0-构造地质学绪论.ppt

1、2020/9/23,1,主讲教师：倪金龙 个人邮箱：,构造地质学 Structural Geology,2020/9/23,2,主讲教师简介,倪金龙，构造地质学专业。曾先后就读 于中国地质大学、中国科学院广州地球化 学研究所。主要研究方向为油气储层沉积学 、含油气盆地构造。 工作期间，曾先后担任学生思想政治辅 导员、院团委书记等职，主讲过的课程有： C语言程序设计、Java程序设计等。,2020/9/23,3,博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之 Study extensively, inquire prudently, reflect carefully, differentiate th

2、ings clearly, and put what you have learned into practice earnestly . 礼记中庸 与同学们共勉,2020/9/23,4,“博学之”意谓为学首先要广泛的猎取，培养充沛而旺盛的好奇心。好奇心丧失了，为学的欲望随之而消亡，博学遂为不可能之事。“博”还意味着博大和宽容。惟有博大和宽容，才能兼容并包，使为学具有世界眼光和开放胸襟，真正做到“海纳百川、有容乃大”，进而“泛爱众，而亲仁”。因此博学乃能成为为学的第一阶段。越过这一阶段，为学就是无根之木、无源之水。 “审问”为第二阶段，有所不明就要追问到底，要对所学加以怀疑。 问过以后还要通过

3、自己的思想活动来仔细考察、分析，否则所学不能为自己所用，是为“慎思”。 “明辨”为第四阶段。学是越辨越明的，不辨，则所谓“博学”就会鱼龙混杂，真伪难辨，良莠不分。 “笃行”是为学的最后阶段，就是既然学有所得，就要努力践履所学，使所学最终有所落实，做到“知行合一”。“笃”有忠贞不渝，踏踏实实，一心一意，坚持不懈之意。只有有明确的目标、坚定的意志的人，才能真正做到“笃行”。,2020/9/23,5,课程结构及成绩计算,构造地质学、地质制图学 60课时（讲课54实习6),2020/9/23,6,绪 论 An Introduction,基本概念 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

4、析的基本原则 古典构造地质学与现代构造地质学,地质学：研究地球物质组成、物理化学变化、 演化历史及其生命状态的科学。,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,2020/9/23,8,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。,构造的成因分类： 原生构造（primary structure）：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（deformation structure）：原生构造在地质应力

5、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）,2020/9/23,9,构造地质学（广义）研究方向划分,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：,2020/9/23,10,全球构造,2020/9/23,11,大型构造,2020/9/23,12,中型构造,小型构造,2020/9/23,13,显微构造,2020/9/23,14,构造地质学（狭义）：地质学的基础学科之一，

6、主要研究组成地壳的岩石、岩层和岩体在岩石圈中力的作用下变形形成的各种构造。 研究这些构造的几何形态、组合型式、形成机制和演化进程，探讨产生这些构造的作用力的方向、方式和性质。,2020/9/23,15,二、构造地质学的研究意义,1. 理论意义,物质 结构构造地质,b 地质演化,物质分析演化的环境 构造分析形成演化的 动力特征与过程,a 地球组成,c 环境变化,2020/9/23,16,海陆变迁与环境变化,沧海桑田,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,2020/9/23,17,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

7、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,2020/9/23,18,2. 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,2020/9/23,19,三 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

8、定性：稳定地块，活动带 断层活动性 边坡稳定性 .,2020/9/23,20,三峡水利枢纽坝址,三峡工程大坝坝址选定在宜昌市三斗坪。 坝址区河谷开阔，两岸岸坡较平缓，江中有一小岛（中堡岛），具备良好的分期施工导流条件。 枢纽建筑物基础为坚硬完整的花岗岩体，岩石抗压强度约100兆帕；岩体内断层、裂隙不发育，且大多胶结良好、透水性微弱。这些因素构成了修建混凝土高坝的优良地质条件。 摘自,2020/9/23,21,2020/9/23,22,西安：地裂缝,地裂缝是长期困扰西安市城市建设规划的地质问题 城市地质国际学术讨论会（1994）曾经在西安做专题考察 半边楼的故事 延艺河被戏称为“西安地裂缝造就的

9、著名作家”,2020/9/23,23,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7.26亿美圆，顷刻之间毁于一旦。,2020/9/23,24,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。 如果获得突破性进展， 你将有可能获得新设立的“诺贝尔地学奖”,2020/9/23,25,三、构造地质学的研究方法,(一)、构造与其他学科的关系,2020/9/

10、23,26,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,2020/9/23,27,(二)、构造地质学的研究方法 地质构造存在于一定时间、空间范围的地质体中地层或岩石。 (1)、历史地质分析与构造变形分析相结合法。,2020/9/23,28,(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

11、间的构造形态是十分重要的。,2020/9/23,29,(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。,尝一脔肉,而知一镬之味,一鼎之调,2020/9/23,30,(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

12、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。,2020/9/23,31,（五）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,2020/9/23,32,“多重暂定假说”是野外研究构造地质问题经常采用的一种辩证思维方法。 这种思维方法的实质是，在掌握一定的实际资料的情况下，先拟定出各种可能与

13、已知事实不相矛盾的工作假说，即作出一定的判断，而后进一步观察和收集资料，用新的事实对前面的判断加以检验和修正;其中一些假说可能被新的事实否定，另一些则会得到补充、发展或形成又一个工作假说。如此循环反复，逐步深入，使判断不断趋于全面、正确。 运用多重暂定假说这一思维方法可以避免见其一点，不及其余，过早地作出依据不够的论断，或者始终感到资料依据不足，而不作出较切实际判断的这两种极端情况。,2020/9/23,33,四、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

14、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。,2020/9/23,34,(一)、构造解析 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。,2020/9/23,35,(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

15、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原生构造，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。,2020/9/23,36,(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。,2020/9/23,37,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。,202

16、0/9/23,38,（五）古典构造地质学 与现代构造地质学,2020/9/23,39,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。,2020/9/23,40,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.,2020/9/23,41,1912年，德国气象学家魏格纳（A

17、.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。,2020/9/23,42,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。,2020/9/23,43,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”。,2020/9/23,

18、44,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。,2020/9/23,45,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：主要研究构造的形成顺序与演变（运动学）； 3、成因方面：主要研究构造的形成机制及其发育的地质条件（动力学）。,2020/9/23,46,附录：相关知识,2020/9/23,47,地质图上的着色,绝对年龄,地层代号及色谱,2020/9/23,48,下 古 生 界,上 古 生 界,加 里 东 运 动,海 西 运 动,2020/9/23,49,印支 运动,燕山运动,喜马拉雅 运动,2020/9/23,50,问题,各次构造运动的本质是什么？,2020/9/23,51,全球板块运动过程,2020/