构造地质学--绪论

1、Structural Geology任课教师：任课教师：关成尧关成尧 电电 话：话：1803260712518032607125 E-mail: E-mail: gcywwwgcy课程特点、内容课程特点、内容教学计划、教学方法教学计划、教学方法学时安排学时安排考核方式考核方式绪论绪论沉积岩层产状沉积岩层产状( (部分部分) )课程特点课程特点l研究对象空间尺度变化大，时间跨度长；研究对象空间尺度变化大，时间跨度长；l许多现象无法实验重现。成因和作用过程许多现象无法实验重现。成因和作用过程解释往往根据经验分析和推断；解释往往根据经验分析和推断；l构造分析要求良好的时空想象力，善于综构造分析要求良

2、好的时空想象力，善于综合应用所学知识，善于抓住主要矛盾。合应用所学知识，善于抓住主要矛盾。课程内容的类型课程内容的类型（1 1）知识和认识型知识和认识型，包括力学分析的基础知识；推覆构造，包括力学分析的基础知识；推覆构造，叠加褶皱等各类构造名词、术语和概念；各种构造现，叠加褶皱等各类构造名词、术语和概念；各种构造现象的识别等；象的识别等；（2 2）技能型技能型，例如地质图、剖面图、等高线图等各种图件，例如地质图、剖面图、等高线图等各种图件的判读和绘制；的判读和绘制；（3 3）逻辑推理和综合分析逻辑推理和综合分析，例如根据节理资料恢复古构造，例如根据节理资料恢复古构造应力场，根据变形结果推断变形

3、过程，根据构造样式推应力场，根据变形结果推断变形过程，根据构造样式推断变形环境，根据地质图和有关资料恢复构造发展史。断变形环境，根据地质图和有关资料恢复构造发展史。教学与学习方法教学与学习方法 课程学习课程学习 结合构造地质学学科的特点，充分发挥形象思维结合构造地质学学科的特点，充分发挥形象思维与逻辑思维，理解地质构造的时、空演变关系；与逻辑思维，理解地质构造的时、空演变关系； 培养综合分析问题与解决问题的能力；培养综合分析问题与解决问题的能力； 注意培养动手能力和表述地质问题的能力。注意培养动手能力和表述地质问题的能力。课程内容课程内容中小尺度构造中小尺度构造： 基础地质构造现象与构造地质学

4、基本理论基础地质构造现象与构造地质学基本理论基本地质构造现象：面基本地质构造现象：面- -线产状、不整合与原线产状、不整合与原生构造、褶皱、断层、节理、面理生构造、褶皱、断层、节理、面理- -线理、岩线理、岩浆岩构造、变质岩构造、韧性剪切带；浆岩构造、变质岩构造、韧性剪切带；地质构造形成的基本过程：节理的力学分析地质构造形成的基本过程：节理的力学分析、褶皱作用简介、断层作用简介、褶皱作用简介、断层作用简介大尺度构造大尺度构造： 区域构造现象及其表现区域构造现象及其表现区域伸展构造区域伸展构造大型逆冲推覆构造大型逆冲推覆构造区域走滑断裂区域走滑断裂课程内容课程内容实习课程实习课程实习一实习一：分

5、析水平、倾斜岩层地区地质图分析水平、倾斜岩层地区地质图实习二实习二：编制和分析等高线图：编制和分析等高线图实习三实习三：分分析褶皱地区地质图析褶皱地区地质图实习实习四：四：分分析断层地区地质图析断层地区地质图实习实习五：五：典型地区综合构造分析典型地区综合构造分析考核方式考核方式 期末期末考试（考试（50%50%） 期中考试（期中考试（20%20%） 实习及作业成绩实习及作业成绩（2020% %）含含考勤小作业，不可补交考勤小作业，不可补交 平时成绩（平时成绩（1 10%-0%-考勤、笔记考勤、笔记）主要参考书主要参考书: : 中文期刊中文期刊: : 地质学报地质学报，地质论评地质论评，地球科

6、学地球科学, 现代地质现代地质,地学前缘地学前缘，地质科技情地质科技情，高校地质学报高校地质学报,中国科学（中国科学（D辑）辑），科学通报科学通报，地质科学地质科学,地球学报地球学报，地质通报地质通报等。等。地质构造现象与地质构造现象与构造地质学问题构造地质学问题绪论地质构造现象地质构造现象与岩石变形与岩石变形 问问 题题 地质构造具有什么特点？地质构造具有什么特点？ 岩石是在什么条件下形成岩石是在什么条件下形成不同地质构造的？不同地质构造的？ 岩石是怎样变形的？岩石是怎样变形的？自然灾害自然灾害 火山、地震、洪水是人类所面火山、地震、洪水是人类所面临的危害最大的自然灾害。临的危害最大的自然灾

