構(gòu)造地質(zhì)學(xué) 1.地質(zhì)構(gòu)造:組成地殼的巖層或巖體在內(nèi)、外力地質(zhì)作用下發(fā)生的變形、變位,從而形成諸如褶皺、節(jié)理、斷層、劈理以及其它面狀和線狀構(gòu)造。 2.構(gòu)造地質(zhì)學(xué):研究組成巖石圈的巖石,巖層和巖體在構(gòu)造作用中形成的變形現(xiàn)象的幾何形態(tài),組合型式及其形成和發(fā)展規(guī)律的學(xué)科。 3.從空間尺度看,構(gòu)造可分為巨型構(gòu)造,大型構(gòu)造,中型構(gòu)造,小型構(gòu)造,微型和超微型構(gòu)造。 4.原生構(gòu)造:在沉積物堆積與成巖過程中產(chǎn)生的構(gòu)造。例如:層理構(gòu)造、層面構(gòu)造、同生結(jié)核、疊層石等。 5.利用原生構(gòu)造判斷巖層頂?shù)祝?/span> 斜層理(交錯(cuò)層理)——收斂指示底面(頂截底切);遞變層理—上粗下細(xì),頂面與上一層地面有明顯界限;波痕——波峰指頂,波谷指底;泥裂——V型尖端指底面;雨痕和冰雹痕—巖層頂面留下凹痕,上覆巖層形成瘤狀突起的印模;沖刷面—頂面有凹凸不平的沖刷面;底面和印模-- ;生物標(biāo)志—遺跡化石的凹面指向巖層的頂面,腕足類腹足類介殼化石凸面指向巖層頂面,藻類穹狀紋層的凸出方向指向巖層頂層。 理解幾種主要軟沉積物變形的形成機(jī)理。 壓模與火焰狀構(gòu)造: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(dòng)而成。 球狀和枕狀構(gòu)造:是由于地震,水體攏動(dòng)和局部負(fù)重使砂層破裂,下沉而形成。 如何鑒別軟沉積變形:1、軟沉積變形常局限于一定層位或一定巖層中,如果整套巖系變形輕微,更說明個(gè)別層的變形可能是軟沉積變形的結(jié)果;2、…常局限于一定的地段;3、軟沉積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。
6.水平巖層的特征:同一層面上各點(diǎn)海拔高程相同;地層不倒轉(zhuǎn)時(shí),巖層下老上新;在地質(zhì)圖上表現(xiàn)為與等高線平行或重合,一般不相交;水平巖層的厚度就是巖層頂面標(biāo)高與地面高標(biāo)之差;水平巖層的露頭寬度隨地層厚度和地面坡度的變化而變化。 7.傾斜巖層的V字型法則:巖層傾向與坡向相反時(shí),巖層界限與等高線彎曲方向一致,巖層界限彎曲程度小于等高線;巖層傾向與坡向相同時(shí),傾角大于坡角時(shí),巖層界限與等高線彎曲方向相反;巖層傾向與坡向相同,傾角小于坡角時(shí) ,巖層界限與等高線彎曲方向相同,巖層界限彎曲程度大于等高線 10.整合接觸:(平行或近平行的,連續(xù)沉積的新老地層之間的接觸關(guān)系)上下地層沉積層序沒有間斷,產(chǎn)狀一致,巖性或所含化石是一致或遞變的 不整合接觸:(上下兩套地層之間有明顯的沉積間斷) 11.平行不整合接觸:上下地層產(chǎn)狀一致,之間有地層缺失(形成過程:下降,沉積-上升,沉積間斷,遭受剝蝕-再下降,沉積) 12.角度不整合接觸:上下地層產(chǎn)狀不一致,且之間有地層缺失。(形成過程:下降,沉積-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-再下降 沉積) 不整合的形成時(shí)代確定:不整合接觸形成時(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時(shí)代。