構(gòu)造地質(zhì)學(xué)及大地構(gòu)造

1、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)及大地構(gòu)造復(fù)習(xí)資料地質(zhì)學(xué)：研究地球物質(zhì)組成，結(jié)構(gòu)，物理化學(xué)變化，演化歷史的學(xué)科。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)：主要研究由內(nèi)力地質(zhì)作用所形成的諸如褶皺，斷層，節(jié)理等各種地質(zhì)構(gòu)造的形態(tài)產(chǎn)狀，規(guī)模，形成條件，成因機(jī)制，分配規(guī)律和演化歷史。產(chǎn)狀三要素：走向、傾向、傾角。巖層產(chǎn)狀類型：水平巖層、傾斜巖層、直立巖層、倒轉(zhuǎn)巖層。水平巖層特征：1、水平巖層在地質(zhì)圖中的表現(xiàn)為其地質(zhì)界線與等高線平行或重合,地形控制。2、水平巖層的成層順序?yàn)樯闲孪吕?、水平巖層厚度為該巖層頂?shù)酌娴臉?biāo)高差4、水平巖層在地質(zhì)圖上的露頭寬度取決于地面坡度和巖層厚度，厚度相同，坡度越緩，露頭寬度越大；坡度相同，厚度大，露頭寬度越大。露頭寬度：巖層

2、上下層面在地面上的出露界線之間的水平距離。傾斜巖層的露頭寬度取決于地形（坡向和坡角），巖層產(chǎn)狀（傾向和傾角），以及該巖層的厚度。V字形法則：水平巖層的出露形態(tài)真實(shí)的反映等高線的彎曲特征，地質(zhì)界線隨等高線的彎曲而彎曲。直立巖層的出露形態(tài)不受地形的影響，呈直線狀。對(duì)于傾斜巖層：相反相同：地層傾向與地面坡度方向相反時(shí)，地質(zhì)界線與等高線彎曲方向相同，且等高線的彎曲曲率大于地質(zhì)界線的彎曲曲率。相同相反：地層傾向與地面坡度方向相同，且地層傾角大于地面坡度時(shí)，地質(zhì)界線與等高線彎曲方向相反。相同相同：地層傾向與地面坡度方向相同，且地層傾角小于地面坡角時(shí)，地質(zhì)界線與等高線彎曲方向相同，地層界線的彎曲曲率大于等高

3、線的彎曲曲率。傾斜巖層的主要特征1傾斜巖層的露頭形態(tài)受產(chǎn)狀和地形影響，并符合V字型法則2傾斜巖層的地質(zhì)界限在平面上呈條帶狀(彎曲也是條帶的一種)3正常情況下巖層沿傾向方向逐漸變新4傾斜巖層的露頭寬度取決于產(chǎn)狀、地形和巖層厚度5傾斜巖層的厚度有三種分別是：真厚度、視厚度、鉛直厚度。鉛直厚度視厚度真厚度。傾斜巖層的厚度和埋藏深度：真厚度（h）：頂?shù)酌嬷g垂直距離；鉛直厚度（H）：頂?shù)酌嬷g沿鉛直方向的距離h=Hcos；視厚度:在不垂直于巖層走向的剖面上巖層的頂?shù)酌婢€之間的垂直距離；埋藏深度：地面某一點(diǎn)到目的層的鉛直距離傾斜巖層的露頭寬度：取決于地形巖層厚度、巖層產(chǎn)狀三者之間的關(guān)系整合接觸：上、下地

4、層在沉積層序上沒有間斷，產(chǎn)狀基本一致，巖性或所含化石一致或遞變。它們是在地殼相對(duì)穩(wěn)定情況下緩慢下降接受連續(xù)沉積形成的。不整合接觸：上、下地層間的層序發(fā)生間斷，即先后沉積的地層之間存在地層缺失。平行不整合：不整合面上、下兩套地層間有地層缺失，產(chǎn)狀一致。角度不整合：不整合面上、下兩套地層間不僅有地層缺失，而且產(chǎn)狀不同。角度不整合的形成過程：先平穩(wěn)下降接受沉積，后褶皺上升（常伴有斷裂活動(dòng)、巖漿活動(dòng)、區(qū)域變質(zhì)作用等）或差異上升（變形與隆升、剝蝕），沉積間斷遭受風(fēng)化剝蝕，再平穩(wěn)下降接受沉積。2平行不整合的形成過程：先地殼平穩(wěn)下降接受沉積，形成一套地層后平穩(wěn)上升，露出地面造成沉積間斷，并遭受剝蝕，直到該地

