随岩层的厚度和地面的坡度变化而变化的,当地面的坡

8、度相同时,厚度大的岩层露头宽度就宽,厚度小的岩层露头宽度就窄；当岩层厚度相等时,底面坡度 缓,露头宽度就宽；地面坡度陡,岩层露头宽度就窄；在悬崖处,岩层上、下层面界线的 投影线就重合一条线,即露头宽度为零,岩层尖灭；倾斜岩层的露头宽度主要取决于岩层的厚度和倾角,仍受地面坡角,坡向与岩层的倾角、倾向之间的关系的影响；当岩层与坡向相反时,一般地面坡度缓,岩层露头就宽,坡度 陡,露头就窄；岩层出露在悬崖峭壁上,就岩层顶、底面的界线在平面上的投影重合成一 条线,尖灭假想；当岩层面与倾斜地面直交时,这时露头宽度小于岩层厚度；岩层倾角达名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学

9、习资料 - - - - - - - - - 90 时,露头宽度等于岩层厚度,且不受地势影响左侧的岩层；当岩层面与地面之间的交 角指相交锐夹角由大变小,就露头宽度由窄变宽；地层接触关系基本可分为整合和不整合两种类型；整合：上、下地层在沉积层序上没有间断,岩性或所含化石都是一样的或递变的,其产状 基本一样,它们是连续沉积形成的,这种上、下地层间的接触关系,称为整合接触；地层的整合接触反应了在形成这两套地层的地质时期该地区地壳处于连续地缓慢下 降状态,或虽然短期上升,但是沉积作用从未间断,或者地壳运动与沉积作用处于相对平 衡的状态,沉积物逐层连续沉积,这样就形成了两套地层的整合接触关系；不整合：上、

10、下地层间的层序发生间断,即先后沉积的地层之间缺失了一部分地层；这种 沉积间断的时期可能代表没有沉积作用的时期,也可能代表以前沉积了的岩石被腐蚀的时 期；地层之间的这种接触关系称为不整合；不整合可分为平行不整合和角度不整合；平行不整合表现为上、下两套地层产状彼此平行,但在两套地层之间缺失了某些时代的地 层,说明在这段时期发生过沉积间断,这两套地层之间的接触面不整合面就代表这个 没有沉积的腐蚀时期 平行不整合在平面、剖面上表现为：不整合面上、下两套地层的界线在较大区域内呈平行 展布,产状也基本一样,其间却缺失部分地层；角度不整合又简称不整合,主要表现为上、下两套地层之间既缺失部分地层,产状又不相

11、同；上覆的较新地层的底面通常与不整合面基本平行,而下伏的较老地层层面与不整合面 相截交；角度不整合在平面、剖面上表现为：不整合面上、下两套地层的产状有较明显的差异,其 间又缺失一部分地层；上覆较新地层的底面界线与下伏较老的不同层位的地层相交截；8. 平行、角度不整合形成过程及其构造意义 平行不整合的形成是由于地壳在一段时间内处于上升,而在上升过程中地层又未发生明显 褶皱或倾斜,只是露出水面发生沉积间断和遭受剥蚀；经过一段时期后,又再次下降接受 新的沉积,从而使上、下底层之间缺失了一部分地层,但彼此的产状是基本平行的；下降 沉积 上升、沉积间断和遭受剥蚀 再下降、再沉积 角度不整合的形成为下降、

12、接受沉积 褶皱上升常伴有断裂变动、岩浆活动、区域变质 等、沉积间断、遭受剥蚀 再次下降、再沉积 不整合的地质意义 不整合是确定地壳运动和岩浆活动时期的主要依据,不整合面又是划分构造层的分界 面；所以不整合对于讨论地壳运动、地质进展历史具有重要的意义；不整合是划分岩石地层单位的依据之一；但由于不整合不代表等时面,所以它不能作为 划分岁月地层单位的依据；对不整合在空间上的分布和类型变化情形的观看讨论,可以为明白地壳运动的不均衡性 和古地理特点供应依据；由于不整合面是构造上的薄弱带,富含内外生矿床,是很好的储油构造,因此,不整合 的讨论对于油气、金属与非金属矿床的查找都具有重要的实际意义；不整合主要

