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1、福州大学紫金矿业学院福州大学紫金矿业学院 2009200920092009 级资源勘查工程级资源勘查工程 2 2 2 2 班班紫金矿业学院 2009 级资源勘查工程二班探索无畏青春无悔- 2 -第一章第一章绪论绪论构造地质学构造地质学： 构造地质学是广义构造学的一个分支学科， 研究各类地质体 （岩石、岩层、岩体）在力的作用下发生的变形形成的各种构造现象；主要研究这些构造的几何形态、组合型式、形成机制和演化进程，探讨产生这些构造的作用力的方向、方式和性质。构造地质学的研究内容：构造地质学的研究内容：包括构造的几何学、运动学和动力学三方面的内容。构造尺度构造尺度：主要是指构造的规模，地壳与岩石圈中
2、的构造规模相差极大，大至全球，小至纳米。 （巨型构造、大型构造、中型构造、小型构造、微型构造、超微构造）构造层次划分：构造层次划分：表构造层次、浅构造层次、中构造层次、深构造层次。表层构造：1km 的地表，剪切作用，脆性变形；代表构造为断层、 节理，其次为褶皱。浅层构造：17km，褶皱作用，脆性变形；代表构造为褶皱，其次为断层、节理。中层构造：817km，强褶皱作用，塑性变形，以板劈理出现为界；代表构造为紧密褶皱、韧性剪切带和断层。深层构造：17km，流变作用、熔融作用，顶面以片理为界；代表构造为柔流、韧性剪切带、混合岩化、深熔花岗岩。第二章第二章地质体的基本产状及沉积岩层构造地质体的基本产状
3、及沉积岩层构造产状产状：面状和线状构造的方位和空间状态，即指其与水平参考面和地理方位之间的关系。面状构造产状要素：面状构造产状要素：走向、倾向、倾角走向走向：倾斜平面与水平面的交线叫走向线，走向线两端的延伸方向即为该平面的走向。倾向倾向：倾斜平面上与走向线垂直的线叫倾斜线，倾斜线在水平面上的投影所指的沿平面向下倾斜的方位即为倾向。倾角：倾角：倾斜平面上倾斜线与倾斜线在水平面上的投影之间的夹角。注：视倾角小于或等于真倾角。注：视倾角小于或等于真倾角。线状构造的产状要素：线状构造的产状要素：倾伏向、倾伏角、侧伏向、侧伏角。紫金矿业学院 2009 级资源勘查工程二班探索无畏青春无悔- 3 -倾伏向倾
4、伏向：某一直线在水平面上的投影所指的该直线向下倾斜的方位。倾伏角：倾伏角：直线与其水平投影线之间的夹角。侧伏向：侧伏向：构成侧伏锐角的走向线那一端的方位。侧伏角：侧伏角：直线与该平面走向线间所夹的锐角。面向面向：是指成层岩层顶面法线所指的方向，是成层岩系中岩层由老变新（由底面至顶面）的方向。原生构造：原生构造：交错层理、递变层理、波痕、层面暴露标志（泥裂、雨痕） 、生物标志（叠层石、根系、化石） 、底面印模。利用原生构造判别岩层的顶底关系利用原生构造判别岩层的顶底关系： （图）（图）（1）交错层理：每组细层理与层系顶部主层面呈截交关系，而与层系底部主层面呈收敛变缓关系，弧形层理凹向顶面，也即“
5、顶截底切” ；（2）粒级层序：又叫递变层理，在一单层内，从底到顶粒度由粗变细递变，其厚度可由几厘米到几米两相邻粒级层之间的下层面常受到冲刷，海退层位往往保存不完整但也有海退层位保存完整者，即由底到顶由细到粗；（）波痕：可指示顶底面的波痕主要是对称型浪成波痕这种波痕不论是原型还是其印模，都是波峰尖端指向岩层的顶面，波谷的圆形则是波谷凹向底面；（）泥裂：又称干裂或示底构造，剖面上呈“”字型，其尖端指向底除此而外还有雨痕、冰雹痕及其印模，冲刷痕等，古生物化石的生长和埋藏状态， 如叠层石凸出方向往往指向岩层的顶注：劈理的倾斜角比层理缓，岩层发生倒转；反之，岩层未发生倒转。注：劈理的倾斜角比层理缓，岩层
