构造地质学知识总结

1、构造地质学知识总结绪论几个基本概念1 构造( structure) ：指物体中物质组成的构成方式及样式。2 尺度 (scale)尺度 : 指物体的规模大小。构造尺度 :指构造的规模与大小。 大尺度 中尺度 小尺度 构造层次( layers) 表-构造层次 浅-构造层次 中-构造层次 深-构造层次构造学 (tectonics) 研究地球的物质组成、结构、 构造及其形成、 发生、发展和演化规律及 机理的一门地球科学分支学科。大地构造学 (tectonics) 、构造地质学 (structural geology) 、显微构造地质学 (microstructural geology)“构造地质学”是

2、广义构造学 (Tectonics )的一个分支学科，是固体地球科学的一门基础 课程。它是研究地壳和岩石圈的物质组成、结构构造及其变形、发生、发展、演化规律和变 形机理的一门学科。其主要研究内容是：地质体在力的作用下发生变形而形成的各式各类构造地质现象之几何 形态、组合型式及其发生发展规律和成因机制。 将给学生讲授有关构造地质学领域的基本知 识、思维方法和基本技术技能。第一章 地质构造：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 构造地质学：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 程稳定性、环境演化等的关系的一门学科。面状构造产状要素：走向

3、、倾向、倾角。方位角法：倾向+倾角(45 Z30 象限角法：走向+倾角+倾向(N30 E, 45 SE)线状构造产状要素：倾伏、侧伏。倾伏：倾伏向+倾伏角，如：330 Z20 或N30 W,20 侧伏：侧伏角 +侧伏向 /构造面产状 ,如: 20SN30 E， 45 SE 。 水平岩层：岩层倾角小于 5 度左右的岩层。水平岩层特征： 地质时代较新的岩层位于较老岩层之上； 水平岩层的地质界限随着地形等高 线的弯曲而弯曲； 水平岩层的厚度等于岩层顶面和底面的标高差； 水平岩层上、 下层面出露 界限之间的水平距离(露头宽度)的变化受岩层厚度和地面坡度的影响。岩层厚度等于顶底面标高之差； 出露宽度与地

4、层厚度和地面坡度有关。 岩层厚度相同， 岩层 倾向与坡向相同，坡度越缓，岩层出露越少，与坡度成正比；岩层厚度相同，岩层倾向与坡 向相反，坡度越缓，岩层出露越大，与坡度成反比；坡度、厚度不变时，露头宽度决定于岩 层倾角，倾角与宽度成反比。倾斜岩层：在地壳运动的影响下，水平岩层的产状可以发生改变，形成和水平岩层面有一定交角并朝一个方向倾斜的岩层。倾斜岩层基本特征： 倾斜岩层在野外和地形地质图上成条带状分布，切割地形等高线；在没有发生倒转的前提下， 顺着岩层的倾向，岩层的时代有老到新排列；横穿沟谷的岩层倾角越大，岩层的条带越接近直线状，若岩层的倾角越小，则岩层越弯曲。倾斜岩层的厚度：真厚度（h ）=

5、铅直厚度（H ）Xcos（真厚度永远小于或等于铅直厚度）视厚度（h =铅直厚度（H ） xcos（真厚度永远小于视厚度）V字形法则：1岩层的倾向与地面的坡向相反时，岩层的界限与地形等高线的弯曲方向相同，即“相反相同”，但岩层界限弯曲的曲率小于地形等高线的曲率；当岩层的倾向与地面的坡向相同时，岩层的倾角大于地面坡度角时，岩层的露头界限与地向等高线成相反方向，即“相同相反”；3。当岩层的倾向与地面的坡向相同时，岩层倾角小于地面坡度角时，岩层界限与地形等高线的弯曲方向相同，即“相同相同”，岩层界限弯曲的曲率大于地形等高线的曲率。第二章地层接触关系：整合接触、不整合接触（平行不整合、角度不整合）整合接