13、分为平行不整合与角度不整合两种类型,平行不整合的形成主要是地壳的垂 直运动造陆运动造成,其特点是构造变形较弱,变位明显,往往呈大面积隆起和坳陷 的区域性面式展布；经典的角度不整合主要由水平挤压造成造山运动,属挤压构造动力 学环境,其特点是构造变形非常猛烈,往往成排成带具有明显的定向性；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 与地壳运动有关的地质作用所产生的现象,都可作为确定不整合的直接或间接的标志；地层古生物方面标志：上、下两套地层中的化石所代表的地质时代相差较远；或二者的 化石反映出在生物演化过程中存在不连续现象,或二

14、者的生物群迥然不同；沉积方面的标志：上、下两套地层在岩性和岩相上截然不同,两套地层之间往往有一个 较平整或起伏不平的古腐蚀面,这个面上可能储存着古风化壳、古土壤层或与之有关的残 积型矿床,上覆地层的底层常有由下伏地层的岩石碎块、砾石组成的底砾岩；构造方面的标志：上、下两套地层产状不一样,构造变形强弱程度不同,因而两套地层 的褶皱型式、断裂情形也各异,这是角度不整合的构造标志；岩浆活动和变质作用方面的标志：不整合面上、下两套地层及其构造是在不同时期的地 壳运动中形成的,因此往往各自伴生不同时期不同特点的岩浆活动和变质作用,并各有不 同类型的矿床；确定不整合形成时代确定不整合时代时应以下伏地层的最

15、新层位时代为下限,取其上、下限相隔最近的时代 为不整合形成时代；不要把同期地壳运动在不同地方形成不同类型的不整合,或从不同地段不整合面上、下 接触的层位差异,误认为它们是不同时期的地壳运动的产物；在一个范畴较大的区域内,可以发生多次地壳运动,形成多个角度不整合和平行不整合 在不整合分布区域之内,下伏地层的最新地层与上覆地层的最老地层之间这段时间内,并不肯定完全处于剥蚀状态而无沉积；10. 不整合讨论的意义 地层不整合接触是讨论地质进展历史及鉴定地壳运动特点和时期的一个重要依据；在岩石 地层学上也是划分地层单位的依据之一；讨论不整合在空间上的分布和类型的变化情形,有助于明白古地理环境及变化；不整

16、合面及其上、下相邻岩层中,常形成沉积矿床；不整 合也是构造上的一个脆弱带,常成为岩浆及其他含矿流体的活动地带,有利于形成交代型 或填充型的内生矿床以及次生富集矿床；同时,不整合对油、气和地下水的储集也具有重 要意义；第三章 地质构造分析的力学基础外力：对一个物体来说,另一个物体施加于这个这个物体的力称为外力；外力可分为面力 和体力两种,面力是通过接触面作用于物体的力；体力是相隔肯定距离对物体内每个质点 都施加作用的力；内力：内力是同一物体内部各部分之间的相互作用力；应力：在内力匀称分布的情形下,作用在单位面积上的内力,称为应力；主应力 - 主应力轴 - 主平面：在单元体中这六个面上的正应力称为

17、主应力,其性质可以是张 应力,也可以是压应力；每对主应力作用的方向线称主应力轴；其作用面称主应力面或主 平面；正应力 - 剪应力：垂直于截面上的应力叫做正应力：平行于截面上的应力叫做剪应力；应力状态公式 - 应力莫尔圆 =0 时,正应力值最大 =45 时,位于最高点,剪应力值最大名师归纳总结 =90 时,平行于作用力的截面,剪应力、正应力均为0 第 4 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 变形方式：物体的变形方式有拉伸、挤压、剪切、弯曲和扭转五种 匀称 - 非匀称变形：依据物体变形后的外形可分为匀称变形与非匀称变形两种；匀称变形是 指岩石