7、害。 台风台风-飓风、海啸！飓风、海啸！地地 震震19991999年年8 8月月1717日土耳其伊兹米特日土耳其伊兹米特7.87.8级地震级地震19951995年年1 1月月1717日神户日神户7.37.3级地震级地震答答案案火火 山山 19831983年年3 3月月3131日日夏威夷火山公园夏威夷火山公园内火山熔岩喷发内火山熔岩喷发的壮观景象。的壮观景象。问问 题题 火山活动具有规律性吗？火山活动具有规律性吗？ 人类能够掌握这种规律吗？人类能够掌握这种规律吗？ 死火山能够再度复活吗？（长白山）死火山能够再度复活吗？（长白山） 什么因素控制或制约着火山的活动性？什么因素控制或制约着火山的活动性

8、？世界火山强震分布世界火山分布 环太平洋火山带(又称火环) 中洋脊火山 东非大裂谷火山带 地中海喜马拉雅火山带 我国的主要火山 中国吉林长白山天池火山、云南腾冲火山、黑龙江五大连池火山历史上有过多次火山喷发的记载，黑龙江镜泊湖火山、吉林龙岗火山、琼北火山全新世以来有过喷发。近年的观测与研究表明，长白山、腾冲等火山区存在火山地震、高热流、水热活动等，存在再次喷发的潜在危险。海海 啸啸Kalatura coastline prior to December 26 tsunami initial sea withdrawal, 12/26first(?) big wave advancingKala

9、tura, Sri Lanka, after first wave三三 峡峡工程地质中的构造地质问题工程地质中的构造地质问题 三三 峡峡工程地质中的构造地质问题工程地质中的构造地质问题 三峡工程位于中原的腹地的长江中三峡工程位于中原的腹地的长江中下游，长江下游六省市是我国人口最密下游，长江下游六省市是我国人口最密集的地区之一，经济最为发达的地区。集的地区之一，经济最为发达的地区。 三峡工程的关系到几亿人民生命安三峡工程的关系到几亿人民生命安危和国家安全的重要工程。危和国家安全的重要工程。三三 峡峡工程地质中的构造地质问题工程地质中的构造地质问题l选坝址选坝址基底牢固性基底牢固性 l山体会移动吗

10、？山体会移动吗？l断层活动性断层活动性l岩石渗透性？岩石渗透性？l边坡稳定性边坡稳定性l.滑滑 坡坡 重庆武隆山体滑坡重庆武隆山体滑坡灾害事故：灾害事故：20012001年年5 5月月1 1日重庆武隆县日重庆武隆县城江北西段发生一城江北西段发生一起滑坡地质灾害，起滑坡地质灾害，造成七十余人死亡造成七十余人死亡，震惊了全国。，震惊了全国。地质构造与矿产资源问题 地质构造具有导矿作用 地质构造具有控矿作用资料来源：中国工程院资料来源：中国工程院矿产资源矿产资源咨询项目组，咨询项目组，20022002。中国中国112.2992.94117.46141.55100.99126.61182.35276.

11、03238.21238.99272.88323.65290.17376.5589.9592692010020030040050060070019861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002中国进口矿产品花费中国进口矿产品花费7 7年增加了一倍多年增加了一倍多（亿美元）（亿美元）环境演变环境演变山脉的形成与海陆变迁山脉的形成与海陆变迁 沧海桑田 华北地区在古生代时期的演变山脉的隆升与气候、环境变迁山脉的隆升与气候、环境变迁 青藏高原的隆起青藏高原的隆起印度印度- -欧亚板块的碰撞欧亚板块的碰撞的结果的结果 青

12、藏高原的隆升与东亚地区气候、环境的青藏高原的隆升与东亚地区气候、环境的变迁变迁地质构造：地质构造：组成地壳或岩石圈的岩层或岩体等，在内外地组成地壳或岩石圈的岩层或岩体等，在内外地质动力作用下所产生的各种变形；质动力作用下所产生的各种变形； 如褶皱、节理、断层以及其它各种面、线状构造。如褶皱、节理、断层以及其它各种面、线状构造。构造地质学构造地质学 是地质学专业的一门重要的专业基础课；是地质学专业的一门重要的专业基础课； 是地质学的一门分支学科；是地质学的一门分支学科； 它是研究地壳上各级各类地质构造的发生、发展、演化及它是研究地壳上各级各类地质构造的发生、发展、演化及其与矿产分布、地震、工程稳

13、定性、环境演化等的关系的其与矿产分布、地震、工程稳定性、环境演化等的关系的一门学科。一门学科。研究对象和内容 基本概念基本概念研究对象：研究对象：各种地质构造现象；各种地质构造现象；研究内容：研究内容： 各种地质构造的形态特征；各种地质构造的形态特征； 形成条件；形成条件； 分布与组合形式；分布与组合形式； 发展演化规律；发展演化规律； 形成机制。形成机制。 并并追索产生上述地质现象的地壳运动方式、方向追索产生上述地质现象的地壳运动方式、方向和力学性质，进一步探讨地壳构造运动的动力和力学性质，进一步探讨地壳构造运动的动力学原因学原因。研究对象和内容可以从两个方面描述对地质构造的研究：可以从两个

