構造地質學知識重點

2022-06-17 21:30:07 字數 5249 閱讀 1924

岩層:由兩個平行或近於平行的介面所限制的,岩性基本一致的層狀岩體。

層理:沉積岩中最普遍的一種原生構造,是通過岩石的成分、結構和顏色等特徵在剖面上的突變或漸變所顯現出開的一種成層構造。

三種基本層理:水平層理、波狀層理、斜層理。(還有過渡類與特殊類的層理,如斜波狀層理。

面向:指成層岩層頂面法線所指的方向,即成層岩係中岩層由老變新的方向。

產狀:出產地點的岩層面在三維空間的方向與狀態。

基本產狀分為面狀構造與線狀構造。

面狀構造有層理、節理、斷層等。

線狀構造包括所有呈線狀習性的構造和各種平面的交線,如褶皺樞紐、軸跡和線理等。

面狀構造的產狀要素:走向、傾向、傾角。

面狀構造表示方式:

(1)象限角表示法:走向∠傾角,例如走向北東60゜,傾向150゜、傾角40゜,寫成n60 ゜e∠se40゜.

( 2 )方位角表示法:用傾向方位角∠傾角表示。如330゜∠35゜(nw30゜∠35゜),表示傾向是(從正磁北順時針測量的方位角)330゜,傾角為35゜.

線狀構造的產狀要素:傾伏向和傾伏角或用其所在平面的側伏角和側伏向來表示。

水平岩層:同一層面上各點海拔基本都相同的岩層,也叫水平構造,水平岩層是未經構造運動的岩層,保留著原始狀態。

沉積岩形成時由於地形起伏而造成的傾斜狀態叫原始傾斜。

水平岩層的出露特徵:

(1)在地質地形圖上,水平岩層的地質界線與地形等高線平行或重合,水平岩層的出露和分布狀態完全受地形控制。

(2)水平岩層的成岩順序為上新下老。

(3)水平岩層的厚度就是該岩層頂、底面的標高差。

(4)水平岩層在地質圖上的露頭寬度取決與地面坡度與岩層厚度。

傾斜岩層:由於地殼運動,原始水平的岩層發生構造變動,形成的岩層。

傾斜岩層的出露特徵:

(1) 當地形和岩層產狀不變時,露頭寬度取決於岩層厚度。厚寬薄窄

(2) 當地形和厚度不變時,露頭寬度取決與岩層傾角。角小出露大,角大出露小。直立岩層露頭寬度最小,近於或等於岩層的真厚度時受地形的影響。

(3) 岩層產狀和厚度不變時,露頭寬度取決於地形、坡度和坡向。分順向坡與逆向坡,用v字形法則判斷。

一定地貌條件下,傾斜岩層的分布規律:

(1) 傾斜岩層在平面上呈條帶狀分布。

(2) 在沒有發生倒轉時,岩層的排列順序為沿傾向方向逐漸變新。

(3) 傾斜岩層在地質圖上的寬度(露頭寬度)取決於產狀、地形和岩層厚度。

(4) 岩層的出露形態受岩層的產狀和地形的影響。

v字型法則:

(1) 水平岩層出露形態真實地反映了等高線的彎曲特特徵,地質界線隨等高線的彎曲而彎曲。

(2) 直立岩層出露形態不受地形的影響,呈直立型。

(3) 逆向坡,同向彎曲,地質界線的曲率(或彎曲度)小於地形等高曲率,呈鈍「v」字型

(4) 順向坡:a、 傾角大於坡角時,位址界線與等高線的彎曲方向相反,簡稱反向彎曲

b、傾角小於坡角時,地質界線與等高線彎曲方向相同,即同向彎曲,且地質界線的曲率(彎曲度)大於等高線的曲率。

岩層厚度:岩層上下層面的垂直距離。

整合接觸:連續沉積,沒有沉積中斷,古生物等方面連續,上下地層之間的這種接觸關係稱為整合接觸。

不整合接觸:由於地層的上公升所導致的不連續沉降,上下地層之間的這種接觸關係稱為不整合接觸。

不整合接觸:

a、平行不整合(假整合):上下地層的產狀基本一致,但兩者之間缺失一些時代的、地層的接觸關係。沉積間斷,上下兩套地層產狀基本一致。

b、角度不整合:上下地層之間不僅缺失部分地層,而且上下地層的產狀也不相同。不整合面與下伏岩層層面所構成的銳角叫做不整合角。

面向:成岩岩層頂面法線所指的方向,即成層岩係中岩層由老變新的方向。

利用沉積岩的原生構造確定岩層的面向:

