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1、一、造地质学的研究对象和内容构造地质学是地质学的一门分支学科，其研究对象是地壳或岩石圈的构造。地质构造是指组成地壳的岩石（岩体）在内，外动力地质作用下发生的变形与变位，而形成的各种（构造）现象，诸如褶皱、断裂、劈理以及其它各种面、线状构造等。构造地质学研究内容主要研究内动力地质作用所形成的各种构造地质的形态、产状、规模，形成条件、形成机制，分布和组合规律及其演化史，并进一步探讨产生地质构造的地壳运动的方式，规律及动力来源。内动力地质作用下产生的各种构造现象主要是在成岩后形成的次生构造，但对沉积岩在成岩过程中、岩浆岩在侵位和结晶过程中形成的原生构造也要加以认识和研究。构造尺度可以分为巨、大、中、
2、小、微、超微等级别，不同的构造尺度其研究任务与方法不同。野外调查通常是从小或中尺度构造现象入手；室内研究则为微、超微尺度研究；巨、大型尺度研究已属大构造研究领域，除上内容研究之外，还需对该区地层，沉积相和建造、岩浆活动，变质作用，及成矿作用等综合研究分析。二、构造地质学的研究意义理论意义阐明地壳构造在空间上的相互关系和空间上的发育顺序，探讨地壳构造演化和地壳运动规律及其动力来源。实践意义与国民经济建设想相关，有利的方面，如矿产资源（能源资源），水资源，受一定的构造控制，不利的方面，如地震活动，工程地质，环境地质，保护、改善利用环境地质，防止和减少地质灾害等都与构造地质密切相关。构造地质学与工程
3、地质稳定性实例1、法国马尔帕赛水坝薄拱坝坝高60m，底宽6.26m，顶宽1.5m，修建在片麻岩上。1959年12月2日，当水库接近满库时坝体突然崩溃。其中地质上原因是坝上游拉应力分布区内陡倾张裂隙和缓倾软弱面相连，导致孔隙水压急剧增高，引起坝基滑移。2、四川永川县陈食水库坝基渗漏，在坝基附近岸坡坡脚处，风化泥岩中发育一组与岸坡走向平行的陡倾卸荷裂隙，有的开口达20cm之大，渗漏造成的。3、安徽梅山水库连拱坝坝肩破裂，受右坝肩花岗岩体内一组平缓裂隙向河谷方向滑移导致。4、意大利瓦依昂水库滑坡事件，坝高267m，是当时世界上最高的双拱坝。库区蓄水后，山体突然以高达2530m/s的速度下滑，近2亿方
4、土石迅速淤满水库，掀起高过坝顶100余m的涌浪，冲毁下游3KM处的村镇，造成3000人死亡，水库变为石库。第二章沉积岩层的产状及其原生构造1岩层产状、厚度及其出露特征一、岩层的原始产状沉积盆地（海洋或大型湖泊）中心，形成的岩层是水平的或近水平的，而边缘、岛屿，水下隆起等周围的沉积物产状具有一定的倾角，称为原始倾斜。原始水平的岩层，经构造变动后，可变为倾斜、直立、倒转以及各种褶皱形态，但也有仍保持近水平状态。二、水平岩层岩层上下两个面保持水平状态，即同一层面上各点海拔高度基本相同的岩层，称为水平岩层。其特征如下：1、在层序没有倒转的前提下，地质时代较新的岩层叠置在较老的岩层之上。当地形剥蚀切割轻
5、微的地面只出露最新岩层；如切割强烈时，老岩层则出露于河谷，冲沟等低洼处，较新岩层分布于山顶或分水岭上，即岩层愈老出露愈低，岩层愈新其出露的位置愈高。2、水平岩层的露头形态，完全受地形控制，其出露线（岩层与地面的交线）在地质图上表现为与地形等高线平行或重合，而不会相交。3、水平岩层的厚度就是岩层顶面与底面标高之差。4、水平岩层露头宽度，与岩层厚度和地形坡度的变化有关。三、倾斜岩层由于地壳运动，使原始水平的岩层发生构造变动，形成倾斜岩层。单斜岩层可以是褶皱的一翼或断层的一盘，也可以是区域性不均匀沉隆或上升引起的区域性倾斜。（一）岩层产状及其测定1、产状要素：走向、倾向、倾角真倾角与视倾角之间关系为
