構造地質學

復習資料1．緒論1.構造變形的場的基本類型：伸展構造，壓縮構造，升降構造，走滑構造，滑動構造，旋轉構造。（伸、縮、升降、減、滑、旋）。2.朱志澄將構造層次分為：表構造層次、淺構造層次、中構造層次、深構造層次。其中表、淺構造層次為脆性破裂域，中深構造層次為塑形流變域。2．沉積巖巖層構造1.構造的類型、成因、規模、和形態千差萬別，但是從幾何學看，基本可以歸納為：面狀構造和線狀構造。2.面狀構造的三大產狀要素：走向、傾向、傾角。（1）走向：1.走向線：傾斜平面與水平面的交線.2.走向：走向線兩端所指的方向（相差180°）（2）傾向：1.傾斜線：傾斜平面上與走向線垂直的線。2.傾向：傾斜線(下端)在水平面上的投影所指的方向。（3）傾角：傾斜平面與水平面的交角。（4）視傾斜線：當剖面與巖層的走向斜交時，巖層與該剖面的交跡線。

（5）視傾角（假傾角）：視傾斜線與其在水面上的投影線間的夾角。（真傾角總是大于假傾角）3.沉積巖層的原生構造（1）原生構造：沉積、成巖過程中所形成的構造。（2）次生構造：成巖之后，遭受地質作用變化后的構造。（3）層理：由于巖石成分、構造和顏色的突變或者漸變所顯示出來的一種成層構造。4.原生構造鑒定巖層的頂低面（1）遞變層理（韻律層理、粒序層理）遞變層理的特點是：在一個單層中，從底面到頂面粒度由粗到細。（下粗上細）（2）層面暴露標志：泥裂、雨痕泥裂：在剖面上呈“V”字型，開口示頂、尖端示底。

雨痕：凹面示頂，凸面示底。5.傾斜巖層傾斜巖層露頭界線復雜，表現為與地形等高線交切關系，并顯示出一定的規律性，即在經過山脊和河谷時，均呈“V”字形態展布，即“V”字形法則。相反相同（巖層傾向與地面坡向相反，露頭線與等高線同向彎曲）相同相反（巖層傾向與地面坡向一致，巖層傾角＞地面坡角，露頭線與等高線反向彎曲。）相同相同（巖層傾向與地面坡向一致，巖層傾角＜地面坡角，露頭線與等高線同向彎曲。）水平等高，垂直直線6.接觸關系（1）整合接觸：一套套產狀一致時代連續的底層之間的接觸關系為整合接觸。（2）不整合接觸：如果上、下兩套地層之間有明顯的間斷，即先后沉積的上、下兩套地層之間有明顯的缺失，這種接觸關系為不整合接觸。1.平行不整合：不整合面上、下兩套地層的產狀彼此平行一致，但是時代間斷而地層缺失。