18、的各个部分的变形性质、方向和大小都相同的变形；非匀称变形是指岩石各点的方 向、大小和性质发生变化的变形,弯曲和扭转属于非匀称变形；线应变 - 剪应变：应变分为线应变和剪应变；线应变是指物体内某方向单位长度的转变量；剪应变是指初始相互垂直的两条直线变形后,它们之间的直角转变量；岩石变形阶段：岩石变形阶段分为弹性变形、塑性变形和断裂变形三个阶段；弹性变形：岩石在外力作用下发生变形,当外力撤除后,变形可复原,这种变形称为弹 性变形；在变形的初始阶段,应力与应变成正比,对应的极限应力值称为比例极限；塑性变形：随着外力连续增加,变形连续增强,当应力超过岩石的弹性极限后,即使将 应力解除,变形的岩石也不能

19、完全复原原先的外形,这种变形称塑性变形；试件进入塑性 变形阶段,曲线显著弯曲,后曲线变成水平状态,这意味着荷载增加很少,甚至无增加,变形也会显著增加,此时岩石抗击变形的才能很弱,这种现象称为屈服,此对应极限应力 值称为屈服极限；断裂变形：任何岩石的弹性变形和塑性变形总是有肯定限度的,当应力到达或超过岩石 的强度极限时,岩石内部的结合力遭到破坏,就会产生破裂面,岩石失去连续完整性,发 生断裂变形,此时的极限应力值称为破裂极限,是指使固体物质开头破坏时的应力值；岩 石的变形有两种方式,即张裂和剪裂；应变椭球体：当物体或者岩石发生匀称变形时,内部质点的相对位置将发生变化；设想物 体和岩石变形前内部某

20、一点为一小圆球体,变形后这个圆球体就会变成一个椭球体,该椭 球体称为应变椭球体；结果、机理围压因素 岩石所处深度越大,围压也越大,这种压力,一方面增加了岩石的韧性；另一方面,大大 提高了岩石的强度极限,弹性极限也有所增高；围压对于岩石力学性质影响的缘由在于,围压使固体物质的质点彼此接近,增加了岩石的内聚力,从而使晶格不易破坏,因而不易 断裂；温度因素 很多岩石在常温常压下是脆性的,随着温度上升,岩石的强度降低,弹性减弱,韧性显著 增强,因而有利于发生形变；温度增高对岩体力学性质影响的缘由是,由于温度增高时,岩石质点的热运动增强,从而减弱它们之间的联系才能,使物质质点更简单位移；因此,当温度上升

21、到适当程度时,较小的应力也能使岩石发生较大的塑性变形；流体因素 在干燥和潮湿条件下,岩石的力学性质是大不相同的；当岩石中有溶液或水汽时,通常可 降低岩石的弹性极限,增加岩石的塑性,岩石易于变形；一种机制是在应力作用下,溶液 有利于重结晶作用,它可促使某些矿物溶解,也可促使某些新矿物形成,因而有利于岩石 的塑性变形；另一种机制是溶液的加入使分子的活动力加强,因此,随着分子活动力的增 强,岩石分子之间的凝结力必定降低,从而降低了岩石和矿物的强度；第三种机制是岩石 孔隙内流体通常具有肯定的间隙压力,这种压力可以减小岩石内摩擦力,岩层中孔隙压力 增大会使岩石屈服强度降低,因而易于变形；时间因素 时间对

22、于岩石的力学性质与变形的影响有以下三个方面：I 快速施力与缓慢施力对岩石变形的影响 快速施力,不仅加快岩石的变形速率,而且会使其脆性变形加强；假设缓慢施力,就会使名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 脆性物质发生塑性变形；长时间缓慢连续施力,使物体破坏所需要的应力远比快速施力使 之破坏所需要的应力小得多；当岩石收到缓慢的长时间外力的作用时,质点有充分时间固 定下来,于是产生了永久变形；当快速变形时,质点来不及重新排列就破裂了,所以就呈 现出脆性变形的特点；II 重复受力对岩石变形的影响 使岩石多次重复受力,虽然作用力不

