构造学[1]
板块构造学说基本内容

板块构造学说基本内容1. 引言板块构造学说是现代地质学的重要理论之一,它揭示了地球上岩石圈的构造与演化规律。
本文将介绍板块构造学说的基本概念、证据和主要内容。
2. 基本概念板块构造学说认为地球上的岩石圈被分为若干个相对运动的板块,这些板块在地球表面上相互碰撞、分离或滑动,导致地球表面的地震、火山和山脉等地质现象。
板块构造学说的核心概念包括板块、构造边界和板块运动。
2.1 板块板块是指被地壳和上部地幔组成的相对稳定的岩石块体,它们的形状各异,大小不一。
地球上的板块可以分为大陆板块和海洋板块两类。
大陆板块由厚度较大的地壳组成,主要位于大陆地区;海洋板块由厚度较薄的地壳和上部地幔组成,主要位于海洋地区。
2.2 构造边界构造边界是板块之间的边界,分为三种类型:边缘型构造边界、转换型构造边界和隐没型构造边界。
边缘型构造边界是两个板块之间的相互碰撞边界,主要形成山脉和地震;转换型构造边界是两个板块之间的相互滑动边界,主要形成断裂和地震;隐没型构造边界是一个板块向另一个板块下沉的边界,主要形成火山和地震。
2.3 板块运动板块运动是指地球上板块的相对运动。
板块运动分为三种类型:扩张型板块运动、挤压型板块运动和滑动型板块运动。
扩张型板块运动是两个板块之间的相对分离运动,主要形成海洋中脊和地震;挤压型板块运动是两个板块之间的相对碰撞运动,主要形成山脉和地震;滑动型板块运动是两个板块之间的相对滑动运动,主要形成断裂和地震。
3. 证据板块构造学说得到了大量的地质、地球物理和地球化学证据的支持。
3.1 地震和地震带地震是板块运动的重要表现,地震带的分布与板块边界高度吻合,进一步证实了板块构造学说的正确性。
3.2 重力异常和磁异常板块边界附近常常伴随着重力异常和磁异常。
重力异常是由于板块之间的密度差异引起的,磁异常则是由于板块运动导致地壳中的磁性物质发生变化而引起的。
3.3 岩石和化石板块构造学说通过对岩石和化石的研究,发现了许多相同类型的岩石和化石在不同板块之间的对应关系,进一步证明了板块构造学说的正确性。
构造地质学(1.2.1)--圈层结构、构造层次

( 物质组分不同导致岩石力学性质的分层性 )
地球结构:
地壳 地幔 地核
地球系统:
大气式结构
1. 岩石圈:地壳和上地幔的总和;
(大陆岩石圈和大洋岩石圈) (1) 地壳 :
上地壳—沉积岩、火山岩、 花岗岩、浅变质岩
中地壳—闪长岩类岩石、 片岩、片麻岩
下地壳—玄武岩、辉长岩、 深变质岩
(2) 上地幔:超基性岩类(莫霍面之下)
2. 大陆岩石圈:
异,
垂向成层,横向不均一: 厚度、密度、强度、地壳物理状态差
硅铝质 + 硅镁质。
层)
“ 三明治”结构: 上地壳—脆性(硬) 中地壳—塑性(软流层、壳内软
下地壳—刚性(硬)
3. 大洋岩石圈: 仅硅镁质
二、构造层次
温度递增引起岩石力学性质变化导致变形的 分层性
1. 构造层次:
同一次构造活动,在不同的深度形成不同 类型
的构造变形 。 因素:物质组分、温度、压力、流体等。
2. 构造层次的划分:
(1) 表层构造: < 1km 的地表,剪切作用,脆性变形 ( 断层
、褶皱 ) (2) 浅层构造:
1-8km ,褶皱作用,脆性变形 ( 褶皱、断层、节 理) (3) 中层构造:
8-15km ,强褶皱作用,塑性变形 ( 紧密褶皱、韧性剪切带 )
(4) 深层构造:
脆性破裂域
(脆性变形)
—— 塑性流变域
(塑性变形)
大地构造学基础理论纲要(1)

大地构造学基础理论纲要(1)胡经国本文作者的话本文是根据有关高校大地构造学教学课件和有关资料编写而成的。
现将它作为大地构造学基础理论纲要奉献给地球科学爱好者阅读,并作为大家进一步了解和研究的参考。
希望能够得到读者朋友的喜欢和指教。