（下降、沉積—上升、沉積間斷、遭受剝蝕—再下降、再沉積）2.角度不整合：兩套地層產狀不一致，地層缺失，有強烈構造運動。（下降、沉積—強烈構造運動—下降、再沉積）地質年代：由老到新（寒武紀（）奧陶紀（O）志留紀（S）泥盆紀（D）石炭紀（C）二疊紀（P）三疊紀（T）侏羅紀（J）白堊紀（K）古近紀（E）新近紀（N）第四紀（Q））3．應力分析基礎1.應力：在外力作用下，物體內任一截面單位面積上的內力大小。2.在考慮研究對象內部某一截面的內力時，可以設想沿此截面將物體截開，并將其中的一部分移去，但仍保留對另一部分的作用力，然后考慮被保留部分的平衡，則可計算出該截面上的內力。此分析方法稱為截面法。3.當P不垂直于截面時，有：正應力：垂直截面的應力，以σ表示剪應力：平行截面的應力，以τ表示4.物體內各個點的應力狀態在物體占據的空間內組成的總體，稱為應力場。4．變形巖石應變分析1.變形的基本方式可分為四種：平移、轉動、形變和體變。2.應變橢球體（1）定義：單位圓球體經均勻應變變成的橢球，用來表示巖石應變狀態的橢球。（2）特征：1)變形前是球，均勻變形后為一橢球；2)有三個相互垂直的主軸（X、Y、Z），分別代表最大、中間、最小應變軸（或λ1、λ2、λ3；A、B、C），沿主軸方向只有線應變，而無剪應變；（3）有三個相互垂直的主平面（YZ、XZ、XY），分別垂直X、Y、Z軸；AB面（xy面）——最大壓縮面（表征褶皺軸面，劈理面等）；BC面（yz面）——張性面（表征張性構造的方位）；AC面（xz面)——最大拉伸面（表征礦物的定向排列）。3.遞變變形：在變形過程中，物體從初始狀態到最終狀態的過程是一個由多次微量應變的逐漸疊加過程，這種變形的發展過程稱為遞變變形。遞變變形分為共軸遞進變形、非共軸遞進變形。（1）共軸遞進變形：在遞進變形過程中，如果各增量應變橢球的主軸始終與有限應變橢球的主軸一致，這種變形叫共軸遞進變形。遞進純剪切是共軸遞進變形的典型實例。（2）非共軸遞進變形：在遞進變形過程中，如果各增量應變橢球的主軸始終與有限應變橢球的主軸不一致，這種變形叫非共軸遞進變形。遞進的簡單剪切是非共軸遞進變形的典型實例。5．巖石力學性質1.彈性變形：外力解除后，巖石能恢復原有形狀和大小的變形。2.塑性變形：外力解除后，巖石不能恢復原有形狀和大小的變形。3.斷裂變形：外力達到強度極限時，巖石失去完整形狀，并產生破壞現象的變形。（強度極限——在外力作用下固體物質抵抗破壞的能力（抗破能力））4.脆性變形：在破壞前不出現或很少出現塑性變形的變形。5.韌性變形：在破壞前出現了顯著塑性變形的變形。6.巖石的能干性：巖石的能干性是用來描述巖石變形行為相對差異的術語，能干的巖石比不能干的巖石不易發生粘性流動。6．劈理1.劈理：是一種由潛在分裂面的將巖石按一定方向分割成平行密集的薄片或薄板的次生面狀構造。2.劈理的基本特征是具有域結構。表現為巖石中的劈理域和微劈石相間排列。劈理域：劈理域常是由層狀硅酸鹽或不溶殘余物質富集成的平行狀或交織狀的薄條帶或薄膜。微劈石：微劈石是夾于劈理域間的窄的平板狀或透鏡狀的巖片。3.劈理的分類（1）流劈理：由片狀、板狀、扁圓狀礦物或集合體的平行排列構成的，使巖石分裂成無數薄片。1）是變質巖中或強烈變形巖石中最常見的一種次生透入性面狀構造。2）泛指巖石在變質固態流變過程中新生的平行面狀構造，是巖石變形時巖石內部組分發生壓扁、拉長、旋轉和重結晶作用的產物。（2）破劈理：巖石中一組密集的剪破裂面，裂面定向與巖石中礦物的排列無關。（破劈理的間隔一般為數毫米指數厘米，超過數厘米時稱為剪節理）（3）滑劈理：一組切過先存次生面理的差異性平行滑動面。7．線理1.線理：是巖石中廣泛發育的一種多具有投入性的線性構造。（1）原生線理：成巖過程中形成的線理。（2）次生線理：成巖后，在構造變形中形成的線理。2.線理按運動關系分類（1）a線理：與物質運動方向平行的線理，與最大主應變軸A軸一致，如拉伸線理、礦物生長線理。

（2）b線理：與物質運動方向垂直的線理，平行應變主軸B軸，如石香腸構造，窗欞構造等。3.石香腸構造：是不同力學性質互層的巖系受到垂直或接近垂直的巖層擠壓時形成的，軟流層被壓向兩側塑性流動，夾在中間的強硬層不易發生塑性流動而被拉伸，以致斷裂。屬于b線理。4.窗欞構造：是強硬層組成的形似一排欞柱的半圓柱狀大型線狀構造。它常沿著強弱巖層相鄰的強硬層界面出現。屬于b線理。8．褶皺作用的基本概念和類型1.褶皺的基本形態：背形和向形