5、區(qū)再度平穩(wěn)下降為沉積區(qū)接受新的沉積。不整合的判別標(biāo)志：1.沉積標(biāo)志：底礫巖、古風(fēng)化殼、剝蝕面、重礦物、巖性、巖相突變2.地層標(biāo)志：地層、古生物突變3.構(gòu)造標(biāo)志：地層產(chǎn)狀及構(gòu)造特征的不同4.變質(zhì)作用和巖漿巖特征。潛山：埋藏在不整合面以下的古地貌高地，包括披覆構(gòu)造和潛山核兩部分披覆構(gòu)造：是指剝蝕面以上由于沉積差異和壓實(shí)差異在較新底層中發(fā)育的正向褶皺構(gòu)造。應(yīng)力狀態(tài)：物體受力時(shí)，其內(nèi)部通過某點(diǎn)的截面上應(yīng)力的大小、方向和性質(zhì)將有規(guī)律分布，物體所受的這種力學(xué)狀態(tài)稱為應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)變橢球體：在變形前的連續(xù)介質(zhì)中的任意劃定一個(gè)圓球體，當(dāng)介質(zhì)發(fā)生均勻變形時(shí)圓球體變成了橢球體，這種橢球體稱為應(yīng)變橢球體。巖石的變形方

6、式：拉伸、壓縮、剪切，彎曲、扭轉(zhuǎn)。巖石的變形階段：彈性變形、塑性變形、斷裂變形。巖石的強(qiáng)度：巖石在外力的作用下抵抗破壞的能力。巖石破裂的兩種形式：張裂和剪裂。巖石力學(xué)性質(zhì)：主要指其屈服應(yīng)力和破裂強(qiáng)度。主要取決于巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。影響巖石力學(xué)性質(zhì)的因素1、 內(nèi)因：成分，含硬度大的粒狀礦物易發(fā)生脆性變形。結(jié)構(gòu)：基底式膠結(jié)，強(qiáng)度高；接觸式膠結(jié)，強(qiáng)度低。構(gòu)造：具層理的，易發(fā)生塑性變形。2、外因：圍壓、溫度、溶液、孔隙壓力、應(yīng)力作用方式和作用時(shí)間、應(yīng)力狀態(tài)等。構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)：指地殼內(nèi)某一瞬時(shí)一定范圍內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)組成的空間。褶皺：是巖層受力作用后呈現(xiàn)一系列的波狀彎曲而未喪失其連續(xù)完整性的地質(zhì)構(gòu)造。根據(jù)褶

7、皺的形態(tài)和組成褶皺的地層將褶皺分為背斜與向斜背斜是核部由老地層、翼部由新地層組成的褶皺。向斜是核部由新地層、翼部由老地層組成的褶皺。褶皺要素：褶皺的各個(gè)組成部分和確定其形態(tài)的幾何要素褶皺要素包括：1核部2翼部3轉(zhuǎn)折端4樞紐5軸面6軸跡7脊、脊線8槽、槽線閉合度：背斜頂?shù)揭绯鳇c(diǎn)之間的高差。在構(gòu)造等高線圖上，則是最高等高線與最低的閉合等高線之間的高差。閉合面積：背斜已被閉合部分所占的面積，也就是閉合構(gòu)造內(nèi)最低一條完全閉合的構(gòu)造等高線所包圍的面積。指的是平面面積。閉合背斜：如果背斜的樞紐向兩端傾沒，成為一個(gè)四周被同一巖層包圍的背斜。閉合背斜的要素：閉合度：是指背斜的頂?shù)揭绯鳇c(diǎn)之間的高差，也稱閉合差。

8、通過溢出點(diǎn)的構(gòu)造等高線所圈閉的面積。生長(zhǎng)背斜：在普遍沉降沉積的背景上，由于局部隆起形成的背斜。生長(zhǎng)背斜的特征：1、具有上緩陡下陡的構(gòu)造形態(tài)2、同一巖層厚度頂薄翼厚3、同一巖層的粒度頂粗翼細(xì)4、連續(xù)沉積的頂部位移由淺入深向緩翼方向移動(dòng)，軸面凸向陡翼。根據(jù)褶皺軸面和樞紐產(chǎn)狀的分類（里卡德）（前為軸面產(chǎn)狀，后為樞紐產(chǎn)狀）1)直立水平褶皺（區(qū)）:軸面近于直立，傾角為9080樞紐近水平，傾伏角010。2)直立傾伏褶皺（區(qū)）：軸面近于直立，傾角為9080，樞紐傾伏角為1070。3)傾豎褶皺（區(qū)）：軸面近于直立，傾角為9080，樞紐傾伏角為8090。4)歪斜水平褶皺（區(qū)）：軸面傾角為8010，樞紐近水平，傾

