知名大学构造地质学讲义第章变形岩石应变

第4章变形岩石应变分析基础徐海军地球科学学院第一节

变形和位移地质体变形的基本方式当地壳中岩石体受到应力作用后，其内部各质点经受了一系列的位移，从而使岩石体的初始形状、方位或位置发生了改变，这种改变通常称为变形。变形的基本方式可分为四种：平移、转动、形变和体变。变形和位移平移：位置发生改变

旋转：方位发生改变

体变：体积发生改变

形变：形状发生改变平移和旋转是物体整体空间位置的变化，而其内部各质点间相对位置不变，因此并不会改变物体的形态，仅引起物体的位移，称变位。体变和形变则使物体内部各质点间的相对位置发生了改变，从而改变了物体的大小和形状，即引起了物体的应变。第二节

应变的度量应变（strain）应变与应力状态的含义不同，它是表示物体的变形程度。应力状态是指某一瞬间作用于物体上的应力情况，而应变是指与初始状态比较的物体变形后的状态。应变是物体受应力作用发生变形的产物，应力与应变之间的关系是一种因果关系。应变（strain）应变：是物体变形程度的度量，即物体形状和大小的改变量。线应变：物体内部质点间线段长度的变化量。剪应变：物体内部相交线段间的夹角大小的变化量（偏斜量）的正切。伸长度平方长度比剪应变剪变角线应疫变线应博变e：变押形前贯后长碗度的宏改变遍量。式中咸，l0、l1－变运形前咽、后绿同一罩线段汇的长帝度。地质宫上，排把伸林长的e取正夏值，缎缩短窃时的e取负隶值。线应丑变这种感线应建变表遇示的歇拉伸助变形宽，伸分长了60贵%，e变化露范围架从-1（强束烈压犹缩）雨→0（长勤度没厚有变疼化）贞→∞垦（极袄度伸裹长）平方甩长度被比λ是应背变测顷量中著常用或量，僻为同泉一线杆段在绑变形奇前、呼后长乒度之的比的腐平方馋。线应分变计牛算的泥地质鄙实例箭石丛原来攀长度蛮（l0）82筝m胖m拉长辆箭石邀长度装（l1）18悲5捆mme=旅1.娱25伸长杀率12米5％λ=(被1+钢e)2=5胞.0挂6箭石伏化石市不仅付被拉争长了12火5％，承而且追化石刃周围勺岩石胡也被拉长魔了12救5％剪应栗变（唇角应塞变）变形取前相矛互垂逗直的泊两条锡直线球，变典形后渔其夹挨角偏禽离直矮角的尝量称烈为角常应变联（φ）或材简称裙角剪抬应变蚊，其洽正切兰称为拒剪应铸变（γ）：γ=t吸gφ剪应疫变的显地质申实例在右落行剪苏切时何为正的，左亲行剪往切时箱为负石。三叶奥虫变干形第三兄节均匀锡变形列和非森均匀神变形均匀练变形变形本前后倚物体林各部晨分的变形逢性质、方向和大小都相捷同的庸变形央，即侮为均稿匀变恩形。届其特豆征为符：原来舟的直线或平酱面，愤变形唱后仍朵然是齐直线泉或平拒面，供但粱方向肌可能哗改变鄙。原来醉互相平行的直牙线或父平面党，变著形后粪仍然背平行罢，方粪向也箭可能裹改变棕。变形亮物体低中同盐一方植向的同直线耐具有相同顺的伸匪缩量舱和角绿度的木变化，如熔正方潜体-菱形劈燕体、增圆-椭圆卖。非均琴匀变涂形变形载前后赚物体伸各部恢分的堤变形联性质怜、方职向和羡大小情都有留变化但的变桌形，衣即为稍非均愈匀变仪形。歌其特菌征为洋：原来颗的直跨线或伙平面响，变型形后继为曲娇线或钥曲面登。原来叮互相测平行荐的直狐线或肺平面开，变带形后为不再滔平行缓。变形杆物体前中同免一方皂向的僻直线星，伸霉缩量券和角锣度的狗变化配是不萌同的宽。均匀垃变形衬的类络型轴对悬称伸距展ax树ia咽ll绝y呢sy秤mm趟et嘉ri掌c剃ex汤te亡ns办io刷n轴对别称缩偷短ax亏ia背ll型y夕sy绞mm准et鄙ri岩c公sh谷or裤te注ni邻ng平面取应变pl匪an原e团st雨ra摸in一般辣应变ge楼ne呀ra灵l珠st信ra具in连续世变形末、不酬连续橡变形连续宗变形奴：物严体内墙从一锦点到斗另一灾点的华应变吨状态塔是逐残渐改评变的闪，称读为连患续变构形。不连暂续变脆形：棕物体攻内从诊一点犹到另俗一点翻的应摧变状良态是飘突大然改剥变的招，则硬应变纽奉是不妈连续团的，疾称为兽不连勺续变羊形。第四谷节应变揭椭球枣体应变碍椭球开体：以扑椭球塞体的评形态扯和方应位来阅表示煮岩石横的应练变状川态，玻该椭公球体条称为心应变柄椭球少体。基本本要素顾：三个偶主轴

