構(gòu)造學(xué)[1]

1、1構(gòu)造學(xué)(tectonics)研究地球的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其形成、發(fā)生、發(fā)展和演化規(guī)律及機(jī)理的一門地球科學(xué)分支學(xué)科。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究各類地質(zhì)體（巖石、巖層、巖體）在力的作用下發(fā)生的變形及其產(chǎn)生的構(gòu)造現(xiàn)象；如：褶皺、斷層、節(jié)理、劈理等。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要是由內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用所形成的各種地質(zhì)構(gòu)造的幾何形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、形成機(jī)制、分布特點(diǎn)、組合及演化歷史，進(jìn)而為探討產(chǎn)生地質(zhì)構(gòu)造的地殼運(yùn)動(dòng)的方式、方向和動(dòng)力來源提供依據(jù)

2、。研究尺度(scale)尺度:指物體的規(guī)模大小。因此，地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)模大小可以劃分為巨型、大型、中型、微型和超微型等級(jí)別。具體的研究方法如下：地質(zhì)填圖是研究地質(zhì)構(gòu)造最基本的方法。應(yīng)用力學(xué)原理，鑒定各個(gè)構(gòu)造的力學(xué)性質(zhì)，分析構(gòu)造變形時(shí)作用力的性質(zhì)、大小、方向和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的演化過程。利用反序法，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行歷史分析。根據(jù)相似原理，進(jìn)行構(gòu)造模擬實(shí)驗(yàn)，觀察其變形特點(diǎn)以及應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系。在構(gòu)造研究中，應(yīng)用各種新技術(shù)和新方法，特別要重視和推廣電

3、子計(jì)算機(jī)技術(shù)，使構(gòu)造地質(zhì)的研究向定量的數(shù)據(jù)分析方向發(fā)展。1、層理的概念沉積巖最突出的特征就是具有層理。層理是沉積巖沉積時(shí)形成的成層構(gòu)造。它是由沉積巖的成分、結(jié)構(gòu)、膠結(jié)物、顏色等沿垂向的變化而顯示出來的一種面狀構(gòu)造。層理的最大單位是巖層。巖層上、下層面之間的垂直距離，稱為巖層厚度。根據(jù)厚度大小，將巖層分為：巨厚層：大于2.0m；厚層：0.5m2.0m；中厚層：0.1m0.5m；薄層：0.01m0.1m；微層：小于0.01m。巖層內(nèi)的層理由

4、小到大分為細(xì)層、層系和層系組。由若干個(gè)細(xì)層組成層系；由幾個(gè)層系構(gòu)成層系組?，F(xiàn)在，具體介紹如下：(1)細(xì)層:細(xì)層又稱紋層是組成層理的最小單位細(xì)層厚度很小常以毫米計(jì)同一細(xì)層多具有較均一的成分和結(jié)構(gòu)它們是在相同的水動(dòng)力條件下同時(shí)形成的?！罴?xì)層可與層面平行或斜交☆細(xì)層可以是平直的也可是波狀彎曲的☆細(xì)層與細(xì)層之間可平行或不平行(2)層系:是由成分、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀上相同的許多細(xì)層組成，是在同一環(huán)境相同水動(dòng)力條件下，不同時(shí)間形成的細(xì)層組成。層理的基本類型

5、層理按其形態(tài)的不同可分為三種基本類型:平行層理、波狀層理、斜層理（1）水平層理:指細(xì)層界面平直，互相平行，且平行于巖層面。通常形成在水介質(zhì)較平穩(wěn)的環(huán)境中（2）波狀層理指細(xì)層界面呈波狀起伏，但總體方向平行于巖層面。（3）斜層理它是由一系列與巖層面斜交的細(xì)層所組成的。斜層理一般出現(xiàn)在碎屑巖中。4、層理的識(shí)別(1)巖石成分的變化(2)巖石結(jié)構(gòu)的變化:(3)巖石顏色的變化(4)沉積巖的原生層面構(gòu)造（1）巖層的產(chǎn)狀要素巖層的產(chǎn)狀是以巖層面在三度空

6、間的延伸方位及其傾斜程度來確定的是表示巖層面在地殼中的空間位置的幾何要素巖層面的產(chǎn)狀要素包括巖層面的走向、傾向和傾角。走向:表示巖層在空間中的水平延伸方向。巖層面與水平面相交的線叫走向線。走向線兩端所指的方向即走向線與地理子午線的夾角為巖層的走向。傾向:表示巖層的傾斜方向。在巖層面上與走向線垂直并沿傾斜面向下所引的直線叫傾斜線。傾斜線在水平面上的投影線所指巖層面向下傾斜的那個(gè)方向就是巖層的真傾向簡(jiǎn)稱傾向。傾角:表示巖層的傾斜程度。巖層的

