课件-构造地质学

教师：李月邮箱：构造地质学

StructuralGeology目录

绪论第一章沉积岩层的原生构造第二章沉积岩层的基本产状第三章褶皱的几何分析第四章断层的几何分析第五章应力与应变第六章岩石的变形习性第七章节理第八章面理和线理第九章岩浆岩体构造第十章褶皱的形成作用第十一章断层的形成作用第十二章极射赤平投影的原理和应用绪论基本要求明确基本概念及构造地质学的研究对象构造地质学的研究意义学好构造地质学的基本途径构造分析的基本原则古典构造地质学与现代构造地质学地质学：地质学是关于地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系。

一、基本概念地质学的一个基本研究内容就是通过对地球物质和结构状态的研究，揭示地球，特别是地球表面的演化历史。构造地质学岩石学、地球化学构造：地质构造的简称。地壳或岩石圈各个组成部分的形态及其相互结合的方式和面貌特征的总称。包括沉积岩体的构造，岩浆岩体的构造和变质岩体的构造。构造地质学是研究地壳中地质构造的一门学科。具体讲就是：研究各种地质构造的位置，形状、大小及埋藏深度，研究各种地质构造的组合关系，分布规律，研究各种地质构造的成因机制、形成时间和演化过程。即形态学（几何学）、运动学和动力学。地质构造的成因分类：原生构造（primarystructure）：岩石或岩层在形成过程中产生的原始位态或面貌，如沉积岩的层理和火山岩的流动构造等。变形构造（deformationstructure）：原生构造在地质应力作用下发生位态或面貌的改变形成的构造，如褶皱、断层等。（构造地质学的主要研究内容）构造地质学（广义）研究规模划分全球构造：如板块大型构造：如造山带几十公里范围内的构造

露头或手标本规模的构造

光学显微镜下观察到的构造

电子显微镜下观察到的构造大地构造学构造地质学（狭义）构造物理学中型构造：小型构造：显微构造：超显微构造：全球构造大型构造中型构造小型构造显微构造二、构造地质学的研究意义1.理论意义

阐明地质构造在空间上的相互关系和时间上的发育顺序，探讨地壳构造的演化和地壳运动规模及其动力来源。海陆变迁与环境变化印度-欧亚板块的碰撞，青藏高原的隆起与第四纪以来的环境变迁山脉的隆升与气候、环境变迁秦岭的分隔作用中国南北地质、地理、植物、气候、人文分界控制第四纪环境变迁的重要因素——黄土分布，北方干旱化青藏高原隆升与世界第一大峡谷——雅鲁藏布江大峡谷高原隆升与东亚季风雅鲁藏布江与山脉走向平行，大峡谷构成印度洋暖湿气流通道2.实际意义a资源开发b工程建筑地震预报防灾减灾c固体矿产、油气、地下水等的勘测和开发水库、大型建筑及国防设施的选址和铁道选线的基础地震的成因主要是构造地震，特别是断层的活动引起的。因此对断层的检测是地震预报的基础。对于其他自然灾害，如泥石流滑坡的诊断与防治构造地质学与油气勘探塔里木盆地北部库车坳陷BC95—230地震解释剖面克拉2气田是西气东输气源地三峡工程坝址选择基底：岩性，坚固性，渗水率山体移动应力释放，岩崩地震区域稳定性：稳定地块，活动带断层活动性边坡稳定性……...地震——对人类威胁最大的自然灾害之一1999.8.17日3时7分土耳其西部和中部发生7.8级大地震，造成巨大损失。死亡人数超过4万人，其中工业省份科贾埃利省伤亡最大。一座大炼油厂原计划卖出17%股份，价值7.26亿美元，顷刻之间毁于一旦。2008年5月12日14时28分，四川汶川发生8.0级地震

汶川强震震中构造示意图与震源机制解释日本于当地时间2011年3月11日14时46分发生里氏9.0级地震，震中位于宫城县以东太平洋海域，震源深度20公里。地震引发大规模海啸，造成重大人员伤亡，并引发日本福岛第一核电站发生核泄漏事故。地震引起的海啸2004年12月26日在苏门答腊岛西北端附近的印度洋上发生的地震引起的海啸导致超过22.5万人死亡全球地震与火山分布图板块边界是地震的主要分布地带天然地震绝大部分是构造地震地震能够预防吗？可以。但是，首先需要了解地震发震机理，学习构造地质学然后，通过系统研究……，提出解决方案。三、构造地质学的研究方法

(一)构造与其他学科的关系构造地质学基础研究普通地质学古生物地层学岩石学应用领域广泛找矿地震工程水文军事计算机科学地貌测绘采矿制图学遥感地质地球物理同位素地质学模拟实验地球化学研段手究

