1、構(gòu)構(gòu) 造造 地地 質(zhì)質(zhì) 學(xué)學(xué)Structural GeologyStructural GeologyStructural GeologyStructural Geology緒論緒論An Introduction授課內(nèi)容授課內(nèi)容課程簡介；課程簡介；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。課程簡介；課程簡介；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。一、課程特點(diǎn)一、課程特點(diǎn)1.

2、知識點(diǎn)較多；2. 涉及的學(xué)科較多（沉積巖石學(xué)，火成巖巖石學(xué)，平面和立體幾何，理論力學(xué)，材料力學(xué)，流變學(xué)等學(xué)科）；3. 研究對象的空間尺度變化大，時(shí)間跨度長；4. 許多構(gòu)造現(xiàn)象無法在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)，對其成因和作用過程的解釋往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析和推斷，容易引起疑問 ；5. 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)要求有良好的綜合分析能力，善于綜合應(yīng)用所學(xué)知識，善于抓住主要矛盾。二、課程內(nèi)容的類型二、課程內(nèi)容的類型1.1. 知識和認(rèn)識型知識和認(rèn)識型，包括力學(xué)分析的基礎(chǔ)知識；推覆構(gòu)造，疊加褶皺等各類構(gòu)造名詞、術(shù)語和概念；各種構(gòu)造現(xiàn)象的識別等； 2. 技能型技能型，例如地質(zhì)圖、剖面圖、赤平投影圖等各種圖件的判讀和繪制；3.3. 邏輯推理和

3、綜合分析邏輯推理和綜合分析，例如根據(jù)節(jié)理資料恢復(fù)古構(gòu)造應(yīng)力場，根據(jù)變形結(jié)果推斷變形過程，根據(jù)構(gòu)造樣式推斷變形環(huán)境，根據(jù)地質(zhì)圖和有關(guān)資料恢復(fù)構(gòu)造發(fā)展史。 三、課程結(jié)構(gòu)三、課程結(jié)構(gòu) 構(gòu) 造 地 質(zhì) 學(xué)構(gòu) 造 地 質(zhì) 學(xué)基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識技能訓(xùn)練技能訓(xùn)練綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用緒論力學(xué)基礎(chǔ)褶皺斷層 讀圖作圖赤平投影 綜合實(shí)習(xí)野外實(shí)習(xí)四、教學(xué)方法四、教學(xué)方法 v課堂授課v課后自學(xué)（網(wǎng)絡(luò)課件）v課堂討論v實(shí)習(xí)課、課程設(shè)計(jì)五、學(xué)習(xí)方法五、學(xué)習(xí)方法 v基本知識，應(yīng)用，時(shí)間-空間想象，綜合v理解為主，記憶為輔，應(yīng)用是關(guān)鍵 六、課程總體要求六、課程總體要求 1. 了解構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵、主要研究內(nèi)容和基本研究方法；了解現(xiàn)代

4、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的進(jìn)展和發(fā)展趨勢。2. 了解變形巖石力學(xué)分析的基本原理和影響巖石變形的物理化學(xué)控制因素，并用于對不同構(gòu)造現(xiàn)象的解釋。 3. 了解并掌握不同類型構(gòu)造的幾何特征、構(gòu)造組合和有關(guān)成因機(jī)制。六、課程總體要求六、課程總體要求 4. 具備地質(zhì)圖件的判讀能力，掌握基本的作圖方法。 掌握分析和解決區(qū)域構(gòu)造問題的基本工作方法，初步具備綜合分析區(qū)域構(gòu)造的能力；5. 掌握分析和解決區(qū)域構(gòu)造問題的基本工作方法，初步具備綜合分析區(qū)域構(gòu)造的能力；6. 了解構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的前沿領(lǐng)域及其新進(jìn)展，了解其存在問題和發(fā)展方向，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)。v 考試（考試（60%60%）v 實(shí)習(xí)（實(shí)習(xí)（30%30%）v 平

5、時(shí)（平時(shí)（20%20%） 七、課程考核方式七、課程考核方式 筆記（筆記（5%5%）課堂發(fā)言（課堂發(fā)言（5%5%）到課到課 （5%5%）作業(yè)作業(yè) （5%5%）八、學(xué)時(shí)分配八、學(xué)時(shí)分配 九、教材及教學(xué)參考資料九、教材及教學(xué)參考資料 1.1.教材教材2.2.教學(xué)參考資料教學(xué)參考資料1) 郭 穎，李智陵等. 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)簡明教程. 武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1995 .1)武漢地質(zhì)學(xué)院，成都地質(zhì)學(xué)院，南京大學(xué)地質(zhì)系，河北地質(zhì)學(xué)院.構(gòu)造地質(zhì)學(xué).北京：地質(zhì)出版社，1979.2)徐開禮，朱志澄等.構(gòu)造地質(zhì)學(xué).北京：地質(zhì)出版社，1989.3) 朱志澄，宋鴻林等.構(gòu)造地質(zhì)學(xué).武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1990.

6、3.3.網(wǎng)絡(luò)課件網(wǎng)絡(luò)課件九、教材及教學(xué)參考資料九、教材及教學(xué)參考資料 3.3.網(wǎng)絡(luò)課件網(wǎng)絡(luò)課件課件StruCai網(wǎng)絡(luò)版授課內(nèi)容授課內(nèi)容課程簡介；課程簡介；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的主要分支學(xué)科，是地學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程。它是介紹組成地殼的巖石、巖層和巖體在巖石圈中力的作用下變形形成的各種現(xiàn)象（地質(zhì)構(gòu)造）、研究這些構(gòu)造的幾何形態(tài)、組合型式、形成機(jī)制和演化進(jìn)程，探討這些構(gòu)造的作用力的方向、方式和性質(zhì)的學(xué)科。一、一、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵課程從介紹

7、巖石變形的基礎(chǔ)力學(xué)與流變學(xué)理論出發(fā)，重點(diǎn)介紹褶皺、節(jié)理、斷層、劈理、線理等中小尺度上發(fā)育的構(gòu)造型式及其形成的力學(xué)條件與運(yùn)動學(xué)過程。伸展構(gòu)造、逆沖推覆構(gòu)造、走向滑動斷層、韌性剪切帶構(gòu)造等重要構(gòu)造型式的主要特點(diǎn)作為課程中的主要介紹內(nèi)容。二、二、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的主要內(nèi)容構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的主要內(nèi)容授課內(nèi)容授課內(nèi)容課程簡介；課程簡介；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。v 構(gòu)造產(chǎn)出于地殼，保存于地殼，大至山嶺小至露頭，均留下了構(gòu)造的面貌、印跡及其發(fā)展演化脈絡(luò)。所以，野外實(shí)際應(yīng)該是取得構(gòu)造研究

8、素材的源泉，是我們研究構(gòu)造的基礎(chǔ)。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究方法在基礎(chǔ)構(gòu)造研究上，不論是單元式還是綜合性的構(gòu)造研究，局部性還是地區(qū)性的構(gòu)造研究，除應(yīng)堅(jiān)持正確的構(gòu)造觀和方法論外，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)基本方面：v 構(gòu)造研究包括幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)以及變形時(shí)的物性和環(huán)境，其中，構(gòu)造幾何學(xué)是最直觀、最具體的構(gòu)造表象，是構(gòu)造研究的基本環(huán)節(jié)。v 構(gòu)造模式是構(gòu)造規(guī)律的具體體現(xiàn)，是典型構(gòu)造的抽象概括，具有實(shí)質(zhì)性和普遍性的品格。建立模式的基礎(chǔ)是對構(gòu)造全面深入的研究和認(rèn)真的對比分析。要用發(fā)展的觀點(diǎn)對待已建立的模式，要在實(shí)踐中不斷進(jìn)行檢加以不斷修正，使構(gòu)造模式符合客觀實(shí)際。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究方法v 各種新技術(shù)新方法的引進(jìn)，提高了