23、大,也能使岩石破裂,这时的应力值代表了物体在重 复受力的情形下发生破裂最低应力极限,称为疲惫极限或耐力极限；用低于疲惫极限的应 力作用于物体次数再多,也不能使物体破裂；III长期作用对岩体变形的影响 长时间的缓慢变形会降低材料的弹性极限；弹性不断降低,弹性变形逐步减小,塑性变形 不断缓慢增加；脆性降低,韧性增强,并可出现流变特性；第四章 褶皱构造1. 褶皱的基本形式背斜 / 向斜、背形 / 向形 褶皱的外形是多种多样的,而其基本类型有两种,背斜和向斜；背斜：岩层向上弯曲,其核心部位的岩层时代较老,外侧岩层较新；向斜：岩层向下弯曲,核心部位岩层较新,外侧岩层较老；如褶皱岩层的新老层序不明或者褶皱

24、的变形面不是层面而是其他构造面,就将向上弯曲的 褶皱面称为背形,向下弯曲的褶皱面称为向形；核部：泛指褶皱中心部分的地层；当剥蚀后,常把出露在地面的褶皱中心部分的地层,简 称核；翼部：指褶皱核部两侧的地层,简称翼；枢纽：指在褶皱的各个横剖面上,同一褶皱面的各最大弯曲点的连线；轴面：是一个褶皱内各相邻褶皱面上的枢纽连成的面,故又称枢纽面；轴迹：轴面与地面或任一平面的交线；转折端：指从一翼向另一翼过度的部分；脊/ 脊线 / 脊面：脊是指背斜或背形的同一褶皱面的各横剖面上的最高点；脊的连线称为脊 线；假设干相邻褶皱面上的脊线连成的面称为脊面；槽/ 槽线 / 槽面：槽是指向斜或向形的同一褶皱面的各横剖面

25、上的最低点；槽的连线称为槽 线；假设干相邻褶皱面上的槽线连成的面称为槽面；脊迹 / 槽迹：脊面或槽面与地面或任意平面的交线；波长：对称褶皱的波长等于两个同相位拐点之间的距离；波幅：相当于两个包络面之间垂直距离的一半；拐点、褶皱包络面、褶皱中间面褶皱枢纽和一切线装构造的产状都可用倾伏和侧伏来表示；倾伏角：是指在直立面上量得的该构造线与它水平投影线间的夹角；倾伏方向：就是线状构造的水平投影线指向下一端的方位；侧伏角：是指在线状构造所在的构造面上量得的该构造线与构造面的走向线之间的锐夹 角；侧伏向：即构成上述锐夹角的走向线的一端的方位；名师归纳总结 4. 褶皱的几何外形圆柱状/ 非圆柱状褶皱第 6

26、页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 横剖面上褶皱的外形 依据轴面产状和两翼产状,褶皱可以描述为：直立褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、平卧褶 皱以及翻卷褶皱；依据褶皱的对称性,可将褶皱描述为：对称褶皱、不对称褶皱；依据翼间角大小,可以将褶皱描述为：平缓褶皱、开阔褶皱、闭合褶皱、紧闭褶皱、等 斜褶皱；依据褶皱面弯曲外形,可将褶皱描述为：圆弧褶皱、尖棱褶皱、箱状褶皱、扇状褶皱、挠曲 褶皱在平面上出露外形：线状褶皱、短轴褶皱、穹窿褶皱、构造盆地；里卡德分类依据在总结前人关于产状分类的基础上,依据褶皱轴面倾角、枢纽倾伏角 和侧伏角这三个变量绘制出一个三角

27、网图,以便对褶皱产状做三维定量讨论；依据轴面产状和枢纽产状,褶皱可分为七种主要类型：直立水平褶皱、直立倾伏褶皱、倾 竖褶皱、斜歪水平褶皱、平卧褶皱、斜歪倾伏褶皱、斜卧褶皱；依据各褶皱厚度变化分类：平行褶皱和相像褶皱 依据褶皱中各层弯曲的相互和谐性分类：和谐褶皱和不和谐褶皱 兰姆赛的三类五型几何分类 I 类：褶皱的等倾斜线向内弧呈收敛状,内弧曲率总是比外弧大,故外弧倾斜度也总是小 于内弧；依据等倾斜线的收敛程度,可细分为三个亚型：IA 型：等倾斜线向内弧呈猛烈收敛,各线长短差异极大,内弧曲率远比外弧大,为典型的 顶薄褶皱；IB 型：等倾斜线也向内收敛,并与褶皱面垂直,各线长短大致相等,褶皱层真厚

