构造地质学复习题1答案

复习题1答案一、名词解释（共204分，每题2分）1地质体人们观察和研究的具有一定体积的天然岩石单元2走向线与走向走向线为倾斜构造面与水平面的交线，走向为走向线的地理方位，一个倾斜构造面有两个走向3倾向线与倾向、倾角倾向线为倾斜构造面上垂直于走向线的直线（倾斜线）在水平面上的投影线；倾向为倾向线指向构造面倾斜方向的地理方位；倾角为倾斜构造面上倾斜线与其在水平面上投影线之间的夹角。4面向倾斜岩层变新的方向5沉积岩层被两个平行或近平行的界面限定的具有同一岩性的层状地质体6原生构造沉积岩或岩浆岩在成岩过程中形成的构造7层面限定沉积岩层的界面，可分为上层面（顶面）和下层面（底面）8层理由沉积物的成分、结构构造、颜色及厚度表现出来的一种成层性9岩层厚度包括真厚度、视厚度和铅直厚度。对于水平岩层，真厚度、视厚度和铅直厚度相同，为岩层顶、底面之间标高之差；对于倾斜岩层，真厚度为在垂直于岩层走向的剖面上，岩层顶、底面之间的垂直距离，视厚度为与岩层走向斜交的剖面上岩层顶、底面之间的垂直距离，铅直厚度则为岩层顶、底面之间在铅直方向上的距离。10出露宽度在垂直岩层走向的剖面上，岩层出露地表界线的水平投影宽度（上下层面之间的水平距离），称为露头宽度出露宽度岩层顶、底面出露界线之间的水平距离11水平岩层倾角小于5的岩层12倾斜岩层倾角大于5、小于85的岩层13埋藏深度从地表某一点到地下某一岩层（矿层）之间的铅直距离14应力应力是在面力或体力作用下，物体表面或物体内部单位面积的内力。是作用在该面上内力的大小的度量15全应力，物体内任一截面上某一点的应力，PLIMP/ADP/DA（A0）16平均应力物体内任一截面上单位面积（A）上的内力（P），PMP/A17正应力由全应力分解的垂直于作用面的应力分量18剪应力由全应力分解的平行于作用面的应力分量19剪应力互等定律在平衡力系中，互相垂直平面上相互垂直的一对剪应力大小相等，符号相反20静水压力或流体静压力当123时，为均压，称作静水压力或流体静压力。这种状态只引起物体体积变化，不改变其形状21差应力最大主应力与最小主应力之差，是一个非常重要的量，称为差应力（13）22在平衡力系中，虽然在一点附近可以有很多上述六面体，但总可以找到其中的一个，在三个互相垂直的面上只有正应力，而没有剪应力。这种面称主平面（或主应力面），其上的正应力称主应力23应力椭球与应力椭圆一点P的应力状态可以用以一个椭球体表示，即应力椭球。椭球体的球心为P；半径分别为三个主应力。过任意两个主应力轴可以确定一个椭圆，称为应力椭圆24地壳内岩石受到应力作用，内部各个质点经受了位移，从而使岩石的初始形状、方位或位置发生改变，这种改变通常称为变形25应变岩石变形的度量岩石形变和体变程度的定量表示26线应变变形前后物体中线段的相对伸长或缩短称为线应变27伸长度度量线应变的一个变量，指变形前后单位线段长度的改变量L1L0与原长度之比28泊松比在弹性应变范围内，横向线应变与纵向线应变之比的绝对值为一个常数。称为泊松比。属于物质的一种物理常数，与外力无关。|E0/E|29长度比长度比度量线应变的一个变量，指变形后与变形前线段长度之比，SL/L0（L0L）/L01E30平方长度比度量线应变的一个变量，指长度比的平方，S2（1E）231剪应变变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹角偏离直角的量（）为角剪应变，其正切为剪应变32体积应变变形前后体积的变化量与原体积之比。