9、構(gòu)造研究的水平，深化了對構(gòu)造認(rèn)識，革新了構(gòu)造觀念，促過了構(gòu)造研究定量化。在構(gòu)造研究中要重視和推廣電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)變測量方法。要把野外觀測與室內(nèi)的測試、計(jì)算、分析、模擬相結(jié)合。另外，要重視組織多學(xué)科、多兵種協(xié)作攻關(guān)的綜合研究。地質(zhì)構(gòu)造的研究往往涉及多種學(xué)科。要深入認(rèn)識其特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)，必須組織多學(xué)科協(xié)作。對構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家來說，除了要精通構(gòu)造地質(zhì)學(xué)以外，還必須學(xué)習(xí)其它學(xué)科的知識，不斷充實(shí)提高自己。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究方法授課內(nèi)容授課內(nèi)容課程簡介；課程簡介；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的內(nèi)涵和研究內(nèi)容；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的基本研究方法；學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的意義。

10、實(shí)踐中的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)問題二十世紀(jì)大地震2008年5月12日汶川大地震，8.1級8余萬人(唐山地震)唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié) 構(gòu)的二層樓房。7.8級地震除四根門柱外，全部坍塌。 唐唐 山山 地地 震震(唐山地震)開灤煤礦醫(yī)院，為磚混結(jié)構(gòu)的五層樓房（局部七層），僅西部轉(zhuǎn)角殘存。 唐山電廠變電站，部分?jǐn)嗦菲鼾R根折斷。 (唐山地震)北京白塔寺，塔頂和塔基部分磚被震落 。（唐山地震）漢沽天津旭日化工廠，高26米的水塔， 底座為磚結(jié)構(gòu)，儲水池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，想北20o東方向倒塌。 2004年年12月月26日印尼蘇門答臘島大海嘯（南亞海嘯）日印尼蘇門答臘島大海嘯（南亞海嘯） 第一節(jié)第一節(jié) 地震的基本概念

11、地震的基本概念汶川汶川8.0級大地震級大地震 半個(gè)亞洲在搖晃半個(gè)亞洲在搖晃 釋放的能量相當(dāng)于釋放的能量相當(dāng)于5600顆廣島原子彈爆炸顆廣島原子彈爆炸 8.08.0 地震后汶川 地震后的汶川縣映秀鎮(zhèn)，已成一片廢墟都江堰向峨鄉(xiāng)一學(xué)校都江堰向峨鄉(xiāng)一學(xué)校遇難遺體擺滿地遇難遺體擺滿地三峽水利樞紐壩址 1）理論意義： 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的理論意義在于闡明地質(zhì)構(gòu)造在空間上的相互關(guān)系和時(shí)間上的發(fā)育順序，探討地殼構(gòu)造演化和地殼運(yùn)動規(guī)律及其動力來源。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究意義 2）現(xiàn)實(shí)意義： 應(yīng)用地質(zhì)構(gòu)造的客觀規(guī)律指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，解決礦產(chǎn)分布、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)的有關(guān)問題。思考討論題v 為什么要學(xué)習(xí)構(gòu)造地

12、質(zhì)學(xué)？為什么要學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)？v 你在日常生活中和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中了解到你在日常生活中和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中了解到哪些與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的問題？哪些與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的問題？v 研究地質(zhì)構(gòu)造的基本思路和方法是什研究地質(zhì)構(gòu)造的基本思路和方法是什么？么？構(gòu)構(gòu) 造造 地地 質(zhì)質(zhì) 學(xué)學(xué)Structural GeologyStructural Geology思考討論題v 為什么要學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)？為什么要學(xué)習(xí)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)？v 你在日常生活中和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中了解到你在日常生活中和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中了解到哪些與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的問題？哪些與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)的問題？v 研究地質(zhì)構(gòu)造的基本思路和方法是什研究地質(zhì)構(gòu)造的基本思路和方法是什么？么？第一章第一章St

13、ructural GeologyStructural Geology沉積巖層的沉積巖層的原 生 構(gòu) 造原 生 構(gòu) 造第一講第一講沉積巖的原生構(gòu)造是指在沉積過程中及沉積物固結(jié)成巖之前所產(chǎn)生的構(gòu)造，如層理、層面構(gòu)造，生物遺跡、疊層石以及軟沉積物的各種變形構(gòu)造等。沉積巖的原生構(gòu)造沉積巖的原生構(gòu)造v 是研究和判斷巖層形成時(shí)的古地理和地殼運(yùn)動特征重要依據(jù)。v 鑒別巖層頂、底面及確定巖層相對層序的重要依據(jù)。v 沉積巖原生構(gòu)造是分析構(gòu)造環(huán)境和構(gòu)造幾何形態(tài)的基礎(chǔ)。q 研究意義研究意義內(nèi)容提要v層理的識別及用于確定巖層層理的識別及用于確定巖層面的原生構(gòu)造面的原生構(gòu)造v軟沉積變形的基本特征、型軟沉積變形的基本特征

14、、型態(tài)類型和研究意義態(tài)類型和研究意義v層理的識別及用于確定巖層層理的識別及用于確定巖層面的原生構(gòu)造面的原生構(gòu)造v軟沉積變形的基本特征、型軟沉積變形的基本特征、型態(tài)類型和研究意義態(tài)類型和研究意義一、層理及其識別沉積巖最重要的特征是具有成層性，這種成層性是構(gòu)造變形的最基本的標(biāo)志。層理是沉積巖中最普遍的原生構(gòu)造，包括層面以及由巖層內(nèi)部的成分、粒度、結(jié)構(gòu)、膠結(jié)物和顏色等特征在剖面上的突變或漸變所顯現(xiàn)出來的一種成層性。1、層理的基本術(shù)語沉積巖的紋層、層 系 和 層 系 組（或?qū)咏M）既是層理的組成單位，也是其基本的描述術(shù)語。 2、層理的形態(tài)分類層理的形態(tài)分類是一種描述性分類，依據(jù)層理形態(tài)及其結(jié)構(gòu)，主要可將

15、其分為水平層理、波狀層理、交錯(cuò)層理和遞變層理等。 沉積巖層理可根據(jù)巖石的成分、結(jié)構(gòu)、色調(diào)變化去識別。3、層理的識別標(biāo)志1巖石成分的變化 沉積物成分的變化是顯示層理的重要標(biāo)志，即使在成分比較均一的巖層中，只要認(rèn)真地觀察，也會發(fā)現(xiàn)細(xì)微的成分變化。在成分均一的巨厚巖層中，有時(shí)可能存在成分特殊的薄的夾層，藉助于這種夾層可以識別巨厚巖層的層理。 3、層理的識別標(biāo)志 2巖石結(jié)構(gòu)的變化 絕大多數(shù)碎屑沉積巖層都是由不同粒度，不同形狀的顆粒分層堆積的，根據(jù)碎屑粒度和形狀的變化，可以識別出層理。 3、層理的識別標(biāo)志3巖石顏色的變化 在成分均一、顆粒較細(xì)、層理隱蔽的巖層中，如有顏色不同的夾層或條帶，則可指示層理，但

16、要注意區(qū)分次生變化引起的色調(diào)變化。 3、層理的識別標(biāo)志4巖層的層面原生構(gòu)造 波痕，底面印模、暴露標(biāo)志等也可作為確定和識別層理的標(biāo)志。 二、原生沉積構(gòu)造的應(yīng)用利用原生沉積構(gòu)造可以確定巖層的面向。面向是指成層巖層頂面法線所指的方向，即成層巖系中巖層由老變新的方向。 1、層理構(gòu)造2、層面原生構(gòu)造3、生物標(biāo)志1、層理構(gòu)造1交錯(cuò)層理交錯(cuò)層理又叫斜層理斜層理，由一系列斜交于層系界面的紋層組成，有多種類型（圖11）。其中，可用來判別巖層頂、底面的交錯(cuò)層理有板狀和槽狀交錯(cuò)層理。這兩種交錯(cuò)層理的斜紋層均呈弧形，斜紋層的頂部被截切，與層系面呈高角度相交，下部常逐漸收斂、變緩，與底面小角度相交或相切。 1交錯(cuò)層理1