第一章大地构造学概述一、大地构造学及其主要研究内容大地构造学从地球系统的角度主要是研究地球岩石圈和上地幔的组成、结构、构造特征及其演化、成因、运动和动力学的一门综合性很强的构造地质学分支学科。
大地构造学的研究内容主要包括各种不同尺度和性质的构造单元的沉积建造、岩浆活动、构造运动、变质作用和成矿作用以及地球物理和地球化学等方面的特征。
二、大地构造学理论体系以构造模式为主线(中国李四光,国外)以构造演化史为主线(中国黄汲清,王鸿祯,任纪舜)以区域地质为主线(中国杨森楠、杨巍然,程裕淇)以构造解析方法为主线(中国马文璞)三、大陆边缘1、大陆边缘及其分类大陆地壳与大洋地壳之间(即从海岸线至深海底之间)的广阔过渡地带,叫做大陆边缘(Continental Margin)。
大陆边缘按其形态、地貌单元发育情况及其与板块活动的关系分为:⑴、大西洋型(即被动大陆边缘)⑵、太平洋型(即活动大陆边缘)包括:①、岛弧型(沟-弧-盆体系型)②、安第斯型(沟-火山弧型)2、被动大陆边缘被动大陆边缘分为大陆架、大陆坡和大陆麓三部分。
⑴、大陆架大陆架(Shelf)是指滨临海岸的浅水区域,是大陆向海洋的自然延伸。
宽0~1300公里;大陆架外缘平均水深130米,最深可达550米。
⑵、大陆坡大陆坡(Slope)位于大陆架向海洋一侧;坡度较陡(3°~6°);宽数十至数百公里。
⑶、大陆麓大陆麓(Rise)是指大陆坡坡脚下由沉积物堆积而成的和缓平坦坡。
宽数百至上千公里;平均坡度1/300;常从2500~3000米水深处开始进入5000米水深大洋盆地。
3、活动大陆边缘⑴、岛弧型岛弧型活动大陆边缘的构造单元包括:弧后盆地(边缘海)、岛弧、弧前盆地、海沟。
板块构造学说的内容

板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的。
根据这一新学说,地球表面覆盖着内部相对稳定的板块(岩石圈),这些板块确实在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。
由于地球表面积是有限的,地球板块分类为三种状态:其一为彼此接近的汇聚型板块边界;其二为彼此远离的分离型板块边界;其三为彼此交错的转换型板块边界。
板块本身是不会变形的,地球表面活动便都在这三种状态下集中发生。
1968年,剑桥大学的麦肯齐(D.P.Mckenzin)和派克(R.L.Parker),普林斯顿大学的摩根(W.J.Morgan)和拉蒙特观测所的勒皮雄(X.Lepichon)等人联合提出的一种新的大陆漂移说--板块构造学说,它是海底扩张学说的具体引伸。
板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的理论基础上,又根据大量的海洋地质、地球物理、海底地貌等资料,经过综合分析而提出的学说。
因此有人把大陆漂移说、海底扩张说和板块构造说称为全球大地构造理论发展的三部曲。
板块构造学说是近代最盛行的全球构造理论。
这个学说认为地球的岩石圈不是整体一块,而是被地壳的生长边界海岭和转换断层,以及地壳的消亡边界海沟和造山带、地缝合线等一些构造带,分割成许多构造单元,这些构造单元叫做板块。
全球的岩石圈分为亚欧板块(又译“欧亚板块”) [1] 、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块,共六大板块。
其中太平洋板块几乎完全是在海洋,其余五大板块都包括有大块陆地和大面积海洋。
大板块还可划分成若干次一级的小板块。
这些板块漂浮在“软流层”之上,处于不断运动之中。
一般说来,板块内部的地壳比较稳定,板块与板块之间的交界处,是地壳比较活动的地带,地壳不稳定。
地球表面的基本面貌,是由板块相对移动而发生的彼此碰撞和张裂而形成的。
在板块张裂的地区,常形成裂谷和海洋,如东非大裂谷、大西洋就是这样形成的。