角度不整合接觸的時(shí)代是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈的時(shí)期。 13.應(yīng)力:在內(nèi)力分布均勻的情況下,作用在單位面積上的內(nèi)力。 單軸應(yīng)力狀態(tài):只有一個(gè)主應(yīng)力軸(或)不等于0,另外兩個(gè)主應(yīng)力軸等于0的應(yīng)力狀態(tài)。 單軸應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力分析為正應(yīng)力,為剪應(yīng)力 14.應(yīng)力場:任一物體或巖體中的某一點(diǎn)都存在著一個(gè)與該點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的瞬時(shí)應(yīng)力狀態(tài),一系列點(diǎn)的瞬時(shí)應(yīng)力狀態(tài)組成空間應(yīng)力場。 15.構(gòu)造應(yīng)力場:地殼內(nèi)一定范圍內(nèi)某一瞬時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。 應(yīng)力軌跡:構(gòu)造應(yīng)力場中的應(yīng)力狀態(tài)。 16.物體變形的方式:拉伸、擠壓、剪切(此三個(gè)屬于均勻變形)、彎曲、扭轉(zhuǎn)(此兩個(gè)屬于非均勻變形);變形的類型:均勻變形(變形前后物體各部分的變形性質(zhì),方向和大小都相同的變形)、非均勻變形(變形前后物體各部分的變形方向,性質(zhì)和大小有變化的變形); 應(yīng)變:指物體在該時(shí)刻的形態(tài)與某一早先的形態(tài)之間的差別(物體變形程度的度量) 線應(yīng)變:物體線段在變形前后的相對(duì)伸長和縮短。 應(yīng)變橢球體:當(dāng)物體發(fā)生均勻變形時(shí),內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的位置將發(fā)生變化,設(shè)物體內(nèi)部的一個(gè)單位球體,受均勻變形后就會(huì)變成一個(gè)橢球體,以這個(gè)橢球體的形態(tài)和方位來表示巖石的應(yīng)變狀態(tài),這個(gè)橢球體稱應(yīng)變橢球體。(用來表示巖石的應(yīng)變狀態(tài)的,受均勻變形形成的橢球體) 應(yīng)變主軸:變形前后(原來的球體—應(yīng)變橢球體中),只發(fā)生正應(yīng)變而無剪應(yīng)變的三條相互垂直的物質(zhì)線。 遞進(jìn)變形:變形過程中應(yīng)變狀態(tài)發(fā)生連續(xù)變化的變形。 17.巖石變形的階段:彈性變形、塑性變形、斷裂變形三個(gè)階段。 18.巖石的力學(xué)性質(zhì):巖石受力表現(xiàn)出的變形反應(yīng)方面的性質(zhì)。包括:彈性、塑性、柔性、脆性、韌性等。 20.剪裂角:最大主應(yīng)力軸方向與剪切破裂面之間的夾角。 21.共軛剪裂角:包含最大主應(yīng)力軸象限的共軛剪切破裂面間的夾角。 圍壓,溫度,空隙流體(溶液),空隙壓力 分別對(duì)巖石變形的影響: 圍壓增大,巖石的屈服極限和強(qiáng)度極限提高,巖石韌性增強(qiáng)。 