17、、層理構(gòu)造2 2遞變層理遞變層理遞變層理又稱粒級層，是碎屑物質(zhì)在沉積過程中由于流體（通常是濁流）逐漸衰減而形成的一種沉積結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是，在一個(gè)單層中，從底到頂顆粒由粗逐漸變細(xì)，例如，由底部的礫石或粗砂向上遞變?yōu)榧?xì)砂、粉砂以至泥質(zhì)。右圖所示的遞變層理是攜帶各種粒級懸浮體的濁流沉積，雖然其中混有粗細(xì)不同的顆粒，但總的特點(diǎn)仍是下粗上細(xì)。另外，遞變層理的頂面與其上一層的底面是突變的，有明顯的界面。 2、層面原生構(gòu)造1 1波痕波痕波痕是沉積物表面由于波浪、水流或風(fēng)的流動而形成的波狀起伏的堆積形態(tài)。主要發(fā)育在粉砂巖、砂巖及碳酸鹽巖的表面，在細(xì)砂巖中也偶爾可見。波痕是由波峰和波谷組成的。根據(jù)波峰的形態(tài)，波痕

18、可劃分為多種類型。下圖所示的幾種波痕可用來確定巖層的頂、底面。這些波痕無論是原型還是其印模，都是波峰指向巖層的頂面，波谷的圓弧則凹向底面。 2 2泥裂泥裂 泥裂也稱干裂，是未固結(jié)的沉積物露出水面后經(jīng)曝曬干涸時(shí)發(fā)生收縮和裂開所形成的與層面大致垂直的楔狀裂縫。常見于粘土巖、粉砂巖及細(xì)砂巖層面上，偶而也見于碳酸鹽巖層面上。泥裂常使層面構(gòu)成網(wǎng)狀、放射狀或不規(guī)則分叉狀的裂縫，在剖面上一般呈“V”型（有時(shí)切穿層面也可呈“U型）裂口。這些裂縫被上覆沉積物填充時(shí)，其填充層的底面常形成尖脊?fàn)钣∧拥酌?、層面原生構(gòu)造2、層面原生構(gòu)造3 3雨痕和冰雹痕雨痕和冰雹痕 因雨滴或冰雹落在濕潤而柔軟的泥質(zhì)或粉砂質(zhì)沉積物表

19、面所形成的圓形凹坑及其凸起的邊緣稱雨痕或冰雹痕。雨痕或冰雹痕被上覆沉積物填充、掩埋、成巖后，遂在巖層的頂面上留下凹坑，而在上覆巖層底面形成瘤狀突起的印模（圖18）。2、層面原生構(gòu)造4 4沖刷面沖刷面 固結(jié)和半固結(jié)的沉積層的頂面，會因水流沖刷而成為凹凸不平的沖刷面。在這不平整的沖刷面之上再沉積時(shí)，被沖刷下來的下伏巖層的碎塊和礫石又往往堆積在沖刷出的溝、槽中。根據(jù)沖刷面和上覆巖層的碎屑，可以判別巖層的相對層序（圖19）。 2、層面原生構(gòu)造5 5底面印模底面印模 當(dāng)水流或渦流在松軟的沉積物上流動時(shí)，由于渦流對沉積物的侵蝕或水流攜帶物（如介殼碎片、巖屑，樹枝等）對沉積物表面的刻劃，會在沉積物表面留下各

20、種形狀的凹坑和溝模痕跡，這些痕跡常被砂質(zhì)所充填。成巖后，它們多在泥質(zhì)巖層之上的砂巖底面保留下來，稱作底面印模（也稱為鑄型）。2、層面原生構(gòu)造 由于頁巖易風(fēng)化，而砂巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)，故這種印模常保留在砂巖的底面上（圖110）。底面印模都以與原始凹槽相反的形態(tài)表現(xiàn)出來，常見的有鱗莖狀、舌狀或細(xì)長的脊?fàn)畹龋▓D111）。3、生物標(biāo)志 根據(jù)某些化石在巖層內(nèi)的埋藏保存狀態(tài)，也可鑒定巖層的頂、底面。 由某些藻類形成的疊層石，雖其類型不同、形態(tài)各異，如柱狀、分枝狀和錐狀等，但均具有向上穹起的疊積紋層構(gòu)造，這些穹狀紋層的凸出方向即指示巖層的面向。 3、生物標(biāo)志 一些古植物的根系也可作為確定巖層頂、底面的標(biāo)志，如圖

21、113所示，根系向上變粗并收斂，向下變細(xì)且分叉。 3、生物標(biāo)志 生物活動造成的遺跡化石，如三葉蟲的停息跡、爬行覓食跡及潛穴的蹼狀構(gòu)造凹面均指示巖層的頂面。 3、生物標(biāo)志 異地埋藏的腕足類、腹足類和瓣鰓類介殼化石，多數(shù)保持著凸面向上的穩(wěn)定狀態(tài)，故其凸面方向往往指示巖層的面向 內(nèi)容提要v層理的識別及用于確定巖層層理的識別及用于確定巖層面的原生構(gòu)造面的原生構(gòu)造v軟沉積變形的基本特征、型軟沉積變形的基本特征、型態(tài)類型和研究意義態(tài)類型和研究意義 軟沉積變形是指沉積物尚未固結(jié)成巖時(shí)發(fā)生的變形。構(gòu)造研究確認(rèn)，軟沉積變形是比較常見的，有些還具有一定的規(guī)模。研究軟沉積變形的目的：一方面是要指出構(gòu)造現(xiàn)象并不全是成

22、巖后構(gòu)造作用引起的，以便更好地理解構(gòu)造形成和發(fā)展的復(fù)雜歷程；另一方面是為了正確分析和區(qū)分成巖前與成巖后的變形和其疊加關(guān)系，避免構(gòu)造分析的簡單化。 軟沉積變形涉及面很廣，包括形成軟沉積變形的構(gòu)造環(huán)境、動力或促成因素、形態(tài)類型等。從局部沉積區(qū)來說，軟沉積變形的形成作用主要包括負(fù)荷作用、重力滑塌和滑移作用、液化作用、孔隙壓力效應(yīng)以及水體擾動作用等。概 述一、壓模與火焰狀構(gòu)造 壓模是一種底面印模，又叫重荷模或負(fù)荷鑄型，一般發(fā)育在泥質(zhì)物之上的砂層底面。呈圓丘狀或不規(guī)則的瘤狀突起。其排列雜亂，大小不一，突起高度從幾毫米到十幾厘米，但在同一層面上，壓模的形狀和大小較近似。有時(shí)砂巖中的原生層理因這種構(gòu)造存在而

23、變形，但向上層面逐漸恢復(fù)正常。 壓模是當(dāng)砂層沉積處在塑性狀態(tài)的泥質(zhì)層之上時(shí)由于超負(fù)載或差異負(fù)載作用使沉積物發(fā)生垂向流動而成（圖116）。 一、壓模與火焰狀構(gòu)造 火焰狀構(gòu)造是與壓模密切相關(guān)的一種現(xiàn)象，即下伏的泥質(zhì)層向上尖滅形成一排尖舌（圖117），這些尖舌有時(shí)彎曲并向一個(gè)方向傾斜。這是由于上覆砂巖的不均勻負(fù)載壓力使砂巖之下呈塑性狀態(tài)的泥質(zhì)沉積物擠入負(fù)載瘤狀突起之間形成的。 壓模和火焰狀構(gòu)造在判斷巖層面向時(shí)是極為重要的標(biāo)志。具壓模的層面為巖層的底面；火焰狀構(gòu)造的泥質(zhì)舌尖指向巖層頂面。 二、球狀和枕狀構(gòu)造 球狀和枕狀構(gòu)造多發(fā)育在泥巖或粉砂巖之上的砂巖底部，一般局限在某一層內(nèi)。其特征是，砂巖層的底部往

24、往破裂成緊密排列或孤立分布的膝墊狀和枕狀體。砂巖的紋層與砂體的枕狀邊界一致，常呈向上凹的盆狀或倒蘑菇狀。發(fā)育球枕構(gòu)造的砂巖層具有起伏不平的底面和平直的頂面，其下伏泥質(zhì)層常常發(fā)生變形，甚至被擠壓成舌狀伸入到砂巖枕和砂巖球之間（圖118）。球狀和枕狀構(gòu)造是由于地震、水體擾動和局部負(fù)重使砂層破裂、下沉而形成的。某些砂巖球和砂巖枕的形成也可能與滑塌作用有關(guān)。砂巖球和砂巖枕的凹面指向巖層頂面。三、滑塌構(gòu)造與卷曲層理 滑塌構(gòu)造是指松散沉積物在未固結(jié)成巖之前，在重力的作用下沿斜坡向下滑塌（或滑動）而形成的各種滑塌褶皺、滑塌斷層及滑塌角礫巖等一系列相互有成因聯(lián)系的構(gòu)造。風(fēng)暴、海嘯、地震等因素常誘發(fā)滑塌構(gòu)造的產(chǎn)