6、触特征：1岩层层面相互平行排列；2上下岩层的时代是连续的；3在海相沉积中，上下岩层的岩性往往是递变的。平行不整合接触特征：1假整合面上下两套岩层的产状，在大范围内彼此平行排列；2缺失部分地层有两种情况：一是缺失地层没有沉积，二是缺失地层沉积了，后经地壳上升 被剥蚀掉了；3不整合面上、下地层之间有古生物间断；4在不整合面之上地层的底部常存在有由下部老地层组成的底砾岩；5在起伏不平的风化壳上，往往有特殊的风化残余矿产。平行不整合接触形成过程：下降接受沉寂-上升遭受剥蚀在下降接受新的沉积。角度不整合接触：一组较新地层呈角度覆盖在不同时代较老底层之上，他们之间有明显的古风化剥蚀面。角度不整合形成过程：

7、沉积盆地下降接受沉寂-在地壳运动的影响下发生褶皱、断裂，往往有岩浆作用和变质作用相伴生，同 时隆起上升遭受风化剥蚀-在下降接受新的沉积。角度不整合接触特征：1不整合面上下新老岩层之间的产状明显不同，两者呈角度接触；2不整合面上线新老岩层之间缺失某一时代的地层，存在明显的沉积间断；3在不整合面上常发育有底砾岩和古风化残余矿产；4由于长期的沉积间断， 不整合面上线新老岩层的沉积条件发生变化，造成两套岩层的岩性和岩相明显差异；5不整合面以下的老岩层的变形要比上覆的年轻地层相对强烈复杂，两套岩层中的岩浆活动和变质作用往往明显不同。不整合的研究意义：理论意义：反映上、下地层空间的相互关系和时间上的发展顺

8、序;构造层划分的重要标志 ;岩石地层单元划分的重要参考 ;古地理，古构造演变的研究。实际意义： 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。岩体与围岩的接触关系：侵入接触和沉积接触。 侵入接触特征：岩体穿切围岩；岩体穿切围岩，可有冷凝边、烘烤边或接触变质和蚀变现象。岩体内往往有围岩的捕掳体。与侵入体有关的岩墙、岩脉穿切围岩。沉积接触关系特征：没有冷凝边、烘烤边和接触变质或矿化蚀变现象；岩体内的定向排列的原生构造或岩脉、矿脉被截切；在岩体顶部有风化剥蚀面和古风化壳，同时，在上覆岩层的底部有岩体成分的碎屑和砾 石。其它特征与角度不整合关系相似。第二章 原生构造：由沉积

9、作用和岩浆侵入或喷出作用及其在成岩过程中所形成的构造。 沉积岩层 : 被两个平行或近平行的界面限定的具有同一岩性的层状地质体。层面(顶面、底面) ：限定岩层的界面叫做岩层面。 结构是指岩石物质成分、结晶程度、 颗粒大小、形态及相互关系。层理： 由岩层内部的成分、 结构、构造和颜色等反映出来的垂直层面方向突变或渐变型的成 层性。层理的形态分类：水平层理、斜层理、 波状层理。 层理的识别标志：岩石成分的变化(显示层理的重要标志) ；岩石的结构变化；岩石颜色的 变化；岩层层理的层面构造。确定岩层层序最主要的方法是根据岩层中含有的古生物化石来确定岩层的形成时代， 但在缺 少古生物化石的岩层，可利用沉积

10、岩层的原生构造和变形后产生的次生构造来确定岩层层 序。斜层理：在水成和风成的碎屑沉积中形成。 方法：利用细层上部与层系界面呈角度截交， 下部收敛变缓而与层系界面相切来鉴别岩层的 顶、底面。粒级层理： 又叫递变层理。 是碎屑物在沉积过程中由于流体动力逐渐减弱而成的一种沉积结 构。特征：在一个单层中，由底面到顶面粒度由粗到细，即下粗上细。 岩浆岩的原生构造： 地下深部的岩浆向上运移侵入围岩或喷出地表， 随着温度的降低逐渐冷 凝固结成岩过程中所产生的构造。侵入岩体的原生构造分为：线状流动构造和面状流动构造。 火山岩层顶、底面的确定：1 熔岩顶部的气孔和杏仁构造大而多，呈不规则的云朵状；底部少而小。管