溫度升高,巖石的屈服應(yīng)力降低,彈性減弱,韌性增強(qiáng),抗壓強(qiáng)度降低,塑性應(yīng)變量增大。 空隙流體降低巖石的彈性極限,增加巖石塑性,有利于巖石的塑性變形。 空隙壓力 降低了圍壓的影響。 (圍壓+ 巖石強(qiáng)度+ 巖石韌性 +)(+ 表示 增加 增強(qiáng)) (溫度+ 巖石強(qiáng)度- 巖石韌性+) (溶液+ 巖石強(qiáng)度- 巖石韌性+) (孔隙壓力+ 巖石強(qiáng)度- 巖石韌性-) 松弛與蠕變的區(qū)別在于:在蠕變中,應(yīng)力是常數(shù),應(yīng)變是隨時(shí)間變化的可變量;而在松弛中,應(yīng)變是常數(shù),應(yīng)力是隨時(shí)間變化的可變量。木材之所以產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象,是由于它是既具有彈性又具有塑性的黏彈性材料。(蠕變:巖石在應(yīng)變長期作用下,即使應(yīng)力在短期試驗(yàn)的屈服極限之下,也會(huì)發(fā)生緩慢的永久變形,這種與時(shí)間相關(guān)的變形為蠕變。) 褶皺的基本類型:向斜(巖層向下彎曲而凸向地層變老的方向,較新地層為核的褶皺)(中間新兩翼老);背斜(巖層向上彎曲而凸向地層變新的方向,較老地層為核的褶皺)(中間老兩翼新)。 褶皺要素:核(褶皺中心部位的巖層)、翼(褶皺兩側(cè)部位的巖層)、翼間角(兩翼相交的二面角)、樞紐(同一褶皺面上最大彎曲點(diǎn)的聯(lián)線)、軸面(各相鄰褶皺面的樞紐連成的面)(樞紐面)
22.褶皺:巖石中各種面狀構(gòu)造在力的作用下發(fā)生彎曲變形,是塑性變形的結(jié)果。 25.褶皺的分類: a) 根據(jù)轉(zhuǎn)折端形態(tài):圓弧褶皺、尖棱褶皺、箱狀褶皺、撓曲。 b) 根據(jù)翼間角大?。浩骄忨薨櫍ㄒ黹g角小于180 大于120)、開闊褶皺(小于120大于70)、中常褶皺(小于70 大于30)、緊閉褶皺(小于30 大于5)、等斜褶皺(翼間角在5-0度之間)。 c) 根據(jù)軸面產(chǎn)狀及其與兩翼產(chǎn)狀的關(guān)系:直立褶皺(兩翼傾向相反、傾角近相等和軸面近直立的褶皺)、斜歪褶皺(兩翼傾向相反,傾角不等和軸面傾斜的褶皺)、倒轉(zhuǎn)褶皺(兩翼向同一方向傾斜,一翼地層倒轉(zhuǎn)和軸面傾斜的褶皺)、平臥褶皺(軸面與兩翼近水平、一翼地層正常及另一翼地層倒轉(zhuǎn)的褶皺)。 d) 根據(jù)褶皺某一巖層在平面上出露的縱向長度和橫向?qū)挾戎确郑?/span> 線狀褶皺(長度遠(yuǎn)大于寬度的褶皺)(長:寬)、短軸褶皺(長:寬)、{{穹窿構(gòu)造(等軸背斜)、構(gòu)造盆地((等軸向斜))。等軸褶皺:長寬比近1:1) e) 位態(tài)分類法把褶皺分成:
相似褶皺:各褶皺面作相似的彎曲,各褶皺面的曲率相同,但沒有共同的曲率中心,且褶皺的形態(tài)隨著深度的變化保持一致。各褶皺層的厚度發(fā)生有規(guī)律的變化,兩翼薄,轉(zhuǎn)折端加厚,平行軸面量出的距離在褶皺各部位都相同。 協(xié)調(diào)褶皺:是指所有巖層的幾何形態(tài)(波長和對(duì)稱性)大體保持一致或有共同規(guī)律的褶皺,如平行褶皺或相似褶皺。組成褶皺的巖層中,在強(qiáng)硬層層間距離近,其層厚大體一致,間距規(guī)則和相似的強(qiáng)弱反差情況下常形成這種褶皺。 