構(gòu)造地質(zhì)學(xué)A卷

1、試卷A一、何謂沉積巖層的原生構(gòu)造？試述野外認(rèn)識沉積巖層原生構(gòu)造的意義。答：沉積巖在沉積過程中和成巖過程中產(chǎn)生的非構(gòu)造變動的構(gòu)造特征稱為沉積巖層的原生構(gòu)造。如層理、層面構(gòu)造、結(jié)核、堆疊以及生物遺跡、疊層理等等。沉積巖的原生構(gòu)造主要是巖石學(xué)和沉積學(xué)研究的內(nèi)容，但是它對地質(zhì)構(gòu)造的研究也是有重要意義：1沉積巖原生構(gòu)造為研究和判斷巖層形成時的古地理演化、尋找某些礦床和地殼運(yùn)動的性質(zhì)、特點(diǎn)、和演化歷史提供重要資料。2有些原生構(gòu)造如層理、層面構(gòu)造等，是鑒別巖層頂、底面和確定巖層相對新老層序的重要依據(jù)。3了解沉積巖層原生構(gòu)造特征對觀察、分析各種地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)，確定巖層產(chǎn)狀要素、厚度和巖石變形特征具有一定指導(dǎo)意義

2、，并且在某些情況下具有特殊作用?？傊箨懙貧け韺拥牡刭|(zhì)構(gòu)造很多都是由沉積巖形成的，因此觀察和分析沉積巖層的原生構(gòu)造是研究地質(zhì)構(gòu)造的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，具有深刻意義。二、巖石中共軛剪切面的理論位置如何確定，理論位置與實(shí)際位置有何不同，用莫爾庫侖理論怎樣解釋?答：、根據(jù)雙軸應(yīng)力狀態(tài)的二維應(yīng)力分析，得出 。當(dāng)=45°時，剪應(yīng)力為最大值。其單軸應(yīng)力狀態(tài)的二維應(yīng)力摩爾圓如下圖1所示。兩組最大剪應(yīng)力作用面即為理論上的共軛剪切面。圖1 單軸應(yīng)力狀態(tài)的二維應(yīng)力摩爾圓從野外實(shí)地觀測與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)來看，巖石內(nèi)兩組初始剪裂面的夾角常以銳角指向最大主應(yīng)力方向，即包含1的共軛剪切破裂角常小于90°

3、，通常約60°左右，而剪裂角則小于45°。即兩組共軛剪裂面不是沿理論分析的最大剪應(yīng)力作用面的方向發(fā)育。庫侖剪切破裂準(zhǔn)則認(rèn)為：巖石抵抗剪切破壞的能力不僅同作用在截面上的剪應(yīng)力有關(guān)，而且還與作用在該截面上的正應(yīng)力有關(guān)。設(shè)產(chǎn)生剪切破裂的極限剪應(yīng)力為，則有一下關(guān)系式：式中是當(dāng)時巖石的抗剪強(qiáng)度；是剪切面上的正應(yīng)力，當(dāng)為壓應(yīng)力時，為正值，將增大；當(dāng)為張應(yīng)力時，為負(fù)值，將減??；為巖石的內(nèi)摩擦角，在、的坐標(biāo)平面內(nèi)，上式為兩條直線，稱為剪切破裂線(如下圖2所示)，該線與極限應(yīng)力圓的切點(diǎn)代表剪切破裂面的方位及其應(yīng)力狀態(tài)，顯然，該切點(diǎn)并不代表最大剪應(yīng)力與作用面的截面，而代表略小于最大剪應(yīng)力的一個