（VV0）/V033应变椭球体变形物体内一点上变形前的一个单位圆球体在变形后变成一个椭球体称应变椭球34应变主轴（应变主方向）应变椭球体内有三个互相垂直的主轴，沿主轴方向只有线应变而没有剪应变，称之为应变主轴（应变主方向）35应变主平面包含应变椭球体的任意两个主轴的平面叫做应变主平面36应变椭圆通过椭球中心包含任意两个应变主轴的应变主平面与椭球相交为椭圆，称为应变椭圆37平面应变如果应变椭球体的中间应变轴长度不发生变化，变形只发生在XZ面上，称为平面应变38旋转与非旋转应变旋转应变也称非共轴应变，指物体内变形前与应变主轴平行的直线，在变形后方向和长度都发生变化。通常是由简单剪切变形或一般变形造成的。39纯剪切与简单剪切纯剪切指变形前与应变椭球主轴平行的直线在变形后仍保持其平行性，体积不变且中间应变轴应变为0的变形；简单剪切指平行于剪切面方向上的平面在变形前后保持其平行性的变形，单剪变形是一种等体积变形，也是一种平面应变40均匀应变和非均匀应变均匀应变指物体内各点的应变特征相同的变形，其特征是变形前的直线，变形后仍是直线，变形前的平行直线，变形后仍然平行。物体内各点的应变性质相同（大小和方向相同），否则为非均匀应变41有限应变在E或超过001时称为有限应变。42无限小应变在E或不超过001时称为无限小应变43递进变形变形初始状态至最终状态之间，增量应变的叠加过程。用于理解和描述变形过程44应变硬化是岩石变形试验过程中出现的一种现象，当应力超过屈服极限后，应变持续增加时还需要相应增大应力的现象45应变软化是岩石变形试验过程中出现的一种现象，但应力超过屈服极限后，仅需要少量增加应力就可引起应变急剧增加的现象46脆性变形岩石在弹性变形域发生破裂的变形，即破裂前没有发生显著永久变形。脆性变形与弹性相关（应变1048比例极限在岩石变形试验过程中，应力应变曲线从开始的直线向曲线转变的点对应的应力值为比例极限（或岩石变形试验过程中，符合虎克定理应力应变曲线极限对应的应力为比例极限）49弹性极限在岩石变形试验过程中，能够在卸载后样品还能恢复原状的最大应力值为弹性极限50屈服极限在岩石变形试验过程中，当超过某一应力值后应变迅速增加时，这一应力值为屈服极限51强度极限在岩石变形试验过程中，岩石发生破裂时的极限应力值，或称临界应力值，或称强度极限52蠕变在恒定应力作用下，应变随着时间的持续而增加的变形行为53剪裂沿最大剪应力作用面发生的破裂，通常共轭产生，理论上与主应力1之间的夹角为45但实验和野外观察表明小于45。剪切面通常平直，延伸较远54张裂垂直最大张应力方向形成的破裂面，粗糙，延伸距离短，通常形成于地壳浅部或表部55剪裂角剪切破裂面与最大主应力之间的夹角，称为剪裂角56共轭剪裂角共轭剪切破裂面之间的锐夹角，称为共轭剪裂角57褶皱枢纽褶皱要素之一，为同一褶皱面上最大弯曲点的连线，可以是直线，也可以为曲线58轴面褶皱要素之一，包含各个相邻褶皱面枢纽的面59转折端褶皱要素之一，从褶皱一翼向另一翼过渡的部位，也是褶皱弯曲较大的部位60轴迹褶皱要素之一，轴面与包含地面在内的任一平面的交线61褶皱系一组在空间上和成因上有内在联系的褶皱群称为褶皱系62包络面一个褶皱系中的几个褶皱或所有褶皱枢纽的切面63对称褶皱和不对称褶皱轴面与包络面垂直，两翼长度相等的褶皱为对称褶皱，反之，轴面与包络面不垂直，两翼长度不相等的褶皱为不对称褶皱64背斜和向斜核部地层老，两翼地层新的褶皱为背斜，相反，核部地层新，两翼地层老的褶皱为向斜65平行褶皱垂直褶皱面方向上所量得的同一褶皱层厚度各处相等66同心褶皱平行褶皱一种特殊类型，同一岩层厚度相等具有同一曲率中心而不同曲率半径67调和褶皱和不调和褶皱在横剖面上，各层褶皱面弯曲形态保持不变时为调和褶皱；各层褶皱面弯曲形态不一致时为不调和褶皱68隔挡式褶皱由一系列紧闭而窄的背斜和宽缓向斜构成。