9、伏角為010。5)平臥褶皺（區(qū)）：樞紐傾伏角和軸面傾角均為010。6)斜臥褶皺（區(qū)）：樞紐和軸面兩者傾向及傾角基本一致。軸面傾角為1080，樞紐在軸面上的側(cè)伏角為1080。7)歪斜傾伏褶皺（區(qū)）：軸面傾角為1080，樞紐傾角為1080。根據(jù)軸面及兩翼產(chǎn)狀分類1）直立褶皺2）斜歪褶皺3）倒轉(zhuǎn)褶皺4）平臥褶皺5）翻卷褶皺等傾（斜）線分類3等傾（斜）線：正交剖面上褶皺層上、下界面相同傾斜點(diǎn)的連線類：等斜線向內(nèi)弧呈收斂狀，內(nèi)弧曲率總是大于外弧曲率，故外弧傾斜度也總是小于內(nèi)弧傾斜度。根據(jù)等斜線的收斂程度，再細(xì)分為三個(gè)亞型：IA型：等斜線向內(nèi)弧強(qiáng)烈收斂，各線長(zhǎng)短差別極大，內(nèi)弧曲率遠(yuǎn)大于外弧曲率。為典型的頂

10、薄褶皺。IB型：等斜線也向內(nèi)弧收斂，并與褶皺面垂直，各線長(zhǎng)短大致相等，褶皺層真厚度不變，內(nèi)弧曲率仍大于外弧曲率，為典型的平行褶皺。IC型：等斜線向內(nèi)弧輕微收斂，轉(zhuǎn)折端等斜線比兩翼附近的要略長(zhǎng)一些，反映兩翼厚度有變薄的趨勢(shì)，內(nèi)弧曲率略大于外弧曲率。這是平行褶皺向相似褶皺的過渡型式。類：等斜線互相平行且等長(zhǎng)，褶皺層的內(nèi)弧和外弧的曲率相等，即相鄰褶皺面傾斜度基本一致，為典型的相似褶皺。類：等斜線向外弧收斂向內(nèi)弧撒開，呈倒扇狀，即外弧曲率大于內(nèi)弧曲率，為典型的頂厚褶皺。隔擋式褶皺：由一系列平行排列的緊閉背斜及其間平緩開闊的向斜組成的褶皺組合。隔槽式褶皺：由一系列平行排列的緊閉向斜及其間平緩開闊的背斜組

11、成的褶皺組合?？v彎褶皺作用：巖層受到順層擠壓(即側(cè)向擠壓)力的作用而發(fā)生褶皺，稱為縱彎褶皺作用?？v彎褶皺作用的基本特征：（1）有一個(gè)既不拉伸也不壓縮的中和面。(2)隨著巖層褶皺的加劇，彎曲凸側(cè)轉(zhuǎn)折端附近巖層變薄并發(fā)生與層正交，呈扇形排列的楔形張節(jié)理。凹側(cè)若巖層為脆性，則因擠壓往往產(chǎn)生逆斷層，若巖層為塑性，則厚度變大。3)若巖層中夾有塑性巖層，可以形成次級(jí)小褶皺。橫彎褶皺作用：巖層受到和層面垂直的外力作用而發(fā)生褶皺，稱為橫彎褶皺作用?？v彎褶皺作用和橫彎褶皺作用的主要區(qū)別是：1、兩者形成的外力作用方式不同。2、前者形成的褶皺中各有單層有中和面，總體無(wú)；后者形成的褶皺各個(gè)單層和總體都無(wú)中和面。3、兩

12、者形成的層間滑動(dòng)規(guī)律不同，前者相鄰的上層向上滑動(dòng)，相鄰的下層向下滑動(dòng)；后者形成的規(guī)律于此相反。4、前者形成的層間小褶皺規(guī)律性好，后者差。5、夾塑性巖層時(shí)前者形成頂厚褶皺，后者形成頂薄褶皺。6、前者形成的褶皺的組合多成平行狀，規(guī)模大；后者多形成孤立穹窿或短軸背斜。底辟構(gòu)造：地下高塑性的巖層或巖體在構(gòu)造力或重力差異作用下向上拱起或刺穿上覆巖層而形成的構(gòu)造。影響褶皺作用的主要因素：巖層的層面和厚度、巖石的力學(xué)性質(zhì)、外力作用方式、基底構(gòu)造對(duì)褶皺作用的影響。褶皺形成時(shí)代的確定：研究褶皺的形成時(shí)代通常采用角度不整合分析法、巖性厚度分析法、同位素年齡測(cè)定法。滾動(dòng)背斜：是在生長(zhǎng)斷層活動(dòng)時(shí)由于兩盤之間的差異壓實(shí)

