构造地质学A卷

1、试卷A一、何谓沉积岩层的原生构造？试述野外认识沉积岩层原生构造的意义。答：沉积岩在沉积过程中和成岩过程中产生的非构造变动的构造特征称为沉积岩层的原生构造。如层理、层面构造、结核、堆叠以及生物遗迹、叠层理等等。沉积岩的原生构造主要是岩石学和沉积学研究的内容，但是它对地质构造的研究也是有重要意义：1沉积岩原生构造为研究和判断岩层形成时的古地理演化、寻找某些矿床和地壳运动的性质、特点、和演化历史提供重要资料。2有些原生构造如层理、层面构造等，是鉴别岩层顶、底面和确定岩层相对新老层序的重要依据。3了解沉积岩层原生构造特征对观察、分析各种地质构造形态，确定岩层产状要素、厚度和岩石变形特征具有一定指导意义

2、，并且在某些情况下具有特殊作用。总之，大陆地壳表层的地质构造很多都是由沉积岩形成的，因此观察和分析沉积岩层的原生构造是研究地质构造的一项基础工作，具有深刻意义。二、岩石中共轭剪切面的理论位置如何确定，理论位置与实际位置有何不同，用莫尔库仑理论怎样解释?答：、根据双轴应力状态的二维应力分析，得出 。当=45°时，剪应力为最大值。其单轴应力状态的二维应力摩尔圆如下图1所示。两组最大剪应力作用面即为理论上的共轭剪切面。图1 单轴应力状态的二维应力摩尔圆从野外实地观测与室内实验来看，岩石内两组初始剪裂面的夹角常以锐角指向最大主应力方向，即包含1的共轭剪切破裂角常小于90°

3、，通常约60°左右，而剪裂角则小于45°。即两组共轭剪裂面不是沿理论分析的最大剪应力作用面的方向发育。库仑剪切破裂准则认为：岩石抵抗剪切破坏的能力不仅同作用在截面上的剪应力有关，而且还与作用在该截面上的正应力有关。设产生剪切破裂的极限剪应力为，则有一下关系式：式中是当时岩石的抗剪强度；是剪切面上的正应力，当为压应力时，为正值，将增大；当为张应力时，为负值，将减小；为岩石的内摩擦角，在、的坐标平面内，上式为两条直线，称为剪切破裂线(如下图2所示)，该线与极限应力圆的切点代表剪切破裂面的方位及其应力状态，显然，该切点并不代表最大剪应力与作用面的截面，而代表略小于最大剪应力的一个

4、截面，其上的压应力值介于与之间，并接近值。剪破裂线总是向着轴的负方向，即向张应力方向倾斜。它说明该截面上的剪应力值比最大剪应力值略小，但其上的压应力值却比最大剪应力面上的压应力小得多。因此，该截面阻碍剪裂发生的抵抗力也小很多，所以，在这个截面上最容易产生剪切破裂。当岩石发生剪切破裂时，剪裂面与最大主应力轴的夹角，即剪裂角，共轭剪裂角为。由此可见，剪裂角的大小取决于内摩擦角（）的大小，内摩擦角小，剪裂角就大；内摩擦角大，剪裂角就小。图2 剪切破裂时的摩尔圆图解莫尔剪切破裂准则认为，相当多材料的内摩擦角（）并不是一个固定的常数，其破裂线的方程一般表达式为：，该破裂线称莫尔包络线，它表现为曲线。包络

5、线各点做标（，），代表各种应力状态下在即将发生见破裂的截面上的极限应力值。由于角是变化的，因而剪裂角也是变化的，但是仍小于45°。则共轭剪切面的理论位置与实际位置是不相同的。三、纵弯褶皱和横弯褶皱的区别？（代表性褶皱的名称，从内部构造发育、力学、组合特征加以区别）答：岩层受到顺层水平挤压应力的作用而发生褶皱，称为纵弯褶皱作用；岩层受到由下而上的挤压应力作用而发生褶皱，称为横弯褶皱作用。其主要区别有：1、纵弯褶皱顺层水平挤压应力主要来自地壳的水平运动，地壳中大多数褶皱都是纵弯褶皱作用形成的；横弯褶皱由下而上的挤压应力主要来自地壳的升降运动、基底断块上隆，岩浆上升、岩盐石膏等高韧性物质的

6、上供，以及沉积过程中的同沉积褶皱作用等。2、在纵弯褶皱作用中，岩层的弯曲是通过层间滑动发生的，称为弯滑褶皱作用，如果是通过顺层流动和顺层剪切作用发生的，则称为弯流褶皱作用。具体在一个地区的褶皱构造是通过何种方式的作用形成的，内部会出现何种构造，则要受到岩层的分层情况和岩石力学性质的控制。一般来说，在脆硬性岩层中产生弯滑褶皱作用，在韧软性岩层中产生弯流褶皱作用。横弯褶皱作用，同样也会引起弯滑褶皱作用和弯流褶皱作用，但与纵弯褶皱作用相比有着明显的不同。弯滑褶皱作用形成的褶皱类型有：在弯滑作用下形成平行褶皱、不对称褶皱；在湾流作用下形成相似褶皱、顶厚褶皱、平行褶皱。横弯褶皱作用形成的褶皱类型主要为顶