2.褶皺的基本類型：背斜和向斜3.按軸面產狀分類：直立褶皺；斜歪褶皺；倒轉褶皺；平臥褶皺；翻卷褶皺。4.按樞紐產狀分類：水平褶皺；傾伏褶皺；傾豎褶皺。5.褶皺的位態分類：直立水平褶皺；直立傾伏褶皺；傾豎褶皺；斜歪水平褶皺；斜歪傾伏褶皺；平臥褶皺；斜臥褶皺。6.從屬褶皺的利用：根據不對稱從屬褶皺軸面與其上下相鄰的褶皺面或包絡面所夾的銳角，可

以指示相鄰層的相對滑動方向，從而確定巖層層序正常或倒轉及其背斜、向斜位置。7.從褶皺過程中巖層的變形行為來看，可把褶皺分為主動褶皺和被動褶皺兩類（1）主動褶皺：各巖層韌性差比較顯著，巖層的力學性質和層理積極地控制著褶皺的發育時，這種褶皺稱為主動褶皺。（2）被動褶皺：當各層巖石間的韌性差很小，層理在褶皺變形中不再具有力學上的不均一性，而只是被動地作為變形的標志，這種褶皺稱為被動褶皺。7.底辟構造：一般由變性復雜的高塑性層（如巖鹽、石膏等）為核心，刺穿變形較軟的上覆脆性巖層的一種構造，屬于典型的不協調褶皺。（1）一般分為：底辟核，核上構造和核下構造。（2）高塑體為巖鹽類時，稱鹽丘構造。8.蘭普賽褶皺類型（1）等斜線：褶皺正交剖面上層的上、下界面的相同傾斜點的連線。（2）分類：1）I類：等斜線向內收斂

P98IA型：等傾斜線強烈向內收斂，不等長。（頂薄褶皺）IB型：等傾斜線向內弧收斂，等長。（等厚褶皺）IC型：等傾斜線向內弧輕微收斂，不等長。（過渡褶皺）2）II類：等傾斜線平行且相等，曲率相等。（相似褶皺）3）III類：等傾斜線向外弧收斂、內弧撒開、倒扇形。（頂厚褶皺）9.褶皺的作用類型（1）縱彎褶皺作用（P109）：指巖層受到順層擠壓力的作用而形成的褶皺。1)中和面褶皺作用（P115）：由于層的切向長度變化而成的單層彎曲，類似于向平板梁末端加壓而成的彎曲。由于層的中間有一個無應變面，所以稱中和面褶皺作用。應變特征：（1）是一種平面應變，褶皺軸平行于區域的中間應變軸。（2）褶皺層各處垂直層面的厚度不變，是典型的IB型平行褶皺。（3）褶皺層的總厚度不變，但其內部的各個部分順層發生了長度的變化以調解層的彎曲。（外弧伸長，內弧縮短）2)順層剪切作用：彎滑褶皺作用：彎流褶皺作用：9．節理（P133）1.節理：巖石中的裂隙，是沒有明顯位移的破裂。2.按成因分類：原生節理；次生節理

按力學性質分類：剪節理；張節理3.剪節理：由剪應力產生的破裂面。（1）產狀穩定（沿走向和傾向延伸較遠）；（2）節理面平直光滑，時有擦痕，脈壁平直；（3）切穿礫石、膠結物或較大的礦物顆粒；（4）常發育成共軛X節理系；（5）由羽列組成；4.張節理：由張應力產生的破裂面。（1）產狀不穩定，延伸不遠；側列產出；（2）節理面粗糙不平整，無擦痕；（3）常繞礫石和粗砂顆粒而過，一般不切割；（4）多開啟性，脈體充填，形態多成楔形；（5）不規則樹枝狀、網狀、有時呈追蹤X型共軛剪節理形成鋸齒狀張節理、雁行式、放射狀、同心圓狀的組合形式；5.縫合線構造與節理相似的小型構造，常見于不純灰巖中。其形成是壓溶作用的結果，一般在構造作用下先形成裂縫，進而在壓溶作用下易溶成分流失，難溶成分聚積發育成縫合線構造。6.節理的分期與配套（P137）分期：就是從時間尺度上對一定地區的所有節理進行分類，劃分出先后序次，確定其長幼關系。配套：是指在統一應力場中形成的各組節理的組合關系。（配套的節理是同期的，但同期的節理不一定是配套的。）10．斷層概論1.斷層：地殼巖體中順破裂面發生明顯位移的破裂構造。2.按兩盤運動的方向分類：正斷層；逆斷層；平移斷層（1）正斷層：斷層的上盤相對下盤向下滑動。