4、截面，其上的壓應(yīng)力值介于與之間，并接近值。剪破裂線總是向著軸的負(fù)方向，即向張應(yīng)力方向傾斜。它說明該截面上的剪應(yīng)力值比最大剪應(yīng)力值略小，但其上的壓應(yīng)力值卻比最大剪應(yīng)力面上的壓應(yīng)力小得多。因此，該截面阻礙剪裂發(fā)生的抵抗力也小很多，所以，在這個截面上最容易產(chǎn)生剪切破裂。當(dāng)巖石發(fā)生剪切破裂時，剪裂面與最大主應(yīng)力軸的夾角，即剪裂角，共軛剪裂角為。由此可見，剪裂角的大小取決于內(nèi)摩擦角（）的大小，內(nèi)摩擦角小，剪裂角就大；內(nèi)摩擦角大，剪裂角就小。圖2 剪切破裂時的摩爾圓圖解莫爾剪切破裂準(zhǔn)則認(rèn)為，相當(dāng)多材料的內(nèi)摩擦角（）并不是一個固定的常數(shù)，其破裂線的方程一般表達(dá)式為：，該破裂線稱莫爾包絡(luò)線，它表現(xiàn)為曲線。包絡(luò)

5、線各點(diǎn)做標(biāo)（，），代表各種應(yīng)力狀態(tài)下在即將發(fā)生見破裂的截面上的極限應(yīng)力值。由于角是變化的，因而剪裂角也是變化的，但是仍小于45°。則共軛剪切面的理論位置與實(shí)際位置是不相同的。三、縱彎褶皺和橫彎褶皺的區(qū)別？（代表性褶皺的名稱，從內(nèi)部構(gòu)造發(fā)育、力學(xué)、組合特征加以區(qū)別）答：巖層受到順層水平擠壓應(yīng)力的作用而發(fā)生褶皺，稱為縱彎褶皺作用；巖層受到由下而上的擠壓應(yīng)力作用而發(fā)生褶皺，稱為橫彎褶皺作用。其主要區(qū)別有：1、縱彎褶皺順層水平擠壓應(yīng)力主要來自地殼的水平運(yùn)動，地殼中大多數(shù)褶皺都是縱彎褶皺作用形成的；橫彎褶皺由下而上的擠壓應(yīng)力主要來自地殼的升降運(yùn)動、基底斷塊上隆，巖漿上升、巖鹽石膏等高韌性物質(zhì)的

6、上供，以及沉積過程中的同沉積褶皺作用等。2、在縱彎褶皺作用中，巖層的彎曲是通過層間滑動發(fā)生的，稱為彎滑褶皺作用，如果是通過順層流動和順層剪切作用發(fā)生的，則稱為彎流褶皺作用。具體在一個地區(qū)的褶皺構(gòu)造是通過何種方式的作用形成的，內(nèi)部會出現(xiàn)何種構(gòu)造，則要受到巖層的分層情況和巖石力學(xué)性質(zhì)的控制。一般來說，在脆硬性巖層中產(chǎn)生彎滑褶皺作用，在韌軟性巖層中產(chǎn)生彎流褶皺作用。橫彎褶皺作用，同樣也會引起彎滑褶皺作用和彎流褶皺作用，但與縱彎褶皺作用相比有著明顯的不同。彎滑褶皺作用形成的褶皺類型有：在彎滑作用下形成平行褶皺、不對稱褶皺；在灣流作用下形成相似褶皺、頂厚褶皺、平行褶皺。橫彎褶皺作用形成的褶皺類型主要為頂

7、薄褶皺。對于縱彎褶皺作用：（1）單一巖層或彼此粘結(jié)很牢成為一個整體的一套巖層，在縱彎褶皺作用下，會出現(xiàn)一個統(tǒng)一的中和層(面)，把褶皺巖層分為拉伸區(qū)和壓縮區(qū)，在不同的應(yīng)變區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了不同的小構(gòu)造；（2）對于一套巖性脆硬、層間粘結(jié)不牢的多層狀巖層，在縱彎褶皺作用下，層面起著重要作用，產(chǎn)生彎滑褶皺作用，彎曲成褶皺；（3）對于一套巖性韌軟、層間鉆結(jié)不牢的多層狀巖層，在縱彎褶皺作用下，不僅有彎滑褶皺作用，而更主要的是產(chǎn)生彎流褶皺作用，彎曲成褶皺；（4）脆硬性巖層與韌軟性巖層組成相間的互層，在縱彎理級作用下，脆硬性巖層形成平行褶曲，韌軟性巖層形成相似褶曲。(5)在較厚的脆硬性巖層中夾有較薄的韌軟性巖層，在縱