25、生。滑塌構(gòu)造往往涉及到一個(gè)以上的沉積層，褶皺變形紋理極復(fù)雜且不連續(xù)。滑塌構(gòu)造的規(guī)模和厚度變化很大，但不論其規(guī)模大小，滑塌構(gòu)造均僅局限于與斜坡有聯(lián)系的局部地帶。 滑塌構(gòu)造三、滑塌構(gòu)造與卷曲層理 卷曲層理是具有強(qiáng)烈卷曲或復(fù)雜褶皺的變形紋層（圖120）。變形紋層僅局限在一個(gè)特定的厚度穩(wěn)定的沉積層內(nèi)，其上下相鄰巖層均未變形。多數(shù)具卷曲變形的巖層厚度在2.525cm之間。卷曲層理不同于滑塌褶皺，其中的紋層即使褶皺極為強(qiáng)烈，但仍非常連續(xù)，不伴有斷層和角礫巖化現(xiàn)象，卷曲層理主要產(chǎn)于細(xì)砂巖和粉砂巖中，在復(fù)理石地層，尤其是濁積巖中最為發(fā)育。卷曲層理有的是由于沉積物發(fā)生差異液化、側(cè)向流動而成：有的則是因水流的拖曳

26、作用引起層理變形所致。 三、滑塌構(gòu)造與卷曲層理 卷曲層理三、滑塌構(gòu)造與卷曲層理 四、砂巖墻和砂巖床 砂巖墻是斜切巖層的板狀砂巖體，形態(tài)不規(guī)則者可稱為砂巖脈（圖121）。砂巖床是與圍巖產(chǎn)狀一致的砂巖體。砂巖墻和砂巖床的成因相當(dāng)復(fù)雜，但主要是未固結(jié)碎屑物質(zhì)液化后貫入到裂隙中形成的。它們的形態(tài)和規(guī)模差別極大，內(nèi)部常具有流動構(gòu)造，反映了液態(tài)的液化碎屑物質(zhì)的貫入變形作用，為構(gòu)造作用和孔隙壓力引起砂巖或砂層液化，其形成機(jī)制仍在探索之中。 五、碟狀構(gòu)造 碟狀構(gòu)造系指砂巖或粉砂巖中凹面向上、形似盤碟的紋理（圖1-22）。“碟”的直徑一般在1-50cm之間，邊緣上翹，在橫向上呈斷續(xù)分布，在垂向上互相疊置。它們的

27、形成與沉積物中的水分向上流動有關(guān)。這種碟狀紋層的凹面指向巖層頂面。 六、如何鑒別軟沉積變形 軟沉積變形是比較常見的，構(gòu)造現(xiàn)象并非全部都是成巖后的構(gòu)造作用引起的，正確區(qū)分成巖后和成巖前的變形在構(gòu)造研究中具有重要的意義。 六、如何鑒別軟沉積變形 在研究軟沉積物變形時(shí)，應(yīng)該把沉積作用、沉積環(huán)境與構(gòu)造變形結(jié)合起來。一般來說，可以從以下幾個(gè)方面來鑒別軟沉積變形：1. 軟沉積物變形常局限于一定層位或單層中，與整套巖系的變形相比較顯得很不協(xié)調(diào)。2. 軟沉積物變形常局限于一定的地段，如沉積盆地邊緣、大隆起邊緣等。3. 軟沉積物變形主要是重力作用的結(jié)果，一般不顯示構(gòu)造應(yīng)力造成的構(gòu)造定向性。思考討論題v為什么要研

28、究沉積巖的原生構(gòu)造？為什么要研究沉積巖的原生構(gòu)造？v沉積巖的頂、底面如何識別？沉積巖的頂、底面如何識別？v軟沉積物變形的機(jī)理？軟沉積物變形的機(jī)理？第一講第一講構(gòu)構(gòu) 造造 地地 質(zhì)質(zhì) 學(xué)學(xué)Structural GeologyStructural Geology思考討論題v為什么要研究沉積巖的原生構(gòu)造？為什么要研究沉積巖的原生構(gòu)造？v沉積巖的頂、底面如何識別？沉積巖的頂、底面如何識別？v軟沉積物變形的機(jī)理？軟沉積物變形的機(jī)理？第一講第一講Structural GeologyStructural Geology沉積巖層的沉積巖層的基 本 產(chǎn) 狀基 本 產(chǎn) 狀第二講第二講v面狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造的面狀構(gòu)造

29、及線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素產(chǎn)狀要素v巖層的出露狀態(tài)巖層的出露狀態(tài)v沉積接觸關(guān)系的類型沉積接觸關(guān)系的類型內(nèi)容提要v面狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造的面狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素產(chǎn)狀要素v巖層的出露狀態(tài)巖層的出露狀態(tài)v沉積接觸關(guān)系的類型沉積接觸關(guān)系的類型一、地質(zhì)體的基本產(chǎn)狀 地質(zhì)體是泛指任何成因的天然巖石體，包括沉積成因的層狀巖石和噴出成因的層狀火山巖，以及侵位成因的巖漿巖體。 雖然地殼中地質(zhì)體的成因、規(guī)模、形態(tài)、結(jié)構(gòu)差別極大，但從幾何學(xué)的觀點(diǎn)看，各種地質(zhì)體的構(gòu)造都可歸納為面狀構(gòu)造和線狀構(gòu)造。面狀構(gòu)造有層理、節(jié)理，斷層等，以及一些只有幾何意義的結(jié)構(gòu)面，如褶皺的軸面等。線狀構(gòu)造包括所有呈線狀習(xí)性的構(gòu)造和各種平面間的交線

30、，如褶皺樞紐、軸跡和線理等。一、地質(zhì)體的基本產(chǎn)狀 產(chǎn)狀要素是用來規(guī)定面狀構(gòu)造或線狀構(gòu)造在三維空間的產(chǎn)出狀態(tài)的，用其與水平參考面和地理方位間的關(guān)系來表示。 1 1、面狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素 平面的產(chǎn)狀是以其在空間的延伸方位及其傾斜程度來確定的。任何面狀構(gòu)造或地質(zhì)體界面的產(chǎn)狀均以其走向走向、傾向傾向和傾角傾角的數(shù)據(jù)表示。 1 1走向 傾斜平面與水平面的交線叫走向線（右圖中的AOB），走向線兩端延伸的方向即為該平面的走向。一走向線兩端的方位相差180，通常以其NE或NW端的方位來表示，任何一個(gè)平面都有無數(shù)條相互平行的、不同高度的走向線。 1 1、面狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素 2 2傾向傾向 傾斜平面上與走向線相垂直

31、的指向下方的斜線叫傾斜線（下圖中的OD），傾斜線在水平面上的投影所指的平面傾斜的方位即傾向（下圖中的OD）。 3 3傾角傾角 傾角是指平面上的傾斜線與其在水平面上的投影線之間的夾角（右圖2中的），即為在垂直該平面走向的橫剖面上量度的該平面與水干面間的二面角。 1 1、面狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素 當(dāng)觀察剖面與巖層走向斜交時(shí)，巖層與該剖面的交跡線叫視傾斜線（下圖中的HD，HC），視傾斜線與其在水平面上投影線間的夾角（圖中的、）稱為視傾角，也叫假傾角。視傾角的值小于傾角的值。傾角與視傾角的關(guān)系如圖所示可用數(shù)學(xué)式表示為：tg=tgcos。當(dāng)視傾向越偏離傾向時(shí)，視傾角越小，而當(dāng)視傾向平行走向時(shí)，視傾角等于零。我

