《构造地质学》多媒体课件

构造地质学主讲人：陶晓风成都理工大学地球科学学院地质学系第一章绪论

一、构造地质学概述

二、构造地质学的研究对象和内容

三、构造地质学的研究方法

四、构造地质学的研究意义

一、构造地质学概述

构造地质学是地质学的一门独立的分枝学科,这一门分枝学科与地层学、岩石学一起构成了地质学的三大基础学科。在地质学中,地层及古生物学、矿物及岩石学主要是研究地壳物质的组成或建造的,而构造地质学则是研究在地球内部力的作用下以及所伴随的内动力地质作用下,地球物质,尤其是岩石圈固态岩石的变形或改造第一章绪论

一、构造地质学概述（一）岩石变形:是指岩石受到力的作用,使其内部的质点发生了运动,导致原来岩石的形态和(或)体积发生了改变。当作用于岩石上的力达到或超过岩石的强度极限和(或)屈服极限时,岩石就以各种各样的变形形式来释放内部的能量,以获取新的平衡。第一章绪论

一、

构造地质学概述

岩石的变形形式:（1）当作用力达到或超过岩石的屈服极限,层状岩层会失稳屈服,产生弯曲褶皱第一章绪论

一、构造地质学概述

岩石变形的表现形式:2.作用力达到和超过岩石和岩层的强度极限,岩石失去内聚,发生破裂、错动和破碎。第一章绪论

逆断层上盘上升1.1构造地质学概述变形岩石的碎裂结构一、构造地质学概述

岩石变形的表现形式:（3）在地壳深部高温和高压的环境下，当作用于岩石上的力达到或超过岩石的强度极限时，岩石发生塑性变形岩石塑性变形显示定向结构第一章绪论

一、构造地质学概述

（二）构造运动的概念及类型

构造运动的概念

地球动力引起岩石圈变形、变位的作用叫构造运动,有时又称为地壳运动。

岩石圈自形成以来，一直处于持续不断地运动中，但运动速度通常是十分缓慢而不易被人们直接察觉出来，只有当构造运动引起岩石发生变形、断裂、应力突然释放导致比较强烈的地震时，才能被人们觉察到。