以欧洲侏罗山最为典型69隔槽式褶皱由一系列平行排列的紧闭向斜及其间平缓开阔的背斜组成的褶皱组合70日耳曼式褶皱由等轴或短轴褶皱（背斜为主）组成的构造组合，断续发育于构造变形十分轻微的地台盖层中，独立发育或或组合成雁行式71阿尔卑斯式褶皱称全型褶皱，一系列线性褶皱呈带状产出。72侏罗山式褶皱由隔档式与隔槽式组成，也称过渡型褶皱或半形褶皱。73纵弯褶皱作用岩层受到顺层挤压力而形成褶皱的作用称为纵弯褶皱作用，地壳中的褶皱大部分是纵弯褶皱作用的产物,多是成群产出,产出的规律性明显74横弯褶皱作用岩层受到与岩层面垂直的作用力而褶皱的作用75剪切褶皱作用岩层沿着与层面不平行的细密的剪切面有规律差异剪切滑动形成褶皱的作用76同沉积褶皱在沉积作用的同时，伴随着地壳差异隆升而形成的褶皱77主动褶皱褶皱面发生弯曲形成的褶皱78被动褶皱在垂直或高角度斜交的细密的剪切面有规律差异剪切滑动时，褶皱面发生错动而表现的弯曲的为被动褶皱79接触应变带在夹于软弱岩层的强硬岩层发生褶皱时，其周围弱岩层发生不同的效应，接近硬岩层受到硬岩层影响而一起弯曲，远离硬岩层时则弯曲变弱而消失的范围成为接触应变带。80主波长及主波长公式褶皱主波长是毕奥（MABIOL，1957年）和兰姆伯瑞（HRAMBERY，1963年）根据野外褶皱观测资料以及模拟实验、数理分析得出，岩层在受侧向压力时，因材料失稳导致了各种波长褶皱的生成，这些不同波长褶皱的生长速率是不一致的，其中某一初始波长发育最好、波幅增长最快，最终控制着褶皱的成长和发育的称主波长。主波长WI的公式为，式中D为强硬层的厚度，1和2分别为强硬岩层与软弱岩层的粘度，12或者褶皱主波长是毕奥（MABIOL，1957年）和兰姆伯瑞（HRAMBERY，1963年）根据野外褶皱观测资料以及模拟实验、数理分析得出，当夹在软弱层之间的强干层受到顺层挤压作用时，强干层自身的内聚力促使强干层形成较大波长、较小波幅的褶皱，而软弱层的阻力又促使强干层形成较小波长的褶皱，岩层将按照最小功原理，达到1）做功最小；2）抵消二者的阻抗，而发生弯曲。此时所形成的褶皱的波长称为主波长（WI）（初始波长）。岩层最易形成这种褶皱。主波长WI的公式为，式中D为强硬层的厚度，1和2分别为强硬岩层与软弱岩层的粘度，1281弯滑褶皱作用多层纵弯褶皱作用过程中，往往需要通过平行于层面的顺层剪切作用来调节，顺层剪切作用的方式之一为弯滑褶皱作用，表现为顺层剪切应变集中在层面之间，促使顺层剪切滑动而形成弯曲82弯流褶皱作用多层纵弯褶皱作用过程中，往往需要通过平行于层面的顺层剪切作用来调节，顺层剪切作用的方式之一为弯流褶皱作用，表现为顺层剪切应变均匀分布在岩层中引起岩层内部质点相对位移形成弯曲83压扁作用岩层在顺层挤压作用下，在压应力方向上岩层均匀缩短及垂直压应力方向上岩层均匀加厚的效应84劈理折射在强硬层与软弱层相间的情况下，顺层挤压是压扁作用形成的劈理将在不同的岩层中发生折射，这种现象称劈理折射。85底辟作用地下深处的高塑性物质（岩盐、石膏或岩浆等）在重力差异作用下，呈圆柱状向上流动刺穿上覆岩层或使上覆岩层拱起，形成底辟构造86膝折褶皱两翼平直，且转折端呈尖棱状的褶皱。