构造地质学研究内容方法及发展史PPT课件.ppt

编制人 王锋wangfeng 安大学地球科学与国土资源学院 2008 3 构造地质学 60学时 1 构造地质学概述 P1 1 地质构造 组成地壳或岩石圈的岩层或岩体等 在内外地质动力作用下所产生的各种变形 如褶皱 节理 断层以及其它各种面 线状构造 构造地质学是地质学专业的一门重要的专业基础课 是地质学的一门分支学科 它是研究地壳上各级各类地质构造的发生 发展 演化及其与矿产分布 地震 工程稳定性 环境演化等的关系的一门学科 研究对象和内容基本概念 2 构造地质学概述 P1 2 研究对象 各种地质构造现象 研究内容 各种地质构造的形态特征 形成条件 分布与组合形式 发展演化规律 形成机制 并追索产生上述地质现象的地壳运动方式 方向和力学性质 进一步探讨地壳构造运动的动力学原因 研究对象和内容 3 构造地质学概述 P1 3 可以从两个方面描述对地质构造的研究 时间 发生 发展 演化 空间 分布和规模 形态特征 空间组合 几何学 形态特征 分布与组合 空间 运动学 形成时间 顺序及演化过程 时序 动力学 形成机制与发育条件 成因 概念 研究各种地质构造的形态 产状 规模 形成机制 条件 分布 组合及演化 产生的地壳运动方式 运动规律与动力来源的一们学科 研究对象和内容 4 构造地质学概述 P1 4 构造地质学的相关学科 构造分析包括 微观构造 小构造 区域构造和大地构造 微观构造分析包括岩组分析和粒组分析 岩组分析是以构造岩的应力矿物为对象 研究晶体内的构造 以及矿中的各种微观小域的形成和演变 并将各种微观的特征与宏观的构造现象联系起来解释 小构造分析的主要对象是盆地中的三级构造 包括盆地中的局部构造直到一块手标本 小构造分析的步骤是通过观察 标测和制图 掌握构造变动的几何形态 进一步分析构造的力学条件 了解相邻构造的成因联系及局部构造的发育历史 区域构造分析介于小构造与大地构造之间 它是以区域地质为背景 具体分析一个地区的地质规律 在进行区域构造分析时 往往因各家的学说观点不一样 以至使用同样的地质资料 得出截然不同的地质结论 因此 区域地质分析经常是地质学争论的焦点 大地构造分析是以整个地壳为对象 对构造形态 沉积建造 岩浆活动 变质作用 成矿作用 火山 地震等方面综合分析 汇集各种有关的地质地球物理资料阐明各级构造单元发生 发展 演化历史 探讨各级大地构造单元形成机制和分布的规律 5 构造地质学概述 P1 5 构造地质学发展史 以阿尔陂斯为例 时间主要在18世纪中期 固定论阶段代表人物 魏尔纳 主要认识 山就是山 谷就是谷 是一成不变的 点评 是构造地质学的萌芽阶段 只对地表的静态描述 认识到了地表的差异 各种地质构造 的存在 它们是有区别的 这就为进一步的研究各种地质构造奠定了基础 不足之处是 1 没有认识到运动这一永恒的主题 内力 2 没有认识到外动力地质作用在地质历史上的巨大作用 3 是人们认识地球的开始 也可以说是萌芽期 6 构造地质学概述 P1 6 构造地质学发展史 以阿尔陂斯为例 时间主要在18世纪末 19世纪初期 削蚀论阶段代表人物 索修尔 主要认识 山和谷不是一成不变的 山是地壳上升后经削蚀而形成的 山和谷地的内部是均一的岩块 不存在分层现象 点评 是构造地质学的奠基阶段 认识到了地表的差异 各种地质构造 的存在 它们是有区别的 认识到了地壳的运动 上升 和外动力地质作用 削蚀 的存在 这就为进一步的研究各种地质构造奠定了基础 不足处 没有认识到地球内部的分层和沉积岩石内部广泛存在的分层现象 响 7 构造地质学概述 P1 7 构造地质学发展史 以阿尔陂斯为例 上冲论阶段 构造地质学起步阶段 时间 主要集中在19世纪后期 代表人物 施图德 阿尔卑斯地质 主要认识 阿尔卑斯山内部可以分为若干带 由中央花岗岩和周围的沉积岩系组成 山是由于花岗岩的上升而造成的 主要进步 认识到了沉积岩系的分层和其中的不整合接触关系 认识到了岩浆活动引起地壳上升 也认识到了外力地质作用 差异剥蚀 主要不足 没有认识地壳运动大量的机制和方式等 8 阿尔卑斯山断面图 施图德 阿尔卑斯地质 C 结晶质的中央带 它是构造山的主体 K 沉积岩系 P1 8 9 构造地质学概述 P1 9 构造地质学发展史 以阿尔陂斯为例 正确认识阶段 时间 19世纪末 20世纪初期 代表人物 海姆 关于山脉形成理论的研究 主要认识 确立了平卧褶皱及大型平移断层在造山过程中的作用 认识到研究造山带内部的复杂的大型平移断层在造山中的巨大作用 主要进步 褶皱造山 断层造山 主要不足 当时的研究手段不足 10 贺兰山西麓地区小松山推覆体剖面图 P1 10 11 构造地质学概述 P1 11 构造地质学发展史 以阿尔陂斯为例 