28、度不变,内弧曲率仍大于外弧,为典型的平行褶皱；IC 型：等倾斜线向内弧稍微收敛,转折端等倾斜线比两翼邻近的略长,反映两翼厚度有变 薄的趋势,内弧曲率略大于外弧,这是平行褶皱向 II 类相像褶皱过渡的型式；II 类：等倾斜线相互平行且等长,褶皱层的内弧和外弧曲率相等,即相邻褶皱面倾斜度基 本一样,为典型相像褶皱；III 类：等倾斜线向外弧收敛,向内弧撒开呈倒扇状,即外弧曲率大于内弧,为典型的顶 厚褶皱；8. 褶皱的组合形式 雁行式褶皱 雁行式褶皱又称斜列式褶皱,为一系列呈平行斜列雁行状的短轴背斜或向斜,它可以 由不同规模和级次的背斜或向斜所组成,是褶皱构造常见的一种组合型式；隔档式褶皱 由一系列

29、平行的背斜和向斜相间组成,其中背斜是窄而紧闭的,外形完整清晰,呈线状延 伸；而两个背斜之间的向斜就开阔平缓；隔槽式褶皱 由一系列平行的背斜和向斜相间排列的褶皱组成,但是其中背斜和向斜外形正好与隔档式 褶皱相反,其向斜紧闭且外形完整,呈线状排列,而两向斜之间的背斜就平缓开阔成箱 状；这两种褶皱组合型式的共同特点是较紧闭的褶皱与较开阔的褶皱相间并列,表现出背 斜和向斜的变形强度各不相同；复背斜和复向斜 复背斜和复向斜是由多级褶皱所组成的庞大背斜和庞大向斜；各次级褶皱与总体褶皱常有名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 肯定的

30、几何关系,一般认为典型的复背斜和复向斜的次级褶皱轴面常向该复背斜或复向斜 的核部收敛；在一个褶皱带中,在它的中心地带的次级褶皱核部地层老于两侧的次级褶皱 的核部地层,次级褶皱的轴面构成“ 正扇形” ,就褶皱带为一复背斜；反之,中心地带的 次级褶皱核部地层新于两侧的次级褶皱的核部地层,次级褶皱的轴面构成“ 倒扇形” 就为 复向斜；9. 褶皱形成机制 褶皱的形成机制分为纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用、剪切褶皱作用和柔流褶皱作用；10. 纵弯褶皱作用 岩层收到顺层挤压力的作用而发生褶皱称为纵弯褶皱作用；地壳水平运动是造成这种作用 的地质条件；地壳中大多数褶皱是纵弯褶皱作用形成的；当一套层状岩石受到顺层挤

31、压时,层面在形成褶皱的过程中起着重要作用,以至岩层常通 过两种方式形成褶皱,弯滑作用和弯流作用；弯滑作用是指一系列岩层通过层间滑动而弯曲成褶皱的作用；纵弯褶皱作用引起弯滑作用 的主要特点是：各单层有各自的中和面,而整个褶皱没有统一的中和面；各相邻褶皱面保持平行关系,各岩层的真厚度在褶皱的各部位基本一样,故纵弯曲引起的弯滑作用往往产生平行褶皱；纵弯褶皱作用引起的层间滑动是有规律的,一般背斜中各相邻的上层相对向背斜转折端 滑动,各相邻的下层就相对向相反方向,即向相邻向斜的转折端滑动；当两个强硬岩层之间夹有层理发育的韧性岩层的条件下,发生纵弯褶皱作用,就会在层 间滑动的力偶作用下,使薄层韧性岩层发生

32、层间小褶皱；弯流作用是指岩层弯曲变形时,不仅发生层间滑动,而且某些岩层内部仍显现物质流淌现 象,上、下层面对褶皱层内物质的流淌起着掌握作用；纵弯褶皱的弯流作用的主要变形特点是：层内物质的流淌方向,自受压的翼部流向转折端,岩层在转折端部位的不同程度地增 厚,翼部相对剪薄,从而形成相像褶皱或者顶厚褶皱；当软岩层与硬岩层互层,受到顺层挤压时,硬岩层难以发生流淌,仍形成平行褶皱,而 软岩层易于流淌,填充了由于层间滑动形成的虚脱间隙,从而形成与硬岩层褶皱外形不同 的顶厚褶皱；当硬岩层中夹有一大套层理发育相对易流淌的韧性岩层时,物质的流淌并不顺其微层理 发生层间差异流淌,而是在主褶皱的翼部和转折端形成从属