在板块相撞挤压的地区,常形成山脉。
当大洋板块和大陆板块相撞时,大洋板块因密度大、位置较低,便俯冲到大陆板块之下,这里往往形成海沟,成为海洋最深的地方;大陆板块受挤上拱,隆起成岛弧和海岸山脉。
第二章 大地构造学(板块构造理论—1板块构造理论起源)2012

的 泛 大 陆
大陆漂移学说发展遭到的阻碍
魏格纳的大陆漂移学说没有很好地解决大陆漂移的力 学机制问题,他认为,大陆漂移是硅铝质大陆壳像一座座 桌状冰山一样航行在洋底的较重的硅镁质岩浆中,并且认 为地球自转的离心力和潮汐摩擦力是推动大陆漂移的驱动 力。这些论点遭到当时多数地球物理学家们的激烈反对, 在地球物理学家们看来,洋底是坚硬的,大陆不可能像船 一样航行在洋底或硅镁层之上,地球自转的离心力和潮汐 摩擦力非常有限,远不足以推动大陆漂移。由于魏格纳的 大陆漂移学说遇到动力机制上的困难而遭到地球物理学家 们的强烈反对,加之其蕴含的活动论思想与当时地学界占 支配地位的地槽理论在思想体系上矛盾,因而,随着他本 人不幸于1930年逝世,大陆漂移假说一度销声匿迹。
1872-1876 英国挑战者号 Challenger调查
Harry Hammond Hess
H. Hess二战期间任美国太平 洋战争时期凯普.约翰逊号船 长,用声纳对海底做了不间 断的观测。 1946年发现水下平顶山。 二战后任普林斯顿大学教授, 1957年2月26日听Heezen的 报告,报导了洋脊的发现, 他当即指出:你动摇了地质 学的基石。 1960年口头发表,并于1962 年正式发表了“海盆的历史” 一文。
魏格纳和他的家人乘坐气球
• 1970在汉堡重 新命名的魏格 纳街
魏格纳有关大陆漂移的著作
• 1912a,Die Entstehung der Kontinente,Petermann’s Geographyche Mitteilungen,58,185-195,305-308. • 1912b,Die Entstehung der Kontinente,Geologische Rundschau,3,276-292 • 1915,Die Entstehung der Kontinente und Ozeane, Braunschweiz, Veiweg. • 1924,The Origin of Continents and Oceans, London: Methuen. • 1929(1966),The Origin of Continents and Oceans,
大地构造学的特点和注意的问题1

大地构造学的特点和注意的问题特点:本学科实际资料多、观点、假说、学说较多,内容较复杂、综合性强、领域广阔、对象全球性构造,时间漫长的学科。
注意的问题:①正确对待各种学派及观点;②弄懂各学派的基本观点和思想;③注意存在哪些问题、没有解决什么问题。
地壳:莫霍面以上的地球表层。
地壳的结构和厚度都极不均匀,地震波速度在纵向和横向上的变化都十分复杂。
上地幔:从莫霍面延伸到400Km左右的不连续面。
顶部是0-50Km的高速层,为地幔顶部的刚性顶盖,其下为厚约150Km 的低速层。
低速带底至400Km左右纵波速度缓慢增加,地幔是相对均匀的,上地幔常见地震波速度的横向变化。
过渡带:从400Km到1000Km左右,是上地幔与下地幔之间的过渡区。
它的特征是地震波速度梯度大于正常梯度,并在几个深度范围内显示出特别高的速度梯度。
波速的这种变化可能由物质的几个相变化引起,即相变为更紧密的堆积矿物。
过渡带中P波横向变化不大,但S波仍有较明显的横向变化。
下地幔:从1000Km左右延伸到2900Km的古登堡面,除底部200Km速度梯度近于零外,地震波速度以正常缓慢而均匀地增加为特征。
波速的横向变化也较少。
