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第六章构造运动与构造变动 TectonicMovementandMetamorphism 一 构造运动与地壳运动 二 岩层产状 厚度及出露特征 三 岩层变形 四 老构造运动的研究 一 构造运动与地壳运动 1 构造运动 在内动力地质作用下 地壳乃至整个岩石圈发生的变位和变形的作用 实质是质点的变位 2 地壳运动 由于地球内动力作用导致地壳发生各种变化的作用的总称 包括构造运动 变位 岩浆活动 相变 和变质作用 质变 水平运动与垂直运动 前者主导 后者派生 老构造运动与新构造运动3 构造变动 构造运动引起的岩石的永久变形 包括褶皱变动和断裂变动 照6 1褶皱变形 照6 2断裂变位 4 研究意义控制矿产资源和能源的分布控制现代地理环境的格局控制或影响古地理环境的变化影响或控制地下水的出露和分布影响或控制地震 火山 滑坡等灾害的分布 频率 强度等 二 岩层产状 厚度及出露特征 1 岩层产状及其分类岩层及其划分 岩层产状 岩层产状类型 2 岩层厚度 3 岩层出露及其与产状的关系 4 地层接触关系 分为整合接触 平行不整合接触和角度不整合接触 岩层 两个平行或近于平行的界面所限制的岩性相同或近似的层状岩石 成分的变化结构的变化 颜色的变化 层面构造 岩层产状 岩层在地壳中的空间方位 以走向 倾向 倾角表示 照6 3松枝口峪馒头组和毛庄阶 照6 4郝家台 图6 1岩层产状要素AOB 走向线 OD 倾斜线 OD 倾向线的水平投影 箭头方向为倾向 倾角 图6 2真倾角与视倾角的关系 真倾角 视倾角 真倾向与视倾向之间的夹角 岩层产状类型水平岩层倾斜岩层直立岩层倒转岩层 图6 3水平岩层 照6 3倾斜岩层 照6 4直立暨倒转岩层 图6 4岩层的真厚度 铅直厚度与视厚度h 真厚度 H 铅直厚度 h 视厚度 岩层的真倾角 岩层的视倾角 图6 5岩层厚度和倾角不变时 露头宽度取决于坡度和倾向与坡向之间关系 图6 6岩层与地面坡角相交关系对岩层露头宽度的影响 图6 7四川苍溪观音寨早侏罗世水平岩层素描图 照6 5水平岩层 图6 8水平岩层的出露分布特征 图6 9倾斜岩层露头界线形态之一 岩层倾向与坡向相反 图6 10倾斜岩层露头界线形态之二 倾向与坡向相同 倾角 坡度 图6 11倾斜岩层露头界线形态之三 倾向与坡向相同 倾角 坡度 图6 12平行不整合与角度不整合立体示意图D1与O3之间为平行不整合 P1与D3 D2 D1之间为角度不整合 北京周口店附近地质图 图6 13酒泉盆地西南文殊山地质地貌剖面图1中更新统照壁山组 2早更新统文殊山组 3上新统疏勒河组 三 岩层变形 1 应力分析1 外力 包括面力和体力 与内力 包括固有内力和附加内力 应力 1 P A应力分解 垂直于截面的正应力 和平行于截面的剪应力 2 应变状态 正六面体 应变椭球体 3 应力状态分析 4 应力场与构造应力场 图6 14单元体的三对主应力 1 2 3方位 图6 15应变椭球体及其三个主平面的正视图 图6 16单轴应力状态分析图解 A 单轴应力状态 1 0 2 3 0 1 1 Cos2 2 1 Sin2 2当 0时 1 0 当 45时 最大 最大剪应力作用面 当 90时 0 试证明下列命题 任意两个互相垂直的截面上 正应力之和不变 即等于主应力值 与截面方向无关 任意两个互相垂直的截面上 剪应力值大小相等 符号相反 称剪应力互等定律 故剪应力是成对出现的 图6 17双轴应力状态图解 B 双轴应力状态 1 0 2 0 3 0 1 1 COS2 2 1 SIN2 2 2 1 COS2 2 2 1 COS2 2 2 SIN2 2 2 SIN2 2 1 2 2 1 2 COS2 2 1 SIN2 2 2 SIN2 2 1 2 SIN2 2当 0时 1 0 当0 90时 2 1 其中 45时 最大 当 90时 2 0 图6 18三轴应力状态 1 2 3 的莫尔圆图析 C 三轴应力状态 1 2 3 0 三种特定截面的应力分析 1 截面与中间应力轴平行2 截面与最小应力轴平行3 截面与最大应力轴平行试证明下列命题 1 截面与 2平行且与 1和 3均交45 时 最易剪切 2 截面与 2和 3平行时 正应力最大 正值挤压 3 截面与 1和 2平行时 正应力最小 负值拉张 2 岩石变形1 变形 受力后各质点相互位置发生变化 变形程度用应变来量度 线应变与剪应变 纵向线应变 l l0 l0横向线应变 0 b b0 b0泊松比常数 0 图6 19物体的简单拉伸变形与剪切变形 2 变形方式 均匀变形 拉伸 挤压 剪切非均匀变形 弯曲 扭转 3 变形阶段 弹性变形 塑性变形 断裂变形强度 物体抵抗外力破坏的能力 从弹性变形向塑性变形转变必须超过物体的弹性极限 从塑性变形向断裂变形转变必须超过物体的强度极限 一般情况下 岩石的抗压强度 抗剪强度 抗张强度 图6 20岩石变形的五