7、薄褶皱。对于纵弯褶皱作用：（1）单一岩层或彼此粘结很牢成为一个整体的一套岩层，在纵弯褶皱作用下，会出现一个统一的中和层(面)，把褶皱岩层分为拉伸区和压缩区，在不同的应变区内产生了不同的小构造；（2）对于一套岩性脆硬、层间粘结不牢的多层状岩层，在纵弯褶皱作用下，层面起着重要作用，产生弯滑褶皱作用，弯曲成褶皱；（3）对于一套岩性韧软、层间钻结不牢的多层状岩层，在纵弯褶皱作用下，不仅有弯滑褶皱作用，而更主要的是产生弯流褶皱作用，弯曲成褶皱；（4）脆硬性岩层与韧软性岩层组成相间的互层，在纵弯理级作用下，脆硬性岩层形成平行褶曲，韧软性岩层形成相似褶曲。(5)在较厚的脆硬性岩层中夹有较薄的韧软性岩层，在纵

8、弯褶皱作用下，上、下的脆硬性岩层相对滑动产生力偶，使其间的韧软性岩层形成不对称的层间小褶皱。对于横弯褶皱作用：整套岩层都处于拉伸状态，每层都没有中和层；尤其是由于岩浆浸入或高韧性岩体上拱造成的弯窿，顶部不仅会拉伸变薄，而且还可能造成放射状或环状断裂，如为矿液充填就会形庆放射状或环状矿体；韧性岩层往往会由顶部向两翼流动，在两翼形成小褶皱，小褶皱的的轴面外侧倾斜，轴面与邻侧岩层所夹锐角指向邻侧岩层的滑动方向。某些重力滑动构造与横弯裙皱作用的关系也很密切，因为横弯褶皱作用可以造成重力滑动所必须的斜坡，导致岩层在重力作用下产生缓慢地滑动。四、试述张节理与剪节理的特征差异。答：剪节理是由剪应力产生的破裂

9、面；张节理是由张应力产生的破裂面。其有以下差异：1、剪节理产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远；张节理产状不甚稳定，延伸不远。2、剪节理较平直光滑，有时具有因剪切滑动而留下的擦痕，剪节理未被矿物充填时是平直闭合缝，如被充填，脉宽较为均匀脉型较为平直；张节理面祖糙不平，无擦痕3、发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理，一般穿切砾石和胶结物；在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中的张节理常常绕砾石或粗砂粒面过，如切穿砾石破裂面也凹凸不平。4、典型的剪节理常常组成共轭“X”型节理系。“X”型节理发育良好时，则将岩石切成菱形、棋盘格式，剪节理往往成等距排列；张节理多开口，一般被矿脉充填。脉宽变化较大，脉壁不平直。5、主剪

10、裂面由羽状微型面组成。羽状微裂面与主剪裂面交角一般为10°15°。相当于内摩擦角()的一半；张节理有时呈不规则的树枝状，各种网络状，有时也追踪“X”型共扼剪节理形成锯齿状张节理、单列或共扼雁列式张节理，有时也呈放射状或同心圆状组合形式。五、野外确定断层存在的主要依据有那些？列举五个方面的具体应用。答：断层广泛发育于不同的构造环境中，类型很多形成机制各异，大小差别极大，因此，研究的内容、方法和手段各不相同。但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。断层虽然可以通过分析和解译航空照片与卫星照片、物探图、地质图和有关资料予以确定或推定。但识别和确定断层存在的主要方式是进

11、行野外观侧。断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来，即形成断层存在的标定，这些标忘则是识别断层的主要依据。1、地貌标志断层活动及其存在，常常在地貌上有明显的表现，这些由断层引起的地貌现象就成为识别断层的直接标志。如由于断层两盘的相对滑动，断层的上升盘常常形成断层崖。如山西西南部高峻险拔的西中条山和山前平原之间就是一条高角度正断层所造成的陡崖；太行山山前断裂带使太行山于河北平原西缘拔地而起，成为华北平原的西部屏障。其次断层三角面、错断的山脊、串珠状湖泊洼地、泉水的带状分布、水系特点也是地貌判断断层存在的依据。2、构造标志断层活动总是形成或留下许多构造现象，这些现象也是判

12、别断层可能存在的重要依据。任何线状或面状地质体，如地层和矿层等均顺其走向延伸。如果这些线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开，不再连续，说明有断层存在。断层造成的构造线不连续现象，可在平面上或剖面上显示出构造的中断。为了确定断层的存在和错开的距离，应尽可能查明错断的相应部分。断层活动引起的构造强化是断层可能存在的重要依据，构造强化有：岩层产状的急变和急陡；节理化、劈理化窄带的突然出现；小褶皱剧增，以及挤压破碎和各种擦痕等现象。构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。断层带内或断层面两侧岩石破碎成大小不一的透镜状角砾块体，长泾一般为数十厘米至一、二米。构造透镜体常成组、成带或叠置产出

13、。构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体且菱块棱角又被磨去而形成的。包含透镜长轴和中轴的平面，或与断层面平行，或与断层面成小角度相交。在断层带中或断层两侧，有时见到系列复杂紧闭的等斜小榴皱组成的揉皱带。揉皱带一般产于较弱薄层中，小褶皱轴面有时向一方倾斜，有时陡立，但轴面总的产状常与断层面斜交，所交锐角一般指示对盘运动方向。断层岩的发育和较广泛产出也是断层存在的良好判断依据。3、地层标志地层的重复和缺失是识别断层的主要依据。4、岩浆活动和矿化作用标志 大断层尤其是切割很深的大断裂常常是岩浆和热液远移的通道和储聚场所，因此，如果岩体、矿化或硅化等热液蚀变带沿一条线断续分布，常常指示有大断层或断裂带的存在。一些放射状或环状岩堵也指示放射状断裂或环状断裂的存在。5、岩相和厚度标志 如呆