87节理无明显位移的裂隙，成群成组发育。在地壳岩石中广泛存在88张节理垂直最小主应力形成的破裂面89剪节理平行剪切面形成的的破裂面，与最大或最小主应力有一定的夹角（45/2）或（45/2）90节理组是指在一次构造作用的统一应力场中形成的、产状基本一致和力学性质相同的一群节理91节理系在一次构造作用的统一应力场中形成的两个或两个以上的节理组称为节理系92走向节理节理走向与所在岩层走向大致平行的节理93横向节理节理走向与所在岩层走向大致垂直的节理94斜向节理节理走向与所在岩层走向斜交的节理95顺层节理节理面与所在岩层面大致平行的节理96纵节理节理走向与褶皱轴向平行的节理97横节理节理走向与褶皱轴向垂直的节理98斜节理节理走向与褶皱轴向斜交的节理99羽裂主剪裂面（剪节理）由一系列羽状剪裂面（小剪切节理）组成100左列组成剪节理的羽状剪裂面（小剪切节理）有两种排列方式，之一称为左列，即沿小节理走向向前观察，后一条小节理重叠在前面一条小节理左侧101右列组成剪节理的羽状剪裂面（小剪切节理）有两种排列方式，之一称为右列，即沿小节理走向向前观察，后一条小节理重叠在前面一条小节理右侧102共轭节理沿着两组共轭剪切面发育的剪切节理组二、判断正误（正确打，错误打）（共42分，每题1分）1在平行轴面方向的视厚度处处相等的褶皱是相似褶皱。（）2产状是指构造面或构造线在空间的位态，通常用构造面、线与水平参考面及地理方位的关系来表示。（）3泥裂的尖端指向上层面。（）4一个平直的构造面只有一个倾向；但视倾向是无数的，并且视倾角永远大于真倾角。（）5同沉积背斜的同一岩层的厚度在褶皱的核部较翼部薄。（）6波痕的尖端指向下层面。（）7当岩层的倾向与地面的坡向相同时，岩层界线与地形等高线的弯曲方向相反。（）8一个断层面上擦痕的倾伏向为90，倾伏角45，可表示为9045。（）93050所表示的面状构造的产状是倾向30度，倾角50度。（）10在地形地质图上，水平岩层的出露界线与地形等高线平行或重合，倾斜岩层的出露界线与地形等高线斜交。（）11倾斜岩层的真厚度永远小于或等于铅直厚度和视厚度。（）12如果上下两套地层岩性差异巨大，之间存在地层缺失，并且地层产状明显不同，这两套地层之间的接触面为角度不整合。（）13应力为一个矢量，有大小、方向，可以合成和分解。（）14当截面与应力方向不垂直时，全应力可分解为垂直于作用面的正应力和平行于作用面的剪应力。（）15应力椭球中有三个应力主轴，包含其中两个主轴的椭圆称为应变椭圆。（）16单轴应力状态中，在1垂直的截面上正应力的绝对值最小；与1平行的截面上，正应力的绝对值最大，剪应力的绝对值最小。（）。17应变椭球体的圆切面为无伸缩面（剪切面）。（）18岩石的力学性质主要指岩石的变形特性和岩石的强度，变形特性即岩石受力后发生变形的性质脆性和韧性。（）19围压对岩石力学性质的影响是，围压增加，岩石的韧性增加，强度减小。（）20温度对岩石力学性质的影响是，温度增加，岩石的韧性增加，强度增大。（）21空隙流体压力对岩石力学性质的影响是，空隙流体压力增加，岩石的韧性增加，强度增大。（）22应变速率对岩石力学性质的影响是，应变速率增加，岩石的脆性增加，强度增大。（）23只有轴面倾角是90，枢纽倾伏角是0的褶皱才是直立水平褶皱。（）24当沿着倒转地层倾向方向前进时，地层变得越来越新。（）25张节理垂直3。（）26共轭剪切节理的交线方向总是平行中间主应力轴的方向。（）27在一个褶皱中，如果同一层真厚度处处相等，这个褶皱是相似褶皱。