8、彎褶皺作用下，上、下的脆硬性巖層相對滑動產(chǎn)生力偶，使其間的韌軟性巖層形成不對稱的層間小褶皺。對于橫彎褶皺作用：整套巖層都處于拉伸狀態(tài)，每層都沒有中和層；尤其是由于巖漿浸入或高韌性巖體上拱造成的彎窿，頂部不僅會拉伸變薄，而且還可能造成放射狀或環(huán)狀斷裂，如為礦液充填就會形慶放射狀或環(huán)狀礦體；韌性巖層往往會由頂部向兩翼流動，在兩翼形成小褶皺，小褶皺的的軸面外側(cè)傾斜，軸面與鄰側(cè)巖層所夾銳角指向鄰側(cè)巖層的滑動方向。某些重力滑動構(gòu)造與橫彎裙皺作用的關(guān)系也很密切，因?yàn)闄M彎褶皺作用可以造成重力滑動所必須的斜坡，導(dǎo)致巖層在重力作用下產(chǎn)生緩慢地滑動。四、試述張節(jié)理與剪節(jié)理的特征差異。答：剪節(jié)理是由剪應(yīng)力產(chǎn)生的破裂

9、面；張節(jié)理是由張應(yīng)力產(chǎn)生的破裂面。其有以下差異：1、剪節(jié)理產(chǎn)狀較穩(wěn)定，沿走向和傾向延伸較遠(yuǎn)；張節(jié)理產(chǎn)狀不甚穩(wěn)定，延伸不遠(yuǎn)。2、剪節(jié)理較平直光滑，有時具有因剪切滑動而留下的擦痕，剪節(jié)理未被礦物充填時是平直閉合縫，如被充填，脈寬較為均勻脈型較為平直；張節(jié)理面祖糙不平，無擦痕3、發(fā)育于礫巖和砂巖等巖石中的剪節(jié)理，一般穿切礫石和膠結(jié)物；在膠結(jié)不太堅(jiān)實(shí)的礫巖或砂巖中的張節(jié)理常常繞礫石或粗砂粒面過，如切穿礫石破裂面也凹凸不平。4、典型的剪節(jié)理常常組成共軛“X”型節(jié)理系?！癤”型節(jié)理發(fā)育良好時，則將巖石切成菱形、棋盤格式，剪節(jié)理往往成等距排列；張節(jié)理多開口，一般被礦脈充填。脈寬變化較大，脈壁不平直。5、主剪

10、裂面由羽狀微型面組成。羽狀微裂面與主剪裂面交角一般為10°15°。相當(dāng)于內(nèi)摩擦角()的一半；張節(jié)理有時呈不規(guī)則的樹枝狀，各種網(wǎng)絡(luò)狀，有時也追蹤“X”型共扼剪節(jié)理形成鋸齒狀張節(jié)理、單列或共扼雁列式張節(jié)理，有時也呈放射狀或同心圓狀組合形式。五、野外確定斷層存在的主要依據(jù)有那些？列舉五個方面的具體應(yīng)用。答：斷層廣泛發(fā)育于不同的構(gòu)造環(huán)境中，類型很多形成機(jī)制各異，大小差別極大，因此，研究的內(nèi)容、方法和手段各不相同。但是斷層研究的首要環(huán)節(jié)是要識別斷層和確定斷層的存在。斷層雖然可以通過分析和解譯航空照片與衛(wèi)星照片、物探圖、地質(zhì)圖和有關(guān)資料予以確定或推定。但識別和確定斷層存在的主要方式是進(jìn)