33、褶皱；这种从属褶皱显示了层 内物质向转折端流淌的特点；在侧向挤压下软岩层发生猛烈层内流淌,可产生线理、劈理或片理兼有变质作用等 小构造；如其间夹有脆性薄岩层,仍可形成构造透镜体和无根褶皱等；11. 横弯褶皱作用 岩层受到和层面垂直的外力作用而发生的褶皱,称为横弯褶皱作用；地壳差异升降运动,岩浆或岩盐的底辟作用以及同沉积褶皱作用所形成的褶皱都属于横弯褶皱；横弯褶皱作用也会引起弯滑作用和弯流作用,其特点如下：横弯褶皱的岩层整体处于拉伸状态,一般不存在中和面；横弯褶皱作用往往形成顶薄褶皱；横弯褶皱作用引起的弯流作用使岩层物质从弯曲的顶部向翼部流淌,易于形成顶薄褶 皱；12. 剪切褶皱作用 剪切褶皱作

34、用又称滑褶皱作用,这种作用使岩层沿着一系列与层面不平行的密集劈理面发 生差异滑动而形成“ 褶皱” 原始层面在这种褶皱作用中已不起掌握作用,只是反应滑动结名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 果的标志,故这种褶皱作用又被称作为被动褶皱作用；剪切褶皱作用的主要特点是：在横剖面上平行轴面方向所量得的褶皱不同部位的层的“ 厚度” 都基本相等,故剪切褶 皱作用形成褶皱为典型的相像褶皱；剪切褶皱作用所形成的褶皱并非层面真正发生了弯曲变形,而是层面沿密集的平行劈理 或面理面发生差异滑动而显现明显弯曲的外貌；垂直轴面方向岩层的长度,在

35、褶皱前与褶皱后保持不变；剪切褶皱作用形成的褶皱是岩层沿剪切面差异滑动的结果,所以在褶皱轴面两侧的相对 剪切方向是相反的 13. 柔流褶皱作用 柔流褶皱作用是指高韧性岩石或岩石处于高温高压环境下变成高韧性体,受到外力的作 用,而发生类似于粘稠流体的流淌变形,从而形成复杂多变的褶皱 14. 影响褶皱形成的主要因素因素、机理层面在褶皱形成中的作用 层面使岩石具有不均一性,致使岩石受力发生变形时,可以通过层间滑动或层内物质塑性 流淌而弯曲成褶皱；结构均一的块状岩体受力变形时,岩体被压缩,可能在与主压应力垂 直方向上发育有劈理或片理的挤压带或其他方向的断裂,而不形成褶皱；层面或成层构造 是产生褶皱的一个

36、必要条件；岩层厚度和力学性质对褶皱外形的影响 I 岩层厚度对褶皱外形的影响 岩层厚薄对褶皱的外形和大小也有显著影响；当岩性相像而厚度不同的岩层施加同样的水 平挤压力时,就厚岩层往往形成曲率小、波长大的平缓开阔褶皱,而薄岩层就形成曲率 大、波长小的紧闭褶皱；II 岩石力学性质对褶皱外形的影响 岩石的力学性质直接影响褶皱的外形和类型,当岩性不同的两组岩层一起褶皱时,可以发 现：其中一组岩层的厚度不变,以弯滑褶皱方式形成平行褶皱,另一组岩层在转折端显著 加厚形成相像褶皱；或者其中一组岩层形成平缓开阔褶皱,另一组岩层就成为紧闭褶皱；在褶皱转折端一组岩层产生扇状楔形张节理,另一组岩层形成反扇形流劈理等；