6、发生倒转；反之，岩层未发生倒转。岩层的产状类型：岩层的产状类型：水平岩层、倾斜岩层、直立岩层、倒转岩层。“V V V V”字形法则字形法则：倾斜岩层在穿越沟谷和山脊时，其在地表的出露界线的平面投影呈“V”字形态，倾斜岩层在地表出露界线的这种分布规律，称为“V”字形法则。判别： （图、实习手册 P5）岩层倾向与坡向相反与等高线弯曲方向相同岩层曲率小于等高线。岩层倾向与坡向相同但倾角大与等高线弯曲方向相反岩层曲率小于等高线。岩层倾向与坡向相同但倾角小与等高线弯曲方向相同岩层曲率大于等紫金矿业学院 2009 级资源勘查工程二班探索无畏青春无悔- 4 -高线。地层接触关系基本上可分为整合接触和不整合接
7、触两大类型。地层接触关系基本上可分为整合接触和不整合接触两大类型。角度不整合：角度不整合：上下两套地层之间不但有地层缺失、产状不同，而且构造（褶皱、断裂等）型式、变形强度、变质程度、岩浆活动不同，反映两套地层经历了不同的地质发展历史。平行不整合：平行不整合：不整合面上下两套地层的产状彼此平行，但有缺失地层。角度不整合形成过程角度不整合形成过程：下降、沉积褶皱、断裂、变质作用或岩浆侵入、不均匀隆起、沉积间断并遭受剥蚀再下降接受沉积。平行不整合平行不整合形成形成过程过程：下降、沉积上升、沉积间断、遭受剥蚀再下降接受沉积。角度不整合存在的标志角度不整合存在的标志：地层的沉积间断、沉积-侵蚀标志（风化
8、壳、古侵蚀面、古土壤、底砾岩） 、产状不同或变形样式不同、岩浆活动或变质作用不同等。不整合研究意义不整合研究意义：反映上、下地层空间的相互关系和时间上的发展顺序；是岩石地层单元划分的重要参考界线；有助于了解古地理，古构造演变；不整合面与矿产关系密切铁、锰、磷、铝土矿，岩浆热液型矿床，石油、天然气。第三章第三章应力分析基础应力分析基础应力：应力：指受力物体内任意一截面单位面积上的附加内力。正应力：正应力：垂直于作用面的应力。剪应力：剪应力：平行于作用面的应力。应力椭球体：应力椭球体：当主应力123,且符号相同时,就可根据一点的主应力矢量为半径作出一个椭球体,该椭球体代表该点的全应力状态, 称应力
9、椭球体。应变椭球体：应变椭球体：设想物体和岩石变形前为一单位圆球体,变形后这个圆球体就会变为椭球体,该椭球体称为应变椭球体。图：图：P29P29P29P29 图图 3-103-103-103-10 了解每个图的含义。了解每个图的含义。A:单轴压应力12=3=0B:静水压力1=2=30C:三轴压应力1230D:双轴压应力123=0E:平面应力12=03F:纯剪应力1=-3,2=0紫金矿业学院 2009 级资源勘查工程二班探索无畏青春无悔- 5 -应力场：应力场：物体内各点的应力状态在物体占据的空间内组成的整体。构造应力场：构造应力场：指地壳中一定范围内某一瞬时的应力状态。第四章第四章变形岩石应变
10、分析基础变形岩石应变分析基础变形：变形：当地壳中岩石体受到应力作用后，其内部各质点经受了一系列的位移， 从而使岩石体的初始形状、方位或位置发生了改变。变形的基本方式：变形的基本方式：平移、转动、形变和体变。线应变：线应变：对线变形的度量。常见度量方式：伸长度(线段伸长量与原长之比)、 长度比（指线段变形后长度与原长之比）、平方长度比（长度比的平方）、自然应变。剪应变：剪应变：剪变角的正切或正弦。剪变角：剪变角：剪裂面与最大主应力轴方向的夹角。第五章第五章岩石力学性质岩石力学性质岩石变形阶段：岩石变形阶段：弹性变形、塑性变形、破裂变形。脆性材料：脆性材料：在断裂前的塑性变形的应变量小于 5%的材
11、料。韧性材料：韧性材料：在断裂前的塑性变形的应变量超过 10%的材料。（P46）影响岩石力学性质的因素：影响岩石力学性质的因素：岩石力学性质除取决于岩石性质如成分、结构、构造外（各向异性），还取决于变形环境，如围压、温度、孔隙流体和时间等。岩石围压围压增加的效应一方面增加了岩石的极限强度，另方面增加了岩石的韧性；温度温度的增加常使岩石的韧性增加， 屈服极性降低； 孔隙流体孔隙流体可以使岩石强度降低，促进溶解迁移和重结晶作用； 时间时间对岩石的力学性质的影响表现为对应变速率的影响和对岩石的蠕变与松弛。岩石变形的微观机制：岩石变形的微观机制：脆性变形机制、塑性变形机制。脆性变形机制脆性变形机制：有