(二)构造地质学的研究方法

地质构造存在于一定时间、空间范围的地质体——地层或岩石中。

(1)历史地质分析与构造变形分析相结合法。(2)地质制图是构造地质研究中必需采用的另一重要方法。地质构造以一定的产状、形态、规模存在于三维空间之中。因此，将野外观测到的各种地质现象，用一定比例尺的平面地质图、剖面图及其他图件表示出三维空间的构造形态是十分重要的。

(3)显微构造与组构的几何分析方法

在深入研究岩石变形过程中物质的运动和导致变形的作用力等方面具有重要意义。运用这种方法除要求具备坚实的岩石学与野外地质工作的基础外，还须掌握显微镜和费氏台的工作方法。由于透射电镜与电子计算机等先进技术的引入，大大丰富了实验构造地质学的内容，提高了实验构造地质学的水平，并使构造研究深入到超微观的晶体变形中成为可能。

(4)实验构造地质学

作为深入研究构造地质的一种有效手段，已越来越为人们所重视，也是近年来地质研究中进展比较显著的一个领域。它在从定性的物理模拟到定量的计算机数学模拟；从常温、常压条件下的实验到高温、高压条件下的实验；从宏观的岩石矿物的实验到微观的模拟矿物变形实验等方面都有显著进展。（5）辩证思维方法地质构造往往是在漫长的地质历史中形成的。这种过程是人类历史无法经历和难以重复的，也是野外观测中难以全面观察到的。因此，运用辩证的思维方法，分析和评价野外所获得的资料就显得特别重要。

构造地质学的研究方法为反序法，即从结果－成因。——将今论古四、构造解析的基本原则

如何研究构造，认识其基本面貌，揭示其发展过程和形成原因，一直是构造地质学家不懈探索的课题，并从不同视角提出了各种研究方法和思路。各大学派都称应用辩证唯物主义思想来进行。陈国达提出历史－因果分析法；李四光运用地质力学方法；马杏垣提出研究构造解析原则，为观察、分辨、分析和处理构造树立了一条正确的构造观和方法论。

解析包括几何学的、运动学的和动力学的解析三个方面。而所谓解析，也是一种思维方法，即把整体分解为部分，把复杂的事物分解为简单的要素加以研究的方法。(1)几何学解析就是认识和测量各类各级构造的形态、产状、方位、大小、构造内部各要素之间及该构造与相关构造之间的几何关系，从而建立一个完整的具有几何规律的构造系或型式。几何学分析提供的资料和数据则是运动学和动力学分析的基础。(2)运动学解析的目的在于再现岩石形成至变形期间所经历的过程和发生的运动，主要是通过对岩石或岩层中的构造，尤其是次生构造的分析揭示其运动规律，解释改变岩层和岩体的位置、方位、大小和形态的平移、转动、体变及形变的组合情况。

(3)动力学解析是要阐明产生构造的应力和力学过程，其目的是查明变形应力的性质、大小。在进行动力学分析时，常常要求定量评价地质标志体的原始大小和形状的改变程度，即进行应变分析。所以，应变分析已成为构造分析的基础。

地质构造是地质演化至今的一个画卷，而且是一个残破的画卷。构造地质学家的任务就是从现状重塑原态，从现今再现历程。五

古典构造地质学与现代构造地质学

从十八世纪开始，就有人指出了山脉的带状构造，对褶皱进行了模拟实验。但构造地质学的真正形成，应始于1850年。19世纪后期至20世纪初，构造地质学特别繁盛。

到了1920年，有人详细地研究了阿尔卑斯山脉的地质构造，确立了推覆构造的存在，从而确立了造山旋回论，此即称为古典构造地质学或古典造山论。古典构造地质学主要是在生物地层学的基础上，在研究阿尔卑斯山脉的基础上发展起来的，它基本上是一种“固定论”的观点，认为海、陆是永恒的。

1912年，德国气象学家魏格纳（A.Wegener）的大陆漂移说问世。魏格纳起初在研究世界地图时发现，大西洋两岸非常相似。后来，又由于一些偶然的机会，收集到了一些重要的资料：南美的巴西和非洲大陆有极其相似的古生物。于是，魏格纳对地质学和古生物学的成果产生了极大的兴趣，并逐渐得出肯定的结论：大陆在地球表面经过了漂移才到了现在的位置，两亿年前大西洋并不存在，而那时的美洲大陆和非洲大陆是连在一起的。大陆漂移说在当时产生了巨大的影响，在地质学家和地球物理学家当中引起了激烈的论战，并断续持续到现在。因此有人认为，从19世纪20年代至今，可谓“现代构造地质学”。

古典构造地质学是以地层层序学为基础并以它为手段建立起来的；而现代构造地质学则是除了涉及到地层学和岩石学等之外，还涉及到地球物理学和地球化学。

现代构造地质学和古典构造地质学的最大不同是，前者的研究对象不限于造山带，而且涉及到大陆、大洋等各方面。构造地质学研究范畴：

1、空间方面：主要研究构造的形态特征、分布与组合形式（几何学）；

2、时间方面：主要研究构造的形