32、們可用赤平投影、查表或列線圖等簡便的方法求出已知面狀構(gòu)造在任一方向剖面上的視傾角。、線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素 直線的產(chǎn)狀是指直線在空間的方位和傾斜程度。直線的產(chǎn)狀要素包括傾伏向和傾伏角或用其所在平面的側(cè)伏角和側(cè)伏向來表示。 、線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素 1 1傾伏向（指向）傾伏向（指向）是指某一直線在空間的延伸方向，即某一傾斜直線在水平面上的投影線所指示的該直線向下傾斜的方位，用方位角或象限角表示。2 2傾伏角傾伏角是指直線的傾斜角，即直線與其水平投影線間所夾之銳角圖中的。、線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素 3 3側(cè)伏角和側(cè)伏向當(dāng)線狀構(gòu)造包含在某一傾斜平面內(nèi)時(shí)，此線與該平面走向線間所夾的銳角即為此線在那 個(gè)面上的側(cè)伏角圖

33、中之。側(cè)伏方向或側(cè)伏向就是構(gòu)成上述銳夾角的走向線的那一端的大致方向，如圖23（B）中的40NE，即表示側(cè)伏角為40及構(gòu)成40夾角的走向線一端的大致走向朝北東，即側(cè)伏向北東。 v面狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造的面狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素產(chǎn)狀要素v巖層的出露狀態(tài)巖層的出露狀態(tài)v沉積接觸關(guān)系的類型沉積接觸關(guān)系的類型內(nèi)容提要一、概述 地殼中各種沉積巖系的分界面以及不整合面和斷層面等都是地質(zhì)界面。各種地質(zhì)界面在地表的出露線或界面與地面的交跡線即地質(zhì)界線。地質(zhì)界線的形態(tài)取決于地質(zhì)界面的形態(tài)、產(chǎn)狀和地面起伏狀態(tài)。 當(dāng)?shù)孛娼咏谒矫婊蚩山频匾暺錇樗矫鏁r(shí)，地質(zhì)界線就是地質(zhì)界面與水平面的交跡線，其形態(tài)只取決于地質(zhì)界面

34、的形態(tài)和產(chǎn)狀，當(dāng)?shù)匦问且粋€(gè)波狀起伏的曲面時(shí)，它與各種產(chǎn)狀，形態(tài)的地質(zhì)界面相交的跡線，即地質(zhì)界線的出露形態(tài)是不同的。 一、概述 二、水平巖層 巖層面呈近水平狀態(tài)，即同一層面上各點(diǎn)的海拔高度都基本上相同的巖層，稱為水平巖層 二、水平巖層 水平巖層具有如下特征：1. 在地形地質(zhì)圖上，巖層面的出露界線與地形等高線平行或重合。在山頂或孤立山丘上的地質(zhì)界線呈封閉的曲線。二、水平巖層 在溝谷中呈尖齒狀條帶，其尖端指向上游。二、水平巖層 2. 巖層出露寬度是其上層面與下層面出霹界線間的水平距離。同一厚度的巖層，其出露寬度取決于地面的坡度，坡度愈緩，出露寬度愈大。當(dāng)?shù)孛嫫露纫恢聲r(shí)，厚度大的巖層出露寬度大，厚度小

35、的巖層出露寬度小 。3. 在巖層層序正常的情況下，地質(zhì)時(shí)代較新的巖層疊置在較老的巖層之上。若地形切割輕微，地面只出露最新的地層，如地形切割強(qiáng)烈、溝谷發(fā)育，則在低洼處出露較老的地層，自谷底至山頂?shù)貙訒r(shí)代逐漸變新 。二、水平巖層 二、水平巖層 4. 巖層頂、底面之間的垂直距離為巖層的厚度。水平巖層的厚度即其頂、底面間的標(biāo)高差，巖層厚度在較大范圍內(nèi)基本一致，有時(shí)會向側(cè)方變薄或尖滅，呈楔狀或透鏡狀。 三、傾斜巖層 原始水干巖層因構(gòu)造作用而改變其水平產(chǎn)狀，則形成傾斜巖層，它是變形巖層和構(gòu)造中最基本的一種。傾斜巖層可以展布很廣，成為區(qū)域性構(gòu)造，但更常常是某種構(gòu)造的一個(gè)組成 部分，如大褶皺的一翼或大斷裂的一

36、盤。 三、傾斜巖層 傾斜巖層在地表的出露界線或地質(zhì)界線常以一定規(guī)律展布。穿越溝谷和山脊的地質(zhì)界 線的平面投影均呈“V”字形態(tài)，這種規(guī)律叫“V”字形法則。三、傾斜巖層 當(dāng)傾斜巖層的地質(zhì)界線與溝谷或山脊直交或大角度相交時(shí)，形成“v”字形。通過溝谷時(shí)，在大多數(shù)情況下，地質(zhì)界線凸出的“V”字形尖端指向巖層的傾斜方向。三、傾斜巖層 當(dāng)?shù)貙觾A向與地形坡向相反時(shí)，在山脊和溝谷中出露的“”字形與等高線形態(tài)一致，地質(zhì)界線的緊閉程度比等高線的緊閉程度開闊 。三、傾斜巖層 當(dāng)巖層傾向與地形坡向一致時(shí)，若地層傾向大于地形坡度，則在在山脊和溝谷中出露的“”字形與等高線形態(tài)相反。三、傾斜巖層 當(dāng)巖層傾向與地形坡向一致時(shí)，

37、若地層傾向小于地形坡度，則在在山脊和溝谷中出露的“”字形與等高線形態(tài)一致。地質(zhì)界線的緊閉程度比等高線的緊閉程度大（右圖）。三、直立巖層 直立巖層在平面圖上為一直線，不隨地形的山脊和水谷而變化。v面狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造的面狀構(gòu)造及線狀構(gòu)造的產(chǎn)狀要素產(chǎn)狀要素v巖層的出露狀態(tài)巖層的出露狀態(tài)v沉積接觸關(guān)系的類型沉積接觸關(guān)系的類型內(nèi)容提要地層間的沉積關(guān)系是構(gòu)造運(yùn)動和地質(zhì)發(fā)展史的記錄。沉積接觸關(guān)系基本上可分為整合接觸和不整合接觸兩大類型。 一、概述 二、整合接觸 當(dāng)一個(gè)地區(qū)較長時(shí)期處于地殼運(yùn)動相對穩(wěn)定的條件下，即沉積盆地緩慢下降，或雖處于上升、但未超過沉積基準(zhǔn)面以上，或地殼升降與沉積處于相對平衡的狀態(tài)時(shí)，沉積

38、物一層層地連續(xù)堆積，沒有沉積間斷，這樣一套相互平行或近于平行的、連續(xù)沉積的新老地層之間的接觸關(guān)系，稱為整合接觸。 三、不整合接觸 不整合接觸是指呈沉積接觸關(guān)系的上下兩套地層之間有明顯的沉積間斷，或兩套地層之間有明顯的地層缺失。不整合面出露界線為不整合線，是重要的地質(zhì)界線之一。上下兩套地層的沉積間斷期是地質(zhì)歷史中的一段時(shí)間間隔。在此期間，或是由于所在區(qū)域上升沒有接受沉積，或是那部分地層因區(qū)域上升而被侵蝕。 不整合接觸的類型有兩種，即平行不整合接觸和角度不整合接觸。1平行不整合接觸平行不整合接觸又稱假整合接觸，主要表現(xiàn)是不整合面上下兩套地層的產(chǎn)狀彼此平行。三、不整合接觸 三、不整合接觸 2角度不整

39、合接觸角度不整合接觸主要表現(xiàn)為不整合面上下兩套地層產(chǎn)狀不同、以角度相交。當(dāng)兩者相交的角度很微小時(shí)（10），可稱為徽角度不整合接觸。 四、不整合接觸的表現(xiàn) 、平行不整合接觸由于不整合面上下兩套地層產(chǎn)狀彼此平行、且不整合面因長期受風(fēng)化剝蝕，故常被夷平 為較平坦的面，因此，在地質(zhì)圖和剖面圖上，不整合面與其上下兩套地層產(chǎn)狀一致，即傾向、 傾角相同，不整合線及地質(zhì)界線與整合的地質(zhì)界線相似。 四、不整合接觸的表現(xiàn) 、角度不整合接觸不整合面上下兩套巖層除產(chǎn)狀不一致外，并且常見兩套地層的褶皺型式和變形強(qiáng)弱程度不同、斷裂構(gòu)造的發(fā)育程度和方向不同、上下兩套地層的構(gòu)造線方向截然不同及變質(zhì)程度不同等。在地質(zhì)圖和剖面圖