12、微破裂、碎裂作用、碎裂流。微破裂是在一定条件下岩石内部的某些部位容易造成应力集中而形成微小的破裂。碎裂作用是在应力作用下， 无数微破裂扩展、连接、局部密集成带，形成高度破碎的岩石碎块和粉晶集合体的过程。碎裂流是指高度破碎的岩石碎块和粉晶重复破碎，粒度不断减小，相互之间产生相对摩擦滑动和刚体转动的变形过程。塑性变形机制塑性变形机制：有晶内滑动和位错滑动、位错蠕变、扩散蠕变、溶解蠕变、颗粒紫金矿业学院 2009 级资源勘查工程二班探索无畏青春无悔- 6 -边界滑动等多种形式。晶内滑动沿晶体内部一定滑移系发生，即沿某一滑移面的一定方向滑移。位错滑动是微观上形成的晶内滑移，并非同时发生在整个滑移面上，
13、滑移首先发生在应力集中区（晶体缺陷处），然后沿滑移面扩张，最终与晶粒边界相交，产生一个阶梯。位错蠕变是指当 0.3m（m为熔融温度）时，恢复作用开始起重要作用；位错攀移使符号相反的位错互相抵消，“相同者”重新排列成位错壁，形成亚晶粒。扩散蠕变在固态下（即没有流体参与的情况下），通过晶内和晶界的空位运动和原子运动来改变晶粒形状的一种塑性变形机制。溶解蠕变也称压溶，是一种有流体参与的塑性变形过程:物质在高压应力区溶解，通过流体迁移，在低压应力区沉淀，从而造成塑性变形。颗粒边界滑动是当岩石处在高温（0.5m）时可能发生颗粒边界滑动。断裂准则断裂准则：表征岩石破裂条件的应力状态与岩石强度参数间的函数关
14、系，称为断裂准则或断裂条件。断裂准则条件断裂准则条件：将发生断裂的截面内的应力状态，即临界应力状态或极限应力状态；材料力学性质。第六章第六章 劈理劈理构造构造“透入性透入性” ：是指在一个地质体中均匀、连续、弥漫整体的构造现象，反映了地质体的整体发生了变形或变质作用。劈理：劈理：是一种将岩石按一定方向分割成平行密集的薄片或薄板的次生面状构造它发育于强烈变形的岩石里，具有明显的各向异性特征，发育状况往往与岩石中所含片状矿物的数量及其定向程度有关。劈理传统分类：劈理传统分类：流劈理、破劈理、滑劈理；流劈理流劈理是由片状、板状或扁圆状矿物或其集合体的平行排列构成的。滑劈理滑劈理又称应变滑劈理、折劈理
15、（褶劈理），是一组切过早期形成的劈理（流劈理） 的破裂面，并沿破裂面发生滑动，使早期片理产生微型褶皱。破劈理破劈理指岩石中密集的(间距小于 10mm)且平行排列的一系列破裂面,其力学性质与剪节理相同。劈理结构分类劈理结构分类：连续劈理（板劈理、千枚理和片理、片麻理）、不连续劈理（褶劈理、间隔劈理）。紫金矿业学院 2009 级资源勘查工程二班探索无畏青春无悔- 7 -第七章第七章线理线理线理：线理：是泛指岩石内部或表面上的各种平行线状构造。线理运动学分类线理运动学分类：按运动学性质分为 a(A)型线理和 b(B)型线理。 a(A)型线理是指与物质运动平行的线理，b(B)型线理是指与物质运动方向垂
16、直的线理。a(A)型线理包括拉伸线理、矿物生长线理、擦痕、压力影构造和铅笔构造；b(B)型线理包括皱纹线理、交面线理、石香肠、窗棂构造、杆状构造和铅笔构造。（例如： 拉伸线理是指岩屑、砾石、鲕粒、矿物（集合体）被拉长，平行排列，其长轴与物质运动方向一致。 窗棂构造是指在强硬层组成的形似一排棂柱的半圆柱状大型线状构造，棂柱的延伸方向与物质运动方向垂直。）小型线理：小型线理：拉伸线理、矿物生长线理、皱纹线理、交面线理、擦痕。大型线理：大型线理：石香肠构造、窗棂构造、杆状构造、铅笔构造、压力影构造。第八章第八章褶皱的几何分析褶皱的几何分析褶皱的基本形态：褶皱的基本形态：背形、向形、中性。褶皱的基本类型：褶皱的基本类型：背斜、向斜、复背斜、复向斜。褶皱要素：褶皱要素：（P88）核、翼、拐点、翼间角、转折端、枢纽、脊线和槽线、轴面。褶皱位态分类：褶皱位态分类：