表明下地幔的物质相对比较均匀,是更致密的区域。
外核:从核-幔界面延伸到4700Km左右。
外核不传递S波,P波速度以正常梯度缓慢增加,说明外核处于流体状态。
过渡层:厚约5000-5200Km左右。
P波速度在该层顶部和底部突然增加,出现不连续的跃变。
层内速度梯度近于零,推测此层为从液体外核向固体内核过渡的一个稍具有刚性的区域。
内核:从5200Km左右到地心。
P 波速度在内核边界上突然增大,并出现较低的横波波速,表明内核是固体。
岩石圈:包括地壳和上地幔顶部的刚性顶盖,它是地球最外面的像脆性固体一样的坚硬外壳。
(厚50-150Km)软流圈:从岩石圈底部向下延伸250Km左右。
软流圈的顶部是地震波低速带,它是塑性较高,强度和黏度较低,容易蠕动变形而能够缓慢流动的区域。
煤矿地质学4地质构造-1单斜构造

a、三点位于同一岩层面上而不在一条直线上。 b、三点水平位置和标高为已知。 c、三点范围内岩层产状无变化。
(2)求法要点: 过次高点作一条走向线,再过另二点中的任意一点(最高或最 低点)作走向线。利用两条等高线的高程差和水平距离,求出岩层 产状。
(3)具体求法: 以一定比例将A、B、C三点按其平面位置投到平面图上,连接 最 高最低点(图中A 、C ),在该线上岩层面高程均匀下降,等分该 线 段,找出与次高点B相同高程的点E,BE连线即为次高点B的走向线, 过A、C两点分别作EB的平行线,既为三条走向线。在BE线上任选
• 4、视厚度和视水平厚度:在与岩层走向斜交的剖面上,岩 层顶、底面与剖面的交线之间的最短距离大于岩层的真厚 度,称为视厚度;水平距离也大于水平厚度,称为视水平 厚度。 • 5、残存厚度:岩层遭受了剥蚀,现在所见到的是岩层的残 余部分,由地面某点至岩层底面之间的最短距离,称为残 存厚度。
四 单斜构造在几种煤矿基本地质图件上的表现
二 岩层产状要素的表示方法
• 1、文字记述岩层产状方法 • (1)象限角法:以地理子午线(经线)为基准线,走向线、
倾向线与它所夹的角,即为走向或倾向的象限角。如岩层
走
• (2)方位角法:以地理正北(N)为起点(0°),顺时针 旋转到岩层的走向线、倾向线的角度,即为走向和倾向的 方位角。 N120°∠32° SE 120°∠32°
右图为地形地质图,A、 B两点为某岩层界面与 200m等高线的两个交点, 连接AB,既为某岩层面 上的200m走向线,再找 出同一界面上与另一等 高线的交点C,过C点作 AB的平行线,既为 300m走向线。
• 2)单斜构造在地质剖面图上的表现
• 3)单斜构造在水平地质切面图上的表现
大地构造学若干常见问题答疑(1)

大地构造学若干常见问题答疑(1)胡经国一、大地构造学研究内容和方法1、变形研究变形研究,是指通过对构造运动所留下的形迹(如褶皱、断裂、面理、线理、变质构造、变质矿物)的研究,寻求地壳与岩石圈运动的力源问题。
2、地质体成因研究地质体成因研究,是指研究地层地质体、变质地质体、岩浆地质体、火山地质体等的形成、演化及构造就位过程。
3、壳幔构造和动力学研究关于壳幔构造和动力学研究,目前能够作为大地构造学理论立论基础的地球动力学理论主要是重力均衡和壳幔分异与对流。
4、地球演化史研究地球演化史研究,是指研究以前地球演化的发展历程与趋势,推断地球演化将来的发展方向。
二、大地构造学主要任务大地构造学当前的主要任务是:全球及大陆动力学研究,为矿产资源、地质灾害和环境评价建立动力学模型。
大陆动力学(Continental Dynamics)这一概念的提出,是基于已经获得的资料表明大陆与大洋岩石圈乃至上地幔的结构不同。
大陆岩石圈的生成、保存和消失过程,要比板块构造学说所阐明的大洋岩石圈的生长和消亡过程复杂得多。
因此,有必要针对大陆的独特情况和亟待解决的大陆基本科学问题开展研究,建立大陆动力学理论。