6、：tan=tan.cos（式中为真倾角，为视倾角，真倾向线与视倾向线之间夹角）2、岩层产状要素的测定与表示方法（要求学生回顾地学概论和南京实习时现场实际测量）。岩层产状要素，通常用罗盘直接测量，有些情况下需用作用法，赤平投影法求出岩层产状要素。层产状文字表示法：通常只记录倾向和倾角即可，走向则通过倾向加或减90度换算。方位角SW20525或20525象限角法，以北或南作为起点（0），一般记为N65W25或NW6525符号表示（用于地质图上）（二）岩层的厚度真厚度、视厚度、铅直厚度三者具有一定的三角函数关系附录V有详细介绍。（三）倾斜岩层的露头形态（V字形法则）（本章重点之一）水平岩层露头线与等
7、高线平行或重合；直立岩层露头线不受地形影响，始终呈直线延伸；倾斜岩层露头界线复杂，表现为与地形等高线交切关系，并显示出一定的规律性，即在经过山脊和河谷时，均呈“V”字形态展布即“V”字形法则。有下列三种情况：1、岩层倾向与地面坡向相反：在山脊处“V”字形尖端指向山下，在沟谷处“V”字形尖端指向上游。2、岩层倾向与地面坡向相同，且岩层倾角大于地面坡角时，在山脊处“V”字形尖端指向山下，沟谷处“V”字形尖端指向上游。3、岩层倾向与坡向相同，但岩层倾角小于地面坡角时，“V”字形尖端在山脊处指向山下，沟谷处指向上游。1、3两种情况相似，不同的是后者“V”字形弯曲大于等高线，而前者“V”字形弯曲度小于等
8、高线。示图。（四）岩层的露头宽度（自学）岩层厚度、倾角、坡角、坡向与岩层倾向，倾角之间关系的影响，学生自己阅读即可。2沉积岩层的原生构造沉积岩是地球表分布最广泛的岩石，其分布面积约占地球大陆面积的75%，因此，大部分地质构造是由沉积岩形成的。所以观测分析沉积岩层的原生构造、岩层产状和接触关系是研究地质构造的一项基础工作，也是本课程的基本内容之一。举例：安徽贵池徐桥银矿产于奥陶系灰岩裂隙中，为脉状矿体。奥陶系灰岩为厚层块层状且大理岩化，层理看不清。地质人员对地层产状长时间争论不休，后来我根据大理岩中残留的生物碎屑的排列方向，确定了原始层理，令地质人员十分信服。岩层由两个平行或近乎平行的界面所限制
9、的、岩性基本一致的层状岩体。由沉积作用形成的岩层称沉积岩层。层面上、下岩层的界面。上层面叫做顶面，下层面叫底面，两个岩层的接触面，既是上覆岩层的底面，又是下覆岩层的顶面。厚度两个层面之间的垂直距离。沉积岩在沉积过程中或成岩作用过程中产生的非构造变动的构造称为沉积岩层的原生构造。如层理、层面构造（泥裂、雨痕、印模等）、结核、叠锥以及生物遗迹等等。尽管这些都是沉积岩石学研究的内容，但是，其对构造地质的研究也有重要意义。一、层理及识别1、层理是沉积岩最常见的一种原生构造，是由岩石成分、结构和颜色在剖面上突变或渐变所显现出来的一种成层构造。层理按其形态可分为三种基本类型：平行层理、波状层理、斜层理。（
10、放映照片、展示标本或模型）细层与层系概念介绍，示图a为细层，图b为层系。2、层理的识别（1）岩石成份变化，系由成分差异而显示出来的层理（2）岩石结构变化，指岩石粒度和形状的变化显示出来（3）岩石颜色变化，由于颜色的不同显示出层理来（4）岩层的原生层面构造，包括波痕、泥裂、雨痕、生物遗迹及其印模等。二、利用沉积岩原生构造确定岩层的顶面和底面确定岩层新老关系是野外观察研究地质构造的一个重要问题。未经构造变动的岩层，其正常层序总是上顶下底，即上新下老，但经构造变动后岩层则可直立，甚至倒转，新老层序倒置的现象。化石是确定新老关系和地质年代的依据，但有些无化石的“哑地层”，则只能根据原生构造和某些次生构