不協(xié)調(diào)褶皺:褶皺的各層彎曲形態(tài)彼此明顯突變,各層褶皺的大小,形態(tài)各異,致使各層的褶皺不具幾何規(guī)律。 26.底辟構(gòu)造:地下高韌性地質(zhì)體(石膏、粘土等)在構(gòu)造力的作用下,或由于巖石物質(zhì)密度差異引起的浮力作用下,向上流動(dòng)并擠入上覆巖層中而形成的一種構(gòu)造。 27.同沉積褶皺:在巖石沉積同時(shí)逐漸變形形成的褶皺。 阿爾卑斯式褶皺(Alpino-type folds)又稱全形褶皺。其基本特點(diǎn)是,一系列線狀褶皺成帶狀展布,所有褶皺的走向基本上與構(gòu)造帶的延伸方向一致;在整個(gè)帶內(nèi)的背斜和向斜呈連續(xù)波狀,同等發(fā)育,布滿全區(qū);不同級(jí)別的褶皺往往組合成巨大的復(fù)背斜和復(fù)向斜。 侏羅山式褶皺又稱過渡型褶皺。由互相平行的背斜和向斜相間排列而成,有一定的延伸方向,但背斜和向斜的形態(tài)特征和發(fā)育程度各不相同。 角度不整合接觸確定褶皺形成時(shí)代:不整合面下地層褶皺,其上地層未褶皺,則褶皺形成時(shí)代看做與不整合接觸所代表的時(shí)代一致,即褶皺形成于不整合面下伏褶皺中最新地層之后,上覆最老地層之前。 縱彎褶皺作用:巖層收到順層擠壓作用失穩(wěn)而彎曲產(chǎn)生的褶皺。調(diào)節(jié)巖層彎曲有兩種方式,一種是中和面褶皺作用(特征:a)變形作用僅僅環(huán)繞褶皺軸彎曲,在理想情況下,平行褶皺軸的方向沒有拉伸作用,褶皺是一種平面應(yīng)變;b)褶皺層中部有一個(gè)無應(yīng)變的中和面,其面積或橫剖面上層的長度在變形前后保持不變;c)褶皺層各處垂直層面的厚度不變。);另一種是平行層面的剪切作用形成的彎滑褶皺作用和挽留褶皺作用。 橫彎褶皺作用:巖層受到與巖層垂直的作用力而發(fā)生褶皺。 褶皺的形成作用:縱彎褶皺作用,剪切褶皺作用,橫彎褶皺作用,柔流褶皺作用。 28.褶皺的組合形式:雁形式褶皺、隔擋式褶皺(背斜形態(tài)完整,窄而緊閉)、隔槽式褶皺(與之相反)、復(fù)向斜復(fù)背斜(它的中央地帶的次級(jí)褶皺的核部老(新)與兩側(cè)的次級(jí)褶皺的核部地層。 斷層:沿破裂面發(fā)生明顯位移的斷裂面。 斷層帶:由一系列破裂面或次級(jí)斷層組成的帶。 斷層線:斷層面與地面的交線。 斷盤:斷層面兩側(cè)沿?cái)鄬用姘l(fā)生相對(duì)位移的巖塊。 滑距:斷層兩盤實(shí)際的位移距離,即錯(cuò)動(dòng)前的一點(diǎn)在錯(cuò)動(dòng)后分成的兩個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的實(shí)際距離。 斷距:被斷層在斷層兩盤產(chǎn)狀不改變的條件下其對(duì)應(yīng)層之間的相對(duì)距離。 斷層效應(yīng):廣義上的斷層效應(yīng)是指斷層引起的所有現(xiàn)象,這里討論的斷層效應(yīng)主要是指斜向斷層和橫向斷層引起的標(biāo)志層的視錯(cuò)動(dòng)。 上盤:位于斷層面上側(cè)的巖塊;上升盤:兩盤相對(duì)滑動(dòng),相對(duì)上升的盤。 29.斷層的分類:1按斷層走向與巖層走向關(guān)系分:走向斷層、傾向斷層、斜向斷層、順層斷層2按斷層走向與褶皺軸向分:縱斷層、橫斷層、斜斷層3按斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)分:正斷層(上盤下降、下盤上升)、逆斷層、平移斷層、順層斷層。