37、岩层埋藏深度对褶皱形成的影响 地壳中不同深度的岩层,由于所受围压和温度的不同而具有不同的力学性质；因而处于地 壳不同深度的岩层发生褶皱时,褶皱作用机制和褶皱外形各有其特点；在地表邻近的常 温、常压下岩石表现为脆性,以断裂变形为主,难以形成褶皱；在地表以下随着温度、围 压的增大,岩石的韧性也随之增高；在较浅处,岩石可能表现为弹性性状,层理锁显示的 物质不均一性明显,岩层褶皱以弯滑褶皱作用为主,常形成平行褶皱；愈向深处,岩石韧 性愈高,其性状渐接近抱负的粘弹性体,不均一性逐步消逝,褶皱作用也逐步以弯流作用 和剪切作用为主,进而变为柔流褶皱作用为主；应变速率对褶皱形成的影响 变形作用力的大小和应变速

38、率,对岩石的力学性状也有较大的影响；假如作用力大,应变 速率很大,岩石并不表现为粘性,而表现为弹性,这是即使在地下肯定深处,岩层也会呈 现弹性弯曲或断裂；在缓慢变形中,即使在近地表条件下,这是即使压应力很小,但连续 时间很长,岩层也会发生蠕变而形成褶皱,甚至韧性低的岩层发生猛烈褶皱；基底构造对盖层褶皱的影响 基底或者深层构造特殊是基底断裂构造对盖层或浅层的褶皱外形和组合分布具有较大影 响；有些雁行褶皱就是由基底中平移断层的水平剪切作用所引起的盖层褶皱；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 褶皱外形的讨论明白区域性总体构

39、造轮廓；查明地层层序和追索标志层；观看褶皱的几何外形 I 测定褶皱轴面和枢纽的产状 II 依据同一剖面上不同层位及不同高度的岩层倾角的变化,结合同一岩层厚度在褶皱不 同部位的变化,分析褶皱各层的几何关系,判定是平行褶皱仍是相像褶皱,或是顶薄褶 皱；转折端处的岩层产状在讨论褶皱外形方面有重要意义；III IV 观看褶皱的出露外形和平面图像；V绘制褶皱剖面图及褶皱横截面图；VI 仔细讨论褶皱的纵剖面,明白其纵向变化规律；确定褶皱的形成时代 角度不整合分析法 大多数褶皱成岩后,或主要是成岩后形成的,它们的形成时代也主要是依据区域性角度不 整合时代来定；岩性厚度分析法 对于在较长地史时期内逐步变形而形

40、成的褶皱,可以通过褶皱地层的岩性和厚度分析确定 其形成时代；第五章 节理力学分类、几何分类几何关系分类 依据节理产状与所在岩层的产状关系可将节理分为：走向节理、倾向节理、斜向节理、顺 层节理；依据节理产状与褶皱轴向关系可将节理分为：纵节理、横节理、斜节理；力学关系分类 节理是力作用下的产物,依据其形成机制可将节理分为剪节理和张节理；剪节理是由于剪应力超过岩石抗剪强度而在岩体中产生的剪破裂面；具有以下主要特点：剪节理产状较稳固,沿走向和倾向延长较远；剪节理较平直光滑,有时具有因剪切滑动而留下的擦痕,当剪节理未被矿物质填充时是 闭合的,被填充时,脉宽较为匀称,脉壁较为平直；发育于砾岩和砂岩等岩石中

41、的剪节理,一般都穿切砾石和沙砾等粒状物体；典型的剪节理经常组成共轭 成一组平行延长的节理,无论是X型节理系,假设一组节理发育而另一组不太发育时,就形 X 型节理或一组平行节理,节理往往成等距排列；主剪切面经常由羽状微裂面组成；各剪节理尾端变化或连接形式有三种：折尾、菱形结环和分叉；这三种形式均反映了两 组共轭剪节理的结合方式；张节理是由于张应力超过岩石抗张强度而在岩石中产生的张破裂面,具有以下主要特点：张节理产状不甚稳固,延长不远,单条节理多短而曲折,一组节理有时呈侧列产出；张节理面粗糙不平,无擦痕；在砾岩或砂岩中的张节理经常绕过砾石和粗砂砾,其破裂面凹凸不平；名师归纳总结 - - - - -