一、 變異層理標誌

(1) 交錯層理(斜層理):兩種交錯層理的斜紋層均呈弧形,斜紋層的頂部被截切,與層系面呈高角度相交,下部常逐漸收斂,變緩,與底面小角度相交或相切。

(2) 遞變層理(粒級層理):多數特點為下粗上細,少數情況下出現反向遞變層理,即上粗下細。

(3)二、 層面原生構造標誌

(1) 波痕:波峰指向岩層頂面,波谷的圓弧則凹向底面。有一類在剖面上表現為不對稱波形曲線的波痕,由於形態特徵在原型與印模中相似,故不能用來鑑別岩層頂、底面。

(2) 泥裂(乾裂):契形裂縫和尖脊狀印模的尖端均指向岩層底面。

(3) 雨痕和冰雹痕:岩層頂面留下凹坑,而上覆岩層底面形成瘤狀突起的印模。

(4) 沖刷面:據沖刷面和上覆岩層的碎屑,可判別岩層的相對層序。

(5) 底面印模:

三、 生物標誌

根據某些化石在岩層內的埋藏儲存狀態,也可以鑑定岩層的頂、底面。

第二章壓力:兩個力作用在同一條直線上,大小相等,方向相反,當它們使受力物體發生沿作用力方向的縮短位移或變形時稱為壓力,反之則為張力。

剪下力(扭力):兩個大小相等,方向相反的力,沒有作用在同一條直線上(使物體具有旋轉趨勢的力)。

習慣上,壓力為正,張力為負,逆時針剪下力為正,順時針為負。

應力:作用在單位面積上的內力,向量。表徵內力的強度。 單位為pa

主應力:作用面為主平面,主平面上的正應力(垂直於主平面的力)。當該正應力的方向為離開作用麵時,該正應力為張應力。

應力狀態:物體受力後,內部各個截面上將產生有規律分布的應力,物體所處的這種力學狀態就叫應力狀態。

一點的應力情況可以用六個應力分量來表示,也可以用用三個主應力來表示。

三個主應力為:1、最大主應力

2、中間主應力

3、最小主應力

當1=2=3時為特殊情況,稱為均壓,也叫靜水壓力狀態。此時只引起物體體積變化,不會改變其形狀。

應力差:最大和最小主應力之差。應力差可以引起物體形態的改變。

變形:物體受到力的作用後,其內部各點間的相對位置發生改變。

線變形(正變形):伸長或縮短(單純的拉伸和壓縮)

剪變形(角變形):表現為內部任意截面都旋轉了乙個角度

應變:表示物體受力變形的程度,分為線應變和剪應變兩種。

線應變:物體受力發生線變形以後,所增加或縮短的長度與變形前原長度的比值。

s為變形後與變形前的長度比,s=1-線應變

1-線應變)^2

橫向與縱向都滿足以上公式,且橫向應變數與縱向應變數的比值的絕對值為泊松比。

每種岩石都有自己的泊松比,一般不超過0.5,岩石的這種性質稱為泊松效應。

剪應變(角應變):指物體在剪應力或扭應力作用下,內部原來相互垂直的兩條微小線段所夾直角的改變量。它是用物體變形時旋轉角度的正切值來度量的。

tanу=

當角度極小時,且aa』近似於a』d時,可以用角度的弧度來度量。

應變橢球體:在變形前的連續介質中任意劃定乙個圓球體,當介質發生均勻變形時,圓球體變為了橢球體,這種橢球體就叫做應變橢球體。

應變橢球體有3個相互成直角的對稱面,這些面交於橢球體的三個主直徑,這些主直徑的方向叫應變主方向。

岩石的變形方式:

基本變形方式:拉伸、壓縮、剪下、彎曲、扭轉。

均勻變形和非均勻變形:

