地球科学课件：岩石变形与地质构造

构造运动与地质构造绪言对于岩石变形的认识原始有水平，有倾斜原始水平，后期构造变形Structuralgeology

研究岩石的变形、分析外力作用方式的专门科学。全球板块水平运动矢量5cm/年垂直运动—造山运动TempleofSerapis,Naples.Darkringson3columnsarepastsealevel.105AD105AD105AD105AD构造运动：tectonicmovement，地壳的机械运动垂直运动：同一地点、不同时间，升降交替；有升必有降。水平运动：同一地点，挤压、拉伸、走滑。 缓慢，不易觉察地震：剧烈的构造运动水平运动是主导的，垂直运动是次要的、派生的。Anticlineandsyncline第二节岩石变形一、应力与应变应力（stress）应变（strain）二、应力与应变的类型1.挤压（compression）2.拉伸（tension）3.剪切（shear）岩石变形的三种应力状态挤压应力拉伸应力剪切应力Variedtypesofstressandstrain岩石的变形的阶段弹性变形应力与应变成正比(Hook定律)塑性变形大于弹性极限（发生岩石褶皱）脆性变形大于弹性或脆性极限（发生断裂）引起岩石的变形的因素：应力大小、速率、温度、压力、时间、岩石类型等断裂变形：外力达到强度极限时，岩石失去完整形，并产生破坏现象的变形。塑性变形破裂点弹性变形Hooke（弹性极限实验）应变应力大理石的压力变形试验无变形围压小围压中等围压大岩石的塑性变形---褶皱褶皱是如何形成的？褶皱代表的是塑性、韧性或流动变形，而不是弹性或断裂变形。地层如何会发生褶皱?

在地壳深部高温高压条件下；应力作用缓慢。例子：英国古老教堂上的玻璃窗。第三节岩石空间形态的确定岩石的空间位置一．产状走向、倾向和倾角什么叫走向、倾向和倾角？走向与倾向的关系如何?Strike,dip,angleofdip1.走向：所测量的面（层面、构造面等）与水平面的交线方向。

2.倾向：在所测量的面上同走向线垂直的向下延伸的直线叫倾斜线，倾斜线在水平面的投影所指的方向叫倾向。

3.倾角（真倾角）：所测量的面与水平面的最大夹角。走向、倾向和倾角倾向NESW0°90°180°270°45°NE225°SW315°NW135°SENNESSWNEESWWNNWSSENWWSEE产状的表示方法讨论1.走向有两个方向，倾向只有一个方向。

2.走向和倾向的关系。

①90

关系②只能由倾向推断走向。

3.水平岩层倾角为零，无走向和倾向。

4.直立岩层倾角为90

，有走向无倾向。

5.其它地质体（岩脉、断层面、节理面）的表示方法相同。岩层产状在地质图上的表现水平岩层岩层倾斜岩层倾角90度第四节褶皱褶皱——弯曲的地层，单个弯曲称为褶曲褶皱是如何形成的？褶皱代表的是塑性、韧性或流动变形，而不是弹性或断裂变形。地层如何会发生褶皱?

在地壳深部高温高压条件下；应力作用缓慢。什么叫褶皱的翼？什么叫褶皱的核？什么叫褶皱的枢纽？什么叫褶皱的轴面？什么叫褶皱的轴线？褶皱要素褶皱的翼、核、枢纽、轴面和轴线线1.翼部：褶皱两翼的岩层2.核：褶皱弯曲的核心部位，褶皱中心部位的岩层。3.枢纽：褶皱同一层面上最大弯曲点的连线。4.轴面（枢纽面）：连接各枢纽的面。

二．褶皱的类型1.背斜和向斜什么叫背斜?

什么叫向斜?

12341234假定从1到4地层逐渐变新背斜向斜Anticlineandsyncline褶皱的两种基本类型背斜(Anticline)：向上弯曲的褶皱，从两边到中间地层逐渐变老。向斜(Syncline)：向下弯曲的褶皱，从两边到中间地层逐渐变新。Anticlineandsyncline12341234假定从1到4地层逐渐变新背斜向斜2341Anticlineandsyncline背形向形背斜向斜往地下切一个剖面应如何画？根据轴面的产状分类直立褶皱斜歪（倾斜）褶皱平卧褶皱倒转褶皱直立褶皱直立褶皱斜歪（倾斜）褶皱平卧褶皱平卧褶皱倒转褶皱倒转褶皱根据枢纽产状分类水平褶皱倾伏褶皱水平褶皱与倾伏褶皱（a）（a’）剥蚀前，（b）（b’）剥蚀后根据长宽比分类线状褶皱（