11、状气孔分支指示底面；2玻璃质壳和熔渣壳指示火山岩层顶面；第三章应力：是在面力或体力作用下，物体表面或物体内部假想的面上单位面积上的一对大小相等、 方向相反的力，是作用在该面上的力的大小的度量。正应力：垂直于作用面的力。剪应力：平行于作用面的力。主应力：在平衡力系中， 在三个互相垂直的面上只有正应力，而没有剪应力。这种面称作主平面（或主应力面），其上的正应力称作主应力。主应力的方向线称为主应力轴或主方向。主应力是空间一点上量值最大的正应力。差应力：最大主应力与最小主应力之差，称为差应力（胡-o3 ）。当胡=o2=（r3时，为均压，称作静水压力或流体静压力。这种状态只引起物体体积变化， 不改变其形

12、状。应力椭球：一点P的应力状态可以用以一个椭球体表示，椭球体的球心为 P;半径分别为三个主应力。应力椭圆：过任意两个主应力轴可以确定一个椭圆，称为应力椭圆。变形：地壳内岩石受到应力作用，内部各个质点经受了位移，从而使岩石的初始形状、 方位或位置发生了改变，这种改变通常称为变形。线应变：变形前后物体内线段的相对伸长或缩短。剪应变：变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹角偏离直角的量（）为角剪应变，其止切为剪应变。体积应变：变形前后体积的变化量。应变主轴：应变椭球体内有三个互相垂直的主轴，沿主轴方向只有线应变而没有剪应变，称之为应变主轴（应变主方向）。应变主平面：包含应变椭球体的任意两个主轴的平面叫

13、做应变主平面。应变椭球：变形物体内一点上变形前的一个圆球体在变形后变成一个椭球体。应变椭圆：通过椭球中心包含任意两个应变主轴的应变主平面与椭球相交为椭圆。岩石变形的方式：平移、旋转、体变、形变。岩石变形三阶段：弹性变形阶段、塑形变形阶段、破裂变形阶段。影响岩石力学性质的主要因素：1围压：围压增大，岩石强度极限提高，延性增强。2温度：温度升高降低岩石弹性极限和强度，促进岩石的延-脆性转化。3孔隙流体压力：降低岩石的延性、强度和弹性极限，脆性增强。4时间。5外力作用方式 岩石破坏方式：张裂、剪裂。第四章均匀应变：物体内变形前与应变主轴平行的直线，在变形后方向不变，只是长度发生变化。（拉伸、压缩和剪

14、切）非均匀应变：物体内变形前与应变主轴平行的直线，在变形后方向和长度都发生变化。（弯 曲、扭转） 纯剪应变变形前与应变椭球主轴平行的直线在变形后仍保持其平行性，体积不 变且中间应变轴应变为 0;单剪应变平行于剪切面方向上的平面在变形前后保持其平行性， 单剪变形是一种等体积变形。第五章褶皱：任何具有面状构造的岩石受力发生弯曲变形形成的构造叫褶皱褶皱作用：具有面状构造的岩石受力发生弯曲变形的过程叫褶皱作用 褶皱基本类型：背斜、向斜。背斜：褶皱核部为时代较老的岩层，两侧为时代较新的岩层。向斜：褶皱核部为时代较新的岩层，两侧为时代较老的岩层。褶皱要素：核、翼、枢纽、轴面、转折端、褶轴、轴迹、拐点、脊、

15、槽。褶皱空间方位：由轴面和枢纽的产状确定。褶皱系：在空间和成因上有内在联系的褶皱群。包络面：连接枢纽的面。叠加褶皱：已经褶皱的岩层（包括具有面状构造的任何岩石） 再次受到褶皱变形的构造现象。 叠加褶皱的识别：重褶现象；倾竖褶皱群的发育； 早期构造规律的变化；大褶皱的转折端更 明显。第七章节理定义：岩石中沿破裂两侧的岩块没有位移或相对位移很小的断裂。节理研究意义：理论意义 区域构造应力场恢复构造成因力学机制分析。实际意义一一 工程地质、水文地质、油气勘探剪节理：由剪切应力产生的破裂面。张节理：由张应力产生的破裂面。剪节理特征：产状稳定，延伸远；平直光滑，节理面擦痕；切过砾石和胶结物；常构成共轭