（）28纵弯褶皱的主波长与所受作用力的大小成正比。（）29在剪切褶皱作用过程中，岩层的层面对褶皱作用没有任何控制意义，只是一个标志面。（）30在一个褶皱中，如果同一层真厚度处处相等，这个褶皱是相似褶皱。（）31主应力就是正应力。（）32同沉积背斜的同一岩层的厚度在褶皱的核部较翼部薄。（）33当岩层的倾向与地面的坡向相同时，岩层界线与地形等高线的弯曲方向相反。（）343050所表示的面状构造的产状是倾向30度，倾角50度。（）35断层面上擦痕的侧伏是在断层面上度量的。（）36按照接触应变带理论，接触应变带宽度等于初始波长。（）37左列式节理所反映的剪切方向为左行，右列式节理所反映的剪切方向为右行。（）38雁行状排列的张节理是剪切变形过程中形成的。（）39横向节理就是横节理，纵向节理就是纵节理，斜向节理就是斜节理。（）40在应力分析中，123，说明3的绝对值小于1或2。（）41在里卡德的分类中，斜卧褶皱的特征是轴面倾角1080，枢纽倾角1080。（）42全形褶皱指的是横截面上背形和向形的波形一致的褶皱，半形褶皱则相反。（）三、填空（共203分，每空1分，多个连续括号时可以忽略其中的顺序，只要内容答对就行，4547的空不计算在内），1岩层或构造面产状三要素包括（走向）、（倾向）和（倾角）。2倾斜岩层的露头界线受（岩层产状）、（地形坡度）和（岩层倾向与地面坡向之间关系）影响。3一倾斜岩层产状为走向60，倾向南东，倾角50。用象限角表示产状为（N60E，50SE），用方位角表示产状为（15050）。420，S45E表示的是（倾伏）或（视倾斜）的产状，其中20为（倾伏角）或（视倾角），S45E为（倾伏向）或（视倾向），并且S45E也可以为（直立面）的一个走向。540E，N90E，30S表示的是（侧伏），其中40为（侧伏角），而“40E”的E实际上是（N90E）的缩写。6利用原生构造派别顶、底面的目的是（确定地层的层序）和（确定构造尤其是褶皱的类型）。7斜层理的收敛端方向的层面为（底面），开口端方向的层面为（顶面）。8递变层理也称（粒级层理），（碎屑粒度变细）的方向为（地层变新）方向。9在垂直倾斜岩层走向的剖面上，岩层上下层面之间的垂直距离为（真厚度），铅直距离呈（铅直厚度）。10倾斜岩层出露宽度的影响因素有（岩层的厚度）、（地面坡度）、（和地层产状的关系）。11原始倾斜岩层形成于（沉积盆地边缘）、（岛屿周围）、（水下隆起）和（火山锥）附近。12平行不整合代表一次（造陆）运动，反映了（下降、沉积）（上升、沉积间断、遭受剥蚀）（下降、再沉积）的过程。13角度不整合代表了一次（造山）运动，反映了（下降、沉积）（褶皱等变形、变质、岩浆侵入、隆起、沉积间断、遭受剥蚀）（下降、再沉积）的过程。14当在三个互相垂直的面上只有正应力，而没有剪应力。这种面称（主平面）或（主应力面），其上的正应力称（主应力）。15最大主应力与最小主应力之差，是一个非常重要的量，称为（差应力）。16当123时，为均压，称作（静水压力或流体静压力）。这种状态只引起物体（体积变化），不改变（其形状）。17应力椭球和应变椭球体中有三个主轴，根据主轴半径的大小分别称为（1）、（2）、（3）和（1）、（2）、（3）。18应变椭球体中的三个主轴称为（应变主轴）或（应变主方向），沿三个主轴只有（线）应变而没有（剪）应变。19如果中间应变轴长度不发生变化，变形只发生在XZ面上，称为（平面应变）。20单轴应力状态下，在与挤压或拉伸方向呈45交角的截面上（剪应力）最大。