(1) 均勻變形:岩石的各個部分和變形性質、方向和大小都相同的變形。

拉伸、壓縮和剪下。

(2) 非均勻變形:岩石各點變形的方向、大小和性質是變化的。

彎曲、扭轉。

岩石的變形階段:

一、 彈性變形:岩石在受外力作用發生變形,當外力消失後,又完全恢復到變形前的態度,這種變形稱為彈性變形。在應變曲線圖中,有一點為彈性極限。

二、 塑性變形:當外力繼續增加,變形繼續增強。當應力超過岩石的彈性極限時,此時如將外力去掉,變形後的岩石不能完全恢復到原來的形狀,這種變形稱為塑性變形。

即發生了剩餘變形或永久變形。在達到彈性極限後還有乙個屈服點,對應此點的應力值稱為屈服極限。岩石的彈性變形階段增長了,塑性變形階段縮短了,這種現象叫做岩石的變形硬化。

岩石在塑性變形階段,其內部質點發生位移,在新的位置上達到了新的平衡。

平移滑動:礦物顆粒內部滑動面兩側的質點沿著滑動面發生整體相對平移滑動。

雙晶滑動:礦物顆粒內部,滑動面兩側的質點沿著滑動面發生滑動後呈映象對稱關係。

三、 斷裂變形(脆性變形):當作用的外力超過岩石的強度極限時,岩石內部質點間的結合力就會遭到破壞面,使岩石失去連續完整性。

岩石的斷裂方式:

(一) 岩石的強度

岩石在外力作用喜愛抵抗破壞的能力稱為強度。

(二) 張裂和剪裂:

張裂和剪裂是岩石破裂的兩種形式。

(1)張裂的產生取決於張應力的大小。當張應力達到或超過岩石抗張強度時,斷裂便沿著垂直拉伸方向,即最小主應力軸的方向上。

(2)剪裂的產生取決於剪應力的大小。當剪應力達到或超過岩石抗剪強度時,就沿著與最大主應力、最小主應力均斜交的面上發生剪下破裂。

影響岩石力學性質和岩石變形的因素

(1) 岩石的成份、結構和構造。

(2) 圍壓:周圍岩體對它施加的壓力。

(3) 溫度

(4) 溶液

(5) 空隙壓力:岩石空隙內流體的壓力。

(6) 時間:a、施力速度。b、重複受力。c、蠕變與鬆弛:

蠕變:岩石在受力變形過程中,若保持應力不變,應變則隨時間的增長而逐漸加大。

鬆弛:若保持變形不變,而應力隨時間的增長而逐漸減小。

應力場:受力岩體中的每一點都存在著乙個與該點對應的瞬時應力狀態,這一系列瞬時的點應力狀態組成的空間稱為應力場。

構造應力場:地殼內某一瞬時一定範圍內的應力狀態。分為兩種古構造應力場與現今應力場。

古構造應力場的研究:

一、 利用褶皺和斷層進行測定。

二、 利用共軛剪節理進行測定。

三、 利用構造縫合線進行測定。

現今構造應力的測量方法:

一、 震源機制

二、 壓裂

三、 應力解除法

四、 地形變測量

第五章褶皺:層狀岩石在各種應力作用下所形成的一系列連續的波狀彎曲現象。

褶皺的基本型別:

背斜:岩層向上彎曲,中間老,兩側新的褶皺構造

向斜:岩層向下彎曲,中間新,兩側老的褶皺構造

若地層時代的新老關係不清,則分別稱為背形和向形。

褶皺的基本要素:

核部:褶皺中心部位的岩層。

翼部:褶皺核部兩側的地層,正交剖面上,兩翼間的內將愛叫為翼間角。

轉折端:一翼向另一翼過渡的彎曲部分。

樞紐:同一褶皺面上最大彎曲點的連線。

軸面:在乙個褶皺內各相鄰褶皺層面上的樞紐構成的假想幾何面為軸面。

軸跡:軸面與包括地面在內的任何平面的交線稱為軸跡。

頂和槽:背斜和向斜的各褶皺面在橫剖面上的最高點和最低點分別為頂和槽。在同一褶皺面上連線頂和槽的線分別為頂線和槽線。

褶皺的產狀分類:

1、 根據軸面產狀和兩翼產狀的褶皺分類

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