13、作用和下降盤沉積層的重力作用而形成的弧形彎曲現(xiàn)象。節(jié)理：是巖石受力發(fā)生破裂，兩側(cè)的巖石沿破裂面無(wú)明顯位移的斷裂構(gòu)造。節(jié)理的基本特征：分布的普遍性，發(fā)育不均性，以及方向性和組系性.原生節(jié)理：指在成巖過程中形成的節(jié)理。次生節(jié)理：指在巖石形成以后由于某種原因而形成的節(jié)理。構(gòu)造節(jié)理的分類：幾何分類1.走向節(jié)理；2.傾向節(jié)理；3.斜向節(jié)理；4.順層節(jié)理成因分類張節(jié)理、剪節(jié)理。張節(jié)理：巖石受張應(yīng)力超過抗張強(qiáng)度，形成的節(jié)理。與主壓應(yīng)力平行。剪節(jié)理：巖石受剪應(yīng)力超過抗剪強(qiáng)度，形成的節(jié)理。與主壓應(yīng)力斜交。剪節(jié)理的基本特征：（1)產(chǎn)狀穩(wěn)定，延伸較遠(yuǎn)。(2)平直光滑，有時(shí)具剪切滑動(dòng)擦痕。未被礦物充填時(shí)是平直閉合縫，

14、如被充填，脈寬較為均勻，脈壁較為平直。(3)發(fā)育于砂、礫巖等巖石中的剪裂，一般穿切礫石和膠結(jié)物。4(4)常常組成共軛“X”型共軛裂隙，銳角平分線指示主壓應(yīng)力方向.往往成等距排列。(5)主剪裂面由羽狀微裂面組成。（6）剪節(jié)理的尾端變化有：折尾、菱形結(jié)環(huán)和節(jié)理叉。張節(jié)理的基本特征：（1）產(chǎn)狀不穩(wěn)定，延伸不遠(yuǎn)。單條節(jié)理短而彎曲，若干條呈側(cè)列。(2)裂縫面粗糙不平，無(wú)擦痕。(3)在膠結(jié)程度中等的礫巖或砂巖中常常繞礫石或粗砂粒而過,如切穿礫石，破裂面也凹凸不平。(4)一般被礦脈充填。脈寬變化較大，脈壁不平直。(5)發(fā)育稀疏，很少密集成帶。(6)張節(jié)理有時(shí)呈不規(guī)則的樹枝狀，各種網(wǎng)絡(luò)狀，結(jié)環(huán)狀,有時(shí)也追蹤“

15、X”型共軛剪節(jié)理形成鋸齒狀張節(jié)理、單列或共軛雁列式張節(jié)理，有時(shí)也呈放射狀或同心圓狀組合。節(jié)理組：由同一時(shí)期，相同應(yīng)力作用下，產(chǎn)生的方向相互平行或大致平行,力學(xué)性質(zhì)相同的一排節(jié)理。如平行型、斜列型。節(jié)理系：由同一時(shí)期，相同應(yīng)力作用下，產(chǎn)生的兩組或兩組以上的節(jié)理組合而成。如X”型、環(huán)型，放射型等。節(jié)理的分期：就是區(qū)分不同時(shí)期形成的節(jié)理的先后關(guān)系。常利用切斷錯(cuò)開，限制中止、相互切錯(cuò)等現(xiàn)象。節(jié)理的配套原則：據(jù)羽狀剪節(jié)理?yè)?jù)追蹤張節(jié)理?yè)?jù)節(jié)理的共軛關(guān)系及組合關(guān)系與水平擠壓有關(guān)的節(jié)理：1）早期平面共軛剪節(jié)理系2）晚期平面共軛剪節(jié)理系3）橫張節(jié)理斷層：巖石沿?cái)嗔衙嬗酗@著位移的破裂構(gòu)造。地殼中最主要的變形構(gòu)造之一