第一章绪论

构造运动动类型1.水平运动动：地地壳壳或岩石石圈大致致沿地球表表面切线线（平行于于地球表表面）方方向运动动叫水平运动动。常用地地理方位位来表示示其运动动方向（（E、S、、W、N）。水平运动动表现为为岩石圈圈的水平挤压压或水平平扩张、、水平错错动。因而引引起岩石石和岩层层强烈的的弯曲褶褶皱、断断裂，形形成巨大大的褶皱皱山系，，巨大的的地堑、、沟谷等等。1.水平运动动：岩石圈中中最大规规模的水水平运动动表现为为大陆漂移移！1.水平运动动：现代水平平运动的的典型例例子是美美国西部部的圣安安德列斯斯断层。。该该断层层形成于于140百万万年前的的侏罗纪纪时期，，从那时时至今一一直运动动。1882～～1946年间间做了4次定定量测量量，发现现断层西西侧地块块往西北北方向错错动位移移。平均均1cm/year,1906年旧金山山发生大大地震以以及近些些年来发发生的一一系列强强烈地震震主要是是由于该该断层错错动位移移引起的的。1.水平运动动：SanAndreasFault圣安得列列斯断层层航空照照片1.水平运动动：圣安得列列斯断层层水平位位移测量量构造运动动类型2.垂直运动动(升降降运动)：地表或岩岩石圈沿地球半半径方向向运动。它常表表现为大大规模的的隆起和和抬升加加高，并并引起地地势高低低的变化化和海陆陆变迁，，上升可可成陆，，下降可可成海。。有人把把这种运运动叫造陆运动动。构造运动动类型2.垂直运动动(升降降运动)：意大利那那不勒斯斯湾海岸岸古罗马马时代的的著名大大理石柱柱是升降运动动的最好例例子。柱子下部一段段是在1533年火山山喷发时时被火山山灰掩埋埋部分，，柱面光光滑；其上2.7米一一段在地地壳下降降时淹没没在海水水中，被被海水和和牡蜊侵侵蚀了许许多小孔孔。18世纪中中期，全全柱升出出海面。。19世世纪，地地面又开开始下沉沉，柱脚脚已被淹淹在海水水里了。。一、构构造地质质学概述述构造运动动类型根据构造造运动发发生时期期划分为为：古构造运运动:发发生在第第三纪之之前的构构造运动动叫古古构构造运动动，新构造运运动：发生在在第三纪纪以来的的构造运运动叫新新构造造运动。。现代构造造运动：人类历历史时期期以来所所发生的的构造造运动动称现代代构造运运动第一章绪绪论论构造运动动类型根据构造造运动发发生时期期划分为为：古构造运运动:发发生在第第三纪之之前的构构造运动动叫古构构造运动动，新构造运运动：发生在在第三纪纪以来的的构造运运动叫新新构造运运动。现代构造造运动：人类历历史时期期以来所所发生的的构造运运动称现现代构造造运动一、构造造地质学学概述（三）地地质构造造的概念念:构造运动动产生的的岩石和和岩层中中的变形形、变位位的几何何形貌形形迹叫地质构造造。地地质质构造类类型、成成因、规规模、形形态丰富富多彩、、千差万万别，但但就几何何学而言言，可分分为面状构造造和线状构造造，前者如如岩层面面、褶皱皱面、断断层面、、不整合合面等等等；后者者如褶皱皱枢纽、、擦痕、、矿物生生长线理理等。就就成因而而言，有有水平构构造、倾倾斜构造造、褶皱皱构造、、断裂构构造（节节理构造造、断层层构造））等。地地质构构造在层层状岩石石中表现现最明显显，研究究最清楚楚。第一章绪绪论论二、构造造地质学学的研究究对象和和内容（一）构构造地质质学的研研究对象象构造地质质学的主主要研究究对象是是地球岩岩石圈的的岩石、、岩层、、岩体在在力的作作用下,变形形形成的的各种各各样的地地质构造造现象。。在地球上上进行的的地质作作用种类类较多,它们们都可以以改造岩岩石的面面貌,造造成岩岩石的变变形。它们可以以分为两两类。构构造地质质学的主主要研究究对象则则是由内动力地地质作用用(如:地地壳运动动、地震震作用、、岩浆作作用、变变质作用用等)形形成的地地质构造造。这其其中,最最主要要的还是是地壳运运动,地地壳运运动控制制和影响响着地震震、岩浆浆、变质质作用,地壳壳运动造造成了地地壳中各各种各样样的变形形地质构构造形貌貌。由外动力地地质作用用(如:风风化地质质作用、、流水地地质作用用、冰川川地质作作用、湖湖泊地质质作用、、海洋地地质作用用、风的的地质作作用等)引起的的地质构构造则不不是构造造地质学学的主要要研究对对象。第一章绪绪论论1.研究究地质构构造的空空间几何何学形态态特征(1)研研究地质质构造的的几何学学形态包括变形形构造的的三度空空间几几何学形形貌及其其几何要要素,如褶褶皱构造造的弯褶褶形态态以及相相应的几几何要素轴面轴线核翼翼转折端二、构造造地质学学的研究究对象和和内容（二）构构造地质质学的研研究内容容第一章绪绪论论二、构造造地质学学的研究究对象和和内容（二）构构造地质质学的研研究内容容1.研究究地质构构造的空空间几何何学形态态特征(2)研研究地质质构造的的产状包括各种种面状构构造和线线状在三三度空间间的延伸伸状况和和倾斜状状况,地地质构构造的产产状要素素,地地质构造造产状的的空间变变化规律律和优选选定向规规律AB-走向线OD-倾斜线OD’-倾向α-倾角岩层面水平面abcdea第一章绪绪论论三、构造造地质学学的研究究方法（一）构构造解解析法岩石圈中中的的地地质构造造纷繁复复杂，具具有多方方向、多多成因、、多级别别、多时时期、多多性质等等特点,这给地地质构造造的研究究带来极极大的困困难。