組合分:正/逆斷層、平移正/逆斷層、正/逆平移斷層、平移斷層。 從水平面上觀察,巖層發(fā)生了水平錯(cuò)位,那么它是否就一定是平移斷層? 不一定,可能是正斷層引起的效應(yīng),當(dāng)傾向斷層的兩盤沿?cái)鄬觾A斜方向滑動(dòng)時(shí),侵蝕夷平后,在水平面上兩盤巖層表現(xiàn)為水平錯(cuò)移,給人以平移斷層的假象。 正逆斷層的主要組合型式:正:階梯狀斷層、地塹和地壘、環(huán)狀斷層和放射狀斷層、雁列式斷層和塊斷型斷層;逆:疊瓦式逆沖斷層、對(duì)沖式斷層和背沖式斷層、楔沖式斷層。 正 逆 平移斷層的一般特點(diǎn):(P61-62) 韌性斷層:韌性斷層是在剪切帶中沿著微細(xì)滑動(dòng)面做微小滑動(dòng),導(dǎo)致韌性斷層兩側(cè)巖塊有剪切錯(cuò)位,但卻像斷而未破,錯(cuò)而似走。 30.逆沖斷層:低角度位移量大的逆斷層。 31.逆沖推覆構(gòu)造:逆沖斷層及其上盤推覆體組合而成的大型之巨形構(gòu)造。 32.飛來峰:在原地巖塊的較年輕地層中殘留一小片由斷層圈閉的較老外來巖塊地層,常成孤峰。 33.構(gòu)造窗:在外來巖塊的較老地層中殘留一小片由斷層圈閉的較年輕外來巖塊地層,常成凹陷、洼地負(fù)地形。 走滑斷層:大型平移斷層。 伸展構(gòu)造: 韌性斷層的一般特點(diǎn): 識(shí)別斷層標(biāo)志包括哪些方面?其中地貌包括哪些方面? 1、 地貌標(biāo)志:a)斷層崖和斷層三角面;b)山脊錯(cuò)斷和水系改向;c)串珠狀琥珀和洼地與帶狀分布的泉水。 2、 構(gòu)造標(biāo)志:a)構(gòu)造線和地質(zhì)體的不連續(xù);b)構(gòu)造強(qiáng)化帶。 3、 地層標(biāo)志:a)巖漿活動(dòng)和礦化作用;b)巖相或厚度的變化。 如何利用構(gòu)造標(biāo)志,地層標(biāo)志判別斷層的存在? 構(gòu)造:a)地層,礦層,巖脈,巖體,不整合面,片理或相帶,巖體與圍巖的接觸帶,在平面或剖面上褶皺的軸跡等突然中斷或被錯(cuò)開是斷層存在的直接標(biāo)志。b)構(gòu)造強(qiáng)化帶想想包括巖層產(chǎn)狀急劇變化,節(jié)理化帶,劈理化帶的突然出現(xiàn),小褶皺急劇增加及巖石擠壓破碎,構(gòu)造透鏡體和各種擦痕。 地層:(p68) 同沉積斷層有哪些主要特征:1、一般為走向正斷層,斷層面上陡下緩,常成凹面向上的產(chǎn)狀。2、下降盤地層明顯增厚。3、斷距隨深度增大,地層時(shí)代愈老斷距愈大。4、上盤常發(fā)育牽引構(gòu)造,一般構(gòu)成背斜,背斜延伸方向與斷層走向一致。 斷層巖劃分為哪兩個(gè)系列?斷層從產(chǎn)出的構(gòu)造層次上分為脆性斷層和韌性斷層,斷層也相應(yīng)地劃分為與淺層脆性斷層伴生的碎裂巖及與深層次或者中層次韌性斷層伴生的糜棱巖。 糜棱巖有何特點(diǎn)?糜棱巖有3個(gè)基本特征:①粒徑較原巖減??; 同沉積斷層:又稱生長斷層,主要發(fā)育于沉積盆地邊緣,在沉積盆地形成發(fā)育的過程中,盆地邊緣斷層不斷活動(dòng),盆地不斷沉降,沉積不斷進(jìn)行,盆地外側(cè)不斷隆起。 斷層巖:斷層帶中或斷層兩盤巖石在斷層作用中被改造形成的,是具有特征性結(jié)構(gòu),構(gòu)造和礦物成分的巖石。 34.斷層效應(yīng):斜向斷層和橫向斷層引起標(biāo)志(對(duì)應(yīng))層的視錯(cuò)動(dòng)。 