40、上，角度不整合接觸表現(xiàn)為上覆一套較新地層的底面地質(zhì)界線，即不整合線截切下伏較老地層不同層位的地質(zhì)界線。通常以上覆地層的底面代表不整合面。 當(dāng)不整合面被剝蝕得局部起伏不平時(shí)，后來新的造巖物質(zhì)堆積、充填在低凹部位，因而在不整合面的局部會產(chǎn)生上覆新地層和下伏老地層均與不整合面呈交截的現(xiàn)象。這種新沉積物充填于侵蝕凹地之中，如同新地層嵌于下伏地層中的現(xiàn)象，叫嵌入不整合接觸（下圖A處）。不整合面起伏不平引起局部新巖層在橫向上與不整合面呈截切的現(xiàn)象，叫毗連不整合接觸（下圖B處），這種不整合接觸現(xiàn)象可見于斷陷盆地邊緣。 四、不整合接觸的表現(xiàn) 自然界中不整合接觸的形態(tài)是多種多樣的，它們在時(shí)間關(guān)系上和空間展布上都

41、很復(fù)雜，會出現(xiàn)互相過渡、轉(zhuǎn)化等錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。例如，上下兩套地層呈角度不整合接觸關(guān)系，在部分露頭上或小范圍內(nèi)，彼此產(chǎn)狀也可能是平行的。但是，通過區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和填圖就會發(fā)現(xiàn)，上覆地層在不同地方會與下伏不同層位的老地層接觸。這就說明，從局部地區(qū)的表征來看是平行不整合接觸，而從較大區(qū)域來看卻是角度不整合接觸。這種不整合接觸現(xiàn)象稱為地理不整合接觸或區(qū)域不整合接觸。 四、不整合接觸的表現(xiàn) 由于沉積區(qū)的范圍和位置的變化，可能造成盆地邊緣區(qū)特殊的沉積接觸關(guān)系。當(dāng)新沉積物的展布面積超過早先的盆地邊界而覆蓋在原為剝蝕區(qū)的更老的基底之上時(shí)，使先沉積的地層產(chǎn)生尖滅現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫超覆。 四、不整合接觸的表現(xiàn) 五、不

42、整合接觸的研究意義 不整合接觸從一個(gè)方面記錄了地殼運(yùn)動的演化歷史，不僅體現(xiàn)了巖層在空間上的相互關(guān)系，也反映了在時(shí)間上的發(fā)生順序。平行不整合接觸的形成過程為：下降、沉積一上升、沉積間斷，遭受剝蝕+再下降、沉積。角度不整合接觸的形成過程為：下降、沉積一褶皺、斷裂、變質(zhì)作用或巖漿侵入、不均勻隆起，沉積間斷并遭受剝蝕一再下降、沉積。因而，地層不整合接觸關(guān)系是研究地質(zhì)發(fā)履歷史、鑒定地殼運(yùn)動特征和時(shí)期的一千重要依據(jù)。 五、不整合接觸的研究意義 在巖石地層學(xué)上，不整合接觸是劃分地層單位的依據(jù)之一，不整合線是地質(zhì)填圖的一個(gè)重要地質(zhì)界線。對不整合接觸在空間上的分布及其類型變化的研究，有助于了解古地理環(huán)境的變化。

43、在不整合面上及鄰近的巖層中，常可形成鐵，錳、磷和鋁土礦等沉積礦產(chǎn)；不整合面是一個(gè)構(gòu)造軟弱帶，宜于巖漿和含礦溶液活動，故常可形成各種熱液型礦床，也有利于石油、天然氣和地下水的儲集。 六、不整合接觸的研究方法 1確定不整合接觸存在的標(biāo)志確定不整合接觸存在的標(biāo)志 據(jù)地層古生物方面的標(biāo)志確定有沉積間斷，據(jù)沉積方面的標(biāo)志（如風(fēng)化殼、殘積物和底礫巖等）確定不整合面的位置，進(jìn)而對不整合面上下兩套地層的構(gòu)造特點(diǎn)進(jìn)行研究。 由于它們經(jīng)歷了不同的地殼發(fā)展歷史，故在構(gòu)造上有不同的特點(diǎn)，如兩套地層產(chǎn)狀不一致，構(gòu)造線方向截然不同，褶皺樣式和強(qiáng)弱有明顯的區(qū)別，節(jié)理和斷層的發(fā)育程度，類型，產(chǎn)狀不同。 不同的地殼運(yùn)動歷史也必

44、然造成巖漿活動的類型和特點(diǎn)及變質(zhì)程度的差異，但要注意將斷層作用所造成的兩套不同地層的接觸與沉積不整合接觸區(qū)分開來。 六、不整合接觸的研究方法 2不整合接觸時(shí)代的確定不整合接觸形成的時(shí)代通常相當(dāng)于呈不整合接觸的上下兩套地層之間所缺失的那部分地層的時(shí)代。角度不整合接觸的時(shí)代是構(gòu)造運(yùn)動相對強(qiáng)烈的時(shí)期（即構(gòu)造冪）。當(dāng)缺失地層較少時(shí)，不整合接觸形成的時(shí)代較為確切，若上下兩套地層時(shí)間間隔很大，不整合接觸形成的時(shí)代就不易準(zhǔn)確判定了，且這期間也可能發(fā)生多次運(yùn)動。要正確地鑒定不整合接觸所代表的地殼運(yùn)動的時(shí)期，還必須對較大區(qū)域進(jìn)行地層對比和區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展的綜合研究，以便確定地層是“缺”，即當(dāng)時(shí)就沒有沉積，還是“

45、失”，即原有的地層被剝蝕掉了。 思考討論題第二講第二講v 在在“V”字型法則中，假設(shè)巖層以位于層字型法則中，假設(shè)巖層以位于層面上的水平軸旋轉(zhuǎn)，那么，當(dāng)巖層由水平面上的水平軸旋轉(zhuǎn)，那么，當(dāng)巖層由水平旋轉(zhuǎn)至傾斜，再旋轉(zhuǎn)至直立，巖層的出露旋轉(zhuǎn)至傾斜，再旋轉(zhuǎn)至直立，巖層的出露界線將會發(fā)生怎樣的變化？界線將會發(fā)生怎樣的變化？v 確定二套巖層是否為不整合關(guān)系，研究區(qū)確定二套巖層是否為不整合關(guān)系，研究區(qū)是否需要一定的面積？為什么？不整合類是否需要一定的面積？為什么？不整合類型的變化反映下伏巖層可能經(jīng)歷了怎能樣型的變化反映下伏巖層可能經(jīng)歷了怎能樣的地質(zhì)過程？的地質(zhì)過程？構(gòu)構(gòu) 造造 地地 質(zhì)質(zhì) 學(xué)學(xué)Struct

46、ural GeologyStructural Geology思考討論題第二講第二講v 在在“V”字型法則中，假設(shè)巖層以位于層字型法則中，假設(shè)巖層以位于層面上的水平軸旋轉(zhuǎn)，那么，當(dāng)巖層由水平面上的水平軸旋轉(zhuǎn)，那么，當(dāng)巖層由水平旋轉(zhuǎn)至傾斜，再旋轉(zhuǎn)至直立，巖層的出露旋轉(zhuǎn)至傾斜，再旋轉(zhuǎn)至直立，巖層的出露界線將會發(fā)生怎樣的變化？界線將會發(fā)生怎樣的變化？v 確定二套巖層是否為不整合關(guān)系，研究區(qū)確定二套巖層是否為不整合關(guān)系，研究區(qū)是否需要一定的面積？為什么？不整合類是否需要一定的面積？為什么？不整合類型的變化反映下伏巖層可能經(jīng)歷了怎能樣型的變化反映下伏巖層可能經(jīng)歷了怎能樣的地質(zhì)過程？的地質(zhì)過程？提示一提示一