10）短轴褶皱（3～10）穹隆与盆地（

3）伊朗的穹窿讨论1.褶皱与地形关系顺构造地形：背斜山，向斜谷逆构造地形（地形倒置）：背斜谷，向斜山2.判断背斜和向斜的方法

顺构造地形逆构造地形背斜山向斜谷向斜山背斜谷变新变老背斜向斜地形倒置S紫金山Cuesta单面山中山陵CDSOOSDCSOCCZ

指出下面横剖面图中每个褶皱的类型，并说出箭头所指部位褶皱要素的名称。练习Intermsofstructuralgeology,____causes____.a.deformation;stressb.strain;stressc.stress;straind.tension;compressionInadome,therocks____________withthe______rocksinthemiddleoftheerodedsurface.a.dipdownoutwardsawayfromthecenter,oldestb.tiltupoutwardsawayfromthecenter,oldestc.dipdownoutwardsawayfromthecenter,youngestd.tiltupoutwardsawayfromthecenter,youngest第五节节理（Joint）一、定义：岩石中破裂，但两侧没有明显的位移。注意区别：节理（joint）和解理（cleavage）与褶皱的区别节理是脆性变形，而褶皱是塑性变形；或者施加于岩石的力较快时，发生脆性变形，而施加于岩石的力较慢时，发生塑性变形。塑性变形破裂点弹性变形应变应力二．分类1.按成因划分①原生节理岩浆或熔岩冷凝收缩而产生的节理。②次生节理包括构造节理和风化节理。火山颈玄武岩的柱状节理玄武岩柱状节理玄武岩柱状节理2.按力学性质划分①剪节理剪切应力所形成的节理。特征：长而平直，表面光滑，切砾石。②张节理张应力下所形成的节理。特征：短而弯，表面粗糙，绕过砾石。

各种应力剪节理共轭节理石灰岩台地上的共扼节理沉积岩的水平层理张节理羽状张节理张节理脉节理脉JointlandformJointlandform张家界森林公园（节理破裂之前）张家界森林公园三、如何区别节理和层面？四、断层（Fault）断层是岩石中的破裂，两侧有明显的位移。

断层与褶皱的区别是：断层是脆性变形，而褶皱是塑性变形；或者施加于岩石的力较快时，发生脆性变形，而施加于岩石的力较慢时，发生塑性变形。一、断层的基本要素1.断层面(Faultplane)Faultplane2.断层盘(Faultwall)

如果断层面是垂直的，称为东盘、西盘，等等。如果断层面是倾斜的，称为上盘、下盘：断层面之上的断盘称为上盘，断层面之下的断盘称为下盘。断层盘断盘断层面上盘下盘二、断层的类型(1)正断层(Normalfault)(2)逆断层(Reversefault)(3)逆冲断层(Thrustfault)(4)走滑断层(Strike-slipfault)(1)正断层：上盘向下运动。(2)逆断层，上盘向上运动。(3)逆冲断层，是逆断层的一种，其断层面倾角小于45°(4)走向滑动断层，断层两盘沿断层走向发生水平运动左旋和右旋两种活动方式。正断层逆断层走滑断层地垒(Horst)逆断层形成的地垒。地堑(Graben)地堑(裂谷)(Rift)地堑地堑各种断层和复合断层断层证据①断层面上的证据擦痕、镜面和阶步②断层带上的证据断层岩，断层泥，透镜体，片理化岩

糜棱岩透镜体离石断裂-隰县乔家湾断层石英透镜体③断层两旁的证据牵引褶皱④节理证据密集节理带⑤地层证据地层的重复、缺失，断层效应。⑥地形地貌证据断层崖，断层三角面，线状排列的泉水，湖泊等，河流的直线状排列沟谷等的错断等。断层三角面（云南泸沽湖）断层三角面（云南泸沽湖）1964年3月27日Alaska8.3级大地震形成的断层崖金沙江边的断层崖温泉SinistraloffsetofhillslopesalongtheHaiyuanFaultZone.

断层研究深部断层的探测HugeFaultsSea-floortopography-mid-oceanicridgesandtrenchesHugeFaultsAgeologicfractureonwhichtherehasbeennomovementisaa.fault.b.fold.c.joint.d.dome.Whichfaulthaslittleornoverticalmovementsofthetwoblocks?a.normalb.reversec.thrustd.strikeslipAfaultthatisorientedverticallywithrocksonoppositesidesthatmovehorizontallyisa______fault.a.strike-slipb.reversec.thrustd.normalInthediagramaboveBlockAhasmoveduprelativetoBlockB.BlockAisthe______andthefaultshownhereisa______fault.a.footwall;normalb.footwall;reversec.hangingwall;normald.hangingwall;reverseMountainrangescanbeproducedbya.compression.b.tension.c.bothAandBd.shearstressesIfyouhaveonefootoneithersideofastrike-slipfaultandthegroundshakesandyoufeelyourrightfootmovingbackwardsa