在此主要分兩種情況介紹:1橫斷層錯(cuò)段褶皺引起的效應(yīng):背斜上升盤核部變寬,下降盤核部變窄;向斜上升盤核部變窄,下降盤核部變寬 2走向斷層 造成地層缺失、重復(fù):分6種情況,口訣:1反正重(反--斷層走向與巖層走向相反,正--正斷層,重—造成地層重復(fù),若將“正”換成“逆”,則“重”換成“缺”,指造成地層缺失)2大正缺(指斷層走向與巖層走向相同時(shí),“大”—斷層傾角>巖層傾角,“正”—正斷層,將“大”換成小,則“重”換“缺”,若“正”換成“逆”,則“重”換“缺”,若同時(shí)換,則不變) 歸結(jié)為:反正重、反逆缺、大正缺、大逆重、小正重、小逆缺 要學(xué)會(huì)在圖上判斷斷層性質(zhì)。 35.節(jié)理:巖石在力的作用下形成的未發(fā)生明顯位移的斷裂 根據(jù)節(jié)理與巖石產(chǎn)狀關(guān)系,節(jié)理與褶皺軸的關(guān)系分別可將節(jié)理分為哪幾種類型? 與巖石產(chǎn)狀:1.與巖石走向:大致平行,稱走向節(jié)理;大致直交,稱傾向節(jié)理;若兩者斜交,稱斜向節(jié)理。2.節(jié)理面與巖層面平行時(shí),稱順層節(jié)理。 與褶皺軸向:兩者大致平行時(shí),稱縱節(jié)理;近于直交時(shí),稱橫節(jié)理;兩者斜交時(shí),稱斜節(jié)理。 36.節(jié)理的分類:1按節(jié)理走向與巖層走向關(guān)系分:走向節(jié)理、傾向節(jié)理、斜向節(jié)理、順層節(jié)理2按節(jié)理走向與褶皺軸向分:縱節(jié)理、橫節(jié)理、斜節(jié)理3按節(jié)理的力學(xué)性質(zhì)分:剪節(jié)理、張節(jié)理。 37. 剪節(jié)理:由于剪應(yīng)力超過巖石的抗剪強(qiáng)度而在巖體中產(chǎn)生的剪破裂面。 特點(diǎn):產(chǎn)狀穩(wěn)定,沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn);平直光滑有擦痕;穿切礫石和沙粒等粒狀物體;常組成共軛X型節(jié)理系;尾端變化連接形式:折尾、菱形結(jié)環(huán)、分叉;主剪裂面由羽狀微裂面組成。 與剪節(jié)理對(duì)應(yīng): 張節(jié)理:由于張應(yīng)力超過巖石的抗剪強(qiáng)度而在巖體中產(chǎn)生的張破裂面。 特點(diǎn):產(chǎn)狀不穩(wěn)定,延伸不遠(yuǎn);粗糙不平無擦痕;繞過礫石和沙粒等粒狀物體;尾端變化連接形式:樹枝狀、多級(jí)分叉狀等。 38.節(jié)理組:在一次構(gòu)造作用的統(tǒng)一應(yīng)力場中形成的產(chǎn)狀基本一致和力學(xué)性質(zhì)相同的一群節(jié)理。 39節(jié)理系:在一次構(gòu)造作用的統(tǒng)一應(yīng)力場的作用下形成的兩個(gè)或兩個(gè)以上的節(jié)理組。 縫合線構(gòu)造:是一種與節(jié)理相似的小型構(gòu)造,一般順層產(chǎn)生常見于不純灰?guī)r或大理巖中、。 40.節(jié)理分期的依據(jù):節(jié)理組的交切關(guān)系;利用與各期次節(jié)理有關(guān)的地質(zhì)體。
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