16、；斷層要素：斷層面、斷層帶、斷層線、斷盤、斷距。斷層與相關(guān)構(gòu)造的幾何關(guān)系分類斷層與巖層走向關(guān)系：走向斷層、傾向斷層、斜向斷層、順層斷層斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)分類：正斷層、逆斷層、平移斷層。相當(dāng)點(diǎn)：指未斷前的一個(gè)點(diǎn)在斷層位移以后分成的兩個(gè)點(diǎn)。相當(dāng)層：指同一地層由于斷層移動(dòng)而分別在斷層的兩盤出現(xiàn)。正斷層特點(diǎn):上盤下滑、傾角大、角礫棱角明顯、垂直走向有拉長(zhǎng)。正斷層的形成的地質(zhì)條件：1、局部性拉伸作用2、背斜轉(zhuǎn)折端處局部拉長(zhǎng)3背斜的轉(zhuǎn)折端4高塑性巖體上拱。逆斷層的特點(diǎn)：逆斷層:上盤上升、傾角小、角礫棱角不明顯或被壓扁、斷層兩側(cè)巖石有強(qiáng)烈積壓、揉皺現(xiàn)象，垂直走向有縮短。逆斷層形成的地質(zhì)條件：1、水平擠壓有利于

17、逆沖斷層的發(fā)育（區(qū)域性的水平擠壓）2、高塑性巖體上拱課形成高角度逆斷層3、差異升降可形成。平移斷層：斷面平直有擦痕、近直立、延伸遠(yuǎn)，常有較大的派生構(gòu)造平移斷層的地質(zhì)條件：1、由側(cè)向擠壓中不同的巖塊在垂直于縱向逆斷層或褶皺樞紐方向上不等程度的推進(jìn)而形成。其規(guī)模一般不大，常終止于褶皺倒轉(zhuǎn)翼或逆斷層上，其旋向無(wú)一定規(guī)律。2、由側(cè)向擠壓作用產(chǎn)生的平面X型扭裂面發(fā)展而成的平移斷層，一般規(guī)模較大，旋向具有一定規(guī)律，其較前一種更為普遍。斷層的識(shí)別標(biāo)志：1、地貌標(biāo)志斷層崖斷層三角面錯(cuò)動(dòng)的山脊串珠、帶狀分布的湖泊和泉水地震震中的線狀分布，線狀分布的礦體、礦脈2、構(gòu)造標(biāo)志構(gòu)造不連續(xù)性強(qiáng)變形帶的出現(xiàn)如強(qiáng)烈劈理化帶和

18、強(qiáng)烈碎裂帶標(biāo)志物的錯(cuò)斷：包括巖層、巖脈、不整合面、先期斷層和侵入體邊界等。斷層兩盤相對(duì)位移方向的確定：1、地層學(xué)特征：包括括地層的新老、重復(fù)、缺失、變厚、變薄，變寬、變窄等。52、斷層兩側(cè)的派生現(xiàn)象：即分支構(gòu)造的性質(zhì)和方位。3、斷層旁側(cè)的牽引構(gòu)造。4、斷層面上的特征：擦痕，階步，反階步等。5、斷層帶破碎物的特征；即斷層角礫以及構(gòu)造透鏡體的排列分布情況。6、生長(zhǎng)斷層兩盤的厚度。7、平移斷層的收斂、分散作用和升降活動(dòng)斷層效應(yīng)：指斷層活動(dòng)引起的巖層視錯(cuò)動(dòng)。受斷層面產(chǎn)狀、斷層真位移，地層產(chǎn)狀，觀察剖面的控制。同一斷層在不同截面上顯示出不同的特征的現(xiàn)象就是斷層效應(yīng)。確定斷層的形成時(shí)期1斷層切割地層2斷層

19、與不整合的關(guān)系3斷層與巖漿巖體的關(guān)系4斷層帶物質(zhì)測(cè)年5兩盤地層厚度生長(zhǎng)斷層：在沉積過程中發(fā)育的斷層，稱為生長(zhǎng)斷層生長(zhǎng)斷層的基本特征：1.一般為走向正斷層2.平面上距離多具等距性,剖面上發(fā)展具旋回性3.剖面形態(tài)上常呈上陡下緩的犁式；4.上盤生長(zhǎng)地層明顯增厚，這是同沉積斷層最基本的特征和識(shí)別標(biāo)志；5.斷距隨深度增大，地層時(shí)代越老，斷距越大；6.上盤常發(fā)育逆牽引構(gòu)造。推覆構(gòu)造：規(guī)模巨大(10公里以上)并且上盤沿低角度波伏起伏的斷層面遠(yuǎn)距離推動(dòng)的逆沖斷層叫做推覆構(gòu)造。飛來(lái)峰：逆沖斷層上盤被剝蝕，使下盤巖石出露，如果上盤巖石被剝蝕成孤島狀，則稱為飛來(lái)峰構(gòu)造窗：這種由上盤巖塊環(huán)繞，四周以斷層線為界的下盤局部露頭稱為構(gòu)造窗。生長(zhǎng)指數(shù)：是同一巖層下降