14、方面描述对地质构造的研究：q 时间：发生、发展、演化；时间：发生、发展、演化；q 空间：分布和规模、形态特征、空间组合。空间：分布和规模、形态特征、空间组合。v几何学：形态特征、分布与组合（空间）；几何学：形态特征、分布与组合（空间）；v运动学：形成时间、顺序及演化过程（时序）；运动学：形成时间、顺序及演化过程（时序）；v动力学：形成机制与发育条件（成因）。动力学：形成机制与发育条件（成因）。概念概念：研究各种地质构造的形态、产状、规模：研究各种地质构造的形态、产状、规模；形成机制、条件，分布、组合及演化；产生；形成机制、条件，分布、组合及演化；产生的地壳运动方式、运动规律与动力来源的一们的地

15、壳运动方式、运动规律与动力来源的一们学科。学科。研究对象和内容理论意义：理论意义： 1 1 阐明各级各类构造的时空展布规律；阐明各级各类构造的时空展布规律； 2 2 构造的形成机制和发展演化规律；构造的形成机制和发展演化规律； 3 3 地壳（地球）发展演化的规律。地壳（地球）发展演化的规律。实践意义：实践意义： 1 1 指导矿产勘查（地质矿产勘查）；指导矿产勘查（地质矿产勘查）； 2 2 水文地质勘查（水文地质学）；水文地质勘查（水文地质学）； 3 3 国土资源调查和管理；国土资源调查和管理； 4 4 工程稳定性评价；工程稳定性评价； 5 5 地震和灾害地质研究；地震和灾害地质研究； 6 6

16、环境保护等。环境保护等。构造地质学研究的意义构造地质学研究的意义观察构造的能力：观察构造的能力： 学会对各级各类构造进行观察、描述和记录；学会对各级各类构造进行观察、描述和记录；分辨构造的能力：分辨构造的能力： 学会怎样正确的分辨各级各类构造；学会怎样正确的分辨各级各类构造；分析构造的能力：分析构造的能力： 学会分析各级各类构造的思路和方法；学会分析各级各类构造的思路和方法；处理构造的能力：处理构造的能力： 学会如何利用对各级各类构造的分析结果综合研究区域学会如何利用对各级各类构造的分析结果综合研究区域构造的形成背景和发展演化规律构造的形成背景和发展演化规律构造地质学的授课目标构造地质学的授课

17、目标构造地质学的研究方法构造地质学的研究方法 反演法反演法：观察：观察推演推演检验检验结论结论 观察：地质调查、卫星照片分析、地球物理探观察：地质调查、卫星照片分析、地球物理探测、显微镜分析、电子显微镜分析等测、显微镜分析、电子显微镜分析等 正演法正演法：模拟实验分析，包括传统的泥巴：模拟实验分析，包括传统的泥巴实验、高温高压变形实验和计算机数字模实验、高温高压变形实验和计算机数字模拟等。拟等。构造地质学研究的意义构造地质学研究的意义 了解地质构造的基本类型，掌握构造分析的原理，为进一步学习地质学奠定基础构造地质学被称作地质学三大支柱之一 了解和体会地质思维方式由“果”寻“因”的逆向思维和时间

18、-空间想象能力将论古的基本原原和和用用范构造现象的的综分析和和用 锻炼发现问题、分析问题和解决问题的能力要点小结要点小结 课程要点课程要点 构造地质学的内涵构造地质学的内涵 构造地质学的研究意义和研究方法构造地质学的研究意义和研究方法 构造地质现象与构造地质学问题构造地质现象与构造地质学问题勘查技术工程勘查技术工程普通地质学（一） -岩石学 （二）-水文地质学基础 （三）、 -构造地质学（四）-地貌学与第四纪地质学 （四） -工程动力地质学（五）-工程地震学 （六）地质工程地质工程专业学习专业学习构造地质学构造地质学意义意义勘查技术工程勘查技术工程地质工程地质工程专业学习专业学习构造地质学构造地质学意义意义谷德振中国科学院院士，工程地质学家、构造地质学与地质力学家。中国工程地质学奠基人之一。对水利水电、铁路、国防、矿山和核电工程等方面建设事业有突出贡献。如对长江三峡、葛洲坝水电站、佛子岭水电站、大亚湾核电站、二滩水电站、成昆铁路等重大工程项目，开展全方位的工程地质论证和决策。提出岩体结构制约岩体物理力学的性状和岩体变形破坏机制及控制岩体稳定性的著名论断，推动我国工程地质学的整体发展，为我国工程地质学树立了新的里程碑