16、节理系一一棋盘格构造；常呈羽裂现象。单组节理等间距。张节理特征：张性破裂面；产状不稳定，延伸不远，常侧列产出；粗糙不平，无擦痕；间距 较大，疏密不均，很少密集成带；常绕过砾石；节理呈开口向上的楔形、 节理内部脉体充填； 一般在拉伸应力作用下形成的张节理呈平行排列，而在剪切应力作用下形成的张节理在平面或剖面上呈雁行排列。节理组一一同一次构造活动中形成（在同一应力场中）的产状、力学性质基本相同的节理群节理系一一两个或两个以上同期形成的节理组节理分期的依据：1、角度不整合面上、下岩层有不同的节理组合，不整合面以下岩层内的节理组合是先期形 成的，不整合面以上岩层内的节理组合是后期形成的。2、后期形成的

17、节理组合切割前期的节理组合。3、较大面积地区内垂直岩层层理的节理组合是区域内最早形成的节理组合，产生在岩层褶皱之前，而斜交岩层层理组合是后期形成的。张节理法线=於方向张节理法线=应变椭球X轴（即 1轴）节理填充机制：扩张脉和非扩张脉1. 扩张脉：溶液侵入节理空间并使节理两壁张开而形成的岩脉。2.非扩张脉：由溶液与围岩交代而占有空间所形成的岩脉。 二、裂开愈合作用节理脉的充填作用常常是一个持续反复增生的过程。 这种反复张开与愈合的增生过程， 称为 裂开愈合作用。充填脉的愈合物质来源于脉壁岩石，是压溶作用造成的结果。 三、缝合线构造（1 ）缝合线构造的概念：具有缝纫线形态的节理构造。（3 ）主要型

18、式：柱状；锥状（4 ）形成机制：利用原生和次生面状构造经压溶途径形成。 第八章 断层：地壳内部的岩层或岩体在应力作用下产生的面状破坏或面状流变带，其两侧的岩块 发生明显位移的构造。断层带：由许多相互平行或交织的多条脆性断层分割的条带状岩块区。 断层分为脆性断层和韧性断层。断层的几何要素：断层面、断层线、断盘、擦痕。 断层面：相邻两部分岩块沿其滑动的破裂面。断层线：断层面与地表的交线。 断盘：断层面两侧沿断层面发生位移的岩块。 擦痕： 由断层两盘相互错动而产生， 同时伴有阶步和沟槽出现。 断层擦痕的产状用擦痕线的 倾伏和侧伏来表示。相当点（撕裂点） ：断层发生之前的一个点，经断层作用并发生位移后

19、形成两个点，此两点 成为相当点。相当层：断层位移前的一个层， 断层位移后变成两个层， 并分布于断层两侧，这两个层为相 当层。总滑距：断层面上位移的真实距离。 走向滑距：总滑距在平行断层面走向线上的分量。 倾斜滑距：总滑距在平行于断层面倾斜线上的分量。 总滑距侧伏角：总滑距与断层面走向线所夹的锐角。 断距：被断地层在剖面上（垂直地层走向或垂直于断层走向）两盘之间的相对距离。 落差：断层面上真倾斜线方向两相当层之间距离的垂直分量。 平错：断层面上真倾斜线方向两相当层之间距离的水平分量。 正断层：断层上盘相对于下盘做向下运动。逆断层：断层上盘相对于下盘做向上运动。 平移断层：断层两盘沿断层走向作相对

20、运动。大规模的平移断层称为走滑断层。成因分类：收缩断层（挤压断层）逆断层、逆冲断层地壳增厚；伸展断层 （拉伸断层）正断层地壳减薄；走滑断层（剪切断层）水平剪切地堑：由多条正断层组成，走向基本一致，倾向相同，形成槽形地带，地貌上表现为狭长的 谷地或线形盆地或湖泊。主要是地壳表面受区域拉伸作用的结果。 地垒：由多条正断层组成，走向基本一致，倾向相背，构成垒形构造型式。主要是地壳表面受区域拉伸作用的结果。叠瓦式逆断层： 由一系列产状相近的逆（或逆冲） 断层上盘依次向上逆冲， 在剖面上为叠瓦 状。野外断层识别： 1 、断层面：摩擦镜面，擦痕（由粗深向细浅方向一般指示断层面对盘滑动 方向），阶步（在断层