美国国家大陆动力学研究的科学目标有:大陆的成因与演化、大陆地幔、地震和板块边界的相互作用、岩浆和火山系统、大陆岩石圈的变形和活动性、气候和全球变化的地球系统的历史、沉积盆地、地壳与水圈的相互作用等。
一般认为,大陆动力学研究有两个支柱手段,即:野外实验室和大地测量与地球物理观测台网。
大陆动力学是地球动力学的构成部分。
地球动力学(Earth Dynamics)是地球构造演化过程的动力学机制的统称。
它是在文献中经常出现的一个名词,常常与某些代表特定地质过程的名词连用,例如,化学地球动力学、成矿作用地球动力学等等。
但是迄今为止,对地球动力学这一概念尚无一个明确而统一的定义。
根据不同学者引用这一名词的背景,似乎可以把地球动力学理解为地球上地质过程的动力学机制的统称。
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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。
构造地质学的研究对象构造地质学研究各类地质体(岩石、岩层、岩体)在力的作用下发生的变形及其产生的构造现象;如:褶皱、断层、节理、劈理等。
构造地质学的研究内容主要是由内动力地质作用所形成的各种地质构造的几何形态、产状、规模、形成机制、分布特点、组合及演化历史,进而为探讨产生地质构造的地壳运动的方式、方向和动力来源提供依据。
研究尺度(scale)尺度: 指物体的规模大小。
因此,地质构造的规模大小可以划分为巨型、大型、中型、微型和超微型等级别。
具体的研究方法如下:地质填图是研究地质构造最基本的方法。
应用力学原理,鉴定各个构造的力学性质,分析构造变形时作用力的性质、大小、方向和构造应力场的演化过程。
利用反序法,对地质构造进行历史分析。
根据相似原理,进行构造模拟实验,观察其变形特点以及应力与应变之间的关系。
在构造研究中,应用各种新技术和新方法,特别要重视和推广电子计算机技术,使构造地质的研究向定量的数据分析方向发展。
1、层理的概念沉积岩最突出的特征就是具有层理。
层理是沉积岩沉积时形成的成层构造。
它是由沉积岩的成分、结构、胶结物、颜色等沿垂向的变化而显示出来的一种面状构造。
层理的最大单位是岩层。
岩层上、下层面之间的垂直距离,称为岩层厚度。
根据厚度大小,将岩层分为:巨厚层:大于2.0m;厚层:0.5m-2.0m;中厚层:0.1m-0.5m;薄层:0.01m-0.1m;微层:小于0.01m。
岩层内的层理由小到大分为细层、层系和层系组。
由若干个细层组成层系;由几个层系构成层系组。
现在,具体介绍如下:(1) 细层:细层又称纹层, 是组成层理的最小单位, 细层厚度很小, 常以毫米计, 同一细层多具有较均一的成分和结构, 它们是在相同的水动力条件下同时形成的。
☆细层可与层面平行或斜交☆细层可以是平直的也可是波状弯曲的☆细层与细层之间可平行或不平行(2) 层系:是由成分、结构和产状上相同的许多细层组成,是在同一环境相同水动力条件下,不同时间形成的细层组成。
层理的基本类型层理按其形态的不同可分为三种基本类型:平行层理、波状层理、斜层理(1)水平层理:指细层界面平直,互相平行,且平行于岩层面。
通常形成在水介质较平稳的环境中(2)波状层理指细层界面呈波状起伏,但总体方向平行于岩层面。
(3)斜层理它是由一系列与岩层面斜交的细层所组成的。
斜层理一般出现在碎屑岩中。
4、层理的识别(1) 岩石成分的变化(2) 岩石结构的变化:(3) 岩石颜色的变化(4) 沉积岩的原生层面构造(1)岩层的产状要素岩层的产状是以岩层面在三度空间的延伸方位及其倾斜程度来确定的, 是表示岩层面在地壳中的空间位置的几何要素岩层面的产状要素包括岩层面的走向、倾向和倾角。
走向: 表示岩层在空间中的水平延伸方向。
岩层面与水平面相交的线叫走向线。