47、提示二提示二Structural GeologyStructural Geology地質(zhì)構(gòu)造分析地質(zhì)構(gòu)造分析的的力 學(xué) 基 礎(chǔ)力 學(xué) 基 礎(chǔ)第一講第一講地質(zhì)構(gòu)造是巖石變形的產(chǎn)物。巖石變形是在外力作用下，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移的結(jié)果。要深入研究構(gòu)造發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律及其形成機(jī)制，需要學(xué)習(xí)和了解有關(guān)巖石變形的力學(xué)基礎(chǔ)知識。引言地質(zhì)構(gòu)造分析的力學(xué)基礎(chǔ)v應(yīng)力應(yīng)力v應(yīng)變應(yīng)變v巖石的變形習(xí)性巖石的變形習(xí)性v應(yīng)力應(yīng)力v應(yīng)變應(yīng)變v巖石的變形習(xí)性巖石的變形習(xí)性一、應(yīng)力v應(yīng)力概念應(yīng)力概念v應(yīng)力分析應(yīng)力分析v應(yīng)力場、應(yīng)力軌跡、應(yīng)力場、應(yīng)力軌跡、應(yīng)力集中應(yīng)力集中v應(yīng)力概念應(yīng)力概念v應(yīng)力分析應(yīng)力分析v應(yīng)力場、應(yīng)力軌跡、應(yīng)力場、

48、應(yīng)力軌跡、應(yīng)力集中應(yīng)力集中一、 外力、內(nèi)力和應(yīng)力力是物體間的相互作用，這種作用使物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，包括改變物體的位置、運(yùn)動速度、形狀和大小等。在說明一個(gè)力時(shí)，既要說明它的大小，還要說明它的方向。這種將大小和方向同時(shí)加以考慮的量，在數(shù)學(xué)上叫做矢量（或向量）。根據(jù)施力物可將力分為內(nèi)力和外力，應(yīng)力是內(nèi)力的一種。（一）應(yīng)力概念（一）應(yīng)力概念外力1 1、外力 從外部施加于一個(gè)物體的力稱為外力。外力分為兩種：面力，是通過接觸作用于物體表面的力，如擠壓和拉伸：體力，是不必通過直接接觸就可從外部連續(xù)作用在物體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)上的力，如重力和慣性力。這兩種力是與巖石變形有關(guān)的重要的體力。 2 2、內(nèi)力、內(nèi)力

49、內(nèi)力是同一物體內(nèi)部各部分之間的相互作用力。物體是由無數(shù)質(zhì)點(diǎn)所組成的，質(zhì)點(diǎn)間存在著相互作用力，使質(zhì)點(diǎn)處于相對平衡狀態(tài)，并保持一定的形狀，這種力稱為物體的固有內(nèi)力，當(dāng)物體受外力作用時(shí)，其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的相對位置要發(fā)生變化，并引起質(zhì)點(diǎn)間相互作用力的改變，力圖恢復(fù)其原來形狀，這種在外力作用下所引起物體內(nèi)部內(nèi)力的改變量稱為附加內(nèi)力，或簡稱內(nèi)力。體力雖然也作用于物體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)，但它不是內(nèi)力而是外力。 （一）應(yīng)力概念內(nèi)力3 3、應(yīng)力、應(yīng)力 當(dāng)外力作用于物體時(shí)，物體內(nèi)部便產(chǎn)生與外部作用力相抗衡的內(nèi)力p，假定將這個(gè)物體沿面切開，取出其中一部分而保留它對截面的內(nèi)力p不變，這時(shí)截面上的內(nèi)力p與外力大小相等，方向相反。在內(nèi)

50、力均勻分布的情況下作用于單位面積上的內(nèi)力，稱為應(yīng)力（代號用）。fppA （一）應(yīng)力概念應(yīng)力如果內(nèi)力p與截面A不相垂直，根據(jù)平行四邊形法則，可將內(nèi)力p分解為垂直于截面A的分力N和平行于截面A的分力T。相應(yīng)的垂直于截面A的應(yīng)力叫正應(yīng)力，或稱直應(yīng)力：N/A平行于截面A的應(yīng)力，稱為剪應(yīng)力，又叫切應(yīng)力：=T/A（一）應(yīng)力概念應(yīng)力正應(yīng)力可以是擠壓力，也可以是拉張力。地質(zhì)上習(xí)慣以壓應(yīng)力為正，張應(yīng)力為負(fù)。剪應(yīng)力的作用是使質(zhì)點(diǎn)沿截面發(fā)生相對剪切滑移。習(xí)慣規(guī)定使物體有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動趨勢的剪應(yīng)力為正，使物體有順時(shí)針轉(zhuǎn)動趨勢的剪應(yīng)力為負(fù)。當(dāng)內(nèi)力在平面上分布不均勻時(shí)，則應(yīng)力應(yīng)取微面積A趨于零時(shí)內(nèi)力p的極限值，并可得合應(yīng)力f

51、的微分表達(dá)式：f lim(p/A)=dp/dA應(yīng)力的國際單位為帕斯卡(Pascal)，簡稱帕(Pa)，即Nm2，其含意為每平方米面積上所受牛頓力的大小。 （一）應(yīng)力概念應(yīng)力一、應(yīng)力v應(yīng)力概念應(yīng)力概念v應(yīng)力分析應(yīng)力分析v應(yīng)力場、應(yīng)力軌跡、應(yīng)力場、應(yīng)力軌跡、應(yīng)力集中應(yīng)力集中物體受力作用可以是一個(gè)方向或多個(gè)方向。當(dāng)分析物體內(nèi)某一點(diǎn)的受力作用狀態(tài)時(shí)，總是與該點(diǎn)在某一方向截面的應(yīng)力分量有關(guān)。過同一點(diǎn)取不同方向的截面，各截面方向上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力是不同的。過該點(diǎn)所有截面上應(yīng)力的總體稱為該點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。二維平面內(nèi)的應(yīng)力分析是以一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)分析為基礎(chǔ)。單向受力狀態(tài)下的二維應(yīng)力分析是最簡單的應(yīng)力分析。 （二）應(yīng)

52、力分析1、單向受力狀態(tài)下的二維應(yīng)力分析 設(shè)作用于物體的外力為p，內(nèi)力為pa(圖52)，那么垂直于內(nèi)力pa的截面mo的單位面積Ao上的應(yīng)力1為：1pa/Ao與內(nèi)力pa斜交的任意截面mn上的面積Aa合應(yīng)力a為：apa/Aa （二）應(yīng)力分析二維應(yīng)力分析（二）應(yīng)力分析二維應(yīng)力分析設(shè)斜截面mn與垂直截面mo的交角為（A），此角亦等于斜截面mn的法線與合應(yīng)力a的交角 (C)。斜截面mn的面積Aa與垂直截面mo的面積Ao關(guān)系為：Aa =Aocos（二）應(yīng)力分析二維應(yīng)力分析在斜截面Aa上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為：=a acos=(=( pa/Aa) cos=(=( pa/Ao) ) cos2 2=a asin=

53、(=( pa/Aa) sin=(=( pa/Ao) ) cossin用二倍角代換，可將上兩式改寫為：=1 1 (1+ cos2) /2 (5-2)=1 1 sin2/2 (5- -3)式5-2和式5-3是在單向壓縮時(shí)各種應(yīng)力的關(guān)系式。 （二）應(yīng)力分析二維應(yīng)力分析1.在式52中，當(dāng)0時(shí)，cos21，則=1；當(dāng)090時(shí)，0cos21，則1，這表明在與擠壓方向垂直的截面上正應(yīng)力值最大。2.在53式中，當(dāng)0或90時(shí)，sin20，則0，即與擠壓方向垂直的截面上無剪應(yīng)力存在，當(dāng)45時(shí)，sin21，則剪應(yīng)力12；當(dāng)045時(shí)，osin21，則o2mm；注意與其它角礫區(qū)別碎粒巖 ：0.12mm碎粉巖 2=3）,