7、傾斜線及其在水平面上的投影線之間的夾角就是巖層的傾角（真傾角）。（2）巖層產(chǎn)狀要素的測(cè)定★巖層的產(chǎn)狀要素通常是用地質(zhì)羅3最基本變形方式：（1）拉伸變形：當(dāng)沿物體軸線方向有一對(duì)大小相等、方向相反的外力作用時(shí)，物體沿軸線方向伸長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為拉伸變形。（2）壓縮變形：當(dāng)沿物體軸線方向有一對(duì)大小相等、方向相同的外力作用時(shí)，物體沿軸線方向縮短，這種應(yīng)變稱為壓縮應(yīng)變。（3）剪切應(yīng)變：當(dāng)物體受到一對(duì)大小相等、方向相反且不在同一直線上的剪切力作用時(shí)，

8、物體的一部分相對(duì)于另一部分發(fā)生錯(cuò)動(dòng)所產(chǎn)生的角度變形，稱為剪切變形。(4）彎曲變形：是指物體受力的作用而發(fā)生的拱曲或波狀彎曲。它可以由垂直軸線的外力作用產(chǎn)生，也可以由平行軸線但不在軸線上的側(cè)壓力（這個(gè)力平行層面）作用而產(chǎn)生。前者稱橫彎曲，后者稱縱彎曲，巖層褶皺即屬于此種變形結(jié)果。（5）扭轉(zhuǎn)變形：在物體兩端與軸線垂直的平面內(nèi)，分別有大小相等、方向相反的力偶作用時(shí)，物體發(fā)生變形叫扭轉(zhuǎn)變形。如“S”或反“S”狀構(gòu)造，即屬此種變形。4.均勻與非均

9、勻變形:★均勻變形:巖石的各個(gè)部分的變形性質(zhì)、方向和大小都相同的變形。特點(diǎn):原來的直線經(jīng)變形后認(rèn)為直線；原來為曲線，變形后仍為曲線；原來平行的線經(jīng)變形后仍平行。變形物體中同一方向所有變形量均相同。拉伸、壓縮剪切變形都屬于均勻變形★非均勻變形:巖石的各個(gè)部分的變形性質(zhì)、方向和大小發(fā)生變化的變形。例如彎曲和扭轉(zhuǎn)就是非均勻變形構(gòu)造地質(zhì)學(xué)主要研究的多是這類變形但在具體研究時(shí)多把整體的非均勻變形分解成局部的均勻變形來討論分析即把非均勻變形視為若干

10、連續(xù)的局部均勻變形的總和。變形物體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間相對(duì)位移的程度是物體變形程度的量度，用來度量變形物體的體積或形狀的改變量?？蓪?yīng)變分為線應(yīng)變、剪切應(yīng)變和體應(yīng)變?nèi)N。1.線應(yīng)變:物體內(nèi)某方向上單位長(zhǎng)度的改變量叫線應(yīng)變（相對(duì)伸長(zhǎng)或壓縮）。2.剪應(yīng)變:物體在剪切力的作用下發(fā)生變形，變形后的任一截面相對(duì)其原來的位置發(fā)生了一定的角度旋轉(zhuǎn)，這種應(yīng)變稱為剪切應(yīng)變。3.體應(yīng)變體應(yīng)變是體積變化量（VV0）與原來體積V0之比，也稱膨脹度，即：△=(VV0)V

11、0式中：△——膨脹度，大于0表示膨脹，小于0表示壓縮；V——變化后的體積；V0——變化前的體積。第三節(jié)巖石的變形階段三種性質(zhì)：褶皺是指巖石收力發(fā)生彎曲變形，它是由巖石中各種原來近于水平的面變成曲面而表現(xiàn)出來的，形成褶皺的變形面絕大多數(shù)是沉積巖的層面，而變質(zhì)巖的劈理、片理或片麻理以及巖漿巖的原生流面、巖層和巖體中的節(jié)理面、斷層面或不整合面，受力后也可變形而形成褶皺面。一、褶皺要素褶皺的要素指褶皺的各個(gè)組成部分1.核：褶皺的中心部分（最新或