走向线两端所指的方向即走向线与地理子午线的夹角为岩层的走向。
倾向: 表示岩层的倾斜方向。
在岩层面上与走向线垂直并沿倾斜面向下所引的直线叫倾斜线。
倾斜线在水平面上的投影线所指岩层面向下倾斜的那个方向就是岩层的真倾向, 简称倾向。
倾角: 表示岩层的倾斜程度。
岩层的倾斜线及其在水平面上的投影线之间的夹角就是岩层的倾角(真倾角)。
(2)岩层产状要素的测定★岩层的产状要素通常是用地质罗盘仪AB -倾斜线OD’-倾向-走向线ODα-倾角 直接在岩层面上测得★根据钻孔资料、地形地质图上岩层出露线与地形的关系作图求解★视倾斜值用几何作图法或赤平投影方法求解一、水平岩层的概念 :水平岩层是指岩层层面为水平状态的岩层。
小于5°二、水平岩层的特征(1)地质时代较新的岩层叠置在较老的岩层之上;所以,在地形切割不深时,大部分地区为同一岩层所占据,如地形切割较深且起伏不平时,高处出露的岩层时代较新,低处出露的岩层时代较老。
(2)水平岩层的出露与分布状态严格受地形控制。
在地图上,水平岩层的地质界线与地形等高线平行或重合。
(3)水平岩层的厚度等于该岩层上、下层面的标高差。
(4)水平岩层的露头宽度(岩层上、下层面在地面出露线之间的水平距离)是随岩层的厚度和地形坡度不同而变化的。
一、倾斜岩层(一)倾斜岩层的概念:在地壳运动下,岩层的原始产状一般都要发生程度不同的改变。
若岩层发生倾斜,倾角大于5°且小于85°,这样的岩层称为倾斜岩层。
(三)“V”字形法则:(1) 当岩层倾向与地面坡向相反时:向反线同(2) 当岩层倾向与地面坡向相同且岩层倾角大于地面坡角时: 向同线反(3) 当岩层倾向与地面坡向相同且岩层倾角小于地面坡角时: 向同线同二、直立岩层(一)概念岩层层面近于直立(a 大于85°)的岩层称为直立岩层。
(二)直立岩层的基本特(1)直立岩层的地质界线不受地形的控制。
如果岩层走向不变,其出露线在地形地质图上为一条直线。
实际上,直立岩层的出露线是随地形上下起伏的。
(2)直立岩层的露头宽度等于岩层的厚度,不受地形的影响。
2.岩层厚度概念真厚度: 是指岩层的两个平行界面之间的垂直距离,即岩层顶面到地面的垂直距离。
水平厚度:岩层顶面到地面的水平距离叫岩层的水平厚度。
它随剖面方向的不同而不同。
铅直厚度: 岩层顶面到底面的铅直距离叫岩层的铅直厚度。
当岩层厚度和倾角不变时,在任意剖面内其铅直厚度不变。
视厚度: 在与岩层走向斜交的直立剖面上或在与岩层面不垂直的任何方向的非直立剖面上所测得的岩层顶面与底面之间的垂直距离。
视厚度随剖面方向的不同而变化。
岩层视厚度(h’)与铅直厚度(H )的关系: h’=H*cosa’(a’为岩层的视倾角)岩层的真厚度和视厚度的关系:h=h’*cosa/cosa’岩层真厚度(h )与铅直厚度(H )的关系: h=H*cosa由于同一岩层的视倾角永远小于真倾角,因此视倾角的余弦值总是大于真倾角的。
故岩层的真厚度总是小于视厚度。
注意:铅直厚度>视厚度>真厚度2. 确定不整合的形成时代确定不整合的形成时代, 是以不整合面下伏地层中最新的地层时代为下限, 以不整合面上覆地层中最老的地层时代为上限, 其间所缺失的那部分地层的时代就是不整合形成的时代。
1.力的概念力是物体间的相互作用,这种作用能使物体形状和机械运动的状态发生转变。
2.应力一种矢量,具有大小、方向和作用点,可以用平行四边形法则进行合成和分解。
3. 应力的概念:为受力物体内任意一截面单位面积上的附加内力在内力均匀分布的情况下,则截面A 上的应力为:σ =P/A3. 一点的空间应力状态类型根据单元体上主应力分布情况,可以把一点的应力状态分为三类:(1) 三轴应力状态: 三个主应力均不为零的状态, 这是自然界最普遍的一种应力状态(2) 双轴应力状态: 一个主应力的值为零, 另外两个主应力的值不为零的应力状态(3) 单轴应力状态: 其中只有一个主应力的值不为零,另外两个主应力的值都等于零的应力状态。