（2）逆斷層：斷層的上盤相對下盤向上滑動。（3）平移斷層：兩盤順斷層面走向相對位移。3.逆沖推覆構造（P151）（1）構造窗：當逆沖斷層和推覆構造發育的地區遭受強烈的侵蝕切割，將部分外來巖體剝掉而露出下伏原地巖體，表現為在一片外來巖體中露出一小部分有斷層圈閉的較年輕的地層。（2）飛來峰：如果侵蝕強烈，外來巖體被大片侵蝕，只在大片被剝露出來的原地巖體上殘留小片孤零零的外來巖體，稱為飛來峰。（飛來峰常常成為陡立山峰，構造窗常位于地形低洼處。）4.走向斷層引起的效應斷層性質斷層產狀和巖層產狀的關系二者傾向相反斷層傾角大于地層傾角斷層傾角小于地層傾角正斷層地層重復（A）地層缺失（B）地層重復（C）逆斷層地層缺失（D）地層重復（E）地層缺失（F）兩盤運動方向下降盤出現新地層下降盤出現新地層上升盤出現新地層

5.斷層兩盤相對運動方向的確定（P165）（1）根據兩盤新老關系（前述走向地層6種情況）。（2）牽引構造1）剖面上：１．正牽引

２．反牽引2）階步：與擦痕直交的陡坎正階步：陡坎指示對盤運動方向

反階步：陡坎指示本盤運動方向（3）羽狀節理：斷層兩側派生羽狀剪節理、張節理，銳角指示本盤運動方向。（4）斷層兩側小褶皺：軸面與斷層銳角指示對盤運動方向。6.同沉積斷層（1）又稱生長斷層，一般發育于沉積盆地邊緣。在沉積盆地形成發育過程中，盆地不斷沉降，沉積不斷進行，盆地外側不斷隆起。（2）特點1）一般為走向正斷層，剖面上呈勺狀或鏟式；2）上盤地層明顯增厚，生長指數=下降盤厚度/上升盤厚度；3）斷距隨深度增大，地層愈老，斷距愈大；4）常在上盤發育逆牽引構造。11．伸展構造1.伸展構造：在巖石圈拉伸及薄化作用下形成的特殊構造組合系統。2.伸展構造形式（P172）（1）地塹：由兩組走向近平行且相向傾斜的正斷層構成。兩斷層之間共同上盤下降，形成階梯狀負地形.（2）地壘由兩組走向近平行且相背傾斜的正斷層構成。兩斷層之間共同下盤上升，形成階梯狀正地形.3.逆沖推覆構造的幾何結構（P183）臺階式是逆沖推覆構造的基本格架，由長而平的斷坪和連接期間的短而陡斷坡交替構成。（1）斷坪—長而平，順層發育，在軟弱層或巖性差異顯著的界面上；（2）斷坡—短而陡，連接斷坪之間切層發育，在堅硬的巖層中。4.逆沖推覆構造擴展（1）前展式或背馱式：新的逆沖斷層發育在老的逆沖斷層之下，斷層依次向前方（前陸）擴展，增生在前鋒。（2）后展式或上疊式：新的逆沖斷層發育在老的逆沖斷層之上，斷層依次向后方（腹地）擴展，增生在后緣。5.逆沖推覆帶中，褶皺作用類型（1）斷彎褶皺作用：逆沖巖席在爬升斷坡過程中引起的作用。褶皺在斷坡形成之后（2）斷展褶皺作用：褶皺形成