11、行野外觀側(cè)。斷層活動總會在產(chǎn)出地段的有關(guān)地層、構(gòu)造、巖石或地貌等方面反映出來，即形成斷層存在的標(biāo)定，這些標(biāo)忘則是識別斷層的主要依據(jù)。1、地貌標(biāo)志斷層活動及其存在，常常在地貌上有明顯的表現(xiàn)，這些由斷層引起的地貌現(xiàn)象就成為識別斷層的直接標(biāo)志。如由于斷層兩盤的相對滑動，斷層的上升盤常常形成斷層崖。如山西西南部高峻險(xiǎn)拔的西中條山和山前平原之間就是一條高角度正斷層所造成的陡崖；太行山山前斷裂帶使太行山于河北平原西緣拔地而起，成為華北平原的西部屏障。其次斷層三角面、錯斷的山脊、串珠狀湖泊洼地、泉水的帶狀分布、水系特點(diǎn)也是地貌判斷斷層存在的依據(jù)。2、構(gòu)造標(biāo)志斷層活動總是形成或留下許多構(gòu)造現(xiàn)象，這些現(xiàn)象也是判

12、別斷層可能存在的重要依據(jù)。任何線狀或面狀地質(zhì)體，如地層和礦層等均順其走向延伸。如果這些線狀或面狀地質(zhì)體在平面上或剖面上突然中斷、錯開，不再連續(xù)，說明有斷層存在。斷層造成的構(gòu)造線不連續(xù)現(xiàn)象，可在平面上或剖面上顯示出構(gòu)造的中斷。為了確定斷層的存在和錯開的距離，應(yīng)盡可能查明錯斷的相應(yīng)部分。斷層活動引起的構(gòu)造強(qiáng)化是斷層可能存在的重要依據(jù)，構(gòu)造強(qiáng)化有：巖層產(chǎn)狀的急變和急陡；節(jié)理化、劈理化窄帶的突然出現(xiàn)；小褶皺劇增，以及擠壓破碎和各種擦痕等現(xiàn)象。構(gòu)造透鏡體是斷層作用引起構(gòu)造強(qiáng)化的一種現(xiàn)象。斷層帶內(nèi)或斷層面兩側(cè)巖石破碎成大小不一的透鏡狀角礫塊體，長涇一般為數(shù)十厘米至一、二米。構(gòu)造透鏡體常成組、成帶或疊置產(chǎn)出

13、。構(gòu)造透鏡體一般是擠壓作用產(chǎn)出的兩組共軛剪節(jié)理把巖石切割成菱形塊體且菱塊棱角又被磨去而形成的。包含透鏡長軸和中軸的平面，或與斷層面平行，或與斷層面成小角度相交。在斷層帶中或斷層兩側(cè)，有時見到系列復(fù)雜緊閉的等斜小榴皺組成的揉皺帶。揉皺帶一般產(chǎn)于較弱薄層中，小褶皺軸面有時向一方傾斜，有時陡立，但軸面總的產(chǎn)狀常與斷層面斜交，所交銳角一般指示對盤運(yùn)動方向。斷層巖的發(fā)育和較廣泛產(chǎn)出也是斷層存在的良好判斷依據(jù)。3、地層標(biāo)志地層的重復(fù)和缺失是識別斷層的主要依據(jù)。4、巖漿活動和礦化作用標(biāo)志 大斷層尤其是切割很深的大斷裂常常是巖漿和熱液遠(yuǎn)移的通道和儲聚場所，因此，如果巖體、礦化或硅化等熱液蝕變帶沿一條線斷續(xù)分布，常常指示有大斷層或斷裂帶的存在。一些放射狀或環(huán)狀巖堵也指示放射狀斷裂或環(huán)狀斷裂的存在。5、巖相和厚度標(biāo)志 如呆