构构造地质质学采用用构造解解析的方方法来解解决这些些复杂的的地质问问题。所谓解析析,就是是把整体体分解为为部分,把复杂杂的事物物分解成成简单的的要素,再加以以研究分分析。构造解析析就是对对地质构构造加以以分解,分析其其总体和和内部结结构及其其构造的的关系,阐明和和解释地地质构造造的几何何学特征征,形成成机制和和演化规规律,全全面地,定量－半定量地地对地质质构造之之间的空空间、时时间、作作用力(外力和和内力)、物物(物性性和物态态)、、境(背背景和环环境)进进行综合合分析第一章绪绪论论（一）构构造解析析法地质构造造解析法法主要包包括三个个方面的的内容1地质质构造几几何学解解析2地质质构造动动力学解解析3地质质构造运运动学解解析（一）构构造解析析法1.构造造几何学学解析构造的几几何学解解析就是是从地质质构造的的形态、、位态、、样式、、变形量量等四个个方面来来进行全全面分析析的,构构造几何何学分析析提供的的资料和和得出的的数据,是构造造运动学学解析和和构造动动力学解解析的基基础.调查和分分析各种种类型、、各种级级别地质质构造的的(1)空间间形态(2)分布布范围(3)产状状(4)空间间方位(5)规模模大小(6)排列列方式(7)发育育状况1.构造几几何学解析析构造的几何何学解析就就是从地质质构造的形形态、位态态、样式、、变形量等等四个方面面来进行全全面分析的的,构造几几何学分析析提供的资资料和得出出的数据,是构造运运动学解析析和构造动动力学解析析的基础2构造运运动学解析析地质构造的的运动学解解析主要是是研究岩石石、岩块、、地块、板板块等在地地质历史时时期变形时时的应力、、应变的性性质、方向向和大小。。这些都可可以在地质质构造几何何学的解析析得出的基基本资料和和数据基础础上,应应用科学的的理论和方方法,遵遵循一定的的逻辑步骤骤,最后后得以完成成。3.构造动动力学解析析地质构造的形成成是地壳中中力作用的的结果,可可以说,没没有力的的作用就没没有地质构构造的产生生,所以以说,要要研究地质质构造的成成因和机制制,就必必须深入研研究地质构构造与力之之间的内在在关系,这这对了解解地质构造造的形成演演化,了解解地球的演演化历史都都有很重要要的意义。。但是,造造成地质构构造形成的的力多已随随地质构造造的出现而而消失,也也就是说说,这些些力已不复复存在,怎怎么样去去研究已经经消失的力力与地质构构造之间的的内在联系系,是摆摆在地质工工作者面前前的一道难难题,也也是一个挑挑战。构造造地质学应应用现代科科学的理论论和方法,将今论论古,努努力去探索索和解决这这一问题3构造动动力学解析析地质构造的的动力学解解析包括要要研究造成成地质构造造形成的力力的作用方方式(挤压压、拉张、、剪切)、、力的作作用方向、、和作用力力的大小。。这些都可可以在地质质构造几何何学的解析析得出的基基本资料和和数据基础础上,应应用科学的的理论和方方法,遵遵循一定的的逻辑步骤骤,最后后得以完成成。三、构造地地质学的研研究方法（二）历史分析法法.1.构造形形成时代、、构造世代代、变形序序列的分析析确定通过野外对对地质构造造的观察、、测量、描描述、收集集,再经经过室内对对野外所收收集的的地地质资料以以及其它相相关资料的的综合分析析研究,查查明一个个地区存在在的各种地地质构造的的形成时期期及其发育育的先后顺顺序。一般般是采用以以下方法和和依据:根据地层之之间的不整整合关系根据地质构构造之间的的切割关系系、叠加关关系根据沉积岩岩相、岩层层厚度等方方面的资料料根据岩浆活活动期次及及其与围岩岩的接触关关系根据岩石和和矿物的同同位素年代代测定资料料第一章绪绪论论2.资料的收集集整理在野外详细细调查和收收集地质构构造的几何何学、动力力学和运动动学的资料料和参数,应用各各种构造分分析方法、、应用计算算机构造地地质分析软软件进行各各种构造数数据处理、、统计、模模拟、成图图、成像3.地质质构造模拟拟实验地质构造是是形成于地地质历史时时期,其形形成的作用用过程早已已成为过去去而无法看看到,构构造地质学学根据物理理学、数学学等学科的的原理,采采用一些些方法来模模拟构造形形成的变形形过程。(1)物物理理模模拟拟实实验验应用用相相似似原原理理,选选用用粘粘土土、、石石蜡蜡、、沥沥青青、、石石膏膏、、凡凡士士林林等等材材料料,充充当当岩岩体体和和岩岩层层,按按照照所所研研究究区区内内的的岩岩层层、、岩岩体体分分布布状状况况,做做成成相相应应的的模模型型,并并根根据据研研究究区区内内地地质质构构造造的的力力学学成成因因,施施加加相相应应性性质质、、方方向向的的力力,使使材材料料变变形形,然然后后将将实实验验模模型型与与研研究究区区实实际际情情况况进进行行比比较较。。