42、 - -第 10 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 张节理多开口,常被矿脉充填,脉宽变化较大,脉壁不平直；张节理有时呈不规章的树枝状,各种网格状,有时也构成肯定几何外形,如追踪 X 型节理的锯齿状张节理,单列或共轭雁行式张节理,以及放射状或同心圆状的组合形式；张节理尾端变化或连接形式有树枝状、多级分叉状等；区分即为张节理和剪节理特点的比照；X 型节理系是节理的最典型形式,两组剪节理的夹角为共轭剪切角；两组剪节理的交线代表 2,两组剪节理的夹角平分线代表 1 和 3； X 型节理与主应力轴的关系是对节理进行分期、配套、分析应力状态和探求应力场的基础和依据,这种关系

43、分别适用于挤压、引张和剪切状态,共轭剪节理的共轭剪裂角常等于甚至大于 45 ；90 ,即剪裂角可等于或大于张节理是在平行于节理面的压应力或垂直与节理面的张应力作用下形成的,因此张节理面的垂线方向代表 3 方向,张节理与应变椭球体的长轴A直交；在上拱作用下形成的张节理,总体经常排列成放射状或者同心圆状；在剪切作用下形成的张节理常成雁列状；4. 雁列节理的要素 雁列节理是一组呈雁行式斜列的节理,这类节理常被充填形成雁列脉；雁列节理和雁列脉 在构造意义上是相同的,雁列脉产出多于多种岩石里,在碳酸盐岩中发育得更为广泛；雁列脉的基本要素 雁列带：雁列脉呈带状展布的空间范畴即为雁列带；雁列面：穿过各单脉中

44、心而平分雁列带的中心面；雁列轴：雁列面在雁列带横截面上的迹线称为雁列轴；雁列角：单脉与雁列面的锐交角为雁列角；概念、依据节理配套主要依据共轭节理的组合关系,并辅之以节理发育的总体特点及其有关地质构造 的关系；依据共轭节理的组合关系进行节理配套 I 由于同一期应力场中形成的共轭剪节理具有其特定的剪切滑动关系,因此可以利用剪节 理面上的擦痕、节理的羽列和派生张节理来确定其共轭关系；II 利用剪节理的尾端变化,即折尾和菱形结环进行配套；折尾和菱形结环一般代表两组 剪节理；III利用两组节理的相互切错确定其共轭关系；IV 利用追踪剪节理形成的锯齿状张节理,可以对节理进行配套；两组雁列张节理也可以 进行

45、配套依据节理发育地区总的地质特点进行节理配套 肯定地区或地段上发育的机组节理往往各具特色,它们常与肯定的地质构造有关；如一群 节理的间距大、穿层性强、延长远、展布范畴广、具有肯定方位；而另一群节理的间距 小、受岩层掌握、延长不远、展布范畴有限、方向随岩层产状和局部构造而变,这明显是 两套节理；概念、依据节理的分期主要依据两个方面：一是依据节理组的交切关系；其次是利用与各期次节理有 关的地质体,如与岩脉等的关系；最直接的依据是节理组的交切关系；节理组的交切关系 I 错开；后期形成的节理常切断前期的节理；如后期节理属剪节理,就表现为错断线两侧 的标志点的对应错开；名师归纳总结 - - - - -

46、- -第 11 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - II 限制；一组节理延长到另一组节理前突然中止,这种现象叫做限制,被限制节理组形 成较晚；III假如两组节理相互交切或切错,说明两组节理是同时形成的,有时成共轭关系；IV 追踪、利用和改造；后期节理有时利用早期节理,顺早期节理追踪或对早期节理加以 改造,因此,一些晚期节理常比早期节理更明显、更完整；借助其他地质体判别节理形成的次序 岩墙、岩脉和其他侵入体常可用来间接判定节理形成的次序；沿不同期次节理贯入岩墙、岩脉和岩体,其岩性和结构上常各具特色；岩性、结构不同的岩脉、岩墙的交切关系,常 常清晰地显示出节理形成的先后次序；分析比照不整合上下岩系中节理的发育情形也有助 于判别节理的形成次序；在节理的分期和配套中应留意以下几点：节理