1、长

2、恭

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(1番+e1)>淋(1较+e2)=谜(含1+请e3)轴对案称伸贞长椭练球体k=姿0岂(1虚+e1)=丢(1栽+e2)>豪(燥1+屯e3)轴对屯称压剧扁椭附球体k=将1捞(价1+影e1)伶(1涛+e3)＝(1疤+e2)2＝0平面踩应变黎椭球盲体1<序k<盗∞(1杀+e1)窝>1认>纱(伴1+个e2)幕>说(苗1+有e3)长形废椭球饮体1>渡k>坦0民(1吨+e1)>乏(1们+e2)>颤1>泉(小1+渗e3)扁形语椭球凑体19拉35年，Zi改ng佣s首次声提出貌这种嘱图解悉，19隶62年，Fl徐in块n把它闪应用香于构太造地责质学苹。岩石秀应变辉分析1、样趋品处幕理方责法观挎察在室及内仔绍细观购察石尾英、植黑云被母等拳矿物研的排膜列方疯向或念优选完方位挥，确色定面供状和腥线状义组构毁要素龄，确外定应恨变主蜡轴的吸方向新。测竖量磨制但定向绑薄片也，每为标本拦切制矩三片腾，代活表xy、yz、xz三个脂主应大变面快。三段个薄哑片一控组，溪利用章显微妥镜横朵丝刻畅度测狗量出段石英络矿物痰颗粒帜的长据短轴垒，每妨薄片兵测量45～50颗粒轰，记光录数丢据。处冠理数据卡采集鸽完毕后后，茅使用Ro每bi胆n法对竟数据沸进行厅处理开，分赠别计钥算出Rs竹xz、Rs棉yz、Rs庄xy。以Ln井Rs态xy为纵误坐标伸，Ln扯Rs姓yz为横怜坐标踪蝶，投寇图，吼将各拿样品劣应变网主轴壳方位软赤平放投影孙。双河裙岩体狗三维眯应变靠测量显微假照片（视晓域直拖径5m不m）sh－12xy面（丈左上别）xz面（耻左下航）yz面（误右上牌）刘强兴提光供2、测量爆结果样品xyyzxzKX轴产状Y轴产状Z轴产状SH-081.251.561.800.5095∠20212∠17285∠71SH-091.311.511.800.46263∠28190∠1498∠62SH-101.141.901.980.20129∠33213∠2326∠52SH-111.231.852.080.28149∠3049∠2321∠59SH-121.172.022.130.22269∠42185∠4495∠54SH-161.301.691.990.50135∠40225∠18331∠52SH-171.201.631.770.37134∠25228∠12338∠52SH-181.221.812.180.26217∠13124∠3023∠64SH-191.061.461.690.11237∠70111∠2735∠22SH-201.261.641.880.37200∠15102∠3215∠81SH-211.301.641.930.40126∠5350∠12332∠44SH-221.311.581.880.59113∠2512∠17316∠61SH-231.151.371.710.59212∠2120∠18300∠78SH-241.281.461.700.65141∠30214∠11315∠60SH-251.241.501.680.53147∠15204∠11325∠85刘强年提第供3、测量甲结果薪图解双河萌岩体Fl甜in相n图解正（左嫁）和虏应变盐主轴摩投影工（右忘）刘强紧提舞供第五饶节递进哥变形递进畜变形有限棒应变－－界物体丘变形勇最终宰状态害与初见始状据态对谅比发馒生变狸化，煤称为洞有限汇应变脏或总报应变婚。无限执小应旱变－－狮变形孩过程絮中某稀瞬间纳正在桂发生匹的小差应变余叫增量遵应变，如分果取棚瞬间榴非常仙微小画时，吉期间傲发生软的微稍量应砌变称拳为无陵限小笨应变件。递进突变形－－粱是许微多无锦限小谱应变殖逐渐古累积光过程修的变忘形。在变撞形历怕史任盏何一咸个阶歉段：捉应变爬状态让都由便已经匹发生逃的有仔限应坚变＋派正在织发生丑的无孩限小主应变恨（或令增量胀应变慌）组拢成。递进民变形用卡闪片模环拟简刺单剪轮切的厕递进躺变形辣过程（Ra瞧ga押n,铁19扰73