21、面上与擦痕方向正交的微细陡坎叫阶步。陡坎面向对盘运动方向）构造岩（断层带内岩石，在断层作用下发生破碎、重结晶，以致产生新的矿物，形成具有 特征性组构、构造和矿物成分的岩石称为构造岩，又叫断层岩） ：断层角砾岩、断层泥。3、派生构造：拖曳构造（在断层两盘相对错动过程中，靠近断层附近的岩层形成的弧形弯 曲。弯曲的凸向指示被拖曳岩层所在盘的滑动方向） 、牵引褶皱（由于断层的错动，在断层 旁侧的岩层形成一系列弯曲。 牵引褶皱轴面与主断层面所夹锐角的指向代表断层相邻一侧断 盘运动方向） 、派生破裂（羽状张破裂与主干断层所夹锐角指示张破裂所在盘的运动方向） ； 4 构造线或地质体不连续：向、背斜，核部宽度

22、变化。5 地层的重复和缺失。6 地貌标志：断层崖（由于断层两盘的相互错动，在断层上升盘常形成陡崖） 、断层三角面 （断层崖受到与其垂直方向水流的侵蚀作用，形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖） 、 串状湖泊或泉水、山地平原接壤、山脊、河流折线状分布、河流急转弯。鉴别现代活动断层的主要标志：1、现代活动断层最明显的标志是穿切第四纪沉积地层，主要发育在老山与现代平原的接触 部位；2 切割较深的现代活动断层，经常使地下水的温度升高，温泉呈串珠状沿断裂带分布；近代地震活动与现代活动断层关系密切；4、近代河流阶地显示不均匀的升降运动。第九章 逆冲推覆构造：由低级的逆冲断层面（小于三十度）及上盘推覆体或逆

23、冲席体构成 的外来岩块（推覆距大于五千米）组成的构造。飞来峰：推覆体经剥蚀之后，呈孤岛状分布在原地岩块之上，即为断层圈闭的外来岩块。 构造窗：推覆体受剥蚀后露出原地岩块，那么被断层圈闭的原地岩块为构造窗。构造最小推覆距离：飞来峰前缘至构造窗后缘之间的距离。 逆冲断层组合形式：单冲型（由产状相近并向一个方向逆冲的数条逆冲断层构成） 、背冲型 （自一个构造单元的中部分别向外缘逆冲的两套叠瓦式逆冲断层） 。转换断层： 走滑断层的一种特殊类型。 是分隔大型岩石圈板块边界， 它连接其它板块边界 （俯 冲带、离散脊或三结点） ，构成能使刚性板块相互运动并保持地球表面积不变的重要构造要 素。第十一章 透入性

24、构造：均匀分布的叶理和线理，反映岩石经历过均匀变形。非透入性构造： 不均匀分布于岩石中， 以分割面的形式出现， 反映岩石经历过不均匀变形。 面理（叶理） ：岩石内透入性要素的面状排列。线理：岩石内透入性要素的线状排列。 叶理：不等轴矿物或片状矿物定向排列组成的集合体 劈理：岩石中发育的密集潜在的破裂面。劈理与节理的主要区别： 劈理具有细密间隔； 劈理在小范围内是均匀分布的一种贯穿性构造； 板劈理和折劈理，其内部组构要素具有明显定向。劈理分类：破劈理、板劈理（具有矿物颗粒定向，定向性与早期面状构造无关） 、折劈理。 片理：在具有足够粗颗粒的变质岩石中片状、板状以及长轴状矿物平行定向排列标志的叶 理。片理与板劈理的主要区别：晶体定向是否可见。 线理是岩石中小尺度的透入性线状构造。 从产生上分为原生线理和次生线理（变形过程中产生的线理） ，按其规模把线理分小型线理 （拉（长）伸线理、矿物（生长）线理、皱纹线理、交面线理、擦痕线理）和大型线理（石 香肠构造、窗棱构造、杆状构造、铅笔构造） 。第十二章 岩墙群构造：由几十条甚至上百条岩墙聚成岩墙群。 平行岩墙群：岩墙群与区域伸展方向垂直，多以基性岩为主。放射状岩墙群： 或产生与侵入体周缘， 或一区域隆起为中心呈放射状