构造地质学研究大发展阶段 时间 近三四十年内主要特点 国内外相关学科的大发展及学科间的相互渗透 新方法 新技术的不断出现和应用 使构造地质学的研究手段不断的进步 促使人们对地质构造的认识不断的完善和深入 构造地质学研究 进入了一个全新的阶段 主要体现在四个方面 上天 航空 航天 遥感等技术的应用 入地 深钻 高分辨地震勘探技术等的应用 入微 电子显微镜的引入 构造岩组分析 模拟和综合 计算机和人工智能技术的应用 12 构造地质学概述 P1 12 课程的讲授内容和方法 教材 徐开礼等 构造地质学 地质出版社 1998 参考书目录 1 郭颖等 简明构造地质学教程 地质大学出版社 1996 2 俞鸿年等 构造地质学原理 南京大学出版社 1998 3 冯石等 构造地质学 石油工业出版社 1982 4 毕令斯 M P 构造地质学 地质出版社 1956 5 霍布斯等 构造地质学纲要 石油工业出版社 1976 6 兰姆赛 J G 岩石的褶皱作用和断裂作用 地质出版社 19677 魏宽义 构造解析学 陕西人民教育出版社 2003讲述和学习方法 基本理论讲述 基本方法操作练习 课堂讨论 模型与标本观察描述 课外作业 13 构造地质学概述 P1 13 构造地质学研究的意义 理论意义 1阐明各级各类构造的时空展布规律 2构造的形成机制和发展演化规律 3地壳 地球 发展演化的规律 实践意义 1指导矿产勘查 地质矿产勘查 2水文地质勘查 水文地质学 3国土资源调查和管理 4工程稳定性评价 5地震和灾害地质研究 6环境保护等 14 构造地质学概述 P1 14 构造地质学的授课目标 观察构造的能力 学会对各级各类构造进行观察 描述和记录 分辨构造的能力 学会怎样正确的分辨各级各类构造 分析构造的能力 学会分析各级各类构造的思路和方法 处理构造的能力 学会如何利用对各级各类构造的分析结果综合研究区域构造的形成背景和发展演化规律 15 构造地质学概述 P1 15 构造地质学的研究方法 本课程是一门实践性很强的学科 也是特别复杂的学科 历史长 规模大 温度压力高 影响因素多 差异大等 方法序法 果推因 逻辑推理法 实验模拟法等 恢复构造运动的途径不外乎两种 构造历史分析法以各种地质 地球物理 地球化学资料为基础 其中特别是以岩石建造 相和厚度为依据 探讨各种地质构造与构造运动成因上的联系 确定大地构造发展的特点 阐明构造运动的规律 构造运动与沉积作用经常是同时发生的 而且带有长期性 因此 恢复相 建造 厚度在时间和空间上的变化规律 则是研究构造历史的首要任务 构造变动是地应力作用于岩石引起的永久变形 它是构造运动的结果 反之构造形迹又是地壳运动的历史见证 地质力学分析法是以岩石中的永久变形为基础 研究构造变动的力学性质及其形成的顺序 进而恢复构造应力场的特征和地壳运动历史 16 构造地质学的研究方法 石炭二叠系沉积 抬升 堆积下层砾石 稳定 形成黄土层 推覆 上砾石层堆积 快速抬升 形成河流今剖面 例P1 16 内蒙古乌海桌子山东麓河流 反映地壳运动的过程 17 构造地质学的研究方法 桌子山东麓河流冲积物 反映两种可能 下部采煤形成的地壳表层陷落裂隙 地壳运动形成的节理 张节理 代表了在垂直其延伸方向的拉伸环境 示例P1 17 18 构造地质学的研究方法 示例P1 18 罗山石炭系砂泥岩中的断层牵引现象 提示我们这是挤压环境中形成的逆断层 19 构造地质学的研究方法 桌子山奥陶系灰岩中的化石及剪节理现象 提示灰岩的形成环境及曾经受到的变形的应力方向 示例P1 19 20 构造地质学的研究方法 桌子山奥陶系灰岩被 错断 的假像灰岩向里侧倾斜 两个剖面的位置不在同一深度 示例P1 20 21 构造地质学概述 P1 21 构造地质学的研究方法 构造分析研究的步骤 野外观察和填图 大量实际资料 室内整理做图 初步分析 综合分析 理论认识 构造分析的过程 实践 认识 实践 认识 实践 认识 循环往复 以至无穷 22 构造地质学的研究方法 以桌子山奥陶系灰岩被 错断 认识为例 第一步 我们通过地层的被错断 得出存在正断层 第二步 通过详细观察发现 灰岩向里侧倾斜 两个剖面的位置不在同一深度 岩层是连续的 所以判断不存在断层 第三步 进一步详细观察 发现存在层面明显的滑动擦痕 得出存在顺层断层的结论 示例P1 22 23 课程讲述内容 进度及考核 课程计划学时 理论40学时 实习20学时 本期实际安排学时54 理论34 实习18 结合地质 资勘及油气专业实际 对岩浆岩和变质岩区构造不作为本课程教学的重点内容 理论授课及实习课讲授部分全部使用自编多媒体讲稿 并增加了较多的野外构造照片资料分析 实验课采取以小班为单位分开在教师得指导进行 并强调学生的实际动手技能的练习和培养 实