高级构造地质学6课件

高级构造地质学

第六章岩石的变形行为一、不均一性对构造变形的影响不均一性和应力集中－构造形变分析的关键（张文佑，1984，断块构造导论，P15）：1构造介质成分的不均一性(据张文佑）各类岩石力学性质的不同在不同的围压和温度条件下不同岩石的反应不同岩石是矿物集合体，矿物的结晶度、粒度、组合方式等不同矿物的变形机制不同原子半径不同2构造介质结构的不均一性地球垂向不均一性大陆地壳的分层特征圈层在横向上的不均一性：地球表面的构造单元的划分温度分布在横向上的不均一性3构造介质形态的不均一性1）小圆孔附近的应力集中＝－P－2Pcos2=0,＝－3P=60,＝0=90,＝P2=-P2）椭圆孔附近应力集中在长半轴端点的切向应力为＝1（1＋2a/b）a和b为椭圆的长和短半轴如当a/b＝10时＝21115实例分析1）Griffith的脆性破裂准则（1920）Thephenomenaofruptureandflowinsolids根据经典力学和热力学的基本能量理论，提出了裂纹扩展的准则，奠定了断裂力学的基础。玻璃的实验强度是按原子键计算的理论值的1/100－1/1000。典型的脆性固体必定包含许多亚微观的缺陷、微型裂纹裂纹端部的应力集中2）位错的传播和晶体塑性变形晶内缺陷的存在是位错产生和传播的基础晶体塑性变形的位错模型节理和断层形成的位错模型平均应力和实际的变形所需的应力？3）古断裂的复活在板内造山作用中的意义1.构造薄弱部位2.应力作用方向与古断裂的方向关系：斜向作用的可能几率3.斜张和斜压的构造表现：斜向盆地和花状构造钙硅质条带大理岩中的片内褶皱在单轴压缩时：当＝30时所需的应力最小。3）面理与主应力的方位与强度的关系二、岩石能干性差异与相关的构造岩石变形行为脆性韧性材料破裂前的永久变形<5%>10%构造性质应变集中于窄带有明显不连续面两侧岩石不变形不见不连续面两盘位移由带内岩石的塑性流动来完成房山岩体中的韧性剪切带苏格兰辉长岩中的韧性剪切带岩石的能干性Competent能干的competence能干性Incompetent不能干的岩石的相对易流变性，与岩石变形时的粘度有关。强硬材料比软弱材料的刚性强，粘度大，不易流动或容易破碎。灰岩和含铁灰岩中的变形鲕周口店鲕状灰岩中的鲕2劈理的折射劈理平行于XY面，在变形岩层中劈理的方向的变化反映岩石的能干性。劈理的发育强度与X/Z成正比。劈理的密度：条/cm劈理平行砾石的压扁面大理岩的轴面劈理劈理折射大连金石滩灰岩与页岩互层中的劈理折射砂泥质岩石中的劈理折射京西大灰厂灰岩和白云岩中的劈理折射房山孤山口白云岩和钙质千枚岩中的褶皱和劈理折射大连金石滩褶皱与劈理型式3香肠构造：石香肠断面的形态与岩石的能干性差异：矩形—菱形—藕结形—肿缩构造北京西山奥陶纪灰岩夹白云岩中的矩形石香肠云蒙山眼球状片麻岩中伟晶岩的菱形石香肠灰岩夹白云岩的褶皱和香肠恒山片麻岩中角闪岩的透镜状香肠构造大别长英质片麻岩中辉长岩的石香肠4褶皱构造：褶皱的初始波长与岩石的粘度比

尖圆褶皱的形态与韧性差5矿物变形行为的对比：方解石、石英、钾长石、斜长石、角闪石、橄榄石糜棱岩中长石和石英的变形行为差异（单偏光）金红石、长石、石英的不同变形行为斜长角闪岩中角闪石与长石的变形（单偏光）6。其他的构造表现

不同成分岩石中的节理型式的差别白云岩中的垂直张节理和灰岩中的共轭剪切带硅质岩的韧性变形和白云岩的张裂（大别山）（二）一个地区岩石的能干性差异表沉积岩：白云岩长石砂岩石英砂岩硬砂岩粗粒灰岩细粒灰岩粉砂岩泥灰岩页岩石膏、硬石膏结晶岩：变基性岩粗粒花岗岩和花岗片麻岩细粒花岗岩和花岗片麻岩石英岩大理岩云母片岩小结：影