用用以以说说明明地地质质构构造造的的形形成成、、组组合合关关系系与与变变形形边边界界条条件件和和作作用用力力之之间间的的关关系系褶皱皱模模拟拟实实验验(2)数数学学模模拟拟根根据据理理论论力力学学、、材材料料力力学学、、弹弹性性力力学学的的理理论论和和原原理理,参参照照研研究究区区的的实实际际地地质质状状况况,建建立立起起数数学学物物理理模模型型,对对研研究究区区的的地地质质构构造造形形成成的的构构造造应应力力场场进进行行数数学学模模拟拟,将将模模拟拟的的结结果果与与研研究究区区的的地地质质实实际际相相对对比比4.多学科科综合分析研研究地质学科中的的地质问题比比较复杂,而而地质构造造问题更是首首当其冲,所所以需要借借用和参照其其它学科和其其它地质学分分支学科的理理论、方法和和研究资料来来解决遇到的的一系列地质质构造问题。。例例如,航天天卫星照片、、航空照片的的引进和应用用,扩大了了观察分析地地质构造的视视域,弥补补了野外地质质观察的局限限性,使我我们更好、更更完整地认识识地质构造。。钻钻探工程、地地球物理勘探探等手段则帮帮助我们地质质构造在地下下的发育和延延伸情况,在在寻找各种种矿产资源方方面起到积极极的作用。材材料料力学和弹塑塑性力学的理理论,可以以帮助解释地地质构造形成成的力学成因因,在地质质构造的动力力学和运动学学解析中起着着积极的作用用四、构造地地质学的研究究意义（一）理论论意义通过对不同地地域的中小型型地质构造的的变形特征研研究,分析析它们在空间间上的相互关关系以及形成成时间上的演演化关系,为为大地构造造的分析和研研究提供坚实实的基础,为为最终探讨讨地壳构造演演化、地壳运运动规律、构构造动力来源源提供依据。。第一章绪绪论论（二）实践意义构造地质学的的实践意义在在于应用地质质构造的变形形规律去指导导生产实践,解决矿产产资源的分布布、水文地质质问题、工程程地质问题、、地震问题、、环境问题等等。地地壳中的矿产产资源是地壳壳中有用元素素聚集成矿的的结果,地地壳运动和岩岩石变形既为为有用元素的的迁移、聚集集提供了驱动动力,又为为成矿元素的的聚集成矿通通过了容矿空空间,这就就是为什么大大多数矿床都都赋存于地质质构造中的原原因。例如,石油和和天然气通常常聚集在褶皱皱的背斜构造造的核部以及及具有圈闭条条件的断层带带之中。搞清清这些储油构构造的分布规规律,再借借助石油地质质的分析研究究理论和方法法,可以帮帮助找寻这些些人们赖以生生存的战略物物资。9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。02:47:2902:47:2902:471/5/20232:47:29AM11、以我独独沈久，，愧君相相见频。。。1月-2302:47:2902:47Jan-2305-Jan-2312、故人江海别别，几度隔山山川。。02:47:2902:47:2902:47Thursday,January5,202313、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。1月月-231月月-2302:47:2902:47:29January5,202314、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。05一一月20232:47:29上午午02:47:291月-2315、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。一月232:47上上午午1月-2302:47January5,202316、行动出成成果，工作作出财富。。。2023/1/52:47:3002:47:3005January202317、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。2:47:30上上午午2:47上上午午02:47:301月月-239、没有失败，，只有暂时停停止成功！。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。02:47:3002:47:3002:471/5/20232:47:30AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。1月月-2302:47:3002:47Jan-2305-Jan-2312、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。02:47:3002:47:3002:47Thursday,January5,202313、不知香积积寺，数里里入云峰。。。1月-231月-2302:47:3002:47:30January5,202314、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。05一月月20232:47:30上上午02:47:301月-2315、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。一月232:47上