变形的概念: 物体受到力的作用后, 其内部各质点之间的相互位置发生改变叫做变形。
最基本变形方式:(1)拉伸变形:当沿物体轴线方向有一对大小相等、方向相反的外力作用时,物体沿轴线方向伸长,这种现象称为拉伸变形。
(2)压缩变形:当沿物体轴线方向有一对大小相等、方向相同的外力作用时,物体沿轴线方向缩短,这种应变称为压缩应变。
(3)剪切应变:当物体受到一对大小相等、方向相反且不在同一直线上的剪切力作用时,物体的一部分相对于另一部分发生错动所产生的角度变形,称为剪切变形。
(4)弯曲变形:是指物体受力的作用而发生的拱曲或波状弯曲。
它可以由垂直轴线的外力作用产生,也可以由平行轴线但不在轴线上的侧压力(这个力平行层面)作用而产生。
前者称横弯曲,后者称纵弯曲,岩层褶皱即属于此种变形结果。
(5)扭转变形:在物体两端与轴线垂直的平面内,分别有大小相等、方向相反的力偶作用时,物体发生变形叫扭转变形。
如“S”或反“S”状构造,即属此种变形。
4. 均匀与非均匀变形: ★均匀变形: 岩石的各个部分的变形性质、方向和大小都相同的变形。
特点: 原来的直线经变形后认为直线;原来为曲线,变形后仍为曲线;原来平行的线经变形后仍平行。
变形物体中同一方向所有变形量均相同。
拉伸、压缩剪切变形都属于均匀变形★非均匀变形: 岩石的各个部分的变形性质、方向和大小发生变化的变形。
例如, 弯曲和扭转就是非均匀变形, 构造地质学主要研究的多是这类变形, 但在具体研究时, 多把整体的非均匀变形分解成局部的均匀变形来讨论分析, 即把非均匀变形视为若干连续的局部均匀变形的总和。
变形物体内部质点之间相对位移的程度, 是物体变形程度的量度,用来度量变形物体的体积或形状的改变量。
可将应变分为线应变、剪切应变和体应变三种。
1. 线应变:物体内某方向上单位长度的改变量叫线应变(相对伸长或压缩)。
2. 剪应变:物体在剪切力的作用下发生变形,变形后的任一截面相对其原来的位置发生了一定的角度旋转,这种应变称为剪切应变。
3. 体应变体应变是体积变化量(V-V0)与原来体积V0之比,也称膨胀度,即:△= (V-V0) / V0式中:△——膨胀度,大于0表示膨胀,小于0表示压缩;V——变化后的体积;V0——变化前的体积。
第三节岩石的变形阶段三种性质:褶皱是指岩石收力发生弯曲变形,它是由岩石中各种原来近于水平的面变成曲面而表现出来的,形成褶皱的变形面绝大多数是沉积岩的层面,而变质岩的劈理、片理或片麻理以及岩浆岩的原生流面、岩层和岩体中的节理面、断层面或不整合面,受力后也可变形而形成褶皱面。
一、褶皱要素褶皱的要素指褶皱的各个组成部分1. 核:褶皱的中心部分(最新或最老)地层2. 翼:核部两侧对称出现的地层3. 枢纽:同一褶皱面上最大弯曲点的连线4. 转折端:褶皱面从一翼过渡到另一翼的弯曲部分5. 翼间角:正交剖面上两翼间的内夹角6. 脊线:同一褶皱面上最高点的连线槽线:同一褶皱面上最低点的连线7. 拐点:由向形向背形转折过渡(公共翼上)的几何点8. 轴面:褶皱各层枢纽连成的面(假想的面)。
褶皱要素中其中最重要的是枢纽、轴面和两翼。
褶皱的形态虽然多种多样的,但其基本形式有两种。
(1)背斜:岩层向上弯曲,核部岩层时代较老,两翼岩层依次变新,且对称分布的褶皱。
(2)向斜:岩层向下弯曲,核部岩层时代较新,两翼岩层依次变老,且对称分布的褶皱。
由于受后期风化、剥蚀的破坏,造成向斜在地面上的出露特征是:从中心向两侧,岩层从新到老对称重复出露,而背斜在地面上出露特征缺恰恰相反,从中心到两侧,岩层从老到新重复出露。
如褶皱岩层的新老层序不明,或者褶皱的变形面不是层面而是其他构造面,则将褶皱面向上弯曲的称为背斜,向下弯曲的称为向斜。