11、造来确定新老层序。况且确定地层的新老关系，原生构造的方法比化石来得更容易些。（1）斜层理（2）粒序（韵律）层理，正粒序与反粒序层理（3）波痕（4）泥裂（5）雨痕、冰雹痕及其印模（6）冲刷充填构造（5）古生物化石的生长和埋藏状态3地层之间的接触关系一、整合与不整合1、整合：岩层连续沉积，层序无间断、产状一致、时代连续或其中的生物演化是渐变。2、不整合：层序有间断、缺失，即部分地层无沉积或虽有沉积但却被剥蚀。二、不整合类型（一）平行不整合：下降沉积上升、沉积间断、剥蚀再下降再沉积；不整合面上有下伏岩层组成的砾石、古风化壳、古土壤层。（二）角度不整合特征：缺失部分地层，上下岩层产状不一致呈一定的角度
12、相交，不整合面上有下伏岩层组成的底砾岩，古风化壳，古土壤层等。形成过程：下降沉积褶皱上升（伴有断裂活动、岩浆活动，变质作用等）沉积间断、遭受剥蚀再下降再沉积。反映上覆地层沉积之前，曾发生过褶皱等重要的构造事件。（三）地理不整合（区域不整合），指局部为平行不整合接触，但大范围内却是角度不整合。（四）嵌入不整合三、不整合的研究（一）确定不整合的存在（重点）1、地层古生物方面的证据：化石反映出生物演化的不连续性（种、属的突变），生物群落迥然差异。2、沉积方面的标志，存在侵蚀面、古风化壳、古土壤以及Fe、Mn、P、Ni，稀土或铝土矿等，底砾岩。3、构造方面的标志：产状，变形变质程度。4、岩浆活动和变质
13、作用方面的标志。（二）观察研究不整合面及其上、下地层的产状，岩性及时代。1、详细测制剖面，研究岩性，岩相和化石，确定时代，观察构造形态，变质情况，岩浆活动等。2、砾石来源、粒度、圆度、分选性、排列方向等。3、制图、素描图、照相等（三）研究不整合的空间和类型变化举例宁镇山脉J1-2xn与下覆地层的接触关系，在栖霞山高地为不整合，仙鹤观J1-2和T3h为平行不整合，在钟山则为整合接触关系。（四）确定不整合的形成时代（重点）形成时代：不整合面之下覆相对最新的地层时代为下限，不整合面之上相对最老的地层时代为其上限，缺失地层时代为其形成时代。注意二点：取下覆最新时代为下限，两者之间相隔最近的时代为不整合
14、形成时代；同一次构造运动周期不同地区有先有后，时间可长可短，缺失地层并不一致，这是褶皱幕的穿时代性的反映。大范围内，可发生多次构造变动，形成多个角度不整合和平行不整合，在接近大陆的地方，几个不整合面往往逐渐归并为一个角度不整合，其向缺失地层很多，实际上是包含了多次地壳运动所经历的构造事情。注意“缺”与“失”的关系，如我国华北O2/C2，是缺失O3、S、D、C1，还是原先有沉积，后来剥蚀掉即“失”去了。4软沉积变形软沉积变形指沉积或成岩作用过程中形成的非构造应力作用形成的变形。沉积物此时尚未固结成岩，处于塑性或半塑性状态，故称之为软沉积变形。一、负荷作用形成的软沉积变形负荷构造、火焰构造、砂球和
15、砂枕（视图）二、滑塌和滑移作用滑塌褶皱、爬折构造、卷曲层理（视图）三、与孔隙液压效应有关的软沉积变形砂岩墙、碟状构造四、软沉积变形的成因机制内因：沉积物力学性质高度塑性，抗剪（切）强度极差。外因：一定角度的斜坡地形和地震、风暴、海啸等外部诱发因素。第三章地质构造分析的力学基础一、力和体力1、力：物体相互间的一种机械作用2、接触力：物体与物体间的作用力3、面力：作用在物体表面的接触力4、应力集中：接触面积与物体边界面积比量级很小时，即集中5、体力：非接触力作用在物体内部每一支点上时，为体力二、外力和内力1、外力：外界物体向研究物体施加的作用力2、内力：外力作用引起的物体内部各点之间的相互作用力三、应力、正应力、剪应力1、应力：在外力作用下，物体内任一截面单位面积上的受力大小2、正应力：垂直截面的应力，以表示3、剪应力：平行截面的应力