称为（最大剪切面）。在平行于挤压或拉伸方向的截面上，既无（正应力），也无（剪应力）。21双轴应力状态下，在与1和3成45交角的截面上，（剪应力）最大，是（主差应力）的一半。22应变椭球体中的圆切面为（无伸缩面）或（剪切面）。圆切面与1之间为（拉伸应变区）区，岩石遭受到（拉伸）变形；圆切面与3之间为（挤压应变区）区，岩石遭受到（挤压）变形。231与构造岩中的拉伸线理方向、擦痕方向（平行），与张节理面（垂直）；3与褶皱轴面（垂直）24影响岩石力学性质的因素有（围压）、（温度）、（流体压力）、（时间或应变速率）等。25岩石变形主要可分为（弹性）变形阶段，（塑性）变形阶段和（破裂）变形阶段26在恒定应力作用下，应变随着时间的持续而增加的变形行为称（蠕变）。27在应变保持不变（或保持固定的应变）的情况下，随着时间的变化，应力逐渐减小的现象称（松弛）。28岩石破裂的两种方式为（剪裂）、（张裂）。29在铅直剖面上，根据轴面和两翼岩层的产状将褶皱分为（直立）褶皱，（斜歪）褶皱，（倒转）褶皱和（平卧）褶皱。30在地形地质图上，水平岩层与地形等高线（平行）或重合，倾斜岩层与地形等高线（斜交）。31地层之间的接触关系有（整合）、（平行不整合）和（角度不整合）。32变形前相互垂直的两条直线，变形后其夹角偏离直角的量为角剪应变，角剪应变正切为（剪应变）33岩层受到顺层挤压力而形成褶皱的作用称为（纵弯褶皱作用）。34根据褶皱面的弯曲方向，可把褶皱的基本类型分为（向形）、（背形）、（中性褶皱），根据核部地层新老可把褶皱分为（向斜）、（背斜）。35根据枢纽的倾伏角可把褶皱描述为（水平褶皱）、（倾伏褶皱）、（倾竖褶皱）。36根据褶皱翼间角可把褶皱描述为（平缓褶皱）、（开阔褶皱）、（闭合褶皱）、（紧闭褶皱）、（同斜褶皱），这类褶皱的变化可以反映（变形的强度）。37根据转折端形态可把褶皱描述为（圆弧型）、（尖棱状）、（箱状）、（挠曲）。38根据同一褶皱岩层在平面上出露的的纵向长度和宽度比可把褶皱描述为（线性褶皱）、（短轴褶皱）、（等轴褶皱），其纵向长度和宽度比分别为（101）、（10131）、（2（2）按照主波长公式，纵弯褶皱的主波长与所受作用力的大小没有直接关系，而与强硬岩层的厚度和强弱岩层粘度比有关系。厚度大，波长大；厚度小，波长小。能干性差别大，粘度比值50时，易形成肠状褶皱；粘度比值10时，则形成尖圆褶皱。18简述弯滑褶皱作用过程及所形成的褶皱类型和可能的次生构造（4分）答题要点（1）弯滑褶皱作用多层纵弯褶皱作用过程中，往往需要通过平行于层面的顺层剪切作用来调节，顺层剪切作用的方式之一为弯滑褶皱作用，表现为顺层剪切应变集中在层面之间，促使顺层剪切滑动而形成弯曲（2）在发生纵弯褶皱的一套岩层中,各单层有各自的中和面,而整个褶皱没有中和面。各相邻褶皱面保持平行关系,各单层的真厚度在褶皱的各部位基本一致。因而纵弯引起的弯滑作用往往形成平行褶皱,也即IB型褶皱。（3）纵弯褶皱作用引起的层间滑动是有规律的,背斜中各相邻的上层向背斜转折端滑动,而各相邻的下层则向相反方向即向相邻的向斜的转折端滑动。由于层间的这种差异剪切滑动作用,在强硬岩层的翼部可产生旋转剪节理和同心节理（4）由于层间滑动产生的上下岩层之间的摩擦,可在层面上形成层面擦痕,这些线状擦痕的延伸方向与褶皱的枢纽延伸方向垂直（5）由于两翼岩层的层间相对滑动,往往在褶皱的转折端形成空隙空间,造成虚脱现象,这些虚脱空间若后来被成矿物质充填,则可以形成鞍状的矿床或矿体。19简