54、則只發(fā)育一組石香腸（圖A）。當(dāng)應(yīng)變處于雙向拉伸時(shí)（即123），強(qiáng)硬層將向兩方張裂形成“巧克力方盤”式石香腸構(gòu)造（圖B）。三、線理三、線理三、線理（）窗欞構(gòu)造窗欞構(gòu)造是強(qiáng)硬層組成的形似一排欞柱的半圓柱狀大型線狀構(gòu)造。欞柱表面有時(shí)被磨光，并蒙上一層云母等礦物薄膜，其上可以有與其延伸方向一致的溝槽或凸起，并常被與之直交的橫節(jié)理所切割。三、線理三、線理窗欞構(gòu)造常沿著強(qiáng)弱巖層相鄰的強(qiáng)巖層的界面出現(xiàn)。一系列寬而圓的背形被尖而窄的向形所分開，形成嵌入式“褶皺”。軟弱巖層總是以尖而窄的向形嵌入強(qiáng)硬層，強(qiáng)硬層面呈圓拱狀的背形突向軟弱層，從而鑄成一系列圓柱形的腫縮式窗欞構(gòu)造。實(shí)驗(yàn)證明，窗欞構(gòu)造是巖層受到順層強(qiáng)烈縮

55、短引起縱彎失穩(wěn)形成的。實(shí)驗(yàn)還證實(shí)窗欞構(gòu)造的主波長與強(qiáng)弱巖層之間的粘性差有關(guān)。此外，也有人把外貌與一排欞柱相似的褶皺構(gòu)造稱為褶皺式窗欞構(gòu)造。 三、線理窗欞構(gòu)造與石香腸構(gòu)造不同，反映了平行層理的縮短，而石香腸構(gòu)造則反映了垂直層理的壓縮。但是，窗欞柱的方向與香腸體的長軸一樣，都代表了應(yīng)變橢球的Y軸，故為B型線理。三、線理窗欞構(gòu)造的欞柱一般互相平直延伸，但也有扭轉(zhuǎn)的欞柱，表明其不僅受到了平行層理的縮短，還可能受到一定程度的扭曲，使欞柱發(fā)生輾滾和扭轉(zhuǎn)。三、線理（）桿狀構(gòu)造桿狀構(gòu)造是由石英等單礦物組成的比較細(xì)小的棒狀體。桿狀體常產(chǎn)出于變質(zhì)巖內(nèi)小褶皺的轉(zhuǎn)折端。桿狀體的長度一般較小，從數(shù)厘米至十?dāng)?shù)厘米。與窗欞

56、構(gòu)造的主要不同在于多數(shù)桿狀體是由變形過程中同構(gòu)造分泌物質(zhì)所組成。桿狀構(gòu)造的長軸與褶軸平行，并與運(yùn)動方向直交，故為B型線理。三、線理最典型的桿狀構(gòu)造是石英棒組成的桿狀構(gòu)造。石英棒的物質(zhì)來源可以是硅質(zhì)巖石在變質(zhì)過程中的分泌物。這些分泌物集中于褶皺轉(zhuǎn)折端低壓地帶呈石英脈產(chǎn)出。也有一些石英棒是先存的石英細(xì)脈隨著圍巖的褶皺輾滾而成。同樣，由于斷層作用造成的低壓空間也有利于石英、方解石的沉淀，因而輾滾的石英棒、方解石棒在斷層帶中也很發(fā)育。三、線理（）鉛筆構(gòu)造鉛筆構(gòu)造是泥質(zhì)或粉砂質(zhì)巖石中常見的使巖石劈成鉛筆狀長條的一種線狀構(gòu)造。三、線理鉛筆構(gòu)造的形成作用可分為兩類：一類是成巖壓實(shí)與順層擠壓變形共同作用的結(jié)果

57、；另一類是變形面理與層理交切的結(jié)果。一種鉛筆構(gòu)造是交面的鉛筆構(gòu)造，它常是透入性的劈理面與層面相交而成。交面的鉛筆構(gòu)造常具有規(guī)則的斷面形狀，常平行于同期褶皺的褶軸，為B型線理。三、線理在壓實(shí)與變形共同作用下形成的鉛筆構(gòu)造的過程如下：初始泥質(zhì)和粉砂質(zhì)沉積物在垂直層面的壓實(shí)作用下，隨著沉積物的壓實(shí)和孔隙水的排逸，引起原始沉積物的體積損失，形成單軸旋轉(zhuǎn)扁球體型的應(yīng)變。在其后的構(gòu)造變形中，由于平行層理的壓縮及沿垂直方向的拉伸，使巖石變形成單軸旋轉(zhuǎn)長球體型，其應(yīng)變橢球的軸比 X Y = Z。這時(shí)，片狀、柱狀和針狀礦物發(fā)生旋轉(zhuǎn)，順X軸方向定向排列，致使巖石沿X軸方向易于劈開。巖石可破裂成大小不一的碎條，稱作

58、鉛筆構(gòu)造。這種鉛筆構(gòu)造最主要的特征是沒有面狀構(gòu)造要素，橫截面常是不規(guī)則的多邊形或弧形，其長軸雖平行于巖石中有限應(yīng)變橢球的X軸方向，但是又平行于區(qū)域構(gòu)造變形的軸方向。三、線理三、線理（）壓力影構(gòu)造壓力影構(gòu)造是另一類礦物生長線理，屬型線理，常產(chǎn)出于低級變質(zhì)巖中。壓力影構(gòu)造由巖石中強(qiáng)硬個(gè)體及其兩側(cè)（或四周）在變形中發(fā)育的同構(gòu)造纖維狀結(jié)晶礦物組成。三、線理作為強(qiáng)硬個(gè)體的有黃鐵礦、磁鐵礦，還有化石、礫石、巖屑和變斑晶等，變形一般不強(qiáng)，只出現(xiàn)微破裂、波狀消光、變形紋等。核心礦物兩側(cè)的結(jié)晶纖維常由石英、方解石、云母或綠泥石等礦物組成。在應(yīng)力作用下，這些較強(qiáng)硬物體在變形時(shí)將引起局部的不均勻應(yīng)變。使其周圍的韌性

59、基質(zhì)從堅(jiān)硬物體表面拉開，形成低壓引張區(qū)，為礦物提供了生長的場所。在壓溶作用下，基質(zhì)中的易溶物質(zhì)從礦物界面上發(fā)生溶解，并從受壓邊界向低壓引張區(qū)運(yùn)移，沿著最大拉伸方向（軸）生長成纖維狀的影中礦物。纖維的生長方向隨著變形過程中最大拉伸軸方向的變化而變化。三、線理堅(jiān)硬核心體兩側(cè)的影中礦物的不同形狀反映了不同的應(yīng)變狀態(tài)。在擠壓變形或純剪變形中，堅(jiān)硬核心體兩側(cè)的結(jié)晶纖維常呈對稱形狀。在單剪作用下，隨著非共軸的遞進(jìn)變形，最大主應(yīng)變軸（軸）發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因此，堅(jiān)硬核心體兩側(cè)的結(jié)晶纖維呈現(xiàn)出單斜對稱的形狀。黃鐵礦晶體旋轉(zhuǎn)變形模擬實(shí)驗(yàn)表明，不對稱的影中礦物的結(jié)晶纖維生長隨著剪切應(yīng)變量的大小呈有規(guī)律的變化。通過對壓力影

60、中礦物結(jié)晶纖維生長方向測定，可以確定變形的主應(yīng)變軸方位及其變化。三、線理6、線理的野外觀測 線理的觀測與面理的觀測以及小型構(gòu)造的研究一般是同時(shí)進(jìn)行的。在線理發(fā)育地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)制圖時(shí)應(yīng)標(biāo)出線理。有時(shí)為了某種專門研究，要專門制作面理和線理為主的構(gòu)造圖。必要時(shí)，還需采集一定數(shù)量的定向標(biāo)本，并進(jìn)行室內(nèi)顯微觀測。三、線理1）區(qū)分原生線理和次生線理在變形巖石中，除了次生的線狀構(gòu)造外，還可能殘存原生的線狀構(gòu)造，如礫石的原生定向排列、巖漿巖的流線等。因此，在野外地質(zhì)觀察中，首先要區(qū)分原生線理和次生線理。但區(qū)分這兩者較困難，除在單個(gè)露頭上注意研究線理的主要特征外，還要從更大范圍內(nèi)研究它的展布規(guī)律及其與其它構(gòu)造的關(guān)